重合性組成物、光学異方性層及びその製造方法、光学補償素子、液晶表示装置及び液晶プロジェクタ
【課題】黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止するとともに、光学異方性層及びその製造方法と、該光学異方性層からなる光学補償素子を用いることにより高視野角、高コントラストで高画質な長寿命の液晶表示装置及び液晶プロジェクタの提供。
【解決手段】重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかが全溶媒に対して、１〜５０質量％含まれることを特徴とする重合性組成物、該重合性組成物を含む光学異方性層、光学補償素子及び液晶表示装置である。光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が本発明の液晶表示装置である液晶プロジェクタ。
【解決手段】重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかが全溶媒に対して、１〜５０質量％含まれることを特徴とする重合性組成物、該重合性組成物を含む光学異方性層、光学補償素子及び液晶表示装置である。光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が本発明の液晶表示装置である液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学補償素子等に好適な重合性組成物、光学異方性層及びその製造方法、光学補償素子、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、その用途展開が急速に進んでおり、携帯電話、パソコン用モニタ、テレビ、液晶プロジェクタなどに使われている。
一般に、液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどの表示モードで液晶を動作させ、該液晶を通過する光を電気的に制御して明暗の違いを画面上に表すことで、文字や画像を表現する表示装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置としては、一般に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤが知られており、該ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶動作モードとしてはＴＮモードが主流である。一方、近年液晶表示装置の用途展開が進むにつれて、高コントラスト化の要望が高まっており、ＶＡモードの液晶表示装置の研究も盛んに行われている。
ＴＮモードの液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間に９０°ねじれたネマチック液晶が封入され、また、２枚のガラスの外側には一対の偏光板がクロスニコルで配置されている。そして、電圧無印加状態では、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層で偏光面が９０°ねじられて検光子側の偏光板を通過して白表示となる。また、電圧が十分に印加された状態では、液晶の配列方向が液晶パネルに略垂直に変化して、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が偏光状態を変化させることなく液晶層を通り抜けて検光子側の偏光板に到達して黒表示となる。
【０００４】
一方、ＶＡモードの液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間に垂直配向あるいは垂直傾斜配向するようにネマチック液晶が封入され、また、２枚のガラスの外側には一対の偏光板がクロスニコルで配置されている。そして、電圧無印加状態では、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層でその偏光面をほとんど変化させることなく液晶層を通り抜けて検光子側の偏光板に到達して黒表示となる。また、電圧が十分に印加された状態では、液晶の配列方向が液晶パネルに平行で、かつ９０°ねじれた状態に変化して、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層で偏光面が９０°ねじられて検光子側の偏光板を通過して白表示となる。
これらの表示モードで動作する液晶表示装置は、斜め方向から表示画面を見た場合に、コントラストの低下や階調表示で明るさが逆転する階調反転現象等による表示特性の悪化が生じるという視野角依存性の問題がある。このような視野角依存性の問題は、液晶表示装置を黒表示しようとしても、視野角によっては、完全な黒にはならず、光漏れを起こすことに起因する。
【０００５】
従来から、黒表示状態の液晶層を通過する光の位相差値と、光学異方性フィルムの位相差値とを合わせこみ、該黒表示状態の液晶層を三次元的に光学補償して、どの方向から見ても光漏れをなくして、視野角依存性の問題を改善する光学補償フィルムが種々提案されている。例えば、本願出願人は、先に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム等の支持体及びその上に設けられた光学異方性層からなり、前記光学異方性層が、ディスコティック構造単位を有する化合物からなる光学異方性を有し、該ディスコティック構造単位を有する化合物を含有する塗布液を前記支持体上に塗布、配向、構造固定化することにより、前記ディスコティック構造単位の円盤面が、支持体面に対して傾いており、かつ前記ディスコティック構造単位の円盤面と支持体面とのなす角度が光学異方性層の厚み方向において変化するハイブリッド配向を有する光学補償フィルムを提案している（特許文献１参照）。
この光学補償フィルムによれば、黒表示状態の液晶層と鏡面対称となるように前記光学異方性層のディスコティック構造単位が配列されているため、前記支持体と前記ディスコティック構造単位との積層体全体の光学特性として、黒表示状態の液晶層が光学的に補償され幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【０００６】
しかしながらこの場合、前記光学補償フィルムを用いることにより、前記液晶表示装置の視野角依存性の問題が改善され、視野角を拡大することに成功したが、近年、大画面表示を可能とする大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等への要望が高まり、前記大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等に対し、更なる広視野角、高コントラスト化が望まれている。また、液晶プロジェクタは、様々な角度で液晶セルに入射した光が投影レンズにより統合されてスクリーンに拡大投影されるため、より高いコントラストが要求され、前記光学補償フィルムには未だ改善の余地がある。
即ち、前記光学補償フィルムでは、前記支持体上への前記ディスコティック液晶を有する化合物の塗布性を向上させることが難しく、前記光学異方性層の厚みの不均一化が生じるという問題がある。このため、前記光学異方性層の厚みの不均一化により前記光学異方性層の光学特性を高精度で所望の特性とすることが難しく、幅広い視野角において光漏れを防止することができないという問題がある。
したがって、前記液晶プロジェクタ等の大画面表示における近年の要求に対し、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することは未だ不十分であり、その速やかな解決が望まれているのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−５０２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止するとともに、光学異方性層及びその製造方法と、該光学異方性層からなる光学補償素子を用いることにより高視野角、高コントラストで高画質な液晶表示装置及び液晶プロジェクタ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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかが全溶媒に対して、１〜５０質量％含まれることを特徴とする重合性組成物である。
＜２＞ アミド化合物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドから選択される少なくともいずれか１種である前記＜１＞に記載の重合性組成物である。
＜３＞ エーテル系化合物が、沸点１００℃以上のエーテル系化合物である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜４＞ エーテル系化合物が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルから選択される少なくともいずれか１種である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜５＞ セロソルブ系化合物が、ブチルセロソルブである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜６＞ 重合性液晶化合物が、円盤状液晶性化合物を含む前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜７＞ 重合性液晶化合物が、棒状液晶性化合物を含む前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の重合性組成物を用いて形成されたことを特徴とする光学異方性層である。
＜９＞ 重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている前記＜８＞に記載の光学異方性層である。
＜１０＞ 重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に変化するハイブリッド配向で固定されている前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜１１＞ 前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載の光学異方性層の製造方法であって、重合性液晶化合物を含む該重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含むことを特徴とする光学異方性層の製造方法である。
＜１２＞ 少なくとも一つの支持体を有し、該支持体の少なくとも一方の面上に光学異方性層を有し、該光学異方性層が前記＜８＞から＜１１＞のいずれかに記載の光学異方性層であることを特徴とする光学補償素子である。
＜１３＞ 重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている光学異方性層である前記＜１２＞に記載の光学補償素子である。
＜１４＞ 前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載の光学異方性層が、重合性液晶化合物を含む重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含む製造方法により製造された前記＜１２＞から＜１３＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１５＞ 光学異方性層を２層有し、それぞれの配向方向が異なるように配置した前記＜１２＞から＜１４＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１６＞ 配向方向が異なる２つの層が、支持体の一方の面上に設けられた前記＜１２＞から＜１５＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１７＞ 配向方向が異なる２つの層が、支持体を介して該支持体の両面に設けられた前記＜１２＞から＜１５＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１８＞ 少なくとも一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、前記光学補償素子が前記＜１２＞から＜１７＞のいずれかに記載の光学補償素子であることを特徴とする液晶表示装置である。
＜１９＞ 液晶素子が、ツイストネマティック型である前記＜１８＞に記載の液晶表示装置である。
＜２０＞ 光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が前記＜１８＞から＜１９＞のいずれかに記載の液晶表示装置であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【００１０】
本発明の重合性組成物は、重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかを含み、前記溶媒を、全溶媒の１〜５０質量％含む重合性組成物である。
これにより、光学異方性層の厚みの均一化が図れ、前記光学異方性層の光学特性を高精度で所望の特性とすることができ、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【００１１】
本発明の光学異方性層は、本発明の前記重合性組成物を含有してなる。これにより、均一な厚みの光学異方性層が製造でき、該光学異方性層の光学特性を高精度で所望の特性とすることができ、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを有し、前記光学補償素子が前記本発明の光学補償素子である。その結果、高視野角、高コントラスト、高画質である液晶表示装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の液晶プロジェクタは、光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶装置が前記本発明の液晶表示装置である。その結果、高視野角、高コントラスト、高画質である液晶プロジェクタを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、従来における前記問題を解決でき、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止するとともに、光学異方性層及びその製造方法と、該光学異方性層からなる光学補償素子を用いることにより高視野角、高コントラストで高画質な長寿命の液晶表示装置及び液晶プロジェクタ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】
【００１５】
（重合性組成物）
本発明の重合性組成物は、重合性液晶化合物と、比較的高い沸点を有する溶媒とを含有し、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有してなる。
【００１６】
−重合性液晶化合物−
前記重合性液晶化合物としては、化合物が配向して液晶の状態を形成することができる化合物に対して、重合又は架橋が可能な官能基を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、配向状態を固定可能とした液晶性化合物を含む重合性液晶化合物を用いることが好ましく、棒状液晶性化合物、円盤状液晶性化合物、バナナ状液晶性化合物などを含む重合性液晶化合物がより好ましく、円盤状液晶性化合物を含む重合性液晶化合物が特に好ましい。また、前記液晶性化合物を含む重合性液晶化合物には、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有することができる。
【００１７】
前記棒状液晶性化合物を含む重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリマーバインダーを用いて前記棒状液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性液晶化合物、重合により液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性基を有する重合性液晶化合物などが挙げられ、この中でも重合性基を有する前記重合性液晶化合物が好適に挙げられる。
【００１８】
前記棒状の液晶性化合物（棒状液晶分子）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類などが挙げられる。
【００１９】
前記棒状の液晶性化合物を含む重合性液晶化合物としては、下記構造式（１）で表される低分子の重合性基を有する棒状液晶化合物が重合した高分子液晶化合物が挙げられる。
【００２０】
【化１】
ただし、前記構造式（１）において、Ｑ１及びＱ２は、それぞれ重合性基を表し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４は、それぞれ単結合または二価の連結基を表すが、Ｌ２及びＬ３の少なくとも一方は、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−を表す。また、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、炭素原子数２〜２０のスペーサー基を表す。また、Ｍは、メソゲン基を表す。
【００２１】
前記円盤状の液晶性化合物を含む重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリマーバインダーを用いて前記円盤状液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性液晶化合物、重合により前記円盤状液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性基を有する重合性液晶化合物などが挙げられ、これらの中でも、重合性基を有する前記重合性液晶化合物が好適に挙げられる。
【００２２】
前記重合性基を有する重合性液晶化合物としては、例えば、円盤状コアと重合性基との間に連結基を導入した構造が挙げられる。前記重合性液晶化合物の具体的としては、下記構造式（２）で表される化合物が好適に挙げられる。
【００２３】
【化２】
ただし、前記構造式（２）において、Ｄは円盤状コアを表し、Ｌは二価の連結基を表し、Ｐは重合性基を表す。また、ｎは４〜１２の整数である。また、複数の二価の連結基Ｌと重合性基Ｐとの組合せとしては、異なる二価の連結基と重合性基との組合せでもよいが、同一の組合せが好ましい。前記円盤状コアＤとしては、２種以上を併用することも可能である。
【００２４】
前記構造式（２）において、円盤状コアＤの具体例としては、下記構造式（Ｄ１）〜（Ｄ１５）で表される円盤状コアが挙げられる。
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】
【化７】
【００３０】
【化８】
【００３１】
【化９】
【００３２】
【化１０】
【００３３】
【化１１】
【００３４】
前記構造式（２）において、二価の連結基Ｌとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−、これらの組合せなどが好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−、これらの中から選ばれる二価の基を少なくとも二つ組合せた二価の連結基がより好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−Ｏ−、これらの中から選ばれる二価の基を少なくとも二つ組合せた二価の連結基が特に好ましい。
【００３５】
前記アルキレン基の炭素原子数としては、１〜１２であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数としては、２〜１２であることが好ましい。前記アリーレン基の炭素原子数としては、６〜１０であることが好ましい。また、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アリーレン基としては、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、アシルオキシ基などの置換基を有していてもよい。
【００３６】
前記二価の連結基Ｌとしては、例えば、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−、−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＡＬ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−、などが挙げられる。
ただし、前記二価の連結基Ｌの具体例において、左側が前記円盤状コアＤに結合し、右側が重合性基Ｐに結合する。またＡＬはアルキレン基、アルケニレン基を表し、ＡＲはアリーレン基を表す。
【００３７】
前記構造式（２）において、前記重合性基Ｐとしては、特に制限はなく、重合反応の種類に応じて適宜選択することができ、不飽和重合性基、エポキシ基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。前記重合性基Ｐの具体例としては、下記構造式（Ｐ１）〜（Ｐ１８）で表される重合性基が挙げられる。
【００３８】
【化１２】
【００３９】
【化１３】
【００４０】
【化１４】
【００４１】
【化１５】
【００４２】
【化１６】
【００４３】
【化１７】
ただし、前記構造式（Ｐ１）〜（Ｐ１８）で表される重合性基において、ｎは４〜１２の整数を表し、前記円盤状コアＤの種類により決定される値である。
これらの重合性液晶化合物については、例えば、特開平９−１０４６５６号公報、特開平１１−９２４２０号公報、特開２０００−３４２５１号公報、特開２０００−４４５０７号公報、特開２０００−４４５１７号公報、特開２０００−８６５８９号公報などを例示することができる。
【００４４】
−その他の成分−
前記重合性液晶化合物に含有するその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記重合性液晶化合物の重合反応を開始する重合開始剤などが挙げられる。
【００４５】
前記重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱重合反応を開始する熱重合開始剤、光重合反応を開始する光重合開始剤が挙げられ、これらの中でも前記光重合開始剤が好適に挙げられる。
前記光重合開始剤の具体例としては、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号明細書に記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書に記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書に記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号明細書、米国特許第２９５１７５８号に記載）、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合せ（米国特許第３５４９３６７号に記載）、アクリジン及びフェナジンの化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載）、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書に記載）などが挙げられる。
前記光重合開始剤の前記重合性液晶化合物における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記重合性液晶化合物の塗布液における固形分の０．０１〜２０質量％が好ましく、０．５〜５質量％がより好ましい。
前記光重合反応に用いられる光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線が好適に挙げられる。前記光照射手段の照射エネルギーとしては、２０ｍＪ／ｃｍ２〜５０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ２であることがより好ましい。また、前記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。
【００４６】
−溶媒−
前記溶媒としては、アミド化合物を用い、更にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかを含み、前記溶媒の重合性化合物に対する含有量が、１〜５０質量％であることが好ましく、５〜４５質量％がより好ましく、１０〜４０％が特に好ましい。前記含有量が１質量％未満であると塗布性が悪化して前記光学異方性層の厚みの均一化を図ることができなくなることがあり、５０質量％を超えると、該重合性化合物の溶解性が悪化し、前記厚みの均一化を図ることができなくなることがある。
前記溶媒によって、前記光学異方性層を形成させるための前記各成分を支持体上に適用して、均一な層を得るために、前記重合性組成物の粘度を所望の値に調整する。これらの溶媒は、前記重合性組成物の素材を良好に溶解し、また、前記重合性組成物を作製の後には速やかに除去される化合物を用いることが好ましい。
【００４７】
＜アミド化合物を含む溶媒＞
前記アミド化合物を含む溶媒は、前記重合性組成物溶液を塗布した際の好適な蒸発速度を得るための溶媒であるため、その沸点は、他の素材の劣化を引き起こさない程度に高い方が好ましい。具体的には、１００℃以上が特に好ましい。
前記沸点１００℃以上のアミド化合物を含む溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，メチルプロピオンアミドなどが挙げられ、これらの中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドがより好ましい。
【００４８】
＜エーテル系化合物を含む溶媒＞
前記エーテル系化合物を含む溶媒は、前記重合性組成物溶液を塗布した際の好適な蒸発速度を得るための溶媒であるため、その沸点は、他の素材の劣化を引き起こさない程度に高い方が好ましい。具体的には、１００℃以上が特に好ましい。
前記沸点１００℃以上のエーテル系化合物を含む溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニソール、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられ、これらの中でも、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルがより好ましい。
【００４９】
＜セロソルブ系化合物を含む溶媒＞
前記セロソルブ系化合物を含む溶媒は、前記重合性組成物溶液を塗布した際の好適な蒸発速度を得るための溶媒であるため、その沸点は、他の素材の劣化を引き起こさない程度に高い方が好ましい。具体的には、１００℃以上が特に好ましい。
前記沸点１００℃以上のセロソルブ系化合物を含む溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどが挙げられ、これらの中でも、ブチルセロソルブがより好ましい。
【００５０】
前記エーテル系及びセロソルブ系の溶剤を併用する際、使用の比率は、全溶媒量に対して１〜５０質量％が好ましく、５〜４５質量％がより好ましく、１０〜４０質量％が特に好ましい。
前記エーテル系に対するセロソルブ系の使用の比率が、１質量％未満であると、均一性が不十分になることがあり、５０質量％を超えると重合性液晶化合物及びその他添加物の溶解性が悪化してしまい、ろ過や塗布の工程に支障をきたすことがある。
【００５１】
（光学異方性層）
本発明の光学異方性層は、少なくとも前記重合性液晶化合物を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる重合性組成物から形成される。
前記重合性組成物は、層形成の重合反応直前時に、前記重合性液晶化合物が配向状態にあることが好ましい。該配向状態としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重合性液晶化合物が重合又は架橋により固定されて、光学異方性層中で液晶状態を示さなくなっていてもよい。
ここで、前記配向状態とは、本発明において、液晶状態を構成する分子に分子形状に起因する固有軸、つまり棒状などの棒状様分子であれば、長軸方向、板状分子であれば、板の法線方向に前記固有軸を設定した場合に、注目した微少領域に含まれる液晶状態を構成する分子の固有軸の平均方向が、ほぼ揃っていること、即ち、液晶状態を構成する分子の配向状態を言う。
【００５２】
更に、本発明では、この配向状態にあるとき、注目した微少領域の液晶性化合物の固有軸の平均方向と、光学補償素子の積層方向（光学異方性層と支持体との界面における法線方向）とのなす角を配向角と称し、固有軸の平均方向を前記界面に投影した成分を配向方向と称する。
【００５３】
前記配向状態としては、該液晶性化合物の配向角が傾斜する状態を有しているもの、つまり配向角が光学補償層の厚み方向に一様に平行又は、一様に垂直状態にないことが好適に挙げられ、該配向角が光学異方性層の上面と下面との間で、厚み方向に連続的に変化するハイブリッド配向を有しているものがより好適に挙げられる。
前記ハイブリッド配向における配向角としては、配向膜側から空気界面側に向かって連続的に２０°±２０°〜６５°±２５°の範囲で変化するように調整されることが好ましい。
前記重合性液晶化合物の前記配向角及び配向方向により決定される前記配向状態としては、黒表示状態の液晶層と鏡面対象となるように前記配向角及び配向方法が調整されることが好ましい。
ここで、前記光学異方性層における前記重合性液晶化合物の配向膜側近傍の配向角、空気界面側の配向角度及び平均配向角は、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、多方向からのレターデーションを測定し、測定されたレターデーションから屈折率楕円体モデルを想定し、該屈折率楕円体モデルから算出された値である。
また、前記レターデーションから配向角を算出する方法としては、Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍｓ ＳＩＤ９８ ＤＩＧＥＳＴに記載された手法で算出することも可能である。前記配向角を算出する場合における前記レターデーションの測定方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記光学異方性層の法線方向のレターデーション（Ｒｅ０）、該法線方向に対して−４０°方向のレターデーション（Ｒｅ−４０）及び＋４０°方向のレターデーション（Ｒｅ４０）が挙げられる。
前記Ｒｅ０、Ｒｅ−４０、Ｒｅ４０の測定は、それぞれ前記エリプソメーターを用いて、前記各測定方向に観察角度を変えて測定した値である。
【００５４】
前記光学異方性層が備えるその他の構成としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、前記重合性液晶化合物を配向させるための配向膜が好適に挙げられる。前記配向膜上に前記重合性液晶化合物が塗布等により積層されることが好ましい。
前記配向膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラビング処理された有機化合物（ポリマー）からなる配向膜、マイクログループを有する配向膜、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）によりω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル等の有機化合物が累積された配向膜、無機化合物が斜方蒸着された配向膜、電場、磁場又は光照射等により配向機能が生じる配向膜などが挙げられ、前記ラビング処理された有機化合物からなる配向膜が好適に挙げられる。
前記ラビング処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機化合物からなる膜の表面を紙や布で一定方向に数回こする処理が挙げられる。
【００５５】
前記有機化合物の種類としては、特に制限はなく、前記液晶性化合物の配向状態（特に配向角）に応じて決定することができ、例えば、前記液晶性化合物を水平に配向させるために配向膜の表面エネルギーを低下させない配向膜用ポリマーが挙げられる。
前記配向膜用ポリマーの具体例としては、ラビング処理の方向に対して直交する方向に前記液晶性化合物を配向する場合には、変性ポリビニルアルコール（特開２００２−６２４２７号公報参照）、アクリル酸系コポリマー（特開２００２−９８８３６号公報参照）ポリイミド、ポリアミック酸（特開２００２−２６８０６８号公報参照）などが好適に挙げられる。
【００５６】
前記配向膜は、前記重合性液晶化合物、前記支持体に対する密着性を向上させることを目的として、反応性基を有することが好ましい。前記反応性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記配向膜用ポリマーの繰り返し単位の側鎖に反応性基を導入したもの、前記配向膜用ポリマーに環状基の置換基を導入したものなどが挙げられる。
前記反応性基により前記重合性液晶化合物、前記支持体に対して化学結合を形成する配向膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開平９−１５２５０９号公報に記載の配向膜を用いることも可能である。
前記配向膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがより好ましい。
【００５７】
（光学異方性層の製造方法）
本発明の光学異方性層の製造方法は、前記本発明の重合性組成物を支持体の少なくとも一方の面上に塗布し、該重合性組成物を１３０℃以上に加熱する工程を含んでなり、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００５８】
前記支持体としては、後述する光学補償素子と同様なものを用いることができる。
前記塗布液の前記支持体（又は配向膜）上への塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコート法などの公知の方法が挙げられる。
【００５９】
なお、前記光学異方性層の製造方法としては、前記配向膜を用いて前記重合性液晶化合物を配向させてから、その配向状態のまま液晶性分子を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフィルムなどの支持体上に転写してもよい。このような作製方法によれば、配向膜による複屈折の影響を考慮する必要がなく、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償することが可能となる。
【００６０】
（光学補償素子）
本発明の光学補償素子は、支持体の少なくとも一方の面上に光学異方性層を備えてなり、該光学異方性層が前記本発明の光学異方性層を有してなり、更に、必要に応じてその他の層を有してなる。
【００６１】
−支持体−
前記支持体としては、使用する光の波長に対して５０％以上透過する程度に透明であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルカリフリーガラス、白板ガラス、青板ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、有機高分子フィルムなどが挙げられる。
これらの中でも、面の平滑性の観点から前記各種無機材料よりなるガラスを好適に用いることができる。
前記有機高分子フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン系、ポリエーテル系、ポリスルフィン系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、セルロースアセテート、セルロースジアセテート等のセルロースエステル系、ポリメチルメタクリレート等のポリ（メタ）アクリル酸エステルなどの重合体群から選ばれる１種類、又は２種類以上の組合せなどが挙げられる。
【００６２】
前記支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．１μｍ以上が好ましく、厚みの上限としては、実質的に０．５〜１．５ｍｍが好ましい。
【００６３】
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、負の一軸性屈折率楕円体の光学特性を有する追加の光学異方性層（以下「構造複屈折性層」と称することがある。）、保護層、反射防止層などが挙げられる。
前記追加の光学異方性層（構造複屈折性層）の機能としては、例えば、光の入射角による影響や、ＴＮ型液晶セルにおいてセル中央部の液晶によって受ける影響などを排除するために加えることができる。
【００６４】
これら追加の光学異方性層のレターデーションとしては、下記数式１で表されるレターデーションＲｔｈが４０〜２００ｎｍであることが好ましく、５０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。
【００６５】
＜数式１＞
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
ただし、前記数式１において、ｎｘ、ｎｙ及びｎｚは、前記支持体の法線方向をＺ軸とした時に、構造複屈折性層中におけるお互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、ｄは、光学異方性層の厚みを表す。
【００６６】
前記構造複屈折性層の多層膜における層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記構造複屈折性層の厚みとしては、前記レターデーションを満たすものが好ましく、具体的には、２０〜３００μｍであることが好ましく、４０〜２００μｍであることがより好ましく、５０〜１５０μｍであることが特に好ましい。
前記追加の光学異方性層の機能は、支持体自体が有していてもよい。支持体に延伸したトリアセチルセルロースのような材料を用いた場合であって、前記レターデーションのみで機能を果たす場合は、前記構造複屈折性層を設けなくともよい場合がある。他方、支持体にガラスのような光学的に等方性のある材料を用いた場合は、前記構造複屈折性層を好適に用いることができる。この場合、前記構造性複屈折以外の光学異方性層の場合の厚みは、保護フィルムや支持体としての機能を有す場合もあるので、それら機能を考慮してそれぞれ適宜定めることができる。
また、前述のような屈折率の異なる層を交互に積層した層は、各層構成を光学膜厚の観点で適宜選択することにより反射防止層としての機能を付与することも可能である。この反射防止層の場合は、屈折率の異なる層を構成する素材として、光学膜厚の設計の条件を満たす限りにおいて無機材料だけでなく、有機材料や有機材料に無機材料を加えた材料を使うことができる。
【００６７】
前記構造複屈折性層の素材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機材料や無機材料など様々な素材が挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、プラスチックフィルムを延伸加工し、分子を配向させることによって複屈折を生じさせたものが知られている。この場合は支持体として用いる素材が複屈折層としての機能を有していてもよい。例えば、トリアセチルセルロースを延伸したフィルムを光学補償フィルムの支持体として用いものがよく知られている。
前記無機材料としては、例えば、前記支持体の法線方向を積層方向として、屈折率の異なる複数の無機材料が周期的に積層され、該積層方向における屈折率が周期的に変化する複数の層の周期構造多層膜からなり、前記屈折率変化の周期が可視光領域における光の波長より短い構造が好適に挙げられる。これらの中でも、前記周期構造多層膜が２種の無機材料による２つの層からなるものが特に好適に挙げられる。
前記構造複屈折性層の構造としては、無機材料で形成され、負の一軸性屈折率楕円体の光学特性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体の法線方向を積層方向として、屈折率の異なる複数の無機材料が周期的に積層され、該積層方向における屈折率が周期的に変化する複数の層の周期構造多層膜からなり、前記屈折率変化の周期が可視光領域における光の波長より短い構造が好適に挙げられ、これらの中でも、前記周期構造多層膜が２種の無機材料による２つの層からなるものが特に好適に挙げられる。
【００６８】
このような構造複屈折性層は、多層膜の積層方向、即ち、前記支持体の法線方向には、屈折率の一様な媒質と等価であり、層全体としては、構造性複屈折とよばれる異方性が生じることにより、一軸性の傾斜していない負の屈折率楕円体の光学特性を有するものである。
前記周期構造多層膜における周期としては、可視光領域における光の波長よりも短いものであれば、特に制限はなく、該可視光領域の中から目的に応じて適宜選択することができ、ここで、前記可視光領域としては、特に明記するもの以外は、４００〜７００ｎｍの波長領域をいう。したがって、周期構造の周期としては、４００〜７００ｎｍの範囲で適宜選択されることが好ましい。
また、前記周期構造多層膜の可視光領域における屈折率としては、該多層膜が複数の層からなる場合には、該屈折率の最大値と最小値の差は０．５以上が好ましく、２種類の層からなる場合には、各層の屈折率差は０．５以上が好ましい。
ここで、前記屈折率としては、特に明記するもの以外は、波長５５０ｎｍで測定された値である。
前記構造複屈折性層の多層膜における層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６９】
前記構造複屈折性層を構成する前記周期構造多層膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、酸化物膜から適宜選択される複数の材料の組合せが好ましく、ＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層の組合せがより好ましい。
したがって、前記構造複屈折性層は、前記周期構造多層膜の材料、膜厚、層数、前記屈折率変化の周期等を適宜選択することにより、前記レターデーションを高精度かつ容易に調製することが可能となる。
【００７０】
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステルなどが挙げられる。
前記保護層としては、具体的には、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）などのポリオレフィン類が好適に挙げられる。
また、特開平８−１１０４０２号公報、特開平１１−２９３１１６号公報に記載されている非複屈折性光学樹脂材料も用いることが可能である。
【００７１】
前記反射防止層の材料、構造としては、反射率を低減し、透過率を増加させるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知のＡＲフィルム（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔ Ｆｉｌｍ）、屈折率の異なる二種の無機物よりなる積層体などが挙げられる。
【００７２】
＜光学補償素子の構造＞
前記光学補償素子の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下に示す第１から第８の構造の光学補償素子が好適に挙げられる。
なお、以下の構造の例示において第１の光学異方性層はその機能を支持体が有する場合や、機能設計の観点から不要とする場合があり、必ずしも有さなくてもよい。
【００７３】
（第１の構造の光学補償素子）
図１は、第１の構造に係る光学補償素子の断面図である。
第１の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の一方の面上に、前記構造複屈折性層からなる第１の光学異方性層を備え、他方の面上に本発明の光学異方性層からなり配向方向が異なる２つの前記第２の光学異方性層を備えてなる。即ち、図１に示すように、第１の構造に係る光学補償素子１０は、支持体１の一方の面上に、配向膜４Ａ、第２の光学異方性層３Ａ、配向膜４Ｂ、第２の光学異方性層３Ｂ、反射防止層５Ｂが、該反射防止層５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体１の他方の面上に第１の光学異方性層２、反射防止層５Ａが、該反射防止層５Ａが最外表面に配置されるように積層されたものである。
第１の光学異方性層２は、ＴｉＯ２層２Ａ及びＳｉＯ２層２Ｂの周期構造積層体であり、各層の厚みはそれぞれ約１５ｎｍである。第１の光学異方性層２は、このような周期構造積層体とすることにより反射防止機能を兼ね備えることも可能である。
また、配向膜４Ａと配向膜４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜４Ａ及び配向膜４Ｂを備えることにより、第２の異方性層３Ａ及び３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７４】
（第２の構造の光学補償素子）
図２は、第２の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第２の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の少なくとも一方の面上に、前記第１の光学異方性層及び前記第２の異方性層をこの順に備えてなる。
即ち、図２に示すように、第２の構造に係る光学補償素子２０は、支持体２１の一方の面上に、第１の光学異方性層２２、配向膜２４、第２の光学異方性層２３、反射防止層２５Ｂがこの順に該反射防止層２５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体２１の他方の面上に反射防止層２５Ａを積層してなるものである。
第１の光学異方性層２２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、前記第２の構造に係る光学補償素子２０を、２枚積層して用いることも可能である。この場合には、それぞれの光学補償素子における配向膜のラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
前記第２の構造に係る光学補償素子２０に示すように、支持体の一方の面上に各層を配置する態様は、各層を構成する素材、組合せにもよるが、一般的にハンドリングがよく、製造も容易となる。
【００７５】
（第３の構造の光学補償素子）
図３は、第３の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第３の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層が前記支持体の一方の面上に設けられてなる。
即ち、図３に示すように、第３の構造に係る光学補償素子３０は、支持体３１の一方の面上に、第１の光学異方性層３２、配向膜３４Ａ、第２の光学異方性層３３Ａ、配向膜３４Ｂ、第２の光学異方性層３３Ｂ、反射防止層３５Ｂが、この順に該反射防止層３５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体３１の他方の面上に、反射防止層３５Ａを積層してなるものである。
第１の光学異方性層３２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、配向膜３４Ａと配向膜３４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜３４Ａ及び３４Ｂを備えることにより第２の異方性層３３Ａ及び３３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７６】
（第４の構造の光学補償素子）
図４は、第４の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第４の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層が前記支持体を介して設けられてなる。
即ち、図４に示すように、第４の構造に係る光学補償素子４０は、支持体４１の一方の面上に、第１の光学異方性層４２、配向膜４４Ａ、第２の光学異方性層４３Ａ、反射防止層４５Ｂがこの順に該反射防止層４５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体４１の他方の面上に配向膜４４Ｂ、第２の光学異方性層４３Ｂ、反射防止層４５Ａがこの順に配置されるように積層されてなるものである。
第１の光学異方性層４２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、配向膜４４Ａと配向膜４４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜４４Ａ及び４４Ｂを備えることにより、第２の異方性層４３Ａ及び４３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７７】
（第５の構造の光学補償素子）
図５は、第５の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第５の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の少なくとも一方の面上に、前記第１の光学異方性層及び前記第２の異方性層を備えてなる。
即ち、図５に示すように、第５の構造に係る光学補償素子５０は、支持体５１の一方の面上に、配向膜５４、第２の光学異方性層５３、第１の光学異方性層５２、反射防止層５５Ｂがこの順に該反射防止層５５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体５１の他方の面上に反射防止層５５Ａが積層されてなるものである。
第１の光学異方性層５２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、前記第５の構造に係る光学補償素子５０を、２枚積層して用いることも可能である。この場合には、それぞれの光学補償素子における配向膜のラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
【００７８】
（第６の構造の光学補償素子）
図６は、第６の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第６の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層を有してなる。即ち、図６に示すように、第６の構造に係る光学補償素子６０は、支持体６１の一方の面上に、配向膜６４Ａ、第２の光学異方性層６３Ａ、配向膜６４Ｂ、第２の光学異方性層６３Ｂ、第１の光学異方性層６２、反射防止層６５Ｂがこの順に該反射防止層６５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体６１の他方の面上に反射防止層６５Ａが積層されてなるものである。
第１の光学異方性層６２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、配向膜６４Ａと配向膜６４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜６４Ａ及び配向膜６４Ｂを備えることにより、第２の異方性層６３Ａ及び第２の異方性層６３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７９】
（第７の構造の光学補償素子）
図７は、第７の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第７の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層が前記支持体を介して設けられてなる。
即ち、図７に示すように、第７の構造に係る光学補償素子７０は、支持体７１の一方の面上に、配向膜７４Ａ、第２の光学異方性層７３Ａ、第１の光学異方性層７２、反射防止層７５Ｂがこの順に該反射防止層７５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体７１の他方の面上に配向膜７４Ｂ、第２の光学異方性層７３Ｂ、第１の光学異方性層７２、反射防止層７５Ａがこの順に該反射防止層７５Ａが最外表面に配置されるように積層されてなるものである。
第１の光学異方性層７２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。また、第１の光学異方性層７２は少なくとも一層備えていればよく、いずれか一方の第１の光学異方性層７２を省略することが可能である。
また、配向膜７４Ａと配向膜７４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜７４Ａ及び７４Ｂを備えることにより、第２の異方性層７３Ａ及び７３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００８０】
（第８の構造の光学補償素子）
図８は、第８の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第８の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の一方の面上に前記第１の光学異方性層を備え、他方の面上に前記第２の光学異方性層を備えてなる。
即ち、図８に示すように、第８の構造に係る光学補償素子８０は、支持体８１の一方の面上に配向膜８４、第２の光学異方性層８３、反射防止層８５Ｂがこの順に該反射防止層８５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体８１の他方の面上に、第１の光学異方性層８２、反射防止層８５Ａがこの順に該反射防止層８５Ａが最外表面に配置されるように積層されてなるものである。
第１の光学異方性層８２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、前記第８の構造に係る光学補償素子８０を、２枚積層して用いることも可能である。この場合には、それぞれの光学補償素子における配向膜のラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
【００８１】
前記光学補償素子にあっては、第１の光学異方性層２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２における光学特性が無機材料よりなる周期構造積層体による周期構造ピッチによって決められるために、高分子フィルムを一軸伸延して所定の光学特性を得る場合に生じる残留応力による高分子フィルム面内における屈折率のバラツキやヘイズ値の低下等の光学的不均一性の問題が防止でき、前記第１の光学異方性層面内における光学的均一性を高くすることが可能である。したがって、前記光学補償素子は、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償することが可能となる。
【００８２】
また、第１の光学異方性層２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２が、１０数ｎｍの範囲で面内の厚みの制御が可能であり、高い平滑性を実現でき、前記第１の光学異方性層面内における光学的均一性を高くすることが可能である。したがって、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、光漏れを低減して、スジ状のむらが顕在化することが防止できる。
更に、第１の光学異方性層２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２は、高温・高多湿環境で長期にわたり使用されても、膨張又は収縮が生じることがない。
以上の光学補償素子全体として、長期にわたり光学特性の変化を最小とすることが可能となり耐久性が著しく向上する。
【００８３】
特に、前記第１〜第３の構造の光学補償素子にあっては、支持体１、２１、３１上に、１０数ｎｍの範囲で面内の厚み制御が可能な第１の光学異方性層２、２２、３２を備えてなる。このため、第１の光学異方性層２、２２、３２は、高い精度で面内の厚みむらを防止することが可能であり、高平滑な表面を有する第１の光学異方性層を得ることが可能となる。このような高平滑な表面を有する第１の光学異方性層２、２２、３２上に、第２の光学異方性層３、２３、３３が積層されるので、該第２の光学異方性層３、２３、３３の面内における配向欠陥を防止することが可能となる。このため、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止する光学補償素子を実現でき、幅広い視野角が要求される大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等に前記光学補償素子を用いることにより高画質、高コントラストな液晶表示装置及び液晶プロジェクタが実現することが可能となる。
【００８４】
（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配置される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、更に、必要に応じてその他の構成を備えてなり、前記光学補償素子として前記本発明の光学補償素子を用いてなる。
前記液晶素子の表示モードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどが挙げられる。これらの中でも、光学補償効果が高いことなどから、ＴＮモードが好適に挙げられる。
【００８５】
＜光学補償素子の製造方法＞
前記光学補償素子の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、第１の光学異方性層形成工程と、配向膜形成工程と、第２の光学異方性層形成工程と、熱処理工程と、第２の光学異方性層重合硬化工程と、反射防止層形成工程と、その他の層の形成工程とを含む製造方法が挙げられる。
【００８６】
以下、各形成工程について説明する。
−第１の光学異方性層形成工程−
前記第１の光学異方性層形成工程としては、光学特性を満たすものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体上に該支持体の法線方向を積層方向として、屈折率が互いに異なる複数の層を規則的な順序で積層し、繰り返し構造を有してなる（繰り返し単位が繰り返されてなる）周期構造積層体を形成する工程が好適に挙げられる。
前記周期構造積層体の材料としては、無機材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、屈折率の高い材料若しくは低い材料を組み合わせて用いることが好ましい。
前記屈折率の高い材料としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などが好ましく、前記屈折率の低い材料としては、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２などが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
具体的には、可視光領域における屈折率の最大値と最小値との屈折率差が０．５以上となる材料の組合せから選択されることが好ましく、酸化物から適宜選択される複数の材料の組合せがより好ましく、ＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．４８７０〜１．５４４２）及びＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２．５８３〜２．７４１）の組合せが特に好ましい。
繰り返し構造を構成する層数としては、屈折率が互いに異なる複数の層であれば、特に制限はないが、２種の無機材料による２以上の層からなるように形成することが好ましく、例えば、前記支持体上に減圧下でスパッタ装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に蒸着して、数十層からなる周期構造積層体を形成することがより好ましい。
前記繰り返し単位の光学厚み、即ち、前記周期構造積層体中の繰り返し構造の積層方向における厚みは、可視光領域における光の波長より薄くなるように形成することが好ましく、例えば、可視光領域における光の波長をλとした場合に、λ／１００〜λ／５が好ましく、λ／５０〜λ／５がより好ましく、λ／３０〜λ／１０が特に好ましい。各層は薄い方がよいが、必要な合計厚みを得るのに積層回数が増えてくるので、各層の積層回数の決定に際しは、前記第１の光学異方性層の所望とする光学特性、層の相互干渉による着色の問題などを考慮して、各層の材料、屈折率、厚み比、合計厚みなどから各層の厚みが最適になるように形成することが好ましい。例えば、４００〜７００ｎｍの範囲で適宜選択して形成することが好ましい。
前記第１の光学異方性層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１００〜１，５００μｍになるように形成することが好ましい。
【００８７】
−配向膜形成工程−
前記一の配向膜形成工程は、前記第２の光学異方性層内の前記液晶性化合物の配列方向を定める機能を有する膜を前記第１の光学異方性層上に形成する工程である。
前記配向膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラビング処理された有機化合物（ポリマー）からなる配向膜、マイクログループを有する配向膜、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）によりω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル等の有機化合物が累積された配向膜、無機化合物が斜方蒸着された配向膜、電場、磁場又は光照射等により配向機能が生じる配向膜などが挙げられ、前記ラビング処理された有機化合物からなる配向膜が好適に挙げられる。
前記ラビング処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機化合物からなる膜の表面を紙や布で一定方向に数回こする処理が挙げられる。
【００８８】
前記有機化合物の種類としては、特に制限はなく、前記液晶性化合物の配向状態（特に配向角）に応じて決定することができ、例えば、前記液晶性化合物を水平に配向させるために配向膜の表面エネルギーを低下させない効果のある配向膜用ポリマーが挙げられる。
前記配向膜用ポリマーの具体例としては、ラビング処理の方向に対して直交する方向に前記液晶性化合物を配向する場合には、変性ポリビニルアルコール、アクリル酸系コポリマー、ポリイミド、ポリアミック酸などが挙げられ、配向性に優れたポリイミドがより好ましい。
前記配向膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１〜５μｍが好ましく、０．０２〜２μｍがより好ましい。
【００８９】
−第２の光学異方性層形成工程−
前記第２の光学異方性層形成工程は、前記配向膜上に少なくとも重合性組成物を用いた光学異方性層を形成する工程である。
前記重合性組成物の粘度は、塗布等の取り扱いの観点から、２０℃において２〜３０ｃＰであることが好ましく、３〜２５ｃＰであることがより好ましい。なお、好ましい範囲は重合性組成物の取り扱い方によっても若干変化する。スピンコート法のような剪断力が大きく加わるものの場合は、やや高めに設定すると剪断力の影響を受けにくくすることができるため好ましい。
前記溶液を塗布する装置としては、例えば、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、ロールドクターコーター、リバースロールコーター、トランスファーロールコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、カーテンコーター、エクストルージョンコーター等を用いることができ、これらの中でも、スピンコーター、スリットコーター、ブレードコーターが好ましく、特に好ましくはスピンコーターである。本発明の溶媒を用いた塗布液は剪断力に対して比較的安定であるため、その様な塗布方法に好ましく用いることができる。
前記重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、配向状態を固定可能とした液晶性化合物を含む重合性液晶化合物を用いることが好ましく、棒状液晶性化合物、円盤状液晶性化合物、バナナ状液晶性化合物などの液晶性化合物を含む重合性液晶化合物がより好ましく、円盤状の液晶性化合物を含む重合性液晶化合物が特に好ましい。
また、前記重合性液晶化合物には、必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有することが可能である。
その他の成分として、前記重合性液晶化合物の重合反応を開始する重合開始剤、前記重合性液晶化合物の塗布液を調製するための溶剤などが挙げられる。
【００９０】
−熱処理工程−
前記熱処理工程は、第２の光学異方性層を加熱して配向を均一にし、熟成させ、それを維持する工程である。
前記塗工層を６０〜１２０℃で加熱して溶媒を揮発、乾燥させる。溶媒を乾燥させた後に、液晶性化合物を含む重合性液晶化合物の配向を熟成させるために加熱温度を８５〜１８０℃の範囲若しくは液晶がＮＤ層を示すまで制御し、硬化反応が充分に行われるエネルギー量の紫外線を照射して前記重合性液晶化合物を重合させて、液晶性化合物を含む重合性液晶化合物の配向を固定し、光学異方性層を得る。
【００９１】
−第２の光学異方性層重合硬化工程−
第２の光学異方性層重合硬化工程は、前記遷移温度を維持しつつ第２の光学異方性層を重合硬化させる工程である。
配向が熟成された第２の光学異方性層の重合硬化工程としては、該液晶層の配向を固定化できるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光重合用の活性線を照射することにより硬化反応を行うもが挙げられる。光重合用の活性線としては、電子線、紫外線、可視光線、赤外線（熱線）等を必要に応じて適宜選択して用いることができ、一般的には、紫外線が好ましい。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）及びショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）を挙げることができる。
エチレン性不飽和基の重合反応のためのラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾビス化合物、パーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、レドックス触媒など、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、ｔｅｒｔ−ブチルパーオクトエート、ベンゾイルパーオキサイド、イソプロピルパーカーボネート、２，４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーキサイド、ジクミルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロライド或いはベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンゾイン類、チオキサントン類等を挙げることができる。これらの詳細については「紫外線硬化システム」総合技術センター、６３頁〜１４７頁、１９８９年等に記載されている。
【００９２】
また、エポキシ基を有する化合物の重合には、紫外線活性化カチオン触媒として、例えば、アリルジアゾニウム塩（ヘキサフルオロフォスフェート、テトラフルオロボラート等）、ジアリルヨードニウム塩、ＶＩａ族アリロニウム塩（ＰＦ６、ＡｓＦ６、ＳｂＦ６のようなアニオンをもつアリルスルホニウム塩等）が一般的に用いられる。
また、ラジカル反応を用いて硬化反応を行う場合、空気中の酸素の存在による重合反応の遅れをさけるために、窒素雰囲気下で上記活性線を照射することが、反応時間の短縮化と少ない光量で硬化できる点で好ましい。
【００９３】
−反射防止層形成工程−
反射防止層形成工程は、硬化した第２の光学異方性層上に反射防止層を形成する工程である。例えば、無機材料で形成する場合は、蒸着方法により、有機材料の場合は、塗布方法により第２の光学異方性層上に形成する方法が挙げられる。
前記蒸着の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、試料を気体原料の雰囲気内におき、化学反応によって、試料表面に層を形成する前記ＣＶＤや蒸発やスパッタによって、粒子になった原料を試料に付着させて形成する前記ＰＶＤなどが挙げられる。
これらのなかでも、スパッタ装置を用い、前記反射防止層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いて減圧下でスパッタリングを行うことにより、物理的に作製するＰＶＤがより好ましい。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、マイクログラビア法やダイコート法などの塗布方式により形成することができる。ウェット塗布量を最小化することで乾燥ムラをなくす観点でマイクログラビア法及びグラビア法が好ましく、幅方向の厚みの均一性及び塗布経時での長手方向の厚みの均一性の観点で、順転グラビア法がより好ましい。
【００９４】
−その他の層の形成工程−
その他の層の形成工程としては、前記第１の光学異方性層形成工程、配向膜形成工程、第２の光学異方性層形成工程、熱処理工程、第２の光学異方性層重合硬化工程までの各工程をこの順に少なくとも１回に繰り返し、先に形成した前記第２の光学異方性層と配向方向が異なる第２の光学異方性層を形成する第２の光学異方性層形成工程が挙げられる。
前記反射防止層形成工程の前又は後に、適宜選択によりその他の層を形成することができ、例えば、保護層、防眩層、防汚層、帯電防止層などの形成工程が挙げられる。
【００９５】
−−保護層形成工程−−
前記保護層形成工程は、保護層を形成する工程であり、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第２の光学異方性層重合硬化工程により前記第２の光学異方性層が重合硬化し、液晶層の配向が固定化された後に、前記第２の光学異方性層の上に積層する工程が好ましい。前記保護層は、有機材料からなる前記第２の光学異方性層を酸化反応から遮断し耐久性を向上させる層であり、前記第２の光学異方性層上に積層するのが好適である。
【００９６】
前記保護層の積層方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機材料の場合は、保護層形成用溶液を調製し、前記第２の光学異方性層上に塗布することにより積層する方法が好適に挙げられる。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコート法などが挙げられる。
無機材料の場合は、材料を蒸着することにより積層する蒸着方法が好適に挙げられる。
前記蒸着方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、試料を気体原料の雰囲気内におき、化学反応によって、試料表面に薄膜を形成する化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や蒸発やスパッタによって、粒子になった原料を試料に付着させて形成する物理気相成長法（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などが挙げられる。
これらのなかでも、スパッタ装置を用い、前記保護層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いて減圧下でスパッタリングを行うことにより、物理的に作製するＰＶＤがより好ましい。
【００９７】
（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される光学異方性層と、前記液晶素子及び光学異方性層に対向配置される偏光素子とを備え、更に、必要に応じてその他の構成を備えてなり、前記光学異方性層として前記本発明の光学異方性層を用いてなる。
【００９８】
前記液晶素子の表示モードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどが挙げられる。これらの中でも、光学補償効果が高いことなどから、ＴＮモードが好適に挙げられる。
【００９９】
図９〜１２は、本発明の液晶表示装置の概略構成図である。
これらの図において理解を促すため、各図に示す液晶表示装置の概略構成においては、図面の下側から光源からの光が入射され、図面の上側に進んで出射される形態を示し、偏向板や第２光学異方性層の２つ構成要素を含むものについては、図面の上下方向になぞらえて、以下、図面の上方向を「上側」、図面の下方向を「下側」と表記する。
図９に示すように、液晶表示装置１００は、吸収軸１０２及び１１５が概略直交しクロスニコルで対向配置される一対の上側偏光素子１０１（検光子）及び下側偏光素子１１６（偏光子）と、上・下側偏光素子１０１、１１６の間に配置される光学補償素子１０８と、液晶素子１１４（液晶セル）とを備えてなる。
なお、上・下側偏光素子１０１、１１６に代えて、グラン−トムソンプリズムなどの偏光ビームスプリッタを偏光素子として、液晶素子１１４に対向配置して用いることも可能である。
【０１００】
液晶素子１１４は、ガラス基板よりなる上側基板１０９と下側基板１１３とが対向配置され、これらの上側基板１０９及び下側基板１１３の間には、例えば、ネマチック液晶１１１が封入されている。上側基板１０９及び下側基板１１３の対向面には、不図示の画素電極、回路素子（薄膜トランジスタ）等が形成されている。上側基板１０９及び下側基板１１３のネマチック液晶１１１が接する対向面には不図示の上・下側配向膜が形成されている。該配向膜のネマチック液晶１１１が接する面上は、液晶分子の配列方向を揃えるために、ラビング処理が施されている。該ラビング処理を施すことにより刻まれる溝の方向（ラビング方向）としては、例えば、ＴＮモードの液晶表示装置の場合では、上・下側配向膜におけるラビング方向１１０及び１１２が概略直交している。
【０１０１】
図１０は、液晶素子１１４に電圧が印加されていない通常状態時の液晶分子の配列状態を表している。上側基板１０９及び下側基板１１３側のネマチック液晶１１１は、前記不図示の配向膜に施されたラビング処理の作用によりラビング方向１１０及び１１２と略同一の方向に配列されている。そして、ラビング方向１１０及び１１２はお互いに直交しているので、ネマチック液晶１１１の分子は、上側基板１０９から下側基板１１３に向かうに従い、液晶分子の長軸が９０°ねじれた状態となるように配列される。
【０１０２】
前記偏光素子としては、該偏光素子を平行ニコル配置したときの光の透過率を１００％とした場合に、該偏光素子をクロスニコル配置したときの光の透過率が０．００１％以下が好ましい。
上側偏光素子１０１（検光子）及び下側偏光素子１１６（偏光子）は、少なくとも偏光膜を有してなり、更に、必要に応じてその他の構成を有してなる。
【０１０３】
前記偏光膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、部分ホルマール化ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体部分ケン化物等の親水性ポリマーなどからなるフィルムに、ヨウ素、アゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等の二色性染料などの二色性物質を吸着させて、延伸配向処理したものなどが挙げられる。
前記延伸配向処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記偏光膜の吸収軸が長手方向に対して実質的に直交する、幅方向一軸延伸型テンター延伸機が好適に挙げられる。このような幅方向一軸延伸型テンター延伸機は、貼り合せ時に異物が入りにくいというという利点を有する。
前記伸延配向処理としては、特開２００２−１３１５４８号公報に記載の延伸方法を用いることも可能である。
【０１０４】
前記その他の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記偏光膜の片面又は両面に有する保護層、反射防止層及び防眩処理層などが挙げられる。
上・下側偏光素子１０１、１１６の構造としては、前記偏光膜の少なくとも一方の面に前記保護層を有した偏光板、液晶素子１１４を支持体として該光学補償素子の一方の面に一体的に前記偏光膜を有するものなどが好適に挙げられる。
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステルなどが挙げられる。具体的には、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）などのポリオレフィン類が好適に挙げられる。また、特開平８−１１０４０２号公報、特開平１１−２９３１１６号公報に記載されている非複屈折性光学樹脂材料も用いることが可能である。
【０１０５】
前記偏光板の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ロール形態で供給される長尺の偏光膜に対して、長手方向が一致するようにして連続して貼り合わされることが好ましい。
また、前記偏光膜、前記偏光板は、光学軸のズレ防止、ゴミなどの異物侵入防止などの点から前記光学補償素子に固着処理されていることが好ましい。
前記反射防止層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ素系ポリマーのコート層、多層金属蒸着層等の光干渉性の層、などが挙げられる。
上・下側偏光素子１０１、１１６の光学的性質、耐久性（短期、長期での保存性）としては、市販のスーパーハイコントラスト品（例えば、株式会社サンリッツ社製ＨＬＣ２−５６１８等）と同等かそれ以上の性能を有することが好ましい。
【０１０６】
光学補償素子１０８は、前記本発明の光学補償素子を用いてなる。
前記光学補償素子としては、液晶表示装置１００に組み込んだ状態における液晶表示装置１００の白表示透過率をＶｗ、黒表示透過率をＶｂとしたときに、該液晶表示装置１００の正面における前記白表示透過率Ｖｗと黒表示透過率Ｖｂとの比、即ち、コントラスト比Ｖｗ：Ｖｂは１００：１以上が好ましく、２００：１以上がより好ましく、３００：１以上がさらに好ましい。
また、液晶表示装置１００の表示面における法線方向から６０°傾斜した全方位角方向において、黒表示透過率の最大値がＶｗに対して１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。このような光学補償素子を用いることにより、高コントラストで階調反転の生じない広い視野角の液晶表示装置を実現できる。
また、残留捩れ成分が大きい液晶素子を正確に補償するためには、クロスニコルに配置した一対の偏光素子の間に前記光学補償素子を配置し、該光学補償素子の法線方向を回転軸として該光学補償素子を回転させたときに前記液晶表示装置が消光する方位がなく、全方位にあたり、光の透過率が０．０１％以上であることが好ましい。
【０１０７】
光学補償素子１０８は、上側偏光素子１０１と液晶素子１１４との間に配置され、第１の光学異方性層１０７、上側第２光学異方性層１０３、下側第２光学異方性層１０５を含んでなる。
光学補償素子１０８を構成する各光学異方性層はそれぞれ、上側第２光学異方性層１０３における配向膜のラビング方向１０４と、液晶素子１１４の上側基板１０９における上側配向膜のラビング方向１１０との成す角が１８０°となるように配置され、下側第２光学異方性層１０５における配向膜のラビング方向１０６と、液晶素子１１４の下側基板１１３における下側配向膜のラビング方向１１２との成す角が、１８０°となるように配置される。
なお、第２光学異方性層と、液晶素子の基板における配向膜のラビング方向との関係は置換しても良く、下側第２光学異方性層１０５における配向膜のラビング方向１０６と、液晶素子１１４の上側基板１０９における上側配向膜のラビング方向１１０との成す角が１８０°となるように配置され、上側第２光学異方性層１０３における配向膜のラビング方向１０４と、液晶素子１１４の下側基板１１３における下側配向膜のラビング方向１１２との成す角が１８０°となるように配置されてもよい。
また、第１の光学異方性層１０７は液晶素子１１４側となるように備えられることが好ましい。
【０１０８】
図１１は、ＴＮモードの液晶表示装置において、黒表示状態、即ち、液晶素子１１４に電圧が印加された状態の液晶分子の配列状態を表している。液晶素子１１４に電圧が印加されると、液晶分子が立ち上がった状態、即ち、液晶分子の長軸が光の入射面に対して垂直となるように液晶分子の配列状態が変化する。ここで理想的には、電圧を印加した時の液晶素子１１４内の全ての液晶分子が、光の入射面に対して平行となることが望ましいが、実際には、図１１に示すように、液晶素子１１４内の液晶分子は、上側基板１０９及び下側基板１１３から液晶素子１１４の中心領域に向かうに従い、徐々に液晶分子の長軸が立ち上がった状態となる。したがって、上側基板１０９及び下側基板１１３側界面近傍の液晶分子は電圧印加時においても、その液晶分子の長軸が光りの入射面に対して平行ではなく、傾斜した配列状態となっている。このように、光の入射面に対して傾斜した液晶分子が存在することが、視野角によっては、黒表示状態とならずに光漏れを起こす原因となる。
【０１０９】
更に、ＴＮモードの液晶表示装置に用いられるネマチック液晶は、一般に棒状液晶であり、光学的に正の一軸性を示す。このため、液晶素子１１４の中心領域に存在し、完全に立ち上がった状態の液晶分子によっても、斜め方向から液晶表示装置１００を見た場合には、複屈折が発現され、視野角によっては、黒表示状態とならずに光漏れを起こす原因となる。
したがって、黒表示状態における上側基板１０９及び下側基板１１３側界面近傍の液晶素子１１４内の液晶の配向状態に対しては、第２の光学異方性層１０３及び１０５に含まれる液晶分子の配向状態を鏡面対称として、上側基板１０９及び下側基板１１３側界面領域における前記複屈折の発現を光学的に補償するとともに、液晶素子１１４の中心領域における液晶による複屈折に対しては、一軸性の傾斜していない負の屈折率楕円体の光学特性を有する第１の光学異方性層１０７により光学的に補償して配置されることにより、全体として黒表示状態の液晶表示素子１１４を三次元的に光学補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【０１１０】
また、光学補償素子１０８は、図１１に示すように液晶素子１１４の下面に備えることもでき、さらには図１２に示すように液晶素子１１４の上下面に１０８ａ、１０８ｂとして備えることも可能である。なお、液晶素子の上下面に配置する場合、第１の光学異方性層１０７ａ又は１０７ｂのいずれかを省略することも可能であり、それぞれに第１の光学異方性層を設ける場合は１０７ａ、１０７ｂの合計のレターデーション値で調整される。
また、光学補償素子１０８としては、該光学補償素子１０８に備えられる不図示の前記支持体が液晶素子１１４の上側基板１０９と下側基板１１３であることも可能である。この場合には、図１２に示す第１の光学異方性層１０７ａ又は１０７ｂが上側基板１０９と下側基板１１３に直接形成される。
【０１１１】
（液晶プロジェクタ）
本発明の液晶プロジェクタは、光源からの照明光を液晶表示装置に照射し、液晶表示装置によって光変調された光を、投影光学系によりスクリーン上に結像させて画像を表示する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶表示装置が前記本発明の液晶表示装置を用いてなる。
前記液晶プロジェクタとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン投影型のフロントプロジェクタ、リアプロジェクションテレビなどが挙げられる。また、前記液晶プロジェクタに用いられる液晶表示装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置などが好適に挙げられる。
【０１１２】
図１３はリア方式の液晶プロジェクタの一例を示す外観図である。
図１３に示すように液晶プロジェクタ２００は、筐体２０２の前面に拡散透過型のスクリーン２０３が設けられ、その背面に投影された画像がスクリーン２０３の前面側から観察される。筐体２０２の内部には投影ユニット３００が組み込まれ、投影ユニット３００によって投影される投影画像が、ミラー２０６、２０７で反射されスクリーン２０３の背面に結像される。液晶プロジェクタ２００は、筐体２０２の内部には、図示しないチューナー回路、ビデオ信号及び音声信号再生用の周知の回路ユニットなどが配置されている。
投影ユニット３００には、画像表示手段として図示しない液晶表示装置が組み込まれている。該液晶表示装置がビデオ信号の再生画像を表示することによって、画像をスクリーン２０３上に表示することができる。
【０１１３】
図１４は投影ユニット３００の一例を示す構成図である。
図１４に示すように、投影ユニット３００は、透過型の三枚の液晶素子３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂを備え、フルカラーで画像投影を行うことが可能である。
光源３１２から出射された光は、紫外線及び赤外線をカットするフィルタ３１３を透過することにより赤色光、緑色光、青色光を含む白色光となり、光源３１２から液晶素子３１１Ｒ、Ｇ、Ｂに至る照明光軸にしたがってガラスロッド３１４に入射する。ガラスロッド３１４の光入射面は、光源３１２に用いられている放物面鏡の焦点位置近傍に位置し、光源３１２からの光は効率的にガラスロッド３１４に入射する。
【０１１４】
ガラスロッド３１４の出射面には、リレーレンズ３１５が配設され、ガラスロッド３１４から出射される白色光は、リレーレンズ３１５及び後段のコリメートレンズ３１６により平行光となって、ミラー３１７に入射する。
ミラー３１７で反射された白色光は、赤色光だけを透過するダイクロイックミラー３１８Ｒで２光束に分けられ、透過した赤色光はミラー３１９で反射して液晶素子３１１Ｒを背面から照明する。
また、ダイクロイックミラー３１８Ｒで反射された緑色光と青色光は、緑色光だけを反射するダイクロイックミラー３１８Ｇで更に２光束に分割される。ダイクロイックミラー３１８Ｇで反射された緑色光は、液晶素子３１１Ｇを背面側から照明する。ダイクロイックミラー３１８Ｇを透過した青色光は、ミラー３１８Ｂ，３２０で反射され、液晶素子３１１Ｂを背面から照明する。
【０１１５】
各々の液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれＴＮモードの液晶素子で構成され、個々の該液晶素子には、フルカラー画像を構成する赤色画像、緑色画像、青色画像の濃度パターンの画像が表示される。これらの液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから光学的に等距離となる位置に中心がくるように、合成プリズム３２４が配置され、該合成プリズム３２４の出射面に対面して投影レンズ３２５が設けられている。合成プリズム３２４は、内部に２面のダイクロイック面３２４ａ、３２４ｂを備え、液晶素子３１１Ｒを透過してきた赤色光、液晶素子３１１Ｇを透過してきた緑色光、液晶素子３１１Ｂを透過してきた青色光を合成して投影レンズ３２５に入射させる。
【０１１６】
各液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの出射面の中心から、合成プリズム３２４及び投影レンズ３２５の中心を通り、スクリーン３の中心に至る投影光軸上には、投影レンズ３２５が設けられている。投影レンズ３２５は、物体側焦点面が液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの出射面に一致し、像面側焦点面がスクリーン３に一致するように配置される。このため合成プリズム３２４で合成されたフルカラー画像は、スクリーン３０３に結像される。
【０１１７】
液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの照明光の入射面側には、それぞれ偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂが設けられている。また、前記各液晶素子の出射面側には、光学補償素子３２７Ｒ、３２７Ｇ、３２７Ｂと、偏光板３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂとが設けられている。入射面側の偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂと出射面側の偏光板３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂとはクロスニコルの配置となっており、入射面側の偏光板は偏光子、出射面側の偏光板は検光子として作用する。
前記本発明の液晶表示装置は、液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ、偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂ、３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂ、及び光学補償素子３２７Ｒ、３２７Ｇ、３２７Ｂを備えてなる。
なお、それぞれの色チャンネルごとに設けられた液晶素子、その両側にそれぞれ設けられた偏光板及び光学補償素子の作用は、それぞれの色光に基づく相違はあるものの、基本的な作用は実質的に共通であるので、以下、赤色チャンネルにより作用を説明する。
【０１１８】
ミラー３１９で反射された赤色照明光は、入射面側の偏光板３２６Ｒで直線偏光となって液晶素子３１１Ｒに入射する。ノーマリーホワイトモードの場合、液晶素子３１１Ｒに用いられているＴＮモードの液晶は、赤色画像の黒を表示するために画素に信号電圧が印加される。このとき、液晶層に含まれる液晶分子は様々な配向姿勢をとるようになり、赤色照明光が平行光束となって液晶素子３１１Ｒに入射しても、液晶層が呈する旋光性と複屈折性により、液晶素子３１１Ｒの出射面から出射する光は完全な直線偏光とはならず、一般に楕円偏光の画像光が出射するようになり、検光子側の偏光板３２８Ｒから光漏れを生じて、充分な黒が得られない。また、ノーマリーブラックモードの場合でも、液晶分子のわずかな傾きによって黒レベルが充分に黒くはならない。
【０１１９】
また、黒表示させたい状態において、液晶素子中の液晶分子を斜めに通過する光が含まれている場合には、液晶層によって変調された画像光は、直線偏光とはわずかに光学的な位相が相違した楕円偏光となって、検光子側の偏光板３２８Ｒから光漏れを生じて、充分な黒が得られない。
本発明の液晶プロジェクタは、前記本発明の光学補償素子を備えた前記本発明の液晶表示装置を用いてなる。そして光学補償素子３２７Ｒが黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
このため、前記本発明の液晶プロジェクタは、高視野角、高コントラスト、高画質を得ることが可能となる。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１２１】
（実施例１）
―光学補償素子の作製―
前記光学補償素子は、図６に示す光学補償素子６０を作製した。光学補償素子６０は、図６に示すように、支持体としてのガラス基板６１の表面側に、第一の配向膜６４Ａ、第２の光学異方性層６３Ａ、第二の配向膜６４Ｂ、第２の光学異方性層６３Ｂ、第１の光学異方性層６２、反射防止層６５Ｂをこの順に形成し、前記ガラス基板６１の裏面側に、反射防止層６５Ａが形成されている光学補償素子である。
【０１２２】
＜液晶配向膜組成物塗布液の調整＞
ＲＮ１１７５（日産化学（株）製）の粉末と、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と、ブチルセロゾルブを４：７６：２０の比率で混合し、前記ＲＮ１１７５の粉末を分散、溶解して組成物溶液（１）を調製し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と、ブチルセロゾルブとを、８０：２０の比率で混合し混合溶液（２）を調製し、更に、前記組成物溶液（１）と混合溶液（２）とを１：１の比率で混合して、液晶配向膜組成物塗布液を調製した。
【０１２３】
＜重合性液晶化合物塗布液の調製＞
下記組成物からなる重合性液晶化合物の塗布液を調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
・下記構造式（３）の円盤状液晶化合物・・・・・・・・・・・・・・４．２７ｇ
・エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート
（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）・・・・・・・・・・・・・・０．４２ｇ
・セルロースアセテートブチレート
（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）・・・・・・・０．０９ｇ
・セルロースアセテートブチレート
（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）・・・・・・・・・０．０２ｇ
・光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）・・・・０．１４ｇ
・増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ−Ｓ、日本化薬（株）製）・・・・・０．０５ｇ
・溶剤
ジメチルアセトアミド・・・・・・・・・・・・・・・・９．２２ｇ（９５％）
ジプロピレングリコールジメチルエーテル・・・・・・・・・０．４９ｇ（５％）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【０１２４】
【化１８】
【０１２５】
―配向膜の形成―
前記ガラス基板上に、上記液晶配向膜形成用塗布液を、２，０００ｒｐｍで２０秒間の条件でスピンコートする。その後、２２０℃で１０分間乾燥して、厚み５０ｎｍの配向膜を作製した。次いで、形成された前記配向膜上にラビング処理を施して、所定の配向方向に配向する第一の配向膜６４Ａを作製した。
【０１２６】
―第２の光学異方性層の形成―
得られた前記配向膜６４Ａ上に、前記重合性液晶化合物塗布液を、２，０００ｒｐｍで２０秒間の条件でスピンコートする。その後、１３０℃で３分間加熱し、前記重合性液晶化合物を配向させた。その後、高圧水銀灯を用いて３００ｍＪ／ｃｍ２の照射エネルギーでＵＶ照射し、前記重合性液晶化合物を重合させ、配向状態を固定した。その後、クリーンオーブンで２２０℃で１０分間アニール処理をした後、室温まで放冷し、第２の光学異方性層６３Ａを作製した。
形成された前記第２の光学異方性層６３Ａにおいて、前記円盤状液晶化合物は、円盤面の垂直軸法線と前記ガラス基板６１の法線とのなす角度（配向角）が、１０°から６２°に前記ガラス基板６１側から空気界面側に向かって増加し、前記円盤状液晶化合物がハイブリッド配向していた。
前記円盤状液晶化合物の配向角は、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、観察角度を変えてレターデーションを測定し、得られた測定値から屈折率楕円体モデルを仮想し、「Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍｓ ＳＩＤ９８ ＤＩＧＥＳＴ」に記載されている手法により算出した。
【０１２７】
前記第２の光学異方性層６３Ａの表面上に、更に、第二の配向膜６４Ｂをその配向方向が前記第一の配向膜６４Ａと概略直交するように形成した。この際に、前記第２の光学異方性層６３Ａの表面が溶剤に侵されることは無く、ハジキなどの塗工不良は発生せず、塗布は良好に行うことができた。そして、該第二の配向膜６４Ｂ上に第２の光学異方性層６３Ｂを、スピンコート回転数を１，２５０ｒｐｍで２０秒間の条件で、スピンコートし、更に、第２の光学異方性層６３Ｂに対して、クリーンオーブンで２２０℃、１０分間アニール処理して、図６の構造と同様の光学補償素子を作製した。
得られた該第２の光学異方性層６３Ｂにおいて、円盤状液晶化合物は、円盤面の垂直軸と前記ガラス基板６１の法線とのなす角度（配向角）が、１２°から６５°に前記ガラス基板６１側から空気界面側に向かって増加し、該円盤状液晶化合物がハイブリッド配向していた。また、得られた第２の光学異方性層６３Ｂは、シュリーレン等の欠陥がない均一な層であった。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１３０μｍ、１０５μｍであった。
【０１２８】
―第１の光学異方性層―
得られた前記第２の光学異方性層６３Ｂの面上に減圧下でスパッタ装置を用いてＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に蒸着して、各層をそれぞれ２６層ずつ、合計５２層の周期構造積層体からなる第１の光学異方性層６２を作製した。形成された第１の光学異方性層６２の全体の厚みは、７６０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２００ｎｍであった。
【０１２９】
―反射防止層―
得られた前記第１の光学異方性層６２上に反射防止層６５Ｂを、該反射防止層６５Ｂとは反対側のガラス基板６１上に、それぞれ反射防止層６５Ａを減圧下でスパッタ装置を用いてＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に蒸着することにより形成した。形成された該反射防止層６５Ａ及び６５Ｂの厚みはどちらも０．２４μｍであった。
【０１３０】
＜光学異方性層の均一性評価＞
層形成の均一性については単層で行うこととし、前述の製造方法で第２の光学異方性層までを設けた積層体で確認を行った。ただし、光学異方性層の厚みが０．５〜１μｍ、１．２〜１．５μｍとなるようにスピンコートの回転数を調整して行った。得られた積層体の光学異方性層について、表面から１０ｃｍ離したところから蛍光灯を照射し、異方性層の干渉パターンを観察することにより膜の均一性を評価した。結果を表１に示す。○はスピンコートの回転中心から放射状に均一な干渉色が観察され、均一性の高い光学異方性層が得られたことを示しており、×は回転中心に対して干渉色が不均一で、膜厚ムラがある光学異方性層が得られたことを示している。
【０１３１】
（実施例１Ａ）
＜液晶表示装置の作製＞
実施例１で作製された前記光学補償素子６０を白表示１．５Ｖ、黒表示３ＶのノーマリーホワイトモードのＴＮモード液晶素子に重ね合わせて、実施例１Ａの液晶表示装置を作製した。
【０１３２】
−液晶表示装置のコントラストの評価−
作製された液晶表示装置について、コノスコープ（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒ社製）を用いて、表示面の正面から仰角６０°、方位角３０°の場所におけるコントラストを測定した。ここで、前記コントラストは、白表示照度、黒表示照度及びそれらの比から算出されるコントラスト（白表示照度／黒表示照度）を測定した。測定結果を表１に示す。
【０１３３】
（実施例１Ｂ）
＜液晶プロジェクタの作製＞
ＲＧＢの各色にそれぞれ各一枚の３枚の液晶表示装置（実施例１Ａ）をそれぞれ市販のＴＮ型液晶プロジェクタに装着して、実施例１Ｂの液晶プロジェクタを作製した。
【０１３４】
−液晶プロジェクタのコントラストの評価−
得られた該液晶プロジェクタ（実施例１Ｂ）について、投射レンズから３ｍの距離に設置したスクリーン上での白表示照度、黒表示照度及びそれらの比から算出されるコントラスト（白表示照度／黒表示照度）を測定した。
【０１３５】
（実施例２）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれる ジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド８．７４ｇ（９０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．９７ｇ（１０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例２の光学補償素子、実施例２Ａの液晶表示装置、実施例２Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１３６】
（実施例３）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド７．７７ｇ（８０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル１．９４ｇ（２０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例３の光学補償素子、実施例３Ａの液晶表示装置、実施例３Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．５μｍであった。
【０１３７】
（実施例４）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド６．８０ｇ（７０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル２．９１ｇ（３０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例４の光学補償素子、実施例４Ａの液晶表示装置、実施例４Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１３８】
（実施例５）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド５．８２ｇ（６０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル３．８９ｇ（４０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例５の光学補償素子、実施例５Ａの液晶表示装置、実施例５Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１３９】
（実施例６）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド４．８６ｇ（５０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル４．８５ｇ（５０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例６の光学補償素子、実施例６Ａの液晶表示装置、実施例６Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．４μｍであった。
【０１４０】
（実施例７）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）ｇをジメチルホルムアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例７の光学補償素子、実施例７Ａの液晶表示装置、実施例７Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４１】
（実施例８）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド８．７４ｇ（９０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．９７ｇ（１０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例８の光学補償素子、実施例８Ａの液晶表示装置、実施例８Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４２】
（実施例９）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド７．７７ｇ（８０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル１．９４ｇ（２０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例９の光学補償素子、実施例９Ａの液晶表示装置、実施例９Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．５μｍであった。
【０１４３】
（実施例１０）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド６．８０ｇ（７０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル２．９１ｇ（３０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１０の光学補償素子、実施例１０Ａの液晶表示装置、実施例１０Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１４４】
（実施例１１）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド５．８２ｇ（６０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル３．８９ｇ（４０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１１の光学補償素子、実施例１１Ａの液晶表示装置、実施例１１Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１４５】
（実施例１２）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド４．８６ｇ（５０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル４．８５ｇ（５０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１２の光学補償素子、実施例１２Ａの液晶表示装置、実施例１２Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．４μｍであった。
【０１４６】
（実施例１３）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ブチルセロソルブ０．４９ｇ（５％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１３の光学補償素子、実施例１３Ａの液晶表示装置、実施例１３Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４７】
（実施例１４）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド８．７４ｇ（９０％）、ブチルセロソルブ０．９７ｇ（１０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１４の光学補償素子、実施例１４Ａの液晶表示装置、実施例１４Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４８】
（実施例１５）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド７．７７ｇ（８０％）、ブチルセロソルブ１．９４ｇ（２０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１５の光学補償素子、実施例１５Ａの液晶表示装置、実施例１５Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。この重合性組成物の２０℃における粘度は６ｃＰであった。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．５μｍであった。
【０１４９】
（実施例１６）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド６．８０ｇ（７０％）、ブチルセロソルブ２．９１ｇ（３０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１６の光学補償素子、実施例１６Ａの液晶表示装置、実施例１６Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１５０】
（実施例１７）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド５．８２ｇ（６０％）、ブチルセロソルブ３．８９ｇ（４０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１７の光学補償素子、実施例１７Ａの液晶表示装置、実施例１７Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１５１】
（実施例１８）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド４．８６ｇ（５０％）、ブチルセロソルブ４．８５ｇ（５０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１８の光学補償素子、実施例１８Ａの液晶表示装置、実施例１８Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．４μｍであった。
【０１５２】
（比較例１）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）を２−（１−メトキシプロピル）アセテート１５．００ｇに代え、重合性組成物溶液を１，６００ｒｐｍ及び１，１００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、比較例１の光学補償素子、比較例１Ａの液晶表示装置、比較例１Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．２μｍであった。
【０１５３】
（比較例２）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）を乳酸エチル１５．００ｇに代え、重合性組成物溶液を１，６５０ｒｐｍ及び１，１００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、比較例２の光学補償素子、比較例２Ａの液晶表示装置、比較例２Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．４μｍであった。
【０１５４】
（比較例３）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）を３−エトキシプロピオン酸エチル１５．００ｇに代え、重合性組成物溶液を１，６００ｒｐｍ及び１，１００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、比較例３の光学補償素子、比較例３Ａの液晶表示装置、比較例３の液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．３μｍであった。
【０１５５】
【表１】
表１の結果より、実施例１〜実施例１８では１．５μｍまで均一性の高い光学異方性層が得られたのに対し、比較例１〜比較例３では厚みが１．２μｍ以上の場合に光学異方性層が不均一になってしまうことが分かる。また、実施例１Ａ〜１８Ａの液晶表示装置はいずれも視野角依存性が優れ、高視野角であることが分かる。また、実施例１Ｂ〜１８Ｂの液晶プロジェクタはいずれも高コントラストであることが分かる。また、実施例１〜実施例１８にあるように液晶セルの仕様に応じて光学異方性層の厚みを、均一性を保持したまま１．５μｍまで調整可能であり、汎用性が高いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の重合性組成物、該重合性組成物を用いてなる光学異方性層、該光学異方性層を有する光学補償素子、該光学補償素子を備えた液晶表示装置は、携帯電話、パソコン用モニター、テレビ、液晶プロジェクタなどに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】図１は、第１の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、第２の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、第３の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、第４の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、第５の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、第６の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、第７の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図８】図８は、第８の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１３】図１３は、リア方式の液晶プロジェクタの一例を示す外観図である。
【図１４】図１４は、投影ユニットの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１、２１，３１、４１、５１、６１、７１、８１・・・・・支持体
２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２・・・・・第１の光学異方性層
３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３・・・・・第２の光学異方性層
４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４・・・・・配向膜
５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５・・・・・反射防止層
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０・・・・光学補償素子
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・液晶表示装置
１０１・・・・・・・・・・・・・・・上側偏光板
１０２・・・・・・・・・・・・・・・上側偏光板吸収軸
１０３・・・・・・・・・・・・・・・上側第２光学異方性層
１０４・・・・・・・・・・・・・・・上側第２光学異方性層作製時のラビング方向
１０５・・・・・・・・・・・・・・・下側第２の光学異方性層
１０６・・・・・・・・・・・・・・・下側第２光学異方性層作製時のラビング方向
１０７・・・・・・・・・・・・・・・第１の光学異方性層
１０８・・・・・・・・・・・・・・・光学補償素子
１０９・・・・・・・・・・・・・・・液晶セル上側基板
１１０・・・・・・・・・・・・・・・上側基板液晶配向用ラビング方向
１１１・・・・・・・・・・・・・・・ネマチック液晶（液晶層）
１１２・・・・・・・・・・・・・・・下側基板液晶配向用ラビング方向
１１３・・・・・・・・・・・・・・・液晶セル下側基板
１１４・・・・・・・・・・・・・・・液晶素子
１１５・・・・・・・・・・・・・・・下側偏光板の吸収軸
１１６・・・・・・・・・・・・・・・下側偏光板
２００・・・・・・・・・・・・・・・液晶プロジェクタ
３００・・・・・・・・・・・・・・・投射ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学補償素子等に好適な重合性組成物、光学異方性層及びその製造方法、光学補償素子、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、その用途展開が急速に進んでおり、携帯電話、パソコン用モニタ、テレビ、液晶プロジェクタなどに使われている。
一般に、液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどの表示モードで液晶を動作させ、該液晶を通過する光を電気的に制御して明暗の違いを画面上に表すことで、文字や画像を表現する表示装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置としては、一般に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤが知られており、該ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶動作モードとしてはＴＮモードが主流である。一方、近年液晶表示装置の用途展開が進むにつれて、高コントラスト化の要望が高まっており、ＶＡモードの液晶表示装置の研究も盛んに行われている。
ＴＮモードの液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間に９０°ねじれたネマチック液晶が封入され、また、２枚のガラスの外側には一対の偏光板がクロスニコルで配置されている。そして、電圧無印加状態では、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層で偏光面が９０°ねじられて検光子側の偏光板を通過して白表示となる。また、電圧が十分に印加された状態では、液晶の配列方向が液晶パネルに略垂直に変化して、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が偏光状態を変化させることなく液晶層を通り抜けて検光子側の偏光板に到達して黒表示となる。
【０００４】
一方、ＶＡモードの液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間に垂直配向あるいは垂直傾斜配向するようにネマチック液晶が封入され、また、２枚のガラスの外側には一対の偏光板がクロスニコルで配置されている。そして、電圧無印加状態では、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層でその偏光面をほとんど変化させることなく液晶層を通り抜けて検光子側の偏光板に到達して黒表示となる。また、電圧が十分に印加された状態では、液晶の配列方向が液晶パネルに平行で、かつ９０°ねじれた状態に変化して、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層で偏光面が９０°ねじられて検光子側の偏光板を通過して白表示となる。
これらの表示モードで動作する液晶表示装置は、斜め方向から表示画面を見た場合に、コントラストの低下や階調表示で明るさが逆転する階調反転現象等による表示特性の悪化が生じるという視野角依存性の問題がある。このような視野角依存性の問題は、液晶表示装置を黒表示しようとしても、視野角によっては、完全な黒にはならず、光漏れを起こすことに起因する。
【０００５】
従来から、黒表示状態の液晶層を通過する光の位相差値と、光学異方性フィルムの位相差値とを合わせこみ、該黒表示状態の液晶層を三次元的に光学補償して、どの方向から見ても光漏れをなくして、視野角依存性の問題を改善する光学補償フィルムが種々提案されている。例えば、本願出願人は、先に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム等の支持体及びその上に設けられた光学異方性層からなり、前記光学異方性層が、ディスコティック構造単位を有する化合物からなる光学異方性を有し、該ディスコティック構造単位を有する化合物を含有する塗布液を前記支持体上に塗布、配向、構造固定化することにより、前記ディスコティック構造単位の円盤面が、支持体面に対して傾いており、かつ前記ディスコティック構造単位の円盤面と支持体面とのなす角度が光学異方性層の厚み方向において変化するハイブリッド配向を有する光学補償フィルムを提案している（特許文献１参照）。
この光学補償フィルムによれば、黒表示状態の液晶層と鏡面対称となるように前記光学異方性層のディスコティック構造単位が配列されているため、前記支持体と前記ディスコティック構造単位との積層体全体の光学特性として、黒表示状態の液晶層が光学的に補償され幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【０００６】
しかしながらこの場合、前記光学補償フィルムを用いることにより、前記液晶表示装置の視野角依存性の問題が改善され、視野角を拡大することに成功したが、近年、大画面表示を可能とする大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等への要望が高まり、前記大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等に対し、更なる広視野角、高コントラスト化が望まれている。また、液晶プロジェクタは、様々な角度で液晶セルに入射した光が投影レンズにより統合されてスクリーンに拡大投影されるため、より高いコントラストが要求され、前記光学補償フィルムには未だ改善の余地がある。
即ち、前記光学補償フィルムでは、前記支持体上への前記ディスコティック液晶を有する化合物の塗布性を向上させることが難しく、前記光学異方性層の厚みの不均一化が生じるという問題がある。このため、前記光学異方性層の厚みの不均一化により前記光学異方性層の光学特性を高精度で所望の特性とすることが難しく、幅広い視野角において光漏れを防止することができないという問題がある。
したがって、前記液晶プロジェクタ等の大画面表示における近年の要求に対し、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することは未だ不十分であり、その速やかな解決が望まれているのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−５０２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止するとともに、光学異方性層及びその製造方法と、該光学異方性層からなる光学補償素子を用いることにより高視野角、高コントラストで高画質な液晶表示装置及び液晶プロジェクタ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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかが全溶媒に対して、１〜５０質量％含まれることを特徴とする重合性組成物である。
＜２＞ アミド化合物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドから選択される少なくともいずれか１種である前記＜１＞に記載の重合性組成物である。
＜３＞ エーテル系化合物が、沸点１００℃以上のエーテル系化合物である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜４＞ エーテル系化合物が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルから選択される少なくともいずれか１種である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜５＞ セロソルブ系化合物が、ブチルセロソルブである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜６＞ 重合性液晶化合物が、円盤状液晶性化合物を含む前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜７＞ 重合性液晶化合物が、棒状液晶性化合物を含む前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の重合性組成物である。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の重合性組成物を用いて形成されたことを特徴とする光学異方性層である。
＜９＞ 重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている前記＜８＞に記載の光学異方性層である。
＜１０＞ 重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に変化するハイブリッド配向で固定されている前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜１１＞ 前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載の光学異方性層の製造方法であって、重合性液晶化合物を含む該重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含むことを特徴とする光学異方性層の製造方法である。
＜１２＞ 少なくとも一つの支持体を有し、該支持体の少なくとも一方の面上に光学異方性層を有し、該光学異方性層が前記＜８＞から＜１１＞のいずれかに記載の光学異方性層であることを特徴とする光学補償素子である。
＜１３＞ 重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている光学異方性層である前記＜１２＞に記載の光学補償素子である。
＜１４＞ 前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載の光学異方性層が、重合性液晶化合物を含む重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含む製造方法により製造された前記＜１２＞から＜１３＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１５＞ 光学異方性層を２層有し、それぞれの配向方向が異なるように配置した前記＜１２＞から＜１４＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１６＞ 配向方向が異なる２つの層が、支持体の一方の面上に設けられた前記＜１２＞から＜１５＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１７＞ 配向方向が異なる２つの層が、支持体を介して該支持体の両面に設けられた前記＜１２＞から＜１５＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜１８＞ 少なくとも一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、前記光学補償素子が前記＜１２＞から＜１７＞のいずれかに記載の光学補償素子であることを特徴とする液晶表示装置である。
＜１９＞ 液晶素子が、ツイストネマティック型である前記＜１８＞に記載の液晶表示装置である。
＜２０＞ 光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が前記＜１８＞から＜１９＞のいずれかに記載の液晶表示装置であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【００１０】
本発明の重合性組成物は、重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかを含み、前記溶媒を、全溶媒の１〜５０質量％含む重合性組成物である。
これにより、光学異方性層の厚みの均一化が図れ、前記光学異方性層の光学特性を高精度で所望の特性とすることができ、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【００１１】
本発明の光学異方性層は、本発明の前記重合性組成物を含有してなる。これにより、均一な厚みの光学異方性層が製造でき、該光学異方性層の光学特性を高精度で所望の特性とすることができ、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを有し、前記光学補償素子が前記本発明の光学補償素子である。その結果、高視野角、高コントラスト、高画質である液晶表示装置を提供することができる。
【００１３】
本発明の液晶プロジェクタは、光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶装置が前記本発明の液晶表示装置である。その結果、高視野角、高コントラスト、高画質である液晶プロジェクタを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、従来における前記問題を解決でき、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止するとともに、光学異方性層及びその製造方法と、該光学異方性層からなる光学補償素子を用いることにより高視野角、高コントラストで高画質な長寿命の液晶表示装置及び液晶プロジェクタ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】
【００１５】
（重合性組成物）
本発明の重合性組成物は、重合性液晶化合物と、比較的高い沸点を有する溶媒とを含有し、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有してなる。
【００１６】
−重合性液晶化合物−
前記重合性液晶化合物としては、化合物が配向して液晶の状態を形成することができる化合物に対して、重合又は架橋が可能な官能基を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、配向状態を固定可能とした液晶性化合物を含む重合性液晶化合物を用いることが好ましく、棒状液晶性化合物、円盤状液晶性化合物、バナナ状液晶性化合物などを含む重合性液晶化合物がより好ましく、円盤状液晶性化合物を含む重合性液晶化合物が特に好ましい。また、前記液晶性化合物を含む重合性液晶化合物には、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有することができる。
【００１７】
前記棒状液晶性化合物を含む重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリマーバインダーを用いて前記棒状液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性液晶化合物、重合により液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性基を有する重合性液晶化合物などが挙げられ、この中でも重合性基を有する前記重合性液晶化合物が好適に挙げられる。
【００１８】
前記棒状の液晶性化合物（棒状液晶分子）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類などが挙げられる。
【００１９】
前記棒状の液晶性化合物を含む重合性液晶化合物としては、下記構造式（１）で表される低分子の重合性基を有する棒状液晶化合物が重合した高分子液晶化合物が挙げられる。
【００２０】
【化１】
ただし、前記構造式（１）において、Ｑ１及びＱ２は、それぞれ重合性基を表し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４は、それぞれ単結合または二価の連結基を表すが、Ｌ２及びＬ３の少なくとも一方は、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−を表す。また、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、炭素原子数２〜２０のスペーサー基を表す。また、Ｍは、メソゲン基を表す。
【００２１】
前記円盤状の液晶性化合物を含む重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリマーバインダーを用いて前記円盤状液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性液晶化合物、重合により前記円盤状液晶性化合物の配向状態を固定可能とした重合性基を有する重合性液晶化合物などが挙げられ、これらの中でも、重合性基を有する前記重合性液晶化合物が好適に挙げられる。
【００２２】
前記重合性基を有する重合性液晶化合物としては、例えば、円盤状コアと重合性基との間に連結基を導入した構造が挙げられる。前記重合性液晶化合物の具体的としては、下記構造式（２）で表される化合物が好適に挙げられる。
【００２３】
【化２】
ただし、前記構造式（２）において、Ｄは円盤状コアを表し、Ｌは二価の連結基を表し、Ｐは重合性基を表す。また、ｎは４〜１２の整数である。また、複数の二価の連結基Ｌと重合性基Ｐとの組合せとしては、異なる二価の連結基と重合性基との組合せでもよいが、同一の組合せが好ましい。前記円盤状コアＤとしては、２種以上を併用することも可能である。
【００２４】
前記構造式（２）において、円盤状コアＤの具体例としては、下記構造式（Ｄ１）〜（Ｄ１５）で表される円盤状コアが挙げられる。
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】
【化７】
【００３０】
【化８】
【００３１】
【化９】
【００３２】
【化１０】
【００３３】
【化１１】
【００３４】
前記構造式（２）において、二価の連結基Ｌとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−、これらの組合せなどが好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−、これらの中から選ばれる二価の基を少なくとも二つ組合せた二価の連結基がより好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−Ｏ−、これらの中から選ばれる二価の基を少なくとも二つ組合せた二価の連結基が特に好ましい。
【００３５】
前記アルキレン基の炭素原子数としては、１〜１２であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数としては、２〜１２であることが好ましい。前記アリーレン基の炭素原子数としては、６〜１０であることが好ましい。また、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アリーレン基としては、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、アシルオキシ基などの置換基を有していてもよい。
【００３６】
前記二価の連結基Ｌとしては、例えば、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−、−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＡＬ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−、などが挙げられる。
ただし、前記二価の連結基Ｌの具体例において、左側が前記円盤状コアＤに結合し、右側が重合性基Ｐに結合する。またＡＬはアルキレン基、アルケニレン基を表し、ＡＲはアリーレン基を表す。
【００３７】
前記構造式（２）において、前記重合性基Ｐとしては、特に制限はなく、重合反応の種類に応じて適宜選択することができ、不飽和重合性基、エポキシ基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。前記重合性基Ｐの具体例としては、下記構造式（Ｐ１）〜（Ｐ１８）で表される重合性基が挙げられる。
【００３８】
【化１２】
【００３９】
【化１３】
【００４０】
【化１４】
【００４１】
【化１５】
【００４２】
【化１６】
【００４３】
【化１７】
ただし、前記構造式（Ｐ１）〜（Ｐ１８）で表される重合性基において、ｎは４〜１２の整数を表し、前記円盤状コアＤの種類により決定される値である。
これらの重合性液晶化合物については、例えば、特開平９−１０４６５６号公報、特開平１１−９２４２０号公報、特開２０００−３４２５１号公報、特開２０００−４４５０７号公報、特開２０００−４４５１７号公報、特開２０００−８６５８９号公報などを例示することができる。
【００４４】
−その他の成分−
前記重合性液晶化合物に含有するその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記重合性液晶化合物の重合反応を開始する重合開始剤などが挙げられる。
【００４５】
前記重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱重合反応を開始する熱重合開始剤、光重合反応を開始する光重合開始剤が挙げられ、これらの中でも前記光重合開始剤が好適に挙げられる。
前記光重合開始剤の具体例としては、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号明細書に記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書に記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書に記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号明細書、米国特許第２９５１７５８号に記載）、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合せ（米国特許第３５４９３６７号に記載）、アクリジン及びフェナジンの化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載）、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書に記載）などが挙げられる。
前記光重合開始剤の前記重合性液晶化合物における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記重合性液晶化合物の塗布液における固形分の０．０１〜２０質量％が好ましく、０．５〜５質量％がより好ましい。
前記光重合反応に用いられる光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線が好適に挙げられる。前記光照射手段の照射エネルギーとしては、２０ｍＪ／ｃｍ２〜５０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ２であることがより好ましい。また、前記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。
【００４６】
−溶媒−
前記溶媒としては、アミド化合物を用い、更にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかを含み、前記溶媒の重合性化合物に対する含有量が、１〜５０質量％であることが好ましく、５〜４５質量％がより好ましく、１０〜４０％が特に好ましい。前記含有量が１質量％未満であると塗布性が悪化して前記光学異方性層の厚みの均一化を図ることができなくなることがあり、５０質量％を超えると、該重合性化合物の溶解性が悪化し、前記厚みの均一化を図ることができなくなることがある。
前記溶媒によって、前記光学異方性層を形成させるための前記各成分を支持体上に適用して、均一な層を得るために、前記重合性組成物の粘度を所望の値に調整する。これらの溶媒は、前記重合性組成物の素材を良好に溶解し、また、前記重合性組成物を作製の後には速やかに除去される化合物を用いることが好ましい。
【００４７】
＜アミド化合物を含む溶媒＞
前記アミド化合物を含む溶媒は、前記重合性組成物溶液を塗布した際の好適な蒸発速度を得るための溶媒であるため、その沸点は、他の素材の劣化を引き起こさない程度に高い方が好ましい。具体的には、１００℃以上が特に好ましい。
前記沸点１００℃以上のアミド化合物を含む溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，メチルプロピオンアミドなどが挙げられ、これらの中でも、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドがより好ましい。
【００４８】
＜エーテル系化合物を含む溶媒＞
前記エーテル系化合物を含む溶媒は、前記重合性組成物溶液を塗布した際の好適な蒸発速度を得るための溶媒であるため、その沸点は、他の素材の劣化を引き起こさない程度に高い方が好ましい。具体的には、１００℃以上が特に好ましい。
前記沸点１００℃以上のエーテル系化合物を含む溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニソール、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどが挙げられ、これらの中でも、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルがより好ましい。
【００４９】
＜セロソルブ系化合物を含む溶媒＞
前記セロソルブ系化合物を含む溶媒は、前記重合性組成物溶液を塗布した際の好適な蒸発速度を得るための溶媒であるため、その沸点は、他の素材の劣化を引き起こさない程度に高い方が好ましい。具体的には、１００℃以上が特に好ましい。
前記沸点１００℃以上のセロソルブ系化合物を含む溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどが挙げられ、これらの中でも、ブチルセロソルブがより好ましい。
【００５０】
前記エーテル系及びセロソルブ系の溶剤を併用する際、使用の比率は、全溶媒量に対して１〜５０質量％が好ましく、５〜４５質量％がより好ましく、１０〜４０質量％が特に好ましい。
前記エーテル系に対するセロソルブ系の使用の比率が、１質量％未満であると、均一性が不十分になることがあり、５０質量％を超えると重合性液晶化合物及びその他添加物の溶解性が悪化してしまい、ろ過や塗布の工程に支障をきたすことがある。
【００５１】
（光学異方性層）
本発明の光学異方性層は、少なくとも前記重合性液晶化合物を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる重合性組成物から形成される。
前記重合性組成物は、層形成の重合反応直前時に、前記重合性液晶化合物が配向状態にあることが好ましい。該配向状態としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重合性液晶化合物が重合又は架橋により固定されて、光学異方性層中で液晶状態を示さなくなっていてもよい。
ここで、前記配向状態とは、本発明において、液晶状態を構成する分子に分子形状に起因する固有軸、つまり棒状などの棒状様分子であれば、長軸方向、板状分子であれば、板の法線方向に前記固有軸を設定した場合に、注目した微少領域に含まれる液晶状態を構成する分子の固有軸の平均方向が、ほぼ揃っていること、即ち、液晶状態を構成する分子の配向状態を言う。
【００５２】
更に、本発明では、この配向状態にあるとき、注目した微少領域の液晶性化合物の固有軸の平均方向と、光学補償素子の積層方向（光学異方性層と支持体との界面における法線方向）とのなす角を配向角と称し、固有軸の平均方向を前記界面に投影した成分を配向方向と称する。
【００５３】
前記配向状態としては、該液晶性化合物の配向角が傾斜する状態を有しているもの、つまり配向角が光学補償層の厚み方向に一様に平行又は、一様に垂直状態にないことが好適に挙げられ、該配向角が光学異方性層の上面と下面との間で、厚み方向に連続的に変化するハイブリッド配向を有しているものがより好適に挙げられる。
前記ハイブリッド配向における配向角としては、配向膜側から空気界面側に向かって連続的に２０°±２０°〜６５°±２５°の範囲で変化するように調整されることが好ましい。
前記重合性液晶化合物の前記配向角及び配向方向により決定される前記配向状態としては、黒表示状態の液晶層と鏡面対象となるように前記配向角及び配向方法が調整されることが好ましい。
ここで、前記光学異方性層における前記重合性液晶化合物の配向膜側近傍の配向角、空気界面側の配向角度及び平均配向角は、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、多方向からのレターデーションを測定し、測定されたレターデーションから屈折率楕円体モデルを想定し、該屈折率楕円体モデルから算出された値である。
また、前記レターデーションから配向角を算出する方法としては、Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍｓ ＳＩＤ９８ ＤＩＧＥＳＴに記載された手法で算出することも可能である。前記配向角を算出する場合における前記レターデーションの測定方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記光学異方性層の法線方向のレターデーション（Ｒｅ０）、該法線方向に対して−４０°方向のレターデーション（Ｒｅ−４０）及び＋４０°方向のレターデーション（Ｒｅ４０）が挙げられる。
前記Ｒｅ０、Ｒｅ−４０、Ｒｅ４０の測定は、それぞれ前記エリプソメーターを用いて、前記各測定方向に観察角度を変えて測定した値である。
【００５４】
前記光学異方性層が備えるその他の構成としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、前記重合性液晶化合物を配向させるための配向膜が好適に挙げられる。前記配向膜上に前記重合性液晶化合物が塗布等により積層されることが好ましい。
前記配向膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラビング処理された有機化合物（ポリマー）からなる配向膜、マイクログループを有する配向膜、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）によりω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル等の有機化合物が累積された配向膜、無機化合物が斜方蒸着された配向膜、電場、磁場又は光照射等により配向機能が生じる配向膜などが挙げられ、前記ラビング処理された有機化合物からなる配向膜が好適に挙げられる。
前記ラビング処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機化合物からなる膜の表面を紙や布で一定方向に数回こする処理が挙げられる。
【００５５】
前記有機化合物の種類としては、特に制限はなく、前記液晶性化合物の配向状態（特に配向角）に応じて決定することができ、例えば、前記液晶性化合物を水平に配向させるために配向膜の表面エネルギーを低下させない配向膜用ポリマーが挙げられる。
前記配向膜用ポリマーの具体例としては、ラビング処理の方向に対して直交する方向に前記液晶性化合物を配向する場合には、変性ポリビニルアルコール（特開２００２−６２４２７号公報参照）、アクリル酸系コポリマー（特開２００２−９８８３６号公報参照）ポリイミド、ポリアミック酸（特開２００２−２６８０６８号公報参照）などが好適に挙げられる。
【００５６】
前記配向膜は、前記重合性液晶化合物、前記支持体に対する密着性を向上させることを目的として、反応性基を有することが好ましい。前記反応性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記配向膜用ポリマーの繰り返し単位の側鎖に反応性基を導入したもの、前記配向膜用ポリマーに環状基の置換基を導入したものなどが挙げられる。
前記反応性基により前記重合性液晶化合物、前記支持体に対して化学結合を形成する配向膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開平９−１５２５０９号公報に記載の配向膜を用いることも可能である。
前記配向膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがより好ましい。
【００５７】
（光学異方性層の製造方法）
本発明の光学異方性層の製造方法は、前記本発明の重合性組成物を支持体の少なくとも一方の面上に塗布し、該重合性組成物を１３０℃以上に加熱する工程を含んでなり、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００５８】
前記支持体としては、後述する光学補償素子と同様なものを用いることができる。
前記塗布液の前記支持体（又は配向膜）上への塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコート法などの公知の方法が挙げられる。
【００５９】
なお、前記光学異方性層の製造方法としては、前記配向膜を用いて前記重合性液晶化合物を配向させてから、その配向状態のまま液晶性分子を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフィルムなどの支持体上に転写してもよい。このような作製方法によれば、配向膜による複屈折の影響を考慮する必要がなく、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償することが可能となる。
【００６０】
（光学補償素子）
本発明の光学補償素子は、支持体の少なくとも一方の面上に光学異方性層を備えてなり、該光学異方性層が前記本発明の光学異方性層を有してなり、更に、必要に応じてその他の層を有してなる。
【００６１】
−支持体−
前記支持体としては、使用する光の波長に対して５０％以上透過する程度に透明であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルカリフリーガラス、白板ガラス、青板ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、有機高分子フィルムなどが挙げられる。
これらの中でも、面の平滑性の観点から前記各種無機材料よりなるガラスを好適に用いることができる。
前記有機高分子フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン系、ポリエーテル系、ポリスルフィン系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、セルロースアセテート、セルロースジアセテート等のセルロースエステル系、ポリメチルメタクリレート等のポリ（メタ）アクリル酸エステルなどの重合体群から選ばれる１種類、又は２種類以上の組合せなどが挙げられる。
【００６２】
前記支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．１μｍ以上が好ましく、厚みの上限としては、実質的に０．５〜１．５ｍｍが好ましい。
【００６３】
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、負の一軸性屈折率楕円体の光学特性を有する追加の光学異方性層（以下「構造複屈折性層」と称することがある。）、保護層、反射防止層などが挙げられる。
前記追加の光学異方性層（構造複屈折性層）の機能としては、例えば、光の入射角による影響や、ＴＮ型液晶セルにおいてセル中央部の液晶によって受ける影響などを排除するために加えることができる。
【００６４】
これら追加の光学異方性層のレターデーションとしては、下記数式１で表されるレターデーションＲｔｈが４０〜２００ｎｍであることが好ましく、５０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。
【００６５】
＜数式１＞
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
ただし、前記数式１において、ｎｘ、ｎｙ及びｎｚは、前記支持体の法線方向をＺ軸とした時に、構造複屈折性層中におけるお互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、ｄは、光学異方性層の厚みを表す。
【００６６】
前記構造複屈折性層の多層膜における層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記構造複屈折性層の厚みとしては、前記レターデーションを満たすものが好ましく、具体的には、２０〜３００μｍであることが好ましく、４０〜２００μｍであることがより好ましく、５０〜１５０μｍであることが特に好ましい。
前記追加の光学異方性層の機能は、支持体自体が有していてもよい。支持体に延伸したトリアセチルセルロースのような材料を用いた場合であって、前記レターデーションのみで機能を果たす場合は、前記構造複屈折性層を設けなくともよい場合がある。他方、支持体にガラスのような光学的に等方性のある材料を用いた場合は、前記構造複屈折性層を好適に用いることができる。この場合、前記構造性複屈折以外の光学異方性層の場合の厚みは、保護フィルムや支持体としての機能を有す場合もあるので、それら機能を考慮してそれぞれ適宜定めることができる。
また、前述のような屈折率の異なる層を交互に積層した層は、各層構成を光学膜厚の観点で適宜選択することにより反射防止層としての機能を付与することも可能である。この反射防止層の場合は、屈折率の異なる層を構成する素材として、光学膜厚の設計の条件を満たす限りにおいて無機材料だけでなく、有機材料や有機材料に無機材料を加えた材料を使うことができる。
【００６７】
前記構造複屈折性層の素材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機材料や無機材料など様々な素材が挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、プラスチックフィルムを延伸加工し、分子を配向させることによって複屈折を生じさせたものが知られている。この場合は支持体として用いる素材が複屈折層としての機能を有していてもよい。例えば、トリアセチルセルロースを延伸したフィルムを光学補償フィルムの支持体として用いものがよく知られている。
前記無機材料としては、例えば、前記支持体の法線方向を積層方向として、屈折率の異なる複数の無機材料が周期的に積層され、該積層方向における屈折率が周期的に変化する複数の層の周期構造多層膜からなり、前記屈折率変化の周期が可視光領域における光の波長より短い構造が好適に挙げられる。これらの中でも、前記周期構造多層膜が２種の無機材料による２つの層からなるものが特に好適に挙げられる。
前記構造複屈折性層の構造としては、無機材料で形成され、負の一軸性屈折率楕円体の光学特性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体の法線方向を積層方向として、屈折率の異なる複数の無機材料が周期的に積層され、該積層方向における屈折率が周期的に変化する複数の層の周期構造多層膜からなり、前記屈折率変化の周期が可視光領域における光の波長より短い構造が好適に挙げられ、これらの中でも、前記周期構造多層膜が２種の無機材料による２つの層からなるものが特に好適に挙げられる。
【００６８】
このような構造複屈折性層は、多層膜の積層方向、即ち、前記支持体の法線方向には、屈折率の一様な媒質と等価であり、層全体としては、構造性複屈折とよばれる異方性が生じることにより、一軸性の傾斜していない負の屈折率楕円体の光学特性を有するものである。
前記周期構造多層膜における周期としては、可視光領域における光の波長よりも短いものであれば、特に制限はなく、該可視光領域の中から目的に応じて適宜選択することができ、ここで、前記可視光領域としては、特に明記するもの以外は、４００〜７００ｎｍの波長領域をいう。したがって、周期構造の周期としては、４００〜７００ｎｍの範囲で適宜選択されることが好ましい。
また、前記周期構造多層膜の可視光領域における屈折率としては、該多層膜が複数の層からなる場合には、該屈折率の最大値と最小値の差は０．５以上が好ましく、２種類の層からなる場合には、各層の屈折率差は０．５以上が好ましい。
ここで、前記屈折率としては、特に明記するもの以外は、波長５５０ｎｍで測定された値である。
前記構造複屈折性層の多層膜における層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６９】
前記構造複屈折性層を構成する前記周期構造多層膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、酸化物膜から適宜選択される複数の材料の組合せが好ましく、ＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層の組合せがより好ましい。
したがって、前記構造複屈折性層は、前記周期構造多層膜の材料、膜厚、層数、前記屈折率変化の周期等を適宜選択することにより、前記レターデーションを高精度かつ容易に調製することが可能となる。
【００７０】
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステルなどが挙げられる。
前記保護層としては、具体的には、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）などのポリオレフィン類が好適に挙げられる。
また、特開平８−１１０４０２号公報、特開平１１−２９３１１６号公報に記載されている非複屈折性光学樹脂材料も用いることが可能である。
【００７１】
前記反射防止層の材料、構造としては、反射率を低減し、透過率を増加させるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知のＡＲフィルム（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔ Ｆｉｌｍ）、屈折率の異なる二種の無機物よりなる積層体などが挙げられる。
【００７２】
＜光学補償素子の構造＞
前記光学補償素子の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下に示す第１から第８の構造の光学補償素子が好適に挙げられる。
なお、以下の構造の例示において第１の光学異方性層はその機能を支持体が有する場合や、機能設計の観点から不要とする場合があり、必ずしも有さなくてもよい。
【００７３】
（第１の構造の光学補償素子）
図１は、第１の構造に係る光学補償素子の断面図である。
第１の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の一方の面上に、前記構造複屈折性層からなる第１の光学異方性層を備え、他方の面上に本発明の光学異方性層からなり配向方向が異なる２つの前記第２の光学異方性層を備えてなる。即ち、図１に示すように、第１の構造に係る光学補償素子１０は、支持体１の一方の面上に、配向膜４Ａ、第２の光学異方性層３Ａ、配向膜４Ｂ、第２の光学異方性層３Ｂ、反射防止層５Ｂが、該反射防止層５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体１の他方の面上に第１の光学異方性層２、反射防止層５Ａが、該反射防止層５Ａが最外表面に配置されるように積層されたものである。
第１の光学異方性層２は、ＴｉＯ２層２Ａ及びＳｉＯ２層２Ｂの周期構造積層体であり、各層の厚みはそれぞれ約１５ｎｍである。第１の光学異方性層２は、このような周期構造積層体とすることにより反射防止機能を兼ね備えることも可能である。
また、配向膜４Ａと配向膜４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜４Ａ及び配向膜４Ｂを備えることにより、第２の異方性層３Ａ及び３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７４】
（第２の構造の光学補償素子）
図２は、第２の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第２の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の少なくとも一方の面上に、前記第１の光学異方性層及び前記第２の異方性層をこの順に備えてなる。
即ち、図２に示すように、第２の構造に係る光学補償素子２０は、支持体２１の一方の面上に、第１の光学異方性層２２、配向膜２４、第２の光学異方性層２３、反射防止層２５Ｂがこの順に該反射防止層２５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体２１の他方の面上に反射防止層２５Ａを積層してなるものである。
第１の光学異方性層２２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、前記第２の構造に係る光学補償素子２０を、２枚積層して用いることも可能である。この場合には、それぞれの光学補償素子における配向膜のラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
前記第２の構造に係る光学補償素子２０に示すように、支持体の一方の面上に各層を配置する態様は、各層を構成する素材、組合せにもよるが、一般的にハンドリングがよく、製造も容易となる。
【００７５】
（第３の構造の光学補償素子）
図３は、第３の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第３の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層が前記支持体の一方の面上に設けられてなる。
即ち、図３に示すように、第３の構造に係る光学補償素子３０は、支持体３１の一方の面上に、第１の光学異方性層３２、配向膜３４Ａ、第２の光学異方性層３３Ａ、配向膜３４Ｂ、第２の光学異方性層３３Ｂ、反射防止層３５Ｂが、この順に該反射防止層３５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体３１の他方の面上に、反射防止層３５Ａを積層してなるものである。
第１の光学異方性層３２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、配向膜３４Ａと配向膜３４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜３４Ａ及び３４Ｂを備えることにより第２の異方性層３３Ａ及び３３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７６】
（第４の構造の光学補償素子）
図４は、第４の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第４の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層が前記支持体を介して設けられてなる。
即ち、図４に示すように、第４の構造に係る光学補償素子４０は、支持体４１の一方の面上に、第１の光学異方性層４２、配向膜４４Ａ、第２の光学異方性層４３Ａ、反射防止層４５Ｂがこの順に該反射防止層４５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体４１の他方の面上に配向膜４４Ｂ、第２の光学異方性層４３Ｂ、反射防止層４５Ａがこの順に配置されるように積層されてなるものである。
第１の光学異方性層４２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、配向膜４４Ａと配向膜４４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜４４Ａ及び４４Ｂを備えることにより、第２の異方性層４３Ａ及び４３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７７】
（第５の構造の光学補償素子）
図５は、第５の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第５の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の少なくとも一方の面上に、前記第１の光学異方性層及び前記第２の異方性層を備えてなる。
即ち、図５に示すように、第５の構造に係る光学補償素子５０は、支持体５１の一方の面上に、配向膜５４、第２の光学異方性層５３、第１の光学異方性層５２、反射防止層５５Ｂがこの順に該反射防止層５５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体５１の他方の面上に反射防止層５５Ａが積層されてなるものである。
第１の光学異方性層５２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、前記第５の構造に係る光学補償素子５０を、２枚積層して用いることも可能である。この場合には、それぞれの光学補償素子における配向膜のラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
【００７８】
（第６の構造の光学補償素子）
図６は、第６の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第６の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層を有してなる。即ち、図６に示すように、第６の構造に係る光学補償素子６０は、支持体６１の一方の面上に、配向膜６４Ａ、第２の光学異方性層６３Ａ、配向膜６４Ｂ、第２の光学異方性層６３Ｂ、第１の光学異方性層６２、反射防止層６５Ｂがこの順に該反射防止層６５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体６１の他方の面上に反射防止層６５Ａが積層されてなるものである。
第１の光学異方性層６２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、配向膜６４Ａと配向膜６４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜６４Ａ及び配向膜６４Ｂを備えることにより、第２の異方性層６３Ａ及び第２の異方性層６３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００７９】
（第７の構造の光学補償素子）
図７は、第７の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第７の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記第２の異方性層が前記支持体を介して設けられてなる。
即ち、図７に示すように、第７の構造に係る光学補償素子７０は、支持体７１の一方の面上に、配向膜７４Ａ、第２の光学異方性層７３Ａ、第１の光学異方性層７２、反射防止層７５Ｂがこの順に該反射防止層７５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体７１の他方の面上に配向膜７４Ｂ、第２の光学異方性層７３Ｂ、第１の光学異方性層７２、反射防止層７５Ａがこの順に該反射防止層７５Ａが最外表面に配置されるように積層されてなるものである。
第１の光学異方性層７２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。また、第１の光学異方性層７２は少なくとも一層備えていればよく、いずれか一方の第１の光学異方性層７２を省略することが可能である。
また、配向膜７４Ａと配向膜７４Ｂのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような配向膜７４Ａ及び７４Ｂを備えることにより、第２の異方性層７３Ａ及び７３Ｂにおける前記重合性液晶化合物に含まれる前記液晶性化合物の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。
【００８０】
（第８の構造の光学補償素子）
図８は、第８の構造に係る光学補償素子の一例を示す断面図である。
第８の構造に係る光学補償素子は、前記支持体の一方の面上に前記第１の光学異方性層を備え、他方の面上に前記第２の光学異方性層を備えてなる。
即ち、図８に示すように、第８の構造に係る光学補償素子８０は、支持体８１の一方の面上に配向膜８４、第２の光学異方性層８３、反射防止層８５Ｂがこの順に該反射防止層８５Ｂが最外表面に配置されるように積層され、支持体８１の他方の面上に、第１の光学異方性層８２、反射防止層８５Ａがこの順に該反射防止層８５Ａが最外表面に配置されるように積層されてなるものである。
第１の光学異方性層８２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における第１の光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
また、前記第８の構造に係る光学補償素子８０を、２枚積層して用いることも可能である。この場合には、それぞれの光学補償素子における配向膜のラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
【００８１】
前記光学補償素子にあっては、第１の光学異方性層２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２における光学特性が無機材料よりなる周期構造積層体による周期構造ピッチによって決められるために、高分子フィルムを一軸伸延して所定の光学特性を得る場合に生じる残留応力による高分子フィルム面内における屈折率のバラツキやヘイズ値の低下等の光学的不均一性の問題が防止でき、前記第１の光学異方性層面内における光学的均一性を高くすることが可能である。したがって、前記光学補償素子は、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償することが可能となる。
【００８２】
また、第１の光学異方性層２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２が、１０数ｎｍの範囲で面内の厚みの制御が可能であり、高い平滑性を実現でき、前記第１の光学異方性層面内における光学的均一性を高くすることが可能である。したがって、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、光漏れを低減して、スジ状のむらが顕在化することが防止できる。
更に、第１の光学異方性層２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２は、高温・高多湿環境で長期にわたり使用されても、膨張又は収縮が生じることがない。
以上の光学補償素子全体として、長期にわたり光学特性の変化を最小とすることが可能となり耐久性が著しく向上する。
【００８３】
特に、前記第１〜第３の構造の光学補償素子にあっては、支持体１、２１、３１上に、１０数ｎｍの範囲で面内の厚み制御が可能な第１の光学異方性層２、２２、３２を備えてなる。このため、第１の光学異方性層２、２２、３２は、高い精度で面内の厚みむらを防止することが可能であり、高平滑な表面を有する第１の光学異方性層を得ることが可能となる。このような高平滑な表面を有する第１の光学異方性層２、２２、３２上に、第２の光学異方性層３、２３、３３が積層されるので、該第２の光学異方性層３、２３、３３の面内における配向欠陥を防止することが可能となる。このため、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止する光学補償素子を実現でき、幅広い視野角が要求される大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等に前記光学補償素子を用いることにより高画質、高コントラストな液晶表示装置及び液晶プロジェクタが実現することが可能となる。
【００８４】
（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配置される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、更に、必要に応じてその他の構成を備えてなり、前記光学補償素子として前記本発明の光学補償素子を用いてなる。
前記液晶素子の表示モードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどが挙げられる。これらの中でも、光学補償効果が高いことなどから、ＴＮモードが好適に挙げられる。
【００８５】
＜光学補償素子の製造方法＞
前記光学補償素子の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、第１の光学異方性層形成工程と、配向膜形成工程と、第２の光学異方性層形成工程と、熱処理工程と、第２の光学異方性層重合硬化工程と、反射防止層形成工程と、その他の層の形成工程とを含む製造方法が挙げられる。
【００８６】
以下、各形成工程について説明する。
−第１の光学異方性層形成工程−
前記第１の光学異方性層形成工程としては、光学特性を満たすものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体上に該支持体の法線方向を積層方向として、屈折率が互いに異なる複数の層を規則的な順序で積層し、繰り返し構造を有してなる（繰り返し単位が繰り返されてなる）周期構造積層体を形成する工程が好適に挙げられる。
前記周期構造積層体の材料としては、無機材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、屈折率の高い材料若しくは低い材料を組み合わせて用いることが好ましい。
前記屈折率の高い材料としては、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などが好ましく、前記屈折率の低い材料としては、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２などが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
具体的には、可視光領域における屈折率の最大値と最小値との屈折率差が０．５以上となる材料の組合せから選択されることが好ましく、酸化物から適宜選択される複数の材料の組合せがより好ましく、ＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．４８７０〜１．５４４２）及びＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２．５８３〜２．７４１）の組合せが特に好ましい。
繰り返し構造を構成する層数としては、屈折率が互いに異なる複数の層であれば、特に制限はないが、２種の無機材料による２以上の層からなるように形成することが好ましく、例えば、前記支持体上に減圧下でスパッタ装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に蒸着して、数十層からなる周期構造積層体を形成することがより好ましい。
前記繰り返し単位の光学厚み、即ち、前記周期構造積層体中の繰り返し構造の積層方向における厚みは、可視光領域における光の波長より薄くなるように形成することが好ましく、例えば、可視光領域における光の波長をλとした場合に、λ／１００〜λ／５が好ましく、λ／５０〜λ／５がより好ましく、λ／３０〜λ／１０が特に好ましい。各層は薄い方がよいが、必要な合計厚みを得るのに積層回数が増えてくるので、各層の積層回数の決定に際しは、前記第１の光学異方性層の所望とする光学特性、層の相互干渉による着色の問題などを考慮して、各層の材料、屈折率、厚み比、合計厚みなどから各層の厚みが最適になるように形成することが好ましい。例えば、４００〜７００ｎｍの範囲で適宜選択して形成することが好ましい。
前記第１の光学異方性層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１００〜１，５００μｍになるように形成することが好ましい。
【００８７】
−配向膜形成工程−
前記一の配向膜形成工程は、前記第２の光学異方性層内の前記液晶性化合物の配列方向を定める機能を有する膜を前記第１の光学異方性層上に形成する工程である。
前記配向膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラビング処理された有機化合物（ポリマー）からなる配向膜、マイクログループを有する配向膜、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）によりω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル等の有機化合物が累積された配向膜、無機化合物が斜方蒸着された配向膜、電場、磁場又は光照射等により配向機能が生じる配向膜などが挙げられ、前記ラビング処理された有機化合物からなる配向膜が好適に挙げられる。
前記ラビング処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機化合物からなる膜の表面を紙や布で一定方向に数回こする処理が挙げられる。
【００８８】
前記有機化合物の種類としては、特に制限はなく、前記液晶性化合物の配向状態（特に配向角）に応じて決定することができ、例えば、前記液晶性化合物を水平に配向させるために配向膜の表面エネルギーを低下させない効果のある配向膜用ポリマーが挙げられる。
前記配向膜用ポリマーの具体例としては、ラビング処理の方向に対して直交する方向に前記液晶性化合物を配向する場合には、変性ポリビニルアルコール、アクリル酸系コポリマー、ポリイミド、ポリアミック酸などが挙げられ、配向性に優れたポリイミドがより好ましい。
前記配向膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１〜５μｍが好ましく、０．０２〜２μｍがより好ましい。
【００８９】
−第２の光学異方性層形成工程−
前記第２の光学異方性層形成工程は、前記配向膜上に少なくとも重合性組成物を用いた光学異方性層を形成する工程である。
前記重合性組成物の粘度は、塗布等の取り扱いの観点から、２０℃において２〜３０ｃＰであることが好ましく、３〜２５ｃＰであることがより好ましい。なお、好ましい範囲は重合性組成物の取り扱い方によっても若干変化する。スピンコート法のような剪断力が大きく加わるものの場合は、やや高めに設定すると剪断力の影響を受けにくくすることができるため好ましい。
前記溶液を塗布する装置としては、例えば、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、ロールドクターコーター、リバースロールコーター、トランスファーロールコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、カーテンコーター、エクストルージョンコーター等を用いることができ、これらの中でも、スピンコーター、スリットコーター、ブレードコーターが好ましく、特に好ましくはスピンコーターである。本発明の溶媒を用いた塗布液は剪断力に対して比較的安定であるため、その様な塗布方法に好ましく用いることができる。
前記重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、配向状態を固定可能とした液晶性化合物を含む重合性液晶化合物を用いることが好ましく、棒状液晶性化合物、円盤状液晶性化合物、バナナ状液晶性化合物などの液晶性化合物を含む重合性液晶化合物がより好ましく、円盤状の液晶性化合物を含む重合性液晶化合物が特に好ましい。
また、前記重合性液晶化合物には、必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有することが可能である。
その他の成分として、前記重合性液晶化合物の重合反応を開始する重合開始剤、前記重合性液晶化合物の塗布液を調製するための溶剤などが挙げられる。
【００９０】
−熱処理工程−
前記熱処理工程は、第２の光学異方性層を加熱して配向を均一にし、熟成させ、それを維持する工程である。
前記塗工層を６０〜１２０℃で加熱して溶媒を揮発、乾燥させる。溶媒を乾燥させた後に、液晶性化合物を含む重合性液晶化合物の配向を熟成させるために加熱温度を８５〜１８０℃の範囲若しくは液晶がＮＤ層を示すまで制御し、硬化反応が充分に行われるエネルギー量の紫外線を照射して前記重合性液晶化合物を重合させて、液晶性化合物を含む重合性液晶化合物の配向を固定し、光学異方性層を得る。
【００９１】
−第２の光学異方性層重合硬化工程−
第２の光学異方性層重合硬化工程は、前記遷移温度を維持しつつ第２の光学異方性層を重合硬化させる工程である。
配向が熟成された第２の光学異方性層の重合硬化工程としては、該液晶層の配向を固定化できるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光重合用の活性線を照射することにより硬化反応を行うもが挙げられる。光重合用の活性線としては、電子線、紫外線、可視光線、赤外線（熱線）等を必要に応じて適宜選択して用いることができ、一般的には、紫外線が好ましい。紫外線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）及びショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）を挙げることができる。
エチレン性不飽和基の重合反応のためのラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾビス化合物、パーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、レドックス触媒など、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、ｔｅｒｔ−ブチルパーオクトエート、ベンゾイルパーオキサイド、イソプロピルパーカーボネート、２，４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーキサイド、ジクミルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロライド或いはベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンゾイン類、チオキサントン類等を挙げることができる。これらの詳細については「紫外線硬化システム」総合技術センター、６３頁〜１４７頁、１９８９年等に記載されている。
【００９２】
また、エポキシ基を有する化合物の重合には、紫外線活性化カチオン触媒として、例えば、アリルジアゾニウム塩（ヘキサフルオロフォスフェート、テトラフルオロボラート等）、ジアリルヨードニウム塩、ＶＩａ族アリロニウム塩（ＰＦ６、ＡｓＦ６、ＳｂＦ６のようなアニオンをもつアリルスルホニウム塩等）が一般的に用いられる。
また、ラジカル反応を用いて硬化反応を行う場合、空気中の酸素の存在による重合反応の遅れをさけるために、窒素雰囲気下で上記活性線を照射することが、反応時間の短縮化と少ない光量で硬化できる点で好ましい。
【００９３】
−反射防止層形成工程−
反射防止層形成工程は、硬化した第２の光学異方性層上に反射防止層を形成する工程である。例えば、無機材料で形成する場合は、蒸着方法により、有機材料の場合は、塗布方法により第２の光学異方性層上に形成する方法が挙げられる。
前記蒸着の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、試料を気体原料の雰囲気内におき、化学反応によって、試料表面に層を形成する前記ＣＶＤや蒸発やスパッタによって、粒子になった原料を試料に付着させて形成する前記ＰＶＤなどが挙げられる。
これらのなかでも、スパッタ装置を用い、前記反射防止層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いて減圧下でスパッタリングを行うことにより、物理的に作製するＰＶＤがより好ましい。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、マイクログラビア法やダイコート法などの塗布方式により形成することができる。ウェット塗布量を最小化することで乾燥ムラをなくす観点でマイクログラビア法及びグラビア法が好ましく、幅方向の厚みの均一性及び塗布経時での長手方向の厚みの均一性の観点で、順転グラビア法がより好ましい。
【００９４】
−その他の層の形成工程−
その他の層の形成工程としては、前記第１の光学異方性層形成工程、配向膜形成工程、第２の光学異方性層形成工程、熱処理工程、第２の光学異方性層重合硬化工程までの各工程をこの順に少なくとも１回に繰り返し、先に形成した前記第２の光学異方性層と配向方向が異なる第２の光学異方性層を形成する第２の光学異方性層形成工程が挙げられる。
前記反射防止層形成工程の前又は後に、適宜選択によりその他の層を形成することができ、例えば、保護層、防眩層、防汚層、帯電防止層などの形成工程が挙げられる。
【００９５】
−−保護層形成工程−−
前記保護層形成工程は、保護層を形成する工程であり、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第２の光学異方性層重合硬化工程により前記第２の光学異方性層が重合硬化し、液晶層の配向が固定化された後に、前記第２の光学異方性層の上に積層する工程が好ましい。前記保護層は、有機材料からなる前記第２の光学異方性層を酸化反応から遮断し耐久性を向上させる層であり、前記第２の光学異方性層上に積層するのが好適である。
【００９６】
前記保護層の積層方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機材料の場合は、保護層形成用溶液を調製し、前記第２の光学異方性層上に塗布することにより積層する方法が好適に挙げられる。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコート法などが挙げられる。
無機材料の場合は、材料を蒸着することにより積層する蒸着方法が好適に挙げられる。
前記蒸着方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、試料を気体原料の雰囲気内におき、化学反応によって、試料表面に薄膜を形成する化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や蒸発やスパッタによって、粒子になった原料を試料に付着させて形成する物理気相成長法（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などが挙げられる。
これらのなかでも、スパッタ装置を用い、前記保護層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いて減圧下でスパッタリングを行うことにより、物理的に作製するＰＶＤがより好ましい。
【００９７】
（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される光学異方性層と、前記液晶素子及び光学異方性層に対向配置される偏光素子とを備え、更に、必要に応じてその他の構成を備えてなり、前記光学異方性層として前記本発明の光学異方性層を用いてなる。
【００９８】
前記液晶素子の表示モードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどが挙げられる。これらの中でも、光学補償効果が高いことなどから、ＴＮモードが好適に挙げられる。
【００９９】
図９〜１２は、本発明の液晶表示装置の概略構成図である。
これらの図において理解を促すため、各図に示す液晶表示装置の概略構成においては、図面の下側から光源からの光が入射され、図面の上側に進んで出射される形態を示し、偏向板や第２光学異方性層の２つ構成要素を含むものについては、図面の上下方向になぞらえて、以下、図面の上方向を「上側」、図面の下方向を「下側」と表記する。
図９に示すように、液晶表示装置１００は、吸収軸１０２及び１１５が概略直交しクロスニコルで対向配置される一対の上側偏光素子１０１（検光子）及び下側偏光素子１１６（偏光子）と、上・下側偏光素子１０１、１１６の間に配置される光学補償素子１０８と、液晶素子１１４（液晶セル）とを備えてなる。
なお、上・下側偏光素子１０１、１１６に代えて、グラン−トムソンプリズムなどの偏光ビームスプリッタを偏光素子として、液晶素子１１４に対向配置して用いることも可能である。
【０１００】
液晶素子１１４は、ガラス基板よりなる上側基板１０９と下側基板１１３とが対向配置され、これらの上側基板１０９及び下側基板１１３の間には、例えば、ネマチック液晶１１１が封入されている。上側基板１０９及び下側基板１１３の対向面には、不図示の画素電極、回路素子（薄膜トランジスタ）等が形成されている。上側基板１０９及び下側基板１１３のネマチック液晶１１１が接する対向面には不図示の上・下側配向膜が形成されている。該配向膜のネマチック液晶１１１が接する面上は、液晶分子の配列方向を揃えるために、ラビング処理が施されている。該ラビング処理を施すことにより刻まれる溝の方向（ラビング方向）としては、例えば、ＴＮモードの液晶表示装置の場合では、上・下側配向膜におけるラビング方向１１０及び１１２が概略直交している。
【０１０１】
図１０は、液晶素子１１４に電圧が印加されていない通常状態時の液晶分子の配列状態を表している。上側基板１０９及び下側基板１１３側のネマチック液晶１１１は、前記不図示の配向膜に施されたラビング処理の作用によりラビング方向１１０及び１１２と略同一の方向に配列されている。そして、ラビング方向１１０及び１１２はお互いに直交しているので、ネマチック液晶１１１の分子は、上側基板１０９から下側基板１１３に向かうに従い、液晶分子の長軸が９０°ねじれた状態となるように配列される。
【０１０２】
前記偏光素子としては、該偏光素子を平行ニコル配置したときの光の透過率を１００％とした場合に、該偏光素子をクロスニコル配置したときの光の透過率が０．００１％以下が好ましい。
上側偏光素子１０１（検光子）及び下側偏光素子１１６（偏光子）は、少なくとも偏光膜を有してなり、更に、必要に応じてその他の構成を有してなる。
【０１０３】
前記偏光膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、部分ホルマール化ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体部分ケン化物等の親水性ポリマーなどからなるフィルムに、ヨウ素、アゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等の二色性染料などの二色性物質を吸着させて、延伸配向処理したものなどが挙げられる。
前記延伸配向処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記偏光膜の吸収軸が長手方向に対して実質的に直交する、幅方向一軸延伸型テンター延伸機が好適に挙げられる。このような幅方向一軸延伸型テンター延伸機は、貼り合せ時に異物が入りにくいというという利点を有する。
前記伸延配向処理としては、特開２００２−１３１５４８号公報に記載の延伸方法を用いることも可能である。
【０１０４】
前記その他の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記偏光膜の片面又は両面に有する保護層、反射防止層及び防眩処理層などが挙げられる。
上・下側偏光素子１０１、１１６の構造としては、前記偏光膜の少なくとも一方の面に前記保護層を有した偏光板、液晶素子１１４を支持体として該光学補償素子の一方の面に一体的に前記偏光膜を有するものなどが好適に挙げられる。
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステルなどが挙げられる。具体的には、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）などのポリオレフィン類が好適に挙げられる。また、特開平８−１１０４０２号公報、特開平１１−２９３１１６号公報に記載されている非複屈折性光学樹脂材料も用いることが可能である。
【０１０５】
前記偏光板の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ロール形態で供給される長尺の偏光膜に対して、長手方向が一致するようにして連続して貼り合わされることが好ましい。
また、前記偏光膜、前記偏光板は、光学軸のズレ防止、ゴミなどの異物侵入防止などの点から前記光学補償素子に固着処理されていることが好ましい。
前記反射防止層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ素系ポリマーのコート層、多層金属蒸着層等の光干渉性の層、などが挙げられる。
上・下側偏光素子１０１、１１６の光学的性質、耐久性（短期、長期での保存性）としては、市販のスーパーハイコントラスト品（例えば、株式会社サンリッツ社製ＨＬＣ２−５６１８等）と同等かそれ以上の性能を有することが好ましい。
【０１０６】
光学補償素子１０８は、前記本発明の光学補償素子を用いてなる。
前記光学補償素子としては、液晶表示装置１００に組み込んだ状態における液晶表示装置１００の白表示透過率をＶｗ、黒表示透過率をＶｂとしたときに、該液晶表示装置１００の正面における前記白表示透過率Ｖｗと黒表示透過率Ｖｂとの比、即ち、コントラスト比Ｖｗ：Ｖｂは１００：１以上が好ましく、２００：１以上がより好ましく、３００：１以上がさらに好ましい。
また、液晶表示装置１００の表示面における法線方向から６０°傾斜した全方位角方向において、黒表示透過率の最大値がＶｗに対して１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。このような光学補償素子を用いることにより、高コントラストで階調反転の生じない広い視野角の液晶表示装置を実現できる。
また、残留捩れ成分が大きい液晶素子を正確に補償するためには、クロスニコルに配置した一対の偏光素子の間に前記光学補償素子を配置し、該光学補償素子の法線方向を回転軸として該光学補償素子を回転させたときに前記液晶表示装置が消光する方位がなく、全方位にあたり、光の透過率が０．０１％以上であることが好ましい。
【０１０７】
光学補償素子１０８は、上側偏光素子１０１と液晶素子１１４との間に配置され、第１の光学異方性層１０７、上側第２光学異方性層１０３、下側第２光学異方性層１０５を含んでなる。
光学補償素子１０８を構成する各光学異方性層はそれぞれ、上側第２光学異方性層１０３における配向膜のラビング方向１０４と、液晶素子１１４の上側基板１０９における上側配向膜のラビング方向１１０との成す角が１８０°となるように配置され、下側第２光学異方性層１０５における配向膜のラビング方向１０６と、液晶素子１１４の下側基板１１３における下側配向膜のラビング方向１１２との成す角が、１８０°となるように配置される。
なお、第２光学異方性層と、液晶素子の基板における配向膜のラビング方向との関係は置換しても良く、下側第２光学異方性層１０５における配向膜のラビング方向１０６と、液晶素子１１４の上側基板１０９における上側配向膜のラビング方向１１０との成す角が１８０°となるように配置され、上側第２光学異方性層１０３における配向膜のラビング方向１０４と、液晶素子１１４の下側基板１１３における下側配向膜のラビング方向１１２との成す角が１８０°となるように配置されてもよい。
また、第１の光学異方性層１０７は液晶素子１１４側となるように備えられることが好ましい。
【０１０８】
図１１は、ＴＮモードの液晶表示装置において、黒表示状態、即ち、液晶素子１１４に電圧が印加された状態の液晶分子の配列状態を表している。液晶素子１１４に電圧が印加されると、液晶分子が立ち上がった状態、即ち、液晶分子の長軸が光の入射面に対して垂直となるように液晶分子の配列状態が変化する。ここで理想的には、電圧を印加した時の液晶素子１１４内の全ての液晶分子が、光の入射面に対して平行となることが望ましいが、実際には、図１１に示すように、液晶素子１１４内の液晶分子は、上側基板１０９及び下側基板１１３から液晶素子１１４の中心領域に向かうに従い、徐々に液晶分子の長軸が立ち上がった状態となる。したがって、上側基板１０９及び下側基板１１３側界面近傍の液晶分子は電圧印加時においても、その液晶分子の長軸が光りの入射面に対して平行ではなく、傾斜した配列状態となっている。このように、光の入射面に対して傾斜した液晶分子が存在することが、視野角によっては、黒表示状態とならずに光漏れを起こす原因となる。
【０１０９】
更に、ＴＮモードの液晶表示装置に用いられるネマチック液晶は、一般に棒状液晶であり、光学的に正の一軸性を示す。このため、液晶素子１１４の中心領域に存在し、完全に立ち上がった状態の液晶分子によっても、斜め方向から液晶表示装置１００を見た場合には、複屈折が発現され、視野角によっては、黒表示状態とならずに光漏れを起こす原因となる。
したがって、黒表示状態における上側基板１０９及び下側基板１１３側界面近傍の液晶素子１１４内の液晶の配向状態に対しては、第２の光学異方性層１０３及び１０５に含まれる液晶分子の配向状態を鏡面対称として、上側基板１０９及び下側基板１１３側界面領域における前記複屈折の発現を光学的に補償するとともに、液晶素子１１４の中心領域における液晶による複屈折に対しては、一軸性の傾斜していない負の屈折率楕円体の光学特性を有する第１の光学異方性層１０７により光学的に補償して配置されることにより、全体として黒表示状態の液晶表示素子１１４を三次元的に光学補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
【０１１０】
また、光学補償素子１０８は、図１１に示すように液晶素子１１４の下面に備えることもでき、さらには図１２に示すように液晶素子１１４の上下面に１０８ａ、１０８ｂとして備えることも可能である。なお、液晶素子の上下面に配置する場合、第１の光学異方性層１０７ａ又は１０７ｂのいずれかを省略することも可能であり、それぞれに第１の光学異方性層を設ける場合は１０７ａ、１０７ｂの合計のレターデーション値で調整される。
また、光学補償素子１０８としては、該光学補償素子１０８に備えられる不図示の前記支持体が液晶素子１１４の上側基板１０９と下側基板１１３であることも可能である。この場合には、図１２に示す第１の光学異方性層１０７ａ又は１０７ｂが上側基板１０９と下側基板１１３に直接形成される。
【０１１１】
（液晶プロジェクタ）
本発明の液晶プロジェクタは、光源からの照明光を液晶表示装置に照射し、液晶表示装置によって光変調された光を、投影光学系によりスクリーン上に結像させて画像を表示する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶表示装置が前記本発明の液晶表示装置を用いてなる。
前記液晶プロジェクタとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン投影型のフロントプロジェクタ、リアプロジェクションテレビなどが挙げられる。また、前記液晶プロジェクタに用いられる液晶表示装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置などが好適に挙げられる。
【０１１２】
図１３はリア方式の液晶プロジェクタの一例を示す外観図である。
図１３に示すように液晶プロジェクタ２００は、筐体２０２の前面に拡散透過型のスクリーン２０３が設けられ、その背面に投影された画像がスクリーン２０３の前面側から観察される。筐体２０２の内部には投影ユニット３００が組み込まれ、投影ユニット３００によって投影される投影画像が、ミラー２０６、２０７で反射されスクリーン２０３の背面に結像される。液晶プロジェクタ２００は、筐体２０２の内部には、図示しないチューナー回路、ビデオ信号及び音声信号再生用の周知の回路ユニットなどが配置されている。
投影ユニット３００には、画像表示手段として図示しない液晶表示装置が組み込まれている。該液晶表示装置がビデオ信号の再生画像を表示することによって、画像をスクリーン２０３上に表示することができる。
【０１１３】
図１４は投影ユニット３００の一例を示す構成図である。
図１４に示すように、投影ユニット３００は、透過型の三枚の液晶素子３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂを備え、フルカラーで画像投影を行うことが可能である。
光源３１２から出射された光は、紫外線及び赤外線をカットするフィルタ３１３を透過することにより赤色光、緑色光、青色光を含む白色光となり、光源３１２から液晶素子３１１Ｒ、Ｇ、Ｂに至る照明光軸にしたがってガラスロッド３１４に入射する。ガラスロッド３１４の光入射面は、光源３１２に用いられている放物面鏡の焦点位置近傍に位置し、光源３１２からの光は効率的にガラスロッド３１４に入射する。
【０１１４】
ガラスロッド３１４の出射面には、リレーレンズ３１５が配設され、ガラスロッド３１４から出射される白色光は、リレーレンズ３１５及び後段のコリメートレンズ３１６により平行光となって、ミラー３１７に入射する。
ミラー３１７で反射された白色光は、赤色光だけを透過するダイクロイックミラー３１８Ｒで２光束に分けられ、透過した赤色光はミラー３１９で反射して液晶素子３１１Ｒを背面から照明する。
また、ダイクロイックミラー３１８Ｒで反射された緑色光と青色光は、緑色光だけを反射するダイクロイックミラー３１８Ｇで更に２光束に分割される。ダイクロイックミラー３１８Ｇで反射された緑色光は、液晶素子３１１Ｇを背面側から照明する。ダイクロイックミラー３１８Ｇを透過した青色光は、ミラー３１８Ｂ，３２０で反射され、液晶素子３１１Ｂを背面から照明する。
【０１１５】
各々の液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれＴＮモードの液晶素子で構成され、個々の該液晶素子には、フルカラー画像を構成する赤色画像、緑色画像、青色画像の濃度パターンの画像が表示される。これらの液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから光学的に等距離となる位置に中心がくるように、合成プリズム３２４が配置され、該合成プリズム３２４の出射面に対面して投影レンズ３２５が設けられている。合成プリズム３２４は、内部に２面のダイクロイック面３２４ａ、３２４ｂを備え、液晶素子３１１Ｒを透過してきた赤色光、液晶素子３１１Ｇを透過してきた緑色光、液晶素子３１１Ｂを透過してきた青色光を合成して投影レンズ３２５に入射させる。
【０１１６】
各液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの出射面の中心から、合成プリズム３２４及び投影レンズ３２５の中心を通り、スクリーン３の中心に至る投影光軸上には、投影レンズ３２５が設けられている。投影レンズ３２５は、物体側焦点面が液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの出射面に一致し、像面側焦点面がスクリーン３に一致するように配置される。このため合成プリズム３２４で合成されたフルカラー画像は、スクリーン３０３に結像される。
【０１１７】
液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの照明光の入射面側には、それぞれ偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂが設けられている。また、前記各液晶素子の出射面側には、光学補償素子３２７Ｒ、３２７Ｇ、３２７Ｂと、偏光板３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂとが設けられている。入射面側の偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂと出射面側の偏光板３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂとはクロスニコルの配置となっており、入射面側の偏光板は偏光子、出射面側の偏光板は検光子として作用する。
前記本発明の液晶表示装置は、液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ、偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂ、３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂ、及び光学補償素子３２７Ｒ、３２７Ｇ、３２７Ｂを備えてなる。
なお、それぞれの色チャンネルごとに設けられた液晶素子、その両側にそれぞれ設けられた偏光板及び光学補償素子の作用は、それぞれの色光に基づく相違はあるものの、基本的な作用は実質的に共通であるので、以下、赤色チャンネルにより作用を説明する。
【０１１８】
ミラー３１９で反射された赤色照明光は、入射面側の偏光板３２６Ｒで直線偏光となって液晶素子３１１Ｒに入射する。ノーマリーホワイトモードの場合、液晶素子３１１Ｒに用いられているＴＮモードの液晶は、赤色画像の黒を表示するために画素に信号電圧が印加される。このとき、液晶層に含まれる液晶分子は様々な配向姿勢をとるようになり、赤色照明光が平行光束となって液晶素子３１１Ｒに入射しても、液晶層が呈する旋光性と複屈折性により、液晶素子３１１Ｒの出射面から出射する光は完全な直線偏光とはならず、一般に楕円偏光の画像光が出射するようになり、検光子側の偏光板３２８Ｒから光漏れを生じて、充分な黒が得られない。また、ノーマリーブラックモードの場合でも、液晶分子のわずかな傾きによって黒レベルが充分に黒くはならない。
【０１１９】
また、黒表示させたい状態において、液晶素子中の液晶分子を斜めに通過する光が含まれている場合には、液晶層によって変調された画像光は、直線偏光とはわずかに光学的な位相が相違した楕円偏光となって、検光子側の偏光板３２８Ｒから光漏れを生じて、充分な黒が得られない。
本発明の液晶プロジェクタは、前記本発明の光学補償素子を備えた前記本発明の液晶表示装置を用いてなる。そして光学補償素子３２７Ｒが黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
このため、前記本発明の液晶プロジェクタは、高視野角、高コントラスト、高画質を得ることが可能となる。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１２１】
（実施例１）
―光学補償素子の作製―
前記光学補償素子は、図６に示す光学補償素子６０を作製した。光学補償素子６０は、図６に示すように、支持体としてのガラス基板６１の表面側に、第一の配向膜６４Ａ、第２の光学異方性層６３Ａ、第二の配向膜６４Ｂ、第２の光学異方性層６３Ｂ、第１の光学異方性層６２、反射防止層６５Ｂをこの順に形成し、前記ガラス基板６１の裏面側に、反射防止層６５Ａが形成されている光学補償素子である。
【０１２２】
＜液晶配向膜組成物塗布液の調整＞
ＲＮ１１７５（日産化学（株）製）の粉末と、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と、ブチルセロゾルブを４：７６：２０の比率で混合し、前記ＲＮ１１７５の粉末を分散、溶解して組成物溶液（１）を調製し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）と、ブチルセロゾルブとを、８０：２０の比率で混合し混合溶液（２）を調製し、更に、前記組成物溶液（１）と混合溶液（２）とを１：１の比率で混合して、液晶配向膜組成物塗布液を調製した。
【０１２３】
＜重合性液晶化合物塗布液の調製＞
下記組成物からなる重合性液晶化合物の塗布液を調製した。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
・下記構造式（３）の円盤状液晶化合物・・・・・・・・・・・・・・４．２７ｇ
・エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート
（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）・・・・・・・・・・・・・・０．４２ｇ
・セルロースアセテートブチレート
（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）・・・・・・・０．０９ｇ
・セルロースアセテートブチレート
（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）・・・・・・・・・０．０２ｇ
・光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）・・・・０．１４ｇ
・増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ−Ｓ、日本化薬（株）製）・・・・・０．０５ｇ
・溶剤
ジメチルアセトアミド・・・・・・・・・・・・・・・・９．２２ｇ（９５％）
ジプロピレングリコールジメチルエーテル・・・・・・・・・０．４９ｇ（５％）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【０１２４】
【化１８】
【０１２５】
―配向膜の形成―
前記ガラス基板上に、上記液晶配向膜形成用塗布液を、２，０００ｒｐｍで２０秒間の条件でスピンコートする。その後、２２０℃で１０分間乾燥して、厚み５０ｎｍの配向膜を作製した。次いで、形成された前記配向膜上にラビング処理を施して、所定の配向方向に配向する第一の配向膜６４Ａを作製した。
【０１２６】
―第２の光学異方性層の形成―
得られた前記配向膜６４Ａ上に、前記重合性液晶化合物塗布液を、２，０００ｒｐｍで２０秒間の条件でスピンコートする。その後、１３０℃で３分間加熱し、前記重合性液晶化合物を配向させた。その後、高圧水銀灯を用いて３００ｍＪ／ｃｍ２の照射エネルギーでＵＶ照射し、前記重合性液晶化合物を重合させ、配向状態を固定した。その後、クリーンオーブンで２２０℃で１０分間アニール処理をした後、室温まで放冷し、第２の光学異方性層６３Ａを作製した。
形成された前記第２の光学異方性層６３Ａにおいて、前記円盤状液晶化合物は、円盤面の垂直軸法線と前記ガラス基板６１の法線とのなす角度（配向角）が、１０°から６２°に前記ガラス基板６１側から空気界面側に向かって増加し、前記円盤状液晶化合物がハイブリッド配向していた。
前記円盤状液晶化合物の配向角は、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、観察角度を変えてレターデーションを測定し、得られた測定値から屈折率楕円体モデルを仮想し、「Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍｓ ＳＩＤ９８ ＤＩＧＥＳＴ」に記載されている手法により算出した。
【０１２７】
前記第２の光学異方性層６３Ａの表面上に、更に、第二の配向膜６４Ｂをその配向方向が前記第一の配向膜６４Ａと概略直交するように形成した。この際に、前記第２の光学異方性層６３Ａの表面が溶剤に侵されることは無く、ハジキなどの塗工不良は発生せず、塗布は良好に行うことができた。そして、該第二の配向膜６４Ｂ上に第２の光学異方性層６３Ｂを、スピンコート回転数を１，２５０ｒｐｍで２０秒間の条件で、スピンコートし、更に、第２の光学異方性層６３Ｂに対して、クリーンオーブンで２２０℃、１０分間アニール処理して、図６の構造と同様の光学補償素子を作製した。
得られた該第２の光学異方性層６３Ｂにおいて、円盤状液晶化合物は、円盤面の垂直軸と前記ガラス基板６１の法線とのなす角度（配向角）が、１２°から６５°に前記ガラス基板６１側から空気界面側に向かって増加し、該円盤状液晶化合物がハイブリッド配向していた。また、得られた第２の光学異方性層６３Ｂは、シュリーレン等の欠陥がない均一な層であった。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１３０μｍ、１０５μｍであった。
【０１２８】
―第１の光学異方性層―
得られた前記第２の光学異方性層６３Ｂの面上に減圧下でスパッタ装置を用いてＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に蒸着して、各層をそれぞれ２６層ずつ、合計５２層の周期構造積層体からなる第１の光学異方性層６２を作製した。形成された第１の光学異方性層６２の全体の厚みは、７６０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２００ｎｍであった。
【０１２９】
―反射防止層―
得られた前記第１の光学異方性層６２上に反射防止層６５Ｂを、該反射防止層６５Ｂとは反対側のガラス基板６１上に、それぞれ反射防止層６５Ａを減圧下でスパッタ装置を用いてＳｉＯ２とＴｉＯ２を交互に蒸着することにより形成した。形成された該反射防止層６５Ａ及び６５Ｂの厚みはどちらも０．２４μｍであった。
【０１３０】
＜光学異方性層の均一性評価＞
層形成の均一性については単層で行うこととし、前述の製造方法で第２の光学異方性層までを設けた積層体で確認を行った。ただし、光学異方性層の厚みが０．５〜１μｍ、１．２〜１．５μｍとなるようにスピンコートの回転数を調整して行った。得られた積層体の光学異方性層について、表面から１０ｃｍ離したところから蛍光灯を照射し、異方性層の干渉パターンを観察することにより膜の均一性を評価した。結果を表１に示す。○はスピンコートの回転中心から放射状に均一な干渉色が観察され、均一性の高い光学異方性層が得られたことを示しており、×は回転中心に対して干渉色が不均一で、膜厚ムラがある光学異方性層が得られたことを示している。
【０１３１】
（実施例１Ａ）
＜液晶表示装置の作製＞
実施例１で作製された前記光学補償素子６０を白表示１．５Ｖ、黒表示３ＶのノーマリーホワイトモードのＴＮモード液晶素子に重ね合わせて、実施例１Ａの液晶表示装置を作製した。
【０１３２】
−液晶表示装置のコントラストの評価−
作製された液晶表示装置について、コノスコープ（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒ社製）を用いて、表示面の正面から仰角６０°、方位角３０°の場所におけるコントラストを測定した。ここで、前記コントラストは、白表示照度、黒表示照度及びそれらの比から算出されるコントラスト（白表示照度／黒表示照度）を測定した。測定結果を表１に示す。
【０１３３】
（実施例１Ｂ）
＜液晶プロジェクタの作製＞
ＲＧＢの各色にそれぞれ各一枚の３枚の液晶表示装置（実施例１Ａ）をそれぞれ市販のＴＮ型液晶プロジェクタに装着して、実施例１Ｂの液晶プロジェクタを作製した。
【０１３４】
−液晶プロジェクタのコントラストの評価−
得られた該液晶プロジェクタ（実施例１Ｂ）について、投射レンズから３ｍの距離に設置したスクリーン上での白表示照度、黒表示照度及びそれらの比から算出されるコントラスト（白表示照度／黒表示照度）を測定した。
【０１３５】
（実施例２）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれる ジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド８．７４ｇ（９０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．９７ｇ（１０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例２の光学補償素子、実施例２Ａの液晶表示装置、実施例２Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１３６】
（実施例３）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド７．７７ｇ（８０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル１．９４ｇ（２０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例３の光学補償素子、実施例３Ａの液晶表示装置、実施例３Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．５μｍであった。
【０１３７】
（実施例４）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド６．８０ｇ（７０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル２．９１ｇ（３０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例４の光学補償素子、実施例４Ａの液晶表示装置、実施例４Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１３８】
（実施例５）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド５．８２ｇ（６０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル３．８９ｇ（４０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例５の光学補償素子、実施例５Ａの液晶表示装置、実施例５Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１３９】
（実施例６）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド４．８６ｇ（５０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル４．８５ｇ（５０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例６の光学補償素子、実施例６Ａの液晶表示装置、実施例６Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．４μｍであった。
【０１４０】
（実施例７）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）ｇをジメチルホルムアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例７の光学補償素子、実施例７Ａの液晶表示装置、実施例７Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４１】
（実施例８）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド８．７４ｇ（９０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．９７ｇ（１０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例８の光学補償素子、実施例８Ａの液晶表示装置、実施例８Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４２】
（実施例９）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド７．７７ｇ（８０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル１．９４ｇ（２０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例９の光学補償素子、実施例９Ａの液晶表示装置、実施例９Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．５μｍであった。
【０１４３】
（実施例１０）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド６．８０ｇ（７０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル２．９１ｇ（３０％）に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１０の光学補償素子、実施例１０Ａの液晶表示装置、実施例１０Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１４４】
（実施例１１）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド５．８２ｇ（６０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル３．８９ｇ（４０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１１の光学補償素子、実施例１１Ａの液晶表示装置、実施例１１Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１４５】
（実施例１２）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルホルムアミド４．８６ｇ（５０％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル４．８５ｇ（５０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１２の光学補償素子、実施例１２Ａの液晶表示装置、実施例１２Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．４μｍであった。
【０１４６】
（実施例１３）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ブチルセロソルブ０．４９ｇ（５％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１３の光学補償素子、実施例１３Ａの液晶表示装置、実施例１３Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４７】
（実施例１４）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド８．７４ｇ（９０％）、ブチルセロソルブ０．９７ｇ（１０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１４の光学補償素子、実施例１４Ａの液晶表示装置、実施例１４Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．５μｍであった。
【０１４８】
（実施例１５）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド７．７７ｇ（８０％）、ブチルセロソルブ１．９４ｇ（２０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１５の光学補償素子、実施例１５Ａの液晶表示装置、実施例１５Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。この重合性組成物の２０℃における粘度は６ｃＰであった。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．５μｍであった。
【０１４９】
（実施例１６）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド６．８０ｇ（７０％）、ブチルセロソルブ２．９１ｇ（３０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１６の光学補償素子、実施例１６Ａの液晶表示装置、実施例１６Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１５０】
（実施例１７）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド５．８２ｇ（６０％）、ブチルセロソルブ３．８９ｇ（４０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１７の光学補償素子、実施例１７Ａの液晶表示装置、実施例１７Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．４μｍであった。
【０１５１】
（実施例１８）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）をジメチルアセトアミド４．８６ｇ（５０％）、ブチルセロソルブ４．８５ｇ（５０％）の混合液に代えた以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、実施例１８の光学補償素子、実施例１８Ａの液晶表示装置、実施例１８Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．４μｍであった。
【０１５２】
（比較例１）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）を２−（１−メトキシプロピル）アセテート１５．００ｇに代え、重合性組成物溶液を１，６００ｒｐｍ及び１，１００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、比較例１の光学補償素子、比較例１Ａの液晶表示装置、比較例１Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．８μｍ、１．２μｍであった。
【０１５３】
（比較例２）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）を乳酸エチル１５．００ｇに代え、重合性組成物溶液を１，６５０ｒｐｍ及び１，１００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、比較例２の光学補償素子、比較例２Ａの液晶表示装置、比較例２Ｂの液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ１．０μｍ、１．４μｍであった。
【０１５４】
（比較例３）
実施例１において、前記重合性組成物に含まれるジメチルアセトアミド９．２２ｇ（９５％）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル０．４９ｇ（５％）を３−エトキシプロピオン酸エチル１５．００ｇに代え、重合性組成物溶液を１，６００ｒｐｍ及び１，１００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした以外は、実施例１、１Ａ、１Ｂと同様にして、比較例３の光学補償素子、比較例３Ａの液晶表示装置、比較例３の液晶プロジェクタを作製し、評価した。
得られた光学異方性層６３Ａ及び６３Ｂの厚みを測定したところ、それぞれ０．９μｍ、１．３μｍであった。
【０１５５】
【表１】
表１の結果より、実施例１〜実施例１８では１．５μｍまで均一性の高い光学異方性層が得られたのに対し、比較例１〜比較例３では厚みが１．２μｍ以上の場合に光学異方性層が不均一になってしまうことが分かる。また、実施例１Ａ〜１８Ａの液晶表示装置はいずれも視野角依存性が優れ、高視野角であることが分かる。また、実施例１Ｂ〜１８Ｂの液晶プロジェクタはいずれも高コントラストであることが分かる。また、実施例１〜実施例１８にあるように液晶セルの仕様に応じて光学異方性層の厚みを、均一性を保持したまま１．５μｍまで調整可能であり、汎用性が高いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の重合性組成物、該重合性組成物を用いてなる光学異方性層、該光学異方性層を有する光学補償素子、該光学補償素子を備えた液晶表示装置は、携帯電話、パソコン用モニター、テレビ、液晶プロジェクタなどに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】図１は、第１の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、第２の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、第３の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、第４の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、第５の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、第６の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、第７の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図８】図８は、第８の構造の光学補償素子の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【図１３】図１３は、リア方式の液晶プロジェクタの一例を示す外観図である。
【図１４】図１４は、投影ユニットの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１、２１，３１、４１、５１、６１、７１、８１・・・・・支持体
２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２・・・・・第１の光学異方性層
３、２３、３３、４３、５３、６３、７３、８３・・・・・第２の光学異方性層
４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４・・・・・配向膜
５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５・・・・・反射防止層
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０・・・・光学補償素子
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・液晶表示装置
１０１・・・・・・・・・・・・・・・上側偏光板
１０２・・・・・・・・・・・・・・・上側偏光板吸収軸
１０３・・・・・・・・・・・・・・・上側第２光学異方性層
１０４・・・・・・・・・・・・・・・上側第２光学異方性層作製時のラビング方向
１０５・・・・・・・・・・・・・・・下側第２の光学異方性層
１０６・・・・・・・・・・・・・・・下側第２光学異方性層作製時のラビング方向
１０７・・・・・・・・・・・・・・・第１の光学異方性層
１０８・・・・・・・・・・・・・・・光学補償素子
１０９・・・・・・・・・・・・・・・液晶セル上側基板
１１０・・・・・・・・・・・・・・・上側基板液晶配向用ラビング方向
１１１・・・・・・・・・・・・・・・ネマチック液晶（液晶層）
１１２・・・・・・・・・・・・・・・下側基板液晶配向用ラビング方向
１１３・・・・・・・・・・・・・・・液晶セル下側基板
１１４・・・・・・・・・・・・・・・液晶素子
１１５・・・・・・・・・・・・・・・下側偏光板の吸収軸
１１６・・・・・・・・・・・・・・・下側偏光板
２００・・・・・・・・・・・・・・・液晶プロジェクタ
３００・・・・・・・・・・・・・・・投射ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかが全溶媒に対して、１〜５０質量％含まれることを特徴とする重合性組成物。
【請求項２】
アミド化合物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドから選択される少なくともいずれか１種である請求項１に記載の重合性組成物。
【請求項３】
エーテル系化合物が、沸点１００℃以上のエーテル系化合物である請求項１から２のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項４】
エーテル系化合物が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルから選択される少なくともいずれか１種である請求項１から３のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項５】
セロソルブ系化合物が、ブチルセロソルブである請求項１から４のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項６】
重合性液晶化合物が、円盤状液晶性化合物を含む請求項１から５のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項７】
重合性液晶化合物が、棒状液晶性化合物を含む請求項１から５のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の重合性組成物を用いて形成されたことを特徴とする光学異方性層。
【請求項９】
重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている請求項８に記載の光学異方性層。
【請求項１０】
重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に変化するハイブリッド配向で固定されている請求項８から９のいずれかに記載の光学異方性層。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれかに記載の光学異方性層の製造方法であって、重合性液晶化合物を含む該重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含むことを特徴とする光学異方性層の製造方法。
【請求項１２】
少なくとも一つの支持体を有し、該支持体の少なくとも一方の面上に光学異方性層を有し、該光学異方性層が請求項８から１１のいずれかに記載の光学異方性層であることを特徴とする光学補償素子。
【請求項１３】
重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている光学異方性層である請求項１２に記載の光学補償素子。
【請求項１４】
請求項８から１０のいずれかに記載の光学異方性層が、重合性液晶化合物を含む重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含む製造方法により製造された請求項１２から１３のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１５】
光学異方性層を２層有し、それぞれの配向方向が異なるように配置した請求項１２から１４のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１６】
配向方向が異なる２つの層が、支持体の一方の面上に設けられた請求項１２から１５のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１７】
配向方向が異なる２つの層が、支持体を介して該支持体の両面に設けられた請求項１２から１５のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１８】
少なくとも一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、前記光学補償素子が請求項１２から１７のいずれかに記載の光学補償素子であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１９】
液晶素子が、ツイストネマティック型である請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が請求項１８から１９のいずれかに記載の液晶表示装置であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項１】
重合性液晶化合物を含み、該重合性液晶化合物に対する溶媒としてアミド化合物を用い、更に前記溶媒にエーテル系化合物及びセロソルブ系化合物の少なくともいずれかが全溶媒に対して、１〜５０質量％含まれることを特徴とする重合性組成物。
【請求項２】
アミド化合物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドから選択される少なくともいずれか１種である請求項１に記載の重合性組成物。
【請求項３】
エーテル系化合物が、沸点１００℃以上のエーテル系化合物である請求項１から２のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項４】
エーテル系化合物が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルから選択される少なくともいずれか１種である請求項１から３のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項５】
セロソルブ系化合物が、ブチルセロソルブである請求項１から４のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項６】
重合性液晶化合物が、円盤状液晶性化合物を含む請求項１から５のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項７】
重合性液晶化合物が、棒状液晶性化合物を含む請求項１から５のいずれかに記載の重合性組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の重合性組成物を用いて形成されたことを特徴とする光学異方性層。
【請求項９】
重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている請求項８に記載の光学異方性層。
【請求項１０】
重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に変化するハイブリッド配向で固定されている請求項８から９のいずれかに記載の光学異方性層。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれかに記載の光学異方性層の製造方法であって、重合性液晶化合物を含む該重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含むことを特徴とする光学異方性層の製造方法。
【請求項１２】
少なくとも一つの支持体を有し、該支持体の少なくとも一方の面上に光学異方性層を有し、該光学異方性層が請求項８から１１のいずれかに記載の光学異方性層であることを特徴とする光学補償素子。
【請求項１３】
重合性液晶化合物がなす配向状態における該重合性液晶化合物の配向角が、光学異方性層の厚み方向に対して傾斜しており、該傾斜した状態で固定されている光学異方性層である請求項１２に記載の光学補償素子。
【請求項１４】
請求項８から１０のいずれかに記載の光学異方性層が、重合性液晶化合物を含む重合性組成物を１３０℃以上に加熱して溶媒を除去することを含む製造方法により製造された請求項１２から１３のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１５】
光学異方性層を２層有し、それぞれの配向方向が異なるように配置した請求項１２から１４のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１６】
配向方向が異なる２つの層が、支持体の一方の面上に設けられた請求項１２から１５のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１７】
配向方向が異なる２つの層が、支持体を介して該支持体の両面に設けられた請求項１２から１５のいずれかに記載の光学補償素子。
【請求項１８】
少なくとも一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、前記光学補償素子が請求項１２から１７のいずれかに記載の光学補償素子であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１９】
液晶素子が、ツイストネマティック型である請求項１８に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が請求項１８から１９のいずれかに記載の液晶表示装置であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【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１４】
【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１４】
【公開番号】特開２００７−１３１７４０（Ｐ２００７−１３１７４０Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２６３８２（Ｐ２００５−３２６３８２）
【出願日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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