TWI501010B - 具有由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺構成的相位差膜的液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種藉由利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的正A板的相位差膜加以光學補償的液晶顯示裝置，特別是有關於一種垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式、共平面切換(In Plane Switching，IPS)模式、等向性切換面板(Isotropic Switch Panel，ISP)模式的液晶顯示裝置。
目前，液晶顯示裝置發揮其薄型、重量輕、低消耗電力等的特長，而被用於筆記型電腦(note personal computer)、桌上型電腦(desktop personal computer)用螢幕(monitor)、可攜式資訊終端、電視等。
原先，液晶顯示裝置於視角方向上有顯示品質下降的問題。該問題是由液晶顯示裝置的原理所致。所謂液晶顯示裝置的原理，大致如下。
即，由設有電極、配向膜層的兩片基板所夾持的驅動液晶介質根據所施加電壓而變化其液晶分子的配向狀態，從而對應於該些液晶分子的配向狀態而表現出的相位差變化。進而，自光源通過偏光板而入射至驅動液晶介質的偏光於通過驅動液晶介質時，根據各種藉由液晶分子的配向狀態而表現出的相位差而變化為其他偏光狀態。通過驅動液晶介質的光通過配置於觀察者側的偏光板的量是根據上述變化的偏光狀態而變化。
即，藉由使施加於驅動液晶介質的電壓任意變化，而控制通過觀察者側的偏光板的光量。我們以顯示畫面的形式認識到通過觀察者側的偏光板的光量經控制的多個像素的組合。
液晶顯示裝置於視角方向上顯示品質下降的要因可列舉以下兩個。其中之一為，藉由驅動液晶介質而表現出的相位差不僅根據液晶分子的配向狀態而變化，亦根據所入射的光的方向、即觀察者對液晶顯示裝置的觀察方向而變化。另一要因是，配置於入射側、出射側的偏光板各自的吸收軸所成的角度視觀察者的觀看方向不同而變化。
為了改善由於該些要因而產生的視角方向上的顯示品質的下降，提出了一種使用具有特定光學特性的相位差膜的光學補償相關的概念及方法(例如，參照非專利文獻1及非專利文獻2)。
目前，相位差膜大多數是藉由將以聚碳酸酯(polycarbonate)系樹脂、環狀烯烴系樹脂為代表的熱塑性樹脂加以延伸而獲得，但為了於廣面積內均一地獲得特定光學特性，必需特殊的技術及煩雜的步驟。
而關於代替上述方法的技術，已提出了如下的液晶顯示裝置，其使用一種利用將液晶以預定配向狀態加以固定的膜的相位差膜而進行了光學補償(例如參照專利文獻1~專利文獻4)。此處，為了將其配向固定，而使用含有被賦予了聚合性官能基的液晶分子的組成物(以下，亦稱為「聚合性液晶材料」)。利用聚合性液晶材料的相位差膜與
將熱塑性樹脂加以延伸的情況相比，有可實現薄型化等的優點。
但是，該些方法亦於實際製造利用聚合性液晶材料的相位差膜時，為了使聚合性液晶材料一致地配向，而必須設置藉由實施摩擦處理或偏光紫外線的照射而賦予了配向限制力的配向膜，而另外需要用以設置配向膜的材料、製造步驟。另外，為了進行適當的光學補償，通常需要液晶的配向狀態或厚度不同的多片相位差膜，故製造步驟進一步變複雜。因此，於此種相位差膜或具有相位差膜的液晶顯示裝置的量產方面，進一步謀求製造負擔少的方法。
[專利文獻1]日本專利特開2004-004847號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-109899號公報
[專利文獻3]日本專利特開2006-504998號公報
[專利文獻4]日本專利特開2006-522947號公報
[非專利文獻1]DIGEST of SID‘97, 845 (1997)
[非專利文獻2]DIGEST of SID‘98, 315 (1998)
本發明的目的在於，在搭載有為了改善液晶顯示裝置的視角特性而使用的光學補償用的相位差膜的液晶顯示裝置中，減輕相位差膜及液晶顯示裝置的製造所受的負擔。
本發明者們發現，利用藉由加熱、醯亞胺化而表現出
熱致(thermotropic)液晶性而且具有光配向性的聚醯胺酸的特定結構，以及由藉由使上述聚醯胺酸的薄膜進行光配向並進行加熱、醯亞胺化而表現出液晶性獲得的大光學異向性，上述聚醯胺酸的焙燒膜亦可有效用作相位差膜，從而完成了以下揭示的本發明。
[1]一種液晶顯示裝置，其具有構成下述驅動液晶層群組中的任一種以及用以改善視角方向上的顯示品質下降的光學補償板，其中驅動液晶層群組是由不施加電場時驅動液晶介質的液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層、不施加電場時驅動液晶介質的液晶分子相對於基板而配向於水平方向上的驅動液晶層、及不施加電場時為光學等向的驅動液晶層的族群所構成，上述光學補償板具有藉由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
[2]如[1]所記載之液晶顯示裝置，其中上述光學補償板為二層以上的相位差膜，其中至少一層為上述藉由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
[3]如[1]所記載之液晶顯示裝置，更具有一片以上的偏光板，上述光學補償板是設置於各偏光板與上述驅動液晶層之間。
[4]如[3]所記載之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層，上述光學補償板具有至少二層以上的由
含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜，上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜的二層是以彼此的光軸呈正交的方式而設於上述驅動液晶層與一片上述偏光板之間。
[5]如[1]至[3]中任一項所記載之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層，上述光學補償板更具有至少一層的負C板的相位差膜。
[6]如[5]所記載之液晶顯示裝置，其中上述負C板的相位差膜中的至少一層是將螺旋節距(spiral pitch)小於200nm的膽固醇型液晶的配向經由交聯或聚合而固定的光學異向性層。
[7]如[6]所記載之液晶顯示裝置，其中一層的上述光學異向性層是形成於上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜上。
[8]如[5]至[7]中任一項所記載之液晶顯示裝置，其中上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的上述正A板的相位差膜於波長550nm的光下，平行於相位差膜的面方向的延遲ReI為10nm以上且200nm以下；上述負C板的相位差膜於波長550nm的光下的相位差膜的面的法線方向的延遲RthII的合計值小於上述驅動液晶層於波長550nm的光下的驅動液晶層厚度方向的延遲RthLC；此處，ReI、RthII分別為
ReI=(nxI-nyI)˙dI，RthII=((nxII+nyII)/2-nzII)˙dII，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分(nxI>nyI)及厚度，nxII、nyII、nzII、dII分別為上述負C板的三維折射率及厚度，nxII、nyII(nxII=nyII)為平行於薄膜面的方向的折射率，nzII為薄膜面的法線方向的折射率；另外，關於驅動液晶介質的RthLC，若將驅動液晶介質的常光˙非正常光折射率、厚度設為no、ne、dLC，則為依據RthLC=(ne-no)˙dLC
的定義所得的數值。
[9]如[1]至[3]中任一項所記載之液晶顯示裝置，其中將平行於相位差膜的面的方向的折射率設定為nx及ny(其中nx>ny)、將相位差膜的面的法線方向的折射率設定為nz時，上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層，上述光學補償板具有至少一層表現出nx>ny>nz的二軸性的相位差膜。
[10]如[9]所記載之液晶顯示裝置，其中上述表現出二軸性的相位差膜的至少一層是藉由對螺旋節距小於200nm的膽固醇型液晶照射在與螺旋軸垂直的方向上具有電
場向量的偏光紫外線，使膽固醇型液晶的螺旋配向的螺旋軸方向的螺旋節距發生週期性的變化，並藉由交聯或聚合將此液晶配向固定而成的光學異向性層。
[11]如[10]所記載之液晶顯示裝置，其中一層的上述光學異向性層是形成於上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜上。
[12]如[1]至[3]中任一項所記載之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於水平方向上的驅動液晶層，且上述光學補償板更具有正C板的相位差膜。
[13]如[1]至[3]中任一項所記載之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時為光學等向的驅動液晶層，且上述光學補償板更具有正C板的相位差膜。
[14]如[12]或[13]所記載之液晶顯示裝置，其中上述正C板的相位差膜包含藉由交聯或聚合而將液晶的垂直配向加以固定而成的光學異向性層。
[15]如[12]至[14]中任一項所記載之液晶顯示裝置，其中上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜於波長550nm的光下，平行於相位差膜的面方向的延遲ReI為10nm以上且200nm以下；上述正C板的相位差膜於波長550nm的光下，相位差膜的面的法線方向的延遲RthIII為-200nm以上且-10nm以下；此處，ReI為
ReI=(nxI-nyI)˙dI，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分(nxI>nyI)及厚度，另外，RthIII為RthIII=((nxIII+nyIII)/2-nzIII)˙dIII，nxIII、nyIII、nzIII、dIII分別為上述正C板的三維折射率及厚度，nxIII、nyIII(nxIII=nyIII)為平行於薄膜面的方向的折射率，nzIII為薄膜面的法線方向的折射率。
[16]如[1]至[15]中任一項所記載之液晶顯示裝置，具有含有彩色濾光片及相位差膜的彩色濾光片基板，上述相位差膜包含上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
[17]如[1]至[15]中任一項所記載之液晶顯示裝置，具有偏光板與相位差膜形成一體而成的橢圓偏光板，上述相位差膜包括上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜相比於先前的利用聚合性液晶材料的相位差膜，無需配向膜，而可藉由更少的構件數及步驟來進行製造。另外，與先前的利用配向劑的光配向膜相同，可有效用作以驅動液晶介質或聚合性液晶材料為代表的液晶性材料的配向膜。
因此，於以光學補償為目的而搭載有相位差膜的液晶顯示裝置中，使用利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜，藉此減輕製造相位差膜或液晶顯示裝置時所受的負擔。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明的液晶顯示裝置具有不施加電場時驅動液晶介質的液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層、不施加電場時驅動液晶介質的液晶分子相對於基板而配向於水平方向上的驅動液晶層、及不施加電場時為光學等向的驅動液晶層中的任一種驅動液晶層，以及光學補償板。上述光學補償板具有至少一層以上的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜(以下，亦稱為「含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺膜」)。
上述光學補償板是用以改善液晶顯示裝置的視角方向上的顯示品質下降的相位差膜。上述光學補償板只要儘可能改善液晶顯示裝置的由視角方向引起的顯示品質下降，則可由一層相位差膜構成，亦可由二層以上的相位差膜構成。另外，當由二層以上的相位差膜構成時，可將一部分或所有的相位差膜一體地積層，亦可將一部分或所有的相位差膜獨立地配置於積層方向上。
上述光學補償板就獲得充分的光學補償效果的觀點而
言，較佳為由包括含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺膜的二層以上的相位差膜所構成。當上述光學補償板藉由二層以上的相位差膜而構成時，二層以上的相位差膜的光學特性可彼此相同，亦可互不相同。另外，二層以上的相位差膜可全部為正A板，亦可包括一層或二層以上的正A板與具有其他光學特性的一層或二層以上的由液晶性聚醯亞胺以外的材料所得的相位差膜。另外，上述正A板可全部為含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺膜，亦可包括含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺膜與由其他材料所得的正A板。關於構成上述光學補償板的相位差膜的種類及組合，可根據由驅動液晶介質的配向狀態或雙折射等所特定的驅動液晶層的光學異向性，或鑒於各相位差膜及搭載該些相位差膜的液晶顯示裝置的製造步驟中的負擔，而適當決定。再者，本發明的液晶顯示裝置可更包括以光學補償以外的目的而設置的相位差膜。
上述所謂含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺(以下亦稱為「液晶性聚醯亞胺」)，是液晶性聚醯亞胺的主鏈或側鏈上具有光反應性基、且表現出熱致液晶性或光致液晶性等的液晶性的聚醯亞胺的總稱。以下例示液晶性聚醯亞胺的具體結構，但以下的具體例不限定本發明的範圍。
上述液晶性聚醯亞胺的平均分子量並無特別限定，就防止塗膜焙燒時的液晶性聚醯亞胺的蒸發、另外就上述材料的較佳物性的表現的觀點而言，重量平均分子量較佳為
5×103以上，更佳為1×104以上。另外，就黏性等的使上述材料的操作變容易的觀點而言，上述重量平均分子量較佳為1×106以下。
上述液晶性聚醯亞胺的重量平均分子量是藉由凝膠滲透層析(GPC，Gel Permeation Chromatography)法而測定。例如，利用二甲基甲醯胺(Dimethylformamide，DMF)稀釋液晶性聚醯亞胺或作為其前驅物的聚醯胺酸以使液晶性聚醯亞胺或其前驅物的濃度達到約1wt%(重量百分比)，使用例如Chromatopac C-R7A(島津製作所製造)，以DMF作為展開溶劑並利用凝膠滲透層析分析(GPC)法進行測定，進行聚苯乙烯換算，藉此求出重量平均分子量。進而，就提高GPC測定的精度的觀點而言，亦可製備使磷酸、鹽酸、硝酸、硫酸等的無機酸或溴化鋰(lithium bromide)、氯化鋰等的無機鹽溶解於DMF溶劑中的展開溶劑來使用。
光反應性基是藉由特定的光照射而使液晶性聚醯亞胺中的液晶原基等的特定分子結構朝一個方向配向的基。光反應性基可為一種，亦可為二種以上。例如，關於偶氮苯(azobenzene)，已知有如下光異構化反應：偶氮苯藉由照射300nm~400nm的波長範圍的直線偏光，而變化成在與上述偏光方向正交的方向上具有偶氮苯的分子結構的長軸的反式體(trans form)。對於光反應性基，可使用此種藉由特定的光照射經由光異構化反應或光交聯反應變化成特定結構的基。進行光異構化反應的光反應性基例如可列舉：作為含有氮原子間的雙鍵的基的偶氮基、作為含有碳
原子間的雙鍵的基的伸乙烯基、及作為含有碳原子間的三鍵的基的乙炔基。進行光交聯反應的光反應性基例如可列舉：具有肉桂酸結構的基、具有香豆素酸(coumarinic acid)結構的基、及具有查耳酮酸(chalcone acid)的基。光反應性基較佳為進行光異構化反應的光反應性基。
關於液晶性聚醯亞胺中的光反應性基的含量，就對應於所照射的光而使液晶原基(mesogen group)朝預定方向配向的觀點而言，較佳為相對於液晶性聚醯亞胺中的醯亞胺基而含有10mol%~50mol%。
液晶性聚醯亞胺是由上述光反應性基、作為剛直分子結構的液晶原基、以及作為柔軟分子結構的間隔基所構成。藉由構成含有光反應性基、液晶原基及間隔基的主鏈，可構成主鏈型液晶性聚醯亞胺，藉由構成含有光反應性基、液晶原基及間隔基的側鏈，可構成側鏈型液晶性聚醯亞胺。液晶原基及間隔基可採用公知的結構。液晶原基例如可列舉：含有芳香族醯亞胺環、偶氮苯、聯苯(biphenyl)、苯甲酸苯酯(phenyl benzoate)、氧化偶氮苯(azoxybenzene)、二苯乙烯(stilbene)、聯三苯(terphenyl)等的基。間隔基例如可列舉碳數1~20左右的直鏈烷基。
上述含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺膜可藉由如下方式而獲得：形成液晶性聚醯亞胺或其前驅物的溶液的塗膜，對所形成的塗膜照射特定的光，藉由光反應性基的反應使液晶性聚醯亞胺或其前驅物配向，對經光配向的塗膜進行焙燒。液晶性聚醯亞胺或其前驅物只要為於上述塗膜
中藉由特定的光照射而進行光配向的化合物即可。另外，液晶性聚醯亞胺為於自光配向後起至相位差膜形成時的期間中表現出至少液晶性的聚醯亞胺，可為於溶液或塗膜中表現出液晶性的聚醯亞胺，亦可為於焙燒後的相位差膜中表現出液晶性的聚醯亞胺。上述液晶性聚醯亞胺例如可列舉：具有光反應性基及液晶原結構、且以1wt%以上的濃度而溶解於後述溶劑中的聚醯亞胺。上述液晶性聚醯亞胺的前驅物例如可列舉具有光反應性基及液晶原結構的聚醯胺酸。
再者，上述液晶性聚醯亞胺的濃度可根據上述液晶性聚醯亞胺膜的用途而決定。例如，於將上述液晶性聚醯亞胺膜用於需要10nm左右的小延遲的用途中時，作為欲獲得考慮到材料的雙折射時可認為是充分膜厚的30nm左右的膜厚之液晶性聚醯亞胺的濃度，可求出液晶性聚醯亞胺的濃度為1wt%。
本發明中，可藉由對上述塗膜照射特定的光，而調整液晶性聚醯亞胺膜的光軸的軸角度或延遲的大小。
例如本發明中，可藉由對上述塗膜垂直照射直線偏光，而獲得光軸平行於照射光的偏光方向的液晶性聚醯亞胺膜。另外本發明中，可藉由對上述塗膜垂直照射橢圓偏光，而獲得光軸平行於橢圓偏光的長軸方向的液晶性聚醯亞胺膜。進而本發明中，可藉由對上述塗膜垂直照射非偏光，而獲得不指定光軸的朝向的液晶性聚醯亞胺膜。
另外，例如本發明中，可與對上述塗膜的光的照射能
量強度成比例地調整液晶性聚醯亞胺膜的雙折射△n的大小，從而可調整液晶性聚醯亞胺膜的延遲Re的大小。即，可藉由增大對上述塗膜的光的照射能量強度而增大上述△n或Re，可藉由減小對上述塗膜的光的照射能量強度而減小上述△n或Re。
另外，例如本發明中，可與液晶性聚醯亞胺膜的膜厚成比例地調整上述Re的大小。即，可藉由增大液晶性聚醯亞胺膜的膜厚而增大上述Re，可藉由減小液晶性聚醯亞胺膜的膜厚而減小上述Re。液晶性聚醯亞胺膜的膜厚例如可藉由上述液晶性聚醯亞胺的溶液或其前驅物的溶液的黏度或濃度、或塗佈次數來調整，藉由增大該些中的至少一個，可增加液晶性聚醯亞胺膜的膜厚。進而，本發明中，可藉由併用兩種以上的上述液晶性聚醯亞胺而調整上述Re或△n。
為了進行光配向而照射於上述塗膜的光只要為使上述光反應性基發生改變液晶性聚醯亞胺的朝向的反應的光即可。此種光例如可列舉波長為300nm~400nm的光(紫外線)。關於照射光的照射能量強度，例如就對上述聚醯胺酸賦予適當配向的觀點而言，較佳為小於10J/cm2。
另外，上述液晶性聚醯亞胺膜可於在液晶性聚醯亞胺膜上形成液晶層時，使液晶分子沿著液晶性聚醯亞胺的光軸的朝向而配向。進而，液晶性聚醯亞胺膜可於對其表面進行摩擦處理後於液晶性聚醯亞胺膜上形成液晶層時，無關於液晶性聚醯亞胺的光軸朝向而使液晶分子沿著摩擦方
向配向。
另外，液晶性聚醯亞胺膜可於對其表面照射紫外線後於液晶性聚醯亞胺膜上形成液晶層時，如日本專利特開2009-69493號公報所記載般，將含有具有對液晶層的液晶分子賦予預傾角的特定結構(側鏈結構)的二胺的聚醯胺酸混合至液晶性聚醯亞胺的前驅物的溶液中，藉此調整液晶分子的預傾角。進而，對於液晶性聚醯亞胺膜，可藉由對上述溶液的塗膜照射特定的偏光紫外線(例如波長300nm以下的短波長的偏光紫外線)，而使上述預傾角減小。
此外，液晶性聚醯亞胺膜由於為聚醯亞胺膜故耐熱性高，具有即便施加了超過200℃的熱負荷後變化亦少的穩定光學特性。因此，於該液晶性聚醯亞胺膜上進一步形成有其他的一層或兩層以上的膜等的層時，亦可耐受反覆進行為了形成該些層而實行的焙燒步驟的液晶顯示元件的製造環境，從而可廣泛地應用於液晶顯示元件。
(作為含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的前驅物之含有光反應性基的聚醯胺酸的較佳例)
繼而，示出上述含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的具體例。較佳例為含有選自主鏈上具有光反應性基的聚醯胺酸及藉由其脫水反應所得的聚醯亞胺中的至少一種聚合物的組成物，且其特徵在於在100℃~300℃之間具有液晶溫度範圍。將構成可獲得此種特徵的聚醯胺酸的二胺及酸酐的化合物示於表1，將其組合例示於表2。
[化3]
上述式(VII-1)中，R1表示碳數6~20的伸烷基，較佳碳數為6~12。另外，上述式(VII-2)及式(VII-3)中，
R2表示一個或不鄰接的兩個-CH2-可被-O-、-NH-、-N(CH3)-、-Si(CH3)2OSi(CH3)2-或-COO-取代的碳數6~20的伸烷基。
上述式(VII-4)及式(VII-5)中，R3表示一個或不鄰接的兩個-CH2-可被-O-、-NH-、-N(CH3)-、-Si(CH3)2OSi(CH3)2-或-COO-取代的碳數6~20的伸烷基。
上述液晶性聚醯亞胺例如可列舉：含有使選自上述四種較佳聚醯胺酸中的聚醯胺酸進行脫水反應而獲得的聚醯亞胺的材料。所選擇的聚醯胺酸亦可為兩種以上。
另外，本發明中，可併用至此為止的說明中列舉的二胺以外的二胺、或至此為止的說明中列舉的酸酐以外的酸酐。可併用的二胺例如可列舉日本專利特開2009-69493號公報的段落0077~段落0098中所記載的二胺。另外，可併用的酸酐例如可列舉同樣的日本專利特開2009-69493號公報的段落0103~段落0125中記載的酸酐。
進而，可併用的酸酐例如可列舉化合物及式(IX-1)~式(IX-4)。含有由此種酸酐所得的結構的聚醯胺酸於亦使將其醯亞胺化而成的聚醯亞胺相對於溶劑的可溶性提昇的觀點而言較佳。
[化7]
上述式(IX-2)中，R7表示氫或甲基。
例如，就相位差膜的功能的有效應用或將相位差膜與配向膜兩種功能一併有效應用而獲得所需特性的觀點而言，上述聚醯胺酸可採取各種組成。例如，上述聚醯胺酸可為上述二胺由含有光反應性基的二胺與不含光反應性基的二胺組成的共聚物，亦可為上述酸酐由含有光反應性基的酸酐與不含光反應性基的酸酐組成的共聚物。進而，對於上述聚醯胺酸，亦可使用兩種以上的含有光反應性基的聚醯胺酸的混合物、或含有光反應性基的聚醯胺酸與不含光反應性基的聚醯胺酸的混合物。
就使液晶原基朝與所照射的偏光相對應的預定方向配向的觀點而言，上述聚醯胺酸的光反應性基的含量為：當假定上述聚醯胺酸100%醯亞胺化時，較佳為相對於該醯亞胺基而為10mol%~50mol%。
(關於與較佳聚醯胺酸不同的材料的添加)
本發明中，可於含有液晶性聚醯亞胺或其前驅物的用以形成上述塗膜的材料中，於可獲得液晶性聚醯亞胺的液晶性的範圍內，更含有液晶性聚醯亞胺或其前驅物以外的材料(以下，亦稱為「添加劑」)。添加劑可為一種亦可為兩種以上。例如，當上述液晶性聚醯亞胺或其前驅物為上述所列舉的四種聚醯胺酸時，可於液晶性聚醯亞胺獲得在100℃~300℃之間具有液晶溫度範圍的特徵範圍內，於上述材料中含有相對於上述聚醯胺酸100重量份而總量小於50重量份的添加劑。
(不含光反應性基的聚醯胺酸)
本發明中，亦可於上述材料中含有完全不含光反應性基的聚醯胺酸作為上述添加劑。此種聚醯胺酸例如可列舉直鏈狀的聚醯胺酸、或具有側鏈結構的聚醯胺酸。該些聚醯胺酸例如可出於如下觀點而添加：將所得的相位差膜亦有效用作驅動液晶介質或液晶性材料的配向膜，而且改善膜的電氣特性或配向特性，或者使液晶的配向特性提昇或變化。
(非聚醯亞胺系液晶高分子)
另外本發明中，就使液晶性提昇的觀點而言，亦可於上述材料中含有非聚醯亞胺系液晶高分子作為上述添加劑。液晶高分子之例可列舉Handbook of Liquid Crystals(液晶手冊)Vol.3(出版：WILEY-VCH 1998年出版)所記載般的主鏈型熱致液晶高分子、側鏈型熱致液晶高分子等。
(聚合性液晶化合物)
另外本發明中，就使液晶性提昇等的觀點而言，亦可於上述材料中含有具有聚合性官能基的液晶性化合物作為上述添加劑。以下例示此種聚合性液晶化合物的具體例。
上述式中，P表示聚合性官能基。另外上述式中，R4
獨立表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-OH、-OCH3、-OCN、-SCN、-OCF3、碳數1~12的可經鹵化的烷基、烷基的碳數為1~12的烷基羰基(alkyl carbonyl)、烷氧基的碳數為1~12的烷氧基羰基(alkoxy carbonyl)、烷基的碳數為1~12的烷基羰氧基(alkyl carbonyloxy)、或烷氧基的碳數為1~12的烷氧基羰氧基(alkoxy carbonyloxy)。另外上述式中，R5及R6分別表示-H、-F、-Cl、-CN或碳數1~7的可經鹵化的烷基、碳數為1~7的烷氧基、烷基的碳數為1~7的烷基羰基、烷基的碳數為1~7的烷基羰氧基、或烷氧基的碳數為1~7的烷氧基羰氧基。另外，上述式中，A表示可藉由氫除外的R5進行單取代、二取代或三取代的1,4-伸苯基或1,4-伸環己基。另外上述式中，u表示0或1，v表示0、1或2，x及y獨立表示1~12。
上述聚合性官能基的較佳例可列舉以下結構。當一個分子中存在兩個聚合性官能基P時，兩個聚合性官能基P可相同，亦可不同。
上述式中，W1表示-H或碳數1~5的烷基，n表示0
或1。
(交聯劑)
另外本發明中，就防止特性的經時劣化或由環境導致的劣化的觀點而言，亦可於上述材料中更含有具有兩個以上的與聚醯胺酸的羧酸殘基(carboxylic residue)反應的官能基的化合物、即所謂的交聯劑作為上述添加劑。此種交聯劑例如可列舉日本專利第3049699號公報、日本專利特開2005-275360號公報、日本專利特開平10-212484號公報等所記載的多官能環氧化物、異氰酸酯(isocyanate)材料。
另外，交聯劑自身反應而形成網狀結構的聚合物從而提高聚醯胺酸或聚醯亞胺的膜強度的交聯劑，亦可用於與上述相同之目的。此種交聯劑例如可列舉日本專利特開平10-310608號公報、日本專利特開2004-341030號公報等所記載的多官能乙烯醚、順丁烯二醯亞胺(maleimide)、及雙烯丙基耐地醯亞胺衍生物(bisallylnadiimide derivative)。
關於該些交聯劑的較佳含量，相對於作為液晶性聚醯亞胺的前驅物的上述聚醯胺酸100重量份而為小於50重量份，更佳為小於30重量份。
(有機矽化合物)
另外本發明中，就調節對玻璃基板的密接性的觀點而言，亦可於上述材料中更含有有機矽化合物作為上述添加劑。有機矽化合物例如可列舉：胺基丙基三甲氧基矽烷(aminopropyl trimethoxysilane)、胺基丙基三乙氧基矽
烷、乙烯基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane)、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyl trimethoxysilane)、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等的矽烷偶合劑，及二甲基聚矽氧烷(dimethyl polysiloxane)、聚二甲基矽氧烷、聚二苯基矽氧烷等的矽油(silicone oil)。有機矽化合物的添加量相對於上述液晶性聚醯亞胺或其前驅物100重量份較佳為0.01重量份~5重量份，更佳為0.1重量份~3重量份。
(其他添加劑)
另外本發明中，亦可於上述材料中視需要而更含有各種添加劑。例如，於上述材料中，當期望進一步提昇塗佈性時，可適量含有與該目的相應的界面活性劑，期望進一步提昇抗靜電性能時，可適量含有抗靜電劑，當含有聚合性液晶化合物或交聯劑時，為了促進其聚合反應或交聯反應，可適量含有聚合起始劑。
以下，將含有上述液晶性聚醯亞胺或其前驅物、及上述添加劑的材料稱為相位差膜用材料。
相位差膜用材料能以溶解於具有可使該相位差膜用材料溶解的能力的溶劑中的形態而使用。以下，將此種形態
稱為相位差膜用材料溶液。該溶劑廣泛地包括聚醯胺酸或其衍生物的製造或使用中通常所用的溶劑，可對應於使用目的而適當選擇。若例示該些溶劑，則如下。
作為對於聚醯胺酸為良溶劑的非質子性極性有機溶劑之例可列舉：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)、二甲基咪唑啉酮(dimethyl imidazolidinone)、N-甲基己內醯胺(N-methyl caprolactam)、N-甲基丙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)、N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethyl formamide，DMF)、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二乙基乙醯胺(N,N-diethyl acetamide，DMAc)、及γ-丁內酯(γ-butyrolactone，GBL)等的內酯。
作為上述溶劑以外的溶劑的以塗佈性改善等為目的之其他溶劑之例可列舉：乳酸烷基酯、3-甲基-3-甲氧基丁醇(3-methyl-3-methoxy butanol)、四氫萘(tetralin)、異佛爾酮(isophorone)、乙二醇單丁醚(ethylene glycol monobutyl ether，BCS)等的乙二醇單烷基醚、二乙二醇單乙醚等的二乙二醇單烷基醚、乙二醇單烷基及苯基乙酸酯、三乙二醇單烷基醚、丙二醇單丁醚等的丙二醇單烷基醚、丙二酸二乙酯(diethyl malonate)等的丙二酸二烷基酯、二丙二醇單甲醚等的二丙二醇單烷基醚、以及該些二醇單醚類等的酯化合物。該些溶劑中，上述溶劑可特別佳地使用NMP、二甲基咪唑啉酮、GBL、BCS、二乙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚等。
於上述相位差膜用材料溶液中，上述溶劑只要以上述
相位差膜用材料溶液的固體成分的濃度達到與下述各種塗佈法相應的適當值之方式而含有即可。通常，就抑制塗佈時的不均或針孔(pin hole)等的觀點而言，上述相位差膜用材料溶液中的溶劑的含量較佳為上述相位差膜用材料溶液的固體成分的濃度達到0.1wt%~30wt%的量，更佳為上述相位差膜用材料溶液的固體成分的濃度達到1wt%~20wt%的量。
上述液晶性聚醯亞胺膜是藉由如下方式而獲得：將任意偏光狀態的光照射在將上述相位差膜用材料溶液塗佈於基板上所獲得的塗膜上，對含有光反應性基的聚醯胺酸的配向賦予異向性，然後加熱至塗膜的液晶溫度範圍，形成(焙燒)由上述聚醯胺酸的脫水所得的液晶性聚醯亞胺的膜，且使所形成的膜的光學異向性表現出、增大。
此時，就表現出充分的光學異向性的觀點而言，液晶性聚醯亞胺膜較佳為按以下順序來製造。
(1)藉由毛刷塗佈法、浸漬法、旋轉法、噴霧法、印刷法、噴墨法等而將上述相位差膜用材料溶液塗佈於基板上。
(2)將基板上所形成的塗膜於50℃~120℃、較佳為80℃~100℃下加熱，使溶劑蒸發。
(3)對上述塗膜照射任意偏光狀態的光而使上述塗膜中的聚醯胺酸配向。
(4)將聚醯胺酸經配向的上述塗膜於150℃~300℃、較佳為180℃~250℃下加熱而進行醯亞胺化，並
且表現出液晶相。
於製造上述液晶性聚醯亞胺膜時，上述聚醯胺酸的配向適合使用直線偏光。例如，當光反應性基為偶氮苯時，偶氮苯的分子結構的長軸藉由直線偏光的照射而配向於相對於偏光方向垂直的方向上。上述直線偏光只要是可使上述塗膜中的聚醯胺酸配向的光，則並無特別限定。上述塗膜可藉由低能量的光照射來使聚醯胺酸配向。因此，上述聚醯胺酸的光配向處理中的直線偏光的照射量較佳為小於10J/cm2。另外，直線偏光的波長較佳為300nm~400nm。再者，對於藉由上述含有光反應性基的二胺化合物(I-1)、二胺化合物(I-2)、二胺化合物(I-3)、二胺化合物(II-1)、二胺化合物(II-2)、二胺化合物(II-3)、二胺化合物(III-1)、二胺化合物(IV-1)、二胺化合物(IV-2)、二胺化合物(IV-3)、二胺化合物(V-1)、二胺化合物(VI-1)、二胺化合物(VI-2)、二胺化合物(VI-3)、二胺化合物(VI-4)、二胺化合物(VI-5)、二胺化合物(VI-6)或酸酐(IV-4)、酸酐(VI-8)所得的聚醯胺酸而言，亦可藉由同樣的機制(mechanism)及製造條件而獲得光軸相對於基板為水平的相位差膜。
此種製造步驟與先前的利用配向劑的光配向膜的製造步驟大致相同。先前的利用配向劑的光配向膜雖然具有使以聚合性液晶材料為代表的液晶材料配向的配向膜的功能，但難以獲得作為相位差膜的充分的延遲等的特性。相對於此，含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺使其自身配
向，藉此除了與先前的光配向膜同樣地發揮作為配向膜的功能以外，亦可獲得作為相位差膜的充分特性，此方面與先前的配向劑大不相同。
本發明的液晶顯示裝置中，除了由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜以外，亦可另含有由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺以外的材料所形成的相位差膜。
首先，對本發明的相位差膜的相關定義進行說明。
(關於相位差膜的三軸方向的折射率)
首先，根據圖1使用正交座標系來說明相位差膜的折射率的異向性。將相對於相位差膜的平面平行且彼此正交的軸設為x軸及y軸、且將平行於相位差膜的平面的法線的軸設為z軸時的相位差膜的折射率，可分解到平行於各軸的方向上。將分別對應於x軸、y軸及z軸而分解的折射率分別設為nx、ny及nz，將相位差膜的厚度設為d。進而，本案中，當nx≠ny時，設定為nx>ny。此時，相位差膜的平面內(平行於相位差膜的面的方向)的延遲(Re)是以(nx-ny)×d來表示，相位差膜的厚度方向(相位差膜的面的法線方向)的延遲(Rth)是以〔{(nx+ny)/2}-nz〕×d來表示。另外，將(nx-nz)/(nx-ny)定義為Nz。再者，由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺形成的正A板的相位差膜的雙折射△n是以nx-ny來表示。
(關於相位差膜、偏光板的軸角度)
繼而，定義相位差膜的光軸或偏光板的吸收軸的軸角度。X軸、Y軸、Z軸是用以表示包括觀察者的液晶顯示裝置、搭載於液晶顯示裝置上的相位差膜或偏光板的空間配置的軸。因此，X軸、Y軸、Z軸可根據液晶顯示裝置的構成而任意設定。於本發明中，X軸、Y軸相當於平行於相位差膜或偏光板的膜平面的面即XY平面的軸，平行於相位差膜或偏光板的膜平面的法線的軸為Z軸。由於通常液晶顯示裝置的畫面(圖像顯示部)為橫長的矩形，故本發明中只要無特別說明，則X軸為平行於畫面的長邊的軸。當相位差膜為後述的A板時，作為光軸的x軸存在於XY平面內，如圖2所示，光軸的軸角度1是以x軸與X軸所成的角度來表示，且是以逆時針旋轉時正值增加的方式而表示。另外，當相位差膜為後述的C板時，作為光軸的z軸平行於Z軸。偏光板的軸角度2是以偏光板的吸收軸與X軸所成的角度來表示，且是以逆時針旋轉時正值增加的方式而表示。
進而，觀察液晶顯示裝置時，如圖3所示，將包含觀察者的觀察方向(視線的朝向)3與Z軸的平面稱為入射面4，將X軸與入射面4所成的角度稱為方位角度5，將入射面4內觀察者的觀察方向與Z軸所成的角度稱為極角度6。方位角度5是以自X軸開始逆時針旋轉時正值增加的方式而表示。極角度6是以自Z軸開始時順時針旋轉時正值增加的方式而表示。再者，視角為觀察液晶顯示裝置
的畫面時的觀察方向與上述畫面所成的角度，可藉由方位角度5及極角度6來表示。
相位差膜是根據圖1所示的三軸方向的折射率nx、ny、nz的大小關係的差異而分類。
(1)正A板
三軸方向的折射率有nx>ny=nz的關係。有時亦表現為顯示正的一軸性、且光軸相對於相位差膜的薄膜面平行的相位差膜。可藉由將環狀烯烴系樹脂或改質聚碳酸酯系樹脂等的固有雙折射率為正的透明樹脂於特定的條件下延伸而獲得。或者，亦可藉由將具有棒狀液晶原骨架的液晶性材料的指向矢(director)一致的水平配向形成於透明基材上並加以固定而獲得。關於使具有棒狀液晶原骨架的聚合性液晶材料水平配向之例，於日本專利特開2006-307150號公報等中有所記載。
(2)負C板
三軸方向的折射率有nx=ny>nz的關係。有時亦表現為顯示負的一軸性、且光軸與相位差膜的薄膜面的法線方向一致的相位差膜。可藉由如下方式而獲得：將環狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚醚醚酮系樹脂及聚醯亞胺系樹脂等的固有雙折射率為正的透明樹脂於特定的條件下延伸；或者，於以溶劑澆鑄法(solvent casting method)成形薄膜時，於溶劑的蒸發過程中，分子自發地配向。另外，亦可藉由將具有特定形狀的液晶原骨架的液晶性材料的特定配
向於透明基材上加以固定而獲得。其中之一為具有棒狀液晶原骨架的液晶性材料進行螺旋配向而成，此時，前提為螺旋軸平行於透明基材面的法線方向，且螺旋節距小於300nm。關於使具有棒狀液晶原骨架的聚合性液晶材料螺旋配向之例，於日本專利特開2005-263778號公報等中有所記載。另一種是使具有圓盤狀液晶原骨架的液晶性材料的垂直配向固定而成。另外，亦可藉由使具有棒狀液晶原骨架的液晶性材料滲透至透明樹脂中而形成無規的指向矢的水平配向而獲得。
(3)正C板
三軸方向的折射率有nx=ny<nz的關係。有時亦表現為顯示正的一軸性、且光軸與相位差膜的薄膜面的法線方向一致的相位差膜。可藉由將聚苯乙烯系樹脂、N-取代順丁烯二醯亞胺共聚物等的固有雙折射率為負的樹脂於特定條件下延伸而獲得。或者，亦可藉由將具有棒狀液晶原骨架的液晶性材料的垂直配向形成於透明基材上並加以固定而獲得。關於使具有棒狀液晶原骨架的聚合性液晶材料垂直配向之例，於日本專利特開2006-188662號公報等中有所記載。
(4)負A板
三軸方向的折射率有nz=nx>ny的關係。有時亦表現為顯示負的一軸性、且光軸相對於相位差膜的薄膜面平行的相位差膜。可藉由將聚苯乙烯系樹脂、N-取代順丁烯二醯亞胺共聚物等的固有雙折射率為負的透明樹脂於特定條
件下延伸而獲得。或者，亦可藉由將具有圓盤狀液晶原骨架的液晶性材料的指向矢一致的水平配向形成於透明基材上並加以固定而獲得。另外有報告，可藉由在光致相下表現出的圓盤狀分子或矩形狀分子的超分子堆積(packing)的形狀及其配向形態而獲得。
(5)二軸性板(I)
三軸方向的折射率有nx>ny>nz的關係。可藉由將環狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚醚醚酮系樹脂及聚醯亞胺系樹脂等的固有雙折射率為正的樹脂於特定條件下延伸而獲得。或者，亦可藉由將上述所記載的由透明樹脂所得的負C板進一步延伸而獲得。另外，亦可藉由如下方式而獲得：使具有棒狀液晶原骨架的液晶性材料形成螺旋節距在螺旋軸方向上週期性地變化的螺旋配向，並加以固定。進而，具體而言可藉由如下方式而獲得：使用含有二色性聚合起始劑的聚合性膽固醇型液晶材料，形成螺旋軸平行於透明基材面的法線方向、且螺旋節距小於300nm的配向，並對其照射偏光紫外線。一般認為，紫外線的偏光方向與二色性聚合起始劑的指向矢越平行，則越容易產生自由基(free radical)，故自由基的產生於螺旋軸方向上出現週期性的濃度梯度，其例於日本專利特表2005-513241號公報等中有所記載。
(6)二軸性板(II)
三軸方向的折射率有nx>nz>ny的關係。可藉由將環
狀烯烴系樹脂等在特殊條件下延伸而獲得。於日本專利特開2006-72309號公報等中有所記載。另外有報告，可藉由在光致相下表現出矩形狀分子的超分子堆積的形狀及配向形態而獲得。
(7)二軸性板(III)
三軸方向的折射率有nz>nx>ny的關係。可藉由將上述固有雙折射率為負的透明樹脂於特定條件下延伸而獲得。
進而，列舉根據三軸方向的折射率nx、ny、nz的大小關係的差異而無法分類的相位差膜之例。
(8)由傾斜配向的液晶性材料所得的相位差膜
由傾斜配向的液晶性材料所得的相位差膜是在將具有棒狀或圓盤狀液晶原骨架的液晶性材料固定於透明基材上的膜中，指向矢在基板平面與水平至垂直之間傾斜的相位差膜。當自基板界面至空氣界面的傾角一定時，將其配向稱為噴射式配向，當傾角連續地變化時，將其配向稱為混合配向。關於使具有棒狀液晶原骨架的聚合性液晶材料傾斜配向之例，於日本專利特開2006-307150號公報等中有所記載。
接著，列舉出將具有棒狀液晶原骨架的膽固醇型液晶性材料於基材上加以固定的膜中，當螺旋軸與其基材面的法線方向平行時，根據對象波長與螺旋節距的關係而表現出特異的功能的相位差膜之例。
(9)由螺旋配向的液晶性材料所得的相位差膜(I)
選擇反射膜
當對象波長與螺旋節距為相同程度時，若對該膜照射光，則在包含相當於螺旋節距與膽固醇型液晶性材料的平均折射率之積的波長的光成分中，僅扭轉的左右朝向所對應的左右任一方的圓偏光發生反射。
(10)由螺旋配向的液晶性材料所得的相位差膜(II)旋光元件
當螺旋節距長於對象波長時，表現出作為旋光元件的功能。關於使具有棒狀液晶原骨架的聚合性液晶材料螺旋配向之例，於日本專利特開2005-171235號公報等中有所記載。
在本發明的液晶顯示裝置中該些相位差膜可設於任意位置，特別是使利用液晶性材料的相位差膜形成於含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜上時，亦可使含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜發揮作為液晶性材料的配向膜的功能。另外，當於液晶顯示裝置中以與驅動液晶介質鄰接的方式而形成時，亦可使含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜發揮作為驅動液晶介質的配向膜的功能。
例如，當光反應性基為偶氮苯時，液晶分子結構的長軸是配向於偶氮苯的長軸方向上。另外，如日本專利特開2009-69493號公報所記載般，亦可藉由摻合含有具有特定結構的二胺的聚醯胺酸，並於特定條件下照射偏光紫外線，而控制液晶分子的預傾角。
進而，為了調整以聚合性液晶材料或驅動液晶介質為代表的液晶性材料的配向，對利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜的表面實施摩擦處理、或照射具有特定能量強度的紫外線等的電磁波亦有用。摩擦處理會誘發相位差膜的最表面的聚醯亞胺主鏈的再次排列。另外，已知短波長的紫外線的照射有如下效果：使表面能上升，使液晶分子預傾角減小等。
再者，就充分獲得由液晶性聚醯亞胺膜中的液晶性聚醯亞胺的配向所得的光學特性、與由上述表面處理所得的對液晶性聚醯亞胺膜的表面上層的液晶分子的配向特性該兩個特性的觀點而言，於液晶性聚醯亞胺膜與利用液晶性材料的其他相位差膜的積層中，對液晶性聚醯亞胺膜進行摩擦處理或上述紫外線照射等的表面處理時，液晶性聚醯亞胺膜的膜厚較佳為5nm以上，更佳為10nm，進而佳為30nm。其中，就表現出所需的光學特性的觀點而言，對於液晶性聚醯亞胺膜，有時使其膜厚為相對於上述表面處理所需的厚度為充分大的膜厚(例如50nm以上)，對於此種膜厚大的液晶性聚醯亞胺膜而言，上述表面處理對液晶性聚醯亞胺膜的光學特性所帶來的影響極小，亦可不確保用以進行此種表面處理的厚度。
另外，本發明中，上述負C板可應用於由上述材料或製造方法而獲得的任意的負C板，應用於經由交聯或聚合將螺旋節距小於200nm的膽固醇型液晶的配向加以固定而成的光學異向性層，就可實現薄膜化、無需進行用以表
現出光學異向性的延伸處理、進而耐熱性優異等的光學元件的性能或相位差膜及光學元件的製造方面的觀點而言較佳。
進而本發明中，顯示二軸性的相位差膜中，上述二軸性板(I)可應用於由上述材料或製造方法而獲得的任意的二軸性板，應用對螺旋節距小於200nm的膽固醇型液晶照射在與螺旋軸垂直的方向上具有電場向量的偏光紫外線，藉此使膽固醇型液晶的螺旋配向的螺旋軸方向的螺旋節距產生週期性的變化，並藉由交聯或聚合將此液晶配向固定而成的光學異向性層，就可實現薄膜化、無需進行用以表現出光學異向性的延伸處理、進而耐熱性優異等的光學元件的性能或相位差膜及光學元件的製造方面的觀點而言較佳。
由本發明的含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜可應用於以多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)或圖案垂直配向(Patterned Vertical Alignment，PVA)等為代表的垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式、共平面切換(In-Plane Switching，IPS)模式、等向性切換面板(Isotropic Switch Panel，ISP)模式的光學補償。
本發明的液晶顯示裝置具有上述相位差膜以及VA驅動液晶層、IPS驅動液晶層及ISP驅動液晶層中的任一種驅動液晶層。於本發明中，所謂VA驅動液晶層，是指不
施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上，施加電場時，液晶分子配向於上述垂直方向以外的其他方向(視所施加的電壓的大小不同，液晶分子自基板的垂直方向朝水平方向緩緩傾斜)上的液晶層。另外本發明中，所謂IPS驅動液晶層，是指不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於水平的第一方向上(此時，將液晶分子與X軸所成的角度設為θ1)，施加電場時，液晶分子相對於基板而配向於水平的第二方向(此時，將液晶分子與X軸所成的角度設為θ2，θ1≠θ2，視所施加的電壓的大小不同而θ2與θ1的差增大))上的液晶層。進而本發明中，所謂ISP驅動液晶層，是指不施加電場時為光學等向，施加電場時表現出光學異向性的液晶層。對於上述驅動液晶層，可使用實現上述功能的液晶層。
於本發明的液晶顯示裝置中，液晶顯示裝置通常具有一片、或夾著驅動液晶層而配置的兩片偏光板，就對自轉變光源出射的光、特別是轉變自通過光源側的偏光板至到達觀察者側的偏光板之間的偏光狀態的觀點而言，上述光學補償板是設於上述偏光板與上述驅動液晶層之間。再者，上述光學補償板於使用兩片偏光板時可設於第一偏光板與驅動液晶層之間，亦可分別分開而設於第一偏光板與驅動液晶層之間以及第二偏光板與驅動液晶層之間。
另外，本發明的液晶顯示裝置除了使用上述驅動液晶層、光學補償用相位差膜及偏光板以外，亦可根據通常的用途而使用液晶顯示裝置中可設置的通常的構成要素。此
種構成要素例如可列舉：作為光源的背光單元(backlight unit)或反射板、用以保護構件或層的表面的保護層、用以使驅動液晶層的液晶分子配向的液晶配向膜、用以使驅動液晶層的液晶分子驅動的電極、用以彩色顯示圖像的彩色濾光片、用以於積層方向上將層或構件間電性絕緣的絕緣膜、用以對每個像素調整施加電壓的開關元件、及用以使積層方向上的構件或層之間變平坦的外塗層或單元厚(cell-thickness)調整層。
上述光學補償板只要設置於偏光板與驅動液晶層之間，則可相對於液晶顯示裝置的基板而分別任意設置於偏光板側(以下，亦稱為「單元外(out unit)」)，或者亦可設置於驅動液晶介質側(以下，亦稱為「單元內(in unit)」)。
當以單元外的形式而將上述光學補償板的相位差膜的一部分或全部相對於液晶顯示裝置的基板而設置於偏光板側時，所設置的相位差膜是與偏光板構成一體化的橢圓偏光板，貼合於液晶顯示裝置而設置。另外，當以單元內的形式而將上述光學補償板的相位差膜的一部分或全部相對於液晶顯示裝置的基板而設置於驅動液晶側時，所設置的相位差膜可形成於形成液晶顯示裝置的兩片基板、即形成有薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)元件的陣列基板與作為另一基板的對向基板中的任一個，由於陣列基板與對向基板相比是以較多的材料及更複雜的製造步驟而形成，故考慮到形成相位差膜時所產生的風險(risk)，較佳
為形成於對向基板上，通常於彩色液晶顯示裝置中，由於彩色濾光片層形成於對向基板，故藉由將形成有上述相位差膜的彩色濾光片基板與陣列基板貼合而設置於液晶顯示裝置。
接著，具體示出特別佳的形態。
於由形成有電極或配向膜等的兩片基板所夾持的驅動液晶介質中，具有不施加電場時液晶分子相對於基板大致垂直地配向的驅動液晶介質的液晶顯示裝置，由於是垂直配向的液晶分子而被稱為垂直配向(Vertical Alignment，簡稱為VA)模式，以下，本文中亦使用該術語。另外，VA模式下，施加電壓時液晶分子自基板的法線方向傾斜而與基板平面大致平行地配向，但此時，就對象性的觀點而言，理想的是液晶分子的長軸朝所有方向傾斜，為了將液晶分子傾斜的方向不同的區域(領域(domain))形成多個(多領域)，而開發並採用了多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)、連續焰火狀排列(Continuous Pinwheel Alignment，CPA)、圖案垂直配向(Patterned Vertical Alignment，PVA)等不同技術。本發明亦有用於多領域化的VA模式，於本發明中，將該些統稱為VA模式。
繼而，將本發明的液晶顯示裝置的光學要素中相位差膜、偏光板、驅動液晶層的較佳排列示於表3。再者，表3中的數字表示相位差膜(正A板(pA-plate))的光軸的軸
角度、二軸性板(Biaxial(I))的nx的軸角度、或偏光板的吸收軸的軸角度。該些數字是依照圖1、2的定義。
本發明的較佳例之一為如下排列：具有至少二層以上的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板(表3中以pA-plate表示)，且其中二層是以光軸彼此正交的方式而設於驅動液晶介質與一片偏光板之間。表3中(1)、(2)、(3)相當於該較佳例。
本發明的另一較佳例為如下排列：設有由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的一或二層以上的正A板
(表3中以pA-plate來表示)、與一或二層以上的負C板(表3中以nC-plate來表示)。表3中，(4)、(5)、(6)、(31)相當於該較佳例。
特別就可抑制不對驅動液晶層施加電壓的黑顯示狀態下的傾斜方向上的透射率的觀點而言，較佳為各pA-plate於波長550nm的光下的ReI為10nm以上且小於200nm，並且nC-plate於波長550nm的光下的一層或二層的合計RthII小於驅動液晶層於波長550nm的光下的RthLC。此處，根據上述定義，pA-plate的ReI、nC-plate的RthII為ReI=(nxI-nyI)˙dI，RthII=((nxII+nyII)/2-nzII)˙dII，nxI、nyI、dI分別為相位差膜(I)的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分及厚度，nxII、nyII、nzII、dII分別為相位差膜(II)的三維折射率及厚度，nx、ny為平行於薄膜面的方向的折射率，nz為薄膜面的法線方向的折射率。此處nxI>nyI，nxII=nyII。另外，關於驅動液晶介質的RthLC，若將驅動液晶介質的常光˙非正常光折射率、厚度設定為no、ne、dLC，則RthLC為依據RthLC=(ne-no)˙dLC
的定義所得的數值。
進而，本發明的另一較佳例為如下排列：設有一層由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板(表3中以pA-plate來表示)、與一層的上述二軸性板(I)(表3中以Biaxial(I)來表示)。表3中，(7)、(8)、(32)相當於該較佳例。
於表3中，pA-plate、nC-plate、Biaxial(I)的相位差膜只要設於偏光板與驅動液晶介質之間，則可相對於液晶顯示裝置的基板而分別任意形成於偏光板側(單元外)，或亦可形成於驅動液晶介質側(單元內)。
進而，有時亦對配置於驅動液晶介質兩側的兩片偏光板以夾著偏光板的形態而於兩側設置保護層，該些保護層中包括驅動液晶介質側的保護層，而賦予相當於上述負C板或二軸性板(I)等的光學異向性。然而，該些情況是與表3所記載的pA-plate、nC-plate、Biaxial(I)的相位差膜相區別。
另外，表3的(5)、(8)的排列中，於以液晶性材料形成nC-plate或Biaxial(I)的相位差膜、而且形成於由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)上時，亦可將由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜有效用作形成C-plate或Biaxial(I)的相位差膜的液晶性材料的配向膜。此時，為了調整液晶性材料的配向，對利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜的表面實施摩擦處理或紫外線的照射亦有
用。如此般將由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板有效用作液晶性材料的配向膜時，可省略用於上述液晶性材料的配向膜的製造步驟，就相位差膜或液晶顯示裝置的製造的構件數、或步驟數削減的觀點而言較佳。
(IPS模式及其光學補償)
於由形成有電極或配向膜等的兩片基板所夾持的驅動液晶介質中，當不施加電場時液晶分子相對於基板大致水平地配向，若對基板施加平行的電場，則液晶分子一方面與基板保持平行一方面旋轉。將吸收軸正交的偏光板以夾持該驅動液晶介質的方式配置於兩側，施加電壓後，則通過其中一片偏光板而入射的光可透射另一片偏光板的光量會對應於驅動液晶層的液晶分子的指向矢與偏光板的吸收軸所成的角度而產生變化。使用此種原理的液晶顯示裝置被稱為In-Plane Switching模式，簡稱為IPS模式，以下，本文中亦使用該術語。對於使用該原理的液晶顯示裝置，對電極的構造等進行改良，而開發出了S-IPS(Super-IPS)、先進超級IPS(Advanced Super-IPS，AS-IPS)、邊界電場切換(Fringe Field Switching，FSS)、先進FFS(Advanced-FFS，A-FFS)、極端FFS(Ultra-FFS，U-FFS)等並加以應用。本發明對於該些而言均有用，本發明中將該些統稱為IPS模式。
繼而，將本發明的液晶顯示裝置的光學要素中相位差膜、偏光板、驅動液晶介質的較佳排列示於表4。再者，表4中的數字表示相位差膜(正A板(pA-plate))的光軸
的軸角度、偏光板的吸收軸的軸角度、或不施加電壓時的驅動液晶介質的慢軸的軸角度。該些數字是依照圖1、2的定義。
本發明的較佳例為如下排列：設有由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的一或二層以上的正A板(表4中以pA-plate來表示)、與一或二層以上的正C板(表4中以pC-plate來表示)。表4的(9)~(16)相當於該些排列。
特別就可抑制不對驅動液晶層施加電壓的黑顯示狀態下的傾斜方向上的透射率的觀點而言，較佳為各pA-plate於波長550nm的光下的ReI為10nm以上且小於200nm，各pC-plate於波長550nm的光下的RthIII為-200nm以上
且小於-10nm。此處，依照上文的定義，pA-plate的ReI及pC-plate的RthIII為ReI=(nxI-nyI)˙dI、RthIII=((nxIII+nyIII)/2-nzIII)˙dIII，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率及厚度、nxIII、nyIII、nzIII、dIII分別為上述正C板的三維折射率及厚度，nx、ny為平行於薄膜面的方向的折射率，nz為薄膜面的法線方向的折射率。此處，nxI>nyI，nxIII=nyIII。
於表4中，pA-plate、pC-plate的各相位差膜只要設於偏光板與驅動液晶介質之間，則可相對於液晶面板的基板而分別任意形成於偏光板側(單元外)，或形成於驅動液晶介質側(單元內)。
進而，有時亦對配置於驅動液晶介質兩側的兩片偏光板以夾著偏光板的形態而於兩側設置保護層，該些保護層中包括驅動液晶介質側的保護層，而賦予相當於上述負C板或二軸性板(I)等的光學異向性。然而，該些情況是與表4中所記載的pA-plate、pC-plate的相位差膜相區別。
另外，表4的(10)~(16)的排列中，由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)亦可與驅動液晶介質鄰接而形成。此時，由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜亦可發揮作為驅動液晶介質的配向膜的功能。
於表4中，當pA-plate的光軸的軸角度為0度時，依據利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜的配向限制力，驅動液晶介質所配向的方向(指向矢)與所需
角度一致。另外，當pA-plate的光軸的軸角度為90度時，驅動液晶介質所配向的方向(指向矢)依據該相位差膜的配向限制力而自所需角度偏離90度，可對利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜的表面實施摩擦處理等，以可獲得所需驅動液晶層介質的指向矢的方式再次調整配向限制力。
(關於ISP模式及其光學補償)
業界正在對使用以藍相(blue phase)為代表的光學等向性的液晶相的液晶顯示裝置進行研究。此種液晶顯示裝置中，由形成有電極或配向膜等的兩片基板所夾持的驅動液晶介質，在不施加電場時顯示光學等向性，在施加電壓時表現出雙折射。將吸收軸正交的偏光板以夾持該驅動液晶介質的方式配置於兩側，施加電壓後，則驅動液晶介質中表現出的雙折射的大小根據所施加的電壓而變化，通過其中一片偏光板而入射的光可透射另一片偏光板的光量發生變化。使用此種原理的液晶顯示裝置被稱為Isotropic Switch Panel模式，簡稱為ISP模式，以下，於本發明中亦使用該術語。
繼而，將本發明的液晶顯示裝置的光學要素中相位差膜、偏光板、驅動液晶層的較佳排列示於表5。再者，表5中的數字表示上述正A板的光軸的軸角度、或偏光板的吸收軸的軸角度。該些數字是依照圖1、2的定義。
[表5]
本發明的較佳例為如下排列：設有由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的一或二層以上的正A板(表5中以pA-plate來表示)、與一或二層以上的上述正C板(表5中以pC-plate來表示)。表5的(17)~(21)相當於該些排列。特別就可抑制不對驅動液晶層施加電壓的黑顯示狀態下的傾斜方向上的透射率的觀點而言，較佳為各pA-plate於波長550nm的光下的ReI為10nm以上且小於200nm，各pC-plate於波長550nm的光下的RthIII為-200nm以上且小於-10nm。此處，pA-plate的ReI及nC-plate的RthIII與上述IPS模式的ReI及RthIII相同，是依照圖1所示的定義而獲得的值。
於表5中，pA-plate、pC-plate的相位差膜只要設於偏光板與驅動液晶介質之間，則可相對於液晶面板的基板而分別任意形成於偏光板側(單元外)，或形成於驅動液晶介質側(單元內)。
進而，有時對配置於驅動液晶介質兩側的兩片偏光板
以夾著偏光板的形態而於兩側設置保護層，該些保護層中包括驅動液晶介質側的保護層，而賦予相當於上述負C板或二軸性板(I)等的光學異向性。然而，該些情況是與表5所記載的pA-plate、pC-plate的相位差膜相區別。
另外，表5的(18)~(21)的排列中，由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)亦可與驅動液晶介質鄰接而形成。此時，由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜亦可發揮作為驅動液晶介質的配向膜的功能。
當驅動液晶層所配向的方向(指向矢)依據利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜的配向限制力而與所需角度不一致時，可對利用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜的表面實施摩擦處理等，以可獲得所需的驅動液晶介質的指向矢的方式次再調整配向限制力。
以下，對本發明的實例加以說明。本發明並非僅限定於以下的實例。
首先，示出實例中使用的材料、相位差膜相關的評價方法。
使用聚醯胺酸溶液的旋轉黏度計(TV-22L，東機產業公司製造)進行測定。
聚醯胺酸的重量平均分子量(Mw)是使用凝膠滲透
層析儀(GPC)，使用含有0.6wt%磷酸的DMF作為溶出液，於管柱溫度50℃下，將聚苯乙烯作為標準溶液而進行測定。GPC是使用日本分光公司製造的凝膠滲透層析系統(PU-2080 HPLC泵，865-CO管柱烘箱，UV-2075紫外可見光檢測器，RI-2031示差折射計檢測器)，管柱是使用Shodex GF-7M HQ(昭和電工公司製造)。
自形成有相位差膜的基板切去一部分相位差膜，使用表面測量輪廓儀(α-step IQ/KLA-Tencor股份有限公司製造)測定其階差而求出膜厚。
相位差膜的延遲是使用偏光分析裝置(OptiPro/Shintech股份有限公司製造)而求出。
將4-溴鄰苯二甲酸二乙酯(50g，166mmol)、1,7-辛二炔(1,7-octadiyne)(8.7g，82mmol)、二氯三苯基膦鈀(II)(dichloro triphenylphosphine palladium(II))(290mg，
0.41mmol)、及碘化銅(158mmol，0.83mmol)的混合物於氮氣流下、三乙基胺(200mL)中回流4小時。反應結束後，於所得的反應混合物中添加甲苯(500mL)及純水(500mL)，進行萃取。將有機相以純水(300mL)清洗一次後，以無水硫酸鎂進行乾燥。對乾燥後的有機相進行過濾，將溶劑減壓蒸餾去除，獲得作為目標物的1,4-雙(3,4-二羧基苯基)乙炔基丁烷四乙酯(1,4-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethynylbutane tetraethylester)。產量為42g，產率為95%。該化合物是不加純化而直接用於後續反應。
於1,4-雙(3,4-二羧基苯基)乙炔基丁烷四乙酯(42g，77mmol)中添加5%Pd/C(2.1g)，於甲苯/乙醇混合溶劑(300mL/300mL)中，於氫氣壓720MPa下進行氫化反應。反應結束後，將觸媒過濾分離，將溶劑減壓蒸餾去除。利用管柱層析儀(矽膠/甲苯：酢酸乙基=10：1 v/v)將剩餘物純化，而獲得目標1,8-雙(3,4-二羧基苯基)辛烷四乙酯。產量為43g，產率為100%。
將1,8-雙(3,4-二羧基苯基)辛烷四乙酯(43g，77mmol)溶解於乙醇(250mL)中，添加5.7%氫氧化鈉水溶液(250mL)，回流2小時。反應後，將溶劑減壓蒸餾去除，然後於所得的濃縮液中添加濃鹽酸直至pH值達到1為止。過濾出所產生的沈澱後，將沈澱以純水(200mL)清洗3次。對所得的結晶進行減壓乾燥，藉此獲得1,8-雙(3,4-二羧基苯基)辛烷。產量為31g，產率為90%。
於1,8-雙(3,4-二羧基苯基)辛烷(10g，23mmol)中添加乙酸酐(50mL)，回流2小時。將乙酸酐減壓蒸餾去除後，於剩餘物中添加環己烷(50mL)，過濾出所產生的沈澱。對所得的結晶進行減壓乾燥，藉此獲得化合物(VII-4-1)。產量為9.2g，產率為97%。融點為109.7℃~111.2℃。對所得化合物的1H-NMR進行測定，結果獲得了如下光譜，可確認合成了目標物。1H-NMR(500Hz,CDC13)；δ(ppm)7.92(d,4H,J=7.80Hz),7.70(d,4H,J=8.1Hz),2.82(t,4H,J=7.65Hz),1.3-1.7(m,12H)
將化合物(VI-1)(0.1661g，0.7827mmol)溶解於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP，3.0g)中，一邊保持於室溫以下一邊添加化合物(VII-4-1)(0.3182g，0.7829mmol)。攪拌一夜後，添加NMP(3.5g)及乙二醇單丁醚(BSC，3.0g)，藉此獲得作為含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的前驅物的聚醯胺酸溶液(A-1)。溶液(A-1)中的聚醯胺酸的濃度為約5wt%，溶液(A-1)的黏度為20.7mPa˙s，聚醯胺酸的重量平均分子量為58,000。進而，以(NMP/BSC=1/1(重量比)將該溶液稀釋直至聚醯胺酸的濃度達到3wt%，將所得的稀釋液作為聚醯胺酸溶液(A-2)。
於玻璃基板上旋轉塗佈溶液(A-1)(2,000rpm，15秒)，進而於80℃下加熱3分鐘而使溶劑蒸發後，照射偏光紫外線(照度：9mW/cm2，照射能量強度：5J/cm2)。將經偏光紫外線照射的基板於烘箱中於230℃下進行15分鐘加熱處理，而獲得膜厚為175nm的相位差膜1。對相位差膜1的延遲進行測定，結果Re=71nm(λ=550nm)，而可確認相位差膜1為將含有光反應性基的聚醯胺酸經加熱、醯亞胺化所得的具有液晶性的聚醯亞胺的膜。另外，相位差膜1的光軸朝向與照射偏光紫外線時的偏光板的吸收軸方向大致平行，從而可確認，可藉由所照射的紫外線的偏光狀態來控制相位差膜1的光軸的角度。
將由化合物(P-1)90wt%及化合物(P-2)10wt%所組成的組成物作為(MIX1)，於該(MIX1)中添加重量比為0.030的CPI-110P(San-Apro股份有限公司)，再添加重量比為2.333的環戊酮(cyclopentanone)，獲得溶質濃度為30wt%的環戊酮溶液(B-1)。再者，化合物(P-1)是藉由Macromolecules(巨分子)，1993,26(6),244所記載的方法而合成。另外，化合物(P-2)是藉由日本專利特開2005-263778號公報所記載的方法而合成。
於實例1所得的相位差膜1上旋轉塗佈溶液(B-1)(1,800rpm，15秒)，進而於80℃下加熱3分鐘而使溶劑蒸發後，照射紫外線(照度：25mW/cm2，照射能量強度：0.75J/cm2)，而形成厚度為約1.2μm的相位差膜。將該積層的相位差膜作為相位差膜2。
利用偏光分析裝置將相位差膜2一邊朝相位差膜1的慢軸方向、快軸方向傾斜一邊測定其延遲，結果示於圖4。由圖4的測定結果可確認，相位差膜2是於由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺構成的顯示正的一軸性、且光軸相對於薄膜面平行的相位差膜上，形成顯示負的一軸性、且
光軸與薄膜面的法線方向一致的相位差膜而成的相位差膜。進而，對於形成有該相位差膜2的基板，利用偏光顯微鏡，以將相位差膜2的基板夾持於正交偏光鏡(crossed nicols)的偏光板間而使相位差膜1的慢軸朝向與其中一片偏光板的吸收字軸的朝向一致的方式進行觀察，將觀察到的狀態示於圖5。再者，圖5上於照片中，可獲得良好的暗視場，確認不到由相位差膜2的聚合性膽固醇型液晶的配向缺陷所引起的亮點或亮線，故相位差膜1上可獲得聚合性(膽固醇)液晶的良好配向，可確認該含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺的相位差膜兼具使聚合性(膽固醇)液晶配向的功能。再者，圖5的亮點是由如下情況所致：為了在拍攝時與對比度適應，而在相位差膜1上強制加入由起因於產生有異物的配向不良的部位並進行拍攝。
接著，使用光學計算對藉由包含由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜的多片相位差膜加以光學補償的液晶顯示裝置的視角特性進行評價。再者，光學計算中使用Shintech股份有限公司製造的LCD Master Ver6.23。
將具有橫長的矩形圖像顯示部的VA模式的液晶顯示裝置藉由包含由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜的多片相位差膜加以光學補償時的視
角特性示於表6及表7。
表中，pA-plate為由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜，nC-plate為負C板，Biaxial(I)為二軸性板(I)的相位差膜。
表中，作為該些相位差膜、偏光板、驅動液晶介質(VA單元)的光學參數(λ=550nm)，示出延遲Re、Rth、Nz及光軸或偏光板的吸收軸的軸角度。相位差膜的光軸或軸角度、延遲Re或Rth、Nz、偏光板的吸收軸的軸角度是依照上述定義。即，作為光軸的nx所成的角度為nx與X軸所成的角度，X軸為平行於液晶顯示裝置的水平方向的軸，且為平行於上述圖像顯示部的長邊的軸。VA單元的延遲Rth為非正常光折射率ne與常光折射率no的差和VA單元的厚度d的乘積。
對液晶顯示裝置的光學特性進行評價時，以極座標(方位角(φ)、極角度(θ))來表示觀察者的視線方向與光學元件所成的角度，將其定義示於圖3。液晶顯示裝置的視角特性的優劣是由計算而求出特定的視角方向(極角度=80度)下不對驅動液晶介質(VA單元)施加電壓的暗狀態下的亮度，並根據其高低進行比較。該些計算結果亦分別示於表6及表7中。
表6中，比較例1為完全不存在用以進行光學補償的相位差膜的情況，發明例1~發明例4是僅藉由顯示正的一軸性、且光軸相對於薄膜面平行的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)加以光學
補償之例，發明例5~發明例10是藉由相位差膜(pA-plate)與作為負C板的相位差膜(nC-plate)加以光學補償之例。
表6中，與比較例1相比較，發明例1~發明例10均是於不對驅動液晶介質(VA單元)施加電壓的暗狀態下視角方向(極角度=80度)的亮度較低而視角特性提昇。另外，關於比較例1及發明例6、發明例7，將暗狀態下的亮度的視角特性分別示於圖6、圖7、圖8中。
表7中，比較例2、比較例3、比較例4均為僅藉由作為二軸性板(I)的相位差膜的相位差膜(Biaxial(I))該一層加以光學補償之例。比較例2、比較例3、比較例4分別使用Nz不同的相位差膜(Biaxial(I))，且分別以極角度=80度的最大亮度值變得最低的方式來賦予延遲Re、Rth。
表7中，發明例11~發明例14均是於作為二軸性板(I)的相位差膜的相位差膜(Biaxial(I))該一層上，增加一層顯示正的一軸性、且光軸相對於薄膜面平行的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)來加以光學補償之例。發明例11對應於比較例2，發明例12對應於比較例3，發明例13及發明例14對應於比較例4，分別藉由具有相同大小的Nz及延遲Re、Rth的相位差膜(Biaxial(I))加以光學補償。
表6及表7中，相對於各比較例，發明例中不對驅動液晶介質(VA單元)施加電壓的暗狀態下視角方向(極角度=80度)的亮度較低而視角特性提昇。
[表6]
將具有橫長的矩形圖像顯示部的IPS模式的液晶顯示裝置藉由包含由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板相位差膜的多片相位差膜加以光學補償時的視角特性示於表8中。
表中，pA-plate為由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜，pC-plate為正C板的相位差膜。
表中，作為該些相位差膜、偏光板、驅動液晶介質(IPS單元)的光學參數(λ=550nm)，示出延遲Re、Rth及光軸或偏光板的吸收軸的軸角度。相位差膜的光軸、延遲Re、Rth、偏光板的吸收軸的軸角度是依照上述定義。IPS單元的延遲Re為非正常光折射率ne與常光折射率no的差和IPS單元的厚度d的乘積。
對液晶顯示裝置的光學特性進行評價時，以極座標(方位角(φ)、極角度(θ))來表示觀察者的視線方向與光學元件所成的角度，其定義示於圖3。液晶顯示裝置的視角特性的優劣是由計算而求出以特定的視角方向(極角度=80度)下對驅動液晶介質(IPS單元)施加電壓的明狀態的亮度與不施加電壓的暗狀態的亮度之比(明狀態的亮度/暗狀態的亮度)所表示的對比度，並根據其高低進行比較。表中，「對比度」為方位角度45度、極角度80度時的上述對比度的值。另外，表中，「最小對比度」為極角度80度
時的對比度的最小值。關於驅動液晶介質(IPS單元)的光軸的軸角度，將不施加電壓的暗狀態時設定為0度，而且將施加電壓的明狀態時設定為45度而計算。
比較例5、比較例6是完全不存在用以進行光學補償的相位差膜的情形，發明例15~發明例23是藉由顯示正的一軸性、且光軸相對於薄膜面平行的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)與正C板的相位差膜(pC-plate)加以光學補償之例。
與比較例5、比較例6相比較，發明例15~發明例23均是視角方向(極角度=80度)的對比度較高而視角特性提昇。另外，對於比較例5及發明例16、發明例22，將暗狀態下的亮度的視角特性分別示於圖9、圖10、圖11中。
將具有橫長的矩形圖像顯示部的ISP模式的液晶顯示裝置藉由包含由含有正光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜的多片相位差膜加以光學補償時的視角特性示於表9。
表中，pA-plate為由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜，pC-plate為正C板的相位差膜。
表中，作為該些相位差膜、偏光板的光學參數(λ=550nm)，示出延遲Re、Rth及光軸或偏光板的吸收軸的軸角度。相位差膜的光軸、延遲Re、Rth、偏光板的吸收軸的軸角度是依照上述定義。
對液晶顯示裝置的光學特性進行評價時，以極座標(方位角(φ)、極角度(θ))來表示觀察者的視線方向與光學元件所成的角度，其定義示於圖3中。液晶顯示裝置的視角特性的優劣是由計算來求出以特定的視角方向(極角度=80度)下對驅動液晶介質(ISP單元)施加電壓的明狀態的亮度與不施加電壓的暗狀態的亮度之比(明狀態的亮度/暗狀態的亮度)所表示的對比度，並根據其高低來進行比較。表中，「對比度」為方位角度45度、極角度80度時的上述對比度的值。另外，表中，「最小對比度」是極角度80度時的對比度的最小值。驅動液晶介質(ISP單元)中，將不施加電壓的暗狀態的延遲設定為零，而且將施加電壓
的明狀態的延遲設定為240nm，將光軸的軸角度設定為45度而進行計算。
比較例7及比較例8是完全不存在用以進行光學補償的相位差膜的情形，發明例24~發明例29是藉由顯示正的一軸性、且光軸相對於薄膜面平行的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的相位差膜(pA-plate)及正C板的相位差膜(pC-plate)加以光學補償之例。
與比較例7及比較例8相比較，發明例24~發明例29均是視角方向(極角度=80度)的對比度較高而視角特性提昇。
本發明的相位差膜使用含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺膜，故藉由照射特定偏光狀態的光而可獲得光配向，與先前的利用配向膜及以聚合性液晶材料為代表的液晶性材料的相位差膜的製造方法相比較，可藉由更少的構件數及步驟數而提供。
另外，本發明的相位差膜亦可發揮作為以驅動液晶介質或聚合性液晶材料為代表的液晶材料的配向膜的功能，即便於由多片相位差膜加以光學補償的液晶顯示裝置的製造中，亦可減少構件數或步驟數，藉由更簡化的製造步驟而提供。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧相位差膜的光軸的軸角度
2‧‧‧偏光板的吸收軸的軸角度
3‧‧‧觀察者的視線方向
4‧‧‧入射面
5‧‧‧方位角度(φ)
6‧‧‧極角度(θ)
nx、ny、nz‧‧‧折射率
圖1是用以說明相位差膜的三維折射率的定義的圖。
圖2是用以說明相位差膜的光軸或偏光板的吸收軸的軸角度相關的定義的圖。
圖3是用以說明觀察者對液晶顯示裝置進行觀察時，觀察者的視線方向與液晶顯示裝置所成的角度相關的定義的圖。
圖4是表示實例2的相位差膜2的視角-延遲特性的圖。
圖5是相位差膜2的偏光顯微鏡照片。
圖6是表示比較例1的暗狀態的等亮度特性的圖(半色調圖像)。
圖7是表示發明例6的暗狀態的等亮度特性的圖(半色調圖像)。
圖8是表示發明例7的暗狀態的等亮度特性的圖(半色調圖像)。
圖9是表示比較例5的等對比度特性的圖(半色調圖像)。
圖10是表示發明例16的等對比度特性的圖(半色調圖像)。
圖11是表示發明例22的等對比度特性的圖(半色調圖像)。
Claims (19)
- 一種液晶顯示裝置，其具有由不施加電場時驅動液晶介質的液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層、不施加電場時驅動液晶介質的液晶分子相對於基板而配向於水平方向上的驅動液晶層、及不施加電場時為光學等向的驅動液晶層的族群所組成的任一種驅動液晶層，以及用以改善視角方向上的顯示品質下降的光學補償板，其中上述光學補償板具有由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中上述光學補償板為二層以上的相位差膜，其中至少一層為上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更具有一片以上的偏光板，上述光學補償板是設於各偏光板與上述驅動液晶層之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層，上述光學補償板具有至少二層以上的由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜，上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜的二層是以彼此的光軸正交的方式而設於上述驅動液晶層與一片上述偏光板之間。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液 晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層，上述光學補償板更具有至少一層負C板的相位差膜。
- 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中上述負C板的相位差膜中的至少一層是將螺旋節距小於200nm的膽固醇型液晶的配向藉由交聯或聚合加以固定而成的光學異向性層。
- 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置，其中一層的上述光學異向性層是形成於上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜上。
- 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的上述正A板的相位差膜於波長550nm的光下，平行於相位差膜的面之方向的延遲ReI為10nm以上且200nm以下；上述負C板的相位差膜於波長550nm的光下的相位差膜的面的法線方向的延遲RthII的合計值，小於上述驅動液晶層於波長550nm的光下的驅動液晶層的厚度方向的延遲RthLC；此處，ReI、RthII分別為：ReI=(nxI-nyI)˙dI，RthII=((nxII+nyII)/2-nzII)˙dII，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分(nxI>nyI)及厚度，nxII、nyII、nzII、dII分別為上述負C板的三維折射率及厚度，nxII、nyII(nxII=nyII)為平行於薄膜面的方向的折射率，nzII為薄膜面的 法線方向的折射率；且若將驅動液晶介質的常光˙非正常光折射率、厚度設為no、ne、dLC，則驅動液晶介質的RthLC為依據：RthLC=(ne-no)˙dLC的定義所得的數值。
- 如申請專利範圍第6項或第7項所述之液晶顯示裝置，其中上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的上述正A板的相位差膜於波長550nm的光下，平行於相位差膜的面之方向的延遲ReI為10nm以上且200nm以下；上述負C板的相位差膜於波長550nm的光下的相位差膜的面的法線方向的延遲RthII的合計值，小於上述驅動液晶層於波長550nm的光下的驅動液晶層的厚度方向的延遲RthLC；此處，ReI、RthII分別為：ReI=(nxI-nyI)˙dI，RthII=((nxII+nyII)/2-nzII)˙dII，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分(nxI>nyI)及厚度，nxII、nyII、nzII、dII分別為上述負C板的三維折射率及厚度，nxII、nyII(nxII=nyII)為平行於薄膜面的方向的折射率，nzII為薄膜面的法線方向的折射率；且若將驅動液晶介質的常光˙非正常光折射率、厚度設為no、ne、dLC，則驅動液晶介質的RthLC為依據：RthLC=(ne-no)˙dLC的定義所得的數值。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其中於將平行於相位差膜的面之方向的折射率設定為nx及ny(其中nx>ny)、相位差膜的面的法線方向的折射率設定為nz時，上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於垂直方向上的驅動液晶層，上述光學補償板具有至少一層的顯示nx>ny>nz的二軸性的相位差膜。
- 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中上述顯示二軸性的相位差膜的至少一層為對螺旋節距小於200nm的膽固醇型液晶照射在與螺旋軸垂直的方向上具有電場向量的偏光紫外線，藉此使膽固醇型液晶的螺旋配向的螺旋軸方向的螺旋節距發生週期性的變化，並藉由交聯或聚合將此液晶的配向加以固定而成的光學異向性層。
- 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示裝置，其中一層的上述光學異向性層是形成於上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜上。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時液晶分子相對於基板而配向於水平方向上的驅動液晶層，上述光學補償板更具有正C板的相位差膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中上述驅動液晶層為不施加電場時為光學等向的驅動液晶層，上述光學補償板更具有正C板的相位差膜。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述之液晶顯示裝置，其中上述正C板的相位差膜包含藉由交聯或聚合將液晶的垂直配向加以固定而成的光學異向性層。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述之液晶顯示裝置，其中上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜於波長550nm的光下，平行於相位差膜的面之方向的延遲ReI為10nm以上且200nm以下；上述正C板的相位差膜於波長550nm的光下，相位差膜的面的法線方向的延遲RthIII為-200nm以上且-10nm以下；此處，ReI為：ReI=(nxI-nyI)˙dI，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分(nxI>nyI)及厚度，且RthIII為：RthIII=((nxIII+nyIII)/2-nzIII)˙dIII，nxIII、nyIII、nzIII、dIII分別為上述正C板的三維折射率及厚度，nxIII、nyIII為平行於薄膜面的方向的折射率，nzIII為薄膜面的法線方向的折射率，且nxIII=nyIII。
- 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，其中上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜於波長550nm的光下，平行於相位差膜的面之方向的延遲ReI為10nm以上且200nm以下；上述正C板的相位差膜於波長550nm的光下，相位差膜的面的法線方向的延遲RthIII為-200nm以上且-10nm以下； 此處，ReI為：ReI=(nxI-nyI)˙dI，nxI、nyI、dI分別為上述正A板的三維折射率中平行於薄膜面的兩個成分(nxI>nyI)及厚度，且RthIII為：RthIII=((nxIII+nyIII)/2-nzIII)˙dIII，nxIII、nyIII、nzIII、dIII分別為上述正C板的三維折射率及厚度，nxIII、nyIII為平行於薄膜面的方向的折射率，nzIII為薄膜面的法線方向的折射率，且nxIII=nyIII。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其具有含有彩色濾光片及相位差膜的彩色濾光片基板，上述相位差膜包含上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液晶顯示裝置，其具有偏光板與相位差膜形成一體而成的橢圓偏光板，上述相位差膜包含上述由含有光反應性基的液晶性聚醯亞胺所形成的正A板的相位差膜。
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