JP2000235184A

JP2000235184A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000235184A
Application number: JP11034839A
Authority: JP
Inventors: Yoji Ito; 洋士伊藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: JP3996292B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学補償シートに使用する液晶性分子の分子
構造を再設計する必要なく、光学補償シートのレターデ
ーションの温度変化率を液晶セルのレターデーションの
温度変化率に近似させる。【解決手段】液晶セル、偏光素子および光学補償シー
トからなり、光学補償シートが透明支持体および光学的
異方性層を有する液晶表示装置において、光学的異方性
層を重合性ディスコティック液晶性分子と非重合性液晶
性分子との混合物の重合反応によって形成し、これによ
り、温度が３０℃から６０℃に上昇した場合の液晶セル
のレターデーション変化率であるＲｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３
０と、温度が３０℃から６０℃に上昇した場合の光学補
償シートのレターデーション変化率であるＲｅ^OC６０／
Ｒｅ^OC３０との差を０．１未満に調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶セル、偏光素子お
よび光学補償シートからなり、光学補償シートが透明支
持体および光学的異方性層を有する液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶セル、偏光素子お
よび光学補償シート（位相差板）からなる。透過型液晶
表示装置では、二枚の偏光素子を液晶セルの両側に取り
付け、一枚または二枚の光学補償シートを液晶セルと偏
光素子との間に配置する。反射型液晶表示装置では、反
射板、液晶セル、一枚の光学補償シート、そして一枚の
偏光素子の順に配置する。液晶セルは、棒状液晶性分
子、それを封入するための二枚の基板および棒状液晶性
分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セル
は、棒状液晶性分子の配向状態の違いで、透過型につい
ては、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Sw
itching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crysta
l）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ
（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Align
ed）、反射型については、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nem
atic）のような様々な表示モードが提案されている。

【０００３】光学補償シートは、画像着色を解消した
り、視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用
いられている。光学補償シートとしては、延伸複屈折フ
イルムが従来から使用されていた。延伸複屈折フイルム
からなる光学補償シートに代えて、透明支持体上に液晶
性分子（特にディスコティック液晶性分子）を含む光学
的異方性層を有する光学補償シートを使用することが提
案されている。光学的異方性層は、液晶性分子を配向さ
せ、その配向状態を固定することにより形成する。一般
に、重合性基を有する液晶性分子を用いて、重合反応に
よって配向状態を固定する。液晶性分子は、大きな複屈
折率を有する。そして、液晶性分子には、多様な配向形
態がある。液晶性分子を用いることで、従来の延伸複屈
折フイルムでは得ることができない光学的性質を実現す
ることが可能になった。

【０００４】光学補償シートの光学的性質は、液晶セル
の光学的性質、具体的には上記のような表示モードの違
いに応じて決定する。液晶性分子、特にディスコティッ
ク液晶性分子を用いると、液晶セルの様々な表示モード
に対応する様々な光学的性質を有する光学補償シートを
製造することができる。ディスコティック液晶性分子を
用いた光学補償シートでは、様々な表示モードに対応す
るものが既に提案されている。例えば、ＴＮモードの液
晶セル用光学補償シートは、特開平６−２１４１１６号
公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３
号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に
記載がある。また、ＩＰＳモードまたはＦＬＣモードの
液晶セル用光学補償シートは、特開平１０−５４９８２
号公報に記載がある。さらに、ＯＣＢモードまたはＨＡ
Ｎモードの液晶セル用光学補償シートは、米国特許５８
０５２５３号および国際特許出願ＷＯ９６／３７８０４
号の各明細書に記載がある。さらにまた、ＳＴＮモード
の液晶セル用光学補償シートは、特開平９−２６５７２
号公報に記載がある。そして、ＶＡモードの液晶セル用
光学補償シートは、特許番号第２８６６３７２号公報に
記載がある。

【０００５】液晶表示装置は、その軽量、薄型との特徴
を利用して、携帯可能な機器（例えば、モバイル・パー
ソナル・コンピューター）に用いられている。携帯して
屋外で使用する場合には、使用条件として温度変化を考
慮しなければならない。また、液晶表示装置の発熱量は
小さいが、自動車やパーソナル・コンピューターのディ
スプレイとして使用する場合には、隣接する機械の発熱
によって高温になることもある。液晶セルに使用する棒
状液晶性分子は、温度変化に伴って、光学的性質も変化
する。前述したように光学補償シートの光学的性質は、
液晶セルの光学的性質に対応するように設計されてい
る。従って、液晶セルの光学的性質が変化すると、光学
補償シートはそれに対応（光学補償）できなくなる。そ
こで、温度変化に対応して、光学補償シートの光学的性
質を、液晶セルの光学的性質と同様に変化させることが
考えられた。

【０００６】特開平７−１９９１７４号公報に、メソゲ
ン基を側鎖に有する高分子のフイルムからなる光学位相
差板（光学補償シート）を有する液晶表示装置が開示さ
れている。同公報記載の発明では、高分子の側鎖にメソ
ゲン基を導入することによって、光学補償シートの光学
的性質の温度変化を、液晶セルの光学的性質の温度変化
に対応させている。特開平９−１０１５１７号公報に
は、側鎖型高分子液晶を他の高分子のフイルム中に分散
させた光学位相差板（光学補償シート）を有するＳＴＮ
型液晶表示装置が開示されている。同公報記載の発明で
は、側鎖型高分子液晶を用いることで、光学補償シート
の光学的性質の温度変化を、液晶セルの光学的性質の温
度変化に対応させている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平７−１９９１７
４号および同９−１０１５１７号の各公報に記載の発明
は、いずれも光学補償シートに用いる物質（主に液晶性
分子）の分子構造を再設計することによって、光学補償
シートの光学的性質の温度変化を、液晶セルの光学的性
質の温度変化に対応させている。しかし、前述したよう
に、光学補償シートの光学的性質は、液晶セルの表示モ
ードの違いに応じて決定する必要がある。従って、上記
各公報記載の発明を実施するためには、液晶セルの光学
的性質の温度変化に加えて、表示モードの違いにも対応
させて、光学補償シートに用いる液晶性分子の分子構造
を再設計する必要がある。すなわち、光学補償シートに
用いる液晶性分子として、液晶セルの表示モードの種類
×液晶セルの棒状液晶性分子の種類に相当する数の化合
物を準備する必要がある。本発明の目的は、光学補償シ
ートに使用する液晶性分子の分子構造を再設計する必要
なく、光学補償シートのレターデーションの温度変化率
が液晶セルのレターデーションの温度変化率に近似して
いる液晶表示装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、液晶セ
ル、偏光素子および光学補償シートからなり、光学補償
シートが透明支持体および光学的異方性層を有する液晶
表示装置であって、光学的異方性層が重合性ディスコテ
ィック液晶性分子と非重合性液晶性分子との混合物の重
合反応によって形成した層であり、液晶セルのレターデ
ーション変化率と光学補償シートのレターデーション変
化率とが下記式を満足することを特徴とする液晶表示装
置により達成された。 │Ｒｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３０−Ｒｅ^OC６０／Ｒｅ^OC３０│
＜０．１式中、Ｒｅ^LC６０は、６０℃における液晶セルのレター
デーションであり；Ｒｅ^LC３０は、３０℃における液晶
セルのレターデーションであり；Ｒｅ^OC６０は、６０℃
における光学補償シートのレターデーションであり；そ
して、Ｒｅ^OC３０は、３０℃における光学補償シートの
レターデーションである。

【０００９】

【発明の効果】本発明者の研究の結果、重合性ディスコ
ティック液晶性分子と非重合性液晶性分子との混合物の
重合反応によって光学的異方性層を形成すると、光学補
償シートの光学的性質（具体的にはレターデーション）
が、液晶セルと同様に、温度に対応して変化することが
判明した。そして、光学的性質の温度変化率は、重合性
ディスコティック液晶性分子と非重合性液晶性分子との
混合比の調整によって調節することができる。重合性デ
ィスコティック液晶性分子の重合反応によって形成され
た光学的異方性層を有する光学補償シートは、前述した
ように液晶セルの様々な表示モードに対応するものが既
に提案されている。そのような既に知られている光学補
償シートの製造において、非重合性液晶性分子を重合性
ディスコティック液晶性分子と混合することによって、
温度に対応して変化する光学的性質が変化する光学補償
シートが得られる。そして、重合性ディスコティック液
晶性分子と非重合性液晶性分子との混合比を調節するこ
とによって、光学補償シートのレターデーションの温度
変化率を液晶セルのレターデーションの温度変化率に近
似させることができる。以上の結果、本発明の液晶表示
装置では、液晶セルの表示モードの種類と液晶セルの棒
状液晶性分子の種類に応じて光学補償シートに用いる液
晶性分子の分子構造を再設計する必要なく、光学補償シ
ートのレターデーションの温度変化率を液晶セルのレタ
ーデーションの温度変化率に近似させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、透過型液晶表示装置の基
本的な構成を示す模式図である。図１の（ａ）に示す透
過型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順
に、偏光素子（１ａ）、光学補償シートの透明支持体
（２ａ）、光学補償シートの光学的異方性層（３ａ）、
液晶セルの下基板（４ａ）、棒状液晶性分子（５）、液
晶セルの上基板（４ｂ）、光学補償シートの光学的異方
性層（３ｂ）、光学補償シートの透明支持体（２ｂ）、
そして偏光素子（１ｂ）からなる。図１の（ｂ）に示す
透過型液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順
に、偏光素子（１ａ）、光学補償シートの透明支持体
（２）、光学補償シートの光学的異方性層（３）、液晶
セルの下基板（４ａ）、棒状液晶性分子（５）、液晶セ
ルの上基板（４ｂ）、そして偏光素子（１ｂ）からな
る。図１の（ｃ）に示す透過型液晶表示装置は、バック
ライト（ＢＬ）側から順に、偏光素子（１ａ）、液晶セ
ルの下基板（４ａ）、棒状液晶性分子（５）、液晶セル
の上基板（４ｂ）、光学補償シートの光学的異方性層
（３）、光学補償シートの透明支持体（２）、そして偏
光素子（１ｂ）からなる。図２は、反射型液晶表示装置
の基本的な構成を示す模式図である。図２に示す反射型
液晶表示装置は、反射板（ＲＰ）側から順に、液晶セル
の下基板（４ａ）、棒状液晶性分子（５）、液晶セルの
上基板（４ｂ）、光学補償シートの光学的異方性層
（３）、光学補償シートの透明支持体（２）、そして偏
光素子（１）からなる。

【００１１】［光学補償シートの光学的異方性層］光学
的異方性層は、重合性ディスコティック液晶性分子と非
重合性液晶性分子との混合物の重合反応によって形成す
る。ディスコティック液晶性分子は、様々な文献（C. D
estrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71,
page 111 (1981) ；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎ
ｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節(199
4)；B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Com
m., page 1794 (1985)；J. Zhang et al., J. Am.Chem.
Soc., vol. 116, page 2655 (1994)）に記載されてい
る。ディスコティック液晶性分子の重合については、特
開平８−２７２８４公報に記載がある。重合性基をディ
スコティック液晶性分子に導入するためには、ディスコ
ティック液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合
性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重
合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保
つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基と
の間に、連結基を導入する。従って、重合性ディスコテ
ィック液晶性分子は、下記式（Ｉ）で表わされる化合物
であることが好ましい。

【００１２】（Ｉ）Ｄ（−Ｌ−Ｐ）_n 式中、Ｄは円盤状コアであり；Ｌは二価の連結基であ
り；Ｐは重合性基であり；そして、ｎは４乃至１２の整
数である。式（Ｉ）の円盤状コア（Ｄ）の例を以下に示
す。以下の各例において、ＬＰ（またはＰＬ）は、二価
の連結基（Ｌ）と重合性基（Ｐ）との組み合わせを意味
する。

【００１３】

【化１】

【００１４】

【化２】

【００１５】

【化３】

【００１６】

【化４】

【００１７】

【化５】

【００１８】

【化６】

【００１９】

【化７】

【００２０】

【化８】

【００２１】

【化９】

【００２２】式（Ｉ）において、二価の連結基（Ｌ）
は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−
ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−およびそれらの組み
合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であること
が好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、ア
ルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−
Ｏ−および−Ｓ−からなる群より選ばれる二価の基を少
なくとも二つ組み合わせた基であることがさらに好まし
い。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレ
ン基、アリーレン基、−ＣＯ−および−Ｏ−からなる群
より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた基
であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素原子数
は、１乃至１２であることが好ましい。アルケニレン基
の炭素原子数は、２乃至１２であることが好ましい。ア
リーレン基の炭素原子数は、６乃至１０であることが好
ましい。アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレ
ン基は、置換基（例、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）を有していてもよ
い。二価の連結基（Ｌ）の例を以下に示す。左側が円盤
状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｐ）に結合す
る。ＡＬはアルキレン基またはアルケニレン基を意味
し、ＡＲはアリーレン基を意味する。

【００２３】Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ− Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ10：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ11：−Ｏ−ＡＬ− Ｌ12：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−

【００２４】Ｌ13：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ14：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ− Ｌ15：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ− Ｌ16：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ17：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ− Ｌ18：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ19：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−Ｃ
Ｏ− Ｌ20：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−Ａ
Ｌ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ21：−Ｓ−ＡＬ− Ｌ22：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ23：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ24：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ− Ｌ25：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−

【００２５】なお、ＳＴＮモードのような棒状液晶性分
子がねじれ配向している液晶セルを、光学的に補償する
ためには、ディスコティック液晶性分子もねじれ配向さ
せることが好ましい。上記ＡＬ（アルキレン基またはア
ルケニレン基）に、不斉炭素原子を導入すると、ディス
コティック液晶性分子を螺旋状にねじれ配向させること
ができる。また、不斉炭素原子を含む光学活性を示す化
合物（カイラル剤）を光学的異方性層に添加しても、デ
ィスコティック液晶性分子を螺旋状にねじれ配向させる
ことができる。

【００２６】式（Ｉ）の重合性基（Ｐ）は、重合反応の
種類に応じて決定する。重合性基（Ｐ）の例を以下に示
す。

【００２７】

【化１０】

【００２８】

【化１１】

【００２９】

【化１２】

【００３０】

【化１３】

【００３１】

【化１４】

【００３２】

【化１５】

【００３３】重合性基（Ｐ）は、不飽和重合性基（Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１
７）またはエポキシ基（Ｐ６、Ｐ１８）であることが好
ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、
エチレン性不飽和重合性基（Ｐ１、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１
５、Ｐ１６、Ｐ１７）であることが最も好ましい。式
（Ｉ）において、ｎは４乃至１２の整数である。具体的
な数字は、ディスコティックコア（Ｄ）の種類に応じて
決定される。なお、複数のＬとＰの組み合わせは、異な
っていてもよいが、同一であることが好ましい。二種類
以上の重合性ディスコティック液晶性分子を併用しても
よい。

【００３４】非重合性液晶性分子としては、棒状液晶性
分子またはディスコティック液晶性分子が好ましく、デ
ィスコティック液晶性分子が特に好ましい。非重合性棒
状液晶分子としては、一般に液晶セルに用いられている
棒状液晶性分子を用いることができる。棒状液晶性分子
の例には、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニ
ル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル
類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シ
アノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピ
リミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フ
ェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロ
ヘキシルベンゾニトリル類が含まれる。

【００３５】非重合性ディスコティック液晶性分子は、
前述した重合性ディスコティック液晶性分子の重合性基
（Ｐ）を、水素原子またはアルキル基に変更した化合物
であることが好ましい。すなわち、非重合性ディスコテ
ィック液晶性分子は、下記式（II）で表わされる化合物
であることが好ましい。（II）Ｄ（−Ｌ−Ｒ）_n 式中、Ｄは円盤状コアであり；Ｌは二価の連結基であ
り；Ｒは水素原子またはアルキル基であり；そして、ｎ
は４乃至１２の整数である。式（II）の円盤状コア
（Ｄ）の例は、ＬＰ（またはＰＬ）をＬＲ（またはＲ
Ｌ）に変更する以外は、前記の重合性ディスコティック
液晶分子の例と同様である。また、二価の連結基（Ｌ）
の例も、前記の重合性ディスコティック液晶分子の例と
同様である。Ｒのアルキル基は、炭素原子数が１乃至４
０であることが好ましく、１乃至３０であることがさら
に好ましい。環状アルキル基よりも鎖状アルキル基の方
が好ましく、分岐を有する鎖状アルキル基よりも直鎖状
アルキル基の方が好ましい。Ｒは、水素原子または炭素
原子数が１乃至３０の直鎖状アルキル基であることが特
に好ましい。二種類以上の非重合性液晶性分子を併用し
てもよい。

【００３６】重合性ディスコティック液晶性分子と非重
合性液晶性分子との混合比は、温度が３０℃から６０℃
に上昇した場合の液晶セルのレターデーション変化率で
あるＲｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３０と温度が３０℃から６０℃
に上昇した場合の光学補償シートのレターデーション変
化率であるＲｅ^OC６０／Ｒｅ^OC３０との差が０．１未満
となるように調節する。液晶セルと光学補償シートのレ
ターデーションは、下記式で定義される面内レターデー
ション（Ｒｅ）を意味する。Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ式中、ｎｘおよびｎｙは、液晶セルまたは光学補償シー
トの面内の主屈折率であり；そして、ｄは液晶セルまた
は光学補償シートの厚さである。液晶性分子を含む層
は、原則として、温度が上昇するに伴いレターデーショ
ンが低下する。従って、Ｒｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３０および
Ｒｅ^OC６０／Ｒｅ^OC３０は、いずれも０〜１の範囲の値
になる。非重合性液晶性分子の混合比を増加させると、
光学補償シートのレターデーション変化率（Ｒｅ^OC６０
／Ｒｅ^OC３０）は低下し、非重合性液晶性分子の混合比
を低下させると、光学補償シートのレターデーション変
化率（Ｒｅ^OC６０／Ｒｅ ^OC３０）は上昇する。このよう
に混合比を調整することで、Ｒｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３０と
Ｒｅ^OC６０／Ｒｅ^OC３０との差を０．１未満に調節でき
る。重合性ディスコティック液晶性分子と非重合性液晶
性分子との具体的な混合比については、以上のように光
学補償シートのレターデーション変化率を調節するた
め、一般的な制限はない。ただし、一方が極端に少量で
は、レターデーション変化率は調節されない。また、重
合性ディスコティック液晶性分子の割合が少ないと、光
学的異方性層内の配向状態を固定することが難しくなる
（バインダーポリマーを用いて固定するとの手段もある
が）。従って、混合物中の重合性ディスコティック液晶
性分子の割合は、１乃至９９．９重量％であることが好
ましく、２乃至９９．８重量％であることがより好まし
く、５乃至９９．５重量％であることがさらに好まし
く、１０乃至９９重量％であることが最も好ましい。

【００３７】光学的異方性層は、重合性ディスコティッ
ク液晶性分子、非重合性液晶性分子、あるいは下記の重
合性開始剤や任意の添加剤（例、可塑剤、モノマー、界
面活性剤、セルロースエステル、１，３，５−トリアジ
ン化合物、カイラル剤）を含む塗布液を、配向膜の上に
塗布することで形成する。塗布液の調製に使用する溶媒
としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の
例には、アミド（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘ
テロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼ
ン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホル
ム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢
酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケト
ン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジ
メトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよび
ケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用しても
よい。塗布液の塗布は、公知の方法（例、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）に
より実施できる。

【００３８】配向させた液晶性分子は、配向状態を維持
して固定する。固定化は、重合性ディスコティック液晶
性分子に導入した重合性基（Ｐ）の重合反応によって実
施する。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反
応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光
重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カル
ボニル化合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７
６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国
特許２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換
芳香族アシロイン化合物（米国特許２７２２５１２号明
細書記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２
７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリ
ールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトン
との組み合わせ（米国特許３５４９３６７号明細書記
載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０
−１０５６６７号公報、米国特許４２３９８５０号明細
書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許４２
１２９７０号明細書記載）が含まれる。光重合開始剤の
使用量は、塗布液の固形分の０．０１乃至２０重量％で
あることが好ましく、０．５乃至５重量％であることが
さらに好ましい。ディスコティック液晶性分子の重合の
ための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射
エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²乃至５０Ｊ／ｃｍ²で
あることが好ましく、１００乃至８００ｍＪ／ｃｍ²で
あることがさらに好ましい。光重合反応を促進するた
め、加熱条件下で光照射を実施してもよい。

【００３９】光学的異方性層の厚さは、０．１乃至１０
μｍであることが好ましく、０．５乃至５μｍであるこ
とがさらに好ましく、１乃至５μｍであることが最も好
ましい。光学的異方性層内での液晶性分子の配向状態
は、前述したように、液晶セルの表示モードの種類に応
じて決定される。液晶性分子の配向状態は、具体的に
は、液晶性分子の種類、配向膜の種類および光学異方性
層内の添加剤（例、可塑剤、バインダー、界面活性剤）
の使用によって制御される。

【００４０】［配向膜］配向膜は、有機化合物（好まし
くはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸
着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラン
グミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物
（例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモ
ニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のよう
な手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、
磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配
向膜も知られている。ポリマーのラビング処理により形
成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、ポリマ
ー層の表面を、紙や布で一定方向に、数回こすることに
より実施する。配向膜に使用するポリマーの種類は、液
晶セルの表示モードの種類に応じて決定する。液晶セル
内の棒状液晶性分子の多くが実質的に垂直に配向してい
る表示モード（例、ＶＡ、ＯＣＢ、ＨＡＮ）では、光学
的異方性層の液晶性分子を実質的に水平に配向させる機
能を有する配向膜を用いる。液晶セル内の棒状液晶性分
子の多くが実質的に水平に配向している表示モード
（例、ＳＴＮ）では、光学的異方性層の液晶性分子を実
質的に垂直に配向させる機能を有する配向膜を用いる。
液晶セル内の棒状液晶性分子の多くが実質的に斜めに配
向している表示モード（例、ＴＮ）では、光学的異方性
層の液晶性分子を実質的に斜めに配向させる機能を有す
る配向膜を用いる。具体的なポリマーの種類について
は、前述した様々な表示モードに対応するディスコティ
ック液晶性分子を用いた光学補償シートについての文献
に記載がある。なお、配向膜を用いて液晶性分子を配向
させてから、その配向状態のまま重合により液晶性分子
を固定して光学的異方性層を形成し、光学的異方性層の
みを透明支持体上に転写してもよい。配向状態で固定さ
れた液晶性分子は、配向膜がなくても配向状態を維持す
ることができる。そのため、液晶表示装置では、配向膜
は（製造工程において必須ではあるが）必須の要素では
ない。

【００４１】［光学補償シートの透明支持体］光学補償
シートの透明支持体として、一般には、光学的等方性の
ポリマーフイルムが用いられる。支持体が透明であると
は、光透過率が８０％以上であることを意味する。光学
的等方性とは、具体的には、面内レターデーション（Ｒ
ｅ）が１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下
であることがさらに好ましい。また、厚み方向のレター
デーション（Ｒth）は、４０ｎｍ以下であることが好ま
しく、２０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。透明
支持体の面内レターデーション（Ｒｅ）と厚み方向のレ
ターデーション（Ｒth）は、それぞれ下記式で定義され
る。Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄＲth＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝−ｎｚ］×ｄ式中、ｎｘおよびｎｙは、透明支持体の面内屈折率であ
り、ｎｚは透明支持体の厚み方向の屈折率であり、そし
てｄは透明支持体の厚さである。

【００４２】液晶表示モードの種類によっては、透明支
持体として光学的異方性のポリマーフイルムが用いられ
る場合もある。すなわち、光学的異方性層の光学的異方
性に透明支持体の光学的異方性も加えて、液晶セルの光
学的異方性に対応する（光学的に補償する）場合もあ
る。そのような目的で光学的異方性透明支持体を使用す
る場合、透明支持体の面内レターデーション（Ｒｅ）
は、２０ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上
であることがさらに好ましい。また、厚み方向のレター
デーション（Ｒth）は、８０ｎｍ以上であることが好ま
しく、１２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。

【００４３】透明支持体を形成する材料は、光学的等方
性支持体とするか、光学的異方性支持体とするかに応じ
て決定する。光学的等方性支持体の場合は、一般にガラ
スまたはセルロースエステルが用いられる。光学的異方
性支持体の場合は、一般に合成ポリマー（例、ポリカー
ボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
アクリレート、ポリメタクリレート）が用いられる。セ
ルロースエステルまたは合成ポリマーのフイルムは、ソ
ルベントキャスト法により形成することが好ましい。光
学的異方性支持体の場合は、合成ポリマーフイルムを延
伸することによって光学的異方性を得る。透明支持体の
厚さは、２０乃至５００μｍであることが好ましく、５
０乃至２００μｍであることがさらに好ましい。透明支
持体とその上に設けられる層（接着層、配向膜あるいは
光学的異方性層）との接着を改善するため、透明支持体
に表面処理（例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫
外線（ＵＶ）処理、火炎処理）を実施してもよい。透明
支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。

【００４４】［液晶表示装置］本発明は、様々な表示モ
ードの液晶セルに適用できる。前述したように、ディス
コティック液晶性分子を用いた光学補償シートは、ＴＮ
（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switchin
g）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣ
Ｂ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Supper
Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）およ
びＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）に対応するものが
既に提案されている。本発明は、いずれの表示モードの
液晶表示装置においても有効である。偏光素子は、一般
に偏光膜と保護膜からなる。偏光膜には、ヨウ素系偏光
膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光
膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般
にポリビニルアルコール系フイルムを用いて製造する。
偏光膜の偏光軸は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に
相当する。保護膜は偏光膜の両面に設けられる。光学補
償シートの透明支持体を、偏光膜の一方の側の保護膜と
しても機能させることができる。その他の偏光膜の保護
膜としては、光学的等方性が高いセルロースエステルフ
イルム、特にトリアセチルセルロースフイルムを用いる
ことが好ましい。

【００４５】

【実施例】［実施例１］厚さ０．７ｍｍのガラス板を透
明支持体として用いた。下記の組成の塗布液を、バーコ
ーターを用いて透明支持体の上に塗布した。塗布層を、
６０℃で２分間乾燥した。塗布層の表面をラビング処理
して、配向膜を形成した。配向膜の厚さは、０．５μｍ
であった。

【００４６】 ──────────────────────────────────── 配向膜塗布液 ──────────────────────────────────── 下記の変性ポリビニルアルコール２ｇグルタルアルデヒド０．１ｇ水７５ｇメタノール２４ｇ ────────────────────────────────────

【００４７】

【化１６】

【００４８】以下の組成の塗布液を、バーコーターを用
いて配向膜の上に塗布し、１３０℃で２分間加熱して、
ディスコティック液晶性化合物（１）および（２）を配
向させた。

【００４９】 ──────────────────────────────────── 光学的異方性層塗布液 ──────────────────────────────────── 下記のディスコティック液晶性化合物（１）５重量部下記のディスコティック液晶性化合物（２）４重量部下記の可塑剤１重量部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）０．２重量部セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１．０、イーストマンケミカル社製）０．０５重量部光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）０．３重量部メチルエチルケトン１００重量部 ────────────────────────────────────

【００５０】

【化１７】

【００５１】

【化１８】

【００５２】

【化１９】

【００５３】１３０℃の温度を維持して、４秒間の紫外
線を照射し、ディスコティック液晶性化合物（１）のビ
ニル基を重合させ、配向状態を固定した。光学補償シー
トを作製した。２０℃から８０℃の範囲で、光学補償シ
ートのレターデーションを測定した。結果を図３に示
す。温度が３０℃から６０℃に上昇した場合の光学補償
シートのレターデーション変化率であるＲｅ^OC６０／Ｒ
ｅ^OC３０は、０．９３であった。

【００５４】市販のＴＮ型液晶セルに、作製した光学補
償シート２枚および偏光素子２枚を取り付けて、図１の
（ａ）に示す構成の液晶表示装置を作成した。２０℃か
ら８０℃の範囲で、液晶セルのレターデーションを測定
した。結果を図３に示す。温度が３０℃から６０℃に上
昇した場合の液晶セルのレターデーション変化率である
Ｒｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３０は、０．９０であった。図３
は、実施例１、２および比較例１で作製した光学補償シ
ートと液晶セルのレターデーション温度依存性を示すグ
ラフである。図１の縦軸は、３０℃でのレターデーショ
ンを１とする相対レターデーション値である。図１の横
軸は、温度（℃）である。液晶表示装置を６０℃の恒温
室に入れ、コントラスト比が１０以上となる視野角（上
下および左右）を調べた。また、３０℃での画像の状態
から、６０℃での画像の状態への変化を目視で確認し
た。結果を第１表に示す。

【００５５】［実施例２］光学的異方性層塗布液の組成
を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に光学
補償シートを作製した。

【００５６】 ──────────────────────────────────── 光学的異方性層塗布液 ──────────────────────────────────── 実施例１で用いたディスコティック液晶性化合物（１）３重量部実施例１で用いたディスコティック液晶性化合物（２）６重量部実施例１で用いた可塑剤１重量部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）０．２重量部セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１．０、イーストマンケミカル社製）０．０５重量部光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）０．３重量部メチルエチルケトン１００重量部 ────────────────────────────────────

【００５７】２０℃から８０℃の範囲で、光学補償シー
トのレターデーションを測定した。結果を図３に示す。
温度が３０℃から６０℃に上昇した場合の光学補償シー
トのレターデーション変化率であるＲｅ^OC６０／Ｒｅ^OC
３０は、０．８９であった。市販のＴＮ型液晶セルに、
作製した光学補償シート２枚および偏光素子２枚を取り
付けて、図１の（ａ）に示す構成の液晶表示装置を作成
した。液晶表示装置を６０℃の恒温室に入れ、コントラ
スト比が１０以上となる視野角（上下および左右）を調
べた。また、３０℃での画像の状態から、６０℃での画
像の状態への変化を目視で確認した。結果を第１表に示
す。

【００５８】［比較例１］光学的異方性層塗布液の組成
を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に光学
補償シートを作製した。

【００５９】 ──────────────────────────────────── 光学的異方性層塗布液 ──────────────────────────────────── 実施例１で用いたディスコティック液晶性化合物（１）９重量部下記のモノマー１重量部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）０．２重量部セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１．０、イーストマンケミカル社製）０．０５重量部光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）０．３重量部メチルエチルケトン１００重量部 ────────────────────────────────────

【００６０】

【化２０】

【００６１】２０℃から８０℃の範囲で、光学補償シー
トのレターデーションを測定した。結果を図３に示す。
温度が３０℃から６０℃に上昇した場合の光学補償シー
トのレターデーション変化率であるＲｅ^OC６０／Ｒｅ^OC
３０は、０．９９であった。市販のＴＮ型液晶セルに、
作製した光学補償シート２枚および偏光素子２枚を取り
付けて、図１の（ａ）に示す構成の液晶表示装置を作成
した。液晶表示装置を６０℃の恒温室に入れ、コントラ
スト比が１０以上となる視野角（上下および左右）を調
べた。また、３０℃での画像の状態から、６０℃での画
像の状態への変化を目視で確認した。結果を第１表に示
す。

【００６２】

【表１】第１表 ──────────────────────────────────── 試料番号Ｒｅ^LC６０Ｒｅ^OC６０視野角画像状態の変化／Ｒｅ^LC３０／Ｒｅ^OC３０上下左右３０℃→６０℃ ──────────────────────────────────── 実施例１０．８８０．９３１００１２２変化なし実施例２０．８８０．８９１０１１２０変化なし比較例１０．８８０．９９９５１００変化あり＊ ──────────────────────────────────── （註）変化あり＊：３０℃から６０℃に加熱すると、画像の反転が生じ、大きな色味の変化も認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】透過型液晶表示装置の基本的な構成を示す模式
図である。

【図２】反射型液晶表示装置の基本的な構成を示す模式
図である。

【図３】実施例１、２および比較例１で作製した光学補
償シートと液晶セルのレターデーション温度依存性を示
すグラフである。

【符号の説明】ＢＬバックライトＲＰ反射板１、１ａ、１ｂ偏光素子２、２ａ、２ｂ光学補償シートの透明支持体３、３ａ、３ｂ光学補償シートの光学的異方性層４ａ液晶セルの下基板４ｂ液晶セルの上基板５棒状液晶性分子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶セル、偏光素子および光学補償シー
トからなり、光学補償シートが透明支持体および光学的
異方性層を有する液晶表示装置であって、光学的異方性
層が重合性ディスコティック液晶性分子と非重合性液晶
性分子との混合物の重合反応によって形成した層であ
り、液晶セルのレターデーション変化率と光学補償シー
トのレターデーション変化率とが下記式を満足すること
を特徴とする液晶表示装置。 │Ｒｅ^LC６０／Ｒｅ^LC３０−Ｒｅ^OC６０／Ｒｅ^OC３０│
＜０．１式中、Ｒｅ^LC６０は、６０℃における液晶セルのレター
デーションであり；Ｒｅ^LC３０は、３０℃における液晶
セルのレターデーションであり；Ｒｅ^OC６０は、６０℃
における光学補償シートのレターデーションであり；そ
して、Ｒｅ^OC３０は、３０℃における光学補償シートの
レターデーションである。