专利名称：光学各向异性元件的制作方法
工业利用领域本发明涉及正面反差、视角特性等显示特性显著改善的光学各向异性元件以及配置了此光学各向异性元件的扭转向列型液晶显示装置。
已有技术使用了薄膜晶体管(TFT)元件或MIM元件等的有源驱动的扭转向列型液晶显示装置(以下简称为TN-LCD)具有薄型、重量轻、耗电低等LCD本来的特长外，从正面看时它还具有可以与CRT相比美的图像质量。因此已作为笔记本电脑、便携式电视、便携式信息终端等的显示装置而广泛普及。然而，已有的TN-LCD，由于其液晶分子折射率的各向异性，在斜看时显示的颜色变化或显示反差下降这样的视角问题基本上是不可避免的，迫切需要改进，为此已进行了各种各样的改进试验。例如已提出、开发和试验了以一定的比例改变向由一个象素分割成的各个象素上施加的电压的方法(半色调灰色标度法)、改变由一个象素分割成的各个象素中的液晶分子站立方向的方法(畴分割法)、在液晶上加横向电场的方法(IPS法)、驱动垂直取向液晶的方法(VA液晶法)或把弯曲取向池与光学补偿板组合的方法(OCB法)等。
虽然这些方法有一定的效果，但它必须改变已有的部件例如取向膜、电极、低分子液晶以及控制的低分子液晶的取向等。这就必须要确立制备技术和新建设备，结果招致制备困难而且使成本提高。
另一方面，完全不改变TN-LCD本身的已有结构而通过配置改善已有TN-LCD视角用的部件，例如补偿膜、补偿板等来扩大视角的方法。此方法不需要改造、增添TN-LCD的制造设备，从成本角度考虑它是占优的。
一般的正常白模(NW模)TN-LCD产生视角问题的原因在于加上电压黑显示时驱动用液晶池中的低分子液晶的取向状态。在该取向状态中，低分子液晶差不多是处于垂直取向状态的。而且，通常使用的是显示光学正单轴性的液晶。作为加宽这样的TN-LCD的视角的元件，已提出采用显示光学负单轴性的膜以补偿液晶池黑显示时的正单轴性。还有，着眼于驱动用液晶池中的在取向膜界面附近的液晶在黑显示时是与池界面平行或倾斜取向的，已提出了使用与光学轴倾斜一定角度的负单轴性膜来补偿的方法。
例如，特开平4-349424、6-250166号公报中已提出了采用与螺旋轴倾斜的胆甾醇膜为光学补偿膜以及用它的LCD。
然而，螺旋轴倾斜的胆甾醇膜的制备非常困难，工业制备有问题。
还有，特开平5-249547、6-331979号公报已提出了使用光轴倾斜的负单轴补偿器的LCD。
另外，已提出采用有正单轴性的液晶性高分子为取向膜来作为其它形态的补偿膜。例如，特开平7-140326号公报中提出采用扭曲倾斜取向的液晶性高分子膜构成的LCD用补偿板，已用来扩大LCD的视角。
已提出了作为上述各种改善视角用的部件的种种补偿膜的方案，使以广视角为特征的TN-LCD的开发取得了显著的进展。不过，对可以充分满足正面反差、视角特性等显示特性的改善视角部件还处于未开发的状态。
发明目的为解决上述问题，本发明提供了由特定的光学各向异性膜与光扩散层结合而使原来没有的显示特性、上下左右所有方向的视角特性都可显著改善的光学各向异性元件以及配置了此光学各向异性元件的液晶显示装置。发明要点即，本发明涉及光学各向异性元件，其特征在于，该元件的构成是，基本上由显示光学正单轴性的液晶性高分子所形成的、且此液晶性高分子在液晶状态形成的向列杂化取向结构固定了的光学各向异性膜(A)，以及至少1层光扩散层(B)；本发明进一步涉及其显示光学正单轴性的液晶性高分子包括在高分子链的一或二个末端有至少一种单官能性结构单元的液晶性高分子或液晶性高分子组合物为特征的光学各向异性元件；另外还涉及光扩散层(B)的总光透过率在50％以上、优选70％以上为特征的光学各向异性元件；再是，涉及光扩散层(B)的扩散透过率为5～85％、优选10～70％为特征的光学各向异性元件；再是，涉及光扩散层(B)以与光学各向异性膜(A)的一面或两面中至少一层接触存在的光学各向异性元件；更进一步，还涉及在配备了电极的一对透明基板与向列液晶所构成的驱动用液晶池的上下配置有上侧偏光板、下侧偏光板的扭转向列型液晶显示装置且在此液晶池与上侧或下侧偏光板中的任一之间或者此液晶池与上侧及下侧偏光板各自之间配置了至少一个光学各向异性元件为特征的液晶显示装置。实施发明的方案下面更详细说明本发明。
本发明的光学各向异性元件是视角特性大幅度改善了的TN-LCD。首先，说明成为补偿对象的TN-LCD。
按驱动方式分类，TN-LCD可细分为简单矩阵方式、用有源元件为电极的TFT[薄膜晶体管(Thin Film Transistor)]电极、MIM[金属-绝缘体-金属(Metal Insulator Metal)或TFD；薄膜二极管(ThinTilm Diode)]电极的有源矩阵方式等。本发明的光学各向异性元件对所有驱动方式都有效。
已知技术的半色调灰色标度法(象素分割方式)、畴分割方式是从由驱动用液晶池一侧扩大LCD视角出发考虑的。相对于这样的视角有某种程度改善的LCD而言，本发明的光学各向异性元件的视角扩大效果可能更为有效。
本发明的光学各向异性元件是由向列杂化取向状态已固定了的光学各向异性膜(A)与至少一层光扩散层(B)所构成。
首先说明本发明所用的光学各向异性膜(A)。
光学各向异性膜(A)所具有的向列杂化取向是指基本上由显示光学正单轴性的液晶性高分子所形成的膜(A)的向列取向使在膜上面与下面之此液晶性高分子的指向矢方向与膜平面的角度不同的取向结构。由于上界面附近与下界面附近此指向矢方向与膜平面所成角度的不同，因此在此膜的上面与下面之间此角度是连续变化的。
本发明的光学各向异性膜(A)之液晶性高分子的指向矢方向在膜的膜厚方向上的各处都向着不同角度的，因此把所述膜作为膜类结构物来看时，膜(A)不存在光轴。
还有，光学各向异性膜(A)有下述光学参数。
首先说明从膜的法线方向看时的面内表观保留值。已向列杂化取向的膜中，与指向矢方向平行方向之折光指数(以下简称ne)与垂直方向的折光指数(以下简称no)是不同的。假定由ne减去no的值为表观双折射率，则表观双折射率与绝对膜厚的乘积给出了表观保留值。由椭圆偏光法等偏光光学测定就可很容易的求出此表观保留值。对550nm单色光而言，本发明所用的光学各向异性膜(A)的表观保留值通常为5～500nm范围，10～300nm为优选，15～150nm为特别优选。当表观保留值不足5nm时，有得不到充分视角扩大效果之虑。而当大于500nm时，斜看时液晶显示恐怕会带有不需要的颜色。
接着来说明指向矢方向的角度。
光学各向异性膜(A)的膜厚方向的指向矢方向的角度范围是指在膜界面附近的液晶性高分子的指向矢方向与此指向矢方向的向膜平面的投影分量之间构成的锐角的角度，在膜的上面或下面的一方，作为绝对值通常为60度以上90度以下，80度以上90度以下为优选，而在此面的对面其绝对值通常为O度以上50度以下，0度以上30度以下为优选。
接着来说明平均倾角。
本发明中，是正单轴性液晶性高分子的指向矢方向与此方向在膜平面的投影分量之间的夹角在膜厚方向上的平均值被定义为平均倾角。平均倾角可以应用晶体旋转法来求出。光学各向异性膜(A)的平均倾角在10～60度范围，20～50度范围为优选。当平均倾角小于10度及大于60度时，就有得不到充分视角扩大效果之虞。
对于光学各向异性膜(A)的膜厚，因它依赖于上述各种光学参数，因此不能一概而言，通常为0.1～20μm范围，优选0.2～10μm，特别优选0.3～5μm以下。当膜厚不足0.1μm时，恐怕得不到充分补偿效果，而当膜厚超过20μm则有液晶显示带不需要的颜色之虞。
具有以上说明的向列杂化取向结构和各种光学参数及膜厚的光学各向异性膜(A)基本上是由光学上显示正单轴性的液晶性高分子形成的。形成膜(A)的液晶性高分子必须具有向列相作为液晶相、在取向基片上超过液晶相变点的温度下形成向列杂化取向、而且必须在不损失此取向形态和在玻璃态下能固定。作为该液晶高分子，只要是具有上述性质的液晶性高分子均可，对此液晶性高分子没有特别限制。作为本发明的此液晶性高分子尤其希望是在高分子链的一个或两个末端有单官能性结构单元。所述单官能性结构单元是指由具有一个含有碳原子数为3～20的长链烷基或碳原子数2～15的长链氟代烷基等的、一元醇、一元羧酸等官能性基团的化合物衍生而来的单元。
在上述液晶性高分子中所用的单官能性结构单元是指使具有一个相当于形成液晶高分子缩聚物时所用的二官能性单体具有的官能基的官能基的单体，在该聚合物制造时(聚合反应中或聚合反应后)也共存于其中并结合于此聚合物分子中的结构单元，通常它结合于此聚合物分子链的一个末端或两个末端。由此，存在于此聚合物分子中的此单官能性结构单元的数目通常为每1分子有1～2个。
此结构单元是以下述通式来表示
在上述通式中，R1和R2相同或不同均可。R1和R2表示碳原子数3～20的长链烷基或碳原子数2～15的长链氟代烷基。具体说，优选的例子可以是
CH3CH2CH2-，CH3CH(CH3)CH2-，C(CH3)3-，(CH3)2CH-，CH3(CH2)3-，C5H11-，C9H19-，C6H13-，C8H17-，C7H15-，C10H21-，C12H25-，C14H29-，C18H37-，C16H33-，C20H41-，CF3CH2-，CF3CF2-，(CF3)2CF-，(CF3)2CF(CF2)2-，C6F13-，C8F17-，CF3(CF2)3CH2CH2-，(CF3)2CF(CF2)8-，CHF2CF2CH2-，CF3CH2CH2-，(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2-，CF3(CF2)7CH2CH2-，H(CF2)4CH2-，CF3(CF2)9CH2CH2-，CF3(CF2)3(CH2)6-，CF3CF2(CH2)6-，CHF2CF2CH2-，CF3(CF2)5CH2CH2-，H(CF2)6CH2-，H(CF2)4CH2-，H(CF2)8CH2-，等。其中，X为氢、氟、氯等卤原子；i为0或1；j为0或1；k为0或1；a为0或1；b为0或1，且a+b≠0。
上述由一元醇、一元羧酸以及它们的功能性衍生物形成的单官能性结构单元以下所述示例的单元等为优选。
由上述示例的单官能性结构单元选出1种或2种来构成高分子链的一个或两个末端。当两个末端都有此结构单元时，没有必要两末端的单元相同。
具体说，优选在上述链的一个或两个末端有1种或2种单官能性结构单元，且显示光学正单轴性的液晶性高分子可列举的是具有此结构单元的垂面取向性的主链型液晶性高分子化合物或至少含1种此液晶性高分子化合物的液晶性高分子组合物。下面来进一步详细说明。
首先，所谓垂面取向性是指液晶性高分子的指向矢方向呈大体与基片平面垂直的取向状态。判断液晶性高分子是否是垂面取向性是通过在基片上形成液晶性高分子层并判断其取向状态来进行的。对可以用来作这样判断的基片并没有特别限制，可以列举的有，例如，玻璃基片(具体说，钠玻璃、钾玻璃、硼硅酸玻璃或无铅玻璃与火石玻璃之类光学玻璃等)、诸如聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙酯、聚苯醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酮硫醚、聚醚砜等在液晶性高分子的液晶温度下有耐热性的塑料薄膜或片。
上述示例的基片是在用酸、醇类、洗涤剂等作表面清洗之后使用的。再就是，上述取向性的判断必须是在未经硅处理、摩擦处理、单轴拉伸处理等表面处理的基片上进行的。
本发明所用的显示垂面取向性的液晶性高分子化合物是指，在没有进行那些适当表面处理的基片上形成液晶性高分子膜，而该液晶高分子在显示液晶状态的温度范围内，于上述例示基片中的至少任一种基片上都能显示出垂面取向性的那些液晶性高分子在本发明中就把它们定义为此类液晶性高分子化合物。然而，有些液晶性高分子化合物在其液晶-各向同性相相变点附近温度下有特殊的垂面取向性。因此，通常希望在比液晶-各向同性相相变点低15℃以下、最好低20℃以下的温度下进行。
现具体说明显示垂面取向性的液晶性高分子化合物。列举的此液晶性高分子化合物有具有上述单官能性结构单元的比如聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯酰亚胺等主链型液晶性高分子。其中特别以容易合成、容易成膜和所得膜的物性稳定等之液晶性聚酯为优选。作为形成此液晶性聚酯的主链成分除单官能性结构单元以外的结构单元有二元羧酸单元、二醇单元和氧羧酸单元等双官能性结构单元及此单元以外的多官能性结构单元等，对此并没有特别限制。不过，本发明希望在主链中有邻位取代芳香族单元作为结构单元的液晶性聚酯。具体可以列举的有下面所示的邻苯二酚单元、水杨酸单元、邻苯二甲酸单元、2，3-萘二醇单元、2，3-萘二羧酸单元以及在它们所含的苯环上有取代基的单元等。
(Y表示氢、Cl、Br等卤原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或苯基，k为0～2。)下面示出了显示垂面取向性的液晶性聚酯的具体结构单元。
m+n＝k/2+lk/l＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式2]
l＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式3]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/o＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式4]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/o＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式5]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/o＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式6]
n+o＝k/2+mk/m＝80/60～2/99，优选40/80～10/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/(n+o)＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式7]
m+n＝k/2+lk/l＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式8]
m＝k/2+nk/n＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式9]
l＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式10]
l+m＝k/2+nk/n＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式11]
n+o＝k/2+mk/m＝80/60～2/99，优选40/80～10/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/(n+o)＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式12]
m+n＝k/2+ok/o＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/(m+n)＝20/10～0/10，优选15/10～5/10i为2～12的整数，k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式13]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/o＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式14]
m+n＝k/2+ok/o＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/(m+n)＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式15]
l+m＝k/2+n+ok/(n+o)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式16]
n+o＝k/2+mk/m＝80/60～2/99，优选40/80～10/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/m＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式17]
l+m＝k/2+ok/o＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式18]
n+o＝k/2+l+mk/(l+m)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式19]
m＝k/2+n+ok/(n+o)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/m＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式20]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/m＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式21]
n+o＝k/2+l+mk/(l+m)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式22]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95l/o＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式23]
l+m＝k/2+n+ok/(n+o)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95n/o＝100/0～0/100，优选95/5～5/95i为2～12的整数，k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式24]
o＝k/2+nk/n＝80/60～2/99，优选40/80～10/95l/m＝100/0～0/100，优选95/5～5/95(l+m)/o＝20/10～1/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式25]
o＝k/2+l/2+m+n(k+l)/(m+n)＝80/60～2/99，优选40/80～10/95k/l＝100/0～0/100，优选90/10～10/90m/n＝100/0～0/100，优选95/5～5/95k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式26]
o+p＝k/2+l/2+n(k+l)/n＝80/60～2/99，优选40/80～10/95k/l＝100/0～0/100，优选90/10～10/90o/p＝100/0～0/100，优选95/5～5/95m/n＝20/10～0/10，优选15/10～5/10k，l，m，n，o，p分别表示摩尔组成比。
上述式中特别以结构式1、结构式3、结构式4、结构式9、结构式11、结构式16、结构式20、结构式22、结构式23及结构式25的液晶性聚酯为优选。
上述显示垂面取向性的液晶性高分子化合物的分子量是以在各种溶剂，例如苯酚/四氯乙烷(60/40(重量比))混合溶剂中于30℃下测定的对数粘度通常在0.04～1.5范围为优选，0.06～1.0为更优选。当对数粘度低于0.04时，光学各向异性膜(A)的机械强度变差而不好。还有，在高于1.5时就有失去垂面取向性之虞。而且，在液晶状态下的粘性有过高的危险，即使有垂面取向性但其取向所需要的时间也可能变长。进一步说，使用比1.5更高的液晶性高分子来制备光学各向异性膜(A)时恐怕得不到向列杂化取向结构，因此是不希望的。
上述液晶性高分子化合物的合成方法并没有特别限制，可以用此领域公认的聚合方法来合成。例如，以液晶性聚酯合成为例，可以用熔融聚合法或用相应的二元酸的酰氯之酰氯法等来合成。
在合成此液晶性高分子化合物时，用先前说明的一元醇、一元酸化合物以及它们的功能性衍生物，具体就是乙酰化物、卤化物等来作为单官能性结构单元而提供于聚合反应。此单官能性结构单元的液晶性高分子，具体说，在液晶性聚酯中的含有率在除去了羟基羧酸结构单元之后所剩构成组分量的2/201至80/240摩尔百分数范围内。在10/205至20/220范围为优选。当单官能性结构单元的含有率超出了此范围时就有不显示垂面取向性之虑。还有，在形成向列杂化取向时也有得不到此取向之虞。再，单官能性结构单元的含有率是与所加入的单体成分的量成比例的。
本发明已用单独1种上面说明的垂面取向性液晶性高分子化合物或含至少1种此液晶性高分子化合物的组合物。在使用组合物时，它可是由显示垂面取向性以外的取向性的液晶性高分子和不显示任何液晶性的非液晶性高分子的组合物。只要组合物具有上述性质则可毫无障碍的在本发明中使用。
由于使用的显示光学正单轴性之液晶性高分子是(1)由多种垂面取向性液晶性高分子化合物所构成的组合物、(2)至少1种垂面取向性的液晶性高分子化合物与此取向性以外的液晶性高分子(化合物或组合物)和/或非液晶性高分子(化合物或组合物)所构成的组合物，因此它具有(1)通过调节组成比可以控制光学各向异性膜(A)的光学参数，具体说是可以控制向列杂化取向的平均倾角、(2)可以使向列杂化取向稳定化，等优点。在作为组合物使用时，含有5重量百分数以上的上述垂面取向性的液晶性高分子是所希望的。当少于5重量百分数时，恐怕就得不到向列杂化取向。
作为加入到垂面取向性的液晶性高分子中的高分子化合物(或组合物)可以用非液晶性高分子，不过从与垂面取向性液晶性高分子的相溶性出发，以用同样是液晶性高分子为好。所使用的液晶性高分子的种类有，比如聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚酯酰亚胺等主链型液晶性高分子；以及比如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚丙二酸酯等侧链型液晶性高分子。只要它是与垂面取向性液晶性高分子有相溶性的，其它并没有特别限制。不过，其中以前面已示例之(式4)邻位取代芳香族单元为主链的液晶性聚酯为最优选。进一步说，这些液晶性高分子显示例如均匀取向、均匀倾斜取向或这些以外的取向等各种取向性都无所谓。其中以有均匀取向性的液晶性高分子特别是显示此取向性的液晶性聚酯为优选。与垂面取向性的判断一样，均匀取向性的判断是使用未经硅处理、摩擦处理、单轴拉伸处理等表面处理的基片上进行的。在此基片上形成液晶性高分子层，由其取向状态来判断它是否显示均匀取向性。
下面示出显示均匀取向性的液晶性聚酯的具体结构示例。
k＝l+ml/m＝80/20～20/80，以75/25～25/75为优选k，l，m分别表示摩尔组成比。[结构式28]
o＝m+n(k+l)/o＝20/10～0/10，以15/10～0/10为优选m/n＝100/0～0/100，以98/2～2/98为优选k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式29]
n＝l+mk/m＝20/10～0/10，以15/10～0/10为优选k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式30]
k+l＝m+nk/l＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选m/l＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式31]
k+l＝m+nk/l＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式32]
l＝m+nk/l＝15/10～0/10，以10/10～0/10为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式33]
m+n＝k/2+1k/l＝40/80～0/100，以20/90～0/100为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式34]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝40/80～0/100，以20/90～0/100为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选l/o＝20/10～0/10，以15/10～5/10为优选k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式35]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝40/80～0/100， 以20/90～0/100为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选l/o＝20/10～0/10，以15/10～5/10为优选k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式36]
l＝k/2+m+nk/(m+n)＝40/80～0/100，以20/90～0/100为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选k，l，m，n分别表示摩尔组成比。[结构式37]
m＝k/2+n+ok/(n+o)＝40/80～0/100，以20/90～0/100为优选n/o＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选l/m＝20/10～0/10，以15/10～5/10为优选k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式38]
o＝k/2+m+nk/(m+n)＝40/80～0/100，以20/90～0/100为优选m/n＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选l/o＝20/10～0/10，以15/10～5/10为优选k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。[结构式39]
n+o＝k/2+l+mk/(l+m)＝40/80～0/100，以20/90～0/100为优选l/m＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选n/o＝100/0～0/100，以95/5～5/95为优选k，l，m，n，o分别表示摩尔组成比。
上述显示均匀取向性的液晶性高分子化合物的分子量是以在各种溶剂，例如苯酚/四氯乙烷(60/40(重量比))混合溶剂中，于30℃测定的对数粘度来通常在0.05～3.0范围为优选，0.07～2.0为更优选。当对数粘度低于0.05时，当与垂面取向性的液晶性高分子作成组合物使用时膜(A)的机械强度恐怕要变差。还有，在高于3.0时就会妨碍向列杂化取向，或形成液晶时的粘性过高就有取向所需要的时间也可能变长之虑，因此是不希望的。
上述液晶性高分子化合物的合成方法并没有特别限制，本发明可以使用的液晶性高分子可以用本领域公知的聚合方法来合成。例如，以聚酯合成为例，可以用熔融聚合法或用相应的二羧酸的酰氯之酰氯法等来合成。
下面说明光学各向异性膜(A)的制备方法。制备方法所希望的是在整个工艺中使用下面说明的取向基片。
首先说明取向基片。
为用显示光学正单轴性的液晶性高分子得到向列杂化取向，希望此液晶性高分子层为上下不同的界面所夹。当上下夹在相同的界面中的场合，此液晶性高分子层的上下界面的取向变为相同，使得到向列杂化取向变得困难。
具体方案是利用一片取向基片和空气界面。即，把液晶性高分子层的下界面与取向基片接触，而此液晶性高分子层的上界面与空气接触。虽然上下界面可以用不同的取向基片，但从制备工艺来说，利用一片取向基片和空气界面是所希望的。
还有，所述取向基片希望是可以规定液晶分子的倾斜方向(指向矢方向在取向基片上的投影)有各向异性的基片。在取向基片不能规定整个液晶的倾斜方向的场合，就不能得到无序方向倾斜的取向形态(指向矢方向在此基片的投影变成无序)。
具体说，本发明可以使用的取向基片希望是有面内各向异性的，列举的有，例如，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酮硫、聚醚砜、聚砜、聚苯硫、聚苯氧、聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丁酯、聚萘二甲酸乙酯、聚缩醛、聚碳酸酯、多芳基化树脂(ポリアリレ一ト)、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇、聚丙烯、纤维素类塑料、环氧树脂、酚树脂等塑料膜基片以及单轴拉伸塑料膜基片、表面有细缝状沟槽的铝、铁、铜等金属基片、蚀刻加工成表面细缝状的碱玻璃、硼硅酸玻璃、火石玻璃等玻璃基片等。
本发明中可以使用把上述塑料膜基片已进行摩擦处理的摩擦塑料膜基片、或有已进行过摩擦处理的塑料薄膜，例如摩擦聚酰亚胺膜、摩擦聚乙烯醇膜等的上述各种基片、以及有氧化硅的斜蒸沉积膜等的上述各种基片。
上述各种取向基片中适合用于使本发明的液晶性高分子形成向列杂化取向之基片可以列举的有有摩擦聚酰亚胺膜的各种基片、摩擦聚酰亚胺基片、摩擦聚醚醚酮基片、摩擦聚醚酮基片、摩擦聚醚砜基片、摩擦聚苯硫基片、摩擦聚对苯二甲酸乙酯基片、摩擦聚萘二甲酸乙酯基片、摩擦多芳基化树脂(ポリアリレ一ト)基片、纤维素类塑料基片等。
光学各向异性膜(A)，如上所述那样，在该膜的上面和下面正单轴性液晶性高分子的指向矢方向与膜平面之夹角是不同的。由取向处理的方法与液晶性高分子的种类可以使在取向基片一侧的膜面之夹角在0度以上50度以下或60度以上90度以下之任一角度范围内调节。通常，从制备工艺角度来说，希望把与取向基片接触的膜界面附近的此液晶性高分子的指向矢方向与膜平面之夹角在0度以上50度以下的角度范围内调整。
本发明使用的光学各向异性膜(A)，是在上述取向基片均匀涂布上此液晶性高分子，接着经过均匀取向过程、取向形态固定过程而得到的。把此液晶性高分子在基片上涂布，通常是可以在把显示光学正单轴性的液晶性高分子溶解于各种溶剂中之溶液状态或把此液晶性高分子熔融的熔融状态下进行的。从制备工艺来说，希望采用把此液晶性高分子溶解于溶剂中的溶液来涂布的溶液涂布。
上述溶剂因正单轴性液晶性高分子的种类(组成比等)不同而不能一概而论，通常使用的有氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、邻二氯苯等卤代烃类、苯酚、对氯苯酚等酚类、苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯(1，2-ヅメトキベンセン)等芳香烃类、丙酮、乙酸乙酯、叔丁醇、丙三醇、乙二醇、三乙二醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、吡啶、三乙胺、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丁腈、二硫化碳等以及它们的混合溶剂，比如卤代烃类与酚类的混合溶剂等。
溶液的浓度依赖于所用的液晶性高分子的溶解性与作为最终目的之光学各向异性膜(A)的膜厚，不能一概而论，通常使用的是在3～50重量百分数范围，7～30重量百分数范围为优选。
用上述溶剂把浓度调整为所期范围之后，在取向基片上用例如旋涂法、辊涂法、模涂法、印刷法、浸渍/上提法、帘涂法等涂布。
涂布后，除去溶剂，在取向基片上形成了膜厚均匀的液晶性高分子层。除去溶剂的条件并没有特别限制，可以大体上除去溶剂、正单轴液晶性高分子层不流动也不滴下就好。通常采用室温干燥、干燥炉干燥、温风或热风吹等来除去溶剂。
此涂布·干燥工艺阶段的目的在于先在基片上形成均匀的液晶性高分子层，此液晶性高分子还未形成向列杂化取向。由接着的热处理工艺来完成单畴向列杂化取向。
由热处理来形成向列杂化取向，在由界面效应来帮助取向的意义上，正单轴性液晶性高分子的粘性低者为好，故希望热处理温度高。还有，液晶性高分子的平均倾角也随热处理温度而不同。在此场合，为得到目的要求之平均倾角就必须设定热处理温度。例如，要得到有某倾角的取向而要在较低温度热处理的场合，低温下液晶性高分子的粘性高，取向所要的时间变长。在这样的场合，采用先一下就高温热处理，在得到单畴取向后，慢慢分阶段降到所希望温度的方法是有效的。不管如何，根据所用液晶性高分子的特性，在其玻璃化转变温度以上的温度进行热处理是优选的。热处理温度通常优选在50℃至300℃范围内，在100℃至260℃范围内尤为优选。
还有，为在取向基片上使正单轴性液晶性高分子充分取向所需要的热处理时间随所用的此液晶性高分子的种类(例如组成比等)、热处理温度等而不同，不能一概而论，通常优选为10s至120min范围，30s至60min范围尤为优选。短于10s时恐怕取向不充分，而超过120min时恐要降低生产性，因而是不希望的。
这样做首先就可以得到在整个取向基片上均匀的向列杂化取向的液晶状态。再，在进行热处理工艺时，为使此液晶性高分子有向列杂化取向，也不妨利用磁场与电场。不过，在加上磁场或电场的情况下进行热处理时，为使所加均匀场力作用于液晶性高分子上，使此液晶的指向矢方向容易按一定方向取向。也就是说，得到本发明的向列杂化取向变得困难了。一旦形成了除向列杂化取向以外的例如垂面取向、均匀取向、均匀倾斜取向或这些以外的取向之后，再除去场力的话是可以得到热稳定向列杂化取向的，不过从工艺来讲没有特别价值。
这样做在显示光学上正单轴性之液晶性高分子的液晶状态下形成的向列杂化取向结构，可以通过冷却到此液晶性高分子的液晶相变点以下的温度下在其取向均匀性不受损的情况下固定下来。
当使用一般的在低于向列相的温度区具有近晶相或结晶相的液晶性高分子时，冷却有使液晶状态的向列取向破坏之虑。由于本发明使用的显示光学正单轴性的液晶性高分子在本质上具有如下性质(1)在显示向列相温度范围以下的温度下完全没有近晶相或结晶相；(2)即使有潜在的结晶相或近晶相，但在冷却时也不现出其近晶相或结晶相；而且(3)在光学各向异性膜的使用温度范围内无流动性，加上外场或外力其取向状态不改变，因此没有因向近晶相或结晶相的相转移引起的取向状态的破坏。还有，可以使单畴向列杂化取向完全固定。
上述冷却温度，只要是在液晶相变点以下的温度即可无特别限制。例如，比液晶相变点低10℃的温度下冷却就可以使均匀的向列杂化取向固定。
冷却的手段没有特别限制，在从热处理工艺中的加热气氛至液晶相变点以下例如室温的气氛中都可固定。还有，为提高生产效率，用空气冷、水冷等强制冷却或慢冷也都是好的。不过，此液晶性高分子因冷却速度而使平均倾角略有不同。在使用这样的液晶性高分子并要严格控制此角度时，对冷却操作也应适当考虑冷却条件进行考虑是优选的。
下面来说明向列杂化取向的膜厚方向上的角度控制。光学各向异性膜(A)是，在膜的上下界面附近之液晶性高分子的指向矢方向与膜平面所成角度的绝对值是，在此膜的上面或下面的一方是0度以上50度以下的范围内，而且此面的对面为60度以上90度以下的范围内。可以根据所使用的液晶性高分子的种类(组成等)、取向基片、热处理条件等的适当选择而分别控制在各面上所期望的角度。而且，在向列杂化取向固定之后，可以用例如均匀削刮膜表面、在溶剂中浸渍使膜表面均匀溶解等方法来控制成所期望的角度。再，根据液晶性高分子的种类(组成等)、取向基片的种类来适当选择这时所用的溶剂。
由上述制法可以得到具有向列杂化取向结构的光学各向异性膜(A)。
下面说明光扩散层(B)。
本发明的光扩散层(B)是指具有使入射光各向同性或各向异性扩散的性质的物质，并没有特别的限制。
所述此光扩散层(B)是由显示光扩散性的塑料薄片、塑料膜、塑料基片、塑料以外的基片等所形成。而且，向列相、手性向列相、胆甾醇型液晶相、近晶相、手性近晶相等液晶相固定而成的光扩散性薄片、膜或基片等都可以在本发明中使用。这些薄片、膜或基片等不论是具有自支撑性还是没有自支撑性都是好的。对在没有自支撑性的场合，必须不管用任何手段要把它保持在具有自支撑性的膜或基片上而且总体的光扩散性不能受损。在光学各向异性膜(A)上，用熔融涂布或溶液涂布等手段涂布上可以形成光扩散层的化合物或组合物，必要时还可以进行电场、磁场、偏光照射等任意处理，从而形成光扩散层(B)。不过，在熔融涂布或溶液涂布时，必须要求光学各向异性膜(A)不发生其向列杂化取向变乱、膜的强度下降的问题。
列举的上述光扩散层(B)的例子有，在树脂母体中分散有其折射率与母体不同的粒子之塑料薄片、膜、基片等。具体说，可列举的有，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酮硫、聚醚砜、聚砜、聚苯硫、聚苯氧、聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丁酯、聚萘二甲酸乙酯、聚缩醛、聚碳酸酯、多芳基化树脂(ポリアリレ一ト)、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、纤维素类塑料、环氧树脂、酚树脂等中分散了无机微粒、有机微粒、包含气体之中空微粒、包含液体之微胶囊等的塑料膜基片等、光扩散层(B)的膜厚没有特别限制，通常在10μm以上500μm以下。
光扩散层(B)的总光透过率在50％以上为优选，70％以上特别优选。通常此光扩散层的扩散透过率为5～85％，10～70％为优选。
在前面说明的光学各向异性膜(A)的一面或二面至少配置形成一层上述光扩散层就得到了本发明的光学各向异性元件。
下面说明具体的配置形成方法。
用前面说明的制备方法得到的光学各向异性膜(A)通常是在取向基片上形成的。因此把显示光扩散性的取向基片作为此基片使用时，由所形成的光学各向异性膜(A)就得到了本发明的光学各向异性元件。由这样得到的光学各向异性元件也可以在其光学各向异性膜(A)的一侧和/或作为取向基片使用的光扩散层(B)的一侧进一步层积上光扩散层(B)。
在使用不显示光扩散性的取向基片来得到此膜(A)时，可以由在与此膜(A)的取向基片不接触的面上形成光扩散层(B)而得到光学各向异性元件。而且，在此光学各向异性元件的取向基片一侧和/或光学各向异性膜上已层积上层(B)的一侧再进一步层积光扩散层(B)也是好的。
除去为得到光学各向异性膜(A)所用的取向基片也可以由此膜(A)与光扩散层(B)形成本发明的光学各向异性元件也是好的。例如此取向基片为得到向列杂化取向是必要的，但对透过率与光学元件的性质、组合成液晶显示装置都将产生不好的影响等，这种情况下就要除去取向基片使用。除去取向基片的方法列举的有例如把此基片剥离或溶解掉的方法等、对例如在与光学各向异性膜(A)的取向基片不接触的面上形成光扩散层(B)的情况，采用下面这样的方法来除去此取向基片是很简便的。
所述方法是指，首先把光扩散层(B)与取向基片上的光学各向异性膜(A)用比如粘合剂或粘合材料贴合层积在一起。接着把取向基片从与光学各向异性膜(A)的界面上剥离除去。
对例如在与光学各向异性膜(A)的取向基片接触的面上积层·形成光扩散层(B)的情况下，采用下面这样的方法是很简便的。
所述方法是指，首先用比如粘合剂或粘合材料把有再剥离性的基片与光学各向异性膜(A)的不接触取向基片的面贴合在一起。然后在与光学各向异性膜(A)的界面上剥离去取向基片。接着在光学各向异性膜(A)与此取向基片接触的面上用比如粘合剂或粘合材料把光扩散层(B)贴合上去以形成层积。然后，把有再剥离性的基片从与光学各向异性膜(A)的界面上剥离除去。
无论如何，在由上述方法等得到的光学各向异性元件，是对光学各向异性膜(A)与光扩散层(B)不接触的面上再进一步层积·形成光扩散层(B)是可能的。
上述层积与贴合用的粘合剂或粘合材料只要是光学级的，并无特别限制，可以使用丙烯酸类、环氧类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类、橡胶类、氨酯类以及它们的混合类等。作为粘合剂可以使用光学各向同性的所有热固性、光固性、电子线固化性之粘合剂。
上述工艺中所使用的剥离方法可以列举的有，用辊等的机械剥离方法、用对所有结构材料的不良溶剂浸渍后机械剥离的方法、在不良溶剂中超声剥离的方法、利用取向基片与此膜的热膨胀系数不同而由改变温度来剥离的方法、溶解除去取向基片或取向基片上的取向膜的方法等。剥离性随所用的正单轴性液晶性高分子的种类(组成等)及与取向基片粘合紧密程度而不同，应采用与体系相适应的方法。
本发明的光学各向异性元件可以根据保护表面、增加强度、提高环境可靠性等的目的而在其光学各向异性膜(A)一侧和/或光扩散层(B)一侧设置透明塑料膜等的过涂层(overcoating 1ayer)。此过涂层希望是光学上几乎各向同性或负各向异性的。
当光扩散层(B)具有面内各向异性时，希望光扩散层(B)与光学各向异性膜(A)的指向矢方向在面内的投影矢量相一致。
接着来说明配置了上述光学各向异性元件之本发明的液晶显示装置。此液晶显示装置是至少由光学各向异性元件、驱动用液晶池和上侧及下侧偏光板所构成。
本发明的光学各向异性元件的配置位置，是在上侧和/或下侧偏光板与驱动用液晶池之间至少配置1个。本发明在实用时以使用1个或2个光学各向异性元件为优选。在用3个以上光学各向异性元件时其视角补偿是可能的，但联系到成本提高，对实用就不好了。
现在来进一步详细说明具体的配置条件。不过，这些配置条件只是典型例子，本发明并不光限于此。
首先来定义光学各向异性膜(A)的倾斜方向以及驱动用液晶池的预倾方向。
构成本发明的光学各向异性元件的光学各向异性膜(A)的倾斜方向定义为在此膜的上下两面内此液晶性高分子的指向矢方向与膜平面所成角度在较小的面内之液晶性高分子指向矢方向的投影方向。具体说，例如
图1中，假定光学各向异性膜(A)的上下两面分别为b面、c面。此膜(A)在b面侧与c面侧之液晶性高分子的指向矢方向与膜平面所成的角度有关系b面侧角度＞c面侧角度。接着，从此膜(A)的b面看膜厚方向上的c面时，b面侧的指向矢方向与c面侧的指向矢方向所成的角度为锐角，而且b面侧的指向矢方向与c面侧的指向矢方向在膜平面上的投影分量变成平行的，则此方向被定义为本发明的光学各向异性膜(A)的倾斜方向。通常此膜的倾斜方向是与由在取向基片上进行摩擦处理得到的此膜之摩擦方向一致的。
下面来定义驱动用液晶池的预倾方向。通常驱动用液晶池中的小分子液晶(在小分子液晶的扭转角为0度时)是，如图2所示，与池基片界面不平行的，而是已倾斜成某角度的。在此状态下，此小分子液晶的指向矢方向与液晶池基片平面所成的角度为锐角的方向，且与此指向矢方向的投影分量平行的方向，则此方向定义为本发明的预倾方向。因此，如图2所示，驱动用液晶池中的上下液晶池基片各自定义了一个方向为预倾方向。还有，此方向通常是与摩擦液晶池基片的摩擦方向一致的。
本发明在驱动用液晶池与上侧和/或下侧偏光板之间至少配置1个根据上述定义的光学各向异性元件。这里，希望用此补偿膜1或2片。当用3片以上时，虽可以得到本发明的液晶显示装置，不过从成本讲是不实用的。
首先说明配置1个光学各向异性元件的情况。光学各向异性元件配置在偏光板与驱动用液晶池之间，至于在驱动用液晶池的上侧还是下侧都是可以的。在此配置时，构成光学各向异性元件之光学各向异性膜(A)的倾斜方向和与此膜最接近的驱动用液晶池的基片之对侧池基片预倾方向所成角度通常配置为0～15度范围，0～10度为优选，0～5度(接近平行)更优选；或通常为165～195度，170～190度为优选，175～185度(接近反平行)更优选；或通常为75～105度，80～100度为优选，85～95度(接近垂直)更优选。也就是说，把光学各向异性膜(A)配置在驱动用液晶池上面的场合，要配置成与下侧的此液晶池基片预倾方向所成的角度满足上述角度范围，或把光学各向异性膜(A)配置在驱动用液晶池下面的场合，要配置成与上侧的此液晶池基片预倾方向所成的角度满足上述角度范围。在不满足上述角度范围时得不到充分的视角补偿效果。
下面说明配置2个本光学各向异性元件的条件。在配置2个光学各向异性元件的情况下，不论是以2个在同侧，例如驱动用液晶池与上侧偏光板之间或此液晶池与下侧偏光板之间还是在上侧与下侧偏光板与驱动用液晶池之间各配置1个都是可以的。还有，无论2个光学各向异性元件有相同或不同的光学参数也都是可以的。再有，配置成无论光学各向异性元件的膜(A)和层(B)是接近上侧或下侧偏光板或驱动用液晶池都无所谓。
首先说明在上侧及下侧偏光板与驱动用液晶池之间分别配置1个的情况。在此配置中，优选的是各自的光学各向异性元件按上面配置1个的场合一样来配置。即，在驱动用液晶池的上下分别配置构成光学各向异性元件之光学各向异性膜(A)的倾斜方向和与此膜(A)最不接近的驱动用液晶池的基片之预倾方向所成角度通常配置为0～15度范围，0～10度为优选，0～5度(接近平行)更优选；或通常为165～195度，170～190度为优选，175～185度(接近反平行)更优选；或通常为75～105度，80～100度为优选，85～95度(接近垂直)更优选。
接着说明把2个光学各向异性元件配置在驱动用液晶池与上侧或下侧偏光板之间的情况。假定把于最接近驱动用液晶池的位置所配置的光学各向异性元件称为各向异性元件1、构成此各向异性元件1的光学各向异性膜为膜1、在各向异性元件1与上侧或下侧偏光板之间配置的光学各向异性元件为各向异性元件2、构成各向异性元件2的光学各向异性膜为膜2来说明。对此配置中的最接近驱动用液晶池的各向异性元件1是用与上述配置1个光学各向异性元件的同样条件来配置的。即，构成各向异性元件1的膜1的倾斜方向与与此膜1最不接近的驱动用液晶池基片的预倾方向所成的角度通常配置为0～15度范围，0～10度为优选，0～5度(接近平行)更优选；或通常为165～195度，170～190度为优选，175～185度(接近反平行)更优选；或通常为75～105度，80～100度为优选，85～95度(接近垂直)更优选。接着说明在各向异性元件1与上侧或下侧偏光板之间配置各向异性元件2的配置条件。构成此各向异性元件2的膜2的倾斜方向与与各向异性元件最接近的驱动用液晶池基片的预倾方向，即与作为各向异性元件1配置条件基准的液晶池基片之反向液晶池基片中的预倾角方向，所成的角度通常配置为0～15度范围，0～10度为优选，0～5度(接近平行)更优选；或通常为165～180度，170～180度为优选，175～189度(接近反平行)更优选；或通常为75～105度，80～100度为优选，85～95度(接近垂直)更优选。
这里，由于本发明的光学各向异性元件是由具有向列杂化取向的光学各向异性膜(A)所构成，所以光学各向异性元件的上下是不等价的。所以，已发现把此光学各向异性元件按上述条件配置于驱动用液晶池上时，光学各向异性膜(A)的哪一面配置于与此液晶池接近所得视角改善效果是不同的。把本发明的光学各向异性元件配置在液晶显示装置中时，以光学各向异性膜(A)的液晶性高分子的指向矢方向与膜平面所成的角度大(60度以上90度以下)的一面接近偏光板而远离驱动用液晶池为优选。在这样的配置条件下，光学各向异性膜(A)与驱动用液晶池的预倾方向以满足上述的接近反平行条件之配置为优选。
最后说明偏光板的配置条件。通常，TN-LCD中配置成其上下偏光板的透过轴互相正交或平行。在上下偏光板的透过轴互相正交配置的场合，偏光板的透过轴与与偏光板最接近的驱动用液晶池的基片的摩擦方向配置成正交、平行或成45度角。本发明的液晶显示装置中，在光学各向异性元件上配置偏光板的场合，对此偏光板的配置没有特别限制，上述的任一种配置都可以得到具有优异显示特性的装置。其中，上下偏光板的透过轴互相正交且偏光板的透过轴与与此偏光板最接近的驱动用液晶池基片的摩擦方向平行的配置可以得到视角特性、显示反差等显示特性非常优异的液晶显示装置。
实施例本发明并不限于下面所述实施例。
实施例中采用了下述各种分析方法。
(1)液晶性高分子组成的确定把聚合物溶解于氘代氯仿或氘代三氟乙酸中，用400MHz的1H NMR(日本电子制JNM-GX400)测定来确定的。
(2)对数粘度的测定用乌氏粘度计在苯酚/四氯乙烷(60/40重量比)混合溶剂中于30℃测定的。
(3)液晶相系列的确定用DSC(Perkin Elmer制的DSC-7)测定以及在热载物台(Mettler公司制的FP-82HT)上用光学显微镜(オリンパス光学(株)制的BH2偏光显微镜)观察来确定。
(4)折射率的测定用阿贝折光仪(アタゴ(株)制的4型)来测定折射率。
(5)偏光解析用(株)沟九光学工业制エリプソメ一タ一DVA-36VWLD椭圆光度计来进行的。
(6)膜厚测定用SLOAN制的表面织构分析系统(SURFACE TEXTURE ANALYSISSY-STEM)Dektak 3030ST来测定光学各向异性膜(A)的膜厚。还有，结合使用由干涉波测定(日本分光(株)制的V-570紫外-可见-近红外分光光度计)和折射率数据来求得膜厚。
参考例1
<液晶性高分子的合成与无取向处理基片上的垂面取向的确认>
在氮气氛下用4-正庚基安息香酸10mmol、对苯二甲酸95mmol、二乙酸甲基氢醌酯50mmol、二乙酸3-甲基邻苯二酚酯50mmol和乙酸钠100mg于270℃聚合12h。接着把得到的反应产物溶解于四氯乙烷中，用甲醇再沉淀来精制，得到了式(1)所示的液晶性聚酯22.0g。此液晶性聚酯的对数粘度为0.15，液晶相为向列相，各向同性-液晶相转变温度为240℃，玻璃化转变温度为75℃。
(式1)
(式中的数字表示各结构单元的摩尔组成比)用此液晶性聚酯调制成10重量百分数的苯酚/四氯乙烷混合溶剂(6/4重量比)溶液。把此溶液用棒涂法(bar coating)涂布在钠玻璃板上并除去溶剂。接着，在190℃热处理30min后在室温下冷却、固定。结果得到了膜厚为15μm的均匀取向之液晶性膜。由锥光镜观察可知高分子液晶具有正单轴性结构，故此聚合物具有垂面取向性。
实施例1(光学各向异性膜(A)及光学各向异性元件的制备)在日本ゼオン制的ゼオネックス280(膜)上用棒涂法涂布上长链烷基改性的聚乙烯醇(クラレ制的MP203)，接着经温风干燥后进行摩擦处理形成取向膜，得到了取向基片。调制含8重量百分数的由参考例1所得到的液晶性聚酯的四氯乙烷溶液。接着用旋涂法把它涂布于上述取向基片上。在除去溶剂后，于190℃热处理20min。热处理后，空气冷却、固定。结果在取向基片上得到了以取向膜为中介的由聚酯构成的膜。所得的膜的膜厚为1.55μm。
接着用图3、图4所示光学测定系统测定已向基片摩擦方向倾斜的此膜的保留值。在此测定中，由于也包括了取向基片的保留值，故把开始用同样方法测定的取向基片单体的测定值减去就求出此膜单体的保留值。结果是如图5所示为左右非对称且没有一个角度可以使保留值为零。由此结果，液晶性聚酯所构成的膜的取向结构为其液晶指向矢方向向基片倾斜但不是均匀倾斜取向(所述均匀倾斜取向是指在膜厚方向上指向矢方向与基片表面的夹角是一定的取向状态)。
用下述各种光学测定此膜得到的结果判定它可以作为光学各向异性膜(A)使用。
接着，用巴川造纸制备的ノンキヤ一粘合材料把大日本印刷(株)制造的光扩散片IDS-10(总光透过率93.0％、扩散透过率26.4％、雾度28.4)贴合在此膜的液晶性聚酯面一侧上。
由上述工艺就制成了在光扩散片上由粘合材料与取向基片为中介的光学各向异性膜形成的光学各向异性元件。
(向列杂化取向层的倾角之控制)切取由液晶性聚酯构成的膜5片，分别在含3重量百分数氯仿的甲醇溶液中浸渍一定时间以使液晶层上面部分溶出。当浸渍时间为15s、30s、1min、2min、5min时，溶出后残存的液晶层膜厚分别为1.35μm、1.10μm、0.88μm、0.56μm、0.37μm。用图3、图4的光学系统测定在θ＝0°时的保留值(前向保留值)，得到图6所示的膜厚与保留值的关系。由图6可知，膜厚与保留值没有线性关系，由此可知不是均匀倾斜取向。图中的点线表示均匀倾斜取向膜所观察的直线。
(向列杂化取向层的液晶性高分子的折射率与取向指向矢方向的测定)把式(1)的液晶性聚酯用上述同样的方法在有摩擦过的聚酰亚胺膜的高折射率(折射率1.84)玻璃基片上制作取向、固定了的膜1’。测定此膜1’的折射率。配置成把折射仪的棱镜面与玻璃基片接触而使膜1’的基片界面一侧在空气界面侧下面。在此场合，膜面内的折射率有各向异性，在与摩擦方向垂直的面内的折射率为1.55，而平行的面内折射率为1.70，膜厚方向的折射率则不随样品的方向都恒定为1.55。由此可以理解为，在玻璃基片一侧的由液晶性聚酯构成的棒状液晶分子已取相对于基片平行的平面取向。接着，配置成折射率仪的棱镜面与膜1’的空气界面一侧相接触。此场合下，面内的折射率没有各向异性，折射率都是恒定的1.55，膜厚方向的折射率不随样品的方向而是恒定的1.70。由此可以理解为，在空气界面一侧的由液晶性聚酯构成的棒状液晶分子已取相对于基片平面垂直的取向。
由上可以判定，由液晶性聚酯(1)所形成的膜已形成了向列杂化取向结构。而且可以判定，在摩擦的基片界面的限制力和空气界面的限制力下已有如图7所示的向列杂化取向。
接着，为正确求出基片界面的指向矢方向的方位角度，进行下面的操作。
在上述有摩擦过的聚酰亚胺膜的高折射率玻璃基片上形成的膜1’上再紧密压上一片有摩擦过的聚酰亚胺膜的玻璃基片。即，把膜1’夹在2片摩擦过的聚酰亚胺膜中间。此时，要配置成上下摩擦膜的摩擦方向互成180度。在此状态下于190℃热处理30min。测定由此得到的样品膜的折射率并进行偏光分析。折射率测定结果是，此样品膜上下得到相同的值，在与摩擦方向垂直的面内的此样品膜面内折射率为1.55，平行的面内为1.70，样品膜的膜厚方向上为1.55。
由此结果可以理解，在基片界面附近样品膜的上下之指向矢方向都是与基片平面大体平行的。由偏光解析结果进一步表明，折射率结构几乎是正单轴性的，根据晶体旋转法进行更详细的解析。结果是，在基片界面附近，指向矢方向仅微倾斜，基片平面与指向矢方向的夹角为约3度。而且，指向矢方向的取向是与摩擦方向一致的。
由上面所述，可以认为在基片界面中的指向矢方向的方位差不多是由液晶性聚酯与取向基片界面的相互作用所决定的。可以推断，上述一个取向基片上形成的由液晶性聚酯所构成的膜中的向列杂化取向是与在基片界面的指向矢方向的方位成3度角。
实施例2用与实施例1一样的方法合成式(2)的液晶性聚酯。此液晶性聚酯的对数粘度为0.16、向列相为液晶相，各向同性-液晶相转变温度为220℃，玻璃化转变温度为100℃。由与实施例1一样的取向性实验结果判定，此液晶性聚酯是显示垂面取向性的正单轴性的。(式2)
(式中的数字表示各结构单元的摩尔组成比)调制此聚酯的7重量百分数的氯仿溶液。用旋涂法把此溶液涂布在摩擦处理过的聚对苯二甲酸乙酯膜上，干燥后在250℃热处理30min，然后冷却、固定。所得膜用与实施例1一样方法进行光学测定，由所得结果判定，它有均匀的向列杂化取向结构，有光学各向异性膜的特性。
接着，在所得膜的表面用棒涂法涂布上2μm的市售环氧类紫外固化型树脂。在涂布面上用桌式层积器(desk laminator)贴合上聚碳酸酯膜，然后用定量紫外线辐照使固化、贴合。接着，在聚对苯二甲酸乙酯膜与液晶性聚酯构成的膜的界面用辊剥离除去聚对苯二甲酸乙酯膜，使此聚酯膜转移到聚碳酸酯膜上。再在转移的聚酯膜与空气接触的一面以粘合材料为中介贴合上光扩散层。此光扩散层是由把分散了10重量百分数的硅微粒丙烯酸类单体(含光聚合引发剂)用棒涂法涂布在三乙酰纤维素膜上，经紫外线辐照固化而得到的。此光扩散层的物性为，总光透过率为93.0％，扩散透过率为26.4％，雾度为28.4。
由以上操作就制成了通过粘合材料为中介的在光扩散层上形成了光学各向异性膜的光学各向异性元件。
所制成的光学各向异性元件其光学各向异性膜(A)的膜厚为0.40μm，膜厚方向的平均倾角为45度。
用此光学各向异性元件制成如图8所示配置的液晶显示装置。其中，在构成该光学各向异性元件的光学各向并性膜的光扩散层一侧以与驱动用液晶池最接近地在此液晶池的上下各配置1个光学各向异性元件。所使用的TN型驱动用液晶池的液晶材料是ZLI-4792、池参数为池隙4.8μm，扭转角(左扭)90度，预倾角4度。在液晶池上加上300Hz的矩形波电压。把白显示0V、黑显示6V下的透过率比(白显示)/(黑显示)作为反差比，用浜松ホトニクス(株)制的FFP光学系统DVS-3000来测定所有方位的反差比，描出等反差曲线，结果示于图9。
实施例3用与实施例1一样的方法合成式(3)、式(4)的液晶性聚酯。式(3)的液晶性聚酯的对数粘度为0.10，作为液晶相具有向列相，各向同性-液晶相转变温度为180℃。由与实施例1一样的取向性试验的结果表明，式(3)的液晶性聚酯显示垂面取向，是光学正单轴性的。
(式3)
(式中的数字表示各结构单元的摩尔组成比)(式4)
(式中的数字表示各结构单元的摩尔组成比)式(4)的液晶性聚酯的对数粘度为0.18，作为液晶相具有向列相，各向同性-液晶相转变温度为300℃以上。调制此液晶性聚酯10重量百分数的苯酚/四氯乙烷混合溶剂(6/4重量比)溶液，在各种取向性试验用基片上用屏印法涂布后干燥，在230℃热处理10min。使用的基片为钠玻璃、硼硅酸玻璃、聚对苯二甲酸乙酯膜、聚酰亚胺膜、聚醚酰亚胺膜、聚醚醚酮膜、聚醚砜膜，用偏光显微镜观察在所有基片上的液晶相的条纹组织，可知此聚合物是均匀取向性的。
调制含式(3)、式(4)的液晶性聚酯50∶50重量比的8重量百分数的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液。在40cm宽的已摩擦处理过的聚苯硫膜上用模涂法作长10m的涂布，在120℃热风干燥后于220℃热处理10min，冷却、固定，把所得的膜进行与实施例1一样的光学测定，结果表明它有均匀向列杂化取向结构以及具有作为光学各向异性膜(A)的特性。
接着，在此膜的表面用棒涂法涂布上2μm的市售环氧类紫外固化型树脂。在此涂布面上用台式层积器与作为可再剥离基片之易粘合处理型聚对苯二甲酸乙酯膜的易粘合处理表面一侧贴合，再用所定量的紫外线辐照固化、贴合。然后把它在水中浸渍1h，于水中把在聚苯硫膜与液晶性聚酯构成的膜(光学各向异性膜(A))之界面剥离、除去聚苯硫膜。
充分干燥后，在已转移的光学各向异性膜(A)的空气界面一侧(接触聚苯硫醚膜的表面)以粘合材料为中介贴合上三乙酰纤维素膜。
贴合上三乙酰纤维素膜后于固化环氧树脂层界面剥离、除去聚对苯二甲酸乙酯膜。在液晶性聚酯膜构成的膜(光学各向异性膜(A))中仍残留的固化环氧树脂层上则直接用作为保护层。
然后用粘合材料为中介在此膜的液晶性聚酯面一侧贴合上大日本印刷(株)制的光扩散片IDS-10(总光透过率93.0％、扩散透过率26.4％、雾度28.4)作为光扩散层(B)。
由上述工艺就制成了在光扩散片(B)上以粘合材料为中介形成的光学各向异性膜的光学各向异性元件。
此光学各向异性元件的由液晶性聚酯构成的膜的膜厚为0.62μm，膜厚方向的平均倾角为37度。
把索尼制液晶彩色电视XTL-610的偏光板剥去，把以其三乙酰纤维素膜面与驱动用液晶池最接近方式在此液晶池上下各贴合1个此光学各向异性元件。接着，在上下各1个此光学各向异性元件的保护层一侧贴合上偏光板。图8示出了各光学元件的轴配置。由与实施例3一样的方法测定所有方位的反差比，结果示于图10。
图1构成本发明的光学各向异性元件的光学各向异性膜(A)的倾斜方向之概念图。
图2驱动用液晶池的预倾方向之概念图。
图3用于测定构成本发明的光学各向异性元件的光学各向异性膜(A)的倾角的光学测定系统配置图。
图4用于测定构成本发明的光学各向异性元件的光学各向异性膜(A)的倾角的光学测定系统中的样品与偏光板的轴方位的关系图。
图5实施例1中沿基片摩擦方向倾斜测定所得表观保留值与样品倾角的关系图。
图6实施例1中把光学各向异性膜(A)浸渍后的膜厚与样品正面的表观保留值的测定结果。
图7构成本发明的光学各向异性元件的光学各向异性膜(A)的取向结构概念图。
图8实施例2、3中各光学元件的轴配置。
图9实施例2的等反差曲线。
图10实施例3的等反差曲线。
权利要求
1.一种光学各向异性元件，其特征在于，它包括基本上由显示光学正单轴性的液晶性高分子形成的且此液晶性高分子在液晶状态所形成的向列杂化取向结构被固定了的光学各向异性膜(A)，和至少1层光扩散层(B)。
2.权项要求1记载的光学各向异性元件，其特征在于，所述显示光学正单轴性的液晶性高分子包括其高分子链的一个或2个末端有至少1种单官能性结构单元的液晶性高分子化合物或液晶性高分子组合物。
3.权项要求1或2记载的光学各向异性元件，其特征在于，所述光扩散层(B)的总光线透过率在50％以上。
4.权项要求1～3中任意一项记载的光学各向异性元件，其特征在于，所述光扩散层(B)的总光线透过率在70％以上。
5.权项要求1～4中任意一项记载的光学各向异性元件，其特征在于，所述光扩散层(B)的扩散透过率为5～85％。
6.权项要求1～5中任意一项记载的光学各向异性元件，其特征在于，所述光扩散层(B)的扩散透过率为10～70％。
7.权项要求1～6中任意一项记载的光学各向异性元件，其特征在于，在所述光学各向异性膜(A)的一面或两面上至少接触存在一层的光扩散层(B)。
8.液晶显示装置，其特征在于，它是一种由配备有电极的一对透明基片与向列液晶所构成的驱动用液晶池和，备有在该液晶池的上下配置的上侧偏光板、下侧偏光板的扭转向列型的液晶显示装置，而且此液晶池与上侧或下侧偏光板的任一方之间或液晶池与上侧和下侧偏光板各个之间配置至少1个权项要求1～7中任意一项记载的光学各向异性元件。
全文摘要
提供了上下左右所有方向的视角特性可显著改善的光学异性元件以及配置了此光学异性元件的液晶显示装置。由显示光学正单轴性的液晶性高分子所形成的且此液晶性高分子在液晶状态下形成的向列杂化取向结构固定了的光学各向异性膜(A)和至少1层光扩散层(B)所构成的光学各向异性元件。
文档编号G02B5/02GK1246926SQ98802374
公开日2000年3月8日 申请日期1998年10月9日 优先权日1997年10月9日
发明者沼尾洋介, 依田英二, 上坂哲也, 丰冈武裕 申请人:日石三菱株式会社