JP2006072150A - 光学異方性層及びその製造方法、液晶表示装置及び液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止する光学異方性層及びその製造方法、前記光学異方性層からなる光学補償素子を用いることにより高視野角、高コントラストで高画質な液晶表示装置及び液晶プロジェクタの提供。
【解決手段】 重合性化合物で形成された光学異方性を示す有機層の間に、少なくとも配向膜と中間層とが設けられていることを特徴とする光学異方性層及びその製造方法。一対の電極及び該電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面又は片面に配される前記光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備えた液晶表示装置。光源からの照明光を液晶表示装置に照射し、液晶表示装置によって光変調された光を投影光学系によりスクリーン上に結像させて画像を表示する液晶プロジェクタ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学異方性層及びその製造方法、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに関する。

近年、液晶表示装置は、その用途展開が急速に進んでおり、携帯電話、パソコン用モニタ、テレビ、液晶プロジェクタなどに使われている。
一般に、液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどの表示モードで液晶を動作させて、該液晶を通過する光を電気的に制御して明暗の違いを画面上に表すことで、文字や画像を表現する液晶表示装置である。
このような液晶表示装置としては、一般に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）−ＬＣＤが知られており、該ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶動作モードとしてはＴＮモードが主流である。一方、近年液晶表示装置の用途展開が進むにつれて、高コントラスト化の要望が高まっており、ＶＡモードの液晶表示装置の研究も盛んに行われている。
ＴＮモードの液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間に９０°ねじれたネマチック液晶が封入され、また、２枚のガラスの外側には一対の偏光板がクロスニコルで配置されている。そして、電圧無印加状態では、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層で偏光面が９０°ねじられて検光子側の偏光板を通過して白表示となる。また、電圧が十分に印加された状態では、液晶の配列方向が液晶パネルに略垂直に変化して、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が偏光状態を変化させることなく液晶層を通り抜けて検光子側の偏光板に到達して黒表示となる。
一方、ＶＡモードの液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間に垂直配向あるいは垂直傾斜配向するようにネマチック液晶が封入され、また、２枚のガラスの外側には一対の偏光板がクロスニコルで配置されている。そして、電圧無印加状態では、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層でその偏光面をほとんど変化させることなく液晶層を通り抜けて検光子側の偏光板に到達して黒表示となる。また、電圧が十分に印加された状態では、液晶の配列方向が液晶パネルに平行で、且つ９０°ねじれた状態に変化して、偏光子側の偏光板を通った直線偏光が液晶層で偏光面が９０°ねじられて検光子側の偏光板を通過して白表示となる。
これらの表示モードで動作する液晶表示装置は、斜め方向から表示画面を見た場合に、コントラストの低下や階調表示で明るさが逆転する階調反転現象等による表示特性の悪化が生じるという視野角依存性の問題がある。
このような視野角依存性の問題は、液晶表示装置を黒表示しようとしても、視野角によっては、完全な黒にはならず、光漏れを起こすことに起因する。

従来より、黒表示状態の液晶層を通過する光の位相差値と、光学異方性層の位相差値とを合わせこみ、該黒表示状態の液晶層を三次元的に光学補償して、どの方向から見ても光漏れをなくして、視野角依存性の問題を改善する光学補償フィルムが提案されている。
例えば、本願出願人によって、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム等の透明支持体及びその上に設けられた光学異方性層からなる光学補償シートであって、前記光学異方性層がディスコティック構造単位を有する化合物からなる光学異方性を有する層であり、前記ディスコティック構造単位の円盤面が、透明支持体面に対して傾いており、且つ、前記ディスコティック構造単位の円盤面と透明支持体面とのなす角度が、光学異方性層の厚み方向において変化するハイブリッド配向を有し、前記透明支持体が光学的にほぼ一軸性の負の屈折率楕円体の特性を有する光学補償シートが提案されている（特許文献１参照）。
この光学補償フィルムによれば、黒表示状態の液晶層と鏡面対称となるように前記光学異方性層のディスコティック構造単位が配列されているため、前記透明支持体と前記ディスコティック構造単位との積層体全体の光学特性として、黒表示状態の液晶層が光学的に補償され幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。

しかしながらこの場合、前記光学補償フィルムを用いることにより、前記液晶表示装置の視野角依存性の問題が改善され、視野角を拡大することに成功したが、近年、大画面表示を可能とする大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等への要望が高まり、前記大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等に対し、更なる高視野角、高コントラスト化が望まれている。特に、液晶プロジェクタは、様々な角度で液晶セルに入射した光が投影レンズにより統合されてスクリーンに拡大投影されるため、より高いコントラストが要求され、前記光学補償フィルムには未だ改善の余地がある。
即ち、前記光学補償フィルムでは、前記透明支持体にＴＡＣフィルムが用いられており、該ＴＡＣフィルムの厚みの均一化や前記ＴＡＣフィルムの光学特性を高精度で所望の特性とすることが難しく、近年の要求に対しては、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することは不十分であった。
また、従来より、液晶セルを挟むように配置される２つの偏光板間に、ハイブリット配向した液晶層を有する光学フィルムを配置してなり、該光学フィルムが、複屈折性が極めて少ないプラスチックフィルムからなる基材フィルム上にハイブリッド配向した液晶層を配置してなる液晶プロジェクタのコントラスト比改善方法が知られている（特許文献２参照）。前記光学フィルムを有機材料で複数層形成して光学的に補償する有機層では、既に積層した光学フィルム上へ塗布する配向膜形成用塗布液が、前記光学フィルムに悪影響を与え、安定した積層をすることができなかった。特に、ポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液を用いる場合には、該塗布液中の溶剤が前記光学フィルムに浸入し、該光学フィルムの表面を破壊してしまうという塗布適性に欠ける点で問題があった。
このように、安定して光学フィルムを得ることが不十分であり、また、光学フィルム全体として、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが不十分であった。

特開平８−５０２０６号公報 再公表特許ＷＯ０１／０９０８０８

本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、光学異方性層、該光学異方性層を安定して得る製造方法及び前記光学異方性層を備えた光学補償素子を用い、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止することにより高視野角、高コントラストで高画質な液晶表示装置及び液晶プロジェクタを提供することを目的とする。

＜１＞ 重合性化合物で形成された光学異方性を示す有機層の間に、少なくとも配向膜と中間層とが設けられていることを特徴とする光学異方性層である。
＜２＞ 中間層が、無機材料で形成された前記＜１＞に記載の光学異方性層である。
＜３＞ 中間層が、蒸着により形成されたＡｌ_２Ｏ_３層及びＺｎＳ層である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜４＞ 中間層の厚みが、５〜５０００ｎｍである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜５＞ 有機層が、液晶構造を含む重合性液晶化合物から形成され、前記液晶構造の配向角が、前記有機層の厚み方向に対して傾斜した状態で重合により固定されてなる前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜６＞ 有機層における層内の液晶構造が、一定方向に向いた配向方向を有してなる前記＜５＞に記載の光学異方性層である。
＜７＞ 有機層における少なくとも２層の配向方向が、互いに異なる２つの層を有する前記＜６＞に記載の光学異方性層である。
＜８＞ 有機層における少なくとも２層の配向方向が互いに異なる２つの層が、透明支持体の一方の面上に設けられた前記＜７＞に記載の光学異方性層である。
＜９＞ 配向方向が直交する２つの層を有する前記＜６＞から＜８＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜１０＞ 配向角が、前記有機層の厚み方向に変化するハイブリッド配向である前記＜９＞に記載の光学異方性層である。
＜１１＞ 液晶構造が円盤状である前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜１２＞ 液晶構造が棒状である前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の光学異方性層である。
＜１３＞ 一の配向膜上に光学異方性を示す一の有機層を形成する一の有機層形成工程と、
該有機層上に中間層を形成する中間層形成工程と、
該中間層上に他の配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記他の配向膜上に光学異方性を示す他の有機層を形成して、２層以上の有機層を形成する他の有機層形成工程と、
を含むことを特徴とする光学異方性層の製造方法である。
＜１４＞ 無機材料を用いて中間層を形成する前記＜１３＞に記載の光学異方性層の製造方法である。
＜１５＞ Ａｌ_２Ｏ_３及びＺｎＳ若しくは少なくともいずれか一方を蒸着して中間層を形成する前記＜１４＞に記載の光学異方性層の製造方法である。
＜１６＞ 配向膜形成用塗布液を塗布して配向膜を形成する前記＜１３＞に記載の光学異方性層の製造方法である。
＜１７＞ 配向膜形成用塗布液が、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを含んでいる前記＜１６＞に記載の光学異方性層の製造方法である。
＜１８＞ 前記＜１３＞から＜１７＞のいずれかに記載の製造方法によって得られることを特徴とする光学異方性層である。
＜１９＞ 前記＜１＞から＜１２＞及び＜１８＞のいずれかに記載の光学異方性層、透明支持体、及び無機光学異方性層を共に備えてなる光学補償素子である。
＜２０＞ 中間層が、該中間層に隣接する配向膜よりも透明支持体側に位置している前記＜１９＞に記載の光学補償素子である。
＜２１＞ 透明支持体の少なくとも一方の面上に、光学異方性層及び無機光学異方性層を共に備えてなる前記＜１９＞に記載の光学補償素子である。
＜２２＞ 無機光学異方性層は、屈折率が互いに異なる複数の層が規則的な順序で積層され、繰り返し構造を有してなる周期構造積層体であり、前記繰り返し単位の光学厚みが可視光領域における光の波長より短く、周期構造全体として負の屈折率異方性を有する前記＜１９＞から＜２１＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜２３＞ 無機光学異方性層が、下記式（１）で表されるレターデーションＲｔｈが、２０〜３００ｎｍである前記＜１９＞から＜２２＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
Ｒｔｈ＝｛（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２−ｎ_ｚ｝×ｄ・・・式（１）
但し、前記式（１）において、ｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚは、透明支持体の法線方向をＺ軸とした時に、無機光学異方性層中におけるお互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、ｄは、無機光学異方性層の厚みを表す。
＜２４＞ 周期構造積層体が、屈折率の異なる２種類の層が交互積層されてなり、且つ、可視光領域における屈折率差が０．５以上である前記＜２２＞に記載の光学補償素子である。
＜２５＞ 周期構造積層体が、酸化物層である前記＜２２＞から＜２４＞のいずれかに記載の光学補償素子である。
＜２６＞ 周期構造積層体が、ＳｉＯ_２層及びＴｉＯ_２層である前記＜２５＞に記載の光学補償素子である。
＜２７＞ 少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、前記光学補償素子が前記＜１９＞から＜２６＞のいずれかに記載の光学補償素子であることを特徴とする液晶表示装置である。
＜２８＞ 液晶素子がツイストネマティック型である前記＜２７＞に記載の液晶表示装置である。
＜２９＞ 光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が前記＜２７＞から＜２８＞のいずれかに記載の液晶表示装置であることを特徴とする液晶プロジェクタである。

本発明の光学異方性層は、透明支持体上に、重合性化合物で形成されたの有機層を備えてなるため、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
また、本発明の光学異方性層の製造方法は、一の配向膜上に光学異方性を示す一の有機層を形成する一の有機層形成工程と、該有機層上に中間層を形成する中間層形成工程と、該中間層上に他の配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記他の配向膜上に光学異方性を示す他の有機層を形成して、２層以上の有機層を形成する他の有機層形成工程とを含むことを特徴とするものである。
各工程を経ることにより均一で安定した積層をすることができ、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止することができる光学異方性層を製造することが可能となる。
また、本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に注入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配される光学異方性層と、前記液晶素子及び光学異方性層に対向配置される偏光素子とを有し、前記光学異方性層が前記本発明の光学異方性層であるため、高視野角、高コントラスト化が可能となる。
また、本発明の液晶プロジェクタは、光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が前記本発明の液晶表示装置であるため、高視野角、高コントラスト化が可能となる。

本発明によると、光学異方性層、該光学異方性層を安定して得る製造方法及び前記光学異方性層を備えた光学補償素子を用いて、従来における前記問題を解決し、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止することができる。更に、高視野角、高コントラストで高画質な液晶表示装置及び液晶プロジェクタを提供することができる。

（光学異方性層）
本発明の光学異方性層は、透明支持体上に、重合性化合物で形成された光学異方性を示す有機層の間に、少なくとも配向膜と中間層とが設けられており、前記中間層が前記配向膜よりも前記透明支持体側に位置しているものが挙げられる。

−有機層−
前記有機層としては、少なくとも重合性化合物で形成され光学異方性を示す層からなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の構成を備えてなる。

前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、配向状態を固定可能とした液晶分子を含む重合性液晶化合物を用いることが好ましく、棒状液晶構造、円盤状液晶構造、バナナ状液晶構造などを含む重合性液晶化合物がより好ましく、円盤状液晶構造を含む重合性液晶化合物が特に好ましい。
また、前記重合性化合物には、必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有することが可能である。

本発明において、液晶を構成する分子に分子形状に起因する固有軸、つまり、棒状などの棒状様分子であれば長軸方向、板状分子であれば板の法線方向にこの固有軸を設定した場合に、注目した微少領域に含まれる液晶分子の固有軸の平均方向がほぼ揃っていることを液晶分子が配向状態にあると言う。さらに、本発明では、この配向状態にあるとき、注目した微少領域の液晶分子の固有軸の平均方向と、有機層の積層方向（有機層と透明支持体との界面における法線方向）とのなす角を配向角と称し、固有軸の平均方向を前記界面へ投影した成分を配向方向と称する。

配向状態としては、前記液晶分子の配向角が傾斜する状態を有しているもの、つまり配向角が、有機層の厚み方向に平行又は垂直状態にないことが好適に挙げられ、前記配向角が有機層の上面と下面との間で厚み方向に連続的に変化するハイブリッド配向を有しているものがより好適に挙げられる。
前記ハイブリッド配向における配向角としては、配向膜側から空気界面側に向かって連続的に２０°±２０°〜６５°±２５°の範囲で変化するように調整されることが好ましい。
前記重合性液晶化合物の前記配向角及び配向方向により決定される前記配向状態としては、黒表示状態の液晶層と鏡面対象となるように前記配向角及び配向方法が調整されることが好ましい。

ここで、前記有機層における前記液晶分子の配向膜側近傍の配向角、空気界面側の配向角及び平均配向角は、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、多方向からのレターデーションを測定し、測定されたレターデーションから屈折率楕円体モデルを想定し、該屈折率楕円体モデルから算出された推定値である。
また、前記レターデーションから配向角を算出する方法としては、Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍｓ ＳＩＤ９８ ＤＩＧＥＳＴに記載された手法で算出することも可能である。前記配向角を算出する場合における前記レターデーションの測定方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機層の法線方向のレターデーション（Ｒｅ０）、該法線方向に対して−４０°方向のレターデーション（Ｒｅ−４０）及び＋４０°方向のレターデーション（Ｒｅ４０）が挙げられる。
前記Ｒｅ０、Ｒｅ−４０、Ｒｅ４０の測定は、それぞれ前記エリプソメーターを用いて、前記各測定方向に観察角度を変えて測定した値である。

前記棒状液晶構造を含む重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリマーバインダーを用いて前記棒状液晶構造の配向状態を固定可能とした重合性液晶化合物、重合により液晶構造の配向状態を固定可能とした重合性基を有する重合性液晶化合物などが挙げられ、この中でも重合性基を有する前記重合性液晶化合物が好適に挙げられる。
前記棒状液晶構造（棒状液晶分子）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が挙げられる。
前記棒状液晶構造を含む重合性液晶化合物としては、下記構造式（Ｉ）で表される低分子の重合性基を有する棒状液晶化合物が重合した高分子液晶化合物が挙げられる。

但し、前記構造式（１）において、Ｑ^１及びＱ^２は、それぞれ重合性基を表し、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３及びＬ^４は、それぞれ単結合または二価の連結基を表すが、Ｌ^２及びＬ^３の少なくとも一方は、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−を表す。また、Ａ^１及びＡ^２は、それぞれ独立に、炭素原子数２〜２０のスペーサー基を表す。また、Ｍは、メソゲン基を表す。

前記円盤状液晶構造を含む重合性液晶化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリマーバインダーを用いて前記円盤状液晶構造の配向状態を固定可能とした重合性液晶化合物、重合により前記円盤状液晶構造の配向状態を固定可能とした重合性基を有する重合性液晶化合物などが挙げられ、この中でも重合性基を有する前記重合性液晶化合物が好適に挙げられる。
前記重合性基を有する重合性液晶化合物としては、例えば、円盤状コアと重合性基との間に連結基を導入した構造が挙げられる。前記液晶構造を含む重合性液晶化合物の具体的としては、特開平８−０５０２０６号公報に記載されている様な下記構造式（２）で表される化合物が好適に挙げられる。

但し、前記構造式（２）において、Ｄは円盤状コアを表し、Ｌは二価の連結基を表し、Ｐは重合性基を表す。また、ｎは４〜１２の整数である。また、複数の二価の連結基Ｌと重合性基Ｐとの組合せとしては、異なる二価の連結基と重合性基との組合せでもよいが、同一の組合せが好ましい。前記円盤状コアＤとしては、２種以上を併用することも可能である。
前記構造式（２）において、円盤状コアＤの具体例としては、下記構造式（Ｄ１）〜（Ｄ１５）で表される円盤状コアが挙げられる。

前記構造式（２）において、二価の連結基Ｌとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−、これらの組合せなどが好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−、これらの中から選ばれる二価の基を少なくとも二つ組合せた二価の連結基がより好ましく、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−Ｏ−、これらの中から選ばれる二価の基を少なくとも二つ組合せた二価の連結基であることが特に好ましい。
前記アルキレン基の炭素原子数としては、１〜１２であることが好ましい。前記アルケニレン基の炭素原子数としては、２〜１２であることが好ましい。前記アリーレン基の炭素原子数としては、６〜１０であることが好ましい。また、前記アルキレン基、前記アルケニレン基、前記アリーレン基としては、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、アシルオキシ基などの置換基を有していてもよい。

前記二価の連結基Ｌの具体例としては、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−、−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−、−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−、−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＡＬ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−、−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−などが挙げられる。
但し、前記二価の連結基Ｌの具体例において、左側が前記円盤状コアＤに結合し、右側が重合性基Ｐに結合する。またＡＬはアルキレン基、アルケニレン基を表し、ＡＲはアリーレン基を表す。
前記構造式（２）において、前記重合性基Ｐとしては、特に制限はなく、重合反応の種類に応じて適宜選択することができるが、不飽和重合性基、エポキシ基であることが好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることがより好ましい。前記重合性基Ｐの具体例としては、下記構造式（Ｐ１）〜（Ｐ１８）で表される重合性基が挙げられる。

前記重合性化合物に含有するその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記重合性化合物の重合反応を開始する重合開始剤、前記重合性化合物の塗布液を調製するための溶剤などが挙げられる。

前記重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱重合反応を開始する熱重合開始剤、光重合反応を開始する光重合開始剤が挙げられるが、こられの中でも前記光重合開始剤が好適に挙げられる。
前記光重合開始剤の具体例としては、α−カルボニル化合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号に記載）、アシロインエーテル（米国特許２４４８８２８号に記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許２７２２５１２号に記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２７号、同２９５１７５８号に記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組合せ（米国特許３５４９３６７号に記載）、アクリジン及びフェナジンの化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許４２３９８５０号に記載）、オキサジアゾール化合物（米国特許４２１２９７０号に記載）が挙げられる。
前記光重合開始剤の前記重合性液晶化合物における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記重合性液晶化合物の塗布液における固形分の０．０１〜２０重量％であることが好ましく、０．５〜５重量％であることがより好ましい。
前記光重合反応に用いられる光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線が好適に挙げられる。前記光照射手段の照射エネルギーとしては、２０〜５０Ｊ／ｃｍ^２であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ^２であることがより好ましい。また、前記光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。

前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機溶剤が好適に挙げられる。前記有機溶剤の具体例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド、ピリジン等のヘテロ環化合物、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素、クロロホルム、ジクロロメタン等のアルキルハライド、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン等のエーテル、ヒドロキシカルボン酸アルキルエステル化合物と、アルキコシ置換アルキルカルボン酸アルキルエステル化合物と、アルキコシアルキルアセテート化合物などが好適に挙げられ、これらの中でもアルキルハライド、ケトン、ヒドロキシカルボン酸アルキルエステル化合物と、アルキコシ置換アルキルカルボン酸アルキルエステル化合物と、アルキコシアルキルアセテート化合物がより好適に挙げられる。前記有機溶剤としては、これらの二種類以上を併用してもよい。
前記重合性液晶化合物の重合方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開平８−２７２８４号公報、特開平１０−２７８１２３号公報に記載の方法を用いることも可能である。

前記光学異方性層が備えるその他の構成としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、前記重合性化合物に含まれる前記液晶分子を配向させるための配向膜が好適に挙げられる。前記配向膜上に前記重合性化合物が塗布等により積層されることが好ましい。

−配向膜−
前記配向膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラビング処理された有機化合物（ポリマー）からなる配向膜、マイクログループを有する配向膜、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）によりω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル等の有機化合物が累積された配向膜、無機化合物が斜方蒸着された配向膜、電場、磁場又は光照射等により配向機能が生じる配向膜などが挙げられるが、前記ラビング処理された有機化合物からなる配向膜が好適に挙げられる。

前記ラビング処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機化合物からなる膜の表面を紙や布で一定方向に数回こする処理が挙げられる。
前記有機化合物の種類としては、特に制限はなく、前記液晶分子の配向状態（特に配向角）に応じて決定することができ、例えば、前記液晶分子を水平に配向させるために配向膜の表面エネルギーを低下させない配向膜用ポリマーが挙げられる。
前記配向膜用ポリマーの具体例としては、ラビング処理の方向に対して直交する方向に前記液晶分子を配向する場合には、変性ポリビニルアルコール（特開２００２−６２４２７号公報に記載）、アクリル酸系コポリマー（特開２００２−９８８３６号公報に記載）ポリイミド、ポリアミック酸（特開２００２−２６８０６８号公報に記載）が好適に挙げられる。

前記配向膜は、前記重合性化合物、前記透明支持体に対する密着性を向上させることを目的として、反応性基を有することが好ましい。
前記反応性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記配向膜用ポリマーの繰り返し単位の側鎖に反応性基を導入したもの、前記配向膜用ポリマーに環状基の置換基を導入したものなどが挙げられる。
前記反応性基により前記重合性化合物、前記透明支持体に対して化学結合を形成する配向膜としては、特開平９−１５２５０９号に記載の配向膜を用いることも可能である。
配向膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０２〜２μｍであることがより好ましい。

−中間層−
前記中間層は、前記有機層を保護するための層であり、隣接する２つの前記有機層の間に、配向膜と共に位置し、該配向膜よりも前記透明支持体側に位置している。
前記有機層を２以上隣接して積層する光学異方性層においては、既に積層した有機層上に配向膜形成用塗布液を塗布して配向膜を形成し、更に、その上に有機層を積層する構造となる。前記中間層は、前記配向膜塗工の際に塗布液が有機層に接触しないようにする役割を有する。
特に、前記配向膜に配向性の優れたポリイミドを用いる場合には、前記配向膜形成用塗布液中に溶解性に優れた溶剤ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）が含まれている。溶解性が強いため、前記配向膜形成用塗布液を前記有機層の上面に塗布する際に、該有機層内に前記ＮＭＰが浸透し、該有機層を破壊するという弊害が生ずる。前記中間層は、有機層への前記ＮＭＰの浸透を遮断して、このような弊害を防止する機能を有し、前記有機層上であって前記配向膜よりも前記透明支持体側に位置するように形成される。

前記中間層の材料としては、配向膜形成用塗布液の溶剤に対して耐浸透性があり、光学特性を満たすものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機材料などが挙げられる。
前記無機材料としては、例えば、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＳ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ_３などが挙げられるが、耐浸透性の観点からＡｌ_２Ｏ_３、ＺｎＳなどが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記中間層の形状としては、前記一の有機層を覆うことができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光学特性の観点から、均一なシート状が好ましく、例えば、前記一の有機層の上面と同じ大きさか、それよりも大きい均一なシート状が好ましい。

前記中間層の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、同一材料の単層又は積層でもよく、２以上の異なる材料の積層でもよい。

前記中間層の厚みについては、単層又は積層を用いた場合でも、特に制限はなく、耐浸透性、光学特性、層の相互干渉による着色の問題などや、各層の屈折率、厚み比、合計厚みなどを考慮し、目的に応じて適宜選択することができるが、前記溶剤ＮＭＰの有機層への浸透するのを十分に防止しうる厚みであるのがより好ましく、積層の場合には、各層の相互間で光干渉が生じることを避ける必要があるため、各層は薄い方が更に好ましい。
前記中間層の単層又は積層した全体の厚みは、５〜５０００ｎｍが好ましく、５０〜２０００ｎｍがより好ましい。
前記全体の厚みが、５ｎｍ未満であると溶剤が中間層の下層に浸透することがあり、５０００ｎｍを超えると強度が低下し膜はがれが起きやすくなることがある。
前記中間層が積層構造の場合における、各層の厚みとしては、耐浸透性などの観点から、５〜２０００ｎｍが好ましく、５０〜８００ｎｍがより好ましい。
前記各層の厚みが、５ｎｍ未満であると溶剤が中間層の下層に浸透することがあり、２０００ｎｍを超えるとクラックが発生することがある。

前記中間層の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機材料の場合は、中間層形成用溶液を前記配向膜上に塗布することにより作製する方法が好適に挙げられる。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコート法などが挙げられる。
無機材料の場合は、材料を蒸着することにより作製する蒸着方法が好適に挙げられる。
前記蒸着方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、試料を気体原料の雰囲気内におき、化学反応によって、試料表面に薄膜を形成する化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や蒸発やスパッタによって、粒子になった原料を試料に付着させて形成する物理気相成長法（ＰＶＤ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などが挙げられる。
これらのなかでも、スパッタ装置を用い、前記中間層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いて減圧下でスパッタリングを行うことにより、物理的に作製するＰＶＤがより好ましい。

前記中間層の機能としては、前記有機層への前記ＮＭＰの浸透を防止して、前記有機層の上面の均一性を維持しつつ安定した積層を行うことである。
前記有機層を２以上隣接して積層する光学異方性層においては、既に積層した有機層上に配向膜形成用塗布液を塗布し配向膜を形成し、更に、その上に有機層を積層する。
特に、前記配向膜に配向性の優れたポリイミドを用いる場合には、配向膜形成用塗布液中に溶解性に優れた前記ＮＭＰが含まれている。前記配向膜形成用塗布液を前記有機層の上面に塗布する際に、該有機層内に前記ＮＭＰが浸透し、前記有機層を破壊してしまうという弊害が生ずる。前記中間層を設けることにより、このような弊害を防止して均一な積層を安定して形成することができる。

−透明支持体−
前記透明支持体としては、使用する光の波長領域において、５０％以上透過する程度に透明であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、白板ガラス、青板ガラス、石英ガラス、サファイアガラス、有機高分子フィルムなどが挙げられる。
前記有機高分子フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系、ポリエーテル系、ポリスルフィン系、ポリスルホン系及びポリエーテルスルホン系、セルロースエステル系などの重合体群から選ばれる１種類、または２種類以上の組合せが挙げられる。
前記有機高分子フィルムの具体例としては、ポリカーボネート共重合体、ポリエステル共重合体、ポリエステルカーボネート共重合体、ポリアリレート共重合体が好適に挙げられ、ポリカーボネート共重合体がより好適に挙げられる。
前記ポリカーボネート共重合体としては、フルオレン骨格を有するポリカーボネート共重合体が好ましく、透明性、耐熱性、生産性の観点から、ビスフェノール類とホスゲンあるいは炭酸ジフェニルなどの炭酸エステル形成化合物と反応させて得られるポリカーボネート共重合体が特に好ましい。
前記ポリカーボネート共重合体が有するフルオレン骨格の含有量としては、１〜９９モル％であることが好ましい。
前記ポリカーボネート共重合体としては、国際公開第００／２６７０５号パンフレットに記載の、繰り返し単位を用いることも可能である。
前記透明支持体としては、面の平滑性の観点から、前述の各種無機材料よりなるガラスを好適に用いることができる。
前記透明支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１μｍ以上であることが好ましく、前記厚みの上限としては、組込みのハンドリング性や機械的強度の観点から、０．３ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍがより好ましい。

−光学異方性層の製造方法−
本発明の光学異方性層の製造方法は、一の有機層形成工程と、中間層形成工程と、配向膜形成工程と、他の有機層形成工程を含む製造方法が挙げられる。

−一の有機層形成工程−
一の有機層形成工程は、一の配向膜形成ステップ及び一の有機層形成ステップの順に一の有機層を形成する工程である。
――一の配向膜形成ステップ――
前記一の配向膜形成ステップは、前記有機層内の前記液晶分子の配列方向を定める機能を有する膜を前記透明支持体上に形成するステップである。
前記配向膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラビング処理された有機化合物（ポリマー）からなる配向膜、マイクログループを有する配向膜、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）によりω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチル等の有機化合物が累積された配向膜、無機化合物が斜方蒸着された配向膜、電場、磁場又は光照射等により配向機能が生じる配向膜などが挙げられるが、前記ラビング処理された有機化合物からなる配向膜が好適に挙げられる。

前記ラビング処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記有機化合物からなる膜の表面を紙や布で一定方向に数回こする処理が挙げられる。
前記有機化合物の種類としては、特に制限はなく、前記液晶分子の配向状態（特に配向角）に応じて決定することができ、例えば、前記液晶分子を水平に配向させるために配向膜の表面エネルギーを低下させない効果のある配向膜用ポリマーが挙げられる。
前記配向膜用ポリマーの具体例としては、ラビング処理の方向に対して直交する方向に前記液晶分子を配向する場合には、変性ポリビニルアルコール、アクリル酸系コポリマー、ポリイミド、ポリアミック酸などが挙げられるが、配向性に優れたポリイミドがより好ましい。

前記配向膜の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１〜５μｍが好ましく、０．０２〜２μｍがより好ましい。

−−一の有機層形成ステップ――
前記一の有機層形成ステップは、配向膜上に少なくとも重合性化合物を用いた有機層を形成するステップである。
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、配向状態を固定可能とした液晶構造を含む重合性化合物を用いることが好ましく、棒状液晶構造、円盤状液晶構造、バナナ状液晶構造などを含む重合性液晶化合物がより好ましく、円盤状液晶構造を含む重合性液晶化合物が特に好ましい。
また、前記重合性化合物には、必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含有することが可能である。
その他の成分として、前記重合性化合物の重合反応を開始する重合開始剤、前記重合性化合物の塗布液を調製するための溶剤などが挙げられる。
前記液晶構造を含む重合性化合物の溶液を後述する配向膜上にバーコーター、スピンコータ、ダイコーターなどを用いて塗工する。次いで、該塗工層を加熱して溶媒を乾燥させた後に、液晶構造を含む重合性化合物の配向を熟成させるために加熱温度を変化させた後、紫外線を照射して前記重合化合物を重合させて、液晶分子の配向を固定し、前記有機層を形成する。
−中間層形成工程−
前記中間層形成工程は、前記有機層と前記他の配向膜との間に、光学的に均一で耐浸透性のある層を形成する工程である。

前記中間層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。有機材料の場合は、中間層形成用溶液を前記配向膜上に塗布することにより形成する方法が好適に挙げられる。前記塗布の方法としては、特に制限はなく、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコート法などが挙げられる。
無機材料の場合は、材料を蒸着することにより形成する蒸着方法が好適に挙げられる。
前記蒸着方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができが、例えば、前記化学気相成長法（ＣＶＤ）や物理気相成長法（ＰＶＤ）などが挙げられる。
これらのなかでも、スパッタ装置を用い、前記中間層の材料である金属で形成されたスパッタリングターゲットを用いて減圧下でスパッタリングを行うことにより、物理的に作製するＰＶＤがより好ましい。

前記中間層の形状としては、前記一の有機層覆うことができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光学特性の観点から、均一なシート状が好ましく、例えば、前記一の有機層の上面と同じ大きさか、それよりも大きい均一なシート状が好ましい。

前記中間層の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、同一材料の単層又は積層でもよく、２以上の異なる材料の積層でもよい。

前記中間層の厚みについては、単層又は積層を用いた場合でも、特に制限はなく、耐浸透性、光学特性、層の相互干渉による着色の問題などや、各層の屈折率、厚み比、合計厚みなどを考慮し、目的に応じて適宜選択することができるが、前記溶剤ＮＭＰの有機層への浸透するのを十分に防止しうる厚みであるのがより好ましく、積層の場合には、各層の相互間で光干渉が生じることを避ける必要があるため、各層は薄い方が更に好ましい。
前記中間層の単層又は積層した全体の厚みは、５〜５０００ｎｍが好ましく、５０〜２０００ｎｍがより好ましい。
前記全体の厚みが、５ｎｍ未満であると溶剤が中間層の下層に浸透することがあり、５０００ｎｍを超えると強度が低下し膜はがれが起きやすくなることがある。
前記中間層が積層構造の場合における、各層の厚みとしては、耐浸透性などの観点から、５〜２０００ｎｍが好ましく、５０〜８００ｎｍがより好ましい。
前記各層の厚みが、５ｎｍ未満であると溶剤が中間層の下層に浸透することがあり、２０００ｎｍを超えるとクラックが発生することがある。

−配向膜形成工程―
前記配向膜形成工程は、前記一の配向膜と同様の配向膜を形成する工程であり、前記配向膜の形成方法と同様の材料及び方法により、同様の厚みになるように前記他の配向膜を形成することができるが、前記一の配向膜に対して配向方向が９０°異なるようにラビング処理することが好ましい。該ラビング処理により、一の有機層及び他の有機層における前記重合性化合物に含まれる前記液晶分子の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となり、光学特性を向上させることができる。
―他の有機層形成工程−
他の有機層形成工程は、前記他の配向膜上に前記一の有機層と同様の有機層を形成する工程であり、前記一の有機層の形成方法と同様の材料及び方法により、同様の厚みになるように前記他の有機層を形成する。

―光学補償素子―
本発明の光学補償素子は、前記透明支持体の少なくとも一方の面上に、前記光学異方性層及び無機光学異方性層を共に備えたものである。必要に応じてその他の層を有してなる。

−無機光学異方性層−
本発明の前記光学異方性層上又は透明支持体上に積層する前記無機光学異方性層の構造としては、無機材料で形成され、層全体として、光学異方性を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが例えば、前記透明支持体の法線方向を積層方向として、屈折率が互いに異なる複数の層が規則的な順序で積層され、繰り返し構造を有してなる（繰り返し単位が繰り返されてなる）周期構造積層体であり、前記繰り返し単位の光学厚み、即ち、前記周期構造積層体中の繰り返し構造の積層方向における厚み（以下「周期構造ピッチ」という。）が、可視光領域における光の波長より短い構造が好適に挙げられる。
なお、前記周期構造積層体中の一の繰り返し構造の積層方向における厚みと、他の繰り返し構造の積層方向における厚みとは、必ずしも同一とする必要はなく、前記無機光学異方性層を通過させる光の性質等により異ならせることも可能である。

前記一の繰り返し構造を構成する層数としては、屈折率が互いに異なる複数の層であれば、特に層数に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、この中でも、２種の無機材料による２つの層からなるものが好適に挙げられる。
前記周期構造積層体を構成する各層の厚みとしては、可視光領域における光の波長より小さいものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、可視光領域における光の波長をλとした場合に、λ／１００〜λ／５であることが好ましく、λ／５０〜λ／５であることがより好ましく、λ／３０〜λ／１０であることが特に好ましい。
前記周期構造積層体を構成する各層の厚みとしては、積層された薄膜の相互間で光干渉が生じることを避ける必要があるため、各層の厚みは薄い方がよいが、必要な合計厚みを得るのに積層回数が増えてくるので、各層の厚みの決定に際しは、前記無機光学異方性層の所望とする光学特性、薄膜の相互干渉による着色の問題などを考慮して、各層の材料、屈折率、厚み比、合計厚みなどから各層の厚みの最適値が決定されることが好ましい。

前記周期構造ピッチとしては、可視光領域における光の波長よりも短いものであれば、特に制限はなく、該可視光領域の中から目的に応じて適宜選択することができるが、ここで、前記可視光領域としては、特に明記するもの以外は、４００〜７００ｎｍの波長領域をいう。したがって、前記周期構造ピッチとしては、４００〜７００ｎｍの範囲で適宜選択されることが好ましい。
前記無機光学異方性層のレターデーションとしては、下記式（１）で表されるレターデーションＲｔｈが２０〜３００ｎｍであることが好ましく、２０〜２００ｎｍであることがより好ましい。
Ｒｔｈ＝｛（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ）／２−ｎ_ｚ｝×ｄ・・・式（１）
但し、前記式（１）において、ｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚは、前記透明支持体の法線方向をＺ軸とした時に、無機光学異方性層中におけるお互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の屈折率をそれぞれ表す。また、ｄは、無機光学異方性層の厚みを表す。
前記周期構造積層体中の繰り返し構造の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記無機光学異方性層の厚みとしては、前記レターデーションを満たすものが好ましく、具体的には５０〜２０００μｍが好ましく、１００〜１５００μｍがより好ましい。

前記無機光学異方性層を構成する前記周期構造積層体の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記無機光学異方性層の複屈折性による位相差値は、無機光学異方性層の厚みｄと、前記繰り返し構造を構成する各層の屈折率差Δｎとの積によって決まるので、所望の屈折率差Δｎに応じて適宜選択されることが好ましく、具体的には、屈折率の高い材料として、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２など、屈折率の低い材料として、ＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２などから適宜選択されることが好ましい。
前記周期構造積層体の材料としては、具体的には、可視光領域における屈折率の最大値と最小値との屈折率差Δｎが０．５以上となる材料の組合せから選択されることが好ましく、酸化物膜から適宜選択される複数の材料の組合せであることがより好ましく、ＳｉＯ_２（屈折率ｎ＝１．４８７０〜１．５４４２）膜及びＴｉＯ_２（屈折率ｎ＝２．５８３〜２．７４１）膜の組合せであることが特に好ましい。

前記屈折率差Δｎが０．５未満であると、無機光学異方性層の厚みｄを調整して、前記無機光学異方性層における位相差値を所望の値とすることとなるため、繰り返し単位を積層する工程が増加してしまい、製造適性や生産性を勘案した場合好ましくない。
このような無機光学異方性層は、多層膜の積層方向、即ち、前記透明支持体の法線方向には、屈折率の一様な媒質と等価であり、層全体としては、構造性複屈折とよばれる異方性が生じることにより、一軸性の傾斜していない負の屈折率楕円体の光学特性を有するものである。そして、前記無機光学異方性層は、平滑性が高く、且つ前記周期構造積層体の材料、厚み、層数、前記周期構造ピッチの周期などを適宜選択することにより、前記レターデーションなどを容易且つ高精度に得ることが可能となる。

また、前記無機光学異方性層は、多層膜の膜厚比や厚みを適宜選択することにより反射防止層としての機能を付与することも可能である。
なお、前記レターデーションＲｔｈの測定としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて測定することができる。

−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、反射防止層、各種フィルター層を設けることも可能であり、ディスプレイ表面などに用いる場合には、防眩層、防汚層、帯電防止層などが挙げられる。

−反射防止層−
前記反射防止層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、支持体、ハードコート層、防眩ハードコート層、そして低屈折率層の順序で構成される反射防止層や、支持体、ハードコート層、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層（最外層）の順序で構成される反射防止層、公知のＡＲフィルム（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏａｔ Ｆｉｌｍ）などが挙げられる。
前者の反射防止層では、防眩性ハードコート層には、マット粒子が分散しており、防眩性ハードコート層を形成するマット粒子以外の素材の屈折率は、１．５０〜２．００が好ましく、低屈折率層の屈折率は、１．３５〜１．４９が好ましい。また、ハードコート層は、このように防眩性を有するハードコート層でもよいし、防眩性を有しないハードコート層でも良く、１層でもよいし、複数層、例えば２層〜４層で構成されていてもよいが、低屈折率層は最外層に塗設される。
後者の反射防止層では、支持体、中屈折率層、高屈折率層及び低屈折率層が、以下の関係を満たす屈折率を有するものが挙げられる。
高屈折率層の屈折率＞中屈折率層の屈折率＞支持体の屈折率＞低屈折率層の屈折率

−光学補償素子の構造−
前記光学補償素子の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、以下に示す第１から第４の構造の光学補償素子が好適に挙げられる。
（第１の構造の光学補償素子）
図１は、第１の構造に係る光学補償素子の断面図である。第１の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記有機層が前記透明支持体の一方の面上に設けられてなる。即ち、第１の構造に係る光学補償素子は、前記透明支持体の少なくとも一方の面上に、前記無機光学異方性層及び前記光学異方性層をこの順に備えてなる。
即ち、図１に示すように、第１の構造に係る光学補償素子１０は、透明支持体１の一方の面上に、無機光学異方性層２、配向膜４、有機層３、中間層６、配向膜４Ａ、有機層３Ａ、反射防止層５Ａがこの順に該反射防止層５Ａが最外表面に配置されるように積層され、透明支持体１の他方の面上に反射防止層５を積層してなるものである。前記無機光学異方性層２は、ＴｉＯ_２層及びＳｉＯ_２層の周期構造積層体であり、各層の厚みはそれぞれ約１５ｎｍである。
前記無機光学異方性層２は、このような周期構造積層体とすることにより反射防止機能を兼ね備えることも可能である。
中間層６は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＺｎＳを蒸着して形成したもので、厚みは約１００ｎｍである。また、前記配向膜４と前記配向膜４Ａのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
このような前記配向膜４及び前記配向膜４Ａを備えることにより、前記有機層３及び前記有機層３Ａにおける前記重合性化合物に含まれる前記液晶分子の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。また、前記第１の構造に係る光学補償素子１０を、２枚積層して用いることも可能である。前記第１の構造に係る光学補償素子１０に示すように、支持体の一方の面上に各層を配置する態様は、各層を構成する素材、組合せにもよるが、一般的にハンドリングがよく、製造も容易となる。

（第２の構造の光学補償素子）
図２は、第２の構造に係る光学補償素子の断面図である。第２の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記有機層が前記透明支持体の一方の面上に設けられてなる。即ち、図２に示すように、第２の構造に係る光学補償素子２０は、透明支持体２１の一方の面上に、配向膜２４、有機層２３、中間層２６、配向膜２４Ａ、有機層２３Ａ、無機光学異方性層２２、反射防止層２５Ａが、この順に該反射防止層２５Ａが最外表面に配置されるように積層され、透明支持体２１の他方の面上に、反射防止層２５を積層してなるものである。前記無機光学異方性層２２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における無機光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
前記中間層２６は、光学補償素子１０における中間層６と同様の材料、厚み、構造とすることができる。また、光学補償素子１０と同様に前記配向膜２４と前記配向膜２４Ａのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。
このような前記配向膜２４及び前記配向膜２４Ａを備えることにより前記有機層２３及び前記有機層２３Ａにおける前記重合性化合物に含まれる前記液晶分子の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。

（第３の構造の光学補償素子）
図３は、第３の構造に係る光学補償素子の断面図である。第３の構造に係る光学補償素子は、配向方向が異なる２つの前記有機層が前記透明支持体を介して設けられてなる。
即ち、図３に示すように、第３の構造に係る光学補償素子３０は、透明支持体３１の一方の面上に、配向膜３４、有機層３３、中間層３６、配向膜３４Ａ、有機層３３Ａ、反射防止層３５Ａがこの順に形成され、該反射防止層３５Ａが最外表面に配置されるように積層される。透明支持体３１の他方の面上には、配向膜３４Ｂ、有機層３３Ｂ、無機光学異方性層３２、反射防止層３５がこの順に配置されるように積層されてなるものである。前記無機光学異方性層３２の構造としては、前記第１の構造に係る光学補償素子１０における無機光学異方性層２と同様の構造とすることができる。
前記中間層３６は、光学補償素子１０における中間層６と同様の材料、厚み、構造とすることができる。また、光学補償素子１０と同様に前記配向膜３４と前記配向膜３４Ａのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような前記配向膜３４及び前記配向膜３４Ａを備えることにより、前記有機層３３及び前記有機層３３Ａにおける前記重合性化合物に含まれる前記液晶分子の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。

（第４の構造の光学補償素子）
図４は、第４の構造に係る光学補償素子の断面図である。第４の構造に係る光学補償素子は、前記透明支持体の双方の面上に、前記無機光学異方性層及び前記光学異方性層を備えてなる。即ち、図４に示すように、第４の構造に係る光学補償素子４０は、透明支持体４１の一方の面上に、配向膜４４、有機層４３、中間層４６、配向膜４４Ａ、有機層４３Ａ、無機光学異方性層４２、反射防止層４５Ａがこの順に、該反射防止層４５Ａが最外表面に配置されるように積層される。透明支持体４１の他方の面上には、配向膜４４Ｂ、有機層４３Ｂ、無機光学異方性層４２Ａ、反射防止層４５が積層されてなるものである。
前記無機光学異方性層４２は、ＴｉＯ_２層及びＳｉＯ_２層の周期構造積層体であり、各層の厚みはそれぞれ約１５ｎｍである。
前記中間層４６は、光学補償素子１０における中間層６と同様の材料、厚み、構造とすることができる。また、前記配向膜４４と前記配向膜４４Ａのラビング処理の方向が９０°異なることが好ましい。このような前記配向膜４４及び前記配向膜４４Ａを備えることにより、前記有機層４３及び前記有機層４３Ａにおける前記重合性化合物に含まれる前記液晶分子の配向方向を９０°異なる方向に配向させることが可能となる。

前記光学補償素子にあっては、前記無機光学異方性層２、２２、３２、４２における光学特性が無機材料よりなる周期構造積層体による周期構造ピッチによって決められる。 そのために、高分子フィルムを一軸伸延して所定の光学特性を得る場合に生じる残留応力による高分子フィルム面内における屈折率のバラツキや、ヘイズ値の低下等の光学的不均一性の問題が防止でき、前記無機光学異方性層面内における光学的均一性を高くすることが可能である。
したがって、前記光学補償素子は、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償することが可能となる。また、前記無機光学異方性層２、２２、３２、４２が、１０数ｎｍの範囲で面内の厚みの制御が可能であり、高い平滑性を実現でき、前記無機光学異方性層面内における光学的均一性を高くすることが可能である。
したがって、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、光漏れを低減して、スジ状のむらが顕在化することが防止できる。更に、前記無機光学異方性層２、２２、３２、４２は、高温・高多湿環境で長期にわたり使用されても、膨張又は収縮が生じることがなく、光学補償素子全体としても長期にわたり光学特性の変化を最小とすることが可能となる。

各構造の光学補償素子は、前記透明支持体１、２１、３１、４１上に、１０数ｎｍの範囲で面内の厚み制御が可能な前記無機光学異方性層２、２２、３２、４２を備えてなる。このため、前記無機光学異方性層２、２２、３２、４２は、高い精度で面内の厚みむらを防止することが可能であり、高平滑な表面を有する無機光学異方性層を得ることが可能となる。特に、第１の構造の光学補償素子では、このような高平滑な表面を有する前記無機光学異方性層２上に、前記有機層３が積層されるので、該有機層３の面内における配向欠陥を防止することが可能となる。更に、前記中間層６、２６、３６、４６を積層することにより、前記有機層３、２３、３３、４３を破壊することなく均一で安定した積層が得られる。このため、黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償し、幅広い視野角において光漏れを防止する光学補償素子を実現でき、幅広い視野角が要求される大画面液晶モニターや液晶プロジェクタ等に前記光学補償素子を用いることにより高画質、高コントラストな液晶表示装置及び液晶プロジェクタが実現することが可能となる。

（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、更に、必要に応じてその他の構成を備えてなり、前記光学補償素子が前記本発明の光学補償素子を用いてなる。
前記液晶素子の表示モードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ Ｂｅｎｄ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードなどが挙げられるが、この中でも、高コントラストであることなどから、ＴＮモードが好適に挙げられる。

図５は、本発明の液晶表示装置の概略構成図である。図５に示すように、前記液晶表示装置１００は、吸収軸１０２及び１０４が概略直交しクロスニコルで対向配置される一対の上側偏光素子１０１（検光子）及び下側偏光素子１０３（偏光子）と、上・下側偏光素子１０１、１０３の間に対向配置される一対の上側光学補償素子１１０及び下側光学補償素子１２０と、上・下側光学補償素子１１０、１２０の間に配置される液晶素子１３０（液晶セル）とを備えてなる。
なお、前記上・下側偏光素子１０１、１０３に代えて、グラン−トムソンプリズムなどの偏光ビームスプリッタを偏光素子として、液晶素子１３０に対向配置して用いることも可能である。

前記液晶素子１３０は、ガラス基板よりなる上側基板１３１と下側基板１３２とが対向配置され、これらの上側基板１３１及び下側基板１３２の間にはネマチック液晶１３６が封入されている。前記上側基板１３１及び下側基板１３２の対向面には、不図示の画素電極、回路素子（薄膜トランジスタ）等が形成されている。前記上側基板１３１及び下側基板１３２の前記ネマチック液晶１３６が接する対向面には不図示の上・下側配向膜が形成されている。該配向膜の前記ネマチック液晶１３６が接する面上は、液晶分子の配列方向を揃えるために、ラビング処理が施されている。該ラビング処理を施すことにより刻まれる溝の方向（ラビング方向）としては、例えば、ＴＮモードの液晶表示装置の場合では、上・下側配向膜におけるラビング方向１３４及び１３５が概略直交している。

図５は、前記液晶素子１３０に電圧が印加されていない通常状態時の液晶分子の配列状態を表している。前記上側基板１３１及び下側基板１３２側のネマチック液晶１３６は、前記不図示の配向膜に施されたラビング処理の作用により前記ラビング方向１３４及び１３５と略同一の方向に配列されている。そして、前記ラビング方向１３４及び１３５はお互いに直交しているので、ネマチック液晶１３６の分子は、前記上側基板１３１から下側基板１３２に向かうに従い、液晶分子の長軸が９０°ねじれた状態となるように配列される。

前記偏光素子としては、該偏光素子を平行ニコル配置したときの光の透過率を１００％とした場合に、該偏光素子をクロスニコル配置したときの光の透過率が０．００１％以下であることが好ましい。
前記上側偏光素子１０１（検光子）及び下側偏光素子１０３（偏光子）は、少なくとも偏光膜を有してなり、更に、必要に応じてその他の構成を有してなる。
前記偏光膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリビニルアルコール、部分ホルマール化ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体部分ケン化物等の親水性ポリマーなどからなるフィルムに、ヨウ素、アゾ系、アントラキノン系、テトラジン系等の二色性染料などの二色性物質を吸着させて、延伸配向処理したものなどが挙げられる。

前記伸延配向処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記偏光膜の吸収軸が長手方向に対して実質的に直交する、幅方向一軸延伸型テンター延伸機が好適に挙げられる。このような幅方向一軸延伸型テンター延伸機は、貼り合せ時に異物が入りにくいというという利点を有する。
前記伸延配向処理としては、特開２００２−１３１５４８号公報に記載の延伸方法を用いることも可能である。
前記その他の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記偏光膜の片面又は両面に有する透明保護膜、反射防止層、防眩処理膜などが挙げられる。
前記上・下側偏光素子１０１、１０３の構造としては、前記偏光膜の少なくとも一方の面に前記透明保護膜を有した偏光板、前記上側光学補償素子１１０及び下側光学補償素子１２０を支持体として該光学補償素子の一方の面に一体的に前記偏光膜を有するものなどが好適に挙げられる。

前記透明保護膜としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステルなどが挙げられる。
前記透明保護膜としては、具体的には、セルローストリアセテート、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）などのポリオレフィン類が好適に挙げられる。また、特開平８−１１０４０２号公報、特開平１１−２９３１１６号公報に記載されている非複屈折性光学樹脂材料も用いることが可能である。
前記透明保護膜の配向軸（遅相軸）方向としては、特に制限はないが、作業操作上の簡便性から、前記透明保護膜の配向軸が長手方向に平行であることが好ましい。また、透明保護膜の遅相軸（配向軸）と偏光膜の吸収軸（延伸軸）の角度も特に限定的でなく、偏光板の目的に応じて適宜設定できる。なお、前記幅方向一軸延伸型テンター延伸機を用いて前記偏光膜を作製した場合には、前記透明保護膜の遅相軸（配向軸）と前記偏光膜の吸収軸（延伸軸）方向とは実質的に直交することになる。

前記透明保護膜のレターデーションとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、測定波長６３２．８ｎｍにおいて１０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以下がより好ましい。
なお、前記セルロースアセテートを用いる場合には、環境の温湿度によるレターデーション変化を小さくおさえる目的から、レターデーションが３ｎｍ未満であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。
前記偏光板の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ロール形態で供給される長尺の偏光膜に対して、長手方向が一致するようにして連続して貼り合わされることが好ましい。
前記偏光膜、前記偏光板は、光学軸のズレ防止、ゴミなどの異物侵入防止などの点から、前記上側光学補償素子１１０及び下側光学補償素子１２０に固着処理されていることが好ましい。
前記固着処理方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、透明接着層を介した接着処理、透明粘着層を介した接合処理などが挙げられる。
前記透明接着層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、構成部材の光学特性変化を防止する観点から、接着処理時の硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものがより好ましい。前記透明接着層としては、具体的には、親水性ポリマー系接着剤や粘着剤が好適に挙げられる。
前記透明粘着層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、合成ゴムなどが好ましく、光学的透明性や粘着特性、耐候性などの観点からアクリル系重合体がより好ましい。
なお、前記透明粘着層は、セパレータ等を仮着して粘着層表面の汚染等を防止することが好ましい。

反射防止層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ素系ポリマーのコート膜、多層金属蒸着膜等の光干渉性の膜、などが挙げられる。
前記上・下側偏光素子１０１、１０３の光学的性質、耐久性（短期、長期での保存性）としては、市販のスーパーハイコントラスト品（例えば、株式会社サンリッツ社製ＨＬＣ２−５６１８等）と同等がそれ以上の性能を有することが好ましい。

前記上側光学補償素子１１０及び下側光学補償素子１２０は、前記本発明の光学補償素子を用いてなる。
前記光学補償素子としては、前記液晶表示装置１００に組み込んだ状態における液晶表示装置１００の白表示透過率をＶｗ、黒表示透過率をＶｂとしたときに、該液晶表示装置１００の正面における前記白表示透過率Ｖｗと黒表示透過率Ｖｂとの比、即ち、コントラスト比Ｖｗ：Ｖｂが１００：１以上であることが好ましく、２００：１以上であることがより好ましく、３００：１以上であることがさらに好ましい。
また、前記液晶表示装置１００の表示面における法線方向から６０°傾斜した全方位角方向において、黒表示透過率の最大値がＶｗに対して１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。このような光学補償素子を用いることにより、高コントラストで階調反転の生じない広い視野角の液晶表示装置を実現できる。
また、残留捩れ成分が大きい液晶素子を正確に補償するためには、クロスニコルに配置した一対の偏光素子の間に前記光学補償素子を配置し、該光学補償素子の法線方向を回転軸として該光学補償素子を回転させたときに前記液晶表示装置が消光する方位がなく、全方位にあたり、光の透過率が０．０１％以上であることが好ましい。

前記上側光学補償素子１１０は、前記上側偏光素子１０１と前記液晶素子１３０との間に、無機光学異方性層１１２が前記液晶素子１３０側となるように備えられる。
前記上側光学補償素子１１０は、前記有機層１１３における不図示の配向膜のラビング方向と、前記液晶素子１３０の前記上側基板１３１における不図示の上側配向膜のラビング方向との成す角が１８０°となるように配置される。
前記下側光学補償素子１２０は、前記下側偏光素子１０３と前記液晶素子１３０との間に、無機光学異方性層１２２が前記液晶素子１３０側となるように備えられる。
前記下側光学補償素子１２０は、前記有機層１２３における不図示の配向膜のラビング方向と、前記液晶素子１３０の前記下側基板１３２における不図示の下側配向膜のラビング方向との成す角が１８０°となるように配置される。
また、前記有機層１１３及び１２３は、図６に示すように液晶素子１３０の上下面に備えることもでき、該液晶素子１３０の上面又は下面に重ねて備えることも可能である。
また、前記有機層１１３及び１２３を前記液晶素子１３０の上面又は下面に重ねて備えるものでは、上側又は下側光学補償素子１１０、１２０のいずれか一方に備えられる無機光学異方性層１１２又は１２２のいずれかを省略することも可能である。
また、前記光学補償素子１１０及び１２０としては、該光学補償素子１１０及び１２０に備えられる不図示の前記透明支持体が前記液晶素子１３０の上側基板１３１と下側基板１３２であることも可能である。この場合には、図６に示す無機光学異方性層１１２又は１２２が前記上側基板１３１と下側基板１３２に直接形成される。

図６は、ＴＮモードの液晶表示装置において、黒表示状態、即ち、前記液晶素子１３０に電圧が印加された状態の液晶分子の配列状態を表している。前記液晶素子１３０に電圧が印加されると、液晶分子が立ち上がった状態、即ち、液晶分子の長軸が光の入射面に対して垂直となるように液晶分子の配列状態が変化する。ここで理想的には、電圧を印加した時の前記液晶素子１３０内の全ての液晶分子が、光の入射面に対して平行となることが望ましいが、実際には、図６に示すように、前記液晶素子１３０内の液晶分子は、前記上側基板１３１及び下側基板１３２から前記液晶素子１３０の中心領域に向かうに従い、徐々に液晶分子の長軸が立ち上がった状態となる。したがって、前記上側基板１３１及び下側基板１３２側界面近傍の液晶分子は電圧印加時においても、その液晶分子の長軸が光りの入射面に対して平行ではなく、傾斜した配列状態となっている。このように、光の入射面に対して傾斜した液晶分子が存在することが、視野角によっては、黒表示状態とならずに光漏れを起こす原因となる。

更に、ＴＮモードの液晶表示装置に用いられるネマチック液晶は、一般に棒状液晶であり、光学的に正の一軸性を示す。このため、前記液晶素子１３０の中心領域に存在し、完全に立ち上がった状態の液晶分子によっても、斜め方向から液晶表示装置１００を見た場合には、複屈折が発現され、視野角によっては、黒表示状態とならずに光漏れを起こす原因となる。
したがって、黒表示状態における前記上側基板１３１及び下側基板１３２側界面近傍の前記液晶素子１３０内の液晶の配向状態に対しては、前記有機層１１３及び１２３に含まれる液晶分子の配向状態を鏡面対称として、前記上側基板１３１及び下側基板１３２側界面領域における前記複屈折の発現を光学的に補償するとともに、前記液晶素子１３０の中心領域における液晶による複屈折に対しては、一軸性の傾斜していない負の屈折率楕円体の光学特性を有する前記無機光学異方性層１１２及び１２２により光学的に補償して、全体として黒表示状態の液晶表示素子１３０を三次元的に光学補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。

（液晶プロジェクタ）
本発明の液晶プロジェクタは、光源からの照明光を液晶表示装置に照射し、液晶表示装置で光変調された光を投影光学系によりスクリーン上に結像させて画像を表示する液晶プロジェクタにおいて、前記液晶表示装置が前記本発明の液晶表示装置を用いてなる。
前記液晶プロジェクタとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スクリーン投影型のフロントプロジェクタ、リアプロジェクションテレビなどが挙げられる。また、前記液晶プロジェクタに用いられる液晶表示装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置などが好適に挙げられる。

図７はリア方式の液晶プロジェクタを示す外観図である。図７に示すように前記液晶プロジェクタ２００は、筐体２０２の前面に拡散透過型のスクリーン２０３が設けられ、その背面に投影された画像がスクリーン２０３の前面側から観察される。
筐体２０２の内部には投影ユニット３００が組み込まれ、投影ユニット３００によって投影される投影画像が、ミラー２０６、２０７で反射されスクリーン２０３の背面に結像される。前記液晶プロジェクタ２００は、筐体２０２の内部には、図示しないチューナー回路、ビデオ信号及び音声信号再生用の周知の回路ユニットなどが配置されている。
前記投影ユニット３００には、画像表示手段として図示しない液晶表示装置が組み込まれている。該液晶表示装置がビデオ信号の再生画像を表示することによって、画像をスクリーン２０３上に表示することができる。

図８は前記投影ユニット３００を示す構成図である。図８に示すように、前記投影ユニット３００は、透過型の３枚の液晶素子３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂを備え、フルカラーで画像投影を行うことが可能である。
光源３１２から出射された光は、紫外線及び赤外線をカットするフィルタ３１３を透過することにより赤色光、緑色光、青色光を含む白色光となり、光源３１２から前記液晶素子３１１Ｒ、Ｇ、Ｂに至る照明光軸にしたがってガラスロッド３１４に入射する。ガラスロッド３１４の光入射面は、光源３１２に用いられている放物面鏡の焦点位置近傍に位置し、光源３１２からの光は効率的にガラスロッド３１４に入射する。

ガラスロッド３１４の出射面には、リレーレンズ３１５が配設され、ガラスロッド３１４から出射される白色光は、リレーレンズ３１５及び後段のコリメートレンズ３１６により平行光となって、ミラー３１７に入射する。
ミラー３１７で反射された白色光は、赤色光だけを透過するダイクロイックミラー３１８Ｒで２光束に分けられ、透過した赤色光はミラー３１９で反射して液晶素子３１１Ｒを背面から照明する。
また、ダイクロイックミラー３１８Ｒで反射された緑色光と青色光は、緑色光だけを反射するダイクロイックミラー３１８Ｇで更に２光束に分割される。ダイクロイックミラー３１８Ｇで反射された緑色光は、液晶素子３１１Ｇを背面側から照明する。ダイクロイックミラー３１８Ｇを透過した青色光は、ミラー３１８Ｂ，３２０で反射され、液晶素子３１１Ｂを背面から照明する。

各々の液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれＴＮモードの液晶素子で構成され、個々の該液晶素子には、フルカラー画像を構成する赤色画像、緑色画像、青色画像の濃度パターンの画像が表示される。これらの液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから光学的に等距離となる位置に中心がくるように、合成プリズム３２４が配置され、該合成プリズム３２４の出射面に対面して投影レンズ３２５が設けられている。前記合成プリズム３２４は、内部に２面のダイクロイック面３２４ａ、３２４ｂを備え、液晶素子３１１Ｒを透過してきた赤色光、液晶素子３１１Ｇを透過してきた緑色光、液晶素子３１１Ｂを透過してきた青色光を合成して投影レンズ３２５に入射させる。

各液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの出射面の中心から、合成プリズム３２４及び投影レンズ３２５の中心を通り、スクリーン３の中心に至る投影光軸上には、投影レンズ３２５が設けられている。前記投影レンズ３２５は、物体側焦点面が液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの出射面に一致し、像面側焦点面がスクリーン３に一致するように配置される。このため合成プリズム３２４で合成されたフルカラー画像は、スクリーン３０３に結像される。

前記液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの照明光の入射面側には、それぞれ偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂが設けられている。また、前記各液晶素子の出射面側には、光学補償素子３２７Ｒ、３２７Ｇ、３２７Ｂと、偏光板３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂとが設けられている。入射面側の前記偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂと出射面側の偏光板３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂとはクロスニコルの配置となっており、入射面側の偏光板は偏光子、出射面側の偏光板は検光子として作用する。
前記本発明の液晶表示装置は、前記液晶素子３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ、偏光板３２６Ｒ、３２６Ｇ、３２６Ｂ、３２８Ｒ、３２８Ｇ、３２８Ｂ、及び光学補償素子３２７Ｒ、３２７Ｇ、３２７Ｂを備えてなる。
なお、それぞれの色チャンネルごとに設けられた液晶素子、その両側にそれぞれ設けられた偏光板及び光学補償素子の作用は、それぞれの色光に基づく相違はあるものの、基本的な作用は実質的に共通であるので、以下、赤色チャンネルにより作用を説明する。

ミラー３１９で反射された赤色照明光は、入射面側の偏光板３２６Ｒで直線偏光となって液晶素子３１１Ｒに入射する。ノーマリホワイトモードの場合、液晶素子３１１Ｒに用いられているＴＮモードの液晶は、赤色画像の黒を表示するために画素に信号電圧が印加される。このとき、液晶層に含まれる液晶分子は様々な配向姿勢をとるようになり、赤色照明光が平行光束となって液晶素子３１１Ｒに入射しても、液晶層が呈する旋光性と複屈折性により、液晶素子３１１Ｒの出射面から出射する光は完全な直線偏光とはならず、一般に楕円偏光の画像光が出射するようになり、検光子側の偏光板３２８Ｒから光漏れを生じて、充分な黒が得られない。また、ノーマリーブラックモードの場合でも、液晶分子のわずかな傾きによって黒レベルが充分に黒くはならない。

また、黒表示させたい状態において、液晶素子中の液晶分子を斜めに通過する光が含まれている場合には、液晶層によって変調された画像光は、直線偏光とはわずかに光学的な位相が相違した楕円偏光となって、検光子側の偏光板３２８Ｒから光漏れを生じて、充分な黒が得られない。
本発明の液晶プロジェクタは、前記本発明の光学補償素子を備えた前記本発明の液晶表示装置を用いてなる。そして光学補償素子３２７Ｒが黒表示状態の液晶層を、より高い精度で光学的に補償して、幅広い視野角において光漏れを防止することが可能となる。
このため、前記本発明の液晶プロジェクタは、高視野角、高コントラスト、高画質を得ることが可能となる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
［光学補償素子の作製］
以下の方法により光学補償素子を作製した。
−配向膜−
ガラス基板上に、下記組成の配向膜形成用塗布液１００ｍｌ／ｍ^２を滴下し、１０００ｒｐｍの条件でスピンコートする。その後、該配向膜形成用塗布液を１００℃の温風で３分間乾燥して、厚み６００ｎｍの配向膜を形成した。次いで、形成された前記配向膜上にラビング処理を施して、所定の配向方向に配向する配向膜（以下、「下層の配向膜」という。）を形成した。
＜配向膜形成用塗布液＞
下記構造式（３）の変性ポリビニルアルコール・・・２０ｇ
水（溶剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・３６０ｇ
メタノール・・・・・・・・・・・・・・・・・・１２０ｇ
グルタルアルデヒド（架橋剤）・・・・・・・・・１．０ｇ

−有機層−
下記構造式（４）の円盤状液晶化合物４．２７ｇ、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）０．４２ｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）０．０９ｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）０．０２ｇ、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）０．１４ｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ−Ｓ、日本化薬（株）製）０．０５ｇを３−エトキシプロピオン酸エチル１２ｇ、乳酸エチル４ｇ、２−（１−メトキシプロピオン）アセテート４ｇに溶解し、重合性液晶化合物の塗布液を調製した。
得られた前記重合性液晶化合物塗布液１００ｍｌ／ｍ^２を前記配向膜上に滴下し、１５００ｒｐｍの条件でスピンコートする。その後、１３０℃の恒温ゾーンで５分間加熱し、前記重合性液晶化合物を配向させた。その後、高圧水銀灯を用いて照射エネルギー３００ｍＪ／ｃｍ^２でＵＶ照射して、前記重合性液晶化合物を重合させ、液晶分子の配向状態を固定した。その後、室温まで放冷し、有機層を形成した。

形成された前記有機層において、前記円盤状液晶化合物は、円盤面の垂直軸法線と前記ガラス基板の法線とのなす角度（配向角）が、１０°から６２°に前記ガラス基板側から空気界面側に向かって増加し、前記円盤状液晶化合物がハイブリッド配向していた。前記円盤状液晶化合物の配向角は、エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、観察角度を変えてレターデーションを測定し、得られた測定値から屈折率楕円体モデルを仮想し、「Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｌｍｓ ＳＩＤ９８ ＤＩＧＥＳＴ」に記載されている手法により算出した。

−中間層−
形成された有機層の上にスパッタ装置を用いて、減圧下でＡｌ_２Ｏ_３を蒸着し、中間層を形成した。形成された中間層の厚みは１００ｎｍであった。

−配向膜−
この中間層上に、前記変性ポリビニルアルコールで組成された配向膜形成用塗布液を前記と同様に塗布及びラビング処理を施し、前記下層の配向膜と配向方向が概略直交するように配向膜（以下、「上層の配向膜」という。）を積層した。

−有機層−
得られた配向膜の上に、有機層を下層の配向膜上に形成した前記有機層と同様に形成した。
得られた該有機層において、円盤状液晶化合物は、円盤面の垂直軸と前記ガラス基板の法線とのなす角度（配向角）が、１２°から６５°に前記ガラス基板側から空気界面側に向かって増加し、該円盤状液晶化合物がハイブリッド配向していた。また、得られた有機層はシュリーレン等の欠陥がない均一な膜であった。

−無機光学異方性層−
得られた前記光学異方性層上に減圧下でスパッタ装置を用いて、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を交互に蒸着して、各層をそれぞれ２６層ずつ、合計５２層からなる周期構造積層体を形成した。形成された該周期構造積層体の全体の厚みは、７６０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２００ｎｍであった。

−反射防止層−
得られた前記無機光学異方性層上に減圧下でスパッタ装置を用いて、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を交互に蒸着して、反射防止層を形成した。形成された該反射防止層の厚みは０．２４μｍであった。

［液晶表示装置］
作製された前記光学補償素子を白表示１．５Ｖ、黒表示３ＶのノーマリーホワイトモードのＴＮモード液晶素子に重ね合わせて、実施例１の液晶表示装置を得た。

（実施例２）
中間層を形成するための蒸着にＺｎＳを用いたこと以外は前記実施例１と同様の方法により実施例２の液晶表示装置を得た。

（実施例３）
上層及び下層の配向膜に下記のポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液を用いたこと以外は前記実施例１と同様の方法により実施例３の液晶表示装置を得た。
［配向膜形成用塗布液］
サンエバー１５０（日産化学（株）製）・・・・・２０ｇ
ポリイミド用シンナー（日産化学（株）製）・・・２０ｇ

（実施例４）
上層及び下層の配向膜に前記ポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液を用い、更に、中間層を形成するための蒸着にＺｎＳを用いたこと以外は前記実施例１と同様の方法により実施例４の液晶表示装置を得た。

（実施例５）
上層の配向膜に前記ポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液、下層の配向膜に前記ポリビニルアルコールで組成された配向膜形成用塗布液を用いたこと以外は前記実施例１と同様の方法により実施例５の液晶表示装置を得た。

（比較例１）
実施例１の液晶表示装置において、光学異方性層上に中間層としてのＡｌ_２Ｏ_３層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の液晶表示装置を得た。

（比較例２）
実施例１の液晶表示装置において、配向膜に前記ポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液を用いたこと及び中間層としてのＡｌ_２Ｏ_３層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の液晶表示装置を得た。

（比較例３）
実施例１の液晶表示装置において、無機光学異方性層をＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムとしたこと及び中間層としてのＡｌ_２Ｏ_３層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例３の液晶表示装置を得た。

（有機層の塗布適正の評価）
実施例１〜５及び比較例１〜３について、有機層上に配向膜形成用塗布液を塗工し、配向膜を形成した後に、有機層の表面の破壊状況を肉眼で測定し、結果を表１に示した。

表１の結果から、前記有機層上へ配向膜を塗布した場合の前記有機層の破壊状況について、比較例２では、配向膜の形成にポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液を用いており、該塗布液中の溶剤(ＮＭＰ: Ｎ−メチル−２−ピロリドン)が有機層に浸透し、前記有機層が破壊され、該表面に凹凸が発生していることが判る。これに対し、同じポリイミドで組成された配向膜形成用塗布液を用いている実施例３〜５では、既設の有機層と配向膜との間に無機材料を蒸着して中間層を形成したことにより、有機層への前記溶剤の浸透はなく、前記有機層は破壊されていないことが判る。
他方、比較例１及び３では、配向膜の形成に変性ポリビニルアルコールで組成された配向膜形成用塗布液を用いているため、前記有機層は破壊していないことが判る。
前記有機層の面状については、比較例１及び３は該有機層の表面にわずかな凹凸が生じ、比較例２では、著しい凹凸が生じているが、実施例１〜５では、いずれも前記表面は均一であり良好であることが判る。
前記配向膜形成用塗布液の塗布適正については、比較例１〜３では、ハジキ（有機層上に配向膜形成用塗布液を塗布する際に、該有機層の表面と該配向膜形成用塗布液との密着性に欠け、塗布液ののりがよくない状況をいう。）が多発しているのに対して実施例１〜５では、いずれもハジキは発生せず塗布適性は良好であることが判る。

（液晶表示装置の視野角依存性の評価）
実施例１〜５及び比較例１及び３の液晶表示装置について、コノスコープ（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒ社製）を用いて、表示面の正面から仰角２０°、方位角４５°の場所におけるコントラストを測定した。比較例２は、前記有機層の表面が破壊されているため、評価の対象から除外されている。ここで、前記コントラストは、バックライトに対する白表示照度及び黒表示照度から白表示照度／黒表示照度として測定し、結果を表２に示した。

（液晶プロジェクタのコントラストの評価）
ＲＧＢの各色に対応した３枚の実施例１〜５及び比較例１及び３の液晶表示装置をＴＮ型液晶プロジェクタに装着して、実施例６〜１０及び比較例４及び６の液晶プロジェクタを得た。比較例２に対応する比較例５は、前記有機層の表面が破壊されているため、評価の対象から除外されている。得られた該液晶プロジェクタについて、投射レンズから３ｍの距離に設置したスクリーン上での白表示照度、黒表示照度及びそれらの比から算出されるコントラスト（白表示照度／黒表示照度）を測定し、結果を表２に示した。

表２の結果から、比較例１及び３の液晶表示装置と比較して実施例１〜５の液晶表示装置は、いずれも広視野角であり、視野角依存性は同等であることが判る。また、実施例６〜１０の液晶プロジェクタは、比較例４及び５と比べていずれも同等以上のコントラストであることが判る。

本発明の光学補償素子、液晶表示装置は、携帯電話、パソコン用モニタ、テレビ、液晶プロジェクタなどに好適に使用することができる。

図１は、第１の構造の光学補償素子を示す断面図である。 図２は、第２の構造の光学補償素子を示す断面図である。 図３は、第３の構造の光学補償素子を示す断面図である。 図４は、第４の構造の光学補償素子を示す断面図である。 図５は、本発明の液晶表示装置を示す概略図である。 図６は、本発明の液晶表示装置を示す概略図である。 図７は、リア方式の液晶プロジェクタを示す外観図である。 図８は、投影ユニットを示す構成図である。

符号の説明

１、２１、３１，４１・・・・・・・・・・透明支持体
２、２２、３２、４２、１１２、１２２・・無機光学異方性層
３、２３、３３、４３、１１３、１２３・・有機層
４、２４、３４、４４・・・・・・・・・・配向膜
５、２５、３５、４５・・・・・・・・・・反射防止層
６、２６、３６、４６・・・・・・・・・・中間層
１０、２０、３０、４０・・・・・・・・・光学補償素子
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・液晶表示装置
２００・・・・・・・・・・・・・・・・・液晶プロジェクタ
３００・・・・・・・・・・・・・・・・・投射ユニット

Claims (23)

1. 重合性化合物で形成された光学異方性を示す有機層の間に、少なくとも配向膜と中間層とが設けられていることを特徴とする光学異方性層。
2. 中間層が、無機材料で形成された請求項１に記載の光学異方性層。
3. 中間層が、蒸着により形成されたＡｌ_２Ｏ_３層及びＺｎＳ層である請求項１から２のいずれかに記載の光学異方性層。
4. 中間層の厚みが、５〜５０００ｎｍである請求項１から３のいずれかに記載の光学異方性層。
5. 有機層が、液晶構造を含む重合性液晶化合物から形成され、前記液晶構造の配向角が、前記有機層の厚み方向に対して傾斜した状態で重合により固定されてなる請求項１から４のいずれかに記載の光学異方性層。
6. 有機層における層内の液晶構造が、一定方向に向いた配向方向を有してなる請求項５に記載の光学異方性層。
7. 有機層における少なくとも２層の配向方向が、互いに異なる２つの層を有する請求項６に記載の光学異方性層。
8. 有機層における少なくとも２層の配向方向が互いに異なる２つの層が、透明支持体の一方の面上に設けられた請求項７に記載の光学異方性層。
9. 一の配向膜上に光学異方性を示す一の有機層を形成する一の有機層形成工程と、
   該有機層上に中間層を形成する中間層形成工程と、
   該中間層上に他の配向膜を形成する配向膜形成工程と、
   前記他の配向膜上に光学異方性を示す他の有機層を形成して、２層以上の有機層を形成する他の有機層形成工程と、
   を含むことを特徴とする光学異方性層の製造方法。
10. 無機材料を用いて中間層を形成する請求項９に記載の光学異方性層の製造方法。
11. Ａｌ_２Ｏ_３及びＺｎＳ若しくは少なくともいずれか一方を蒸着して中間層を形成する請求項１０に記載の光学異方性層の製造方法。
12. 配向膜形成用塗布液を塗布して配向膜を形成する請求項９に記載の光学異方性層の製造方法。
13. 配向膜形成用塗布液が、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを含んでいる請求項１２に記載の光学異方性層の製造方法。
14. 請求項９から１３のいずれかに記載の製造方法によって得られることを特徴とする光学異方性層。
15. 請求項１から８及び１４のいずれかに記載の光学異方性層、透明支持体、及び無機光学異方性層を共に備えてなる光学補償素子。
16. 中間層が、該中間層と隣接する配向膜よりも透明支持体側に位置している請求項１５に記載の光学補償素子。
17. 透明支持体の少なくとも一方の面上に、光学異方性層及び無機光学異方性層を共に備えてなる請求項１５から１６のいずれかに記載の光学補償素子。
18. 無機光学異方性層は、屈折率が互いに異なる複数の層が規則的な順序で積層され、繰り返し構造を有してなる周期構造積層体であり、前記繰り返し単位の光学厚みが可視光領域における光の波長より短く、周期構造全体として負の屈折率異方性を有する請求項１５から１７のいずれかに記載の光学補償素子。
19. 周期構造積層体が、屈折率の異なる２種類の層が交互積層されてなり、且つ、可視光領域における屈折率差が０．５以上である請求項１８に記載の光学補償素子。
20. 周期構造積層体が、酸化物層である請求項１８から１９のいずれかに記載の光学補償素子。
21. 少なくとも一対の電極及び該一対の電極間に封入される液晶分子を有する液晶素子と、該液晶素子の両面及び片面のいずれかに配される光学補償素子と、前記液晶素子及び光学補償素子に対向配置される偏光素子とを備え、前記光学補償素子が請求項１５から２０のいずれかに記載の光学補償素子であることを特徴とする液晶表示装置。
22. 液晶素子がツイストネマティック型である請求項２１に記載の液晶表示装置。
23. 光源と、該光源からの照明光が照射される液晶表示装置と、該液晶表示装置によって光変調された光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを備え、前記液晶表示装置が請求項２１から２２のいずれかに記載の液晶表示装置であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
    

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