CN1869741A - 光学元件、液晶显示装置用构件以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学元件，其可抑制生产成本，同时耐热性良好，在宽的温度范围内可均匀维持被固定化的液晶性高分子的取向，不受来自外部的物理性因素影响而降低双折射特性，显示确实低的浊度，可确实地维持所需的双折射特性。本发明的光学元件如下形成，即在具有透光性的基材上面，至少形成具有在使末端具有聚合性基团的液晶性单体垂直取向的状态下固定化而成的结构的双折射率层，进而在双折射率层上面形成由上述液晶性单体构成的各向同性层，同时除去在上述各向同性层的上面形成的添加剂层。

Description

光学元件、液晶显示装置用构件以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及具有双折射率功能层的光学元件，更详细地说，涉及具有具备使液晶分子取向、固定化而成的双折射率层的双折射率功能层的光学元件，更详细地说，涉及使用该光学元件的液晶显示装置用构件和液晶显示装置。
背景技术
由于液晶显示装置具有易于薄型化、轻量化、可降低耗电量、难于产生闪烁等优点，正在应用于电视、医疗器械等各个领域中，但另一方面，有着使用者根据观看液晶显示画面的角度不同有时出现光泄漏和灰度反转现象的问题，即视角狭小的问题。
为了解决该问题，有人提出了一种液晶显示装置，该装置设有控制来自液晶盒的出射光和向液晶盒的入射光的光学元件。
这时，作为光学元件，提出了除了经单轴拉伸或双轴拉伸处理三乙酰基纤维素(TAC)膜的膜材料之外，使用使液晶分子在特定方向上取向并固定的层的光学元件的方案。
专利文献1中，提出了一种视觉补偿膜，其是由在膜面的法线方向上使分子链取向的、固有折射率值为正的向列型液晶聚合物构成的视觉补偿膜。专利文献1中公开了该视觉补偿膜是如下得到的，即在玻璃基板等表面用烷基有机硅系或氟烷基有机硅系的表面处理剂形成垂直取向膜，由此制备单元，在该盒中封入液晶分子，使液晶分子光聚合而得到。
专利文献2中，提出了通过在基板上形成的垂直取向膜上涂布聚合性液晶化合物来制造使液晶化合物垂直取向的液晶层的方法。在该方法中，使用长链烷基型树枝状聚合物衍生物作为垂直取向膜的形成剂。另外，专利文献2中公开了根据该方法，可得到具备经垂直取向了的液晶层的膜材料，该膜材料可用作相位差膜等光学膜。
专利文献3中，提出了一种垂直取向液晶膜的制造方法，即在未设垂直取向膜的基板上，涂布含有两种单体单元的侧链型液晶聚合物，进而在液晶状态下使该液晶聚合物取向取向后，在维持该取向的状态下进行固定化，制造垂直取向液晶膜，其中所述两种单体单元是含有液晶性片段侧链的单体单元和含有非液晶性片段侧链的单体单元。
专利文献4中，提出了一种垂直取向液晶膜的制造方法，即在未设垂直取向膜的基板上，由基板侧先形成粘合剂层，然后形成锚固层，在锚固层上涂布侧链型液晶聚合物，使其垂直取向后，在维持垂直取向的状态下进行固定化，制造垂直取向液晶膜。在该方法中，作为侧链型液晶聚合物，使用在未设垂直取向膜的基板上可形成垂直取向液晶层的。
专利文献1：特开平5-142531号公报
专利文献2：特开2002-174724号公报
专利文献3：特开2002-174725号公报
专利文献4：特开2003-121852号公报
发明内容
但是，使用具有取向膜的2片基板制备盒，在该空盒内封入液晶分子，使液晶分子垂直取向，边维持该状态边光聚合液晶分子，经过这样一系列的工序后可得到专利文献1的视角补偿膜。这样，专利文献1的视角补偿膜要经过众多制造工序才能够制得，因此具有显著增大生产成本的问题。
在专利文献2的方法中，在基板上设置垂直取向膜得到垂直取向液晶层时，需要使用长链烷基型树枝状聚合物衍生物这样特殊材料。于是，利用该方法获得垂直取向液晶层时，有显著增大生产成本的问题。
利用专利文献3记载的方法得到的垂直取向液晶膜由侧链型液晶聚合物构成，即使在垂直取向的状态下被固定，随着升温流动性增加，双折射特性容易收到热的影响，因此，可维持需要的双折射特性的温度范围比较窄，而且固定化了液晶聚合物的部分的液晶聚合物的取向性容易变得不均匀。于是，利用该方法得到的垂直取向液晶膜难于用于要求高耐热性的液晶显示装置，可使用该液晶膜的液晶显示装置受到限制。
将利用该方法得到的垂直取向液晶膜用于液晶显示装置时，该膜需要避免放置在高温环境下，因此难于将其配置在液晶显示装置的内部。为此，在利用专利文献3的方法得到的垂直取向液晶膜中，也有在液晶盒中可设置其的位置受到限制的问题。
利用专利文献4记载的方法得到的垂直取向液晶膜由侧链型聚合物构成，因此在该方法中，也有与上述专利文献3记载的方法同样的问题。
为了解决上述问题，本发明人发现：在具有包括取向的被固定化的液晶性高分子层的双折射率层的光学元件中，使用含有可交联的聚合性液晶性单体、和促进上述高分子单体垂直取向的添加剂的液晶组合物，交联取向的液晶性高分子层，固定化该取向而形成上述双折射率层，由此成本低，耐热性良好，且可补偿宽视角。但是，考虑到提供显示确实低的浊度、将上述光学元件用于液晶装置时可确实地实现高对比度的光学元件，尚有改良地余地。
于是，作为进一步研究的结果，本发明人发现在上述光学元件中，使用含有可交联的聚合性液晶性单体、和促进上述高分子单体垂直取向的添加剂的液晶组合物，使其垂直取向，然后交联，固定化该取向后，如果烧结该双折射率层，则在该双折射率层的表面上形成集合上述添加剂而成的添加剂层，这导致浊度增大。另一方面，在不形成上述添加剂层、取向了的液晶性高分子层露出表面的双折射率层中，由于外部因素其容易受到物理性损伤，结果有取向受损、相位差控制功能降低的危险。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种光学元件，该光学元件可抑制生产成本，同时耐热性良好，在宽的温度范围内可均匀维持被固定化的液晶性高分子的取向，不受来自外部的物理性因素影响而降低双折射特性，显示确实低的浊度、具体为0.1以下的浊度，可确实地维持所需的双折射特性。另外，目的还在于提供一种光学元件，其设置于液晶显示装置的内部时，可以以充分均匀的状态维持被固定的液晶分子的取向性，可确实地实现高对比度。进一步，其目的在于提供视角宽的液晶显示装置。
即，本发明的要点在于：
(1)一种光学元件，其具有：具有透光性的基材、至少具备双折射率层的双折射率功能层，其特征在于，上述双折射率层具有在使末端具有聚合性基团的液晶性单体垂直取向的状态下固定化而成的结构，在上述双折射率层内含有促进上述液晶性单体垂直取向的添加剂，且在上述双折射率层上面形成由上述液晶性单体构成的各向同性层，同时在上述各向同性层的上面不存在由添加剂构成的添加剂层。
(2)上述(1)所述的光学元件，其特征在于，上述双折射率功能层包括在上述基材上面形成的垂直取向膜、和在上述垂直取向膜上面形成的上述双折射率层。
(3)上述(2)所述的光学元件，其特征在于，作为上述添加剂，可使用促进上述垂直取向膜所含的液晶性单体的垂直取向的一种成分或两种以上的成分。
(4)上述(1)所述的光学元件，其特征在于，构成双折射率层的液晶性单体均显示大致均匀的倾角而取向。
(5)上述(1)所述的光学元件，其特征在于，在上述基材和双折射率功能层之间、或双折射率功能层的上面，形成有着色层。
(6)一种液晶显示装置用构件，其具有：具备具有透光性的层的2个层压结构体、和在上述2个层压结构体之间封入了液晶的液晶层，其特征在于，在至少1个层压结构体中，形成有上述(1)所述的光学元件。
(7)上述(6)所述的液晶显示装置用构件，其特征在于，光学元件中的双折射率层以位于上述液晶显示装置构件中的液晶层侧的方式形成。
(8)一种液晶显示装置，其为多层结构的液晶显示装置，其夹持液晶在两侧具备偏振片的同时，具备包括负荷电压使液晶层的取向变化的电极部的层，其特征在于，使用上述(6)所述的液晶显示装置用构件。
(9)一种液晶显示装置，其为多层结构的液晶显示装置，其夹持液晶在两侧具备偏振片的同时，具备包括负荷电压使液晶层的取向变化的电极部的层，其特征在于，使用上述(7)所述的液晶显示装置用构件。
利用本发明的光学元件，形成双折射率层时，添加促进构成其的液晶性单体垂直取向的添加剂并使之垂直取向，因此不仅是接近基板侧的液晶性单体，也可以使离开基板的液晶性单体良好且均匀地垂直取向。因此，可得到在双折射率层的厚度方向上，具有形成了使液晶更均匀地垂直取向的状态的双折射率层的光学元件。上述本发明的光学元件可用作例如抑制相位差的元件、光学补偿元件等用于控制光的偏振状态的元件，而且由于提高了取向性的均匀性，可更精致地赋予相位差控制功能。
由于上述液晶性单体可以聚合，故可形成包括使垂直取向了的液晶性单体交联的液晶性高分子的双折射率层。如果是具备具有上述交联结构的双折射率层的本发明的光学元件，耐热性就高，双折射特性就难于受到热的影响，因此也可用于例如车内等易于达到较高温度的环境下所使用的光学设备。由于耐热性较高，故也可设在设置于光学设备的液晶面板中。特别是只要是上述交联结构为3维交联结构的本发明，就可更显著地获得上述效果。
在本发明的双折射率层中，由于除去了该双折射率层的表面(即双折射率层中与基板侧相对侧的面)上形成的添加剂层，故只要是具备上述双折射率层的本发明的光学元件，就可确实地将浊度控制在0.1以下，可更好地控制相位差，同时可提高透明度。
本发明中，由于在双折射率层的表面形成有包括非取向液晶性单体的各向同性层，故该各向同性层可起到保护层的作用，可保护构成该双折射率层的液晶性高分子的取向不受外部因素的干扰，可防止该取向的损伤。因此，只要是本发明，就不用担心由于外部因素引起的取向损伤而降低双折射率层的相位差控制功能。
利用上述光学元件，可一体地层压形成构成液晶面板的构件，不另外设置控制相位差的膜材料等的构件(相位差控制构件)就可设计光学设备。为了另外设置相位差控制构件，需要使用粘合剂等来固定它，但是利用本发明的光学元件，可不需要这种粘合剂，可减少粘合剂引起的光散射等。
本发明的光学元件通过设置着色层，在将其用作液晶显示装置的情况下，变得不需要设置具有着色层的构件之外的相位差控制构件，可使液晶显示装置变薄。
本发明的光学元件是在基材上面或涂布基材的上面膜组合液而形成的垂直取向膜上面，涂布双折射率层组合液，使液晶取向，使液晶交联，通过这样比较简单的工序可形成双折射率层，因此易于控制其生产成本。
利用使用该光学元件的液晶显示装置用构件，可提高相位差控制功能，还可制造具有降低粘合剂引起的光散射等光学元件的特征的液晶显示装置。
利用使用该光学元件的液晶显示装置，与以往的使用光学补偿膜形成的液晶显示装置相比，可实现薄型化，而且可有效地利用光，可制成对比度良好、视角宽的液晶显示装置。
附图说明
图1为说明本发明的光学元件的概念图。
图2(a)为显示在基板上面涂布含有液晶性单体和添加剂的树脂组合物、使液晶单体垂直的状态的概念图，(b)为显示使垂直取向了的液晶性单体3维交联的状态的概念图，(c)为显示通过烧结双折射率层在表面上形成添加剂层的概念图。
图3为显示本发明的光学元件的剖面结构的概略图。
图4(a)为显示在基板上具备功能性层的光学元件的剖面结构的概略图。(b)为显示在基板上具备功能性层的光学元件的其他实施例的剖面结构的概略图。
图5为显示进一步层压功能层的光学元件的剖面结构的概略图。
图6(a)为显示具备着色层的光学元件的剖面结构的概略图，(b)为显示具备着色层的光学元件的其他实施例的剖面结构的概略图，(c)为显示具备着色层的光学元件的剖面结构的其他实施例的概略图。
图7(a)为显示具备第1方式的光学元件的液晶显示装置用构件的概略图，(b)为显示第1方式的光学元件以双折射率层位于基板和液晶层之间的方式而形成的液晶显示装置用构件的概略图。
图8为显示具备第3方式的光学元件的液晶显示装置用构件的概略图。
图9(a)为显示第1方式的液晶显示装置的概略图，(b)为显示第2方式的液晶显示装置的概略图。
符号说明
1本发明的光学元件
2基材
2a基板
2b功能性层
2c功能性层
3、3a、3b液晶性单体
4双折射率层
5添加剂
6添加剂层
7表面层
8各向同性层
10垂直取向膜
11着色层
12着色像素部
13遮光部
具体实施方式
以下参照附图，对实施本发明的最佳方式进行说明。
图1为显示本发明的光学元件1的概念图。光学元件1由基材2、基材2上面作为双折射率功能层的垂直取向了的液晶性单体3进行3维交联并使该取向固定化而成的双折射率层4、和由在双折射率层4的上面形成的非取向的液晶性单体构成的各向同性层8形成。含有促进液晶性单体的垂直取向的添加剂5包含在双折射率层4中，并存在于基材2与液晶性单体3的界面、或液晶性单体3之间。各向同性层8由不取向、以无规状态固定化的液晶性单体3形成，因此不显示各向异性、不影响光学元件1的浊度。应说明的是，图1所示的光学元件1中的双折射率功能层仅由双折射率层4形成，如后所述，本发明中的双折射率功能层不被限定，也可由垂直取向膜和双折射率层构成。
如果概略性地说明形成上述光学元件1的工序，则首先如图2(a)所示，在基材2上涂布可3维交联的液晶性单体3、和含有添加剂5的双折射率层组合液，在基材2上使液晶性单体3垂直取向。然后，在空气气氛下通过照射活性放射线，如图2(b)所示，使液晶性单体3进行3维交联，使垂直取向了的液晶性单体3在基材2上固定化，形成双折射率层4。此时，在双折射率层4和空气的界面上，形成垂直取向且未3维交联的表面层7。应说明的是，添加剂5存在于基板2与液晶性单体3的界面上、或液晶性单体3之间。
为了提高双折射率层4的耐热性和附着性，烧结上述图2(b)中得到的形成品，则如图2(c)所示，在双折射率层4的表面上，形成包括未3维交联且非取向的液晶性单体3的各向同性层8、和在各向同性层8的上面集结添加剂5而形成的添加剂层6。
为了使垂直取向了的液晶性单体3交联，在空气气氛下用放射线照射其时，位于离开基板2的位置的暴露于空气的液晶性单体受到氧的阻碍，交联受到抑制，由此形成上述表面层7。
然后进行的烧结工序时，表面层7中的液晶性单体3由于没有如上交联，故其取向紊乱，且以紊乱的状态被固定化。结果形成由不显示各向异性的非取向的液晶性单体构成的各向同性层8。另外，由于添加剂5的比重小，故可推测由于烧结而使存在于高分子单体3之间的添加剂5的一部分渗出至双折射率层的表面，由此形成上述添加剂层6。
本发明人发现上述添加剂层6的存在是导致光学元件的浊度增高的重要原因，可降低双折射率层4中的所需的相位差控制功能，从而完成了具备除去了添加剂层6的双折射率层4的光学元件1.添加剂层6的除去方法可使用研磨、蚀刻等一般已知的方法。添加剂层6可通过光学元件的表层白浊来确认其存在，因此，通过研磨等方法除去白浊的表层，由此可除去添加剂层6。或者，添加剂层的厚度可根据光学元件的设计和活性放射线的照射量或焙烤处理等制造条件来决定，因此在希望的设计和制造条件下制造的光学元件中，预先测定形成的添加剂层的厚度，利用研磨或蚀刻等仅削除光学元件的表面的添加剂层厚度，由此除去添加剂层。
作为完全除去上述添加剂层6的结果，在双折射率层4的表面露出的光学元件中，有可能由于物理性因素损伤液晶性单体3的取向，但在本发明的光学元件1中，在双折射率层4的上面形成有各向同性层8，因此没有上述问题。也就是说，本发明中的各向同性层8不仅发挥作为双折射率层4的保护膜的效果，还保护双折射率层4不受物理性因素影响，而且与提高光学元件1的耐热性、耐化学性有关。各向同性层8作为双折射率层4的保护膜不必另外形成，在形成双折射率层4的工序中，可同时形成，因此不增加成本和工序就可以形成，这点也是其优点。在未形成各向同性层8的光学元件中，利用研磨等方法除去添加剂层6时，需要精密地进行控制以避免过分研磨而损伤位于下方的双折射率层4，但在本发明中，由于在添加剂层6和双折射率层4之间存在各向同性层8，因此不精密控制研磨也可完全除去添加剂层6，而且不用担心会损伤双折射率层4。
下面，对于本发明的光学元件进行更加详细的说明。
图3所示的本发明的光学元件1a依次由具有透光性的基材2、垂直取向膜10、内部具有添加剂5的双折射率层4、和各向同性层8构成。应说明的是，光学元件1a中，双折射率功能层虽然由垂直取向膜10和双折射率层4构成，但本发明中的双折射率功能层并不限于此，利用添加剂5充分促进液晶性单体3的垂直取向时，也可以不必形成垂直取向膜。
基材2可以具备包括具有透光性的基板2a的层，包括基板单层的结构而构成，也可以由叠加多张基板2a而成的多层结构而构成；也可以在包括基板2a的层上层压具备规定功能的功能性层2b而构成。例如作为基材2，可以在基板2a的两面上形成功能性层2b(图4(a))，也可在基板2a的一面上形成功能性层2b(图4(b))，也可以在基板2a的内部形成功能性层2b(未图示)。
应说明的是，图4～9所示的本发明，为了简便起见，省略双折射率层4中存在的添加剂、和在双折射率层的上面形成的各向同性层的记载。
作为基板2a，优选使用光学上各向同性的，但也可设置部分性遮光性区域等。另外，基板2a的透光率可适当选定。具体可使用由透明无机材料或透明有机材料形成的板、片或膜。
作为上述透明无机材料，可列举出玻璃、硅、或石英等，其中优选热膨胀性小、尺寸稳定性良好、高温加热处理的作业性优良的石英。特别是用于液晶显示器使用本发明的滤色器时，优选将玻璃中不含碱性成分的无碱玻璃用作基板。
另一方面，上述透明有机材料可列举出包括下述物质的材料，即，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯、聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、三乙酰纤维素或间规聚苯乙烯等、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、氟树脂或聚醚腈等、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚环己烯或聚降冰片烯系树脂等，或者聚砜、聚醚砜、多芳基化合物、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺或热塑性聚酰亚胺等，也可使用包括一般塑料的材料。特别是膜可使用经单轴拉伸或双轴拉伸的膜、或面内具有延迟的TAC膜等。基板10的厚度无特别限定，根据用途，一般为0.05mm～1.5mm左右。
功能性层2b为具有使光的状态变化的功能的层，与双折射率层4不同，可具体列举出使液晶分子水平取向的水平取向膜、使液晶分子垂直取向的垂直取向膜、着色层、使光反射的反射板、偏振片等。功能性层2b可设在整个基板2a面上，也可部分地设在基板2a面上。
垂直取向膜10使用含有促进液晶性单体的垂直取向的成分、例如可溶性聚酰亚胺、聚酰胺酸、表面活性剂、偶联剂、或它们的组合等成分的液体作为膜组合液，用柔性印刷、旋涂等方法涂布该膜组合液，使得到的物质固化而形成。
垂直取向膜10优选其膜厚在0.01～1μm左右的范围。垂直取向膜10的膜厚薄于0.01μm，则可能难于使液晶垂直取向。垂直取向膜10的膜厚厚于1μm，则该垂直取向膜10本身可能使光漫反射而大大降低光学元件的透光率。
作为含有可溶性聚酰亚胺、聚酰胺酸等的膜组合液，具体可列举出日产化学公司制的SE-7511、SE-1211，或JSR公司制的JALS-2021-R2等。
应说明的是，作为形成垂直取向膜10的聚酰亚胺，优选具有长链烷基的，这是因为可在广泛范围内选择在光学元件上形成的双折射率层3的膜厚。
使用含有表面活性剂和/或偶联剂的膜组合液形成垂直取向膜10时，作为表面活性剂，其分子形状只要是能够使棒状的聚合性液晶垂直取向的即可，但是由于形成双折射率层时需要将液晶加热至向液晶相的转变温度，故形成与双折射率层一同加热的垂直取向膜的表面活性剂、偶联剂需要具有即使在这种转变温度下也不分解程度的耐热性。形成双折射率层时，由于液晶溶解于有机溶剂，故形成与双折射率层相接触的垂直取向膜的表面活性剂、偶联剂，优选与溶解液晶的有机溶剂的亲合性高。只要是这种物质即可，表面活性剂不限于非离子系、阳离子系、阴离子系等种类，可以仅使用1种表面活性剂，也可并用多种表面活性剂。偶联剂也与表面活性剂的情况一样，不限定种类，可并用多种。
作为上述表面活性剂，可列举出，例如(a)具有烷基链或长链烷基侧链的；(b)具有烷基链或长链烷基侧链，且烷基链的至少一部分、或者长链烷基侧链的至少一部分被氟取代的；或(c)为具有侧链的表面活性剂，侧链含有氟原子的等。特别是为了即使增厚双折射率层4的膜厚也能够使聚合性液晶垂直取向，优选表面活性剂的疏水性或疏油性强。
疏水性或疏油性强的表面活性剂具体可列举出，(i)卵磷脂，(ii)十八烷基二甲基(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氯化铵，(iii)十六烷基胺，(iv)アデカミン4DAC-85(旭电化工业公司制的表面活性剂的商品名)，(v)ドライポン600E(日华化学公司制的表面活性剂的商品名)，(vi)ドライポンZ-7(日华化学公司制的表面活性剂的商品名)和NKガ-ドNDN-7E(日华化学公司制的表面活性剂的商品名)等。
上述偶联剂具体可列举出，水解正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十二烷基乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等硅烷化合物而得到的偶联剂。
特别作为使双折射率层4的液晶分子更强地垂直取向的物质，可列举出氟系硅烷偶联剂。
具体可列举出水解全氟烷基硅烷、五氟烷基硅烷、五氟苯基三甲氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、五氟苯基丙基三甲氧基硅烷、五氟苯基丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟酰基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟酰基三乙氧基硅烷、3-(八氟异丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(八氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷等氟系硅烷化合物而得到的氟系硅烷偶联剂。
然后对双折射率层4进行说明。如图3所示，双折射率层4具有交联高分子结构而形成，所述交联高分子结构是以垂直取向了稍细长的分子形状的液晶性单体3的状态使液晶性单体3之间交联而成的。
应说明的是，图3和图5中，为了简便起见，对于表示液晶性单体3之间的结合状态的键，省略了图示。图4～图9中，为了简便起见，省略了在双折射率层的上面形成的各向同性层的图示。
双折射率层4中，液晶性单体3和垂直取向膜10(或未形成垂直取向层10时，为基材2)之间的界面、和液晶性单体3之间存在有添加剂5。添加剂5可以使用促进上述液晶性高分子的垂直取向的成分、例如聚酰亚胺、表面活性剂、偶联剂、或它们的组合等。不形成垂直取向膜10而仅由双折射率层4而形成双折射率功能层时，上述添加剂5可从聚酰亚胺、表面活性剂、偶联剂、或它们的组合中任意决定。另一方面，形成垂直取向膜10之后形成双折射率层4形成双折射率功能层时，添加剂5希望使用与构成垂直取向膜5的成分(即，聚酰亚胺、表面活性剂、偶联剂、或它们的组合等)相同的成分。
双折射率层4优选液晶性单体3的交联度为80以上左右，更优选为90以上左右。如果双折射率的交联度小于80，则可能无法充分维持均匀的取向性。
双折射率层4中，对于作为构成交联高分子结构的单元的液晶性单体3的倾角，希望位于与双折射率层4的垂直取向膜10的交界面最近的液晶(例如液晶性单体3a)分子的倾角，和相对该液晶分子位于双折射率层的厚度方向(沿箭头L、M的方向)上最远的液晶(例如液晶性单体3b)分子的倾角大致相等(参照图3)。此时，双折射率层4中的液晶性单体3各个倾角在该厚度方向上变得大致均一，双折射率层4中可得到均一的垂直取向。双折射率层4更优选双折射率层4中的液晶性单体3的倾角在厚度方向上各自相等。特别是在双折射率层4中，由于存在促进液晶性单体3的垂直取向的添加剂5，故可以使构成双折射率层4的各液晶性单体3的倾角大致相等。
双折射率层4随着构成其的液晶性单体3的折射率各向异性，可对入射至双折射率层4的光(入射光)产生延迟。延迟是对入射光产生的正常光和异常光之间的光程差，如果设正常光的折射率为no和异常光的折射率为ne，则双折射Δn(no和ne之差)与d(双折射率层4的膜厚)之积可作为延迟的大小。因此，双折射率层4的延迟和取向特性可根据双折射Δn和膜厚来决定，考虑到这点，优选双折射Δn优选为0.03～0.20左右，更优选为0.05～0.15左右。Δn不足0.03，则为了获得充分的延迟，需要增大相位差控制功能层的膜厚，但膜厚过厚，则空气侧界面附近的液晶性高分子可能变得无法维持规定的取向。相位差控制功能层的膜厚优选0.1μm～5μm。如果上述膜厚不足0.1μm，则可能无法发挥充分的相位差控制功能。上述得到的双折射率层4的延迟的大小，优选为1nm以下，更优选为0.1nm以下，理想上优选为零。
对于上述双折射的测定，可根据延迟和膜厚的测定来进行。延迟的测定可使用KOBRA-21系列(王子计测机器)等市售的装置。测定时的测定波长优选为可见光区域(380nm～780nm)，更优选在相对可见度的最大的550nm附近测定。膜厚测定可使用DEKTAK(Sloan)的触针式阶差仪等市售装置。
构成双折射率层4的液晶性单体3，可以是在室温下固定化为液晶状态的物质，详细地说可使用分子结构中具有不饱和双键、液晶状态下可交联的物质(包括聚合性液晶)。特别是作为聚合性液晶可使用分子末端具有不饱和双键的物质。这种可交联的液晶性单体材料的例子可列举出，例如下述[化1]～[化2]所示的化合物(I)、[化11]所示的通式所包含的化合物(II)。本发明可使用的液晶性单体材料可使用[化1]-[化10]所示的化合物(I)中的1种化合物或2种以上的混合物、[化11]所示的通式所包含的化合物(II)中的1种化合物或2种以上的混合物、或组合它们而成的混合物。应说明的是，通式[化11]所包含的液晶性单体的情况下，表示位于芳香环两端的烷基的长链的X优选为4～6(整数)。
[化1]
Figure A20061007745600151
[化2]
[化3]
[化4]
Figure A20061007745600163
[化5]
Figure A20061007745600164
[化6]
Figure A20061007745600165
[化7]
[化8]
[化9]
Figure A20061007745600168
[化10]
Figure A20061007745600171
[化11]
Figure A20061007745600172
(应说明的是，X为4～6的整数。)
在垂直取向膜10(或基材2)上涂布配合上述液晶性单体3、溶剂、和聚酰亚胺等的添加剂5而成的双折射率层组合液，形成涂膜，使该涂膜中所含的液晶单体为垂直取向的状态，一边维持该状态一边使液晶性单体3之间交联，可形成本发明的光学元件中的双折射率层4。应说明的是，双折射率层4也可以使用各种印刷方法、光刻法在垂直取向膜10上印刻图案而形成。另外，不形成垂直取向膜10而仅由双折射率层4形成双折射率功能层时，可直接在基材2上涂布双折射率组合液而形成涂膜。
上述溶剂只要可溶解液晶即可，无特别限定，可使用甲苯等各种有机溶剂。但是，溶剂优选在涂布双折射率层组合液时，可以以均匀的厚度在垂直取向膜10上涂布的溶剂。
双折射率层组合液中的液晶性单体3的配合量，根据涂布方法、膜厚、溶剂的种类而不同，优选在10～50重量％的范围内。双折射率层组合液的添加剂5与液晶性单体3的配合比率，以重量比计为1/7～1/3。
本发明中的添加剂5只要是上述分子形状为棒状、可促进聚合性的液晶性单体的垂直取向的化合物即可，无特别限定。例如添加剂5可使用上述聚酰亚胺、表面活性剂、偶联剂或它们的组合。使用的添加剂5的配合量，根据基材的材质、双折射率层的膜厚、使用的添加剂的取向控制力等而不同，例如作为优选的配合量，可列举以下范围。
作为双折射率层组合液中的添加剂5配合可溶性聚酰亚胺、聚酰胺酸时的配合量，相对于聚合性液晶的总量优选为12.5～25重量％，更优选15～22.5重量％。作为添加剂5的可溶性聚酰亚胺、聚酰胺酸的配合量若小于12.5重量％，则可能难于获得充分均匀垂直取向了的双折射率组合物，若大于25重量％，则透光率可能降低。
作为添加剂5配合偶联剂或表面活性剂时的配合量，相对于聚合性液晶的总量，优选为0.001～5重量％，更优选0.01～1.0重量％，进一步优选0.05～0.5重量％。
作为添加剂5，也可以组合多个可促进上述液晶性单体的垂直取向的化合物来使用。组合时的配合量，根据基材的材质、双折射率层的膜厚、使用的添加剂的取向控制力等不同，因此可适当地决定。例如，组合表面活性剂和硅烷偶联剂作为添加剂5时，根据使用的硅烷偶联剂的取向控制力等而不同，以质量比计优选在偶联剂的固形分的1/100～1/1左右的范围内适当选择。作为添加剂5也可以使用市售的垂直取向膜溶液的稀释液，此时，添加剂5的配合量可直接采用该垂直取向膜溶液的组成比。
应说明的是，双折射率层组合液中，根据需要也可以添加光聚合引发剂、敏化剂。
光聚合引发剂可列举出，偶苯酰(或联苯甲酰)、苯偶姻异丁醚、苯偶姻异丙醚、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、苄基甲基酮缩醇、二甲氨基甲基苯甲酸酯、2-正丁氧基乙基-4-二甲氨基苯甲酸酯、对二甲氨基苯甲酸异戊酯、3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-氯噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
在双折射率层组合液中配合光聚合引发剂时，光聚合引发剂的配合量为0.01～10重量％。应说明的是，光聚合引发剂的配合量优选为尽量无损于液晶分子的取向的程度，考虑到这点，优选为0.1～7重量％，更优选0.5～5重量％。
在双折射率层组合液中配合敏化剂时，敏化剂的配合量可在不大大损害液晶分子的取向的范围内适宜选择，具体可在0.01～1重量％的范围内选择。
光聚合引发剂和敏化剂分别可仅使用1种，也可以并用2种以上。
下面，对本发明的光学元件的制造方法进行更详细的说明。在下面的说明中，使用具有双折射率层功能层的光学元件，所述双折射率功能层由使用表面活性剂而形成的垂直取向膜、和使用含有与垂直取向膜相同成分的表面活性剂作为添加剂的双折射率层组合液而形成的双折射率层而形成。
首先，使用上述材料配制含有表面活性剂的膜组合液，在具有透光性的基材2上用柔性印刷或旋涂等方法涂布该膜组合液，制备垂直取向膜用涂膜，进而使该垂直取向膜用涂膜固化，由此得到在基材上形成垂直取向膜的垂直取向膜形成基材。
然后，在溶剂中溶解作为聚合性液晶的液晶单体和表面活性剂，配制双折射率层组合液，在上述垂直取向膜形成基材上涂布该双折射率层组合液，制备双折射率层用涂膜。
首先，利用口模涂布、棒涂、スライドコ一ト、辊涂等各种印刷方法或旋涂等方法在上述垂直取向膜形成基材上涂布上述双折射率层组合液，干燥涂布有双折射率层组合液的基材，由此形成双折射率层用涂膜。此时，涂布有双折射率层组合液的基材可以在大气压下自然干燥。
应说明的是，垂直取向膜形成基材表面的疏水性或疏油性高时，通过在可使液晶垂直取向的范围内进行UV洗涤、等离子体处理，也可预先提高欲涂布双折射率层组合液的垂直取向膜形成基材面的浸润性。
然后，使双折射率层用涂膜所含的液晶单体垂直取向。
具体而言，加热双折射率层用涂膜，使双折射率层用涂膜的温度在该涂膜中的液晶变为液晶相的温度(液晶相温度)以上、小于该涂膜中的液晶达到各向同性相(液体相)的温度，由此使液晶垂直取向。此时，双折射率层用涂膜的加热方法无特别限定，可以为放置在加热气氛下的方法，也可以为用红外线加热的方法。
应说明的是，使液晶垂直取向的方法并不限于上述方法，例如，根据双折射率层用涂膜所含的液晶单体、该涂膜的状态，减压干燥双折射率层用涂膜，根据该方法，或者根据对双折射率层用涂膜从规定方向负荷电场、磁场的方法也可以实现。
通过减压干燥双折射率层用涂膜使液晶单体垂直取向时，通过成为减压状态可使双折射率层用涂膜处于过冷却状态，保持使双折射率层用涂膜中的液晶单体垂直取向的状态，可进一步将该涂膜冷却至室温。于是，可高效地维持使液晶垂直取向的状态直至使液晶单体交联反应。
下面，使双折射率层用涂膜中垂直取向了的液晶交联反应，使该取向固定化。
该交联反应可通过对双折射率层用涂膜照射液晶单体的感光波长的光来进行。此时，对双折射率层用涂膜照射的光的波长，可以根据该涂膜中所含的液晶单体的种类来适当选择。应说明的是，对双折射率层用涂膜照射的光不限于单色光，也可以是具有包括液晶的感光波长的一定波长区域的光。具体而言，一般可照射紫外线等活性放射线。
在本发明中，在空气气氛下进行上述交联反应是重要的。如上所述，在空气气氛下对液晶单体照射活性放射线等光时，暴露于位于双折射率层用涂膜的表面侧的空气的液晶性单体，被氧阻碍而抑制交联反应。结果，在垂直取向的状态下交联的液晶单体的层的上面，垂直取向且可形成由未交联的液晶性单体构成的表面层。
应说明的是，比起在惰性气氛下进行交联反应，在空气气氛下进行时可简化用于实施进行交联反应的工序的设备，可抑制光学元件的制造成本，考虑到这点也为优选。
液晶的交联反应优选一边加热双折射率层用涂膜至低于液晶由液晶相向各相同性相进行相转变的温度1～10℃的温度，一边进行交联反应。这样的话，在该交联反应时可以减少液晶的垂直取向的紊乱。考虑到这点，进行交联反应的温度更优选低于液晶由液晶相向各相同性相进行相转变的温度3～6℃的温度。
液晶的交联反应也可以按照下述方法来实施，即在空气气氛下一边加热双折射率层用涂膜至液晶相温度，一边对涂膜照射液晶的感光波长的光，使交联反应部分进行(称为部分交联工序)，部分交联工序后，冷却双折射率层用涂膜至液晶变为结晶相的温度(Tc)，在该状态下进一步对双折射率层用涂膜照射感光波长的光，使交联反应进行并结束。应说明的是，上述温度Tc为在使交联反应进行前的双折射率层用涂膜中液晶变为结晶相的温度。
液晶的交联反应也可以按照下述方法来实施，即在空气气氛下一边加热双折射率层用涂膜至液晶相温度，一边对涂膜照射液晶的感光波长的光，使交联反应部分进行(称为部分交联工序)，部分交联工序后，冷却双折射率层用涂膜至液晶变为结晶相的温度(Tc)，在该状态下进一步对双折射率层用涂膜照射感光波长的光，使交联反应进行并结束。应说明的是，上述温度Tc为在使交联反应进行前的双折射率层用涂膜中液晶变为结晶相的温度。
在部分交联工序中，即使冷却双折射率层用涂膜至温度Tc，在维持该涂膜中所含的液晶的垂直取向性的程度下，进行交联反应。因此，部分交联工序中交联反应的进行程度可根据双折射率层用涂膜中的液晶种类、该涂膜的膜厚等来适当选择，但优选部分交联工序中进行交联反应至液晶的交联度大致为5～50。
通过结束上述交联工序，形成基材、垂直取向膜、具备双折射率层的液晶层、和表面层，所述双折射率层包括通过垂直取向、且交联而固定化该取向的液晶性单体。
在上述交联工序之后，烧结光学元件。烧结工序可提高双折射率层的耐热性和附着性，因此是重要的工序。通过烧结使构成在双折射率层的上面形成的表面层的液晶性单体的取向变为非取向，在该状态下可固定化。由此可形成光学上显示各向同性的各向同性层。各向同性层的厚度优选为0.05μm以上～0.5μm以下。不足0.05μm，则无法充分保护双折射率层，在受到物理性损伤时可能会损伤到位于各向同性层下方的双折射率层。另一方面，各向同性层的膜厚超过0.5μm时，需要充分增加交联前的液晶层的膜厚，但是如果液晶层的膜厚过厚，则构成之后形成的双折射率层的液晶单体可能难于均一取向，因此考虑到与双折射率层的取向的关系，各向同性层的厚度优选为0.5μm以下。通过调整前述交联工序中的光的照射量，可调整上述各向同性层的厚度。考虑到在优选范围内形成上述各向同性层的厚度，优选交联工序中的光的照射量为150～300mJ/cm2。另一方面，通过烧结，在各向同性层的上面用作添加剂的表面活性剂渗出，凝集，形成添加剂层。
将通过结束交联工序而得到的上述光学元件设置在加温至一定温度的烘箱中，进行加热，由此可进行上述烧结工序。例如，可在空气气氛下且大气压下，可使用アズウン“热风循环烘箱KLO-60M”进行上述烧结工序。烧结温度和烧结时间可根据光学元件的厚度、特别是双折射率层的厚度、所使用的液晶性单体的种类等进行适当的决定，优选0.5小时以上～2.5小时以下，200℃以上～250℃以下。烧结工序中的烧结时间如果超过2.5小时，则光学元件中可能发生黄变等，该光学元件的透射率下降，如果不足0.5小时，则由于附着性、耐热性、固化度降低，可能无法获得充分的耐久性。
烧结后，除去由上述表面活性剂构成的添加剂层。添加剂层的除去方法只要是可除去添加剂层的方法即可，无特别限定。例如有使用研磨装置的研磨方法、使用旋涂机利用溶剂处理除去的方法、或者使用等离子体蚀刻装置除去的方法等。添加剂层的厚度可根据交联工序中光的照射量、添加剂的种类、添加量等决定，因此事先设计制造光学元件时，也可提前了解形成的添加剂层的厚度，由此来决定除去的厚度。
在上述的本发明的光学元件中，具有液晶性单体在垂直取向的状态下被固定化而成的双折射率层，并且除去了在光学元件的该双折射率层侧的上面形成的添加剂层，因此，可发挥优良的相位差控制功能，确实地将浊度控制在0.1以下。因此，该光学元件提高了厚度方向的透明度，在光学元件的厚度方向上，抑制了折射率的不连续部分的产生，可抑制在厚度方向上通过光学元件的光的散射。
本发明的光学元件，在光学元件的该双折射率层侧的上面形成有液晶性单体3在非取向的状态下构成的各向同性层，因此可防止双折射率层的物理性损伤。
在本发明的光学元件1中，双折射率层4具有一边保持使液晶性单体3垂直取向的状态一边交联聚合化的结构，因此以该双折射率层4的厚度方向为z轴、假定xyz正交坐标时，x轴方向的折射率nx和y轴方向的折射率ny为大致相等的值，z轴方向的折射率nz可变得大于折射率nx、ny。因此，光学元件1可使双折射率层4为具有折射率nz＞nx＝ny那样的双折射率特性的层，即可形成在其厚度方向(z轴方向)具有光轴的同时具有单轴性的双折射率特性的层，可起到所谓“+C片”的作用，可使其作为具有可对光的延迟进行光学补偿的相位差控制功能的构件起作用。
本发明的光学元件由于在垂直取向状态下固定液晶，因此，可用作例如控制相位差的元件、光学补偿元件等用于控制光的偏振状态的元件，与可抑制上述光散射的功能一起，可制成具有更加精密地控制相位差功能的元件。于是，利用该光学元件，可制造可更加精密地降低光泄漏的液晶显示装置，可制造视角进一步扩大了的、对比度进一步提高了的、抑制了液晶显示画面的色斑的液晶显示装置。
该光学元件1由于双折射率层4具有交联结构，因此双折射特性难于受到热的影响。
在基板2上涂布膜组合液，制备垂直取向膜10，在该膜上涂布双折射率层组合液，使液晶取向，使液晶交联，通过这样比较简单的工序可形成双折射率层4，因此易于控制该光学元件1的生产成本。
在光学元件1中，使构成双折射率层的可聚合的液晶性单体3取向后，为了使该取向交联，在空气气氛下放射活性放射线，由此在引起交联反应的同时在双折射率层的表面形成表面层，在然后进行的焙烧工序中提高双折射率层的耐热性和附着性，同时可形成各向同性层。即，在形成双折射率层的上述工序中，可同时形成各向同性层，因此不需要多余的工序，可容易且不会增加成本地形成本发明的各向同性层。
该光学元件1具有使用双折射率层组合液而形成的双折射率层4，所述双折射率层组合液含有促进液晶性单体3的垂直取向的添加剂5。由此，光学元件1可以使双折射率层4从位于离开基材2或垂直取向膜10的位置的液晶性单体3的垂直取向的程度，变为接近位于接近基材2或垂直取向膜10的位置的液晶性单体3的垂直取向的程度的状态，在双折射率层4的厚度方向上可形成更均一地使液晶垂直取向的状态。
利用该光学元件1，可一体地层压形成构成液晶面板的构件，不需要另外设置相位差控制构件就可设计光学仪器。
本发明的光学元件也可在第1方式的光学元件的外面和基板表面之中至少任意一个面上层压具有变化光的状态的功能且与双折射率层不同的功能性层(下面称为“第2方式”)。
对于第2方式的光学元件，以下述情况为例进行说明，即在第1方式的光学元件的外面形成与双折射率层的双折射率特性不同的层作为功能层。例如如图5所示，可形成第2方式的光学元件以使功能层2c位于基板2和垂直取向膜10之间。
上述第2方式的光学元件中的功能层2c也可以是具有与第1方式中的双折射率层的双折射率特性(+C片)不同的双折射率特性的层(下面称为“异双折射率层”)。
具体地说，异双折射率层也可是具有上述折射率为nz＝nx＜ny或nz＝ny＜nx那样的双折射率特性的层，也就是作为所谓的“+A片”起作用的层，还可以是具有上述折射率为nz＜nx＝ny那样的双折射率特性的层，也就是作为所谓的“-C片”起作用的层。
应说明的是，利用可以使液晶水平取向的树脂材料等，在基材面上、双折射率层上形成水平取向膜形成用涂膜，对水平取向膜形成用涂膜的表面实施摩擦处理、光取向处理，由此得到水平取向膜，在水平取向膜上涂布在溶剂中溶解了液晶的溶液，以均匀取向的状态固定，由此可得到作为上述所谓的“+A片”起作用的层。
在基材面上、双折射率层上涂布在溶剂中溶解了液晶和手性剂而得到的溶液，进行固定，由此可形成作为上述所谓的“-C片”起作用的层。
为了使液晶分子螺旋状取向添加手性剂，但如果液晶分子采用近紫外线区域的螺旋间距，则由于选择反射现象产生特定颜色的反射色，因此手性剂的配合量优选为可得到选择反射现象在紫外区域的螺旋间距的量。
第2方式的光学元件，由于层压不同双折射率特性的层，因此在制造具备光学元件的液晶显示装置的情况下，识别通过液晶显示装置的通过光时，可更高效地抑制通过光的延迟大小随通过光的观察者的位置的变化。
本发明的光学元件，在第1方式或第2方式的光学元件中，也可以形成着色层(下面称为“第3方式”)。
作为第3方式的光学元件，以在基材的基板上形成着色层作为功能性层的情况为例进行说明(图6(a))。
图6(a)为显示第3方式的光学元件的实施例中的剖面结构的概略图。
光学元件1b中，作为基材，具有基板2a，在其一面上形成有着色层11。着色层11包括透过规定波长区域的可见光的着色像素部12、和遮光部13(有时称为黑底或BM)。
以规定的图案配置着色像素(分别称作红色着色像素12R、绿色着色像素12G、和蓝色着色像素12B)而形成着色像素部12，所述着色像素使红色、绿色、蓝色等各色波长带域的光透过。作为构成着色像素部12的红色着色像素12R、绿色着色像素12G、和蓝色着色像素12B的配置方式，可选择带型、镶嵌型、三角型等各种配置图案。
也可以使用使各色的补色的波长带域的光透过的着色像素来代替这些着色像素(12R、12G、12B)。
每个各色的着色像素(12R、12G、12B)都可利用例如光刻法将在溶剂中分散了着色像素的着色材料而成的着色材料分散液的涂膜图案化为规定形状，由此可形成着色像素部12。
应说明的是，除了光刻法，也可以将每个各色着色像素(12R、12G、12B)的着色材料分散液涂布为规定形状来形成着色像素部12。
遮光部13在防止着色像素(12R、12G、12B)之间重叠的同时，添埋着色像素间的间隙，抑制来自临近的着色像素间的光泄漏(漏光)，另外将光学元件用作有源矩阵驱动方式的液晶显示装置用构件时，将抑制有源元件的光劣化等。
因此，可以形成遮光部13，以使与基板2a面上配置的着色像素的位置相对应的区域，每隔各个着色像素(12R、12G、12B)在俯视上进行划分。然后，分别配置各色的着色像素(12R、12G、12B)，以使根据被遮光部13划分的基板2面上的区域的形成位置，在俯视上分别包覆其区域。
将例如金属铬薄膜、钨薄膜等具有遮光性或光吸收性的金属薄膜在基板面上图案化为规定形状，由此可形成遮光部13。另外，也可以通过将黑色树脂等有机材料印刷为规定形状来形成遮光部。
着色层11如上所述，并不限于具备多种颜色的着色像素的情况，也可以具备单色的着色像素而构成。此时，着色层11也可以不具备遮光部13。
应说明的是，在第3方式的光学元件中，以构成着色层11的着色像素部12、遮光部13全都设置在基板上的情况为例进行了说明，但并不限于此，如图6(b)所示，也可以在基板上仅形成着色层中的遮光部13作为基材，在之上层压垂直取向膜10、和双折射率层4，在其上配置着色像素部12，形成光学元件。在该情况下，配置着色像素12之前，需要除去双折射率层4的表面的添加剂层。
利用图6(a)所示的第3方式的光学元件，双折射率层4可包覆基材2a上的着色层11。由此，双折射率层4的耐热性较高，因此也可提高被垂直取向膜10、双折射率层4包覆的着色像素部12的耐热性。
应说明的是，光学元件具备着色层时，除了上述情况，如图6(c)所示，也可以在双折射率层4之上层压着色层11。在所述情况下，形成着色层11之前，需要除去双折射率层4表面的添加剂层。
下面，对于使用第1或第2方式的光学元件的液晶显示装置用构件(有时称为第1方式的液晶显示装置用构件)，进行详细的说明。
图7(a)(b)为显示本发明的液晶显示装置用构件的实施例的概略图。
应说明的是，作为液晶显示装置用构件的实施例，将对于在一个层压结构体上形成有第1方式的光学元件的情况进行说明。
如图7(a)所示，液晶显示装置用构件50a具备2个具有透光性的层压结构体14(14a、14b)，在层压结构体14a、14b之间形成有液晶层17。
未形成光学元件的层压结构体14a具备基板16和在基板16上形成的取向膜15，形成有光学元件1a的层压结构体14b具备形成光学元件1a的各层(2、10、4)、和取向膜15，另外配置层压结构体14，以使两个层压结构体14a、14b的取向膜15、15相对。
在层压结构体14a、14b之间封入液晶，形成液晶层17。可适当选择封入的液晶。
如下所示地形成液晶层17。即，使用间隔物18(例如球状间隔物或柱状间隔物)固定互相稍有间隔且相向配置的层压结构体14a、14b二者的间距(盒间隙)，同时使用密封材料(热固化性树脂)在层压结构体14a、14b之间形成划分出的空间部。通过将液晶材料填充至该空间部，进行液晶的封入，形成液晶层17。
取向膜15为使层压结构体14之间形成的液晶层17中的液晶水平取向的水平取向膜、或为使上述液晶垂直取向的垂直取向膜。作为取向膜可适当选择使用水平取向膜和垂直取向膜中的任一种。
由于第1方式的液晶显示装置用构件50a设有具备双折射率层4的光学元件1a，因此可在低成本下制得具有较高耐热性的液晶显示装置，同时不需要为了进行光学补偿而另外安装相位差控制膜材料，可使液晶显示装置用构件变薄，而且也无需在安装相位差控制膜材料时所需要涂布的粘结材料，因此可进一步提高显示特性，易于廉价地提供可用于各种用途的透射型液晶显示装置。
应说明的是，液晶显示装置用形成构件，除了上述实施例，也可以以在相向的任一层压结构体上形成光学元件的方式构成。
该液晶显示装置用构件也可以如图7(b)所示的液晶显示装置用构件50a那样，以使双折射率层4位于基板2和液晶层17之间的方式形成光学元件1a。由此，可使双折射率层4不露出至液晶显示装置用构件的外面，可抑制在使用其的过程中双折射率层4被外部作用力损伤的可能性。
下面，对使用第3方式的光学元件的液晶显示装置用构件(称为第2方式的液晶显示装置用构件)进行说明。
图8为显示本发明的第2方式的液晶显示装置用构件50b的实施例的概略图。应说明的是，在该液晶显示装置用形成构件中，以在层压结构体一方上形成第3方式的光学元件的情况为例。
第2方式的液晶显示装置用构件50b，与第1方式的液晶显示装置用构件一样，具备2个具有透光性的层压结构体14a、14c，在这些层压结构体14a、14c之间形成有液晶层17，在基板16上形成取向膜15而构成未形成光学元件1b的层压结构体14a。
在该液晶显示装置用形成构件50b中，形成有光学元件1b的层压结构体14c配设取向膜15，以使双折射率层4位于其与基板2a之间，配置层压结构体14a、14c，以使取向膜15、15互相相对。
层压结构体14c中形成第3方式的光学元件1b的同时，在光学元件1b和取向膜15之间设有具有平坦化层压形成取向膜15的面的功能的保护层。由于本发明中如上述那样地在双折射率层4的上面设有各相同性层，因此该各相同性层可起到保护该双折射率层的功能，但通过在各相同性层的上面进一步设置上述保护层，可进一步提高双折射率层4的耐化学药品性、耐热性、耐ITO(氧化铟锡)性等而进行保护。
作为保护层21，可利用丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺等各种光固性树脂或热固性树脂，或者双液固化型树脂来形成。保护层可以根据其材料的不同利用旋涂、印刷、光刻等方法来形成。保护层21的膜厚为0.3～5.0μm，优选为0.5～3.0μm。
具有这种结构的液晶显示装置用形成构件，例如可用于反射型液晶显示装置中的彩色显示用液晶面板。
下面，对于使用第1方式的液晶显示装置用构件的液晶显示装置100a(第1方式的液晶显示装置)进行说明。应说明的是，实施例中，将特别以液晶显示装置为水平取向模式(In-Plain Switching模式、IPS模式)方式的情况为例进行说明。
如图9(a)所示，在液晶显示装置用构件50a的两外面装备偏振片31、31的同时，设有平坦电极部25、和光照射部30，其中所述平坦电极部25是介于构成液晶显示装置用构件50a的层压结构体14a的基板16与取向膜15之间而形成的。
偏振片31、31贴附在液晶显示装置用构件50a的两外表面上，但两偏振片31、31也可以以相互成为正交尼科耳棱镜的关系的方式来配置，也可以以相互成为平行尼科耳棱镜的关系的方式来配置。
平坦电极部25包括液晶驱动电极部26、和与液晶驱动电极部26在电上相对应、相对的共用电极部27，液晶驱动电极部26和共用电极部27二者均在同一基板16与液晶层17之间配设。平坦电极部25负荷电压使液晶层17的液晶分子的取向发生变化。
液晶驱动电极部26具备以矩阵状配置的多个液晶驱动电极26a，具备平坦化表面的平坦化膜26b。
以矩阵状配置的多个液晶驱动电极26a，每个配置各个液晶驱动电极的区域构成1个像素。液晶驱动电极26a，在俯视上纵切对应的像素的大致中央部。利用氧化铟锡(ITO)等的透明电极材料形成液晶驱动电极26a。
共用电极部27具备在与液晶驱动电极26a之间可形成电场的共用电极27a的同时，形成包覆共用电极以使不与液晶驱动电极26a物理性接触的保护层27b，共用电极27a在相应的像素列的两侧分开配置，以使与由矩阵状整齐排列的各液晶驱动电极26a形成的各列2个2个地对应。
例如可以通过钽(Ta)、钛(Ti)等金属来形成共用电极27a。
在该液晶显示装置100a中，每个像素对液晶层负荷电压，每个像素控制来自光照射部30的光中通过偏振片的光的透过量。液晶显示装置的这种每个像素通过偏振片发出至外部的光，作为整体形成图像。
第1方式的液晶显示装置100a，在液晶显示装置用构件50a中，具有双折射率层4，因此可用作耐热性较高、暴露于比较高温环境的车载用液晶显示装置，其中所述双折射率层4具有提高了垂直取向均一性的交联结构。另外由于易于抑制第1双折射率层25的生产成本，也可以廉价地提供液晶显示装置。在以往的液晶显示装置中，为了补正视角的狭窄，另外使用粘合剂等粘合补正相位差的膜材料(相位差控制膜)，但是在该液晶显示装置中，无需设置这种膜材料，不需要用于设置粘合剂的厚度，不但可以使装置的厚度变薄，而且也可以降低粘合剂引起的光漫反射、吸收等的可能性。
下面对使用第2方式的液晶显示装置用构件的液晶显示装置100b(第2方式的液晶显示装置)进行说明。在实施例中，将特别以液晶显示装置为有源阵列方式的情况为例进行说明(图9(b))。
该液晶显示装置100b，在液晶显示装置用构件50b的两侧面装备偏振片31、31的同时，电极部29介于构成液晶显示装置用构件50b的层压结构体的基板16、2a之间，具备光照射部30。
电极部26包括逐像素设置的像素电极部26、和与各像素电极部26共同在电上相对应、相对的共用电极部28，以使液晶层17介于像素电极部26和共用电极部28二者之间的方式配设。
像素电极部26以矩阵状配置像素电极26a，以使在膜厚方向上与各着色像素12R、12G、12B一个一个地相对应，像素电极部26具有下述部分而形成：逐像素电极设置的开关回路部(未图示)、与开关回路部电连接的信号线26c及扫描线(未图示)、电分离信号线26c及扫描线的层间绝缘膜(未图示)、电分离信号线26c和像素电极的保护膜26d、和包覆保护膜26d和像素电极26a并平坦化表面的平坦化膜26b。
在电极部29中，在相邻的像素电极之间以格子状相互交叉的方式配置扫描线和信号线26c，沿着扫描线、信号线26c的纵向，分别被层间绝缘膜、保护膜26d包覆。
应说明的是，扫描线、信号线由例如钽(Ta)、钛(Ti)等金属形成，层间绝缘膜由例如硅氧化物等电绝缘性物质形成。保护膜由硅氮化物等形成。
以矩阵状配置的多个像素电极，每个配置各个像素电极的区域构成一个像素。
像素电极由氧化铟锡(ITO)等透明电极材料形成。
开关回路部是与像素电极相对应而配置的，其与像素电极、扫描线和信号线电连接。开关回路部接受扫描线供给的电信号，控制信号线与像素电极的通电状态。开关回路部可具体列举出薄膜晶体管等3端子型元件、MIM(Metal Insulator Metal金属/绝缘体/金属)二极管等2端子型元件等有源元件。
共用电极28由氧化铟锡(ITO)等透明电极材料形为成膜状。
第2方式的液晶显示装置100b，与第1方式的液晶显示装置100a一样，不但无需另外设置相位差控制膜材料，可实现装置的薄型化，而且不需要在粘合膜材料时使用的粘合剂，也可以降低粘合材料引起的光漫反射、吸收等的可能性。
实施例
下面示出实施例和比较例更加详细地说明本发明。
(玻璃基材的前处理)
实施适当的洗涤处理，作为经洗涤的基材，准备低膨胀率的无碱玻璃板(コ一ニング公司制1737玻璃，100mm×100mm，厚0.7mm)。
(垂直取向膜溶液的配制)
将聚酰胺酸等作为促进聚合性液晶单体的垂直取向的成分，作为含有聚酰胺酸等的垂直取向膜溶液使用JALS-2021-R2(JSR公司制)，用γ-丁内酯稀释至50％。
(双折射率层组合液的配制)
如下配制用于形成双折射率层的双折射率层组合液。混合20重量份[化11]所示的化合物(其中X的值为6)作为显示向列液晶层的可聚合的液晶性单体分子、光聚合引发剂(チバガイギ一公司制，“イルガキュア907”)0.8重量份、作为溶剂的氯苯59.2重量份、和用二甘醇二甲醚将上述垂直取向膜形成用溶液JALS-2021-R2稀释至12.5％的溶液20重量份，配制双折射率层组合液。
(着色抗蚀剂的配制)
在黑底和红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)着色像素的着色材料中使用颜料分散型光刻胶。颜料分散型光刻胶使用颜料作为着色材料，在分散液组合物(含有颜料、分散剂和溶剂)中加入微珠，用分散剂分散3小时，之后混合除去微珠后的分散液和清光刻胶组合物(含有聚合物、单体、添加剂、引发剂和溶剂)。其组成如下。应说明的是，分散机使用颜料振动机(浅田铁工公司制)。
各光刻胶的组成如下。
(黑底用光刻胶)
黑颜料    14.0重量份
(大日精化工业(株)制TMブラツク#9550)
分散剂    1.2重量份
(ビツクケミ一(株)制Disperbyk 111)
聚合物    2.8重量份
(昭和高分子(株)制VR60)
单体      3.5重量份
(サ一トマ一(株)制SR399)
添加剂    0.7重量份
(综研化学(株)制L-20)
引发剂    1.6重量份
(2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1)
引发剂    0.3重量份
(4，4’-二乙氨基二苯甲酮)
引发剂    0.1重量份
(2，4-二乙基噻吨酮)
溶剂      75.8重量份
(乙二醇单丁醚)
(红色(R)着色像素用光刻胶)
红颜料    4.8重量份
(C.I.PR254(チバスペシヤリテイケミカルズ公司制クロモフタ一ルDPP Red BP))
黄颜料    1.2重量份
(C.I.PY139(BASF公司制パリオト一ルイエロ一D 1819))
分散剂    3.0重量份
(ゼネカ(株)制ソルスパ一ス24000)
单体      4.0重量份
(サ一トマ一(株)制SR399)
聚合物1   5.0重量份
引发剂    1.4重量份
(チバガイギ一公司制イルガキュア907)
引发剂    0.6重量份
(2，2’-双(邻氯苯基)-4，5，4’，5’-四苯基-1，2’-双咪唑)
溶剂      80.0重量份
(丙二醇单甲醚乙酸酯)
(绿色(G)着色像素用光刻胶)
绿颜料    3.7重量份
(C.I.PG7(大日精化制セイカフアストグリ一ン5316P))
黄颜料    2.3重量份
(C.I.PY139(BASF公司制パリオト一ルイエロ一D1819))
分散剂    3.0重量份
(ゼネカ(株)制ソルスパ一ス24000)
单体      4.0重量份
(サ一トマ一(株)制SR399)
聚合物1   5.0重量份
引发剂    1.4重量份
(チバガイギ一公司制イルガキュア907)
引发剂    0.6重量份
(2，2’-双(邻氯苯基)-4，5，4’，5’-四苯基-1，2’-双咪唑)
溶剂      80.0重量份
(丙二醇单甲醚乙酸酯)
(蓝色(B)着色像素用光刻胶)
蓝颜料    4.6重量份
(C.I.PB15：6(BASF公司制ヘリオゲンブル一L 6700F))
紫颜料    1.4重量份
(C.I.PV23(クラリアント公司制フオスタパ一ムRL-NF))
颜料衍生物0.6重量份
(ゼネカ(株)制ソルスパ一ス12000)
分散剂    2.4重量份
(ゼネカ(株)制ソルスパ一ス24000)
单体      4.0重量份
(サ一トマ一(株)制SR399)
聚合物1   5.0重量份
引发剂    1.4重量份
(チバガイギ一公司制イルガキュア907)
引发剂    0.6重量份
(2，2’-双(邻氯苯基)-4，5，4’，5’-四苯基-1，2’-双咪唑)
溶剂      80.0重量份
(丙二醇单甲醚乙酸酯)
应说明的是，本说明书中记载的聚合物1是对于甲基丙烯酸苄酯∶苯乙烯∶丙烯酸∶甲基丙烯酸2-羟乙酯＝15.6∶37.0∶30.5∶16.9(摩尔比)的共聚物100摩尔％，加成16.9摩尔％的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯而成的，重均分子量为42500。
(实施例1)
使用上述垂直取向膜溶液，在玻璃基材上面利用柔性印刷方法进行图案化，成膜为厚度600埃的膜，180℃下烧结1小时，在玻璃基材上形成垂直取向膜。然后，在旋涂器(MIKASA公司制，“商品名1H-360S”)上设置形成上述垂直取向膜的基板，在上述取向膜上面旋涂预先配制的上述双折射率层组合液，以使干燥后的膜厚达到1.5μm左右。应说明的是，在本实施例中，作为涂布液晶溶液的方法采用的是旋涂法，但液晶溶液的涂布方法并不限于此，例如可适当选择口模涂布、缝涂、和组合它们的方法。在以下记载的实施例中也相同。然后，在热板上、100℃下加热涂布有液晶溶液的基板3分钟，在除去残存溶剂的同时将液晶溶液中含有的液晶性单体在垂直方向上取向处理，目视确认由液晶溶液形成的膜由白色变为透明的液晶转变点，由此确认液晶分子的取向。
接着在空气气氛下，利用具有超高压水银灯的紫外线照射装置(ハリソン東芝ライテイング公司制，“商品名TOSCURE 751”)对玻璃基材上取向的液晶层照射20mW/cm2的紫外线10秒，使构成液晶层的液晶性单体分子3维交联，形成具备双折射率层的基材1。
之后，为了提高上述基材1中的双折射率层的耐热性和附着性，230℃下实施1小时的烧结处理。烧结后，使用触针式阶差仪(Sloan公司制，产品名“DEKTAK”)，测定液晶层的膜厚(除去实施例1的玻璃基材和垂直取向膜的厚度)，结果约为1.5μm。
通过在基材1的表面(与玻璃基材相对的面)上旋涂(2000rpm×20秒)γ-丁内酯(特级)，实施溶剂处理，除去表层约1500埃，制造作为本发明的光学元件的实施例1.即，实施例1的液晶层的膜厚(除去实施例1的玻璃基材和垂直取向膜的厚度)形成为1.35μm。
(实施例2)
利用与实施例1相同的方法形成基材2，使用研磨装置将基材2的表面(与玻璃基材相对侧的面)研磨1000埃，除此以外，与实施例1的方法同样地制造实施例2。
(比较例1)
利用与实施例1相同的方法，形成在玻璃基材上面具备垂直取向膜和双折射率层的基材3，将其作为比较例1。利用与实施例1相同的方法测定比较例1的光学元件中的液晶层(除去基材和垂直取向膜的部分)的厚度，结果约为1.5μm。
(评价1)
对于上述得到的实施例1、实施例2和比较例1的光学元件进行浊度测定。浊度的测定是将各光学元件设置在浊度测量仪上，根据JIS K7136进行测定的。应说明的是，浊度测量仪使用的是日本电色工业公司制“NDH-2000”。
结果，实施例1和实施例2的光学元件的浊度低于0.1，为0.08，表现为较低的值。相反，比较例1大大高于0.1，为1.0，表现为非常高的值。
(评价2)
对于实施例1和实施例2的光学元件，利用以下评价方法确认与基材相反侧表面上形成的液晶层的结构。评价方法采用测定蚀刻与基材相反侧的表面而得到的光学元件的膜厚方向的相位差(由膜法线方向倾斜45°的方向)和浊度分布的方法。另外，分析了蚀刻区域中的杂质的混在状态。通过在偏振片正交尼科耳棱镜下旋转，确认了偏振状态。应说明的是，上述蚀刻使用アネルバ公司制DEA-506T装置，在下述条件下进行，蚀刻气体使用氧，蚀刻气体流量为60sccm，蚀刻气体压力为30mTorr，外加电功率500W。在杂质混在分析试验中，使用アルバツクフアイ公司制TOF-SIMS进行分析。
结果是实施例1和实施例2均直到距离光学元件表面约1200埃处，没有相位差、浊度的变化。考察该区域的杂质混在状态，结果是没有检测到杂质。由该结果可确认，直到距离表面约1200埃处，被认为是杂质的添加剂层被完全除去，且存在以各向同性状态固定化的液晶层、即不影响相位差和浊度的各向同性层。然后，在偏振片正交尼科耳棱镜下旋转仅蚀刻距上述膜表面1200埃的厚度之后的实施例1和实施例2，确认无光泄漏。
接着，利用与上述同样的蚀刻方法，从各实施例的表面进一步蚀刻厚于1200埃的部分，结果距离膜表面1200埃以后，相位差慢慢减少，另一方面未见浊度的变化。由该结果可确认，距离实施例1和2的膜表面约1200埃以后，存在垂直取向的液晶层、即双折射率层。
另一方面，与上述同样地评价了比较例1，结果确认直到距离表面约1300埃，浊度非常高，混有杂质。由此，可确认直到距离表面约1300埃处存在与液晶层不同的层、即添加剂层。从1300埃处进一步蚀刻，结果位于距表面约1300埃～2700埃附近的层，没有相位差、浊度的变化。考察该区域的杂质混在状态，结果几乎未检测到杂质。由该结果可确认，从表面开始测定，约1300埃～约2700埃，几乎不存在被认为是杂质的添加剂层，且存在以各向同性状态固定化的液晶层、即不影响相位差和浊度的各向同性层。从距表面约2700埃处进一步蚀刻，结果相位差慢慢减少，另一方面未见浊度的变化。由该结果可确认，距离比较例1的膜表面约2700埃以后，存在垂直取向的液晶层、即双折射率层。
由该结果可确认，在比较例1中，在上述添加剂层的下方存在各向同性层，在该各向同性层的下方存在双折射率层。
由以上结果可确认，在双折射率层上方存在添加剂层的比较例1的光学元件中，显示较高的浊度值，但在除去了该添加剂层的实施例1和实施例2中，可获得0.1以下这一非常低的值的浊度。
(实施例3)
作为使用本发明的光学元件的液晶显示装置，制造图9(b)所示的液晶显示装置，作为实施例3。
为了制造实施例3，除了通过前处理在洗涤了的玻璃基材和垂直取向膜之间形成着色层之外，与实施例1同样地形成了本发明的光学元件。
为了形成上述着色层，首先在玻璃基材上面用旋涂法将上述配制的BM用光刻胶涂布为1.2μm厚，80℃、3分钟的条件下预焙烤，使用形成为规定图案的掩模，进行曝光(100mJ/cm2)，接着使用0.05％KOH水溶液进行50秒喷雾显影，之后230℃、30分钟后焙烤，制备BM基板。
然后，在上述BM基板上用旋涂法涂布红色(R)的颜料分散型光刻胶，90℃、3分钟的条件下预焙烤，使用规定的着色图案用光掩模，进行对准曝光(100mJ/cm2)。接着使用0.1％KOH水溶液进行50秒喷雾显影，之后230℃下后焙烤30分钟，对于BM图案在规定的位置上形成膜厚1.2μm的红色(R)着色像素图案。
接着，以与上述红色(R)着色像素图案的形成方法同样的方法和条件，形成膜厚1.2μm的绿色(G)着色像素图案。
再以与上述红色(R)着色像素图案的形成方法同样的方法和条件，形成膜厚1.2μm的蓝色(B)着色像素图案。
如上所述，在基板上形成由BM、红色着色像素、绿色着色像素、和蓝色着色像素构成的着色层。
然后，在上述着色层的上面，用与实施例1同样的方法形成具备垂直取向膜和双折射率层的基材4。
之后，用与实施例1同样的方法进行基材4的烧结处理，测定烧结后的液晶层(上述基材4中，除去玻璃基材、着色层和垂直取向膜的部分)的膜厚，结果约为1.5μm。
用与上述基材1同样的方法，除去基材4的表面(与玻璃基材相对的面)的表层约1500埃，制造光学元件。
然后，使用丙烯酸系树脂利用旋涂法在除去了上述基材4的表层的光学元件中的双折射率层的上面，形成膜厚1.0μm的保护层，再在其上面通过氧化铟锡(ITO)形成膜状共用电极部。另一方面，在与基材4中使用的玻璃基板同样的玻璃基板上，在规定的多个位置上形成膜晶体管(TFT)，以各TFT与漏极相连的方式利用氧化铟锡(ITO)形成透明像素电极，制备相对电极基板。
为了分别覆盖上述透明共用电极面和透明像素电极面，涂布聚酰亚胺树脂涂料，干燥，设置取向膜(厚0.07μm)，实施取向处理。然后，使两基板相对，以使这些取向膜相向，用密封构件密封两基板之间，在密封的空间中注入液晶(メルクジヤパン公司制MLC-6846-000)，密封注入口，制备液晶显示装置，作为实施例3。
(比较例2)
代替除去了实施例3中形成的具有着色层的基材4的表层的光学元件，使用不除去双折射率层的上面(即，在双折射率层上面存在添加剂层)的基材5，除此之外，与实施例3同样地制备液晶显示装置，制造比较例2。
(评价3)对于实施例3和比较例2的液晶显示装置，如下所示地测定了对比度性能。
对比度的性能的测定如下进行，即在上述制造装置中形成通过液晶层的光可容易地通过偏振片的状态(明状态)、和无法容易地通过的状态(暗状态)，分别对于明状态、暗状态，测定通过液晶层和偏振片射出至外部的光的辉度。用明状态下的辉度除以暗状态下的辉度，将得到的数值作为表示对比度性能的指数。
结果，实施例3的对比度性能为750，显示了作为液晶显示装置足够高的值。而比较例2的性能为450，与实施例3相比为显著低的值。

Claims (9)

1.一种光学元件，其具有：具有透光性的基材、至少具备双折射率层的双折射率功能层，其特征在于，上述双折射率层具有在使末端具有聚合性基团的液晶性单体垂直取向的状态下固定化而成的结构，在上述双折射率层内含有促进上述液晶性单体垂直取向的添加剂，且在上述双折射率层上面形成由上述液晶性单体构成的各向同性层，同时在上述各向同性层的上面不存在由添加剂构成的添加剂层。
2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，上述双折射率功能层包括在上述基材上面形成的垂直取向膜、和在上述垂直取向膜上面形成的上述双折射率层。
3.如权利要求2所述的光学元件，其特征在于，作为上述添加剂，可使用促进上述垂直取向膜所含的液晶性单体的垂直取向的一种成分或两种以上的成分。
4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，构成双折射率层的液晶性单体均显示大致均匀的倾角而取向。
5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，在上述基材和双折射率功能层之间、或双折射率功能层的上面，形成有着色层。
6.一种液晶显示装置用构件，其具有：具备具有透光性的层的2个层压结构体、和在上述2个层压结构体之间封入了液晶的液晶层，其特征在于，在至少1个层压结构体中，形成有权利要求1所述的光学元件。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置用构件，其特征在于，光学元件中的双折射率层以位于上述液晶显示装置构件中的液晶层侧的方式形成。
8.一种液晶显示装置，其为多层结构的液晶显示装置，其夹持液晶在两侧具备偏振片的同时，具备包括负荷电压使液晶层的取向变化的电极部的层，其特征在于，使用权利要求6所述的液晶显示装置用构件。
9.一种液晶显示装置，其为多层结构的液晶显示装置，其夹持液晶在两侧具备偏振片的同时，具备包括负荷电压使液晶层的取向变化的电极部的层，其特征在于，使用权利要求7所述的液晶显示装置用构件。
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