光学补偿薄膜、偏光片和液晶显示装置.pdf

本发明提供视场角在所有方向上都实现了80度以上，此外在黑色显示时的带红色的现象的发生显著降低了的光学补偿薄膜，具有该薄膜的偏光片和液晶显示装置。所述的光学补偿薄膜，其特征在于：使液晶性化合物取向为使得平均倾斜角变成为4度以下，接着，进行固定化，R0 (λ)，在589nm时为40nm～130nm，在600nm时为35nm～125nm，在630nm时为35nm～120nm，Rt(λ)在500～630nm时为120nm～400nm，而且，R0(589)、R0 (600)、R0 (630)满足下式所述：1.0＜B＜7.0 B＝(R0 (589)－R0(630))/(R0 (600)－R0 (630))。

1.  光学补偿薄膜，包括具有光学二轴性的支持体、以及在支持体上配置的至少一层的光学各向异性层，其中：
(i)该光学各向异性层是采用把液晶性化合物分子取向为使得分子的平均倾斜角为4度以下，然后使该液晶分子的取向固定而形成的；
(ii)式(1)所示的光学补偿薄膜的面内光程差值R_o(λ)，在波长为589nm时为40～130nm，在波长为600nm时为35～125nm，在波长为630nm时为35～120nm；
(iii)式(2)所示的光学补偿薄膜厚度方向的面外光程差值R_t(λ)，在波长为500～630nm时为120～400nm；和
(iv)R_o(589)、R_o(600)和R_o(630)满足式(3)，
式(1)：R_o(λ)＝(nx(λ)-ny(λ))×d
式(2)：R_t(λ)＝((nx(λ)+ny(λ))/2-nz(λ))×d
式(3)：1.0＜B＜7.0
B＝(R_o(589)-R_o(630))/(R_o(600)-R_o(630))
nx(λ)表示光学补偿薄膜面内给出最大折射率的X方向的折射率；ny(λ)表示光学补偿薄膜面内与X方向正交的Y方向的折射率；
nz(λ)表示光学补偿薄膜厚度方向的折射率；
λ表示测定波长(nm)；d表示光学补偿薄膜的厚度(nm)。

2.  权利要求1所述的光学补偿膜，其中R₇₀(589)与R_o(589)的比R₇₀(589)/R_o(589)为1.25～1.40，R₅₀(589)与R_o(589)的比R₅₀(589)/R_o(589)为1.10～1.25，
R₇₀(589)为用下述方法测定的光学补偿薄膜的光程差值：
(i)将薄膜与基准平面平行配置，
(ii)以薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴使薄膜旋转70度，
(iii)从基准平面的法线方向测定波长589nm时的光程差值；
R₅₀(589)为除了以薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴使薄膜旋转50度外，其余按照与R₇₀(589)相同的方法测定的光学补偿薄膜的光程差值；面内相位滞后轴表示给出最大面内光程差值方向的轴。

3.  权利要求1所述的光学补偿薄膜，其中薄膜光程差值的波长分散性满足式(4)，
式(4)：0＜C/D＜7.0
C＝(R₅₀’(589)-R₅₀’(630))
D＝(R₇₀’(589)-R₇₀’(630))
R₇₀’(λ)＝(nx ₇₀’(λ)-ny₇₀’(λ))×d
R₅₀’(λ)＝(nx₅₀’(λ)-ny₅₀’(λ))×d
R₇₀’(589)和R₅₀’(589)分别为用下述方法测定的光学补偿薄膜的光程差值：
(i)将薄膜与基准平面平行配置，
(ii)以薄膜的面内相位超前轴为旋转轴使薄膜旋转70度，
(iii)从基准平面的法线方向分别测定波长589nm和630nm时的光程差值；
R₅₀’(589)和R₅₀’(630)为除了以薄膜的面内相位超前轴为旋转轴使薄膜旋转50度外，其余按照与R₇₀’(589)和R₇₀’(630)相同的方法测定的光学薄膜的光程差值；面内相位超前轴表示与面内相位滞后轴正交的薄膜面内的轴。

4.  权利要求1所述的光学补偿薄膜，其中所述具有光学二轴性的支持体与光学各向异性层在波长为589nm时的光程差值满足式(5)，
式(5)：0.44＜((R(b)_o+R(b)_t)/(R(e)_o)＜2.05
R(b)_o表示式(6)定义的支持体的面内光程差值；R(b)_t表示式(7)定义的厚度方向的支持体的面外光程差值；R(e)_o表示式(8)定义的光学各向异性层的面内光程差值，
式(6)：R(b)_o＝(n(b)x-n(b)y)×d(b)
式(7)：R(b)_t＝((n(b)x+n(b)y)/2-n(b)z)×d(b)
式(8)：R(e)_o＝(n(e)x-n(e)y)×d(e)
n(b)x表示支持体面内给出最大折射率的X方向的折射率；n(b)y表示支持体面内与上述X方向正交的Y方向的折射率；n(b)z表示支持体厚度方向的折射率；d(b)表示支持体的厚度(nm)；n(e)x表示光学各向异性层面内给出最大折射率的X方向的折射率；n(e)y表示光学各向异性层面内与X方向正交的Y方向的折射率；d(e)表示光学各向异性层的厚度(nm)。

5.  权利要求1所述的光学补偿薄膜，其中所述液晶性化合物包括向列型液晶化合物。

6.  偏光片，包括(i)权利要求1所述的光学补偿薄膜，(ii)偏光膜或起偏元件，其中光学补偿薄膜的面内相位滞后轴与偏光膜或起偏元件的吸收轴之间的角度为85～95度。

7.  垂直取向ECB型液晶显示器，其在液晶显示器的液晶单元的一面或两面上具有权利要求6所述的偏光片。

8.  垂直取向ECB型液晶显示器，其在液晶显示器的液晶单元的一面或两面上具有权利要求6所述的偏光片，其中S_o(λ)和C(λ)满足式(9)～(12)，
式(9)：0.21×C(589)≤S_o(589)≤0.66×C(589)
式(10)：0.22≤P_s(λ)/P_c(λ)≤1.75
式(11)：P_s(λ)＝(S_o(λ)/S_o(589)-1)×100
式(12)：P_c(λ)＝(C(λ)/C(589)-1)×100
S_o(λ)表示(i)在所述液晶单元的一面或两面上配置的权利要求6所述的偏光片的起偏元件或偏光膜、(ii)偏光片中光学补偿薄膜、和(iii)液晶单元的面内光程差值R_o(λ)的总和；C(λ)表示该液晶单元的双折射Δn(λ)与厚度的乘积Δn(λ)×d；λ表示500～670nm范围的波长。

光学补偿薄膜、偏光片和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及光学补偿薄膜、偏光片和液晶显示装置。
背景技术
现在，在个人计算机的多媒体化的进步和液晶显示器大型化的同时，显示品质优良的TFT液晶将变成为主流，人们要求视场角特性的高度改善。
为了该目的，作为TFT型液晶的显示模式，不仅现有的TN型，人们还提出了横向电场方式(IPS)、垂直取向方式(VA)等，并且已实用化。
此外，在动画显示方面出色的可进行高速驱动的弯曲取向方式(OCB)也正在向实用化迈进。除去IPS方式之外的这些显示方式，在视场角特性方面既有长处也有缺点，不论哪一种方式，人们都尝试了通过使用光学补偿薄片(以下，也叫做光学补偿薄膜)的办法改善大幅度的视场角特性。
作为上述光学补偿薄片，例如有下述的报道：TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式的液晶单元用光学补偿薄片(例如，参看专利文献1、2、3和4)，IPS(In-Plane Switching，面内开关)模式或FLC(FerroelectricLiquid Crystal，铁电液晶)模式的液晶单元用光学补偿薄片(例如，参看专利文献5)，OCB(Optically Compensatory Bend，光学补偿弯曲)模式或HAN(Hybrid Aligned Nematic，混合取向向列)模式的液晶单元用光学补偿薄片(例如，参看专利文献6和7)，STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列)模式的液晶单元用光学补偿薄片(例如，参看专利文献8)，以及VA(Vertically Aligned，垂直取向)模式的液晶单元用光学补偿薄片(例如，参看专利文献9)。
上述的光学补偿薄片(也叫做光学补偿薄膜)，通常可以以与偏光片一体化的形式用做椭圆偏光片等。
作为这样的目的的光学补偿薄片，人们知道向纤维素乙酸酯支持体上边涂敷圆盘型液晶进行固定化、进行叠层得到的TN型液晶显示装置的光学补偿薄片。
此外，同样人们还知道在纤维素乙酸酯支持体上边叠层配置由具有正的一轴性的液晶聚合物构成的TN型液晶显示装置的光学补偿薄片。这些之中的不论哪一个都可以采用借助于纤维素酯层和叠层到该支持体上边的液晶层的每一层，通过得到所希望的面内光程差值(R₀)、厚度方向的光程差值(R_t)，获得所谓的确保特定条件下的目的的光学补偿性能的对应。
然而，垂直取向型液晶显示装置(VA、使VA多畴化后的MVA、PVA等)，是常态黑色模式，易于取得高对比度，此外，由于与TN型或IPS型进行比较可以进行高速驱动，故在监视器或TV用途中广为使用。这种VA型LCD在斜向方向(或者，与偏振片的吸收轴、透过轴形成45度角的方向)的视场角原本就窄，为了改善这种情况，人们提出或已实现了各种各样的光学补偿薄膜、视场角扩大薄膜。
例如，人们提出了这样的方案：采用把种种的λ/4、λ/2组合起来使用的办法，使得在所有的方向上都不会发生光泄漏(例如，参看专利文献10到14)，但是，在该方法中使用的相位差板，就如从对偏振膜配置的方向可以看出的那样，对于相位差板要求非常高的均一性，为此，生产性非常不好，而且，对于进行贴合的方向要求高级的调整技术，在生产性方面存在着问题，所以人们一直要求用更为简便的方法更为有效地扩大视场角的方法。
相对于此，人们还提出了这样的方法：通过使用在与偏光膜的吸收轴平行方向上具有面内相位滞后轴的薄片的办法，扩大垂直取向型LCD的视场角。
该方法，在提出垂直取向ECB型LCD的方案的初期阶段就提了出来(例如，参看专利文献15)，作为特别考虑到视场角的设计，通过使用这些方法的办法，斜向方向的视场角戏剧性地得到了改善。
此外，人们还提出了这样的方法：在正面方向上加上使用胆甾醇液晶的叠层型的视场角扩大薄膜，即便是在从正面方向偏离开来地斜向方向上也可以抑制光泄漏、扩大视场角(例如，参看专利文献16)。
通过使用如上述各种各样的相位差板，例如在波长550nm附近的视场角，就实现了在显示面板的全方位达到80度以上。
然而，当斜向方向的视场角变成为80度以上时，那种迄今为止并不明显，在现有的技术中完全不成问题的、黑色显示中的带红色的问题就变得可以明确地识别出来。再有，为了提高视场角性能，伴随着画面向大型化，结果就变成为人们对于该业界强烈要求解决黑色显示中的带红色的问题。另外，该问题若采用仅仅使550nm处的相位差板的光程差的优化，或使在正面上的波长分散一致起来的办法，是难于解决的。
[专利文献1]
特开平6-214116号公报
[专利文献2]
美国专利第5583679号说明书
[专利文献3]
美国专利第5646703号说明书
[专利文献4]
德国专利申请公开第3911620A1号说明书
[专利文献5]
特开平10-54982号公报
[专利文献6]
美国专利第5805253号说明书
[专利文献7]
国际公开第96/37804号小册子
[专利文献8]
特开平9-26572号公报
[专利文献9]
特许第2866372号说明书
[专利文献10]
特开平5-11356号公报
[专利文献11]
特开平6-14842号公报
[专利文献12]
特开2000-174727号公报
[专利文献13]
特开2002-372622号公报
[专利文献14]
特开2003-43262号公报
[专利文献15]
特公平7-69536号公报
[专利文献16]
特开2002-182212号公报
发明内容
本发明的目的在于提供视场角在所有方向上都实现了80度以上，此外在黑色显示时的带红色现象的发生显著降低了的光学补偿薄膜，具有该薄膜的偏光片和液晶显示装置。
本发明的上述目的，可借助于下述的构成1到8实现。
1.光学补偿薄膜，包括具有光学二轴性的支持体、以及在支持体上配置的至少一层的光学各向异性层，其中：
(i)该光学各向异性层是采用把液晶性化合物分子取向为使得分子的平均倾斜角为4度以下，然后使该液晶分子的取向固定而形成的；
(ii)式(1)所示的光学补偿薄膜的面内光程差值R_o(λ)，在波长为589nm时为40～130nm，在波长为600nm时为35～125nm，在波长为630nm时为35～120nm；
(iii)式(2)所示的光学补偿薄膜厚度方向的面外光程差值R_t(λ)，在波长为500～630nm时为120～400nm；和
(iv)R_o(589)、R_o(600)和R_o(630)满足式(3)，
式(1)：R_o(λ)＝(nx(λ)-ny(λ))×d
式(2)：R_t(λ)＝((nx(λ)+ny(λ))/2-nz(λ))×d
式(3)：1.0＜B＜7.0
B＝(R_o(589)-R_o(630))/(R_o(600)-R_o(630))
nx(λ)表示光学补偿薄膜面内给出最大折射率的X方向的折射率；ny(λ)表示光学补偿薄膜面内与X方向正交的Y方向的折射率；
nz(λ)表示光学补偿薄膜厚度方向的折射率；
λ表示测定波长(nm)；d表示光学补偿薄膜的厚度(nm)。
2.上述1所述的光学补偿膜，其中R₇₀(589)与R_o(589)的比R₇₀(589)/R_o(589)为1.25～1.40，R₅₀(589)与R_o(589)的比R₅₀(589)/R_o(589)为1.10～1.25，
R₇₀(589)为用下述方法测定的光学补偿薄膜的光程差值：
(i)将薄膜与基准平面(以下，简称“平面”)平行配置，
(ii)以薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴使薄膜旋转70度，
(iii)从基准平面的法线方向测定波长589nm时的光程差值；
R₅₀(589)为除了以薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴使薄膜旋转50度外，其余按照与R₇₀(589)相同的方法测定的光学补偿薄膜的光程差值；面内相位滞后轴表示给出最大面内光程差值方向的轴。
3.上述1所述的光学补偿薄膜，其中薄膜光程差值的波长分散性满足式(4)，
式(4)：0＜C/D＜7.0
C＝(R₅₀’(589)-R₅₀’(630))
D＝(R₇₀’(589)-R₇₀’(630))
R₇₀’(λ)＝(nx₇₀’(λ)-ny₇₀’(λ))×d
R₅₀’(λ)＝(nx₅₀’(λ)-ny₅₀’(λ))×d
R₇₀’(589)和R₅₀’(589)分别为用下述方法测定的光学补偿薄膜的光程差值：
(i)将薄膜与基准平面平行配置，
(ii)以薄膜的面内相位超前轴为旋转轴使薄膜旋转70度，
(iii)从基准平面的法线方向分别测定波长589nm和630nm时的光程差值；
R₅₀’(589)和R₅₀’(630)为除了以薄膜的面内相位超前轴为旋转轴使薄膜旋转50度外，其余按照与R₇₀’(589)和R₇₀’(630)相同的方法测定的光学薄膜的光程差值；面内相位超前轴表示与面内相位滞后轴正交的薄膜面内的轴。
4.上述1所述的光学补偿薄膜，其中所述具有光学二轴性的支持体与光学各向异性层在波长为589nm时的光程差值满足式(5)，
式(5)：0.44＜((R(b)_o+R(b)_t)/(R(e)_o)＜2.05
R(b)_o表示式(6)定义的支持体的面内光程差值；R(b)_t表示式(7)定义的厚度方向的支持体的面外光程差值；R(e)_o表示式(8)定义的光学各向异性层的面内光程差值，
式(6)：R(b)_o＝(n(b)x-n(b)y)×d(b)
式(7)：R(b)_t＝((n(b)x+n(b)y)/2-n(b)z)×d(b)
式(8)：R(e)_o＝(n(e)x-n(e)y)×d(e)
n(b)x表示支持体面内给出最大折射率的X方向的折射率；n(b)y表示支持体面内与上述X方向正交的Y方向的折射率；n(b)z表示支持体厚度方向的折射率；d(b)表示支持体的厚度(nm)；n(e)x表示光学各向异性层面内给出最大折射率的X方向的折射率；n(e)y表示光学各向异性层面内与X方向正交的Y方向的折射率；d(e)表示光学各向异性层的厚度(nm)。
5.上述1所述的光学补偿薄膜，其中所述液晶性化合物包括向列型液晶化合物。
6.偏光片，包括(i)上述1所述的光学补偿薄膜，(ii)偏光膜或起偏元件，其中光学补偿薄膜的面内相位滞后轴与偏光膜或起偏元件的吸收轴之间的角度为85～95度。
7.垂直取向ECB型液晶显示器，其在液晶显示器的液晶单元的一面或两面上具有上述6所述的偏光片。
8.垂直取向ECB型液晶显示器，其在液晶显示器的液晶单元的一面或两面上具有上述6所述的偏光片，其中S_o(λ)和C(λ)满足式(9)～(12)，
式(9)：0.21×C(589)≤S_o(589)≤0.66×C(589)
式(10)：0.22≤P_s(λ)/P_c(λ)≤1.75
式(11)：P_s(λ)＝(S_o(λ)/S_o(589)-1)×100
式(12)：P_c(λ)＝(C(λ)/C(589)-1)×100
S_o(λ)表示(i)在所述液晶单元的一面或两面上配置的上述6所述的偏光片的起偏元件或偏光膜、(ii)偏光片中光学补偿薄膜、和(iii)液晶单元的面内光程差值R_o(λ)的总和；C(λ)表示该液晶单元的双折射Δn(λ)与厚度的乘积Δn(λ)×d；λ表示500～670nm范围的波长。
附图说明
图1是表示光程差值测定方法的概略图。
图中附号说明
1  基准平面
2  光学补偿薄膜
3  面内位相滞后轴或面内位相超前轴
4  旋转角(50°或70°)
5  测定方向
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
图1是通过图来说明R₅₀(589)、R₇₀(589)、R₅₀’(λ)、R₇₀’(λ)的测定方法的。
下面说明本发明人等取得本发明的光学补偿薄片的经过。
在本业界中，在VA型LCD中用相位差板解决了斜向方向的视场角问题后，就进行了向大型画面的转移。在通常的颜色变化(不是黑色显示，是通常的彩色显示)等的特性评价中，有这样的评价：VA型与别的监视器比较非常出色。
但是，斜向方向的视场角变成为80度以上，从以往所不可能的视场进行的观察成为可能，进而向画面的大型化进步的结果，到现在为止一直都不成其为问题的在进行黑色显示时红色的发生就变成为可以明确地识别出来。该带红色的现象，若仅仅采用使550nm处的相位差板的光程差值的优化，或使在正面上的波长分散一致起来的办法，是不能解决的。
本发明人等，对上述的VA型LCD中的黑色显示时的带红色现象进行种种研究的结果发现，可以得到这样的光学补偿薄膜：就如前述1所述的那样，在光学性地具有二轴性的支持体上具有光学各向异性层的光学补偿薄膜中，作为该光学各向异性层的至少1层，设置采用把液晶性化合物取向为使得平均倾斜角变成为4度以下，接着，通过使该取向固定化形成的层，在用上述式(1)表示的薄膜面内的光程差值R₀(λ)，在波长为589nm时为40nm～130nm，在波长为600nm时为35nm～125nm，在波长为630nm时为35nm～120nm，在用上述式(2)表示的薄膜厚度方向的光程差值R_t(λ)，在波长为500nm～630nm的范围内为120nm～400nm，而且，R₀(589)、R₀(600)、R₀(630)满足上述式(3)，该光学补偿薄膜，也就是说是实现了本发明所述的效果，即使视场角在所有的方向上都实现了80度以上那样的高视场角的画面中，也可以显著地降低黑色显示时的带红色的现象。
《光学性地具有二轴性的支持体》
本发明的光学补偿薄膜，其特征在于：在具有光学性的二轴性的支持体上，具有至少1层的光学各向异性层。
光学性地具有二轴性的支持体，其特征在于：在3维中的折射率的举动，就是说，构成具有光学性的二轴性的支持体的折射率的各个成分nx、ny、nz的举动，满足下述式(1)所述的不等式(也叫做呈现二轴平面特性)。
式(1)
nx＞ny＞nz
此外，具有光学性的二轴性的支持体的面内方向的光程差值与厚度方向的光程差值呈现各不相同的值。
在这里，支持体的面内方向的光程差值(R₀)和厚度方向的光程差值(R_t)分别定义如下。
(厚度方向的光程差值(R_t值))
R_t＝(nx+ny)/2-nz)×d
(面内方向的光程差值(R₀值))
R₀＝(nx-ny)×d
在nx＞ny的情况下，可知支持体面内的光程差值R₀不会变成为0(也叫做不为0)。
在本发明中，所谓“光学性地具有二轴性”被定义为在3维中的折射率特性可以用上述式(1)的关系式表示的情况(也叫做呈现二轴平面特性)，或面内光程差值(R₀)不为0的情况。
在这里，nx是支持体的面内的折射率为最大的方向的折射率，ny是在与nx成直角的方向上的支持体面内的折射率，d是支持体的厚度(nm)。上述的R₀、R_t值，每一个都用自动双折射计KOBRA-21ADH(王子计测机器公司制造)，在23℃、55％RH(相对湿度)下，在波长590nm处，进行3维折射率测定，用所求得的折射率nx、ny、nz分别进行计算。
光学性地具有二轴性的支持体，作为主成分(这里所说的主成分是表示占支持体全部构成成分的50质量％的成分)含有后述的呈现二轴平面特性的材料(光学材料、树脂薄膜等)，作为具体的材料，作为主成分含有拉伸纤维素酯(例如，拉伸纤维素乙酸丙酸酯(拉伸CAP)，纤维素三乙酸酯(拉伸TAC等)，环烯烃聚合物(已施行了拉伸处理，光学性地赋予了二轴性的物质)等。
在这里，对于纤维素乙酸丙酸酯、纤维素三乙酸酯等的纤维素酯诱导体(纤维素酯薄膜)来说，可以采用进行二轴拉伸处理的办法赋予光学性的二轴性。
此外，作为环烯烃聚合物，可以举出ZEONEX(日本ZEONE制造)、ZEONER(日本ZEONE制造)、ARTON(JSR公司制造)、APEL(三井石油化学制造)等的烯烃系透明塑料。
本发明的光学性地具有二轴性的支持体的主成分，虽然是呈现上述的二轴平面特性的材料，但是，在不妨害光学性地呈现二轴性的的范围内，也可以同时使用其它的合成聚合物，例如聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等的材料。
作为把上述那样的光学各向异性赋予把环烯烃聚合物作为主成分的薄膜(支持体)或上述的合成聚合物中的每一个的手段，可以举出种种手段，借助于制膜时的拉伸处理时的拉伸方向、拉伸倍率等的调整，就可以得到具有规定的光学各向异性的薄膜。
《光学各向异性层》
在上述的光学性地具有二轴性的支持体上，可形成光学各向异性层，在本发明中，对于该光学各向异性层的至少1层的下述的诸特性(光学特性、膜厚、液晶性化合物的取向等)进行说明。
作为在支持体上形成的光学各向异性层，是在涂敷后述的液晶性化合物后，在借助于以往众所周知的摩擦处理或光取向处理等的手段把液晶性化合物取向为使得平均倾斜角变成为4度以下之后，接着，采用使该取向固定化制作的层，膜厚通常优选0.1微米到10微米的范围，更优选在0.2微米到5微米的范围。
(平均倾斜角的测定)
光学各向异性层的平均倾斜角，把光学各向异性层的膜厚方向的液晶性化合物分子的方向与光学各向异性层的平面所成的角度的平均值定义为平均倾斜角。此外，平均倾斜角的测定，可以用本领域的专业人员众所周知的方法进行。具体地说，例如用KOBRA21-ADH等的相位差测定装置，例如在光学性地使用正的液晶的情况下，可以采用以面内相位超前轴为旋转轴，求光程差值变成为最大值的概率，根据光学各向异性层的折射率考虑斯内尔法则的办法来求。在光学性地使用负的折射率的情况下，除去以相位滞后轴为旋转轴求给出光程差值的最小值的概率之外，也可以用这样的方法来求。
《光学性地具有二轴性的支持体与光学各向异性层的光学特性》
本发明的光学补偿薄膜，如前述4所述，测定波长589nm处的、光学性地具有二轴性的支持体和至少1层的上述光学各向异性层，优选满足式(5)。
式(5)
0.44＜((R(b)o+R(b)_t)/R(e)o)＜2.05
式中，R(b)o表示可用上述式(6)表示的上述光学性地具有二轴性的支持体的面内光程差值，R(b)t表示可用上述式(7)表示的光学性地具有二轴性的支持体的厚度方向的光程差值，R(e)o表示可用上述式(8)表示的上述光学性地具有二轴性的支持体的面内光程差值。
《液晶性化合物》
对本发明的液晶性化合物进行说明。
本发明的液晶性化合物，既可以是低分子液晶性化合物，也可以是高分子液晶性化合物。作为光学性的特性，优选使用正的一轴性的棒状液晶性化合物二轴性的液晶性化合物。此外，也可以是呈现负的一轴性的液晶性化合物，例如也可以代表性地使用圆盘型液晶性化合物。对于二轴性的液晶性化合物来说，虽然可以采取棒状的分子形态，但是就像圆盘型液晶性化合物那样，也有几乎接近于具有扩展的原盘的形态的液晶性化合物。
所谓呈现负的一轴性的液晶性化合物，典型地说可以举出圆盘型液晶性化合物，例如，是在液晶的化学：季刊，化学总说No.22，1994，日本化学会编(学会出版中心)，60～72页所述的那样的化合物，具体地说，是具有在上述总说的62页上所述的那样的分子结构1到46的液晶性化合物。此外，也可以把在特许公报第2587398号说明书、特许公报第2640083号说明书，特许公报第2641086号说明书、特许公报第2692033号说明书、特许公报第2692035号说明书、特许公报第2767382号说明书，特许公报第2747789号说明书等中所述的那样的液晶性化合物当做圆盘型液晶性化合物使用。
呈现正的一轴性的(也简称为具有正的一轴性)的棒状液晶性化合物，或具有呈现接近于棒状液晶性化合物的光学特性的二轴性的化合物，可以作为棒状液晶性化合物对待。在这里，所谓具有正的一轴性的化合物(是光学性地一轴性)，表示在具有光学各向异性的各向异性元件的三轴方向的折射率的值nx、ny、nz之内的仅仅2个相等的值，表示该2个折射率比剩下的1个轴的折射率更小，所谓具有二轴性，表示三轴方向的折射率的值nx、ny、nz中的任一个都分别呈现不同的值的情况。
对本发明的正的一轴性的棒状液晶性化合物来说，更为详细地说，虽然介电系数各向异性为正或为负都可以，但是从薄片的厚度方向的倾斜控制的容易性考虑，正的介电系数各向异性的化合物是优选的。
所谓棒状液晶性化合物的介电系数各向异性(Δε)，可以用分子的长轴取向为与电场平行的状态的介电系数(ε∥)和分子的短轴取向为与电场平行的状态的介电系数(ε⊥)的值的差Δε(＝ε∥-ε⊥≠0)表示。介电系数各向异性(Δε)会给在液晶分子内通过的光的折射率的各向异性造成影响，两者的关系，将变成为Δε＝(n∥)²-(n⊥)²(在这里，n∥是偏转到液晶分子的取向向量的方向上的光的折射率，n⊥是偏转到对取向向量垂直的方向上的光的折射率)。
另外，该Δε和Δn的值，是目的为驱动通常的TN液晶单元而使用的液晶性化合物的情况下是正的值。
本发明的液晶性化合物的光学各向异性(具体地说是折射率的各向异性)，在低分子液晶性化合物的情况下，可用分子全体进行规定，在高分子液晶性化合物的情况下，粗分起来虽然有主链型液晶和侧链型液晶，但是不论在哪一种情况下，对于メソゲン基部分都可以依据低分子液晶性化合物进行规定。
所谓上述所述的メソゲン基(メソゲン单位)，表示在液晶性化合物中为使之具有液晶性化合物所必须的部分，所谓通常的メソゲン基(メソゲン单位)虽然由刚直的部分的核心、柔软的部分的间隔、位于末端的末端基构成，但是只要是可在液晶性化合物中发现液晶相的构造，并不是非要全部具备上述的3个部分不可。
以下，虽然例示出正的一轴性棒状液晶性化合物的具体例，但是，本发明并不限定于此。



此外，还可以使用例如在液晶的化学：季刊化学总说No.22，1994，日本化学会编(学会出版中心)，42、44页所举出的化合物。此外，上述所述的呈现正的一轴性的棒状液晶性化合物，可以满意地应用通常的棒状向列液晶。作为本发明的棒状液晶性化合物可以满意地使用发现向列液晶相的化合物。
作为二轴性的液晶性化合物的具体例，例如可以使用在有机合成化学第49卷第5号(1991)的124页到143页记载的化合物，以及在D.W.Bruce等人的研究报告[AN EU-SPONSORED’OXFORD WORKSHOP ONBIAXIAL NEMATICS’(St Benet’s Hall，University of Oxford 20-22December，1996)，p157-293]、S.CHANDRASEKHAR等的研究报告[AThermotropic Biaxial Nematic Liquid Crystal；Mol.Cryst.Liq.Cryst.，1988，Vol.165，pp.123-130]、D.Demus，J.Goodby等著[Handbook of Liquid Crystals Vol.2B：Low Molecular Weight LiquidCrystals II，pp933-943：WILEY-VCH社刊]等中所述的化合物。
至于本发明的液晶性高分子，虽然没有特别限制，但是优选具有正或负的固有双折射值的高分子。关于这些的详细情况，在‘LIQUIDCRYSTALS，1998，Vol.5，No.1，pp.159-170’中进行了讲述。
本发明的液晶性高分子，粗分起来，如上所述，作为メソゲン基的组入型，有主链型和侧链型。此外，也可以分类为サ-モトロピック和ライオトロピック。
作为本发明的液晶性高分子，虽然没有特别限制，但是优选形成向列液晶。此外，在取向性这一点上侧链型是优选的，在取向固定这一点上，サ-モトロピック是优选的。在侧链型液晶性高分子中使用的骨架，乙烯型的聚合物、聚氧硅烷、聚肽、ポリホスファゼン、聚吖丙胺、纤维素等是优选的。
此外，在本发明中，虽然光学各向异性化合物的取向状态为单畴或0.1微米以下的多畴是优选的，但是，在这里，所谓单畴，虽然通常说的是不存在ディスクリネ-ション，但是在本发明中，即便是发生了ディスクリネ-ション，只要各个畴在0.1微米以下，实质上就没有问题。
上述所谓的ディスクリネ-ション，指的是发生光学各向异性化合物没有微细地取向的部分。当有ディスクリネ-ション时，就易于发生对比度降低，或者倾斜角变得比设计值低等的问题。
《光学各向异性层的双折射举动》
对本发明的光学各向异性层的双折射举动的一个形态的C平板(C平板补偿能)、A平板(A平板补偿能)、二轴平面(二轴平板补偿能)、O平板(O平板补偿能)进行说明。
《C平板》
对本发明的C平板进行说明。
下式示出了构成层的折射率的各个成分nx、ny、nz的关系。
nx＝ny＞nz
C平板的面内方向的光程差特性为R₀＝0。
作为呈现C平板特性的材料(光学材料、树脂薄膜等)，可以举出圆盘型液晶、无拉伸的纤维素酯薄膜(例如，无拉伸的纤维素三乙酸酯(TAC)、无拉伸的纤维素乙酸丙酸酯(CAP等)、二轴拉伸的降冰片烯系树脂等。此外，也可以采用对上述树脂材料的拉伸进行控制来制造C平板。
《A平板》
对本发明的A平板进行说明。
下式示出了构成层的折射率的各个成分nx、ny、nz的关系。
nx＞ny＝nz
A平板的面内方向的光程差特性R₀，大约为2×R_t。
作为呈现A平板特性的材料(光学材料、树脂薄膜等)，可以举出棒状液晶性化合物、一轴拉伸聚合物(例如聚碳酸酯等)
《二轴平面》
对本发明的二轴平面进行说明。
下式示出了构成层的折射率的各个成分nx、ny、nz的关系。
nx＞ny＞nz
二轴平面的面内方向的光程差值和厚度方向的光程差值呈现各不相同的值。
作为呈现二轴平面特性的材料(光学材料、树脂薄膜等)，可以举出拉伸纤维素酯(例如，拉伸纤维素乙酸丙酸酯(拉伸CAP)、拉伸纤维素三乙酸酯(拉伸TAC))等。
《O平板》
本发明的O平板，使主光学轴对于显示器的平面实质上用斜角(oblique angle)进行取向，利用正的双折射物质(为此，叫做‘O平板’)。
在这里，所谓“实质上斜角”，表示角度比0度大，比90度小。
本发明的O平板，还可以利用具有一轴性或二轴性物质的O平板。
《光学补偿薄膜》
对本发明的光学补偿薄膜的各种的光学特性进行说明。
《光学补偿薄膜的光程差特性》
本发明的光学补偿薄膜，如前述1所所述的那样，其特征在于：是在光学性地具有二轴性的支持体上具有光学各向异性层，该光学各向异性层的至少1层，采用把液晶性化合物取向为使得平均倾斜角变成为4度以下，接着，通过使该取向固定化形成的层，在用上述式(1)表示的薄膜面内的光程差值R₀(λ)，在波长为589nm时为40nm～130nm，在波长为600nm时为35nm～125nm，在波长为630nm时为35nm～120nm，在用上述式(2)表示的薄膜厚度方向的光程差值R_t(λ)，在波长为500nm～630nm的范围内为120nm～400nm，而且，R₀(589)、R₀(600)、R₀(630)满足上述式(3)。
在本发明中，在上述式(3)中，虽然可用上述B表示的光学特性大于1且小于7.0，从得到在本发明中讲述的效果的观点来看是必须的条件，但是优选1.3以上6.0以下，更为优选1.4以上5.0以下。
《以面内相位滞后轴为旋转轴进行旋转时的光学特性》
作为以面内相位滞后轴为旋转轴进行旋转时的光学特性，
(1)在使之旋转70度的情况下
R₇₀(589)/R₀(589)为1.25～1.40的范围是优选的，更优选1.3～1.4的范围。
在这里，R₇₀(589)表示在把薄膜与基准平面(以下，简称“平面”)平行配置，以该薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴，使得该薄膜与该平面所成的角度变成为70度那样地使之旋转时，从上述平面的法线方向测定时的面内光程差值，R₀(589)表示在589nm处的薄膜全体的面内光程差值。
(2)在使之旋转50度的情况下
R₇₀(589)/R₀(589)为1.10～1.25的范围是优选的，更为优选1.11～1.24的范围。
在这里，R₅₀(589)表示在把薄膜配置在平面上，以该薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴，使得该薄膜与该平面所成的角度变成为50度那样地使之旋转时，从上述平面的法线方向测定时的面内光程差值。
其中，R₇₀(589)、R₅₀(589)，在各自的波长589nm中，在以上述薄膜的面内相位滞后轴为旋转轴使得该薄膜与该平面所构成的角度分别变成为70度、50度那样地使之旋转时，除去从上述平面的法线方向进行测定之外，若用上述式(1)表示，则可与R₀(λ)同样地求得。
《以面内相位超前轴作为旋转轴进行旋转时的光学特性》：波长分散性
以面内相位超前轴作为旋转轴进行旋转时的光学补偿薄膜的光学特性，优选在70度、50度旋转时的上述式(4)中的可以用C/D表示的面内光程差值比大于0小于7.0，更为优选0.4以上6.0以下，特别优选0.4以上5.0以下。
《光程差上升剂》
对在本发明中使用的光程差上升剂进行说明。
在本发明中使用的光程差上升剂，为了调整各个波长中的光程差值，优选添加到纤维素酯薄膜等的支持体(也叫做聚合物薄膜)中去。光程差上升剂，优选相对于100质量份聚合物薄膜，在0.05质量份到20质量份的范围内使用，比较优选0.1质量份到10质量份的范围，更优选0.2质量份到5质量份的范围，特别优选0.5质量份到2质量份的范围。
此外，在使用光程差上升剂时，既可以单独使用，也可以同时使用2种以上的光程差上升剂。在本发明中使用的光程差上升剂，优选在250nm到400nm的波长区域内具有最大吸收，此外，优选在可见区域中实质上不具有吸收。
作为光程差上升剂的具体例，例如，可以适当地使用在特开2000-222914号公报、特开2000-275434号公报、特开2002-62477号公报、欧洲专利第0911656A2号说明书等中所公开的化合物。
《取向层(也叫做取向膜)》
对在本发明中使用的取向膜进行说明。
在本发明中使用的取向层(取向膜)，可以用下述手段设置：有机化合物(优选聚合物)的摩擦处理，无机化合物的斜向方向蒸镀，具有微型组(microgroup)的层的形成，或者用朗缪尔·喷射(ラングシュァ·ブロシェット)法(LB膜)形成的有机化合物(例如ω-二十三烷酸、双十八烷甲基氯化胺、硬脂酸甲酯)的累积。此外，人们还知道借助于电场的赋予、磁场的赋予或光照射来产生取向功能的取向膜。
借助于聚合物的摩擦处理形成的取向膜是特别优选的。摩擦处理，采用用纸或布在恒定方向上对聚合物层的表面擦数次。至于在取向膜中使用的聚合物的种类，在关于使用与上边所说的各种各样的显示模式对应的圆盘型液晶性分子的光学补偿薄片的文献中有所讲述。
在本发明中使用的取向层(取向膜)的厚度，优选0.01微米到5微米的范围，更优选0.05微米到1微米。另外，也可以是这样的形态：在用取向层(取向膜)使双折射层(光学各向异性层)的液晶性分子取向后，把光学各向异性层复制到透明支持体上。
为了在上述取向膜或取向层上形成光学各向异性层，可以采用向上述取向层的上涂敷液晶性化合物或含有液晶性化合物的溶液，并进行干燥和热处理(取向)的办法，作为单畴形成液晶已进行了取向的层。
作为固定取向的手段，在使用紫外线固化性的液晶性化合物的情况下，可以在加上了反应开始剂之后使之取向，边把温度控制在不超过液晶发现温度的范围边照射紫外线，使取向层固定化。除此之外，也可以用热聚合等的形成化学键的手段使取向固定化。
此外，在使用高分子液晶的情况下，也可以采用在在液晶发现温度范围内进行了热处理后急冷到玻璃转变点以下来使取向固定化。
在取向状态下进行固定的液晶性分子，即便是没有取向膜也可以维持取向状态。
《偏光片》
对本发明的偏光片进行说明。
可以采用把以往众所周知的偏光薄膜(也可设置偏光膜、偏光层)的至少单个面粘贴到本发明的光学补偿薄片上，来制造本发明的偏光片。
偏光薄膜，优选以往一直使用的、例如，用碘之类的二色性染料对象聚乙烯醇薄膜那样的可拉伸取向的薄膜进行处理变成为纵向拉伸的薄膜。此外，如果用偏光薄膜本身，由于没有充分的强度、耐久性，故一般地说，要采用把作为保护膜的没有各向异性的纤维素三乙酸酯等粘接到其两面上制作偏光片。
本发明的偏光片，既可以采用把本发明的光学补偿薄片粘贴到上述偏光片上来制作，也可以把本发明的光学补偿薄片当作保护薄膜采用与偏光薄膜直接粘贴来制作。进行粘贴的方法(也叫做粘贴方法)，没有什么特别限制，可以借助于由水溶性聚合物的水溶液构成的粘接剂进行。该水溶性聚合物粘接剂，使用完全碱化型的聚乙烯醇水溶液。此外，虽然在前边进行了若干说明，但是可以采用把纵向拉伸，并进行了二色性染料处理后的长条的偏光薄膜和长条的本发明的光学补偿薄片粘贴在一起来得到长条的偏光片。
《偏光层(也叫做偏光膜)》
对在本发明中使用的偏光层进行说明。
在偏光膜中，用碘系偏光膜、使用二色性染料的染料系偏光膜或聚烯系偏光膜。碘系偏光膜和染料系偏光膜，一般地说，要用聚乙烯醇系薄膜制造。偏光膜的偏光轴，优选垂直于薄膜的拉伸方向的方向。
《垂直取向ECB型液晶显示装置》
对本发明的垂直取向ECB型液晶显示装置进行说明。
为了减小在大视场角模式下黑色显示中的带红色现象，优选在驱动VA模式、MVA(多畴垂直取向)模式等的垂直取向的液晶的显示装置中使用本发明的偏光片。
作为液晶显示装置，例如，一块偏光片反射式液晶显示装置的构成，可以采用从表面一侧开始，用[保护薄膜/偏光薄膜/本发明的光学补偿薄片/玻璃基板/ITO透明电极/取向膜/VA型液晶/取向膜/金属电极兼反射膜/玻璃基板]，在偏光片的单个面上使用本发明的光学补偿薄片等的构成。
虽然要用现有的光学补偿薄膜(也叫做光学补偿薄片)，特别是在具有大型画面的液晶显示装置中，清除已突显化了的黑色显示中的带红色的问题是困难的，但是，通过使用本发明的光学补偿薄片，就可以得到即便是在高视场角的情况下进行的黑色显示，红色也显著地降低了的液晶显示装置。
在使用本发明的光学补偿薄膜的由胆甾醇液晶构成的反射式偏光元件的情况下，可以以[背光源/胆甾醇液晶层/本发明的光学补偿薄膜/偏光薄膜/保护薄膜]的构成进行使用。
此外，为了防止在黑色显示时的带红色现象的发生，使用本发明的光学补偿薄片的液晶显示装置，必须是ECB型液晶显示装置。作为在垂直取向ECB型液晶显示装置中使用的液晶单元，可以举出VA、使VA多畴化的MVA、PVA等。
本发明的垂直取向ECB型液晶显示装置，可用在上述8中所述的上述式(9)、(11)和(12)表示的光学特性和可用上述式(10)Ps(λ)/Pc(λ)表示的比，优选0.22以上1.75以下，更优选0.23以上1.50以下的范围。
[实施例]
以下，用实施例说明本发明，但是本发明的并不限于这些实施例。
实施例1
如下所述，分别制作光学性地具有二轴性的支持体A到G，和本发明的光学补偿薄膜A到G，和进行比较的光学补偿薄膜H、I。
《光学性地具有二轴性的支持体A的制作》
在Konica(株)制作的80微米三乙酰基纤维素薄膜上设置0.1微米的凝胶体层，从其上使得变成为0.2微米的膜厚那样地涂敷下述的溶液1，在干燥后，进行摩擦处理，制作呈现表1所示的那样的光程差特性(R₀、R_t)的、光学性地具有二轴性的支持体A。
(溶液1的组成)
化合物1                        1质量％
离子交换水                     98质量％
甲醇                           1质量％
化合物1

《光学性地具有二轴性的支持体B的制作》
在上述支持体A的制作中，除去不用Konica(株)制作的80微米三乙酰基纤维素薄膜而代之以用下述的CAP(纤维素乙酸丙酸酯)溶液之外，同样地得到呈现表1所示的光程差特性(R₀、R_t)的、膜厚80微米的光学性地具有二轴性的支持体B。
使用CAP溶液的具体的涂敷的步骤如下。
向张贴到2个鼓上的进行旋转的长度6m(有效长度5.5m)的无间接不锈钢传送带上均一地流延。在采用使之从不锈钢传送带的背面接触35℃的温水在不锈钢传送带上干燥2分钟后，再从不锈钢传送带的背面接触保持15℃的冷水。在使溶媒进行蒸发到剥离残留溶媒量变成为20％的那一时刻，从不锈钢传送带以剥离张力150N/m进行剥离，接着，进行干燥处理。
(纤维素乙酸丙酸酯溶液的调制)
把下述组合物投入到加压密闭容器内，边加温到80℃边进行搅拌，使各个成分溶解，调制YX12溶液。
纤维素乙酸丙酸酯(CAP)*                 120份
(*：CAP的置换度：乙酰基取代度1.91、丙酰基取代度0.75、总的置换度为2.66)
2-(2’-羟基-3’，5’-三叔丁基苯)苯并三唑(紫外线吸收剂)    1份
乙基邻苯二酰基甲基乙醇酸酯(可塑剂)                        4份
微粒二氧化硅(日本アエロジル(株)制AEROS IL200)
(平均粒径：0.016μm)                                      0.1份
醋酸甲酯                                                  300份
乙醇                                                      45份
《光学性地具有二轴性的支持体C、D的制作》
在上述支持体B的制作中，除去使CAP溶液在不锈钢传送带上进行干燥、剥离，在残留溶媒变成为45％以下之后把剥离的金属长条的两端用弓形水门的夹子夹住，在搬运方向(MD方向)、横向方向(TD方向)上分别在10％到50％的拉伸倍率的范围内进行拉伸处理之外，同样地制作光学性地具有二轴性的支持体C、D。所得到的支持体C、D的光学特性的差异，如表1所示。
《光学性地具有二轴性的支持体E的制作》
如下所述地制作表1所示的那样的光程差特性(R₀、R_t)的、光学性地具有二轴性的支持体E。在本发明中，也把该支持体E叫做环烯烃聚合物薄膜E。
工序1：作为聚合催化剂向6-甲基-1，4，5，8-ジメタノ-1，4，4a，5，6，7，8，8a-八氢化萘内添加三乙基铝的15％环己烷溶液10等份，三乙基铵5等份和四氯化钛的20％环己烷溶液10等份，采用在环己烷中接着开环聚合，在镍催化剂中对所得到的开环聚合体进行加氢得到聚合物。在异丙醇中使之凝固，干燥，得到粉末状的树脂。该树脂的数平均分子量为40000，加氢率为99.8％以上，Tg为142℃。
工序2：在250℃下使上述所得到的粉末状的树脂熔融，进行颗粒化。采用用具有40mm的完全叶片(flight)型螺旋桨的单轴推压机，从宽度300mm的T冲模中熔融推压该颗粒，用直径300mm的3条构成的冷却辊子进行卷绕的办法，制作薄片。在这时的冲模部分处的树脂温度为270℃，冷却辊子的温度，按照第1、第2、第3辊子的顺序为120℃、120℃、100℃。
工序3：边控制到140±2℃边使薄片进行拉伸，得到膜厚51微米的拉伸取向薄膜。
工序4：在向所得到的拉伸取向薄膜上，涂敷上使2g的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)溶解到45g的MEK(丁酮)和5g的环戊酮的混合溶媒中的物质后，用市售的摩擦处理装置进行摩擦处理，得到光学性地具有二轴性的支持体E。另外，摩擦方向定为与薄膜的面内相位滞后轴平行。
《光学性地具有二轴性的支持体F的制作》
如下所述地制作表1所示的那样的光程差特性(R₀、R_t)的、光学性地具有二轴性的支持体F。在本发明中，也把该支持体F叫做环烯烃聚合物薄膜F。
同时使用二轴拉伸机，在拉伸温度180℃、纵向拉伸倍率1.10倍、横向拉伸倍率1.15倍下使厚度100微米的ポリノルボルネン系树脂薄膜(JSR社生产，商品名称为‘ア-トン薄膜’同时进行二轴拉伸，得到光学性地具有二轴性的支持体F。另外，摩擦方向定为与薄膜的面内相位滞后轴平行。
向所得到的拉伸取向薄膜上边，涂敷上使2g的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)溶解到45g的MEK(丁酮)和5g的环戊酮的混合溶媒中的物质后，用市售的摩擦处理装置进行摩擦处理，得到光学性地具有二轴性的支持体F。另外，摩擦方向定为与薄膜的面内相位滞后轴平行。
《光学性地具有二轴性的支持体G的制作》
如下所述地制作表1所示的那样的光程差特性(R₀、R_t)的、光学性地具有二轴性的支持体G。在本发明中，也把该支持体G叫做环烯烃聚合物薄膜G。
同时使用二轴拉伸机，在拉伸温度180℃、纵向拉伸倍率1.10倍、横向拉伸倍率1.15倍下使厚度100微米的ポリノルボルネン系树脂薄膜(JSR社生产，商品名称为‘ア-トン薄膜’同时进行二轴拉伸。接着，在温度180℃下，进行60秒的缓和使薄膜宽度变成为98％，制作薄膜中央的厚度为81微米、宽度为345mm的薄膜。
《比较用的支持体H的制作》：光学性地不具有二轴性的支持体
把100g使用双酚A的聚碳酸酯溶解到氯化乙烯500克内，向不锈钢传送带上流延、干燥后剥离进行二轴拉伸，制作比较用的支持体H。
《比较用的支持体I的制作》：光学性地不具有二轴性的支持体
把TAC薄膜(100微米)用做比较用的支持体I。
在上述中得到的光学性地具有二轴性的支持体A到G，比较用的支持体H、I的各自的光程差特性(R₀、R_t)示于表1。
[表1]