【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ディスプレイ（例えば、ＯＡ機器、携帯端末に利用される反射型、半透過型液晶表示装置）、光ディスク用ピックアップに利用される楕円偏光板、ならびにそれを利用した反射型および半透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
λ／４板は、非常に多くの用途を有しており、既に反射型ＬＣＤ、光ディスク用ピックアップやＰＳ変換素子に使用されている。しかし、λ／４板と称していても、ある特定波長でλ／４を達成しているものが大部分である。より広い波長域でλ／４を達成するために光学異方性を有する２枚のポリマーフィルムを積層する技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。また、位相差がλ／４であるポリマーフィルムと位相差がλ／２であるポリマーフィルムとを遅相軸が交差した状態で貼り合わせてなる位相差板が提案されている（例えば、特許文献３参照）。さらに、レターデーション値が１６０〜３２０ｎｍである位相差板を少なくとも２枚、その遅相軸が互いに平行でも直交でもない角度になるように積層してなる位相差板が提案されている（例えば、特許文献４参照）。これらの位相差板は、二枚のポリマーフィルムを使用して、広い波長領域でλ／４を達成している。一方、液晶性化合物により形成された複数の光学異方性層を積層することにより、薄膜化した広帯域λ／４板についても開示されている（例えば、特許文献５および６参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６８８１６号公報
【特許文献２】
特開平１０−９０５２１号公報
【特許文献３】
特開平１０−６８８１６号公報
【特許文献４】
特開平１０−９０５２１号公報
【特許文献５】
特開２００１−４８３７号公報
【特許文献６】
特開２０００−３２１５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記複数の光学異方性層より形成されたλ／４板を、反射型液晶表示装置に使用する場合、暗表示を得るために、垂直入射時に１／４波長程度を保つように設計される。しかし、反射型液晶表示装置では、通常、室内光あるいは室外光といった外光を利用するため、光は垂直入射するだけではなく、むしろ斜めから入射する場合が多い。反射型液晶表示装置を前記の様に設計しても、光が斜めから入射すると、１／４波長からのズレが生じるため、視野角によりコントラストが低下するといった課題がある。視野角依存性を改良する手段として、ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムを含む補償素子を２枚備える技術が開示されている（例えば特許文献６）が、前記技術では不充分である。
従って、本発明の課題は、液晶表示装置に用いたときに、視野角特性の改善に寄与する楕円偏光板、および視野角特性の改善された晶表示装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記の（１）〜（５）の楕円偏光板および（６）の液晶表示装置により達成された。
（１） 偏光膜の少なくとも一方の表面が透明ポリマーフィルムによって保護された偏光子と、波長５５０ｎｍにおける位相差が実質的にπである第１の光学異方性層、波長５５０ｎｍにおける位相差が実質的にπ／２である第２の光学異方性層及び光学異方性が負の第３の光学異方性層からなる位相差板とが積層された楕円偏光板であって、前記第１の光学異方性層の光軸が層平面と平行であり、前記第２の光学異方性層が、ネマチックハイブリッド配向した液晶性化合物を固定化して形成された層であり、波長５８９．３ｎｍにおける厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）を下記式で表したとき、前記第３の光学異方性層のＲｔｈ値が、前記透明ポリマーフィルムのＲｔｈ値よりも３０〜２５０ｎｍ大きい楕円偏光板。
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２ − ｎｚ｝×ｄ
（式中、ｎｘおよびｎｙは面内の主屈折率であり、ｎｚは厚さ方向の主屈折率であり、ｄは厚み（ｎｍ）である。）
【０００６】
（２） 偏光膜の一方の表面のみが透明ポリマーフィルムによって保護された偏光子と、波長５５０ｎｍにおける位相差が実質的にπである第１の光学異方性層、波長５５０ｎｍにおける位相差が実質的にπ／２である第２の光学異方性層及び光学異方性が負の第３の光学異方性層からなる位相差板とが積層された楕円偏光板であって、前記第１の光学異方性層の光軸が、層平面と平行であり、前記第２の光学異方性層が、ネマチックハイブリッド配向した液晶性化合物から形成された層であり、前記偏光膜と前記第１の光学異方性層の間には、透明ポリマーフィルムが含まれず、実質的に光学的等方性である粘着剤層または接着剤層のみが含まれる楕円偏光板。
（３） 前記第２の光学異方性層を形成するネマチックハイブリッド配向した液晶性化合物のチルト角が、前記第１の光学異方性層に近い側よりも前記第３の光学異方性層に近い側の方が大きい（１）または（２）に記載の楕円偏光板。
（４） 前記第３の光学異方性層のＲｔｈ値が、５０〜２００ｎｍである（１）〜（３）のいずれかに記載の楕円偏光板。
（５） 前記第３の光学異方性層が、液晶性化合物、トリアセチルセルロースおよび環状ポリオレフィンから選ばれる少なくとも一種の素材から形成された層である（１）〜（４）のいずれかの楕円偏光板。
（６） （１）〜（５）のいずれかに記載の楕円偏光板を用いた液晶表示装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［本発明に用いられる位相差板の光学的性質］
本発明は、少なくとも一方の表面が透明ポリマーフィルムによって保護された偏光子と、位相差板とを積層してなる楕円偏光板に関する。本発明に用いられる前記位相差板は、波長５５０ｎｍにおける位相差が実質的にπである第１の光学異方性層、波長５５０ｎｍにおける位相差が実質的にπ／２である第２の光学異方性層及び光学異方性が負の第３の光学異方性層を有する。この積層体からなる位相差板は、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍで測定したレターデーション値／波長の値が、いずれも０．２〜０．３の範囲内であることが好ましい。
【０００８】
本発明において、第１の光学異方性層の波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値は、１／２波長である。具体的には、波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値が２００〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
一方、第２の光学異方性層の波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値は、１／４波長である。具体的には、波長５５０ｎｍにおけるレターデーション値が８０〜１９０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０００９】
本発明において、第３の光学異方性層は、屈折率異方性が負であり、下記数式（１）を満たす。また、波長５８９．３ｎｍにおける厚み方向のレターデーション（Ｒｔｈ）を下記数式（２）で表したとき、第３の光学異方性層のＲｔｈ（厚み方向のレターデーション）は３０〜３００ｎｍであるのが好ましく、５０〜２５０ｎｍであるのがより好ましい。また、第３の光学異方性層のｎｘとｎｙは実質的に等しいのが好ましい。
数式（１） ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ
数式（２） Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２ − ｎｚ｝×ｄ
式中、ｎｘおよびｎｙは光学異方性層の面内の主屈折率であり、ｎｚは厚さ方向の主屈折率であり、ｄは光学異方性層の厚み（ｎｍ）である。
【００１０】
本発明において、前記第２の光学異方性層は、ネマチックハイブリッド配向（好ましくは平均チルト角５゜〜３５゜でネマチック配向）した液晶性化合物を固定化して形成された層（以下、「液晶性フィルム」という場合もある）である。
ここで、本明細書において、ネマチックハイブリッド配向とは、液晶性化合物がネマチック配向しており、このときの液晶性化合物のダイレクターと層平面のなす角が層上面と下面とで異なった配向形態をいう。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターと層平面とのなす角度が異なっている配向形態であり、具体的には、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターと層平面とのなす角度が５°以上異なっていて、該層の上面と下面との間で該角度が連続的に変化したものを挙げることができる。
【００１１】
また、ネマチックハイブリッド配向した液晶性化合物を固定化して形成される層とは、前記のネマチックハイブリッド配向を呈した液晶性化合物が、実際に使用される条件下（例えば、液晶表示素子に組み込まれて使用される条件下）において当該配向を保持し、位相差板としての性能が失われない状態とされたフィルムである。このようなネマチックハイブリッド配向を固定化して形成された液晶性フィルムにおいては、液晶性化合物のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって当該フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、光軸は存在しない。
【００１２】
また、本明細書において「平均チルト角」とは、液晶性フィルムの膜厚方向における液晶性化合物のダイレクターとフィルム平面とのなす角度の平均値を意味するものである。前記ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムでは、フィルムの一方の界面付近ではダイレクターとフィルム平面とのなす角度が、絶対値として通常１０゜〜７０゜、好ましくは１５゜〜６０゜の角度をなし、当該面と反対の面においては、絶対値として通常０゜〜５０゜、好ましくは０゜〜３０゜の角度をなしたものとすることができる。その平均チルト角は、絶対値として５゜〜３５゜の範囲であり、好ましくは７゜〜３３゜、さらに好ましくは１０゜〜３０゜とすることができる。平均チルト角が５゜〜３５゜の範囲から外れた場合、コントラストの低下等を招く。なお、平均チルト角は、クリスタルローテーション法を応用して求めることができる。
【００１３】
前記ネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムは、上記のようなネマチックハイブリッド配向状態が固定化されたものであれば、いかなる液晶性化合物から形成されたものであっても構わない。例えば、低分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向させた後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる液晶性フィルムや、高分子液晶性化合物を液晶状態においてネマチックハイブリッド配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる液晶性フィルムを用いることができる。なお、本明細書において「液晶性フィルム」とは、フィルム自体が液晶性を呈するか否かを問うものではなく、低分子液晶性化合物、高分子液晶性化合物などの液晶性化合物をフィルム化することによって得られるものを含む意味で用いる。
【００１４】
本発明の楕円偏光板は、前記位相差板に偏光子を積層した構成である。本発明の楕円偏光板において、前記第１および第２の光学異方性層および偏光子の光学的向きは、全体がほぼ完全な円偏光になるように積層する。このように光学的な向きを設定することで、広い波長領域でλ／４を達成することができる。例えば、第１の光学異方性層の遅相軸と第２の光学異方性層の遅相軸との角度を６０°、第１の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸（透過率が面内で最大になる方向）との角度を１５°、そして第２の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を７５°に設定することで可視領域全体で円偏光、すなわち広帯域λ／４が達成できる。また、前記第１の光学異方性層の遅相軸と前記第２の光学異方性層の遅相軸との角度を６０゜、前記第１の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を７５゜、そして前記第２の光学異方性層の遅相軸と偏光膜の偏光軸との角度を１５゜に設定してもよい。以上の角度の許容範囲は、±１０゜以内であり、±８゜以内であることが好ましく、±６゜以内であることがより好ましく、±５゜以内であることがさらに好ましく、±４゜以内であることが最も好ましい。
【００１５】
本発明の楕円偏光板において、偏光子、第１、第２および第３の光学異方性層を、この順に積層された構成が好ましい。
【００１６】
本明細書において、広域帯λ／４とは、具体的には、波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍで測定したレターデーション値／波長の値が、いずれも０．２〜０．３の範囲内であることを意味する。レターデーション値／波長の値は、０．２１〜０．２９の範囲内であることが好ましく、０．２２〜０．２８の範囲内であることがより好ましく、０．２３〜０．２７の範囲内であることが最も好ましい。
【００１７】
図１は、楕円偏光板の代表的な態様を示す断面模式図である。図１に示す楕円偏光板は、両面を保護フィルム（Ｔ１、Ｔ２）により挟まれた直線偏光膜（Ｐ）、第１の光学異方性層（Ａ）、第２の光学異方性層（Ｂ）、および第３の光学異方性層（Ｃ）を、この順に積層した構成を有する。図２は、光学異方性層の遅相軸の方向と直線偏光膜の偏光透過軸または偏光吸収軸の方向とを示す平面図である。図２示す第１の光学異方性層（Ａ）の遅相軸（ａ）と第２の光学異方性層（Ｂ）の遅相軸（ｂ）との同一面内での角度（α）は、５０〜７０゜であることが好ましい。第１の光学異方性層（Ａ）の遅相軸（ａ）と直線偏光膜の偏光透過軸または偏光吸収軸（ｐ）との角度（β）は、１０〜２０゜であることが好ましい。
【００１８】
［第１の光学異方性層および第２の光学異方性層］
本発明では、前記第１の光学異方性層および第２の光学異方性層の双方が、液晶性化合物から形成された層であってもよい。液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物が好ましく、棒状液晶性化合物であることが更に好ましい。液晶性化合物は、ネマチックハイブリット配向していることが好ましく、ネマチックハイブリット配向している状態で固定されていることがさらに好ましく、重合反応により液晶性化合物が固定されていることが最も好ましい。棒状液晶性化合物としては、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。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。棒状液晶性化合物を重合によって配向を固定することがより好ましく、重合性棒状液晶性化合物としては、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際特許（ＷＯ）９５／２２５８６号公報、同９５／２４４５５号公報、同９７／００６００号公報、同９８／２３５８０号公報、同９８／５２９０５号公報、特開平１−２７２５５１号公報、同６−１６６１６号公報、同７−１１０４６９号公報、同１１−８００８１号公報、および特開２００１−３２８９７３号公報などに記載の化合物を用いることができる。
【００１９】
光学異方性層は、液晶性化合物および下記の重合性開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、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。
【００２０】
配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定する。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基（Ｐ）の重合反応により実施することが好ましい。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２７２２５１２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４２１２９７０号明細書記載）が含まれる。
【００２１】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがさらに好ましい。液晶性化合物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／ｃｍ２〜５０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／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、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがさらに好ましい。
【００２２】
本発明において、前記第１の光学異方性層の光軸は、層平面と平行である。そのような光学異方性層は、液晶性化合物を実質的に水平（ホモジニアス）配向させたフィルムであってもよいし、延伸したポリマーフィルムであってもよい。液晶性化合物の実質的な水平（ホモジニアス）配向とは、液晶性化合物のダイレクター方向とフィルム平面との平均角度が０〜４０°の範囲内であり、上面界面近傍と下面界面近傍とで該ダイレクターとフィルム平面とのなす角度が５°より小さいことを意味する。液晶性化合物は配向状態で固定化されているのが好ましく、重合により固定化されているのがより好ましい。固定化の方法、固定化可能な液晶性化合物の構造としては前記ハイブリッド配向の固定化の説明で挙げた例と同様である。
【００２３】
前記第１の光学異方性層が、ポリマーフィルムからなる態様では、前記ポリマーフィルムは、光学異方性を発現し得るポリマーから形成されているのが好ましい。そのようなポリマーの例には、ポリオレフィン（例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー）、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステルおよびセルロースエステル（例、セルローストリアセーテート、セルロースジアセテート）が含まれる。また、これらのポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いてもよい。
【００２４】
ポリマーフィルムの光学異方性は、延伸により得ることが好ましい。延伸は一軸延伸であることが好ましい。一軸延伸は、２つ以上のロールの周速差を利用した縦一軸延伸、またはポリマーフィルムの両サイドを掴んで幅方向に延伸するテンター延伸が好ましい。なお、二枚以上のポリマーフィルムを用いて、二枚以上のフィルム全体の光学的性質が前記の条件を満足してもよい。ポリマーフィルムは、複屈折のムラを少なくするためにソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ポリマーフィルムの厚さは、２０〜５００μｍであることが好ましく、３０〜１００μｍであることが最も好ましい。
【００２５】
［第３の光学異方性層］
本発明において、第３の光学異方性層は、負の光学異方性を示し、前記数式（１）を満足するものであれば、単層から形成されていてもよく、また多層から形成されていてもよい。第３の光学異方性層は、光学異方性を発現させたポリマーフィルムであってもよいし、液晶性化合物を配向させることによって光学異方性を発現させたものであってもよいし、さらにこれらを組み合わせたものであってもよい。第３の光学異方性層がポリマーフィルムである場合、該ポリマーフィルムの材質については、トリアセチルセルロース、環状ポリオレフィン、ポリイミド、変性ポリカーボネートなどが挙げられるが、これらが負の光学異方性を発現するときのポリマー分子鎖の配向状態と同様な分子鎖の配向状態を取れるものであれば、ポリマーフィルムの材質は前記材料に限定されない。中でもトリアセチルセルロースや環状ポリオレフィンからなるポリマーフィルムが好ましい。また、ポリマーフィルムを２軸延伸することより、所望のＲｔｈを発現させてもよい。また、添加剤をポリマーに加えてＲｔｈを調整してもよく、トリアセチルセルロースのＲｔｈを調整する技術としては、特開２０００−１１１９１４号公報、特開２００１−１６６１４４号公報が知られている。
【００２６】
第３の光学異方性層を液晶性化合物から形成する場合は、ディスコティック液晶性化合物またはコレステリック液晶性化合物より形成するのが好ましく、ディスコティック液晶性化合物から形成するのがより好ましい。ディスコティック液晶性化合物を基板に対して実質的に水平に配向させることにより、負の光学異方性を示す層を形成できる。かかる技術については、特開平１１−３５２３２８号公報に開示されている。実質的に水平とは、ディスコティック液晶性化合物の光軸と基板法線方向とのなす平均角度が、０±１０°の範囲を意味する。ディスコティック液晶性化合物の平均傾斜角が０°ではない（具体的には０±１０°の範囲）斜め配向をさせてもよいし、傾斜角が徐々に変化するハイブリット配向をさせてもよい。また、キラル剤を添加したり、ずり応力を与えることによって、上記配向状態にねじれ変形を加えたものであってもよい。
【００２７】
第３の光学異方性層を形成する好ましいディスコティック液晶性化合物は、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．１１６，ｐａｇｅ ２６５５（１９９４））に記載されている。ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。ディスコティック液晶性化合物を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性化合物の円盤状コアに、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維持することが困難になる。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。重合性基を有するディスコティック液晶性化合物について、特開２００１−４３８７号公報に開示されている。
【００２８】
コレステリック液晶性化合物は螺旋状のねじれ配向により負の光学異方性を示す。コレステリック液晶性化合物をらせん状に配列させるとともに配列のねじれ角やレターデーション値などを制御することによって所望の光学特性を得ることができる。コレステリック液晶性化合物のねじれ配向は、公知の方法を用いることで達成可能である。液晶性化合物は配向状態で固定化されているのが好ましく、重合によって固定化されているのがより好ましい。
【００２９】
前記第１および第３の光学異方性層は、液晶性化合物またはポリマーフィルムにより形成することができ、第２の光学異方性層は、液晶性化合物から形成することができる。これらの積層体の作製法には以下のような例が挙げられる。
第１、第２および第３の光学異方性層のいずれも液晶性化合物よりなる場合、３層を同一支持体上に逐次積層してもよいし、それぞれを仮支持体上に形成した後、それらを貼り合せてもよいし、２層を同一支持体上に逐次積層したものに仮支持体上に形成した１層を転写してもよい。
第２の光学異方性層が液晶性化合物からなり、第１および第３の光学異方性層が液晶性化合物またはポリマーフィルムからなる場合、該ポリマーフィルムを液晶性化合物からなる層を形成するための支持体として用いることができる。例えば、トリアセチルセルロース等の負の光学異方性を有すポリマーフィルムは、第３の光学異方性層として利用でき、かつ液晶性化合物よりなる第２の光学異方性層の支持体としても利用できる。さらに、その上に、第１の光学異方性層を形成するために液晶性化合物を塗布してもよいし、第１の光学異方性層としてポリマーフィルムを貼り合せてもよいし、仮支持体上に形成した液晶性フィルムを転写してもよい。
【００３０】
液晶性化合物を塗布する支持体として用いられるポリマーフィルムは、前記第１および第３の光学異方性層のいずれかの層としても利用できるし、偏光子の保護フィルムとしても利用できるし、そのどちらの機能も兼ね備えたフィルムとしても利用できる。
【００３１】
本発明の楕円偏光板の好ましい形態は、偏光子、第１、第２および第３の光学異方性層がこの順で積層されたものであり、最終的にこの順になれば、積層していく順序は問われない。
【００３２】
本発明において、第２の光学異方性層は液晶性化合物のネマチックハイブリッド配向を固定化した液晶性フィルムである。液晶性フィルムは厚み方向に対して上と下で液晶性化合物の傾斜角度が異なるため、フィルム平面に対して上下非対称である。したがって、例えば、偏光板に近い側の液晶性化合物の方が高チルト角であるか、あるいは低チルト角であるかによって、液晶表示装置に用いた際に視野角改良効果は異なる。本発明では、前記第２の光学異方性層を形成するネマチックハイブリッド配向した液晶性化合物のチルト角は、前記第１の光学異方性層に近い側よりも前記第３の光学異方性層に近い側の方が大きいのが好ましい。前記の好ましい形態、即ち、偏光子、第１、第２および第３の光学異方性層がこの順で積層された形態では、第２の光学異方性層の液晶性化合物は、偏光子に近い側の液晶性化合物の方が低チルト角であるのが好ましい。
【００３３】
第１および第３の光学異方性層については、液晶性化合物からなる層であっても、ポリマーフィルムであってもよく、液晶セルの光学パラメーターや要求される光学性能等を考慮していずれも選択することができる。さらに、所望の表示特性が得られるように各層の面内レターデーションやＲｔｈなどを最適化するのが好ましい。
【００３４】
前記ネマチックハイブリッド配向した液晶性フィルムの形成において、支持体側のチルト角と空気界面側のチルト角は、配向膜や液晶層に添加する空気界面配向剤の選択によって制御でき、支持体側を低チルト角で空気界面側を高チルト角にすることもできるし、その逆もできる。さらに、同一の配向膜と空気界面配向剤を用いても、仮支持体上に形成した後、別の基板に転写することで、高チルト角側と低チルト角側が上下逆転したハイブリッド配向フィルムを得ることができる。
【００３５】
［配向膜］
前記第１、第２および第３の光学異方性層を、液晶性化合物から形成する場合、液晶性化合物を配向させるためには配向膜を用いることが好ましい。例えば、前記第１、第２および第３の光学異方性層を同一支持体上に順次形成する場合は、支持体／配向膜／第１の光学異方性層／配向膜／第２の光学異方性層／配向膜／第３の光学異方性層、または、支持体／配向膜／第３の光学異方性層／配向膜／第２の光学異方性層／配向膜／第１の光学異方性層、等のように、各光学異方性層を配向膜上に形成してその配向を制御し、所望の光学特性を発現させることが出来る。
要求される光学特性、および用いる液晶性化合物の種類に応じて、配向膜の材質を選択することができる。また、各光学異方性層間に配向膜を別途設けなくとも、光学異方性層を構成する成分中に配向膜機能を有する分子を添加することにより、該光学異方性層の上に積層された光学異方性層を所望の配向状態にすることもできる。
【００３６】
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、マイクログループを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法による有機化合物（たとえば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、ステアリン酸メチル）の累積（ＬＢ膜）のような手段で設けることが出来る。さらに、電場や磁場の付与あるいは光照射によって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。
【００３７】
配向膜に使用するポリマーの種類は、液晶性化合物の配向（特に平均傾斜角）に応じて決定する。発現しようとする傾斜角に応じて表面エネルギーを調整することが好ましい。また、本発明において、第３の光学異方性層を液晶性化合物で形成する場合には、配向膜の表面エネルギーを低下させないポリマーを用いることが好ましい。また、第３の光学異方性層をディスコティック液晶性化合物を用いて形成する場合は、ラビング処理をしなくてもよく、配向膜が無くてもよい。ただし、液晶性化合物と透明支持体との密着を改善する目的で、界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向膜（特開平９−１５２５０９号公報記載）を用いてもよい。密着性改善の目的で配向膜を使用する場合は、ラビング処理を実施しなくてもよい。
【００３８】
第１または第２の光学異方性層において、棒状液晶性化合物のダイレクターを透明支持体の長軸方向に対して４５°よりも大きい角度で配向させる場合には、ラビング方向に対して直交方向に棒状液晶性化合物のダイレクターが並ぶような配向膜（以下直交配向膜という）を用いることが好ましい。直交配向膜に関しては特開２００２−６２４２７号公報および特開２００２−２６８０６８号公報に記載されている。
【００３９】
配向膜の厚さは、０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜３μｍであることがさらに好ましい。
なお、いずれの配向膜を用いた場合も、液晶性化合物を配向状態に固定した後は、他の支持体上等に転写可能である。配向状態で固定化された液晶性化合物は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。したがって本発明において、前記位相差板は、各光学異方性層を同一の支持体上で順次形成して作製する方法以外に、仮支持体上などで形成した各光学異方性層を、必要があれば接着剤などを用いて、貼り合せる方法によっても作製することができる。
【００４０】
いずれの配向膜においても、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。
【００４１】
［透明支持体］
本発明の楕円偏光板および本発明に用いる位相差板は、支持体を有していてもよく、該支持体としては透明支持体が好ましい。透明支持体としてはガラス板またはポリマーフィルム、好ましくはポリマーフィルムが用いられる。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。
透明支持体の厚みは、１０〜５００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがさらに好ましい。
【００４２】
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に、透明支持体に表面処理（例えば、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線処理、火炎処理など）を実施してもよい。
透明支持体に紫外線吸収剤を添加してもよい。
透明支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。接着層については、特開平７−３３３４３３号公報に記載がある。接着層の厚さは、０．１〜２μｍであることが好ましく、０．２〜１μｍであることが好ましい。
【００４３】
透明支持体としては、波長分散が小さいポリマーフィルムを用いることが好ましい。透明支持体は、光学異方性が小さいことも好ましい。波長分散が小さいとは、具体的には、Ｒｅ４００／Ｒｅ７００の比が１．２未満であることをいう。光学異方性が小さいとは、具体的には、面内レターデーション（Ｒｅ）が２０ｎｍ以下であることがいい、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。ポリマーの例には、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および環状ポリオレフィンが含まれる。セルロースエステルが好ましく、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチルセルロースが最も好ましい。環状ポリオレフィンとしては、特公平２−９６１９号記載のテトラシクロドデセン類の開環重合体またはテトラシクロドデセン類とノルボルネン類の開環共重合体を水素添加反応させて得られた重合体を構成成分とするポリマー、商品名としてはアートン（ＪＳＲ製）や、ゼオネックス、ゼオノア（日本ゼオン製）のシリーズから使用することができる。ポリマーフィルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。
【００４４】
［偏光子］
本発明では、偏光子として、偏光膜の少なくとも一方の表面が透明フィルムによって保護された偏光子を用いる。前記偏光膜は、直線偏光膜であるのが好ましく、例えば、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挙げられる。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ィルムを用いて製造する。偏光膜の偏光軸（透過軸）は、フィルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。偏光膜の保護フィルムは、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ィルムや環状ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましい。また、前期保護フィルムは、前記位相差板の部材を兼ねていてもよく、例えば、ポリマーフィルムからなる光学異方性層（好ましくは第１の光学異方性層）を兼ねていてもよいし、位相差板の支持体を兼ねていてもよい。
【００４５】
本発明においては、前記偏光子の保護フィルムのＲｔｈは、前記第３の光学異方性層のＲｔｈよりも３０〜２５０ｎｍ小さい。該保護フィルムのＲｔｈは０〜５０ｎｍであることが好ましく、０〜３０ｎｍであることがより好ましく、０〜２０ｎｍであることが最も好ましい。
【００４６】
本発明の楕円偏光板では、偏光膜の片面のみが保護フィルムによって保護された偏光子を用いてもよい。すなわち、偏光膜と前記第１の光学異方性層の間には保護フィルムがなく、実質的に光学的等方性の粘着剤層または接着剤層のみが介在する態様も、本発明の範囲に含まれる。前記粘着剤および接着剤としては、アクリル系、エポキシ系、エチレン−酢酸ビニル系、ゴム系などの樹脂が挙げられる。光学的等方性を有する粘接着剤層については、特開平６−２４２４３４号公報に記載がある。
【００４７】
本発明の楕円偏光板は、液晶表示装置において使用される楕円偏光板、光ディスクの書き込み用のピックアップ、ＧＨ−ＬＣＤやＰＳ変換素子に使用される楕円偏光板、あるいは反射防止膜として利用される楕円偏光板として特に有利に用いられる。本発明の楕円偏光板は、容易に反射型および半透過型液晶表示装置のような用途とする装置に組み込むことができる。
【００４８】
［液晶表示装置］
本発明の液晶表示装置は、本発明の楕円偏光板を少なくとも有し、反射型、半透過型、透過型液晶表示装置等が含まれる。液晶表示装置は一般的に、偏光板、液晶セル、および必要に応じて位相差板、反射層、光拡散層、バックライト、フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシート、カラーフィルター等の部材から構成されるが、本発明においては前記楕円偏光板を使用することを必須とする点を除いて特に制限は無い。また前記楕円偏光板の使用位置は特に制限はなく、また、１カ所でも複数カ所でもよい。液晶セルとしては特に制限されず、電極を備える一対の透明基板で液晶層を狭持したもの等の一般的な液晶セルが使用できる。液晶セルを構成する前記透明基板としては、液晶層を構成する液晶性を示す材料を特定の配向方向に配向させるものであれば特に制限はない。具体的には、基板自体が液晶を配向させる性質を有していている透明基板、基板自体は配向能に欠けるが、液晶を配向させる性質を有する配向膜等をこれに設けた透明基板等がいずれも使用できる。また、液晶セルの電極は、公知のものが使用できる。通常、液晶層が接する透明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する基板を使用する場合は、基板と配向膜との間に設けることができる。前記液晶層を形成する液晶性を示す材料としては、特に制限されず、各種の液晶セルを構成し得る通常の各種低分子液晶物質、高分子液晶物質およびこれらの混合物が挙げられる。また、これらに液晶性を損なわない範囲で色素やカイラル剤、非液晶性物質等を添加することもできる。
【００４９】
前記液晶セルは、前記電極基板および液晶層の他に、後述する各種の方式の液晶セルとするのに必要な各種の構成要素を備えていてもよい。前記液晶セルの方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ）方式、ハーフトーングレイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の方式が挙げられる。また、液晶セルの駆動方式も特に制限はなく、ＳＴＮ−ＬＣＤ等に用いられるパッシブマトリクス方式、並びにＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）電極、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であってもよい。カラーフィルターを使用しないフィールドシーケンシャル方式であってもよい。
【００５０】
本発明の楕円偏光板は、反射型および半透過型液晶表示装置に好ましく用いられる。反射型液晶表示装置は、反射板、液晶セルおよび偏光板を、この順に積層した構成を有する。位相差板は、反射板と偏光膜との間（反射板と液晶セルとの間または液晶セルと偏光膜との間）に配置される。反射板は、液晶セルと基板を共有していてもよい。半透過反射型液晶表示装置は、電液晶セルと、該液晶セルより観察者側に配置された偏光板と、前記偏光板と前記液晶セルの間に配置される少なくとも１枚の位相差板と、観察者から見て前記液晶層よりも後方に設置された半透過反射層を少なくとも備え、さらに観察者から見て前記半透過反射層よりも後方に少なくとも１枚の位相差板と偏光板とを有す。このタイプの液晶表示装置では、バックライトを設置することで反射モードと透過モード両方の使用が可能となる。
【００５１】
前記液晶表示装置において、少なくとも１枚の位相差板と偏光子との積層体は、楕円偏光板として機能する。本発明における液晶表示装置は、本発明の楕円偏光板を、少なくとも一つ用いたものである。
【００５２】
本発明の楕円偏光板は前記用途に限らず、その他の種々の用途に供することが出来る。たとえば、ホスト−ゲスト型液晶表示装置、タッチパネル、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などの反射防止膜、反射型偏光板などに用いることができる。
【００５３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することが出来る。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例に制限されるものではない。
［実施例１］
（位相差板の作製）
幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍのガラス基板に、配向膜（下記構造式のポリマー）の希釈液をスピンコート塗布し、８０℃で１時間、１８０℃で１時間、さらに２５０℃で１時間加熱し、厚さ０．５μｍの配向膜を形成した。
【００５４】
配向膜用ポリマー
【化１】
【００５５】
ラビング処理を施した配向膜の上に、下記の組成の塗布液をスピンコート塗布、乾燥、および加熱（配向熟成）し、さらに紫外線照射して厚さ１．２μｍの光学的異方性層Ｂを形成した。光学的異方性層Ｂはラビング方向に遅相軸を有していた。５５０ｎｍにおけるレターデーション値（Ｒｅ５５０）は１１５ｎｍであった。クリスタルローテーション法を応用して傾斜角を測定したところ、配向膜界面の傾斜が５°で、空気界面側の傾斜が４５°で、平均チルト角が２５°で、液晶性化合物がハイブリッド配向していることが判った。
光学異方性層Ｂの塗布液組成
下記の棒状液晶性化合物（１） １４．５質量％
下記の増感剤 ０．１５質量％
下記の光重合開始剤 ０．２９質量％
メチルエチルケトン ８５．０６質量％
【００５６】
棒状液晶性化合物（１）
【化２】
【００５７】
【化３】
【００５８】
光学異方性層Ｃとして、厚さ６０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを用いた。前記トリアセチルセルロースフィルムの複屈折計（王子計測機器（株）製ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）で測定した５８９．３ｎｍにおけるＲｔｈ値は８０ｎｍであった。また、このフィルムは負の光学異方性を示した。
上記のように作製した光学異方性層Ｂと前記トリアセチルセルロースフィルムを粘着剤で貼合し、光学異方性層Ｂと光学異方性層Ｃとの積層体を得た。
【００５９】
一軸延伸したアートンフィルム（ＪＳＲ製）を光学異方性層Ａとして用いた。このフィルムの光軸はフィルム平面と平行であり、５５０ｎｍで測定したレターデーション値は２６０ｎｍであった。上記作製した光学異方性層Ｂと光学異方性層Ｃとの積層体と、前記アートンフィルムを粘着剤で貼り合せた。このとき、光学異方性層Ａ、光学異方性層Ｂおよび光学異方性層Ｃの順になるようにし、光学異方性層Ａおよび光学異方性層Ｂの遅相軸が、６０°交差するように貼合した。
【００６０】
（楕円偏光板の作製）
厚さ８０μｍのロール状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、乾燥して偏光膜を得た。ポリビニルアルコール（クラレ製ＰＶＡ−１１７Ｈ）３％水溶液を接着剤として、ケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムと貼り合わせ、両面がトリアセチルセルロースによって保護された偏光子を得た。ここで、偏光膜の保護フィルムとして用いたトリアセチルセルロースフィルムのＲｔｈ値は３０ｎｍであった。
【００６１】
次いで、上記作製した位相差板（光学異方性層Ａ、光学異方性層Ｂおよび光学異方性層Ｃの積層体）と偏光子を粘着剤で貼り合せて楕円偏光板を作製した。このとき、光学異方性層Ａと偏光子とが接するように貼り合わせ、偏光子の透過軸と光学異方性層Ａおよび光学異方性層Ｂの遅相軸とのなす角をそれぞれ７５°および１５°とした。
【００６２】
［実施例２］
Ｒｔｈが４０ｎｍであるトリアセチルセルロースフィルムの表面をけん化処理し、その上にポリビニルアルコール（クラレ（株）製 ＭＰ−２０３）の希釈液を塗布して、配向膜を形成した。ラビング処理した該配向膜の上に、下記の組成のディスコティック液晶を含む塗布液を、スピンコート塗布し、乾燥、および加熱（配向熟成）して、さらに紫外線照射して厚さ１μｍの液晶固定化層を形成した。このトリアセチルセルロースとディスコティック液晶層との積層体は、全体でＲｔｈが１００ｎｍである負の光学異方性を有し、光学異方性層Ｃとして機能することがわかった。
ディスコティック液晶層の塗布液組成
下記のディスコティック液晶性化合物（１） ３２．６質量％
セルロースアセテートブチレート ０．７質量％
下記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート ３．２質量％
上記の増感剤 ０．４質量％
上記の光重合開始剤 １．１質量％
メチルエチルケトン ６２．０質量％
【００６３】
【化４】
【００６４】
【化５】
【００６５】
実施例１において、光学異方性層Ｃとして貼り合せたトリアセチルセルロースの代わりに、上記作製したディスコティック液晶層とトリアセチルセルロースとの積層体を光学異方性層Ｃとして用い、光学異方性層Ａ、光学異方性層Ｂおよび光学異方性層Ｃの積層体を得た。さらに、実施例１と同様に、この積層体と偏光板とを貼り合わせ楕円偏光板を得た。
【００６６】
［実施例３］
実施例２と同様にして、光学異方性層Ａ、光学異方性層Ｂおよび光学異方性層Ｃの積層体を得た。偏光板は片面だけがトリアセチルセルロースで保護されたものを用いて、該偏光板の保護されていない面（延伸したポリビニルアルコールよりなる偏光膜）と光学異方性層Ａとを、光学的に等方性のアクリル系粘着剤によって貼り合わせ、楕円偏光板を作製した。
【００６７】
［実施例４］
（視野角測定）
反射型の液晶表示装置として、次のものを用いた。基板が０．７ｍｍの厚みのガラス、液晶セルのギャップが２．７μｍ、観察者側の電極がＩＴＯ電極、その対向電極が凹凸をつけたアルミ反射電極、液晶セルの配向膜がポリイミドで、ラビング角度（液晶のねじれ角度に等しい）が７０°のセルを作製し、その空隔部にΔｎ＝０．０８６で、且つ誘電率異方性が＋１０．０のネマチック液晶を注入して、液晶セルを作製した。
この液晶セルに、実施例１〜３で作製した楕円偏光板を、光学異方性層Ｂの遅相軸方向が液晶セルの上下基板のラビング方向のなす角の２等分線と平行になるようにそれぞれ配置して、液晶表示装置を作製した。
続いて、通常の室内蛍光灯照明下で、分光放射輝度計を用いて、作製したそれぞれの液晶表示装置の反射輝度の測定を行った。このときの観察角度は液晶表示装置を水平に置いたまま、法線から５０°の方向に角度を固定し、液晶表示装置の方位を１５°毎に変えながら測定した。液晶表示装置のＯＮ時とＯＦＦ時のそれぞれの輝度を測定し、ＯＮ時とＯＦＦ時の輝度の比であるコントラスト比を算出した。いずれの例でも最もコントラスト比の低くなった方位は共通で、偏光板の透過軸に対して９０°であった。下表にはこの方位でのコントラスト比を記載した。
【００６８】
［比較例１］
実施例１において、光学異方性層Ｃとして用いた、Ｒｔｈが８０ｎｍであるトリアセチルセルロースの代わりに、Ｒｔｈが４０ｎｍであるトリアセチルセルロースを用いて楕円偏光板を作製した。
【００６９】
［比較例２］
実施例１において、光学異方性層Ｃとして用いたＲｔｈが８０ｎｍであるトリアセチルセルロースの代わりに、Ｒｔｈが４０ｎｍであるトリアセチルセルロースを用い、さらに、Ｒｔｈが３０ｎｍであるトリアセチルセルロースによって保護された偏光板の代わりに、Ｒｔｈが８０ｎｍであるトリアセチルセルロースによって保護された偏光板を用いて楕円偏光板を作製した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示装置等に用いたときに視野角特性の改善に寄与する楕円偏光板、および視野角特性の改善された液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の楕円偏光板の代表的な態様を示す断面図である
【図２】図１の楕円偏光板の光学異方性層の遅相軸の方向と偏光膜の偏光透過軸または偏光吸収軸の方向とを示す平面図である
【符号の説明】
Ａ 第１の光学異方性層
Ｂ 第２の光学異方性層
Ｃ 第３の光学異方性層
Ｐ 偏光膜
Ｔ１、Ｔ２ 保護フィルム
ａ 第１の光学異方性層の遅相軸
ｂ 第２の光学異方性層の遅相軸
ｐ 偏光透過軸または偏光吸収軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to various displays (for example, OA equipment, reflective and transflective liquid crystal display devices used for portable terminals), elliptical polarizing plates used for optical disk pickups, and reflective and transflective using the same. The present invention relates to a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
The λ / 4 plate has a great many applications, and is already used for a reflective LCD, a pickup for an optical disk, and a PS conversion element. However, even if it is referred to as a λ / 4 plate, most of them achieve λ / 4 at a specific wavelength. In order to achieve λ / 4 in a wider wavelength range, a technique of laminating two polymer films having optical anisotropy has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). There has also been proposed a phase difference plate in which a polymer film having a phase difference of λ / 4 and a polymer film having a phase difference of λ / 2 are bonded together with a slow axis crossed (for example, Patent Documents). 3). Furthermore, a retardation plate is proposed in which at least two retardation plates having a retardation value of 160 to 320 nm are laminated so that their slow axes are not parallel or orthogonal to each other (for example, (See Patent Document 4). These retardation plates achieve λ / 4 in a wide wavelength region by using two polymer films. On the other hand, a broadband λ / 4 plate that has been thinned by laminating a plurality of optically anisotropic layers formed of a liquid crystalline compound is also disclosed (for example, see Patent Documents 5 and 6).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-68816
[Patent Document 2]
JP-A-10-90521
[Patent Document 3]
JP-A-10-68816
[Patent Document 4]
JP-A-10-90521
[Patent Document 5]
JP 2001-4837 A
[Patent Document 6]
JP 2000-32156 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When a λ / 4 plate formed of a plurality of optically anisotropic layers is used in a reflective liquid crystal display device, it is designed to maintain about ¼ wavelength at normal incidence in order to obtain a dark display. . However, since the reflection type liquid crystal display device normally uses outside light such as room light or outdoor light, the light is not only incident vertically but rather is incident from an oblique direction. Even when the reflective liquid crystal display device is designed as described above, when light is incident obliquely, a deviation from a quarter wavelength occurs, and there is a problem that the contrast is lowered depending on the viewing angle. As a means for improving the viewing angle dependency, a technique including two compensators including a liquid crystalline film in which nematic hybrid alignment is fixed is disclosed (for example, Patent Document 6), but the technique is insufficient.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an elliptically polarizing plate that contributes to an improvement in viewing angle characteristics and a crystal display device with improved viewing angle characteristics when used in a liquid crystal display device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention has been achieved by the following elliptically polarizing plates (1) to (5) and a liquid crystal display device (6).
(1) A polarizer in which at least one surface of a polarizing film is protected by a transparent polymer film, a first optical anisotropic layer having a phase difference of substantially π at a wavelength of 550 nm, and a phase difference at a wavelength of 550 nm are substantially An elliptically polarizing plate in which a second optically anisotropic layer that is π / 2 and a retardation plate composed of a third optically anisotropic layer having negative optical anisotropy are laminated, The optical axis of the first optically anisotropic layer is parallel to the layer plane, and the second optically anisotropic layer is a layer formed by immobilizing a nematic hybrid aligned liquid crystal compound, and has a wavelength of 589. An elliptically polarizing plate in which the thickness direction retardation (Rth) at 3 nm is represented by the following formula, and the Rth value of the third optically anisotropic layer is 30 to 250 nm larger than the Rth value of the transparent polymer film.
Rth = {(nx + ny) / 2−nz} × d
(In the formula, nx and ny are in-plane main refractive indexes, nz is the main refractive index in the thickness direction, and d is the thickness (nm).)
[0006]
(2) A polarizer in which only one surface of the polarizing film is protected by a transparent polymer film, a first optical anisotropic layer having a phase difference of substantially π at a wavelength of 550 nm, and a phase difference at a wavelength of 550 nm are substantially An elliptically polarizing plate in which a second optically anisotropic layer that is π / 2 and a retardation plate composed of a third optically anisotropic layer having negative optical anisotropy are laminated, The optical axis of one optically anisotropic layer is parallel to the plane of the layer, and the second optically anisotropic layer is a layer formed from a liquid crystal compound having a nematic hybrid orientation, and the polarizing film and the An elliptically polarizing plate including only a pressure-sensitive adhesive layer or an adhesive layer that is substantially optically isotropic and does not include a transparent polymer film between the first optically anisotropic layers.
(3) The third optically anisotropic layer has a tilt angle of a liquid crystal compound having nematic hybrid alignment forming the second optically anisotropic layer rather than a side closer to the first optically anisotropic layer. The elliptically polarizing plate according to (1) or (2), wherein the side closer to is larger.
(4) The elliptically polarizing plate according to any one of (1) to (3), wherein the Rth value of the third optically anisotropic layer is 50 to 200 nm.
(5) The ellipse according to any one of (1) to (4), wherein the third optically anisotropic layer is a layer formed of at least one material selected from a liquid crystalline compound, triacetylcellulose, and cyclic polyolefin. Polarizer.
(6) A liquid crystal display device using the elliptically polarizing plate according to any one of (1) to (5).
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Optical properties of retardation plate used in the present invention]
The present invention relates to an elliptically polarizing plate formed by laminating a polarizer having at least one surface protected by a transparent polymer film and a retardation plate. The retardation plate used in the present invention includes a first optical anisotropic layer having a phase difference of substantially π at a wavelength of 550 nm, and a second optical layer having a phase difference of substantially π / 2 at a wavelength of 550 nm. An anisotropic layer and a third optical anisotropic layer having negative optical anisotropy are included. The retardation plate made of this laminate preferably has a retardation value / wavelength value measured at wavelengths of 450 nm, 550 nm and 650 nm, all in the range of 0.2 to 0.3.
[0008]
In the present invention, the retardation value at a wavelength of 550 nm of the first optically anisotropic layer is ½ wavelength. Specifically, the retardation value at a wavelength of 550 nm is preferably in the range of 200 to 300 nm.
On the other hand, the retardation value at a wavelength of 550 nm of the second optically anisotropic layer is ¼ wavelength. Specifically, the retardation value at a wavelength of 550 nm is preferably in the range of 80 to 190 nm.
[0009]
In the present invention, the third optically anisotropic layer has negative refractive index anisotropy and satisfies the following mathematical formula (1). When the retardation in the thickness direction (Rth) at a wavelength of 589.3 nm is expressed by the following mathematical formula (2), the Rth (retardation in the thickness direction) of the third optical anisotropic layer is 30 to 300 nm. Is preferable, and it is more preferable that it is 50-250 nm. Moreover, it is preferable that nx and ny of the third optical anisotropic layer are substantially equal.
Formula (1) nx ≧ ny> nz
Formula (2) Rth = {(nx + ny) / 2−nz} × d
In the formula, nx and ny are in-plane main refractive indexes of the optically anisotropic layer, nz is the main refractive index in the thickness direction, and d is the thickness (nm) of the optically anisotropic layer.
[0010]
In the present invention, the second optically anisotropic layer is a layer formed by fixing a liquid crystalline compound having nematic hybrid orientation (preferably nematic orientation with an average tilt angle of 5 ° to 35 °) (hereinafter referred to as “liquid crystal”). In some cases, it is also referred to as a “reactive film”.
Here, in this specification, the nematic hybrid alignment means that the liquid crystalline compound is nematic aligned, and the angle formed by the director of the liquid crystalline compound and the layer plane at this time is different between the upper surface and the lower surface of the layer. Say. Therefore, the orientation form in which the angle between the director and the layer plane is different in the vicinity of the upper surface interface and in the vicinity of the lower surface interface, specifically, the director and the layer plane in the vicinity of the upper surface interface and in the vicinity of the lower surface interface. And the angle between the upper surface and the lower surface of the layer is continuously changed.
[0011]
The layer formed by immobilizing a liquid crystal compound having nematic hybrid alignment refers to a condition in which the liquid crystal compound having nematic hybrid alignment is actually used (for example, incorporated in a liquid crystal display element). It is a film that maintains the orientation under the conditions used and does not lose its performance as a retardation plate. In the liquid crystal film formed by fixing such nematic hybrid alignment, the director of the liquid crystal compound is oriented at different angles at all positions in the film thickness direction. Therefore, the optical axis does not exist when the film is viewed as a structure called a film.
[0012]
In the present specification, the “average tilt angle” means an average value of angles formed by the director of the liquid crystal compound and the film plane in the film thickness direction of the liquid crystal film. In the liquid crystalline film in which the nematic hybrid orientation is fixed, the angle formed by the director and the film plane is usually 10 ° to 70 °, preferably 15 ° to 60 ° as an absolute value near one interface of the film. In the surface opposite to the surface, the absolute value is usually 0 ° to 50 °, preferably 0 ° to 30 °. The average tilt angle is in the range of 5 ° to 35 ° as an absolute value, preferably 7 ° to 33 °, more preferably 10 ° to 30 °. When the average tilt angle is out of the range of 5 ° to 35 °, the contrast is lowered. The average tilt angle can be obtained by applying a crystal rotation method.
[0013]
The liquid crystalline film in which the nematic hybrid alignment is fixed may be formed of any liquid crystalline compound as long as the nematic hybrid alignment state as described above is fixed. For example, after a low molecular liquid crystalline compound is nematic hybrid aligned in a liquid crystal state, a liquid crystalline film obtained by fixing by photocrosslinking or thermal crosslinking, or after forming a polymer liquid crystalline compound in a nematic hybrid alignment in a liquid crystal state, A liquid crystalline film obtained by fixing the alignment by cooling can be used. In the present specification, the “liquid crystalline film” does not ask whether the film itself exhibits liquid crystallinity, but a liquid crystalline compound such as a low molecular liquid crystalline compound or a high molecular liquid crystalline compound is formed into a film. It is used in the meaning including what is obtained by this.
[0014]
The elliptically polarizing plate of the present invention has a configuration in which a polarizer is laminated on the retardation plate. In the elliptically polarizing plate of the present invention, the first and second optically anisotropic layers and the polarizer are laminated so that the whole is almost completely circularly polarized light. By setting the optical orientation in this way, λ / 4 can be achieved in a wide wavelength region. For example, the angle between the slow axis of the first optical anisotropic layer and the slow axis of the second optical anisotropic layer is 60 °, the slow axis of the first optical anisotropic layer and the polarizing film The angle between the polarization axis (the direction in which the transmittance becomes maximum in the plane) is set to 15 °, and the angle between the slow axis of the second optical anisotropic layer and the polarization axis of the polarizing film is set to 75 °. Thus, circularly polarized light, that is, broadband λ / 4 can be achieved in the entire visible region. The angle between the slow axis of the first optical anisotropic layer and the slow axis of the second optical anisotropic layer is 60 °, and the slow axis of the first optical anisotropic layer is The angle between the polarizing axis of the polarizing film and the polarizing axis of the polarizing film may be set to 75 ° and 75 ° and 15 °, respectively. The allowable range of the above angle is within ± 10 °, preferably within ± 8 °, more preferably within ± 6 °, further preferably within ± 5 °, and more preferably ± 4 °. Is most preferably within.
[0015]
In the elliptically polarizing plate of the present invention, a configuration in which a polarizer, first, second and third optically anisotropic layers are laminated in this order is preferable.
[0016]
In the present specification, the broad band λ / 4 specifically means that the retardation value / wavelength value measured at wavelengths of 450 nm, 550 nm, and 650 nm are both in the range of 0.2 to 0.3. Means that. The retardation value / wavelength value is preferably in the range of 0.21 to 0.29, more preferably in the range of 0.22 to 0.28, and 0.23 to 0.27. Most preferably within the range.
[0017]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a typical embodiment of an elliptically polarizing plate. The elliptically polarizing plate shown in FIG. 1 includes a linearly polarizing film (P), a first optically anisotropic layer (A), and a second optically anisotropic layer (both sandwiched between protective films (T1, T2). B) and the third optically anisotropic layer (C) are laminated in this order. FIG. 2 is a plan view showing the direction of the slow axis of the optically anisotropic layer and the direction of the polarization transmission axis or polarization absorption axis of the linear polarizing film. The angle (α) in the same plane between the slow axis (a) of the first optically anisotropic layer (A) and the slow axis (b) of the second optically anisotropic layer (B) shown in FIG. ) Is preferably 50 to 70 °. The angle (β) between the slow axis (a) of the first optically anisotropic layer (A) and the polarization transmission axis or polarization absorption axis (p) of the linear polarizing film is preferably 10 to 20 °. .
[0018]
[First optical anisotropic layer and second optical anisotropic layer]
In the present invention, both the first optical anisotropic layer and the second optical anisotropic layer may be layers formed from a liquid crystalline compound. The liquid crystal compound is preferably a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound, and more preferably a rod-like liquid crystal compound. The liquid crystalline compound is preferably nematic hybrid aligned, more preferably fixed in a nematic hybrid aligned state, and most preferably the liquid crystalline compound is fixed by a polymerization reaction. Examples of rod-like liquid crystalline compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines. , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only the above low-molecular liquid crystalline compounds but also high-molecular liquid crystalline compounds can be used. It is more preferable to fix the alignment of the rod-like liquid crystal compound by polymerization. As the polymerizable rod-like liquid crystal compound, Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), US Pat. No. 4,683,327, US Pat. No. 5,622,648, US Pat. No. 5,770,107, International Patent (WO) 95/22586. No. 95/24455, No. 97/00600, No. 98/23580, No. 98/52905, JP-A-1-272551, No. 6-16616, No. 7-110469. And the compounds described in JP-A No. 11-80081 and JP-A No. 2001-328773 can be used.
[0019]
The optically anisotropic layer is formed by applying a coating liquid containing a liquid crystalline compound and the following polymerizable initiator and other additives onto the alignment film. As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination. The coating liquid can be applied by a known method (eg, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
[0020]
The aligned liquid crystal compound is fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction of the polymerizable group (P) introduced into the liquid crystal compound. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferred. Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).
[0021]
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. Irradiation energy is 20mJ / cm 2 ~ 50J / cm 2 It is preferably 100 to 800 mJ / cm. 2 More preferably. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions. The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm.
[0022]
In the present invention, the optical axis of the first optically anisotropic layer is parallel to the layer plane. Such an optically anisotropic layer may be a film in which a liquid crystalline compound is substantially horizontally (homogeneously) aligned, or may be a stretched polymer film. The substantially horizontal (homogeneous) orientation of the liquid crystal compound means that the average angle between the director direction of the liquid crystal compound and the film plane is in the range of 0 to 40 °, and the It means that the angle formed by the director and the film plane is smaller than 5 °. The liquid crystalline compound is preferably fixed in an aligned state, and more preferably fixed by polymerization. The immobilization method and the immobilizable liquid crystal compound structure are the same as those described in the description of the immobilization of the hybrid alignment.
[0023]
In the aspect in which the first optically anisotropic layer is formed of a polymer film, the polymer film is preferably formed of a polymer that can exhibit optical anisotropy. Examples of such polymers include polyolefins (eg, polyethylene, polypropylene, norbornene-based polymers), polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyvinyl alcohol, polymethacrylic acid ester, polyacrylic acid ester and cellulose ester (eg, cellulose triacetate). Tate, cellulose diacetate). Moreover, a copolymer or a polymer mixture of these polymers may be used.
[0024]
The optical anisotropy of the polymer film is preferably obtained by stretching. The stretching is preferably uniaxial stretching. Uniaxial stretching is preferably longitudinal uniaxial stretching using the difference in peripheral speed between two or more rolls, or tenter stretching in which both sides of the polymer film are gripped and stretched in the width direction. In addition, using two or more polymer films, the optical properties of the entire two or more films may satisfy the above conditions. The polymer film is preferably produced by a solvent cast method in order to reduce unevenness in birefringence. The thickness of the polymer film is preferably 20 to 500 μm, and most preferably 30 to 100 μm.
[0025]
[Third optically anisotropic layer]
In the present invention, the third optically anisotropic layer may be formed of a single layer or a multilayer as long as it exhibits negative optical anisotropy and satisfies the formula (1). May be. The third optically anisotropic layer may be a polymer film that exhibits optical anisotropy, or may be one that exhibits optical anisotropy by aligning a liquid crystalline compound. Further, a combination of these may be used. When the third optically anisotropic layer is a polymer film, examples of the material of the polymer film include triacetylcellulose, cyclic polyolefin, polyimide, and modified polycarbonate. These exhibit negative optical anisotropy. The material of the polymer film is not limited to the above material as long as the orientation state of the molecular chain is the same as the orientation state of the polymer molecular chain. Among them, a polymer film made of triacetyl cellulose or cyclic polyolefin is preferable. Moreover, you may express desired Rth by biaxially stretching a polymer film. In addition, an additive may be added to the polymer to adjust Rth. As techniques for adjusting Rth of triacetyl cellulose, JP-A Nos. 2000-1111914 and 2001-166144 are known.
[0026]
When the third optically anisotropic layer is formed from a liquid crystalline compound, it is preferably formed from a discotic liquid crystalline compound or a cholesteric liquid crystalline compound, and more preferably formed from a discotic liquid crystalline compound. By aligning the discotic liquid crystalline compound substantially horizontally with respect to the substrate, a layer exhibiting negative optical anisotropy can be formed. Such a technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-352328. The term “substantially horizontal” means that the average angle formed by the optical axis of the discotic liquid crystalline compound and the normal direction of the substrate is in the range of 0 ± 10 °. The discotic liquid crystalline compound may have an average tilt angle other than 0 ° (specifically, a range of 0 ± 10 °) or may have a hybrid orientation in which the tilt angle gradually changes. In addition, a twisting deformation may be added to the orientation state by adding a chiral agent or applying a shear stress.
[0027]
Preferred discotic liquid crystalline compounds for forming the third optically anisotropic layer are various documents (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); Japan). Chemistry Association, Quarterly Review, No. 22, Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10 Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794. (1985); J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 116, page 2655 (1994)). The polymerization of discotic liquid crystalline compounds is described in JP-A-8-27284. In order to fix the discotic liquid crystalline compound by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline compound. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. JP-A-2001-4387 discloses a discotic liquid crystalline compound having a polymerizable group.
[0028]
A cholesteric liquid crystalline compound exhibits negative optical anisotropy due to a helical twisted orientation. Desired optical characteristics can be obtained by arranging the cholesteric liquid crystalline compound in a spiral and controlling the twist angle and retardation value of the arrangement. The twisted orientation of the cholesteric liquid crystalline compound can be achieved by using a known method. The liquid crystalline compound is preferably fixed in an aligned state, and more preferably fixed by polymerization.
[0029]
The first and third optically anisotropic layers can be formed of a liquid crystalline compound or a polymer film, and the second optically anisotropic layer can be formed of a liquid crystalline compound. Examples of methods for producing these laminates include the following.
When all of the first, second, and third optically anisotropic layers are made of a liquid crystalline compound, three layers may be sequentially laminated on the same support, or after each is formed on the temporary support. Alternatively, they may be bonded together, or one layer formed on the temporary support may be transferred to one obtained by sequentially laminating two layers on the same support.
When the second optically anisotropic layer is made of a liquid crystalline compound and the first and third optically anisotropic layers are made of a liquid crystalline compound or a polymer film, the polymer film is formed with a layer made of the liquid crystalline compound. Can be used as a support. For example, a polymer film having negative optical anisotropy such as triacetyl cellulose can be used as the third optical anisotropic layer and as a support for the second optical anisotropic layer made of a liquid crystalline compound. Can also be used. Further, a liquid crystalline compound may be applied on the first optically anisotropic layer to form a first optically anisotropic layer, or a polymer film may be bonded as the first optically anisotropic layer. You may transfer the liquid crystalline film formed on the support body.
[0030]
The polymer film used as a support on which the liquid crystal compound is applied can be used as any one of the first and third optically anisotropic layers, and can also be used as a protective film for a polarizer. It can be used as a film that has both functions.
[0031]
The preferred form of the elliptically polarizing plate of the present invention is a polarizer, the first, second and third optically anisotropic layers laminated in this order. The order to go is not asked.
[0032]
In the present invention, the second optically anisotropic layer is a liquid crystalline film in which the nematic hybrid alignment of the liquid crystalline compound is fixed. The liquid crystalline film is asymmetrical in the vertical direction with respect to the plane of the film because the inclination angle of the liquid crystalline compound is different between above and below in the thickness direction. Therefore, for example, the viewing angle improvement effect when used in a liquid crystal display device differs depending on whether the liquid crystal compound closer to the polarizing plate has a higher tilt angle or a lower tilt angle. In the present invention, the tilt angle of the nematic hybrid aligned liquid crystalline compound forming the second optically anisotropic layer is greater than the third optical anisotropy than the side closer to the first optically anisotropic layer. The side closer to the layer is preferably larger. In the preferred form, that is, in the form in which the polarizer, the first, second and third optically anisotropic layers are laminated in this order, the liquid crystalline compound of the second optically anisotropic layer is a polarizer. It is preferable that the liquid crystal compound on the near side has a lower tilt angle.
[0033]
The first and third optically anisotropic layers may be a layer made of a liquid crystal compound or a polymer film, and any of them may be used in consideration of optical parameters of the liquid crystal cell, required optical performance, and the like. Can also be selected. Furthermore, it is preferable to optimize the in-plane retardation and Rth of each layer so as to obtain desired display characteristics.
[0034]
In forming the nematic hybrid aligned liquid crystal film, the tilt angle on the support side and the tilt angle on the air interface side can be controlled by selecting an air interface aligning agent added to the alignment film or the liquid crystal layer, and the support side has a low tilt angle. Thus, the air interface side can be set to a high tilt angle and vice versa. Furthermore, even if the same alignment film and air interface alignment agent are used, a hybrid alignment film in which the high tilt angle side and the low tilt angle side are turned upside down can be formed by transferring it to another substrate after being formed on a temporary support. Can be obtained.
[0035]
[Alignment film]
When the first, second and third optically anisotropic layers are formed from a liquid crystalline compound, it is preferable to use an alignment film in order to align the liquid crystalline compound. For example, when the first, second and third optical anisotropic layers are sequentially formed on the same support, the support / alignment film / first optical anisotropic layer / alignment film / second Optical anisotropic layer / alignment film / third optical anisotropic layer, or support / alignment film / third optical anisotropic layer / alignment film / second optical anisotropic layer / alignment film / Like the first optically anisotropic layer, each optically anisotropic layer can be formed on an alignment film to control the alignment and to exhibit desired optical characteristics.
The material of the alignment film can be selected according to the required optical properties and the type of liquid crystal compound used. In addition, even if an alignment film is not separately provided between each optically anisotropic layer, it can be laminated on the optically anisotropic layer by adding molecules having an alignment film function to the components constituting the optically anisotropic layer. The optically anisotropic layer thus formed can be brought into a desired orientation state.
[0036]
The alignment film is formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably a polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroup, or an organic compound (eg, ω-tricosanoic acid, dioctadecyldimethyl) by the Langmuir-Blodgett method. It can be provided by means such as accumulation (LB film) of ammonium chloride and methyl stearate. Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field or a magnetic field or light irradiation is also known. An alignment film formed by a polymer rubbing treatment is particularly preferable. The rubbing treatment is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth.
[0037]
The type of polymer used for the alignment film is determined according to the alignment (particularly the average tilt angle) of the liquid crystal compound. It is preferable to adjust the surface energy according to the inclination angle to be expressed. In the present invention, when the third optically anisotropic layer is formed of a liquid crystalline compound, it is preferable to use a polymer that does not reduce the surface energy of the alignment film. Further, when the third optically anisotropic layer is formed using a discotic liquid crystalline compound, the rubbing treatment may not be performed and the alignment film may be omitted. However, for the purpose of improving the adhesion between the liquid crystalline compound and the transparent support, an alignment film (described in JP-A-9-152509) forming a chemical bond with the liquid crystalline compound at the interface may be used. When an alignment film is used for the purpose of improving adhesion, rubbing treatment need not be performed.
[0038]
In the first or second optically anisotropic layer, when the director of the rod-like liquid crystalline compound is oriented at an angle larger than 45 ° with respect to the major axis direction of the transparent support, it is perpendicular to the rubbing direction. It is preferable to use an alignment film (hereinafter referred to as an orthogonal alignment film) in which directors of rod-like liquid crystal compounds are arranged in the direction. The orthogonal alignment film is described in JP-A Nos. 2002-62427 and 2002-268068.
[0039]
The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 3 μm.
In any of the alignment films, after the liquid crystal compound is fixed in the aligned state, it can be transferred onto another support. The liquid crystalline compound fixed in the alignment state can maintain the alignment state even without the alignment film. Accordingly, in the present invention, in addition to the method of sequentially forming each optical anisotropic layer on the same support, the retardation plate includes each optical anisotropic layer formed on a temporary support, etc. If necessary, it can also be produced by a method of bonding using an adhesive or the like.
[0040]
Any alignment film preferably has a polymerizable group. The polymerizable group can be introduced by introducing a repeating unit having a polymerizable group in the side chain or as a substituent of a cyclic group.
[0041]
[Transparent support]
The elliptically polarizing plate of the present invention and the retardation plate used in the present invention may have a support, and the support is preferably a transparent support. As the transparent support, a glass plate or a polymer film, preferably a polymer film is used. That the support is transparent means that the light transmittance is 80% or more.
The thickness of the transparent support is preferably 10 to 500 μm, and more preferably 30 to 200 μm.
[0042]
In order to improve adhesion between the transparent support and the layer (adhesive layer, alignment film or optically anisotropic layer) provided thereon, surface treatment (for example, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet ray) is applied to the transparent support. Treatment, flame treatment, etc.).
An ultraviolet absorber may be added to the transparent support.
An adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the transparent support. The adhesive layer is described in JP-A-7-333433. The thickness of the adhesive layer is preferably 0.1 to 2 μm, and preferably 0.2 to 1 μm.
[0043]
As the transparent support, it is preferable to use a polymer film having a small wavelength dispersion. The transparent support preferably has a small optical anisotropy. The phrase “small chromatic dispersion” specifically means that the ratio of Re400 / Re700 is less than 1.2. Specifically, the small optical anisotropy means that in-plane retardation (Re) is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less. Examples of the polymer include cellulose ester, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate, polymethacrylate and cyclic polyolefin. Cellulose esters are preferred, acetyl cellulose is more preferred, and triacetyl cellulose is most preferred. Examples of cyclic polyolefins include polymers obtained by hydrogenating a ring-opening polymer of tetracyclododecenes or a ring-opening copolymer of tetracyclododecenes and norbornenes described in JP-B-2-9619. The polymer used as the constituent component and the product name can be used from Arton (manufactured by JSR), Zeonex, and Zeonore (manufactured by Nippon Zeon) The polymer film is preferably formed by a solvent cast method.
[0044]
[Polarizer]
In the present invention, a polarizer in which at least one surface of the polarizing film is protected by a transparent film is used as the polarizer. The polarizing film is preferably a linear polarizing film, and examples thereof include an iodine polarizing film, a dye polarizing film using a dichroic dye, and a polyene polarizing film. The iodine polarizing film and the dye polarizing film are generally produced using a polyvinyl alcohol film. The polarizing axis (transmission axis) of the polarizing film corresponds to a direction perpendicular to the stretching direction of the film. The protective film for the polarizing film is preferably a cellulose ester film having high optical isotropy, particularly a triacetyl cellulose film or a cyclic polyolefin film. The protective film may also serve as a member of the retardation plate, for example, may serve as an optically anisotropic layer (preferably a first optically anisotropic layer) made of a polymer film. It may also serve as a support for the phase difference plate.
[0045]
In the present invention, Rth of the protective film of the polarizer is 30 to 250 nm smaller than Rth of the third optical anisotropic layer. Rth of the protective film is preferably 0 to 50 nm, more preferably 0 to 30 nm, and most preferably 0 to 20 nm.
[0046]
In the elliptically polarizing plate of the present invention, a polarizer in which only one surface of the polarizing film is protected by a protective film may be used. That is, an embodiment in which there is no protective film between the polarizing film and the first optically anisotropic layer and only a substantially optically isotropic pressure-sensitive adhesive layer or adhesive layer is interposed is also within the scope of the present invention. include. Examples of the pressure-sensitive adhesive and adhesive include acrylic, epoxy, ethylene-vinyl acetate, and rubber resins. The adhesive layer having optical isotropy is described in JP-A-6-242434.
[0047]
The elliptically polarizing plate of the present invention is an elliptically polarizing plate used in a liquid crystal display device, an optical disk writing pickup, an elliptically polarizing plate used in a GH-LCD or a PS conversion element, or an ellipse used as an antireflection film. It is particularly advantageously used as a polarizing plate. The elliptically polarizing plate of the present invention can be easily incorporated into a device for a purpose such as a reflective type and a transflective type liquid crystal display device.
[0048]
[Liquid Crystal Display]
The liquid crystal display device of the present invention includes at least the elliptically polarizing plate of the present invention, and includes a reflective, transflective, and transmissive liquid crystal display device. A liquid crystal display device generally includes a polarizing plate, a liquid crystal cell, and a retardation plate, a reflective layer, a light diffusion layer, a backlight, a front light, a light control film, a light guide plate, a prism sheet, a color filter, etc. Although comprised from a member, in this invention, there is no restriction | limiting in particular except the point which makes it essential to use the said elliptically polarizing plate. Further, the use position of the elliptically polarizing plate is not particularly limited, and may be one place or a plurality of places. The liquid crystal cell is not particularly limited, and a general liquid crystal cell such as a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates provided with electrodes can be used. The transparent substrate constituting the liquid crystal cell is not particularly limited as long as the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer is aligned in a specific alignment direction. Specifically, a transparent substrate in which the substrate itself has a property of orienting liquid crystals, a transparent substrate in which an alignment film having the property of orienting liquid crystals is provided, but the substrate itself lacks the alignment ability. Either can be used. Moreover, a well-known thing can be used for the electrode of a liquid crystal cell. Usually, it can be provided on the surface of the transparent substrate with which the liquid crystal layer is in contact, and when a substrate having an alignment film is used, it can be provided between the substrate and the alignment film. The material exhibiting liquid crystal properties for forming the liquid crystal layer is not particularly limited, and examples thereof include various normal low-molecular liquid crystal substances, high-molecular liquid crystal substances, and mixtures thereof that can constitute various liquid crystal cells. In addition, a dye, a chiral agent, a non-liquid crystal substance, or the like can be added to these as long as liquid crystallinity is not impaired.
[0049]
In addition to the electrode substrate and the liquid crystal layer, the liquid crystal cell may include various components necessary for forming various types of liquid crystal cells described later. As a method of the liquid crystal cell, a TN (twisted nematic) method, an STN (super twisted nematic) method, an ECB (electrically controlled birefringence) method, an IPS (in-plane switching) method, a VA (in-plane switching) method, a VA (in-plane switching) method, and a VA (in-plane switching) method. ) Method, PVA (Patterned Vertical Alignment) method, OCB (Optically Compensated Birefringence) method, HAN (Hybrid Aligned Nematic) l) Various methods, such as a display method using a halftone gray scale method, a domain division method, or a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal. The driving method of the liquid crystal cell is not particularly limited, and a passive matrix method used for STN-LCD and the like, and an active matrix method using an active electrode such as a TFT (Thin Film Transistor) electrode and a TFD (Thin Film Diode) electrode, Any driving method such as a plasma addressing method may be used. A field sequential method that does not use a color filter may be used.
[0050]
The elliptically polarizing plate of the present invention is preferably used for reflective and transflective liquid crystal display devices. The reflective liquid crystal display device has a configuration in which a reflector, a liquid crystal cell, and a polarizing plate are laminated in this order. The retardation plate is disposed between the reflecting plate and the polarizing film (between the reflecting plate and the liquid crystal cell or between the liquid crystal cell and the polarizing film). The reflector may share the liquid crystal cell and the substrate. The transflective liquid crystal display device includes an electro-liquid crystal cell, a polarizing plate disposed closer to the viewer than the liquid crystal cell, and at least one retardation plate disposed between the polarizing plate and the liquid crystal cell. And at least a transflective layer disposed behind the liquid crystal layer as viewed from the viewer, and at least one retardation plate and a polarizing plate behind the transflective layer as viewed from the viewer. Have In this type of liquid crystal display device, it is possible to use both a reflection mode and a transmission mode by installing a backlight.
[0051]
In the liquid crystal display device, the laminate of at least one retardation plate and a polarizer functions as an elliptically polarizing plate. The liquid crystal display device of the present invention uses at least one of the elliptically polarizing plates of the present invention.
[0052]
The elliptically polarizing plate of the present invention is not limited to the above applications, and can be used for various other applications. For example, it can be used for an antireflection film such as a host-guest type liquid crystal display device, a touch panel, an electroluminescence (EL) element, a reflection type polarizing plate, and the like.
[0053]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, ratios, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[Example 1]
(Production of retardation plate)
A glass substrate having a width of 100 mm and a length of 150 mm is spin-coated with a diluted solution of an alignment film (polymer having the following structural formula), heated at 80 ° C. for 1 hour, at 180 ° C. for 1 hour, and further at 250 ° C. for 1 hour, An alignment film having a thickness of 0.5 μm was formed.
[0054]
Polymer for alignment film
[Chemical 1]
[0055]
On the alignment film subjected to the rubbing treatment, a coating liquid having the following composition is spin-coated, dried, and heated (alignment aging), and further irradiated with ultraviolet rays to form an optically anisotropic layer B having a thickness of 1.2 μm. Formed. The optically anisotropic layer B had a slow axis in the rubbing direction. The retardation value (Re550) at 550 nm was 115 nm. When the tilt angle was measured by applying the crystal rotation method, the tilt of the alignment film interface was 5 °, the tilt of the air interface side was 45 °, the average tilt angle was 25 °, and the liquid crystal compound was hybrid aligned. I found out.
Coating liquid composition of optically anisotropic layer B
The following rod-like liquid crystalline compound (1) 14.5% by mass
The following sensitizer 0.15% by mass
The following photoinitiator 0.29 mass%
Methyl ethyl ketone 85.06 mass%
[0056]
Rod-like liquid crystalline compound (1)
[Chemical formula 2]
[0057]
[Chemical 3]
[0058]
As the optically anisotropic layer C, a triacetyl cellulose film having a thickness of 60 μm was used. The Rth value at 589.3 nm measured with a birefringence meter of the triacetyl cellulose film (KOBRA-21ADH manufactured by Oji Scientific Instruments) was 80 nm. Moreover, this film showed negative optical anisotropy.
The optically anisotropic layer B produced as described above and the triacetylcellulose film were bonded with an adhesive to obtain a laminate of the optically anisotropic layer B and the optically anisotropic layer C.
[0059]
A uniaxially stretched arton film (manufactured by JSR) was used as the optically anisotropic layer A. The optical axis of this film was parallel to the film plane, and the retardation value measured at 550 nm was 260 nm. The laminate of the optically anisotropic layer B and the optically anisotropic layer C produced above and the Arton film were bonded together with an adhesive. At this time, the optically anisotropic layer A, the optically anisotropic layer B, and the optically anisotropic layer C are arranged in this order, and the slow axes of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B are 60 °. It was pasted so as to intersect.
[0060]
(Production of elliptically polarizing plate)
A roll-like polyvinyl alcohol film having a thickness of 80 μm was continuously stretched 5 times in an iodine aqueous solution and dried to obtain a polarizing film. Using a 3% aqueous solution of polyvinyl alcohol (Kuraray PVA-117H) as an adhesive, a saponified triacetyl cellulose film was bonded to obtain a polarizer having both surfaces protected by triacetyl cellulose. Here, the Rth value of the triacetyl cellulose film used as the protective film of the polarizing film was 30 nm.
[0061]
Subsequently, the produced retardation plate (laminated body of the optically anisotropic layer A, the optically anisotropic layer B, and the optically anisotropic layer C) and a polarizer were bonded with an adhesive to prepare an elliptically polarizing plate. At this time, the optically anisotropic layer A and the polarizer are bonded so that they are in contact with each other, and the angles formed by the transmission axis of the polarizer and the slow axes of the optically anisotropic layer A and the optically anisotropic layer B are 75 respectively. ° and 15 °.
[0062]
[Example 2]
The surface of the triacetyl cellulose film having an Rth of 40 nm was saponified, and a diluted solution of polyvinyl alcohol (MP-203 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was applied thereon to form an alignment film. On the alignment film subjected to the rubbing treatment, a coating liquid containing a discotic liquid crystal having the following composition is spin-coated, dried and heated (alignment aging), and further irradiated with ultraviolet rays to fix a liquid crystal having a thickness of 1 μm. A chemical layer was formed. It was found that the laminate of this triacetyl cellulose and the discotic liquid crystal layer had a negative optical anisotropy having an Rth of 100 nm as a whole and functioned as the optical anisotropic layer C.
Coating liquid composition of discotic liquid crystal layer
The following discotic liquid crystal compound (1) 32.6% by mass
Cellulose acetate butyrate 0.7% by mass
The following modified trimethylolpropane triacrylate 3.2% by mass
0.4% by mass of the above sensitizer
1.1% by mass of the above photopolymerization initiator
Methyl ethyl ketone 62.0% by mass
[0063]
[Formula 4]
[0064]
[Chemical formula 5]
[0065]
In Example 1, instead of the triacetyl cellulose bonded as the optically anisotropic layer C, the laminate of the discotic liquid crystal layer and the triacetylcellulose produced as described above was used as the optically anisotropic layer C, and optical anisotropic The laminated body of the optical layer A, the optically anisotropic layer B, and the optically anisotropic layer C was obtained. Further, in the same manner as in Example 1, this laminate and a polarizing plate were bonded together to obtain an elliptical polarizing plate.
[0066]
[Example 3]
In the same manner as in Example 2, a laminate of the optically anisotropic layer A, the optically anisotropic layer B, and the optically anisotropic layer C was obtained. The polarizing plate is a film in which only one surface is protected with triacetyl cellulose, and the unprotected surface of the polarizing plate (a polarizing film made of stretched polyvinyl alcohol) and the optically anisotropic layer A are optically combined. An elliptical polarizing plate was produced by laminating with an isotropic acrylic adhesive.
[0067]
[Example 4]
(Viewing angle measurement)
The following was used as a reflective liquid crystal display device. The substrate is 0.7mm thick glass, the gap of the liquid crystal cell is 2.7μm, the observer side electrode is ITO electrode, the counter electrode is an aluminum reflective electrode with irregularities, the alignment film of the liquid crystal cell is polyimide, rubbing A cell having an angle (equal to the twist angle of the liquid crystal) of 70 ° is manufactured, and nematic liquid crystal having Δn = 0.086 and a dielectric anisotropy of +10.0 is injected into the space portion, thereby producing a liquid crystal cell Was made.
In this liquid crystal cell, the elliptically polarizing plate produced in Examples 1 to 3 is parallel to the bisector of the angle between the slow axis direction of the optically anisotropic layer B and the rubbing direction of the upper and lower substrates of the liquid crystal cell. Thus, a liquid crystal display device was produced.
Subsequently, the reflection luminance of each of the manufactured liquid crystal display devices was measured using a spectral radiance meter under ordinary indoor fluorescent lamp illumination. The observation angle at this time was measured while the liquid crystal display device was placed horizontally, the angle was fixed in the direction of 50 ° from the normal line, and the orientation of the liquid crystal display device was changed every 15 °. The respective luminances of the liquid crystal display device when it was turned on and off were measured, and the contrast ratio, which is the ratio of the luminance when it was turned on and off, was calculated. In both examples, the direction in which the contrast ratio was the lowest was common and was 90 ° with respect to the transmission axis of the polarizing plate. The table below shows the contrast ratio in this direction.
[0068]
[Comparative Example 1]
In Example 1, an elliptically polarizing plate was produced using triacetyl cellulose having Rth of 40 nm instead of triacetyl cellulose having Rth of 80 nm used as the optically anisotropic layer C.
[0069]
[Comparative Example 2]
In Example 1, instead of triacetyl cellulose having an Rth of 80 nm used as the optically anisotropic layer C, triacetyl cellulose having an Rth of 40 nm was used, and further protected by triacetyl cellulose having an Rth of 30 nm. Instead of the polarizing plate, an elliptical polarizing plate was prepared using a polarizing plate protected by triacetyl cellulose having Rth of 80 nm.
[0070]
[Table 1]
[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an elliptically polarizing plate that contributes to an improvement in viewing angle characteristics when used in a liquid crystal display device or the like, and a liquid crystal display device with improved viewing angle characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical embodiment of an elliptically polarizing plate of the present invention.
2 is a plan view showing the direction of the slow axis of the optically anisotropic layer of the elliptically polarizing plate of FIG. 1 and the direction of the polarization transmission axis or polarization absorption axis of the polarizing film. FIG.
[Explanation of symbols]
A first optically anisotropic layer
B Second optically anisotropic layer
C Third optical anisotropic layer
P Polarizing film
T1, T2 protective film
a Slow axis of the first optically anisotropic layer
b Slow axis of the second optically anisotropic layer
p Polarization transmission axis or polarization absorption axis
