CN102089704A - 液晶显示装置和液晶单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液晶显示装置，其包括至少一个偏振片和液晶单元，所述液晶单元包括含有正双折射液晶分子的多区域液晶层(16)和配置在所述液晶层和所述两个基板中的至少一个之间并含有以取向态固定的负双折射分子的多区域延迟层(18)；所述液晶层(16)中的液晶分子在黑状态时倾斜取向并且平均倾斜角相对于所述两个基板的法线方向落入超过1°至不超过20°的范围，并且所述液晶分子的倾斜方向在至少两个区域之间不同，和所述延迟层(18)在550nm的面内延迟Re(550)等于或小于20nm，并且其面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。

Description

液晶显示装置和液晶单元

技术领域

本发明涉及一种多区域型(multi-domain-type)液晶显示装置和液晶单元。

背景技术

对于在一个像素(或子像素)中含有具有不同取向态的多个区域的所谓的多区域型液晶显示装置(例如，利用MVA(多区域垂直取向)模式和PVA(构型垂直取向排列)模式的液晶显示装置)已经提出了各种提议。常规地，液晶分子在各区域中的取向被调整，从而利用基板结构，如肋部、狭缝等。然而，由于结构的几何形状各向异性，施加在液晶分子上的取向调整力在一个像素内可能偶尔变得不均匀，从而可能引起响应速度分布。另一问题可能是显示的总亮度下降，因为在形成有肋部或狭缝的区域中光的透过率下降。

日本未审查专利公开No.2002-357830(US2009/0059148A1)提出了一种多区域型液晶显示装置，其中利用取向分割的取向膜，如光取向膜。这种液晶显示装置不再需要成为导致透射率下降和响应性能不均匀的狭缝或肋部。另一方面，日本未审查专利公开No.2007-256811公开了一种使用狭缝或肋部的液晶显示装置，通过给予液晶分子以预倾斜角成功地提高了响应性能。

顺便说一下，已经知道的是，在诸如VA(垂直排列)模式等模式中，其中通过将液晶分子倾斜从垂直取向态而切换黑状态和白状态，通过在一定程度上倾斜的同时使液晶分子初步取向，可以提高诸如响应性能等操作特性。黑状态时液晶分子的倾斜角越大，操作特性的改善效果越大，反之，倾斜角越大，在轴向(屏幕上的法线方向)上的对比度下降越显著。针对这一问题，本发明人提出通过在偏振片和液晶面板之间配置各种市售的延迟膜来抑制由于黑状态时液晶层中的倾斜取向造成的对比度下降，结果发现，使用传统的延迟膜难以抑制对比度下降。

因此，本发明的目的是提供一种具有高对比度和改善的操作特性的多区域型液晶显示装置。

本发明的另一目的是提供一种新型的多区域型液晶单元。

发明内容

本发明涉及一种多区域型液晶显示装置。与其中在黑状态时液晶分子垂直取向的传统多区域型液晶显示装置不同，本发明通过使黑状态时的液晶分子以小的倾斜角(更具体地说，倾斜角超过1°且不超过20°)倾斜取向改善了操作特性，并且通过使用设置在液晶单元内且由负双折射材料形成的多区域延迟层消除了由于这种黑状态时的液晶分子的倾斜取向造成的双折射。

一种已知类型的多区域型液晶显示装置是这样的：其液晶单元具有含有取向方向不同的多个区域的延迟层(例如，日本未审查专利公开No.2006-276849(对应于WO2006/093358A1))。这种液晶显示装置的目的是减轻由于偏振片的吸收轴当在倾斜方向观察时从垂直配置移动而造成的黑状态时倾斜方向的着色，因此不同于本发明的液晶显示装置。

具体地，解决问题的手段如下。

[1]一种液晶显示装置，包括：

至少一个偏振片；和

液晶单元，至少包括：

两个基板，

多区域液晶层，其配置在所述两个基板之间并含有正双折射液晶分子，和

多区域延迟层，其配置在所述液晶层和所述两个基板中的至少一个之间并含有以取向态固定的负双折射分子；

所述液晶层中的液晶分子在黑状态时倾斜取向并且平均倾斜角相对于所述两个基板的法线方向落入超过1°至不超过20°的范围，并且所述液晶分子的倾斜方向在至少两个区域之间不同，和

所述延迟层在550nm的面内延迟Re(550)等于或小于20nm，并且其面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。

[2]如[1]所述的液晶显示装置，

其中当投影在相同面上时，在所述液晶层的区域中的液晶分子的倾斜方向与对应于所述液晶层的区域的所述延迟层的区域中的面内慢轴相交。

[3]如[1]所述的液晶显示装置，

其中当投影在相同面上时，在所述液晶层的区域中的液晶分子的倾斜方向与对应于所述液晶层的区域的所述延迟层的区域中的面内慢轴相交90°。

[4]如[1]所述的液晶显示装置，

其中所述延迟层的各区域的面内慢轴不平行于所述至少一个偏振片的吸收轴或不与所述至少一个偏振片的吸收轴正交。

[5]如[1]-[4]中任一项所述的液晶显示装置，

其中在所述液晶层的区域中的液晶分子的倾斜方向与对应于所述液晶层的区域的所述延迟层的区域中的所述负双折射分子的指向矢的倾斜方向相同。

[6]如[1]-[5]中任一项所述的液晶显示装置，

其中所述延迟层含有以顺混合取向态(a state of normal hybridalignment)或以逆混合取向态(a state of reverse hybrid alignment)固定的盘状分子。

[7]如[1]-[6]中任一项所述的液晶显示装置，

其中所述液晶层和所述延迟层的对应区域是在以彼此平行且反方向摩擦的表面上形成的层。

[8]如[1]-[7]中任一项所述的液晶显示装置，

其中所述液晶层和所述延迟层分别具有彼此对应的四个区域，并且在黑状态时所述液晶层中的正双折射液晶分子和所述延迟层中的负双折射分子分别在所述四个区域中在45°、135°、225°和315°的方向上取向。

[9]如[1]-[8]中任一项所述的液晶显示装置，

其中所述液晶层具有所述液晶分子的倾斜角彼此不同的两个界面，并且所述延迟层配置成更接近于不同倾斜角中更大倾斜角的界面。

[10]如[1]-[9]中任一项所述的液晶显示装置，其使用VA模式。

[11]如[1]-[10]中任一项所述的液晶显示装置，

其中所述负双折射分子是盘状液晶性化合物的分子。

[12]如[11]所述的液晶显示装置，

其中所述盘状液晶性化合物是三取代的苯衍生物。

[13]如[1]-[12]中任一项所述的液晶显示装置，

其中所述延迟层是至少含有盘状液晶性化合物和具有氟化烷基的化合物的组合物的固化膜。

[14]液晶单元包括：

两个基板；

多区域液晶层，其配置在所述两个基板之间并含有正双折射液晶分子；和

多区域延迟层，其配置在所述液晶层和所述两个基板中的至少一个之间并含有以取向态固定的负双折射分子；

所述液晶层中的液晶分子在黑状态时倾斜取向并且平均倾斜角相对于所述两个基板的法线方向落入超过1°至不超过20°的范围，并且所述液晶分子的倾斜方向在至少两个区域之间不同，和

所述延迟层在550nm的面内延迟Re(550)等于或小于20nm，并且其面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。

附图说明

图1是本发明液晶单元的一个实施方案的示意性剖面图；

图2是说明本发明的液晶单元中液晶层和延迟层之间以及这些层和偏振片之间的光学方向的一种例示关系的示意图；

图3是说明本发明的液晶单元中液晶层和延迟层之间以及这些层和偏振片之间的光学方向的另一种例示关系的示意图；

图4是本发明液晶单元的另一个实施方案的示意性剖面图；

图5是本发明液晶单元的另一个实施方案的示意性剖面图；

图6是本发明液晶显示装置的一个实施方案的示意性剖面图；和

图7是本发明的液晶显示装置中各部件的光学方向的例示关系的示意图。

具体实施方式

下面，详细说明本发明。应注意，在本说明书中，“～”表示的所有数值范围用于指包括“～”之前和之后的数值作为下限值和上限值的范围。

在本说明书中，Re(λ)和Rth(λ)分别代表波长λ下的面内延迟(nm)和厚度方向延迟(nm)。使用KOBRA 21ADH或WR(Oji Scientific Instruments制造)，通过在膜法线方向入射波长λnm的光来测量Re(λ)。通过手动更换滤波器、程序转换测量波长值等，可以进行测量波长λnm的选择。

当可以通过单轴或双轴折射率椭圆体表示待分析的膜时，该膜的Rth(λ)可以按以下方法计算。

使用面内慢轴(通过KOBRA 21ADH决定)作为倾斜轴(旋转轴，当膜在面内没有慢轴时，以面内任意方向作为旋转轴)，相对于样品膜的法线方向从0°到50°以10°步距旋转对波长λnm入射光测量6个方向的6个Re(λ)值，基于测量值、平均折射率的假设值和膜厚的输入值，通过KOBRA 21ADH或WR计算Rth(λ)。

在上述方法中，当待分析的膜具有在以绕面内慢轴作为旋转轴从法线方向倾斜一定角度的方向的延迟值为0的方向时，则将在比得到0延迟的倾斜角更大倾斜角方向的延迟值转化为负值，然后通过KOBRA 21ADH或WR计算膜的Rth(λ)。

可以使用慢轴作为膜的倾斜轴(旋转轴)(当膜没有延迟轴时，以膜的面内任意方向作为旋转轴)，从任意倾斜的2个方向测量延迟值，基于测量值、平均折射率的估计值和膜厚的输入值，根据下式(7)和(8)计算Rth：

[数学式1]

数学式11

$\mathrm{Re}\left(\mathrm{\θ}\right)=[\mathrm{nx}-\frac{\mathrm{ny}\×\mathrm{nz}}{\sqrt{\{\mathrm{ny}\sin {\left(\mathrm{si}{n}^{-1}\left(\frac{\sin (-\mathrm{\θ})}{\mathrm{nx}}\right)\right)\}}^2+{\left\{\mathrm{nz}\cos \left({\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\mathrm{\θ})}{\mathrm{nx}}\right)\right)\right\}}^2}}]\×\frac{d}{\cos \left\{{\sin }^{-1}\left(\frac{\sin (-\mathrm{\θ})}{\mathrm{nx}}\right)\right\}}$

[数学式2]

数学式12

$\mathrm{Rth}=[\frac{\mathrm{nx}+\mathrm{ny}}{2}-\mathrm{nz}]\×d$

在公式中，Re(θ)代表从法线方向倾斜角θ的方向的延迟值，nx代表面内慢轴方向的折射率，ny代表面内与nx正交方向的折射率，nz代表与nx和ny正交方向的折射率，d代表样品的厚度。

当不能通过单轴或双轴折射率椭圆体表示待测量的膜时，即当膜不具有任何光学轴时，膜的Rth(λ)可以按以下方法计算。

使用慢轴(通过KOBRA21ADH或WR判断)作为面内倾斜轴(旋转轴)，相对于膜法线方向从-50°至+50°间隔10°对波长λnm的倾斜方向入射光测量11个点的Re(λ)，基于测量的延迟值、平均折射率的估计值和膜厚的输入值，通过KOBRA 21ADH或WR计算膜的Rth(λ)。

在上述测量方法中，作为平均折射率的假设值，可以使用PolymerHandbook(John Wiley & Sons，Inc.)中记载的各种光学膜的目录中列出的值。对于平均折射率未知的光学膜，可以用Abbe折射计测量。一些主要光学膜的平均折射率如下：

纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)和聚苯乙烯(1.59)。

通过输入这些平均折射率的假设值和膜厚，KOBRA 21ADH或WR可以计算nx、ny和nz。基于算出的nx、ny和nz，进一步算出Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)。

如果测量波长没有任何注明时，测量波长为550nm。

在本说明书中，在被驱动的液晶层中的液晶分子的“倾斜角”是指层的法线与液晶分子的长轴之间形成的角度。倾斜角可在0°～90°的范围变化，法线方向定义为0°，显示面内的任意面内方向定义为90°。在被驱动的液晶层中的液晶分子的“倾斜方向”由当倾斜的液晶分子的长轴投影到层面上时观察到的面内方向代表，并且在本说明书中，被定义为层面内的方位角(在0°～360°的范围变化)。在本说明书中，方位角对于显示面的左部定义为0°，上部定义为90°，右部定义为180°，底部定义为270°。在一个区域中液晶分子的倾斜方向是指在该区域中液晶分子倾斜方向的平均水平。

另一方面，延迟层中的分子的“倾斜角”是指层的法线与分子(例如，盘状液晶分子)的指向矢(director)之间形成的角度。

在本说明书中，在一个区域中液晶分子的倾斜方向是指在该区域中液晶分子倾斜方向的平均水平。

请注意，对于本说明书中记载的数值，均允许在本领域中可允许的所有误差。

下面结合附图说明本发明的实施方案。应注意，各个图是示意性的，因此各个层的大小、厚度并非总是与实际相对关系一致。

图1是本发明液晶单元的一个实施方案的示意性剖面图。图1中所示的液晶单元LC是多区域的VA模式液晶单元LC的一个实施方案。

液晶单元LC具有一对基板12，14、其间配置的液晶层16和液晶层16和基板12之间的延迟层18。液晶单元LC是彩色显示用的液晶单元，并且在液晶单元中具有滤色器20。滤色器20的一个像素由RGB子像素构成，液晶层16对应于一个子像素的区域由多个区域构成。液晶层16中的液晶分子在黑状态时以小倾斜角(更具体地说，超过1°且不超过20°的倾斜角)倾斜取向，其中倾斜方向在至少两个区域之间不同。另一方面，延迟层18由对应于液晶层16的区域的多个区域构成，其中面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。

应注意，配置在液晶单元基板内表面上的其他功能层，如电极层，为简化说明未示出。这同样适用于后面参照的其他附图。

图2示意性地示出对应于液晶单元LC中一个子像素的液晶层和延迟层之间以及这些层和偏振片PL1和PL2之间的光学方向的一种例示关系。在图2所示的例子中，对应于液晶层和延迟层的一个子像素的区域由四个区域构成。

图2(a)所示的液晶单元设置在一对偏振片PL1和PL2之间。如图2(b)所示，对应于液晶层16的一个子像素的区域划分为四个区域16a、16b、16c和16d，其中各区域中的液晶分子具有彼此不同的倾斜方向17a、17b、17c和17d。倾斜方向的方位角例如是45°、135°、225°和315°的组合。各区域中的液晶分子倾斜角足够好，从而可以改善操作特性，并且对比度不会过度下降，按平均计通常超过1°且不超过20°，更优选2～10°。延迟层18四等分成对应于液晶层16的区域16a、16b、16c和16d的区域18a、18b、18c和18d。各区域分别具有面内慢轴19a、19b、19c和19d，其中面内慢轴19a和19c以及面内慢轴19b和19d在彼此不同的方向排列。在一个例子中，面内慢轴19a和19c在方位角135°(315°)的方向排列，面内慢轴19b和19d在方位角45°(225°)的方向排列。在图示例子中，在液晶层16和延迟层18之间彼此相应的区域中(例如，在区域16a和区域18a中)，液晶分子的倾斜方向与面内慢轴的方向(例如，17a和19a)相交90°角，即，与面内慢轴的方向(例如，17a和19a)正交。

图3是另一个例子的示意图，与图2相同。参照面内图3所示例子中的延迟层18的各区域的面内慢轴，面内慢轴19a和19c在方位角0°(180°)的方向排列，面内慢轴19b和19d在方位角90°(270°)的方向排列。在图示例子中，在液晶层16和延迟层18之间彼此相应的区域中(例如，在区域16a和区域18a中)，液晶分子的倾斜方向与面内慢轴的方向(例如，17a和19a)相交45°角。

如图2(a)和图3(a)所示，一般地，在VA模式中，偏振片PL1和偏振片PL2配置成使得偏振片PL1的吸收轴a1和偏振片PL2的吸收轴a2彼此正交，并且其中之一沿着显示面的左右方向，其中另一个沿着显示面的上下方向。当配置具有图2(b)所示组合的液晶单元时，延迟层的各区域的面内慢轴不平行于偏振片的吸收轴，或不与偏振片的吸收轴正交。如果满足这种关系，则可以消除由于液晶层中液晶分子以小倾斜角的倾斜取向造成的法线方向的Re与任何极角方向的双折射的不对称性。更具体地说，在图2(b)所示的例示情况下，延迟层18的各区域中的各面内慢轴19a、19b、19c和19d不平行于偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2或不与它们正交，而是与偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2相交45°角。另一方面，在图3(b)所示的例示情况下，延迟层18的各区域中的各面内慢轴19a、19b、19c和19d平行于偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2或与偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2正交。在图3(b)所示的例示情况下，延迟层18不再成功地有效补偿液晶层中的液晶分子的双折射。此外，两个偏振片的吸收轴的倾斜不利地影响由从正交关系转变造成的双折射。

在图1中，液晶层16是含有正双折射液晶(例如，向列相液晶)的层，使得通过对图1所示的取向膜22和24进行取向处理可以控制在黑状态时液晶分子的倾斜方向。例如，当通过摩擦进行取向处理时，可以基于摩擦轴控制倾斜方向，或者当通过光照射进行取向处理时，可以基于光的照射方向或偏振方向控制倾斜方向。当进行摩擦处理或光照射时，可以通过使用形状相应于各区域的掩模，形成倾斜方向彼此不同的多个区域，即，例如可以通过重复进行多次所谓的掩模摩擦处理来形成。通过使用在与液晶分子的倾斜方向17a、17b、17c和17d相同的方向分别摩擦而制备的取向膜，可以形成图2(b)或图3(b)中例示的液晶层16。另一方面，延迟层18是含有以取向方式固定的负双折射分子的层，使得通过对层形成时使用的取向膜26进行取向处理可以控制层的面内慢轴。负双折射材料的例子包括盘状液晶。通过使盘状液晶以均匀倾斜方式或混合方式在摩擦的取向膜上取向并保持这种取向态而形成的延迟层在与取向膜的摩擦方向正交的方向上显示出面内慢轴。在本实施方案中，为了满足图2(b)中所示的关系，延迟层18和液晶层16配置成使得延迟层18的各区域中的盘状分子的指向矢的倾斜方向接近等于对应于该区域的液晶层16中的液晶分子的长轴的倾斜方向(图2和图3中的17a、17b、17c和17d)。

在图1中，延迟层18在550nm的面内延迟Re(550)优选接近等于在黑状态时液晶层的550nm的Δn·d(其中，Δn代表液晶层的双折射，d代表液晶层的厚度)。延迟层18的过大Re(550)可能会导致法线方向的对比度下降。从这个观点来看，延迟层18的Re(550)优选等于或小于20nm，更优选0.5～10nm。

在图1中，在黑状态时的液晶层16没有均匀的倾斜取向，相反在其与取向膜22和24的界面处具有不同的倾斜角，其中与取向膜22的界面处具有更大的倾斜角。通过使用对于取向膜22和24具有不同的取向调整力的材料可以形成这种取向态。可选择地，垂直取向膜可用于取向膜22和24，其中仅有一个受到摩擦。图1中的延迟层18呈现出显著的效果，因为它配置在液晶层16的倾斜角更大的界面处。在图1中，延迟层18是具有倾斜角在厚度方向上变化的所谓混合取向的固定状态的层。当延迟层18的平均倾斜角可以等于液晶层16的平均倾斜角时，延迟层18的最大倾斜角可以大于液晶层16的平均倾斜角，因为延迟层18的厚度通常小于液晶层16的厚度。

当液晶组合物涂布到取向膜上形成涂膜时，该涂膜可以具有取向膜侧界面和空气侧界面。混合取向是指其中液晶分子的倾斜角在两个界面之间变化的取向。混合取向可以分为“顺混合取向(normal hybrid alignment)”和“逆混合取向(reverse hybrid alignment)”，前者是其中取向膜侧界面的倾斜角小于空气侧界面的倾斜角的取向态，后者是其中取向膜侧界面的倾斜角大于空气侧界面的倾斜角的取向态。在本说明书中，简单的术语“混合取向”用于涵盖这两种实施方案。图1中所示的延迟层18是含有以顺混合取向态固定的液晶分子的实施方案。

图4是本发明另一个实施方案的液晶单元LC’的示意性剖面图。图4中所示的液晶单元LC’是与图1所示具有相同构成的实施方案，除了用延迟层18’置换延迟层18。延迟层18’是含有以逆混合取向态固定的液晶分子的实施方案。在图4所示的液晶单元LC’中，如果延迟层18’和其他光学部件，包括液晶层16，配置成使得它们的光学方向满足图2所示的关系，那么因在黑状态时液晶层中的液晶分子以小倾斜角取向造成的双折射可以被含有以逆混合取向态固定的盘状分子(即，负双折射材料)的延迟层18’以与图1所示的液晶单元LC相同方式消除。由于通过使用一些类型的盘状液晶，即负双折射材料，可以稳定地更容易形成逆混合取向，而不是顺混合取向，因此图4中所示的液晶单元LC’具有优异的生产性。

图5是本发明另一个实施方案的液晶单元LC”的示意性剖面图。图5示出与图1所示具有相同构成的实施方案，除了用均匀倾斜取向的液晶层16”置换液晶层16并且用均匀倾斜取向的延迟层18”置换延迟层18。在图5所示的液晶单元LC”中，液晶层16”中的液晶分子在整个层上以均匀的小倾斜角取向，因均匀倾斜取向造成的双折射可被延迟层18”的负双折射材料的均匀倾斜取向消除。在图5所示的液晶单元LC”中，如果延迟层18”和其他光学部件，包括液晶层16”，配置成使得它们的光学方向满足图2所示的关系，那么因在黑状态时液晶层16中的液晶分子以小倾斜角取向造成的双折射可以被含有以均匀倾斜取向态固定的盘状分子(即，负双折射材料)的延迟层18”以与图1所示的液晶单元LC相同方式消除。通过使用由具有相等取向调整力的材料形成并在平行方向摩擦的取向膜22和24可以形成液晶层16”的均匀倾斜取向。

虽然图1和图4显示非均匀倾斜取向形成的液晶层16与混合取向形成的延迟层18和18’的例示组合，图5显示均匀倾斜取向形成的液晶层16”与均匀倾斜取向形成的延迟层18”的例示组合，但是通过组合非均匀倾斜取向形成的液晶层与均匀倾斜取向形成的延迟层或者通过组合均匀倾斜取向形成的液晶层与混合取向形成的延迟层也可以获得本发明的效果。

虽然图1、图4或图5中所示的液晶单元LC、LC’或LC”是其中滤色器20配置在基板12和延迟层18之间的实施方案，但是其中滤色器20配置在延迟层18和液晶层16之间的实施方案也可能表现出类似的效果。延迟层18可选择地可以配置在基板14和液晶层16之间。应注意，在本实施方案中，液晶层16的倾斜取向优选不是均匀的，如在下侧具有更大的倾斜角，在上侧具有更小的倾斜角。

图6是本发明的具有图1所示的液晶单元LC的液晶显示装置的一个例子的示意性剖面图。图6中所示的液晶显示装置10具有一对偏振片PL1和PL2和置于其间的液晶单元LC。负C-板C配置在偏振片PL1和液晶单元LC之间，A-板A配置在液晶单元LC和偏振片PL2之间。负C-板C和A-板A表现出消除在黑状态时因在倾斜方向观察时偏振片PL1和PL2的吸收轴从正交排列变化造成的漏光的效果。为此配置的A板通常按图7所示配置，使得其面内慢轴a3平行于偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2或与其正交。负C-板和A-板对VA-模式液晶显示装置的光学补偿作用已经记载在各种文献(例如，日本经审查专利No.3648240)中，负C-板和A-板的可利用的例子也记载在各种文献中。这些文献中记载的负C-板和A-板的所有组合均可用于本发明。C-板厚度方向的延迟Rth优选具有从在黑状态时液晶层的Rth减去位于两个偏振片之间并具有负C-板部件的其他光学各向异性层(如偏振片保护膜、本发明的延迟层或滤色器层)的Rth而得到的值。为此，根据采用的构成，即使没有负C-板C的构成也可以成功地消除倾斜方向的漏光。

相似地，作为消除因当在倾斜方向观察时偏振片的吸收轴从正交排列变化而造成的VA-模式液晶显示装置的黑状态时的漏光的光学补偿机构，已知的是使用两个光学双轴延迟膜的光学补偿机构(例如，日本经审查专利No.3330574)；和NRZ型光学补偿机构(例如，日本未审查专利公开No.2002-107541)。当然，可以配置这些光学补偿机构的延迟部件来代替图6中所示的负C-板C和A-板A。在这些模式中，具有面内慢轴的延迟部件配置并且其面内慢轴平行于偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2或与其正交。

对于上述光学补偿机构使用的延迟部件(如负C-板、A-板、双轴延迟膜等)由聚合物膜构成的实施方案，该延迟部件可以是偏振片PL1和PL2的组件，可以是起偏器的保护膜(设置在液晶单元和各起偏器之间的保护膜)。

从滤色器20的位置观点来看，图6优选假设其上侧指向屏幕侧。然而，如上所述，从延迟层18的位置观点来看，无论是上侧和下侧指向屏幕侧和背光侧，均可获得类似的效果。

虽然图2和图3显示了其中对应于液晶的一个子像素的区域由四个区域构成的例示模式，但是本发明当然不限于这些模式。从其中对应于一个子像素的区域由二个以上区域例如两个区域、六个区域和8个区域构成的任何模式，均可预期到本发明的效果。应注意，在没有RGB子像素的黑白图像显示装置中，对应于液晶层的一个像素的区域由多个区域构成。

本发明采用多区域液晶层，其中液晶分子在黑状态时倾斜取向并且平均倾斜角相对于两个基板的法线方向落入超过1°且不超过20°的范围，并且其中液晶分子的倾斜方向在至少两个区域之间不同。从改善操作特性的观点来看，倾斜角优选落入2～10°的范围。如上所述，可以通过在不同方向重复进行取向膜的表面的掩模摩擦处理；或者通过用不同方向的光经光掩模多次照射可光取向的膜或用偏振方向不同的偏振光照射来形成本发明中使用的多区域液晶层，其中这些照射方法重复多次。当然，通过利用基板表面上的结构(肋部或狭缝)可以获得多区域构成。从本发明效果的观点来看，即对比度可以进一步得到改善，更优选的是形成通过使用上述基于掩模摩擦或光取向的技术形成区域，而不是使用基板表面上的结构。利用取向膜的液晶层的多区域构成可以参考日本未审查专利公开No.2002-357830中记载的材料和方法。

本发明中使用的多区域液晶层含有正双折射液晶分子，并且通常含有常规用于各种类型的液晶单元的向列相液晶。

下面将进一步详细说明本发明的液晶单元中配置的多区域延迟层。

在本发明中，液晶单元中配置的延迟层是含有以取向态固定的负双折射分子的延迟层，其中对应于一个像素或一个子像素的区域由多个区域构成，并且面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。由于为改善操作特性，延迟层消除因在黑状态时液晶层中的液晶分子以小倾斜角取向造成的双折射并防止对比度下降，延迟层的面内延迟优选接近等于在黑状态时液晶层在相同波长下的Δn·d(Δn代表液晶层的双折射，d代表液晶层的厚度)。延迟层的过大的面内延迟Re反过来导致对比度下降。从这个观点来看，延迟层的Re(550)优选等于或小于20，更优选0.5～10nm。

应注意，虽然上述的延迟层具有多区域结构，但是根据上述方法测量Re仅可以获得对应于测量波长的一个Re值。

适于形成延迟层的负双折射材料的例子包括盘状化合物(优选盘状液晶性化合物)。可用于形成延迟层的盘状化合物没有具体限制，其中可以使用各种盘状化合物，如苯并菲液晶、三取代的苯衍生物、三嗪衍生物、尿酸衍生物和色酮(chromonic)液晶。这些化合物可以是聚合性的。更具体地说，可用于形成延迟层的盘状化合物的例子包括下式(DI)代表的盘状化合物。

[式1]

式(DI)

在式(DI)中，Y¹¹、Y¹²和Y¹³每一个独立地代表次甲基或氮原子。在式中，L¹、L²和L³每一个独立地代表单键或二价连接基团。在式中，H¹、H²和H³每一个独立地代表下式(DI-A)或(DI-B)。在式中，R¹、R²和R³每一个独立地代表下式(DI-R)。

在式(DI)中，Y¹¹、Y¹²和Y¹³每一个独立地代表次甲基或氮原子。当Y¹¹、Y¹²和Y¹³每一个是次甲基时，可以用取代基取代次甲基中的氢原子。次甲基的取代基的例子包括烷基、烷氧基、芳氧基、酰基、烷氧基羰基、酰氧基、酰基氨基、烷氧基羰基氨基、烷硫基、芳硫基、卤原子和氰基。在这些取代基中更优选的是烷基、烷氧基、烷氧基羰基、酰氧基、卤原子和氰基；更优选的是具有1～12个碳原子的烷基(术语“碳原子数”指取代基中的碳原子数，盘状液晶化合物的取代基中出现的该术语具有相同含义)、具有1～12个碳原子的烷氧基、具有2～12个碳原子的烷氧基羰基、具有2～12个碳原子的酰氧基、卤原子和氰基。

优选地，Y¹¹、Y¹²和Y¹³均是次甲基，更优选是未取代的次甲基。

在式(DI)中，L¹、L²和L³每一个独立地代表单键或二价连接基团。二价连接基团优选选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-NR⁷-、-CH＝CH-、-C≡C-、二价环状基团和它们的组合。R⁷代表具有1～7个碳原子的烷基或氢原子，优选具有1～4个碳原子的烷基或氢原子，更优选甲基、乙基或氢原子，再更优选氢原子。

L¹、L²和L³所代表的二价环状基团优选是5-元、6-元或7-元环，更优选5-元或6-元环，再更优选6-元环。环状基团中的环可以是稠环。然而，单环比稠环优选。环状基团中的环可以是芳香族环、脂肪族环或杂环中的任一种。芳香族环的例子是苯环和萘环。脂肪族环的例子是环己烷环。杂环的例子是吡啶环和嘧啶环。优选地，环状基团含有芳香族环和杂环。

在二价环状基团中，具有苯环的环状基团优选是1，4-亚苯基。具有萘环的环状基团的优选是萘-1，5-二基或萘-2，6-二基。具有吡啶环的环状基团优选是吡啶-2，5-二基。具有嘧啶环的环状基团优选是嘧啶-2，5-二基。

L¹、L²和L³所代表的二价环状基团可以具有取代基。取代基的例子是卤原子、氰基、硝基、具有1～16个碳原子的烷基、具有2～16个碳原子的烯基、具有2～16个碳原子的炔基、具有1～16个碳原子的卤素原子-取代的烷基、具有1～16个碳原子的烷氧基、具有2～16个碳原子的酰基、具有1～16个碳原子的烷硫基、具有2～16个碳原子的酰氧基、具有2～16个碳原子的烷氧基羰基、氨基甲酰基、具有2～16个碳原子的烷基-取代的氨基甲酰基和具有2～16个碳原子的酰基氨基。

在式中，L¹，L²和L³优选是单键、*-O-CO-、*-CO-O-、*-CH＝CH-、*-C≡C-、*-“二价环状基团”-、*-O-CO-“二价环状基团”-、*-CO-O-“二价环状基团”-、*-CH＝CH-“二价环状基团”-、*-C≡C-“二价环状基团”-、*-“二价环状基团”类O-CO-、*-“二价环状基团”-CO-O-、*-“二价环状基团”-CH＝CH-或*-“二价环状基团”-C≡C-。更优选地，它们是单键、*-CH＝CH-、*-C≡C-、*-CH＝CH-“二价环状基团”-或*-C≡C-“二价环状基团”-，再更优选单键。在这些例子中，符号*表示基团与含有Y¹¹、Y¹²和Y¹³的式(DI)的6-元环连接的位置。

在式(DI)中，H¹、H²和H³每一个独立地代表下式(DI-A)或(DI-B)：

[式2]

式(DI-A)

在式(DI-A)中，YA¹和YA²每一个独立地代表次甲基或氮原子。优选地YA¹和YA²中至少之一是氮原子，更优选地，二者都是氮原子。XA代表氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基。XA优选是氧原子。符号*表示该式与L¹-L³中任一个结合的位置；符号**表示该式与R¹-R³中任一个结合的位置。

[式3]

式(DI-B)

在式(DI-B)中，YB¹和YB²每一个独立地代表次甲基或氮原子。优选地，YB¹和YB²中至少之一是氮原子，更优选地，二者都是氮原子。XB代表氧原子、硫原子、亚甲基或亚氨基。XB优选是氧原子。符号*表示该式与L¹-L³中任一个结合的位置；符号**表示该式与R¹-R³中任一个结合的位置。

在式中，R¹、R²和R³每一个独立地代表下式(DI-R)：

(DI-R)

*-(-L²¹-F¹)_n1-L²²-L²³-Q¹

在式(DI-R)中，*表示该式与式(DI)中的H¹、H²或H³结合的位置。F¹代表具有至少一种环状结构的二价连接基团。L²¹代表单键或二价连接基团。当L²¹是二价连接基团时，其优选选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-NR⁷-、-CH＝CH-和-C≡C-和它们的组合。R⁷代表具有1～7个碳原子的烷基或氢原子，优选具有1～4个碳原子的烷基或氢原子，更优选甲基、乙基或氢原子，再更优选氢原子。

在式中，L²¹优选是单键、**-O-CO-、**-CO-O-、**-CH＝CH-或**-C≡C-(符号**表示在式(DI-R)中L²¹的左侧)，更优选其是单键。

在式(DI-R)中，F¹代表具有至少一种环状结构的二价环状连接基团。环状结构优选是5-元、6-元或7-元环，更优选5-元或6-元环，再更优选6-元环。环状结构可以是稠环。然而，单环比稠环优选。环状基团中的环可以是芳香族环、脂肪族环或杂环中的任一种。芳香族环的例子是苯环、萘环、蒽环和菲环。脂肪族环的例子是环己烷环。杂环的例子是吡啶环和嘧啶环。

对于F¹，具有苯环的基团优选是1，4-亚苯基或1，3-亚苯基。具有萘环的基团优选是萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-2，5-二基、萘-2，6-二基或萘-2，7-二基。具有环己烷环的基团优选是1，4-环己烷基团。具有吡啶环的基团优选是吡啶-2，5-二基。具有嘧啶环的基团优选是嘧啶-2，5-二基。更优选地，F¹是1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-2，6-二基或1，4-环己烷基团。

在式中，F¹可以具有取代基。取代基的例子是卤原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、硝基、具有1～16个碳原子的烷基、具有2～16个碳原子的烯基、具有2～16个碳原子的炔基、具有1～16个碳原子的卤素原子-取代的烷基、具有1～16个碳原子的烷氧基、具有2～16个碳原子的酰基、具有1～16个碳原子的烷硫基、具有2～16个碳原子的酰氧基、具有2～16个碳原子的烷氧基羰基、氨基甲酰基、具有2～16个碳原子的烷基-取代的氨基甲酰基和具有2～16个碳原子的酰基氨基。取代基优选是卤原子、氰基、具有1～6个碳原子的烷基、具有1～6个碳原子的卤素原子-取代的烷基，更优选卤原子、具有1～4个碳原子的烷基和具有1～4个碳原子的卤素原子-取代的烷基，再更优选卤原子、具有1～3个碳原子的烷基或三氟甲基。

在式中，n1指0～4的整数。n1优选是1～3的整数，更优选1或2。当n1是0时，式(DI-R)中的L²²与H¹～H³中的任一个直接结合。当n1是2以上时，各(-L²¹-F¹)相同或不同。

在式中，L²²代表-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-、-NH-、-SO₂-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，优选-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CH₂-、-CH＝CH-或-C≡C-，更优选-O-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、或-CH₂-。

当上述基团具有氢原子时，可以用取代基取代氢原子。取代基的例子是卤原子、氰基、硝基、具有1～6个碳原子的烷基、具有1～6个碳原子的卤素原子-取代的烷基、具有1～6个碳原子的烷氧基、具有2～6个碳原子的酰基、具有1～6个碳原子的烷硫基、具有2～6个碳原子的酰氧基、具有2～6个碳原子的烷氧基羰基、氨基甲酰基、具有2～6个碳原子的烷基-取代的氨基甲酰基和具有2～6个碳原子的酰基氨基。特别优选的是卤原子和具有1～6个碳原子的烷基。

在式中，L²³代表选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-SO₂-、-NH-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-以及通过连接它们中的两个或更多个形成的基团中的二价连接基团。可以用任何其他取代基取代-NH-、-CH₂-和-CH＝CH-中的氢原子。取代基的例子是卤原子、氰基、硝基、具有1～6个碳原子的烷基、具有1～6个碳原子的卤素原子-取代的烷基、具有1～6个碳原子的烷氧基、具有2～6个碳原子的酰基、具有1～6个碳原子的烷硫基、具有2～6个碳原子的酰氧基、具有2～6个碳原子的烷氧基羰基、氨基甲酰基、具有2～6个碳原子的烷基-取代的氨基甲酰基和具有2～6个碳原子的酰基氨基。特别优选的是卤原子和具有1～6个碳原子的烷基。用取代基取代的基团可以改善式(DI)的化合物在溶剂中的溶解性，因此可以容易地制备作为涂布液的组合物。

在式中，L²³优选是选自-O-、-C(＝O)-、-CH₂-、-CH＝CH-和-C≡C-以及通过连接它们中的两个或更多个形成的基团中的连接基团。L²³优选具有1～20个碳原子，更优选2～14个碳原子。优选地，L²³具有1～16个(-CH₂-)基团，更优选2-12个(-CH₂-)基团。

在式中，Q¹代表聚合性基团或氢原子。当式(DI)的化合物用在要求延迟不因热而变化的光学膜(如光学补偿膜)的制备中时，Q¹优选是聚合性基团。基团的聚合反应优选是加聚(包括开环聚合)或缩聚。换句话说，聚合性基团优选具有能够发生加聚或缩聚反应的官能团。聚合性基团的例子如下所示。

[式4]

[式5]

更优选地，聚合性基团是可以发生加聚反应的官能团。这类聚合性基团优选是聚合性烯键式不饱和基团或开环聚合性基团。

聚合性烯键式不饱和基团的例子是下式(M-1)～(M-6)所代表的那些：

[式6]

在式(M-3)和(M-4)中，R代表氢原子或烷基。R优选是氢原子或甲基。在式(M-1)～(M-6)中，优选的是式(M-1)和(M-2)，更优选的是式(M-1)。

开环聚合性基团优选是环状醚基团，更优选环氧基团或氧杂环丁基(oxetanyl)，最优选环氧基团。

式(DI)代表的化合物的例子包括但不限于下面示出的那些。

[式7]

[式8]

[式9]

[式10]

式(DIII)代表的化合物的例子包括以下示出的那些。

[式11]

盘状化合物的例子包括JP-A-2005-301206中记载的那些。

延迟层可以按下述制备：将含有至少一种盘状化合物的组合物涂布到表面上(例如，取向层的表面)，形成涂层；使盘状液晶化合物的分子以所需的取向态取向，然后进行组合物的聚合，以固定取向态。待固定的所需取向态可以根据使用的液晶化合物的种类以及在未施加驱动电压下目标液晶层的取向态变化。优选地，通过固定盘状化合物的倾斜均匀取向态或混合取向态来制备延迟层。术语“混合取向”是指其中液晶分子的指向矢的方向沿厚度方向连续变化的任何取向态。关于盘状分子，其指向矢是盘平面的任意直径。混合取向可以是其中空气-界面侧的倾斜角较大的任何顺混合取向或可以是其中取向层侧的倾斜角较大的任何逆混合取向。延迟层中的盘状液晶分子的平均倾斜角可以与液晶层中的液晶分子的平均倾斜角相同，然而，通常由于延迟层的厚度比液晶层的厚度薄，因此延迟层的最大倾斜角可以大于液晶层的平均倾斜角。

为使盘状液晶化合物的分子以所需取向态取向或者为改善涂布性或固化性，一种或多种添加剂可以加到组合物中。为使盘状液晶化合物的分子以混合取向态取向，可以加入能够控制层的空气-界面侧取向的任何添加剂(下面称作“空气-界面侧取向控制剂)。这种添加剂的例子包括具有氟化烷基的低分子量或高分子量化合物。可以使用的空气-界面侧取向控制剂的例子包括JP-A-2006-267171中记载的化合物。为改善组合物的涂布性能，任何表面活性剂可以加到组合物中。可以使用的表面活性剂的优选例子包括氟化化合物；尤其是，JP-A-2001-330725的段落[0028]-[0056]中记载的化合物是优选的。还可以使用市售的“MEGAFAC F780”(DIC Corporation制)。

所述组合物优选含有任何聚合引发剂。聚合引发剂可以是热聚合引发剂或光聚合引发剂。从控制等的容易性的观点来看，光聚合引发剂是优选的。通过光线作用产生自由基的聚合引发剂的优选例子是α-羰基化合物(如记载于美国专利No.2,367,661和2,367,670中)、偶姻醚(如记载于美国专利No.2,448,828中)、α-烃-取代的芳香族偶姻化合物(如记载于美国专利No.2,722,512中)、多核醌化合物(如记载于美国专利No.3,046,127和2,951,758中)、三芳基咪唑二聚体和p-氨基苯基酮的组合(如记载于美国专利No.3,549,367中)、吖啶或吩嗪化合物(如记载于JP-A-60-105667和美国专利No.4,239,850中)和噁二唑化合物(如记载于美国专利No.4,212,970中)、苯乙酮化合物、苯偶姻醚化合物、苄基化合物、二苯甲酮化合物、噻吨酮化合物。

为了提高感度，可以将增感剂加到聚合引发剂中。增感剂的例子是正丁基胺、三乙胺、三正丁基膦和噻吨酮。

本发明中多种光聚合引发剂可以组合使用，按涂布液的固含量计，其量优选为0.01～20质量％，更优选0.5～5质量％。对于用于聚合盘状液晶化合物的光照射，优选使用紫外线。

所述组合物可以含有任何聚合性单体连同盘状化合物。聚合性化合物的优选例子包括具有乙烯基、乙烯氧基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基的化合物。应注意，从改善耐久性的观点来看，优选的是使用具有两个或更多个聚合性官能团的任何多官能单体。

延迟层的制备如下。将组合物制备成涂布液；将涂布液涂布在形成于支持体上的取向层表面上，干燥以从组合物除去溶剂并使盘状化合物的分子以取向态取向；然后通过进行组合物的聚合来固定取向态。涂布方法的例子包括幕涂、浸涂、旋涂、印刷涂布、喷涂、缝涂、辊涂、滑涂、刀涂、凹印涂布和绕线棒涂布。

当干燥涂层时，可以加热层。在干燥涂层以从涂层除去溶剂的同时，可以获得涂层中的盘状分子取向的所需取向态。

接下来，在紫外光等照射下进行聚合，从而固定取向态。按这种方式，形成延迟层。用于聚合的光优选是紫外线。紫外线优选用于进行聚合照射。照射能量优选为20mJ/cm²～50J/cm²，更优选100mJ/cm²～800mJ/cm²。为促进光聚合，可以在加热下进行光照射。

这样形成的光学各向异性层的厚度可以基于所述层用于光学补偿等的用途的最佳延迟值而变化，但优选0.1～10μm，更优选0.5～5μm。

优选使用取向膜形成延迟层。可以使用的取向膜的例子包括聚乙烯醇膜和聚酰亚胺膜。如果通过将含有盘状化合物的组合物涂布到取向膜的摩擦过的表面上形成涂膜并使盘状分子以均匀倾斜取向或混合取向而取向，然后通过固化来固定取向态从而形成延迟层，那么延迟层的面内慢轴在与摩擦方向正交的方向上。因此，使用通过使聚合物膜如聚乙烯醇膜的表面在不同方向多次反复进行掩模摩擦处理(masked-rubbing treatment)而形成的取向膜可以容易地制备在各区域间具有沿不同方向的面内慢轴的多区域延迟层。如上所述，当制备图2中所示的延迟层和液晶层的例示组合时，优选的是将形成延迟层和液晶层的各取向膜分成相等大小的区域，并在平行但相反的方向即反平行方向摩擦相应的区域。按这种方式，延迟层的各区域中的盘状分子的指向矢的倾斜取向方向可以大致等于液晶层的相应区域中的液晶分子的长轴的倾斜方向。结果，如图2(b)所示，延迟层的各区域中的面内慢轴可以大致与液晶层的相应区域中的液晶分子的长轴的倾斜方向正交。

[实施例]

下面结合实施例更具体地说明本发明。所有材料、试剂、用量和比例、处理内容和处理过程等在本发明的精神内可以作出适宜的变化。因此，本发明的范围不限于以下具体例子。

[实施例1]

使用具有尺寸为30×40mm的电极的玻璃基板制备测试用两组液晶单元，并评价。

1.制备延迟层用取向膜

将市售的聚酰亚胺取向膜(来自Nissan Chemical Industries，Ltd.，SE-150)涂布在带有电极的玻璃基板上，并在250℃下加热1小时。然后与图2(b)所示的延迟层18相似，将取向膜分为四个区域，并进行掩模摩擦，摩擦轴调节成对于右上区域为45°、对于左上区域为135°、对于左下区域为225°和对于右下区域为315°。

2.制备多区域延迟层

通过将100质量份的下示盘状液晶性化合物1、0.8质量份的下示聚合物2、质量份的光聚合引发剂(Irgacure 907，来自Ciba-Geigy Corporation)和质量份的增感剂(Kayacure DETX，来自Nippon Kayaku Co.，Ltd.)溶解在200质量份的甲基乙基酮中制备涂布液。通过旋涂将涂布液涂布在取向膜的表面上。将涂膜在恒温区中于120℃下加热2分钟，使盘状化合物取向。接下来，在70℃的气氛中，使用120-W/cm高压水银灯，用紫外线照射1分钟，使盘状化合物聚合。然后使产物冷却到室温。通过这种方法制备延迟层。

延迟层的厚度为1.5μm，550nm下的面内延迟Re(550)为3.4nm。在偏光显微镜下观察慢轴方向，发现在各区域中面内慢轴的方向与取向膜的摩擦轴正交。从在自由旋转台上的偏光显微镜下观察也证实了在各区域中盘状化合物在相对于各摩擦方向倾斜的同时取向。

[式12]

盘状液晶性化合物

[式13]

聚合物

3.测量延迟层的倾斜角

除了未进行形成多区域构造的过程，使用与上面相似的材料和程序形成没有多区域的延迟层。使用KOBRA仪器测量延迟的入射角依赖性，一个界面为0°，另一个界面为13°，因此算得盘状液晶层的平均倾斜角为6.5°。剥离延迟层，从其切下超薄切片，在高倍率液浸物镜下观察各界面处的倾斜状态。发现盘状化合物在取向膜侧倾斜，在空气界面侧水平取向(0°倾斜)，表现出逆混合取向。延迟层的厚度为1.5μm，Re(550)为3.4nm。

4.制备液晶单元

如上所述，制备具有多区域延迟层的玻璃基板，在通过将家用中性洗涤剂稀释到50cc水中形成的溶液中浸渍30秒，并自然干燥。在基板表面上和另一个玻璃基板(洗净后)的表面上涂布市售的用于形成聚酰亚胺取向膜(来自Nissan Chemical Industries，Ltd.，SE-4811)的组合物，在250℃下烧结1小时。将基板冷却到室温，通过与延迟层用取向膜相似的程序、对四个区域逐个地分别沿着对应于各区域的延迟层用取向膜的摩擦轴相同的轴向摩擦在具有延迟层的玻璃基板上形成的聚酰亚胺取向膜。应注意，这里的摩擦与相应延迟层用的取向膜的摩擦方向成反平行或旋转180°。对形成在不具有延迟层的另一个基板上的聚酰亚胺取向膜未进行摩擦。组装这两个基板，使取向膜面向内，从而形成液晶单元。在其间注入具有负介电各向异性的液晶材料(“MLC6608”，来自MERCK)，并密封。液晶表现出正双折射，液晶层的延迟(即，液晶层的厚度d(μm)和折射率各向异性Δn的乘积Δn·d)调节到330nm。按这种方式，制备在液晶单元中具有多区域延迟层和多区域液晶层的VA-模式液晶单元。

除了未形成延迟层和未采用多区域构成之外按相似程序单独形成液晶单元，研究液晶单元的Re的入射角依赖性，发现液晶单元在取向膜的摩擦侧上以10°倾斜角倾斜取向，在取向膜的未摩擦侧上接近垂直取向。因此，该液晶层的平均倾斜角为5°。Re(550)为3.0nm。

5.制备VA-模式液晶显示装置

使用按上述制备的液晶单元制备与如图6所示相似结构的液晶显示装置。Re(550)为1nm和Rth(550)为38nm的延迟膜用作负-C板C，Re(550)为100nm和Rth(550)为50nm的降冰片烯系聚合物延迟膜用作A-板A。这些延迟膜被组装作为配置在液晶单元侧的偏振片PL1和PL2的起偏器的保护膜。在使各吸收轴相对于屏幕在左右方向和上下方向取向的同时，配置偏振片PL1和PL2。更具体地说，偏振片PL1和PL2的吸收轴a1和a2，延迟层18的面内慢轴19a、19b、19c和19d，以及液晶层16的倾斜方向17a、17b、17c和17d以图2中所示的关系取向。在使用作A-板的降冰片烯系聚合物延迟膜的面内慢轴与偏振片PL2的吸收轴正交取向的同时，配置用作A-板的降冰片烯系聚合物延迟膜。

[比较例1]

在形成实施例1的液晶单元中的延迟层过程中未摩擦取向膜的情况下形成延迟层。发现延迟层的Re(550)为0nm，表明在层中盘状分子完全水平取向。层的厚度为1.5μm。按与实施例1相似的程序制备VA-模式液晶显示装置，除了使用上述带有延迟层的基板。换句话说，比较例1的液晶显示装置可以理解成是多区域以小倾斜角倾斜取向的液晶层与没有多区域构成的均匀单元内延迟层的组合的例子。

[比较例2]

在形成实施例1的液晶单元中的延迟层过程中未摩擦取向膜的情况下形成延迟层。发现延迟层的Re(550)为0nm，表明在层中盘状分子完全水平取向。层的厚度为1.5μm。按与实施例1相似的程序制备VA-模式液晶显示装置，除了未摩擦在带有延迟层的基板上形成的取向膜外。液晶层的Re(550)为0nm，表明液晶分子平行于基板的法线方向取向。换句话说，比较例2的液晶显示装置可以理解成是基于没有多区域构成的垂直取向的液晶层与没有多区域构成的均匀单元内延迟层的组合的例子。

[光学特性的测量]

将上面制造的三种显示装置放置在具有三波长荧光管、扩散板和棱镜板的背光上，使用亮度计(例如，BM-5，来自TOPCON Corporation)在10-mm直径的测量范围内测量轴向方向(法线方向)、从轴向方向的10°倾斜角(与10°极角同义)以每15°方位角的方向以及从轴向方向的20°倾斜角(与20°极角同义)以每15°方位角的方向的亮度。对于10°和20°倾斜角分别测定亮度平均值，这些平均值被定义为各倾斜角方向的亮度。该程序代表在黑状态时的测量。

比较例2由于液晶的垂直取向而在黑状态时仅表现出小漏光，因此其亮度作为基准，在将实施例1和比较例1的各亮度测量值除以比较例2的亮度测量值之后进行评价。

实施例1的显示装置的亮度在轴向方向为1.1倍，在10°倾斜方向为1.3倍，在20°倾斜方向为1.8倍，证明在黑状态时的亮度几乎均匀地低，同时黑白对比度大。另一方面，比较例1的显示装置的亮度在轴向方向为3.6倍，在10°倾斜方向为8.9倍，在20°倾斜方向为23倍，可以认为在黑状态时亮度大，同时黑白对比度降低。

在逐步提高施加电压的同时，进一步对实施例1的显示装置和比较例2的显示装置的响应性进行目视比较。发现实施例1的显示装置在比比较例2更低的电压下操作，发现白状态时的亮度很高。

相似地，本发明人还评价了日本未审查专利公开No.2006-276849的实施例中公开的液晶显示装置，其被构造成为改善操作特性使在黑状态时液晶层以小倾斜角倾斜取向，结果仅发现轴向方向的对比度比实施例1低。

符号说明

10        液晶显示装置

12、14    单元基板

16、16”  液晶层

16a、16b、16c、16d    相应于液晶层的一个子像素区域中的区域

17a、17b、17c、17d    液晶层的各区域的倾斜方向

18、18’、18”        单元内延迟层

18a、18b、18c、18d    对应于单元内延迟层的一个子像素区域中的区域

19a、19b、19c、19d    单元内延迟层的各区域的面内慢轴

20                    滤色器

22、24                液晶层用的取向膜

26                    单元内延迟层用的取向膜

LC、LC’、LC”        液晶单元

PL1、PL2              偏振片

A                     A-板

C                     负C-板

a1、a2                偏振片吸收轴

a3                    A-板的面内慢轴

Claims (14)

1.一种液晶显示装置，包括：

至少一个偏振片；和

液晶单元，所述液晶单元至少包括：

两个基板，

多区域液晶层，所述多区域液晶层配置在所述两个基板之间并含有正双折射液晶分子，和

多区域延迟层，所述多区域延迟层配置在所述液晶层和所述两个基板中的至少一个之间并含有以取向态固定的负双折射分子；

在所述液晶层中的液晶分子在黑状态时倾斜取向并且平均倾斜角相对于所述两个基板的法线方向落入超过1°至不超过20°的范围，并且所述液晶分子的倾斜方向在至少两个区域之间不同，和

所述延迟层在550nm的面内延迟Re(550)等于或小于20nm，并且其面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中当投影在相同平面上时，在所述液晶层的区域中的液晶分子的倾斜方向与对应于所述液晶层的区域的所述延迟层的区域中的面内慢轴相交。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中当投影在相同平面上时，在所述液晶层的区域中的液晶分子的倾斜方向与对应于所述液晶层的区域的所述延迟层的区域中的面内慢轴相交90°。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述延迟层的各区域的面内慢轴不平行于所述至少一个偏振片的吸收轴或不与所述至少一个偏振片的吸收轴正交。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中在所述液晶层的区域中的液晶分子的倾斜方向与对应于所述液晶层的区域的所述延迟层的区域中的负双折射分子的指向矢的倾斜方向相同。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述延迟层含有以顺混合取向态或以逆混合取向态固定的盘状分子。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述液晶层和所述延迟层的对应区域是在以彼此平行且反方向摩擦的表面上形成的层。

8.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述液晶层和所述延迟层分别具有彼此对应的四个区域，并且在黑状态时所述液晶层中的正双折射液晶分子和所述延迟层中的负双折射分子分别在所述四个区域中在45°、135°、225°和315°的方向上取向。

9.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述液晶层具有所述液晶分子的倾斜角彼此不同的两个界面，并且所述延迟层配置成更接近于不同倾斜角中更大倾斜角的界面。

10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其使用VA模式。

11.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述负双折射分子是盘状液晶性化合物的分子。

12.如权利要求11所述的液晶显示装置，

其中所述盘状液晶性化合物是三取代的苯衍生物。

13.如权利要求1所述的液晶显示装置，

其中所述延迟层是至少含有盘状液晶性化合物和具有氟化烷基的化合物的组合物的固化膜。

14.一种液晶单元，包括：

两个基板；

多区域液晶层，所述多区域液晶层配置在所述两个基板之间并含有正双折射液晶分子；和

多区域延迟层，所述多区域延迟层配置在所述液晶层和所述两个基板中的至少一个之间并含有以取向态固定的负双折射分子；

所述液晶层中的液晶分子在黑状态时倾斜取向并且平均倾斜角相对于所述两个基板的法线方向落入超过1°至不超过20°的范围，并且所述液晶分子的倾斜方向在至少两个区域之间不同，和

所述延迟层在550nm的面内延迟Re(550)等于或小于20nm，并且其面内慢轴的方向在至少两个区域之间不同。

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