JP2002006138A - 光学補償シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三方向の屈折率主値が異なる光学的二軸性光
学補償シートを液晶性分子から形成する。 【解決手段】 三方向の屈折率主値が異なる光学的二軸
性液晶性分子を用いるか、光学的に一軸性であるディス
コティック液晶性分子を配向させてから偏光を照射する
か、あるいは光学的に一軸性である棒状液晶性分子をコ
レステリック配向させてから偏光を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明支持体上に液
晶性分子から形成された光学異方性層を有する光学補償
シートに関する。

【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、少なくとも一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、少なくとも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-Pl
ane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crys
tal）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴ
Ｎ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Ali
gned）、反射型については、ＨＡＮ（Hybrid Aligned N
ematic）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、延伸ポリマー
フイルムが従来から使用されていた。特開平２−２６４
９０５号公報には、延伸することにより正の複屈折率性
を示す屈折率異方体を形成するポリマーフイルムを二軸
延伸することを特徴とする光学補償板の製造方法が開示
されている。同公報記載の方法で製造される光学的二軸
性ポリマーフイルムは、ホメオトロピック配向させた棒
状液晶性分子を含む液晶セル（例えば、前記ＶＡモード
の液晶セル）を光学的に補償するために特に有効に用い
られる。

【０００４】延伸ポリマー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から形成され
た光学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。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、従来の延伸ポリマー
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。光学補償シートの液晶性分子とし
ては、棒状液晶性分子またはディスコティック液晶性分
子が用いられている。棒状液晶性分子は、三方向の屈折
率主値のうち二方向（分子の長軸に垂直な方向）の屈折
率主値が実質的に同一で、残り一方向（分子の長軸方
向）の屈折率主値がそれよりも大きい、正の光学的一軸
性を有する液晶性分子である。ディスコティック液晶性
分子は、三方向の屈折率主値のうち二方向（円盤面内の
方向）の屈折率主値が実質的に同一で、残り一方向（円
盤面の法線方向）の屈折率主値がそれよりも小さい、負
の光学的一軸性を有する液晶性分子である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−２６４９０
５号公報記載の延伸方法で、光学的二軸性ポリマーフイ
ルムを製造できる。しかし、液晶表示装置の視野角を拡
大するための光学補償シートとして延伸フイルムを用い
る場合、延伸ポリマーフイルムの遅相軸を偏光膜の透過
軸と平行に配置する必要がある。偏光膜と延伸ポリマー
フイルムとを連続的に貼り合わせるためには、フイルム
（通常はロール状）の幅方向に延伸しなければならな
い。フイルムを幅方向に連続して延伸すると、ボウイン
グ（面内の遅相軸の扇状のばらつき）が起こりやすい。
延伸ポリマー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から形成された光学異方
性層を有する光学補償シートを使用すれば、上記の問題
を解消できる。液晶性分子には多様な配向形態がある
が、棒状液晶性分子およびディスコティック液晶性分子
は、基本的に光学的に一軸性である。そのため、棒状液
晶性分子またはディスコティック液晶性分子から形成さ
れた光学異方性層のみでは、光学的二軸性ポリマーフイ
ルムと同等の光学的性質を得ることはできないと考えら
れていた。

【０００６】本発明の目的は、光学的二軸性を有する光
学補償シートを液晶性分子から形成することである。ま
た、本発明の目的は、ホメオトロピック配向させた棒状
液晶性分子を含む液晶セルに有効な光学補償シートを提
供することでもある。さらに、本発明の目的は、偏光膜
との貼り合わせ工程を連続的に実施できる光学補償シー
トを提供することでもある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記
（１）〜（１８）の光学補償シートおよび下記（１９）
〜（２６）の光学補償シートの製造方法により達成され
た。 （１）透明支持体上に液晶性分子から形成された光学異
方性層を有する光学補償シートであって、光学異方性層
の三方向の屈折率主値が異なることを特徴とする光学補
償シート。 （２）三方向の屈折率主値のうち最小の値を示す方向
が、透明支持体の法線と実質的に平行である（１）に記
載の光学補償シート。 （３）液晶性分子が、三方向の屈折率主値が異なる液晶
性分子である（１）に記載の光学補償シート。 （４）透明支持体と光学異方性層との間に配向膜を有
し、配向膜のラビング方向と光学異方性層の面内の遅相
軸とが実質的に直交している（３）に記載の光学補償シ
ート。

【０００８】（５）液晶性分子が、ディスコティック液
晶性分子である（１）に記載の光学補償シート。 （６）ディスコティック液晶性分子が、円盤状核として
トリフェニレン核を有する（５）に記載の光学補償シー
ト。 （７）ディスコティック液晶性分子が、重合性基を有
し、光学異方性層が、重合性基を重合反応させて形成し
た層である（５）に記載の光学補償シート。 （８）ディスコティック液晶性分子が、ベンゼン環およ
びベンゼン環と共役する二重結合を含む一価の基を円盤
状核の置換基として有する（５）に記載の光学補償シー
ト。 （９）ディスコティック液晶性分子が、下記式（Ｉ）で
表される（５）に記載の光学補償シート。

【０００９】

【化３】

【００１０】式中、Ａ¹ は、ＣＸ¹ またはＮであって、
Ｘ¹ は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至
１２のアルキル基または炭素原子数が１乃至１２のアル
コキシ基であり；Ａ² は、ＣＸ² またはＮであって、Ｘ
² は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１
２のアルキル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコ
キシ基であるか、あるいは、Ｙと結合して５員環または
６員環を形成し；Ｙは、水素原子、ハロゲン原子、炭素
原子数が１乃至１２のアルキル基、炭素原子数が１乃至
１２のアルコキシ基、炭素原子数が２乃至１３のアシル
基、炭素原子数が１乃至１２のアルキルアミノ基または
炭素原子数が２乃至１３のアシルオキシ基であるか、あ
るいは、Ｘ² と結合して、５員環または６員環を形成
し；Ｚは、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のア
ルキル基、炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基、炭
素原子数が２乃至１３のアシル基、炭素原子数が１乃至
１２のアルキルアミノ基または炭素原子数が２乃至１３
のアシルオキシ基であり；Ｌ ¹ は、−Ｏ−、−ＣＯ−、
−Ｓ−、−ＮＨ−、アルキレン基、アルケニレン基、ア
ルキニレン基、アリーレン基およびこれらの組み合わせ
からなる群より選ばれる二価の連結基であり；Ｌ² は、
単結合または１，４−フェニレンであり；Ｑは、重合性
基であり；ａは、１、２、３または４であり；そして、
ｂは、０、１、２または３である。 （１０）ディスコティック液晶性分子が、５゜未満の平
均傾斜角で配向している（５）に記載の光学補償シー
ト。 （１１）光学異方性層が、ディスコティック液晶性分子
を５゜未満の平均傾斜角で配向させてから、偏光を照射
して形成した層である（１０）に記載の光学補償シー
ト。

【００１１】（１２）液晶性分子が、棒状液晶性分子で
ある（１）に記載の光学補償シート。 （１３）棒状液晶性分子が、コレステリック配向してい
る（１２）に記載の光学補償シート。 （１４）棒状液晶性分子が、重合性基を有し、光学異方
性層が、重合性基を重合反応させて形成した層である
（１２）に記載の光学補償シート。 （１５）棒状液晶性分子が、ベンゼン環およびベンゼン
環と共役する二重結合を含む（１２）に記載の光学補償
シート。 （１６）棒状液晶性分子が、下記式（II）で表される
（１２）に記載の光学補償シート：

【００１２】

【化４】

【００１３】［式中、Ｘ¹¹は、ＣＲ¹¹またはＮであっ
て、Ｒ¹¹は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１
乃至１２のアルキル基または炭素原子数が１乃至１２の
アルコキシ基であり；Ｘ¹²は、ＣＲ¹²またはＮであっ
て、Ｒ¹²は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１
乃至１２のアルキル基または炭素原子数が１乃至１２の
アルコキシ基であり；Ｌ¹¹およびＬ¹²は、それぞれ独立
に、単結合あるいは−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＮＨ
−、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、
アリーレン基およびこ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り；Ｌ¹³は、単結合、−Ｏ−
ＣＯ−または−ＮＨ−ＣＯ−であり；Ｑ¹¹およびＱ
¹²は、それぞれ独立に、重合性基であり；そして、ベン
ゼン環ＡおよびＢは、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃
至１２のアルキル基、炭素原子数が１乃至１２のハロゲ
ン置換アルキル基、炭素原子数が１乃至１２のアルコキ
シ基、炭素原子数が２乃至１３のアシル基、炭素原子数
が１乃至１２のアルキルアミノ基または炭素原子数が２
乃至１３のアシルオキシ基を置換基として有していても
よい］。 （１７）棒状液晶性分子が、５゜未満の平均傾斜角で配
向している（１２）に記載の光学補償シート。 （１８）光学異方性層が、棒状液晶性分子を５゜未満の
平均傾斜角でコレステリック配向させてから、偏光を照
射して形成した層である（１７）に記載の光学補償シー
ト。

【００１４】（１９）ベンゼン環およびベンゼン環と共
役する二重結合を含む一価の基を円盤状核の置換基とし
て有するディスコティック液晶性分子を透明支持体上に
塗布する工程；ディスコティック液晶性分子を５゜未満
の平均傾斜角で配向させる工程；そして、偏光を照射す
る工程をこの順序で実施することを特徴とする光学補償
シートの製造方法。 （２０）偏光を照射する工程の前と後で、光学異方性層
の面内の屈折率が実質的に変化する（１９）に記載の製
造方法。 （２１）偏光が、２００乃至４００ｎｍの波長を有する
紫外線である（１９）に記載の製造方法。 （２２）ディスコティック液晶性分子が重合性基を有
し、ディスコティック液晶性分子を５゜未満の平均傾斜
角で配向させる工程と偏光を照射する工程との間に、非
偏光紫外線を照射してディスコティック液晶性分子を重
合させる工程を実施する（１９）に記載の製造方法。

【００１５】（２３）ベンゼン環およびベンゼン環と共
役する二重結合を含む棒状液晶性分子を透明支持体上に
塗布する工程；棒状液晶性分子を５゜未満の平均傾斜角
でコレステリック配向させる工程；そして、偏光を照射
する工程をこの順序で実施することを特徴とする光学補
償シートの製造方法。 （２４）偏光を照射する工程の前と後で、光学異方性層
の面内の屈折率が実質的に変化する（２３）に記載の製
造方法。 （２５）偏光が、２００乃至４００ｎｍの波長を有する
紫外線である（２３）に記載の製造方法。 （２６）棒状液晶性分子が重合性基を有し、棒状液晶性
分子を５゜未満の平均傾斜角でコレステリック配向させ
る工程と偏光を照射する工程との間に、非偏光紫外線を
照射して棒状液晶性分子を重合させる工程を実施する
（２３）に記載の製造方法。なお、実質的に平行または
直交とは、厳密な平行または直交している状態との角度
の差が１０度未満であることを意味する。角度の差は、
８度未満であることが好ましく、６度未満であることが
より好ましく、４度未満であることがさらに好ましく、
２度未満であることが最も好ましい。

【００１６】

【発明の効果】本発明者は、研究の結果、三方向の屈折
率主値が異なる液晶性分子を用いることで、光学的二軸
性を有する光学補償シートを液晶性分子から形成するこ
とに成功した（本発明の第１の態様）。三方向の屈折率
主値が異なる液晶性分子から形成された光学異方性層の
みで、光学的二軸性ポリマーフイルムと同等の光学的性
質を得ることができる。また本発明者は、研究の結果、
光学的に一軸性であるディスコティック液晶性分子か
ら、三方向の屈折率主値が異なる光学的二軸性の光学補
償シートを製造することにも成功した（本発明の第２の
態様）。ディスコティック液晶性分子に感光性の官能基
（例えば、ベンゼン環およびベンゼン環と共役する二重
結合を含む一価の基）を導入し、偏光を照射すると、偏
光方向に向いている感光性官能基が選択的に光反応す
る。光反応したディスコティック液晶性分子は、偏光方
向において反応前よりも屈折率が低くなる。従って、デ
ィスコティック液晶性分子から（その段階では光学的一
軸性の）光学異方性層を形成し、一定の方向から偏光紫
外線を照射すると、光学異方性層を光学的二軸性に変換
できる。これにより、非常に簡単な手段で、光学的二軸
性ポリマーフイルムと同等の光学的性質を得ることがで
きる。

【００１７】さらに本発明者は、研究の結果、光学的に
一軸性である棒状液晶性分子から、三方向の屈折率主値
が異なる光学的二軸性の光学補償シートを製造すること
にも成功した（本発明の第３の態様）。棒状液晶性分子
に感光性の官能基（例えば、ベンゼン環およびベンゼン
環と共役する二重結合を含む一価の基）を導入し、偏光
を照射すると、偏光方向に向いている感光性官能基が選
択的に光反応する。光反応した棒状液晶性分子は、偏光
方向において反応前よりも屈折率が低くなる。この現象
を利用すると、非常に簡単な手段で、光学的二軸性ポリ
マーフイルムと同等の光学的性質を得ることができる。
具体的には、棒状液晶性分子を５゜未満の平均傾斜角で
コレステリック配向させて、負の光学的一軸性の光学異
方性層を形成する。そして、一定の方向から偏光紫外線
を照射すると、光学異方性層を光学的二軸性に変換でき
る。

【００１８】光学的二軸性光学補償シートは、様々な液
晶表示装置に用いることができる。例えば、三方向の屈
折率主値のうち最小の値を示す方向が透明支持体の法線
と実質的に平行となるように液晶性分子が配向させるこ
とで、ホメオトロピック配向させた棒状液晶性分子を含
む液晶セルに有効な光学補償シートが得られる。さら
に、非常に生産性の高い光学補償シートを得ることもで
きる。配向膜のラビング処理は、ロール状の透明支持体
の長手方向に対して実施することが最も容易である。そ
して、光学異方性層の面内の遅相軸がロール状の光学補
償シートの幅方向に存在していれば、偏光膜と光学補償
シートとの（偏光膜の透過軸と光学補償シートの遅相軸
とを平行に配置する）貼り合わせ工程を、偏光膜と光学
補償シートとが共にロールフイルムの状態で連続して行
うことができる。すなわち、配向膜のラビング処理を最
も容易な長手方向に対して実施することで、偏光膜との
貼り合わせが容易な幅方向に光学異方性層の面内の遅相
軸が発現する。従って、配向膜のラビング方向と光学異
方性層の面内の遅相軸とが実質的に直交する光学的二軸
性液晶性分子を使用することにより、非常に生産性が高
い光学補償シートが得られる。

【００１９】

【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、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２ａ）、光学補償シ
ートの透明支持体（３ａ）、光学補償シートの光学異方
性層（４ａ）、液晶セルの下基板（５ａ）、棒状液晶性
分子（６）、液晶セルの上基板（５ｂ）、光学補償シー
トの光学異方性層（４ｂ）、光学補償シートの透明支持
体（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１
ｂ）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、透明保護膜（１
ａ）、偏光膜（２ａ）、光学補償シートの透明支持体
（３ａ）、光学補償シートの光学異方性層（４ａ）、液
晶セルの下基板（５ａ）、棒状液晶性分子（６）、液晶
セルの上基板（５ｂ）、透明保護膜（１ｂ）、偏光膜
（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｃ）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（Ｂ
Ｌ）側から順に、透明保護膜（１ａ）、偏光膜（２
ｂ）、透明保護膜（１ｂ）、液晶セルの下基板（５
ａ）、棒状液晶性分子（６）、液晶セルの上基板（５
ｂ）、光学補償シートの光学異方性層（４ｂ）、光学補
償シートの透明支持体（３ｂ）、偏光膜（２ｂ）、そし
て透明保護膜（１ｃ）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（５ａ）、棒状液晶性分子（６）、液晶
セルの上基板（５ｂ）、光学補償シートの光学異方性層
（４ｂ）、光学補償シートの透明支持体（３ｂ）、偏光
膜（２ｂ）、そして透明保護膜（１ｂ）からなる。

【００２０】［透明支持体］光学補償シートの透明支持
体として、光学異方性を制御した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。光学異方性は、具体的に
は、面内レターデーション（Ｒｅ）が１００ｎｍ以下で
あることが好ましく、５０ｎｍ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、５００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ
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）×ｄ Ｒth＝［｛（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。

【００２１】透明支持体を形成する材料としては、セル
ロースエステル、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、ノルボルネン樹脂が用いられる。ポリマーフイ
ルムを延伸することによって、光学異方性を得る。な
お、セルロースエステルフイルムにレターデーション上
昇剤（欧州特許０９１１６５６Ａ２号明細書記載）を添
加することで、光学的異方性のセルロースエステルフイ
ルムを製造することもできる。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。透明支持体の厚さは、２
０乃至５００μｍであることが好ましく、５０乃至２０
０μｍ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（Ｕ
Ｖ）処理、火炎処理、アルカリ処理、酸処理）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。

【００２２】［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。

【００２３】本発明の第１の態様では、光学的二軸性液
晶性分子を配向させるための配向膜を用いる。本発明者
の研究によれば、光学的二軸性液晶性分子には、三方向
の屈折率主値のうち最大の値を示す方向が、配向膜の面
内の遅相軸と実質的に直交する方向となるように配向す
る化合物もある（例えば、Liquid Crystals, 1998, Vo
l.25, No.2, p.149に記載の化合物）。従来知られてい
る配向膜の多くは、面内の遅相軸とラビング方向とが実
質的に平行である。そして、上記のような光学的二軸性
液晶性分子を均一に配向させて光学異方性層を形成すれ
ば、三方向の屈折率主値のうち最大の値を示す方向が、
光学異方性層の面内の遅相軸に相当する。従って、上記
のような光学的二軸性液晶性分子を用いることで、配向
膜のラビング方向と光学異方性層の面内の遅相軸とを実
質的に直交させることができる。ラビング方向と遅相軸
とが実質的に直交することによる効果は、前述した通り
である。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も考慮して決定する。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、光学異方
性が負の液晶性分子を実質的に水平に（三方向の屈折率
主値のうち最小の値を示す方向が透明支持体の法線と実
質的に平行となるように）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、光学異方性が負の液晶性分子を実質的に垂直に（三
方向の屈折率主値のうち最小の値を示す方向が透明支持
体の面と実質的に平行となるように）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、Ｔ
Ｎ）では、光学異方性が負の液晶性分子を斜めに（三方
向の屈折率主値のうち最小の値を示す方向が透明支持体
の面に対して斜めになるように）配向させる機能を有す
る配向膜を用いる。配向膜に使用するポリマーについて
は、多数の文献に記載がある。本発明の第１の態様に用
いる光学的二軸性液晶性分子は、従来公知の配向膜用ポ
リマーを用いて配向させることができる。

【００２４】本発明の第２の態様では、ディスコティッ
ク液晶性分子を配向させるための配向膜を用いる。配向
膜に使用するポリマーの種類は、配向させるディスコテ
ィック液晶性分子の平均傾斜角を考慮して決定する。デ
ィスコティック液晶性分子を、実質的に水平に（５゜未
満の平均傾斜角で）配向させる機能を有する配向膜、実
質的に垂直に（５０゜以上の平均傾斜角で）配向させる
機能を有する配向膜、および斜めに（５゜以上、５０゜
未満の平均傾斜角で）配向させる機能を有する配向膜
が、それぞれ知られている。ディスコティック液晶性分
子を実質的に水平に配向させると、三方向の屈折率主値
のうち最小の値を示す方向が、透明支持体の法線と実質
的に平行になる。ディスコティック液晶性分子を実質的
に垂直に配向させると、三方向の屈折率主値のうち最小
の値を示す方向が透明支持体の面と実質的に平行にな
る。ディスコティック液晶性分子を斜めに配向させる
と、三方向の屈折率主値のうち最小の値を示す方向が透
明支持体の面に対して斜めになる。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も考慮し
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、ＯＣ
Ｂ、ＨＡＮ）では、ディスコティック液晶性分子を実質
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、ディスコティ
ック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、ディスコティック液晶性分子を斜めに配向させる
機能を有する配向膜を用いる。

【００２５】本発明の第３の態様では、棒状液晶性分子
を配向させるための配向膜を用いる。配向膜に使用する
ポリマーの種類は、配向させる棒状液晶性分子の平均傾
斜角に応じて決定する。棒状液晶性分子を、実質的に水
平に（５゜未満の平均傾斜角で）配向させる機能を有す
る配向膜、実質的に垂直に（５０゜以上の平均傾斜角
で）配向させる機能を有する配向膜、および斜めに（５
゜以上、５０゜未満の平均傾斜角で）配向させる機能を
有する配向膜が、それぞれ知られている。棒状液晶性分
子を実質的に水平にコレステリック配向させると、三方
向の屈折率主値のうち最小の値を示す方向が、透明支持
体の法線と実質的に平行になる。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も考慮して
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、棒状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、棒状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、棒状液晶性分子を斜めに
配向させる機能を有する配向膜を用いる。

【００２６】また、様々な配向状態を実現するため、配
向膜に加えて、配向を調節する機能を有する添加剤
（例、界面活性剤）を用いてもよい。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
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。配向膜の厚さは、０．０１乃至５μ
ｍであることが好ましく、０．０５乃至１μｍであるこ
とがさらに好ましい。

【００２７】［光学的二軸性光学異方性層］本発明で
は、光学異方性層の光学異方性を、三方向の屈折率主値
が異なる光学的二軸性となるように調節する。三方向の
屈折率主値をｎ１、ｎ２、ｎ３（ｎ１＞ｎ２＞ｎ３）と
すると、それぞれの値は、下記式（Ｉ）を満足すること
が好ましく、下記式（II）を満足することがさらに好ま
しい。 （Ｉ）ｎ１−ｎ２＞０．００５かつｎ２−ｎ３＞０．０
０５ （II）ｎ１−ｎ２＞０．０１かつｎ２−ｎ３＞０．０１

【００２８】本発明の第１の態様では、三方向の屈折率
主値が異なる光学的二軸性液晶性分子を前記配向膜を用
いて配向させて、光学的二軸性光学異方性層を形成す
る。光学的二軸性液晶性分子の三方向の屈折率主値をｎ
１、ｎ２、ｎ３（ｎ１＞ｎ２＞ｎ３）とすると、それぞ
れの値は、上記式（Ｉ）を満足することが好ましく、上
記式（II）を満足することがさらに好ましい。光学的二
軸性を有する液晶性分子は、液晶セルに用いる光学的に
負の強誘電性液晶として提案されている（例えば、Liqu
id Crystals, 1998, Vol.25, No.2, p.149に記載）。本
発明では、これらの液晶性分子の光学的二軸性に着目し
て、液晶セルではなく、光学補償シートの光学異方性層
に使用する。光学的二軸性液晶性分子に重合性基を導入
して、配向状態を固定してもよい。重合性基の例は、後
述するディスコティック液晶性分子の重合性基の例（Ｑ
１〜Ｑ１７）と同様である。重合性基は、不飽和重合性
基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ま
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であることが最も好ましい。

【００２９】本発明の第２の態様では、ディスコティッ
ク液晶性分子を用いて光学異方性層を形成する。ディス
コティック液晶性分子は、様々な文献（C. Destrade et
al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111
(1981) ；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、
液晶の化学、第５章、第１０章第２節(1994)；B. Kohne
et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794
(1985)；J. Zhang et al., J. Am.Chem. Soc., vol. 11
6, 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円盤状核は、トリフェニレン核であ
ることが特に好ましい。また、ディスコティック液晶性
分子は、重合性基を有することが好ましい。すなわち、
ディスコティック液晶性分子の重合性基を重合反応させ
て、光学異方性層を形成することが好ましい。ディスコ
ティック液晶性分子の重合については、特開平８−２７
２８４公報に記載がある。

【００３０】さらに、ディスコティック液晶性分子は、
感光性の官能基を有することが好ましい。感光性の官能
基は、光により反応が誘起される（光機能性分子の科
学、第２章、堀江一之、牛木秀治著、講談社、１９９２
年参照）。反応には、シグマ結合の開裂、Ｃ＝Ｃ二重結
合の反応およびＣ＝Ｏ二重結合の反応が含まれる。反応
によりディスコティック液晶性分子の屈折率が変化する
ことが望ましく、そのためには、シグマ結合の開裂また
はＣ＝Ｃ二重結合の反応が好ましく、Ｃ＝Ｃ二重結合の
反応が特に好ましい。Ｃ＝Ｃ二重結合は、ベンゼン環と
共役していることがさらに好ましい。ベンゼン環と共役
している二重結合は、光照射により二つの分子間で４員
環を形成して二量化する。これにより、ディスコティッ
ク液晶性分子の屈折率が変化する。ディスコティック液
晶性分子は、ベンゼン環およびベンゼン環と共役する二
重結合を含む一価の基を円盤状核の置換基として有する
ことが特に好ましい。ベンゼン環およびベンゼン環と共
役する二重結合は、ディスコティック液晶性分子の円盤
状核と重合性基との間の連結基に含まれていることが好
ましい。下記式（Ｉ）で表されるディスコティック液晶
性分子が、特に好ましい。

【００３１】

【化５】

【００３２】式（Ｉ）において、Ａ¹ は、ＣＸ¹ または
Ｎである。ＮよりもＣＸ¹ の方が好ましい。Ｘ¹ は、水
素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアル
キル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基で
ある。Ｘ¹ は、水素原子または炭素原子数が１乃至１２
のアルキル基であることが好ましく、水素原子または炭
素原子数が１乃至６のアルキル基であることがより好ま
しく、水素原子または炭素原子数が１乃至３のアルキル
基であることがさらに好ましく、水素原子であることが
最も好ましい。式（Ｉ）において、Ａ² は、ＣＸ² また
はＮである。ＮよりもＣＸ² の方が好ましい。Ｘ² は、
水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のア
ルキル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基
であるか、あるいはＹと結合して５員環または６員環を
形成する。Ｘ² は、水素原子または炭素原子数が１乃至
１２のアルキル基であることが好ましく、水素原子また
は炭素原子数が１乃至６のアルキル基であることがより
好ましく、水素原子または炭素原子数が１乃至３のアル
キル基であることがさらに好ましく、水素原子であるこ
とが最も好ましい。Ｘ² とＹとが結合して形成する環
は、複素環よりも炭化水素環であることが好ましく、芳
香族環よりも脂肪族環であることがさらに好ましい。ま
た、５員環よりも６員環であることが好ましい。

【００３３】式（Ｉ）において、Ｙは、水素原子、ハロ
ゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキル基、炭素
原子数が１乃至１２のアルコキシ基、炭素原子数が２乃
至１３のアシル基、炭素原子数が１乃至１２のアルキル
アミノ基または炭素原子数が２乃至１３のアシルオキシ
基であるか、あるいは、Ｘ² と結合して、５員環または
６員環を形成する。Ｙは、水素原子または炭素原子数が
１乃至１２のアルキル基であることが好ましく、水素原
子または炭素原子数が１乃至６のアルキル基であること
がより好ましく、水素原子または炭素原子数が１乃至３
のアルキル基であることがさらに好ましく、水素原子で
あることが最も好ましい。式（Ｉ）において、Ｚは、ハ
ロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキル基、炭
素原子数が１乃至１２のアルコキシ基、炭素原子数が２
乃至１３のアシル基、炭素原子数が１乃至１２のアルキ
ルアミノ基または炭素原子数が２乃至１３のアシルオキ
シ基である。Ｚは、炭素原子数が１乃至１２のアルキル
基であることが好ましく、炭素原子数が１乃至６のアル
キル基であることがさらに好ましく、炭素原子数が１乃
至３のアルキル基であることが最も好ましい。

【００３４】式（Ｉ）において、Ｌ¹ は、−Ｏ−、−Ｃ
Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、アルキレン基、アルケニレン
基、アルキニレン基、アリーレン基およびこれらの組み
合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。組
み合わせからなる二価の連結基の例を以下に示す。左側
がベンゼン環に結合し、右側が重合性基（Ｑ）に結合す
る。ＡＬはアルキレン基、アルケニレン基またはアルキ
ニレン基を意味し、ＡＲはアリーレン基を意味する。

【００３５】Ｌ−１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ−２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ−３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ−４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ−６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ−７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ− Ｌ−９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ−１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−１１：−Ｏ−ＡＬ− Ｌ−１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ−１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−

【００３６】Ｌ−１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−
ＡＬ− Ｌ−１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ− Ｌ−１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−Ｃ
Ｏ− Ｌ−１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ− Ｌ−１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ
−ＣＯ− Ｌ−２０：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ
−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−２１：−Ｓ−ＡＬ− Ｌ−２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ−２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−２４：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ− Ｌ−２５：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−

【００３７】式（Ｉ）において、Ｌ² は、単結合または
１，４−フェニレンである。単結合の方が１，４−フェ
ニレンよりも好ましい。式（Ｉ）において、Ｑは、重合
性基である。重合性基（Ｑ）は、重合反応の種類に応じ
て決定する。重合性基（Ｑ）の例を以下に示す。

【００３８】

【化６】

【００３９】重合性基（Ｑ）は、不飽和重合性基（Ｑ１
〜Ｑ７）、エポキシ基（Ｑ８）またはアジリジニル基
（Ｑ９）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（Ｑ
１〜Ｑ６）であることが最も好ましい。式（Ｉ）におい
て、ａは、１、２、３または４である。ａは、１、２ま
たは３であることが好ましく、１または２であることが
さらに好ましく、１であることが最も好ましい。ａが１
である場合、−Ｌ¹ −Ｑは、ベンゼン環の４位に結合す
ることが好ましい。式（Ｉ）において、ｂは、０、１、
２または３である。ｂは、０、１または２であることが
好ましく、０または１であることがさらに好ましく、０
であることが最も好ましい。式（Ｉ）において、ａ＋ｂ
は、１、２、３または４である。式（Ｉ）における６個
のＲは異なっていてもよいが、同一であることが好まし
い。以下に、式（Ｉ）で表されるディスコティック液晶
性分子の例を、Ｒで表示する。

【００４０】

【化７】

【００４１】

【化８】

【００４２】

【化９】

【００４３】

【化１０】

【００４４】

【化１１】

【００４５】

【化１２】

【００４６】

【化１３】

【００４７】

【化１４】

【００４８】

【化１５】

【００４９】

【化１６】

【００５０】

【化１７】

【００５１】ディスコティック液晶性分子を（好ましく
は５゜未満の平均傾斜角で）配向させてから、偏光を照
射することが好ましい。偏光は、直線偏光であることが
好ましい。偏光の照射方向と、直線偏光の偏向方向につ
いては、特に制限はない。照射する偏光は、２００乃至
４００ｎｍの波長を有する紫外線であることが好ましい 偏光を照射する前と後で、光学異方性層の面内の屈折率
が実質的に変化することが好ましい。ディスコティック
液晶性分子を５゜未満の平均傾斜角で配向させると、透
明支持体の法線と実質的に平行である方向の屈折率が最
小の値となり、他の二方向（透明支持体の面内の方向）
が実質的に同じ値になる。偏光を照射すると、透明支持
体の面内の二方向の屈折率が変化して、実質的に異なる
値となる。その結果、三方向の屈折率主値が異なる光学
的二軸性の光学異方性層が形成できる。上記のディスコ
ティック液晶性分子の傾斜角は、ディスコティック液晶
性分子の円盤面と透明支持体面とのなす角度を意味す
る。偏光が紫外線である場合、偏光の照射により、ディ
スコティック液晶性分子を重合させることができる。す
なわち、偏光紫外線の照射により、光学的二軸性の達成
とディスコティック液晶性分子の重合反応とを同時に実
施できる。ただし、非偏光紫外線を照射してディスコテ
ィック液晶性分子を重合させてから、偏光紫外線の照射
して光学的二軸性を達成することが好ましい。すなわ
ち、非偏光紫外線を照射してディスコティック液晶性分
子を重合させる工程は、ディスコティック液晶性分子を
５゜未満の平均傾斜角で配向させる工程と偏光を照射す
る工程との間で実施することが好ましい。

【００５２】本発明の第３の態様では、棒状液晶性分子
を用いて光学異方性層を形成する。棒状液晶性分子とし
ては、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好ましく用いられる。なお、棒
状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液
晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状
液晶性分子として用いることができる。言い換えると、
棒状液晶性分子は、（液晶）ポリマーと結合していても
よい。棒状液晶性分子については、季刊化学総説第２２
巻液晶の化学（１９９４年）日本化学会編の第４章、第
７章および第１１章、および液晶デバイスハンドブック
日本学術振興会第１４２委員会編の第３章に記載があ
る。棒状液晶性分子の複屈折率は、０．００１乃至０．
７であることが好ましい。棒状液晶性分子は、重合性基
を有することが好ましい。重合性基については後述す
る。

【００５３】さらに、棒状液晶性分子は、感光性の官能
基を有することが好ましい。感光性の官能基は、光によ
り反応が誘起される（光機能性分子の科学、第２章、堀
江一之、牛木秀治著、講談社、１９９２年参照）。反応
には、シグマ結合の開裂、Ｃ＝Ｃ二重結合の反応および
Ｃ＝Ｏ二重結合の反応が含まれる。反応により棒状液晶
性分子の屈折率が変化することが望ましく、そのために
は、シグマ結合の開裂またはＣ＝Ｃ二重結合の反応が好
ましく、Ｃ＝Ｃ二重結合の反応が特に好ましい。Ｃ＝Ｃ
二重結合は、ベンゼン環と共役していることがさらに好
ましい。ベンゼン環と共役している二重結合は、光照射
により二つの分子間で４員環を形成して二量化する。こ
れにより、棒状液晶性分子の屈折率が変化する。棒状液
晶性分子は、ベンゼン環およびベンゼン環と共役する二
重結合を含む一価の基を有することが特に好ましい。下
記式（II）で表される棒状液晶性分子が、特に好まし
い。

【００５４】

【化１８】

【００５５】式（II）において、Ｘ¹¹は、ＣＲ¹¹または
Ｎである。ＮよりもＣＲ¹¹の方が好ましい。Ｒ¹¹は、水
素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアル
キル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基で
ある。Ｒ¹¹は、水素原子または炭素原子数が１乃至１２
のアルキル基であることが好ましく、水素原子または炭
素原子数が１乃至６のアルキル基であることがより好ま
しく、水素原子または炭素原子数が１乃至３のアルキル
基であることがさらに好ましく、水素原子であることが
最も好ましい。式（II）において、Ｘ¹²は、ＣＲ¹²また
はＮである。ＮよりもＣＲ¹²の方が好ましい。Ｒ¹²は、
水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のア
ルキル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基
である。Ｒ¹²は、水素原子または炭素原子数が１乃至１
２のアルキル基であることが好ましく、水素原子または
炭素原子数が１乃至６のアルキル基であることがより好
ましく、水素原子または炭素原子数が１乃至３のアルキ
ル基であることがさらに好ましく、水素原子であること
が最も好ましい。

【００５６】式（II）において、Ｌ¹¹およびＬ¹²は、そ
れぞれ独立に、単結合あるいは−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ
−、−ＮＨ−、アルキレン基、アルケニレン基、アルキ
ニレン基、アリーレン基およびこ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。組み合わせか
らなる二価の連結基の例を以下に示す。左側がベンゼン
環に結合し、右側が重合性基に結合する。ＡＬはアルキ
レン基、アルケニレン基またはアルキニレン基を意味
し、ＡＲはアリーレン基を意味する。アルキレン基、ア
ルケニレン基、アルキニレン基およびアリーレン基は、
置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン
原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキル基、炭素原子
数が１乃至１２のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数
が１乃至１２のアルコキシ基、炭素原子数が２乃至１３
のアシル基、炭素原子数が１乃至１２のアルキルアミノ
基または炭素原子数が２乃至１３のアシルオキシ基が含
まれる。

【００５７】Ｌ−１：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−２：−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−３：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ
− Ｌ−４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−５：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ
−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−６：−ＮＨ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−Ｃ
Ｏ− Ｌ−７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ−８：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−

【００５８】式（II）において、Ｌ¹³は、単結合、−Ｏ
−ＣＯ−または−ＮＨ−ＣＯ−である。単結合または−
Ｏ−ＣＯ−が好ましく、単結合がさらに好ましい。式
（II）において、Ｑ¹¹およびＱ¹²は、それぞれ独立に、
重合性基である。重合性基は、重合反応の種類に応じて
決定する。重合性基の例は、ディスコティック液晶性分
子の重合性基の例（Ｑ１〜Ｑ１７）と同様である。重合
性基（Ｑ¹¹およびＱ¹²）は、不飽和重合性基（Ｑ１〜Ｑ
７）、エポキシ基（Ｑ８）またはアジリジニル基（Ｑ
９）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（Ｑ１〜
Ｑ６）であることが最も好ましい。式（II）において、
ベンゼン環ＡおよびＢは、ハロゲン原子、炭素原子数が
１乃至１２のアルキル基、炭素原子数が１乃至１２のハ
ロゲン置換アルキル基、炭素原子数が１乃至１２のアル
コキシ基、炭素原子数が２乃至１３のアシル基、炭素原
子数が１乃至１２のアルキルアミノ基または炭素原子数
が２乃至１３のアシルオキシ基を置換基として有してい
てもよい。二つの重合性基（Ｑ¹¹およびＱ¹²）を結ぶ棒
状液晶性分子の主鎖は、ベンゼン環ＡおよびＢのパラ位
に結合することが特に好ましい。以下に、好ましい棒状
液晶性分子の例を示す。

【００５９】

【化１９】

【００６０】

【化２０】

【００６１】

【化２１】

【００６２】

【化２２】

【００６３】

【化２３】

【００６４】

【化２４】

【００６５】

【化２５】

【００６６】

【化２６】

【００６７】

【化２７】

【００６８】

【化２８】

【００６９】

【化２９】

【００７０】

【化３０】

【００７１】

【化３１】

【００７２】棒状液晶性分子は、カイラル剤を用いてコ
レステリック配向させることができる。コレステリック
液晶用として公知のカイラル剤（光学活性を有する化合
物）を使用することができる。カイラル剤を使用する代
わりに、棒状液晶性分子に不斉炭素原子を導入しても、
棒状液晶性分子をコレステリック配向させることができ
る。不斉炭素原子は、前記連結基のアルキレン基（Ａ
Ｌ）に導入すればよい。光学活性は、ＳとＲのいずれで
もよい。

【００７３】棒状液晶性分子を５゜未満の平均傾斜角で
コレステリック配向させてから、偏光を照射することが
好ましい。偏光は、直線偏光であることが好ましい。偏
光の照射方向と、直線偏光の偏向方向については、特に
制限はない。照射する偏光は、２００乃至４００ｎｍの
波長を有する紫外線であることが好ましい 偏光を照射する前と後で、光学異方性層の面内の屈折率
が実質的に変化することが好ましい。棒状液晶性分子を
５゜未満の平均傾斜角でコレステリック配向（面内では
ランダムに配向）させると、透明支持体の法線と実質的
に平行である方向の屈折率が最小の値となり、他の二方
向（透明支持体の面内の方向）が実質的に同じ値にな
る。すなわち、光学的に負の一軸性の光学異方性層が形
成される。そこに偏光を照射すると、透明支持体の面内
の二方向の屈折率が変化して、実質的に異なる値とな
る。その結果、三方向の屈折率主値が異なる光学的二軸
性の光学異方性層が形成できる。上記の棒状液晶性分子
の傾斜角は、棒状液晶性分子の長軸方向と透明支持体面
とのなす角度を意味する。偏光が紫外線である場合、偏
光の照射により、棒状液晶性分子を重合させることがで
きる。すなわち、偏光紫外線の照射により、光学的二軸
性の達成と棒状液晶性分子の重合反応とを同時に実施で
きる。ただし、非偏光紫外線を照射して棒状液晶性分子
を重合させてから、偏光紫外線の照射して光学的二軸性
を達成することが好ましい。すなわち、非偏光紫外線を
照射して棒状液晶性分子を重合させる工程は、棒状液晶
性分子を５゜未満の平均傾斜角でコレステリック配向さ
せる工程と偏光を照射する工程との間で実施することが
好ましい。

【００７４】光学異方性層は、液晶性分子や任意の添加
剤（例、重合開始剤、可塑剤、モノマー、界面活性剤、
配向温度低下剤、カイラル剤）を含む液晶組成物（塗布
液）を、配向膜の上に塗布することで形成する。液晶組
成物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。液晶組成物の塗布は、公知
の方法（例、バーコーティング法、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。

【００７５】液晶性分子の重合反応には、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２３６７６６
１号、同２３６７６７０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２
７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国
特許３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書
記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミ
ノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許３５４９３
６７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４２３
９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物
（米国特許４２１２９７０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。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。光学異方性層の
厚さは、０．１乃至２０μｍであることが好ましく、
０．５乃至１５μｍであることがさらに好ましく、１乃
至１０μｍであることが最も好ましい。

【００７６】［液晶表示装置］本発明の光学補償シート
は、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Swit
ching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、
ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Sup
per Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）
およびＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）のような様々
な表示モードの液晶表示装置に用いることができる。本
発明は、ＶＡモードの液晶表示装置に用いると特に効果
がある。ＶＡモードの液晶表示装置に用いる場合、三方
向の屈折率主値のうち最小の値を示す方向が透明支持体
の法線と実質的に平行となるように、光学的二軸性液晶
性分子を配向させる。液晶表示装置は、図１および図２
で説明したように、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。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。他方の側の保護膜としては、
光学的等方性が高いセルロースエステルフイルムを用い
ることが好ましい。

【００７７】

【実施例】［実施例１］厚さ１００μｍのロール状トリ
アセチルセルロースフイルムを透明支持体として用い
た。透明支持体の正面（Ｒｅ）レターデーションは２ｎ
ｍ、厚み方向の（Ｒth）レターデーションは４５ｎｍで
あった。透明支持体の片面にゼラチン下塗り層を、反対
側の面にジアセチルセルロース層を設けた。ゼラチン下
塗り層の上に、アルキル変性ポリビニルアルコール（Ｍ
Ｐ−２０３、クラレ（株）製）の２重量％水／メタノー
ル溶液を＃１２バーで塗布し、１２０℃で２分間乾燥し
て、配向膜を形成した。ロール状透明支持体の長手方向
に沿って、ラビング処理を実施した。配向膜の上に、下
記の光学的二軸性液晶性分子の１０重量％メチルエチル
ケトン溶液を＃３バーで塗布し、１３５℃で５分間加熱
して液晶性分子を配向させ、光学異方性層を形成した。
これを急冷して、光学補償シートを作製した。

【００７８】

【化３２】

【００７９】ガラス基板上に、上記と同様に配向膜を形
成し、ラビング処理を行い、光学異方性層を形成した。
これをアッベ屈折計（１Ｔ、アタゴ社製）を用いて、ラ
ビング方向と直交する方向、ラビング方向および厚み方
向の屈折率（ｎ１、ｎ２およびｎ３）を測定したとこ
ろ、ｎ１＝１．６６、ｎ２＝１．５６、ｎ３＝１．４６
であった。

【００８０】作製した光学補償シートについて、エリプ
ソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用い
て、遅相軸方位およびレターデーションの角度依存性
（遅相軸をあおりの回転軸とする）を測定した。測定結
果から、正面（Ｒｅ）レターデーションが５０ｎｍ、厚
み方向の（Ｒth）レターデーションが１２０ｎｍである
ことが判明した。また、配向膜の遅相軸はラビング方向
と平行であり、光学異方性層の遅相軸は、ラビング方向
と直交していた。

【００８１】厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフイ
ルムをヨウ素水溶液中で連続して５倍に延伸し、乾燥さ
せて偏光膜を得た。偏光膜の一方の面にケン化処理した
トリアセチルセルロースフイルム（フジタックＴＤ８０
ＵＦ、富士写真フイルム（株）製）を、他方の面にケン
化処理した上記光学補償シートのジアセチルセルロース
面を、それぞれエポキシ系接着剤を介して、ロールフイ
ルムから連続的に貼り合わせて、偏光板を作製した。作
製した楕円偏光板では、光学異方性層の遅相軸と偏光膜
の透過軸とは、平行になっている。

【００８２】［実施例２］ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ−２０３、クラレ（株）製）をメタノール／水混合溶
媒（容積比：２０／８０）に溶解して、５重量％溶液を
調製した。この溶液をガラス板上に、バーコーターを用
いて塗布した。塗布層を、８０℃の温風で１０分間乾燥
した。ディスコティック液晶性分子（Ｉ−２）１．０ｇ
に、下記の添加剤１０ｍｇおよび下記の光重合開始剤３
０ｍｇを加え、得られた混合物をメチルエチルケトンに
溶解して、２０重量％溶液を調製した。溶液をポリビニ
ルアルコール塗布層の上に、バーコーターを用いて塗布
した。

【００８３】

【化３３】

【００８４】

【化３４】

【００８５】表面温度を１３０℃に加熱した金属ローラ
ーに、ガラス基板側を２分間接触させ、さらに表面温度
が３０℃の金属ローラーに１分間接触させた。次いで、
１６０Ｗの紫外線照射装置（ＵＶＬ−５８、URUTORA-VI
OLETPRODUCTS社製）を使用して、１０秒間非偏光紫外線
を照射して、ディスコティック液晶性分子の配向状態を
固定した。形成した塗布層について、エリプソメーター
（ＡＥＰ−１００、島津製作所（株）製）を用いて面内
および厚み方向のレターデーションを測定した。面内の
レターデーションは０ｎｍ、厚み方向のレターデーショ
ンは２４０ｎｍであった。なお、ディスコティック液晶
性分子の塗布層の厚さは、２μｍであった。次に、形成
した塗布層に、透過フィルターと干渉フィルターとを有
する偏光紫外線照射装置（ニコン技術工房（株）製）を
用いて、２０℃で波長が２９０〜３１０ｎｍの偏光紫外
線を３０分間照射した。その後、エリプソメトリーを用
いて面内レターデーションを測定したところ、２０ｎｍ
であった。三方向の屈折率主値は、ｎ１＝１．６６、ｎ
２＝１．６５、ｎ３＝１．５４であった。

【００８６】［実施例３］ガラス基板に、ポリイミド
（ＳＥ−１５０、日産化学（株）製）をコーティング
し、さらに２１０℃で６０分間加熱してから、一方向に
ラビングして配向膜を形成した。棒状液晶性分子（II−
１１）３．０ｇ、重合開始剤（イルガキュア３６９、日
本チバガイギー（株）製）５００ｍｇおよびカイラル剤
（Ｓ８１１、メルク社製）３ｍｇをＮ−メチルピロリド
ン１０ｍｌに溶解した。溶液を配向膜の上に滴下して、
スピンコート（回転数：１０００ｒｐｍ）した。１００
℃にて、３０分間加熱して、溶媒を蒸発させた。この状
態を偏光顕微鏡で観察したところ、棒状液晶性分子がコ
レステリック配向していた。

【００８７】次いで、１６０Ｗの紫外線照射装置（ＵＶ
Ｌ−５８、URUTORA-VIOLETPRODUCTS社製）を使用して、
１０秒間非偏光紫外線を照射して、棒状液晶性分子の配
向状態を固定した。形成した塗布層について、エリプソ
メーター（ＡＥＰ−１００、島津製作所（株）製）を用
いて面内および厚み方向のレターデーションを測定し
た。面内のレターデーションは０ｎｍ、厚み方向のレタ
ーデーションは２４０ｎｍであった。なお、棒状液晶性
分子の塗布層の厚さは、２．４μｍであった。次に、形
成した塗布層に、透過フィルターと干渉フィルターとを
有する偏光紫外線照射装置（ニコン技術工房（株）製）
を用いて、２０℃で波長が２９０〜３１０ｎｍの偏光紫
外線を３０分間照射した。その後、エリプソメトリーを
用いて面内レターデーションを測定したところ、２５ｎ
ｍであった。三方向の屈折率主値は、ｎ１＝１．６４、
ｎ２＝１．６３、ｎ３＝１．５４であった。

【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。

【符号の説明】

ＢＬ バックライト ＲＰ 反射板 １ａ、１ｂ、１ｃ 透明保護膜 ２ａ、２ｂ 偏光膜 ３ａ、３ｂ 光学補償シートの透明支持体 ４ａ、４ｂ 光学補償シートの光学異方性層 ５ａ 液晶セルの下基板 ５ｂ 液晶セルの上基板 ６ 棒状液晶性分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 憲 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士写真 フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BA27 BA42 BB03 BB43 BB44 BB46 BB49 BC04 BC05 BC22 2H091 FA11X FA11Z FB02 FC01 FC23 LA30

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明支持体上に液晶性分子から形成され
   た光学異方性層を有する光学補償シートであって、光学
   異方性層の三方向の屈折率主値が異なることを特徴とす
   る光学補償シート。
2. 【請求項２】 三方向の屈折率主値のうち最小の値を示
   す方向が、透明支持体の法線と実質的に平行である請求
   項１に記載の光学補償シート。
3. 【請求項３】 液晶性分子が、三方向の屈折率主値が異
   なる液晶性分子である請求項１に記載の光学補償シー
   ト。
4. 【請求項４】 透明支持体と光学異方性層との間に配向
   膜を有し、配向膜のラビング方向と光学異方性層の面内
   の遅相軸とが実質的に直交している請求項３に記載の光
   学補償シート。
5. 【請求項５】 液晶性分子が、ディスコティック液晶性
   分子である請求項１に記載の光学補償シート。
6. 【請求項６】 ディスコティック液晶性分子が、円盤状
   核としてトリフェニレン核を有する請求項５に記載の光
   学補償シート。
7. 【請求項７】 ディスコティック液晶性分子が、重合性
   基を有し、光学異方性層が、重合性基を重合反応させて
   形成した層である請求項５に記載の光学補償シート。
8. 【請求項８】 ディスコティック液晶性分子が、ベンゼ
   ン環およびベンゼン環と共役する二重結合を含む一価の
   基を円盤状核の置換基として有する請求項５に記載の光
   学補償シート。
9. 【請求項９】 ディスコティック液晶性分子が、下記式
   （Ｉ）で表される請求項５に記載の光学補償シート。 【化１】 式中、Ａ¹ は、ＣＸ¹ またはＮであって、Ｘ¹ は、水素
   原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキ
   ル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基であ
   り；Ａ² は、ＣＸ² またはＮであって、Ｘ² は、水素原
   子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキル
   基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基である
   か、あるいは、Ｙと結合して５員環または６員環を形成
   し；Ｙは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃
   至１２のアルキル基、炭素原子数が１乃至１２のアルコ
   キシ基、炭素原子数が２乃至１３のアシル基、炭素原子
   数が１乃至１２のアルキルアミノ基または炭素原子数が
   ２乃至１３のアシルオキシ基であるか、あるいは、Ｘ²
   と結合して、５員環または６員環を形成し；Ｚは、ハロ
   ゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキル基、炭素
   原子数が１乃至１２のアルコキシ基、炭素原子数が２乃
   至１３のアシル基、炭素原子数が１乃至１２のアルキル
   アミノ基または炭素原子数が２乃至１３のアシルオキシ
   基であり；Ｌ ¹ は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＮＨ
   −、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、
   アリーレン基およびこ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り；Ｌ² は、単結合または
   １，４−フェニレンであり；Ｑは、重合性基であり；ａ
   は、１、２、３または４であり；そして、ｂは、０、
   １、２または３である。
10. 【請求項１０】 ディスコティック液晶性分子が、５゜
    未満の平均傾斜角で配向している請求項５に記載の光学
    補償シート。
11. 【請求項１１】 光学異方性層が、ディスコティック液
    晶性分子を５゜未満の平均傾斜角で配向させてから、偏
    光を照射して形成した層である請求項１０に記載の光学
    補償シート。
12. 【請求項１２】 液晶性分子が、棒状液晶性分子である
    請求項１に記載の光学補償シート。
13. 【請求項１３】 棒状液晶性分子が、コレステリック配
    向している請求項１２に記載の光学補償シート。
14. 【請求項１４】 棒状液晶性分子が、重合性基を有し、
    光学異方性層が、重合性基を重合反応させて形成した層
    である請求項１２に記載の光学補償シート。
15. 【請求項１５】 棒状液晶性分子が、ベンゼン環および
    ベンゼン環と共役する二重結合を含む請求項１２に記載
    の光学補償シート。
16. 【請求項１６】 棒状液晶性分子が、下記式（II）で表
    される請求項１２に記載の光学補償シート： 【化２】 ［式中、Ｘ¹¹は、ＣＲ¹¹またはＮであって、Ｒ¹¹は、水
    素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアル
    キル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基で
    あり；Ｘ¹²は、ＣＲ¹²またはＮであって、Ｒ¹²は、水素
    原子、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキ
    ル基または炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基であ
    り；Ｌ¹¹およびＬ¹²は、それぞれ独立に、単結合あるい
    は−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、アルキレン
    基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基お
    よびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の
    連結基であり；Ｌ¹³は、単結合、−Ｏ−ＣＯ−または−
    ＮＨ−ＣＯ−であり；Ｑ¹¹およびＱ¹²は、それぞれ独立
    に、重合性基であり；そして、ベンゼン環ＡおよびＢ
    は、ハロゲン原子、炭素原子数が１乃至１２のアルキル
    基、炭素原子数が１乃至１２のハロゲン置換アルキル
    基、炭素原子数が１乃至１２のアルコキシ基、炭素原子
    数が２乃至１３のアシル基、炭素原子数が１乃至１２の
    アルキルアミノ基または炭素原子数が２乃至１３のアシ
    ルオキシ基を置換基として有していてもよい］。
17. 【請求項１７】 棒状液晶性分子が、５゜未満の平均傾
    斜角で配向している請求項１２に記載の光学補償シー
    ト。
18. 【請求項１８】 光学異方性層が、棒状液晶性分子を５
    ゜未満の平均傾斜角でコレステリック配向させてから、
    偏光を照射して形成した層である請求項１７に記載の光
    学補償シート。
19. 【請求項１９】 ベンゼン環およびベンゼン環と共役す
    る二重結合を含む一価の基を円盤状核の置換基として有
    するディスコティック液晶性分子を透明支持体上に塗布
    する工程；ディスコティック液晶性分子を５゜未満の平
    均傾斜角で配向させる工程；そして、偏光を照射する工
    程をこの順序で実施することを特徴とする光学補償シー
    トの製造方法。
20. 【請求項２０】 偏光を照射する工程の前と後で、光学
    異方性層の面内の屈折率が実質的に変化する請求項１９
    に記載の製造方法。
21. 【請求項２１】 偏光が、２００乃至４００ｎｍの波長
    を有する紫外線である請求項１９に記載の製造方法。
22. 【請求項２２】 ディスコティック液晶性分子が重合性
    基を有し、ディスコティック液晶性分子を５゜未満の平
    均傾斜角で配向させる工程と偏光を照射する工程との間
    に、非偏光紫外線を照射してディスコティック液晶性分
    子を重合させる工程を実施する請求項１９に記載の製造
    方法。
23. 【請求項２３】 ベンゼン環およびベンゼン環と共役す
    る二重結合を含む棒状液晶性分子を透明支持体上に塗布
    する工程；棒状液晶性分子を５゜未満の平均傾斜角でコ
    レステリック配向させる工程；そして、偏光を照射する
    工程をこの順序で実施することを特徴とする光学補償シ
    ートの製造方法。
24. 【請求項２４】 偏光を照射する工程の前と後で、光学
    異方性層の面内の屈折率が実質的に変化する請求項２３
    に記載の製造方法。
25. 【請求項２５】 偏光が、２００乃至４００ｎｍの波長
    を有する紫外線である請求項２３に記載の製造方法。
26. 【請求項２６】 棒状液晶性分子が重合性基を有し、棒
    状液晶性分子を５゜未満の平均傾斜角でコレステリック
    配向させる工程と偏光を照射する工程との間に、非偏光
    紫外線を照射して棒状液晶性分子を重合させる工程を実
    施する請求項２３に記載の製造方法。