JP5263467B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、複屈折率層の形成された液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（LCD）は、薄型化や軽量化容易である点や、消費電力を低減できる点、フリッカーを生じにくい点などといった利点があることから、テレビや医療機器など様々な分野に用いられているが、その一方で、使用者が液晶表示画面を見る角度によっては光漏れや階調反転現象を生じ、視野角が狭いという問題に加え、液晶表示画面に色むらが発生したりコントラストが低下するなどの問題を抱えていた。

これらの問題を解決するべく、液晶セルからの出射光や液晶セルへの入射光の状態を制御する光学素子を設けた液晶表示装置が提案されている。
その場合、光学素子としては、トリアセチルセルロース（TAC）フィルムを１軸延伸や２軸延伸処理したフィルム材の他、液晶分子を特定方向に配向させて固定した層を用いた光学素子が提案されている。

特許文献１には、フィルム面の法線方向に分子鎖を配向させた固有屈折率値が正のネマチック液晶ポリマーからなる視角補償フィルムが提案されている。特許文献１には、この視角補償フィルムは、ガラス基板などの表面にアルキルシリコーン系やフルオロアルキルシリコーン系の表面処理剤で垂直配向膜を形成し、これでセルを作製して、そのセルに液晶分子を封入して液晶分子を光重合させて得られるものであることが開示されている。

特許文献２には、基板上に形成した垂直配向膜上に重合性液晶化合物を塗工することにより液晶化合物をホメオトロピック配向させた液晶層を製造する方法が提案されている。この方法では、垂直配向膜の形成剤として長鎖アルキル型デンドリマー誘導体が用いられている。また、特許文献２には、この方法によれば、ホメオトロピック配向させた液晶層を備えたフィルム材が得られ、このフィルム材は位相差フィルムなどの光学フィルムとして使用可能であることが開示されている。

特許文献３には、垂直配向膜の設けられていない基板上に、液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマーを塗工し、さらに当該液晶ポリマーを液晶状態においてホメオトロピック配向させた後、その配向状態を維持した状態で固定化してホメオトロピック配向液晶フィルムを製造する方法が提案されている。

特許文献４には、垂直配向膜の設けられていない基板に、基板側からバインダー層、次いでアンカーコート層を形成し、アンカーコート層に、側鎖型液晶ポリマーを塗工してホメオトロピック配向させた後、ホメオトロピック配向させた状態を維持したまま固定化して、ホメオトロピック配向液晶フィルムを製造する方法が提案されている。この方法では、側鎖型液晶ポリマーとしては、垂直配向膜の設けられていない基板上でホメオトロピック配向液晶層を形成し得るものが用いられる。

特開平５−１４２５３１号公報 特開２００２−１７４７２４号公報 特開２００２−１７４７２５号公報 特開２００３−１２１８５２号公報

しかしながら、特許文献１の視角補償フィルムは、配向膜を有する２枚の基板を用いてセルを作製し、この空セル内に液晶分子を封入し、液晶分子を垂直配向させ、その状態を維持させつつ液晶分子同士を光重合するという一連の工程の後に得られる。このように、特許文献１の視角補償フィルムは、多くの製造工程を経てようやく得られるものであるから、生産コストが著しく増大するという問題がある。しかも、視覚補償フィルムは、フィルム材なので液晶表示装置に用いる際には粘着剤を用いて固着する必要があり、液晶表示装置の液晶画面のコントラストを高めるにはこの粘着剤として特別のものを選定する必要がある。

特許文献２の方法では、基板上に垂直配向膜を設けてホメオトロピック配向液晶層を得るにあたり、長鎖アルキル型デンドリマー誘導体という特殊な材料を用いる必要がある。すると、この方法によりホメオトロピック配向液晶層を得る場合、生産コストが著しく増大してしまうという問題がある。

特許文献３に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは側鎖
型液晶ポリマーからなり、ホメオトロピック配向の状態で固定されていても昇温に伴って流動性が増し、熱により複屈折特性が容易に影響を受けてしまうことから、所望の複屈折特性を維持することができる温度範囲が比較的狭い上、液晶ポリマーを固定化した部分の液晶ポリマーの配向性が不均一化し易い。すると、この方法で得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは、高い耐熱性が求められる液晶表示装置に用いることが困難なものであり、この液晶フィルムを使用可能な液晶表示装置が限定されてしまう。また、この方法では、上記した特許文献１に記載されている方法と同様の問題を有している。

また、この方法によって得られたホメオトロピック配向液晶フィルムを液晶表示装置に用いる場合、このフィルムが高温環境下におかれないようにすることが必要となるから、これを液晶表示装置の内部に配置することが難しい。このため、特許文献３の方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムでは、これを液晶セルに設置できる位置が限定されてしまうという問題もある。

特許文献４に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは側鎖
型液晶ポリマーからなるので、この方法では、上記した特許文献３に記載されている方法と同様の問題を有している。また、この方法では、上記した特許文献１に記載されている方法と同様の問題を有している。

また、液晶表示装置に、特許文献１から４に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムを敷設して液晶画面の視野角を拡大しようとすると、液晶表示装置はこのようなフィルムを別体として新たに粘着材などを用いて貼付することが必要となる。別体を追加する必要性が大きくなるほど、光を多少なりとも乱反射させる部材が配置される虞が大きくなる。そうすると、液晶表示装置は、液晶表示画面の色むらが大きなものとなったり、コントラストが低下したものとなってしまう虞も大きくなる。

さらに、こうしたホメオトロピック配向液晶フィルムでは、液晶分子に重合反応等といった何らかの方法を施すことを用いて液晶分子をホメオトロピック配向状態にて固定保持させようとする。しかしながら、液晶をほぼ完全にホメオトロピック配向させた状態にして、液晶を固定する際にホメオトロピック配向状態を維持することが難しく、液晶分子がホメオトロピック配向状態に対して傾きを持った配向状態となってしまうという問題がある。
このような場合、ホメオトロピック配向液晶フィルムは、そのフィルム面の厚み方向に対して傾斜した光軸を有するものとなり、液晶表示画面の黒表示時に光漏れを招来してしまう。

そこで、液晶を完全にホメオトロピック配向状態にした複屈折率層が形成されない場合であっても、液晶表示画面の光漏れを防止して黒表示できるようにするとともに、色むらの発生を抑え、コントラストの向上させる液晶表示装置を検討し、本発明を完成するに到った。

本発明は、液晶がホメオトロピック配向状態を完全には維持されずに固定されてしまった場合であっても、光漏れを効果的に抑制可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、（１）配向状態の可変な液晶を含有する液晶層を挟んで対向する基板を備え、対向する基板を挟んで第１の偏光板と第２の偏光板を互いに吸収軸を直交させて配設している液晶表示装置において、
第１の偏光板と第２の偏光板との間には、複屈折率層が、重合性液晶をホメオトロピック配向状態にして重合させて形成され、且つ複屈折率層の厚み方向に対して傾斜した光軸を有して形成されており、
複屈折率層の光軸は、複屈折率層の厚み方向に対して、第１の偏光板もしくは第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向に傾斜していることを特徴とする液晶表示装置、
（２）複屈折率層は、分子形状が棒状の重合性液晶を３次元架橋重合させて形成されている上記（１）記載の液晶表示装置、
（３）複屈折率層の光軸は、複屈折率層全面に均一に傾斜している上記（１）または（２）に記載の液晶表示装置、
（４）複屈折率層は、対向する基板の間に積層形成されている上記（１）から（３）のいずれかに記載の液晶表示装置、
（５）対向する基板の少なくとも一方には、着色層が形成されている上記（１）から（４）のいずれかに記載の液晶表示装置、
（６）複屈折率層が、着色層面上に形成されている上記（５）に記載の液晶表示装置、
（７）着色層は、ストライプ型の配置パターンにて配置されて形成される所定波長の光を透過させる着色画素を備えており、第１の偏光板と第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向がストライプ型の着色画素の長手方向に一致している、上記（６）に記載の液晶表示装置、
（８）配向状態の可変な液晶を含有する液晶層を挟んで対向する基板を備え、対向する基板を挟んで第１の偏光板と第２の偏光板を互いに吸収軸を直交させて配設している液晶表示装置において、
対向する基板の少なくとも一方には、着色層が形成されており、
第１の偏光板と第２の偏光板との間には、複屈折率層が、重合性液晶を重合させて形成され、且つ複屈折率層の厚み方向に対して傾斜した光軸を有して形成され、且つ着色層面上に形成されており、
複屈折率層の光軸は、複屈折率層の厚み方向に対して、第１の偏光板もしくは第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向に傾斜しており、
着色層は、ストライプ型の配置パターンにて配置されて形成される所定波長の光を透過させる着色画素を備えており、第１の偏光板と第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向がストライプ型の着色画素の長手方向に一致している、ことを特徴とする液晶表示装置、
（９）傾斜した光軸を有する複屈折率層とは異なる光軸を有する異複屈折率層が、傾斜した光軸を有する複屈折率層と第１の偏光板の間に形成されている上記（１）から（８）のいずれかに記載の液晶表示装置、
（１０）異複屈折率層の光軸は、第１の偏光板もしくは第２の偏光板の吸収軸の方向と向きを揃えている上記（９）に記載の液晶表示装置、
（１１）異複屈折率層は、フィルム材を備える上記（９）または（１０）に記載の液晶表示装置、を要旨とする。

本発明の液晶表示装置によれば、複屈折率層の光軸がその厚み方向に対して、第１の偏光板もしくは第２の偏光板の吸収軸方向に傾斜しているので、重合性液晶を重合反応させて形成される複屈折率層において重合性液晶の状態が不完全なホメオトロピック配向状態になってしまっている場合であっても、黒表示時に、複屈折率層の厚み方向に対する光漏れを生じないようにすることが可能となり、さらに正面コントラストの低下を防止することも可能となる。

本発明の液晶表示装置によれば、基板面上で重合性液晶を重合させて複屈折率層を形成することにより、複屈折率層を別体で製造して接着剤などを用いて貼付けする必要がなくなり、接着剤などの層の存在によって多層化することに伴なう光の界面反射を低減し、正面コントラストの低下をより抑制することができる。また、この場合、液晶表示装置は、複屈折率層を、重合性液晶を３次元的に架橋重合させることで形成することができるので、複屈折率層の構造をより強固にすることができる。

本発明の液晶表示装置によれば、複屈折率層は、紫外線の照射により重合可能なサーモトロピック型液晶を架橋重合して形成されてもよく、この場合、複屈折率層を形成する液晶の配向性は熱による影響を受け難くなり、例えば車内のように比較的高温になり易い環境下で使用される光学機器に対しても適用可能な液晶表示装置となすことができる。

本発明の液晶表示装置によれば、重合性液晶の分子が均一に傾斜した配向状態を形成し、すなわち複屈折率層の光軸がその全面に亘って均一に傾斜していることにより、複屈折率層面上の位置の違いによって複屈折率層の厚み方向への光漏れの抑制能に違いが生じにくくなり、むらなく液晶表示装置からの光漏れを抑制することができるようになる。

さらに、本発明の液晶表示装置によれば、対向する基板の間に複屈折率層が積層形成されることにより、基板を挟むように偏光板などを配設する工程において、偏光板が複屈折率層に衝突する虞が抑えられ、複屈折率層が損傷してしまう虞が抑制される。

本発明の液晶表示装置では、対向する基板の少なくとも一方に着色層を積層し、その着色層面上に複屈折率層が積層形成されてもよい。この場合、この液晶表示装置によれば、複屈折率層は別体の位相差フィルムなどとして接着剤などで積層形成させることを要せず、着色層と複屈折率層との間に接着剤などの層を形成することなく液晶表示装置を形成することが可能であるから、位相差フィルムと接着剤の層との界面といった異なる部材間の界面数を減ずることができ、着色層と複屈折率層の間を進行する光について界面反射が発生する虞を抑制することができる。

本発明の液晶表示装置は、着色層の形成された基板と液晶層との間と、着色層の形成された基板と偏光板との間に互いに光軸の異なる複屈折率層として複屈折率層と異複屈率層とを備えているものであってもよい。特に、着色層の形成された基板と偏光板との間に異複屈折率層を形成し、これを所謂＋Aプレートとなし、着色層の形成された基板と液晶層との間に複屈折率層を形成し、これを所謂＋Cプレートとすれば、液晶表示装置からの光漏れをより効率よく低減することができる。

本発明の液晶表示装置（第１の形態の液晶表示装置という）について、詳細に説明する。
図１は、本発明の液晶表示装置を説明するための概略説明図である。
図２は、本発明の液晶表示装置における偏光板の吸収軸の方向と複屈折率層の屈折率楕円体の図１のF方向にみた場合の関係を説明するための概略説明図である。
なお、第１の形態の液晶表示装置の実施例として、対向する基板の一方に複屈折率層が形成されている場合について説明する。

液晶表示装置１は、液晶層２（駆動液晶層ということがある。）を挟んで対向する第１の基板３および第２の基板４（以下、単に基板ということがある。）を備えるとともに、第１の基板３および第２の基板４を挟み込んで（基板の外側面に）第１の偏光板５および第２の偏光板６を配設しており、第１の偏光板５および第２の偏光板６との間に複屈折率層７を形成している。
なお、液晶表示装置において内側面や外側面は、液晶層２に近い方から遠い方に向かって内外方向とした場合において、その内外方向の定めに従って指定される内側や外側の面であるものとする。

第１の基板３や第２の基板４は、光透過性を有する基材からなる層を備え、基材単層からなる構造で構成されても、基材を多数重ね合わせてなる多層構造で構成されても、基材からなる層に所定の機能を備えた機能層を積層して構成されてもよい。基板には、基材の両面に機能層が形成されても、基材の片面に機能層が形成されてもよい。

基材の光透過率は、適宜選定可能である。また基材には、部分的に遮光領域等が設けられてもよい。

基材としては、ガラス基板（ガラス材）の他、種々の材質からなる板状体を適宜選択できる。具体的には、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、合成石英板等の可撓性のない部材（リジット材）、樹脂フィルム、樹脂板等の可撓性を有する部材（フレキシブル材）を用いることができる。
なお、基材を液晶表示装置に用いる場合には、基材は無アルカリガラスであることが好ましい。

基材が樹脂フィルムや樹脂板等の樹脂を用いた部材である場合、基材に用いる樹脂としては、具体的には、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレート（PET）の如きポリエステル系高分子、ポリイミドやポリアミドイミドなどのポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン系高分子、ポリエーテルケトン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー、トリアセチルセルロース（TAC）フィルム、液晶ポリマーなどを挙げることができる。

また、基材としては、上記したような樹脂からなる樹脂フィルムを１軸延伸または２軸延伸したものが用いられてもよい。
この場合、樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムであると、延伸倍率のレンジ幅が広い点、さらには入手のしやすさ等の観点から好ましい。

機能層は、光の状態を変化させる機能を有する層であって、複屈折率層７とは構成の異なる層であり、着色層、液晶の配向性の固定されたコレステリック液晶からなる層、光を反射させる反射板、偏光板などが具体的に例示される。また、機能層は、基材全面に設けられるのみならず、基材面に対して部分的に設けられていてもよい。

さらに、機能層は、液晶層２を構成する液晶の分子を水平に配向させる水平配向膜や、液晶の分子を垂直に配向させる垂直配向膜のような配向膜でもよい。

配向膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が通常使用される。なお、配向膜としてポリイミドを用いる場合は、長鎖アルキル基を有するものであることが、液晶の分子を固定して複屈折率層を基板に形成しようとする場合に複屈折率層の厚みを広い範囲で選択することができて好ましい。

配向膜は、これを構成する膜組成液を調整して、この膜組成液をフレキソ印刷やスピンコート等の方法で基板面上に塗布して塗工膜を形成させ、さらにその塗工膜を硬化させて形成できる。膜組成液としては、例えばポリイミドを含むものとしては、日産化学社製のSE−7511やSE−1211、JSR社製のJALS−2021−R2、日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製のQL及びLX等のシリーズ、あるいはチッソ株式会社製のリクソンアライナー等を具体的に例示できる。

配向膜は、その膜厚が0.01〜1μｍ程度の範囲であることが好ましい。配向膜の膜厚が、0.01μｍよりも薄いと、配向膜に接する複屈折率層などの層中に含まれる液晶に所望の配向を付与することが困難になる虞がある。また、配向膜の膜厚が1μｍよりも厚いと、この配向膜自体が光を乱反射させて液晶表示装置の光透過率が大きく低下する虞がある。

第１の偏光板５、第２の偏光板６（単に、偏光板ということがある。）は、図１や図２(A)、(B)に示すように、これらの偏光板５、６を複屈折率層７の厚さ方向にみた場合（図１における矢印F方向にみた場合）に偏光板５、６の吸収軸P1、P2が互いに直交しているように配置されている。この場合、偏光板５、６の透過軸は偏光板面上においてそれぞれ吸収軸P1、P2に垂直に交差して形成されている。すなわち第１の偏光板５と第２の偏光板６とはクロスニコルに配置されている。

図１において、複屈折率層７は、第１の基板３と液晶層２との間に形成されている。

複屈折率層７は、重合可能であってやや細長な分子形状の液晶（重合性液晶ということがある）分子を、ホメオトロピック配向させた状態にしてこれら液晶分子同士を重合させてなる高分子構造を備える。この場合、高分子構造は、重合性液晶の分子を架橋重合させて３次元構造（架橋高分子構造）を形成していてもよい。

重合性液晶としては、重合性液晶のモノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれを用いてもよく、これらを適宜組合わせて用いてもよい。

複屈折率層７の架橋高分子構造においては、液晶分子の架橋度が８０以上程度であることが好ましく、９０以上程度であることがより好ましい。液晶分子の架橋度が８０より小さいと、均一な配向性を十分に維持できない虞がある。

複屈折率層７は、これを構成する液晶分子の屈折率異方性とその配向状態に応じた複屈折率特性（複屈折特性）を有するが、複屈折率層７の複屈折率特性は、屈折率楕円体Aを用いて、屈折率楕円体Aの状態に応じて特定される（図１）。

屈折率楕円体Aの状態は、複屈折率層７面上の各位置において特定されうる。複屈折率層７における複屈折率特性を表す屈折率楕円体Aの状態は、複屈折率層７の予め選択された各位置ごとに特定される屈折率楕円体Aの状態のおよそ平均的な状態として特定できる。

例えば、屈折率楕円体Aの平均的な状態は、複屈折率層面上の異なる位置を複数選択して屈折率楕円体の状態の測定対象となる位置（測定位置）とし、各測定位置における屈折率楕円体Aの状態を計測して平均することによって特定される。

ここで、この屈折率楕円体Aの状態は、屈折率楕円体A の形状と、屈折率楕円体Aの傾斜状態にて示される。

屈折率楕円体Aの形状は、複屈折率層７の厚み方向にｚ軸（図１中においてｚで示す）をとるとともに、ｚ軸を法線とするような平面上にｘ軸とｙ軸（図１中においてそれぞれｘ、ｙで示す）を互いに直角に交差し且つｚ軸と交わるようにとることにより、ｘ軸とｙ軸とｚ軸で指定される空間を考えた場合に、その空間内において、屈折率（図１中においてｎx、ｎy、ｎzで示す）の値に応じた楕円体として特定される。屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、複屈折率層７を構成する液晶分子の光軸がｚ軸方向に平行する（向きを揃える）場合の複屈折率層を想定し、その想定された複屈折率層におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸それぞれの方向の光の屈折率として指定される。なお、この空間において、ｘ軸とｙ軸は、ｚ軸方向からみた場合にそれぞれ偏光板５、６の吸収軸P1、P2に重なる（方向を揃えている）ように指定されている。

上記空間内における屈折率楕円体Aの傾斜状態は、その長軸ａ（光軸を示す。）の傾斜状態によって特定され、長軸ａの傾斜状態は、傾斜角（図１においてφで示す）と方位角（図２においてθで示す）で特定される。ここで、傾斜角φは、屈折率楕円体Aの長軸ａとｚ軸のなす角度である。また、方位角θは、傾斜角φの値がゼロ以外である場合に、ｚ軸方向に第１の偏光板５から第２の偏光板６に向かい（F方向に）長軸ａをみながら、ｚ軸のまわりを左回りに屈折率楕円体Aを回転させて長軸ａをｘ軸（第１の偏光板５の吸収軸P1）に重ねるために必要な回転角度を示すものとする。

複屈折率層７は、屈折率楕円体Aの傾斜角φの値が0（ゼロ）であることが理想的であるが、液晶の分子が複屈折率層７内でその厚み方向（図１においてｚ軸方向）に対して傾斜していることが多く、このような場合、複屈折率層７は、その傾斜角φがゼロ以外の値となり、その厚み方向に対して傾斜した光軸を有することになる。

このように複屈折率層７の傾斜角φがゼロ以外の値である場合、複屈折率層７は、その厚み方向にみた場合、その屈折率楕円体Aの長軸ａ（光軸）を、第１の偏光板５と第２の偏光板６の吸収軸P1、P2のうちのいずれか一方の方向と同じ方向を向けて（方向を揃えて）いる（図２(A)、(B)）。すなわち、複屈折率層７の屈折率楕円体Aにおける長軸ａの方位角θのおおよその値が、0°、90°、180°、270°のいずれかである。

複屈折率層７は、その複屈折率特性に対応し、複屈折率層７に入射する光（入射光）に対してリタデーションを生じさせうる。リタデーションは、入射光に対して生じる常光と異常光との光路差であり、リタデーションの大きさ（リタデーション値）は、常光の屈折率ｎｏと異常光の屈折率ｎｅとすると、複屈折Δｎ（ｎｏとｎｅとの差）とｄ（複屈折率層７の膜厚）の積として与えられる。ここにおいて、ｎｏ、ｎｅの値と上記ｎｘ、ｎｙ、ｎｚの値との対応関係は、ｎｏ＝ｎｘ＝ｎｙ、ｎｅ＝ｎｚである。
したがって、複屈折率層７では、液晶分子の種類、液晶分子の配向の程度、複屈折率層７の膜厚などを適宜選択して、複屈折率特性が制御されると、これに対応してリタデーションの大きさが制御される。

リタデーションの大きさは、RETS−1250VA（大塚電子社製）やKOBRA−21（王子計測機器社製）等の市販の測定装置を用いて測定できる。この場合、特定波長の入射光を複屈折率層に照射してリタデーションが測定されるが、その測定波長は、可視領域（380〜780ｎｍ）であることが好ましく、特に、比視感度の最も大きい550ｎｍ付近で測定することがより好ましい。

複屈折率層７においては、より均一に液晶分子がホメオトロピック配向した状態に近づけられた複屈折率層７を得ようとする観点からしてみると、リタデーションの大きさは１ｎｍ以下であることが好ましく、0.1ｎｍ以下であることがより好ましく、理想的にはゼロであることが好ましい。

複屈折率層７の膜厚は、液晶の分子をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内、具体的には厚さ方向のリタデーションが１ｎｍ以下となる範囲内で適宜選定することが好ましく、リタデーションが0.1ｎｍ程度以下となる範囲内で適宜選定することが更に好ましい。

複屈折率層７は、その表面上の互いに異なる位置における屈折率楕円体の傾斜状態を略同じくし、屈折率楕円体の傾斜状態のばらつきが少ないことが好ましい。具体的には、各位置における屈折率楕円体の傾斜角のばらつきは、2°程度の範囲内であることが好ましい。このような場合、液晶表示装置は、黒表示時に正面方向（F方向）以外から見た時には、多少光漏れにムラが出たり、黒表示以外でも光学補償にムラが生じてしまうが、上記したばらつきの範囲が2°を超えてしまう場合には、こうしたムラが肉眼でも認識できるほどになってしまう虞がある。

複屈折率層７は、垂直配向膜上に形成される場合、複屈折率層７に含まれる液晶の分子は、垂直配向膜に近い位置にあれば、強くホメオトロピック配向した状態（傾斜角φの値がほぼ０）となる。また、液晶の分子が垂直配向膜から離れた位置にあると、ホメオトロピック配向が弱くなるため、垂直配向膜７から離れた位置にある液晶の分子についても強くホメオトロピック配向した状態となれば、複屈折率層７は、液晶分子のチルト角が均一化したものとなり、均一に液晶分子がホメオトロピック配向した状態となる。

複屈折率層７では、架橋高分子構造を構成する単位である液晶分子のチルト角について、複屈折率層７の垂直配向膜との境界面に最も近い位置にある液晶分子のチルト角と、この液晶分子に対して複屈折率層の厚さ方向に最も離れた位置にある液晶分子のチルト角とが略等しいことが好ましい。この場合、複屈折率層７における液晶分子各々のチルト角は、この厚さ方向におよそ均一になる。このような場合、複屈折率層７は、その複屈折率特性をその面方向に均一化させやすいものとなり、光漏れの抑制能のむらを抑えやすいものとなる。

そして、複屈折率層７は、複屈折率層７における液晶分子のチルト角を、その面方向に各々相等しく均一にしていることが好ましく、複屈折率層７全面に亘って相等しいことがより好ましい。このような場合、屈折率楕円体Aの状態が複屈折率層７面上の異なる位置においておおよそ同じ状態となり、複屈折率層７の複屈折率特性は、その面方向に均一になっている。すなわち、複屈折率層７の光軸は、複屈折率層７面上の位置のいかんにかかわらずおおよそ均一になっている。すると、複屈折率層７面上の位置に応じた光漏れの抑制能にむらがより生じにくくなる。

また、複屈折率層７では、上述のように複屈折率層Aの光軸の方位角θがおおよそ0°、90°、180°、270°のいずれかの値であり、そのようになる場合としては、複屈折率層７に含まれる個々の液晶分子の光軸の方位角が、その存在位置によらずに一様におおよそ0°、90°、180°、270°のいずれかの値である場合（第１のケース）と、液晶分子の光軸の方位角が、存在位置の異なる液晶分子についておおよそ0°、90°、180°、270°のいずれか互いに異なる値をとっている場合（複屈折率層７の液晶分子のレベルにおいて方位角が部分的に異なっている場合）にあって、複屈折率層７全体として見ると光軸の方位角θが上記いずれかの値となっている場合（第２のケース）と、を挙げることができ、複屈折率層７は第１のケースに相当するものでも第２のケースに相当するものでもよいが、第１のケースに相当するものが好ましい。

さらに、上記第１のケースと第２のケースのいずれの場合についても、液晶分子の光軸の傾斜状態のばらつきが、上記したおおよそ0°、90°、180°、270°のそれぞれの値に対して少ないことが好ましく、具体的に、液晶分子の方位角については、そのばらつきの幅が2°の範囲に収まっていることが好ましい。第１のケースでは、液晶分子の光軸の方位角が一様におおよそ0°である場合を一例にとると、複屈折率層７の液晶分子の存在位置として多数箇所選んでも、その全ての位置において液晶分子の光軸の方位角が0°の前後2°の範囲内にあることが好ましい。また、第２のケースでは、複屈折率層７の屈折率楕円体Aの長軸ａが第１の偏光板５の吸収軸P1の方向と同じ方向を向く場合には、液晶分子の光軸の方位角のおおよその値は、0°もしくは180°のいずれかとなり、また複屈折率層７の屈折率楕円体Aの長軸ａが第２の偏光板６の吸収軸P2の方向と同じ方向を向けている場合には、液晶分子の光軸の方位角のおおよその値は、90°もしくは270°となるが、そうした方位角それぞれの値について前後2°の範囲内にあることが好ましい。例えば、第２のケースにおいて、液晶分子の方位角がおおよそ0°と180°の組み合わせとなっている場合には、複屈折率層７の液晶分子の存在位置として多数選んでも、その全ての位置において液晶分子の光軸の方位角が0°の前後2°の範囲内あるいは180°の前後2°の範囲内にあることが好ましい。

なお、複屈折率層７の光軸の状態は、上記したように複屈折率層７面上に予め選ばれた各位置ごとに特定される光軸の状態のおよそ平均的な状態（光軸の状態を特定するφ、θなどの値の平均値）として定義できるが、複屈折率層７面上の異なる位置における複屈折率層７の光軸の傾斜状態が略同様な状態となっている場合、複屈折率層７面上の１箇所で計測した光軸の傾斜状態が複屈折率層７の光軸の傾斜状態を示しうる。

また、複屈折率層７内の異なる位置における液晶分子の光軸の傾斜状態についても、その光軸の傾斜状態（チルト角、方位角、屈折率で定まる光軸の状態）について平均的な状態を定め、それらの状態にて複屈折率層７の液晶分子の光軸の傾斜状態が定義できる。具体的には、複屈折率層７に含まれる液晶分子の光軸の方位角が0°、90°、180°、270°より選択された0°、180°2種類の値となっているような場合を一例とすると、複屈折率層７の液晶分子の光軸の傾斜状態は、方位角については0°と180°とを組み合わせた状態にある、などとして具体的に定義することができる。

複屈折率層７を構成する液晶分子としては、分子構造中に不飽和２重結合を有し、液晶状態で架橋可能なものが用いられる。したがって、重合性液晶としては分子の末端に不飽和２重結合を有するものが用いられる。
また、液晶分子としては、その複屈折Δｎが0.03〜0.20程度であるものが好ましく、0.05〜0.15程度であるものが更に好ましい。このような液晶分子としては、下記式１から式１１で表される化合物を具体例に例示できる。耐熱性の点から好ましくは３次元架橋可能なものが良く、分子の末端に不飽和２重結合を２以上有するものが用いられる。
さらに、複屈折率層７を構成する液晶分子としては、下記化学式（化１）から（化１１）に表される化合物の複数種類が選択されても良い。

（なお、Xは、４から６の整数である。）

複屈折率層７は、垂直配向膜上全面に亘って液晶分子を重合させて形成されている場合に限定されず、各種印刷方法やフォトリソグラフィー法を用いて垂直配向膜上にパターニングされてパターン形成されてもよい。

本発明の液晶表示装置では、複屈折率層７は、第１の偏光板５と第２の偏光板４との間に形成されておれば、図１に示すような第１の基板３と液晶層２との間に積層形成される場合に限定されず、複屈折率層７は、第１の基板３と第１の偏光板５との間や、第２の基板と第２の偏光板４との間などにも積層形成可能である。

また、複屈折率層７は、対向する基板（第１の基板と第２の基板）の間に形成されるとしてもよい。具体的には、複屈折率層７は、第１の基板３と液晶層２との間に積層形成される他、第２の基板と液晶層２との間に形成されてもよい。

液晶表示装置において、第１の基板３と液晶層２との間や第２の基板４と液晶層２との間の位置に複屈折率層７を形成する場合、複屈折率層７を第１の基板の外面に露出させないようにすることができ、偏光板５、６の基板３、４への貼付け等といった液晶表示装置の組み立て工程の際や使用の際に外部から作用力を受けても複屈折率層が容易に損傷してしまう虞を抑制できる。

液晶層２は、複屈折率層７を積層した第１の基板３と、第２の基板４との間に液晶が封入されて形成される。

液晶層２に封入される液晶は、適宜選択されるが、ZLI−2293(メルク社製)などを具体的に挙げることができる。

液晶層２を構成する液晶は、外部からの電場に応じて配向状態が可変であり、これにより、液晶表示装置は液晶層を進行する光の位相差の制御が可能となる。

基板３、４と液晶層２との間には、図４(A)に示すように、配向膜５０、５１が液晶層２の界面と接するように形成されることがあるが、配向膜は、基板３、４の間に形成される液晶層２の液晶を、水平配向させるための水平配向膜、又は、前記の液晶を垂直配向させるための垂直配向膜である。配向膜として水平配向膜及び垂直配向膜のどちらを用いるかは、適宜選択可能である。

この液晶表示装置には、たとえば、光を第２の基板４から第１の基板３方向に向かう方向に入射させるにあたり、光源６２と、光源６２から発せられた光を第２の偏光板６の面方向に拡散させつつ導く導光板６０と、導光板６０で導かれた光を第２の基板４方向に進行させる光反射板６１とを備えた光照射部６３が配設されていてもよい（図４(A)）。この場合光照射部６３から光が第２の偏光板６に入射すると、第２の基板４、液晶層２を通過して第１の偏光板５の吸収軸に対して垂直に振動する光となすことができる。そして、さらにその光が着色層１０を通過して所定の波長の光が第１の偏光板５の外側に向かって出射されるようになる。

本発明の液晶表示装置は、液晶の分子を架橋重合させた構造を備えた複屈折率層を基板に積層して設けているので、比較的高い耐熱性を有する液晶表示装置を低コストの下に得ることが可能になる。また、光学補償を行なうために別体で製造された位相差制御フィルムを介装させずに液晶表示装置を製造することが可能となり、液晶表示装置を幅薄にすることができ、しかも、位相差制御フィルム材の介装時に塗布する必要のあった接着剤などの粘着剤も不要となるので、接着剤などの層が存在して多層化することに伴なう界面反射を低減することができるようになり、コントラストなどの液晶表示画面の表示特性を一層向上させることができる。

この液晶表示装置によれば、複屈折率層が液晶をホメオトロピック配向させた状態にして架橋重合化してなる構造を備えることから、この複屈折率層の厚み方向をｚ軸にしてｘｙｚ直交座標を想定したとき、屈折率楕円体Ａの傾斜角φの値がゼロである場合、屈折率楕円体Ａの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚはそれぞれｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に平行し、ｘ軸方向の屈折率ｎｘ とｙ軸方向の屈折率ｎｙ はほぼ同じ値になり、ｚ軸方向の屈折率ｎｚは、屈折率ｎｘ 、ｎｙ よりも大きくなるような状態にすることができる。

したがって、このような場合、複屈折率層７を、屈折率がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙであるような複屈折率特性を有する層、すなわちその厚さ方向（ｚ軸方向）に光軸を有する層となすことができるとともに１軸性の複屈折率特性を有する層とすることができて、いわゆる「＋Ｃプレート」として機能させることができ、光のリタデーションに対して光学補償することができる位相差制御機能を有する液晶表示装置として機能させることができる。

さらに、この液晶表示装置では、屈折率楕円体Ａの傾斜角φの値がゼロ以外の値をとる場合、方位角θがおおよそ0°、90°、180°、270°のいずれかの値をとる。
ここで、方位角θがこれらの値以外であると、図２において破線にて示すように、ｚ軸方向からみた場合（図１における矢印F方向からみた場合）に、長軸a（光軸）が吸収軸P1や吸収軸P2のいずれにも重ならない。すると、複屈折率層７を通過する光に位相差が与えられ、吸収軸P1に垂直な（第１の偏光板５の透過軸に平行な）光の成分が生じ、光漏れが生じてしまう。
これに対して、この液晶表示層装置では、方位角θが上記したような値をとるように構成されているから、複屈折率層７の厚み方向に対して光漏れを生じる虞が抑制される。

したがって、この液晶表示装置では、より＋Cプレートとしての機能を一層確実なものとすることができる。

本発明の液晶表示装置は、複屈折率層を複数形成しているものであってもよい。

この場合、複数の複屈折率層は、互いに複屈折率特性の異なる層であってもよい。なお、以下、複屈折率層７と複屈折率特性の異なる層を異複屈折率層ということがある。すなわち異複屈折率層は、第１の形態における複屈折率層７の複屈折率特性（＋Ｃプレート）とは異なる複屈折率特性を有する層をなす。

この場合、異複屈折率層は、傾斜した光軸を有する複屈折率層７と異なる光軸を有している。

具体的には、異複屈折率層は、上記した屈折率がｎｚ＝ｎｘ＜ｎｙあるいはｎｚ＝ｎｙ＜ｎｘであるような複屈折率特性を有する層、いわゆる「＋Ａプレート」として機能する層であってもよく、また、上記した屈折率がｎｚ＜ｎｘ＝ｎｙであるような複屈折率特性を有する層、いわゆる「−Ｃプレート」として機能する層であってもよい。

なお、上記したいわゆる「＋Ａプレート」として機能する異複屈折率層は、例えば第１の偏光板５と第１の基板３との間や、第１の基板３と複屈折率層７との間の位置など、第１の偏光板と複屈折率層７の間に形成させることができる。

所謂＋Aプレートは、具体的には、例えば、液晶を水平配向させることが可能な樹脂材料やフィルム材などを用いて、その表面上に水平配向膜形成用塗膜を形成し、水平配向膜形成用塗膜の表面をラビング処理や光配向処理を施すことによって水平配向膜を得て、液晶を溶媒に溶解させた溶液を水平配向膜上に塗工し、液晶の分子をホモジニアス配向させて固定することにより得ることができる。

また、上記＋Aプレートは、第１の基板３の外側面もしくは内側面に、上記同様に、水平配向膜を作製して、水平配向膜上に液晶の分子をホモジニアス配向させて固定することにより得ることができる。

なお、液晶表示装置において、このような＋Aプレートは、その光軸の向きが第１の偏光板５もしくは第２の偏光板６の吸収軸の向きと揃う（一致する）ように配置されている。

このように液晶表示装置を構成すると、第２の偏光板、第２の基板、液晶層の順に通過した光が＋Cプレートを通過した後＋Aプレートを通過して第１の偏光板へと進行させることができ、そのような光の液晶表示装置の厚みに対して斜め方向への光漏れを＋Cプレートと＋Aプレートの組合わせ構造により抑制させる光学補償機能を発揮可能な液晶表示装置となり、液晶表示装置の視野角が拡大される。

また、光軸の異なる複屈折率層（複屈折率層７、異複屈折率層３１）が複数形成されている場合、複屈折率層７と異複屈折率層３１は、互いに当接して積層されていてもよいが（図３(A)）、これに限定されず、第１の基板３と第１の偏光板５との間の位置、第１の基板３と液晶層２との間の位置や、液晶層２と第２の偏光板６との間の位置といった位置に、複屈折率層７と異なり異複屈折率層３１とも異なる層を介在させつつ積層形成されてもよい（図３(B)、(C)）。

複屈折率層７には、その表面を保護するため、例えばアクリル系感光性樹脂等の絶縁膜などの保護層（図示せず）が複屈折率層７表面上に積層されてもよい。

次に、本発明の液晶表示装置の製造方法について詳細に説明する。
本発明の液晶表示装置は、次に示すように製造できる。

まず複屈折率層７を積層形成する第１の基板３を構成するための基材として、予め、配向性を付与された基材を用意する。例えば、基材として、１軸延伸フィルムや２軸延伸フィルムなどそれ自体配向性を付与されたものや、光配向膜を用いて偏光照射されたものを用意する。

なお、基材としては、基材表面上に形成される複屈折率層７に含まれる液晶の種類や、液晶に付与しようとする配向性に応じて、液晶の配向性をより容易にする処理（配向容易化工程）を予め行っておき、この配向容易化工程の結果として得られたものを用いてもよい。

配向容易化工程の実施された基材として、基材に配向膜を形成する処理を行って液晶の配向性を付与可能にしたものが調整されても良い。このように基材上に配向膜が形成されて配向能を有するものによれば、配向膜を構成する組成液を様々に選択することにより、配向可能な方向を比較的広範囲に選択することが可能であるという利点がある。

配向容易化工程として行われる配向膜を形成する処理は、複屈折率層７に含まれる液晶の種類などに応じて適宜条件を選択され実施される。すなわち、たとえば、複屈折率層７がその中に含まれる液晶をホメオトロピック配向状態にして固定されて構成されている場合、配向容易化工程としては垂直配向膜を形成する処理が選択されて実施されることが好ましい。

垂直配向膜は、次に示すように基材面上に形成される。すなわち、上記したような材料を用いてポリイミドを含む膜組成液を調整し、これを光透過性を有する基材の面に、フレキソ印刷やスピンコートなどの方法で塗布して垂直配向膜用塗工膜を作製し、さらにこの垂直配向膜用塗工膜を硬化させることにより、基材に垂直配向膜の形成された基材（垂直配向膜形成基材）を得る。

基材に配向膜を形成する際において、配向膜表面の撥水性又は撥油性が高い場合には、液晶をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内で予めＵＶ洗浄やプラズマ処理を介在させることにより、配向膜表面の濡れ性を予め高めていてもよい。

このように基材が準備されると、次に示すような各工程を経て、複屈折率層７が基材に積層形成される。
まず、基材に積層する複屈折率層７を構成する液晶を溶媒に分散させて複屈折率層組成液を作製する。そして、この複屈折率層組成液を基材面に塗布して塗工膜を形成する（塗工膜形成工程）。より具体的には、たとえば、基材として垂直配向膜形成基材を準備し、さらに液晶分子とポリイミドを溶媒に溶解して複屈折率層組成液を調整し、これを垂直配向膜形成基材の垂直配向膜面上に塗布して塗工膜を作製する。

塗工膜形成工程において、複屈折率層組成液の塗布方法としては、公知の塗布方法を用いることができ、具体的には、スピンコート法、ダイコーティング法、スリットコーティング法、ロールコート法、グラビアコート法、スライドコート法、浸漬法等の各方法や、これらを適宜組合わせた方法により、基材上に塗工液を塗布することができる。なお、基材と塗工膜との密着性を上げるため、特開平８−２７８４９１号公報に記載されているように、基材上に接着層を設け、さらにその接着剤層上に複屈折率層組成液を塗布することもできる。

複屈折率層組成液における液晶の重量比は5重量％〜50重量％である。50重量％よりも多くなると、複屈折率層７の膜厚分布が大きくなる虞があり、5重量％よりも少なくなると塗布ムラが発生する虞がある。このことを考慮して、液晶の重量比は、5重量部から50重量部であることが好ましく、10重量部〜30重量部であることがより好ましい。

溶媒としては、重合性液晶を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、有機溶媒を適宜選択できる。なお、基材上に複屈折率層組成液を塗布して塗工膜を形成するにあたりスピンコート法を用いる場合は、溶媒として、酢酸３−メトキシブチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン等が好ましく使用される。

複屈折率層組成液は、液晶の分子を効果的にホメオトロピック配向させるために、側鎖にアルキル基を有するポリイミドを配合しても良い。この場合、複屈折率層組成液は、側鎖にアルキル基を有するポリイミドと液晶との配合比率が重量比で１／7から１／3である。また、複屈折率層組成液におけるポリイミドの配合量は、複屈折率層組成液中の液晶の総量に対して12.5〜25重量％とすることが好ましく、15〜22.5重量％とすることが更に好ましい。ポリイミドの配合量が、12.5重量％より小さいと、十分均一にホメオトロピック配向した複屈折率組成物を得ることが困難になる虞があり、25重量％よりも大きいと、光の透過率が低下する虞がある。

複屈折率層組成液には、光重合開始剤が添加されていることが好ましい。

光重合開始剤としては、ラジカル重合性開始剤を好適に使用できる。ラジカル重合性開始剤は、紫外線等のエネルギーによりフリーラジカルを発生するものであり、例えば、ベンジル（ビベンゾイルともいう）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン等が挙げることができる。本発明においては、市販の光重合開始剤を適宜使用することもできる。例えば、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製の「イルガキュア１８４（物質名：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）」、「イルガキュア３６９（物質名：２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン）」、「イルガキュア６５１（物質名：２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン）」、「イルガキュア９０７（物質名：２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン）」、「ダロキュア1173（物質名：２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン）」等のケトン系化合物や、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’−テトラフェニル−１，２’ビイミダゾール（黒金化成株式会社製）等のビイミダゾール系化合物を用いてもよい。

光重合開始剤は、重合性液晶の液晶規則性を大きく損なわない範囲で添加することが好ましい。光重合開始剤の添加量としては、一般的には0.01〜10重量％、好ましくは0.1〜7重量％、より好ましくは、0.5〜5重量％の範囲で複屈折率層組成液に添加することができる。

なお、複屈折率層組成液には、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することもでき、具体的には0.01〜1重量％の範囲内で選択される。

また、光重合開始剤及び増感剤は、それぞれ、１種類のみ用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。

複屈折率層組成液には、界面活性剤が添加されていることが好ましい。複屈折率層組成液は界面活性剤を添加されることにより、これを塗布して形成される塗工膜において、空気界面での液晶の分子の配向性を制御できる。
界面活性剤としては、重合性液晶の液晶発現性を損なうものでなければ、特に限定されることはない。例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の非イオン性界面活性剤、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル等の陰イオン性界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤の添加量としては、一般的には0.01〜1重量％、好ましくは0.05〜0.5重量％の範囲で固定液晶層組成液に添加することができる。

塗工膜形成工程で基材上に塗工膜が形成されると、塗工膜に含まれる液晶を液晶相にするとともに、例えば次に示すように液晶をホメオトロピック配向の状態にする。

すなわち、塗工膜を加熱して、塗工膜の温度を、この塗工膜中の液晶が液晶相となる温度（液晶相温度）以上、この塗工膜中の液晶が等方相（液体相）となる温度未満にすることで、液晶をホメオトロピック配向させる。このとき塗工膜の加熱手段は、特に限定されず、加熱雰囲気下におく手段でもよいし、赤外線で加熱する手段でもよい。

なお、液晶をホメオトロピック配向させる方法は、上記方法による他、塗工膜に含まれる液晶やこの塗工膜の状態に応じ、塗工膜を減圧乾燥する方法によっても、塗工膜に対して所定方向から電場や磁場を負荷する方法によっても実現可能である。

塗工膜を減圧乾燥することによって、液晶をホメオトロピック配向させる場合には、減圧状態とすることで塗工膜を過冷却状態にすることでき、塗工膜中の液晶をホメオトロピック配向させた状態を凡そ保持したままこの塗工膜を室温までさらに冷却できる。すると、液晶を架橋反応させるまで、効率よく液晶をホメオトロピック配向させた状態がおおきく乱れないようにすることができる。

塗工膜中でホメオトロピック配向した液晶は、次にしめすように架橋反応されて固定され、複屈折率層７が形成される（複屈折率層形成工程という）。

この架橋反応は、液晶の感光波長の光を塗工膜に照射（露光）することで進行する。このとき、塗工膜に照射する光の波長は、この塗工膜中に含まれている液晶の種類に応じて適宜選択される。なお、塗工膜に照射する光は、単色光に限らず、液晶の感光波長を含む一定の波長域を持った光であってもよい。

露光に用いる光としては、励起エネルギーの大きさから電離放射線が好ましく、電離放射線の照射量は、使用する重合性液晶に応じて適宜選択されるが、電離放射線として紫外線を使用する場合は、その照射量は、一般に、液晶相予定部位の露光量が10〜1000ｍＪ／ｃｍ²程度であるように調整されることが好ましく、またその波長は、200〜450ｎｍ程度が好ましい。

なお、塗工膜に含まれる液晶を硬化させる方法としては、塗工膜に50〜500Ｇｙ程度の電子線を照射して硬化させる方法を用いてもよい。

液晶の架橋反応は、液晶が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも1〜10℃低い温度まで塗工膜を加熱しながら架橋反応を行なうことが好ましい。こうすることで、この架橋反応の際に液晶のホメオトロピック配向の乱れを低減することができる。また、この観点から、架橋反応を行なう温度は、液晶が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも3〜6℃低い温度であることがより好ましい。

なお、液晶の架橋反応は、上記したような方法のほか、不活性ガス雰囲気中で、塗工膜を液晶相温度にまで加熱しながら液晶の感光波長の光を塗工膜に照射する方法（方法Aという）で実施されてもよい。

方法Aでは、不活性雰囲気下で液晶が架橋されており、空気雰囲気下で液晶が架橋される場合に比べ、液晶分子の配向の乱れがより抑制される。

また、液晶の架橋反応は、不活性ガス雰囲気中または空気雰囲気中で、塗工膜を液晶相温度まで加熱しながら液晶の感光波長の光を塗工膜に照射して架橋反応を部分的に進行させ（部分的架橋工程という）、部分的架橋工程の後、液晶が結晶相となる温度（Tc）まで塗工膜を冷却し、この状態でさらに感光波長の光を塗工膜に照射して架橋反応を進行させて完了させる方法（方法Ｂという）で実施されてもよい。なお、上記した温度Tcは、架橋反応を進行させる前の塗工膜において液晶が結晶相となる温度である。

部分的架橋工程では、温度Tcまで塗工膜を冷却しても、その塗工膜中に含まれる液晶の配向性が維持される程度に、架橋反応が進行している。したがって、部分的架橋工程における架橋反応の進行の程度は、塗工膜中の液晶の種類や、その塗工膜の膜厚などに応じて適宜選択されるが、おおよそ、部分的架橋工程では液晶の架橋度が5〜50となるまで架橋反応を進行させることが好ましい。

方法Ｂは、不活性ガス雰囲気下でも空気雰囲気下でも実施することができるが、空気雰囲気下で行なうことが、架橋反応を行なう工程を実施するための設備を簡略化でき、液晶表示装置の製造コストを抑制できる観点から好ましい。

こうして複屈折率層形成工程が行われると、基材上に形成された塗工膜中の重合性液晶が架橋重合されて硬化され、複屈折率層７が形成され、複屈折率層７を備えた第１の基板３が形成される。

次に、第２の基板４を構成する基材を準備する。この基材としては、第１の基板３と同様なものが用いられても良く、これと異なるものが用いられても良い。

複屈折率層７を備えた第１の基板３、および、第２の基板４を用いて、次に示すように液晶層を形成する。
まず、互いにやや間隔をあけて第１の基板３と第２の基板４を対向配置するとともに、第１の基板３と第２の基板４の間隙にスペーサ（例えば球状スペーサ又は柱状スペーサ）を配して、第１の基板３と第２の基板４の離間間隔（セルギャップ）を固定する。

つぎに、シール材（熱硬化性樹脂）を用いて両基板（第１の基板３と第２の基板４）の間にシール材で区画化された空間部を形成する。そして、この空間部に液晶材料を充填することにより、液晶の封入が行なわれ、液晶層２が形成される。

さらに、第１の偏光板５と第２の偏光板６が、液晶層２の厚み方向にみた場合に互いに吸収軸P1、P2を直交させるように、それぞれ第１の基板３の外側面と第２の基板４の外側面に、両基板３、４を挟むように配設される。このとき、両偏光板（第１の偏光板５と第２の偏光板６）はクロスニコルに配置されている。また、複屈折率層７の厚み方向は液晶層２の厚み方向に揃っており、両偏光板５、６は、複屈折率層７の厚み方向に見た場合もクロスニコルに配置されている。

なお、複屈折率層形成工程において、液晶の分子がほぼ完全にホメオトロピック配向の状態にて固定される場合、複屈折率層７は、その複屈折率特性を指定する屈折率楕円体の傾斜角φがほぼ0°であり、第１の偏光板と第２の偏光板は、複屈折率層の屈折率楕円体の状態を考慮することなく設置されうる。

複屈折率層形成工程において、複屈折率層７が、その複屈折率特性を指定する屈折率楕円体の傾斜角φが0°以外であるように形成されている場合、第１の偏光板５と第２の偏光板６は、複屈折率層７の屈折率楕円体における方位角θのおおよその値が、0°、90°、180°、270°のいずれかになるように設置される。すなわち、複屈折率層７の屈折率楕円体を複屈折率層７の厚み方向にみた場合に、第１の偏光板５の吸収軸P1や第２の偏光板６の吸収軸P2のいずれかが複屈折率層７の屈折率楕円体の長軸a（光軸）の方向と揃う（重なる）ように、第１の偏光板５および第２の偏光板６が設置される。

こうして、本発明の液晶表示装置１が製造される。

本発明における第１の形態の液晶表示装置は、対向する基板の少なくとも一方に着色層８を形成しているものであってもよい（第２の形態という）。
図４(B)は、第２の形態の液晶表示装置の実施例における断面構造を示す概略図である。

この液晶表示装置１においては、対向する基板の一方（例えば、第１の基板３）を構成する基材３０上に機能層として着色層１０が積層形成されており、複屈折率層７が着色層１０面上に更に積層されている。そして、異複屈折率層３１が着色層１０の形成された基板と第１の偏光板５との間に形成されている。

着色層１０は、所定波長領域の可視光を透過する着色画素部８と、遮光部９（ブラックマトリクスあるいはＢＭということがある）とからなる。

着色画素部８は、赤色、緑色、青色各々について各色の波長帯の光を透過させる着色画素（それぞれ赤色着色画素８ａ、緑色着色画素８ｂ、及び青色着色画素８ｃという）を所定のパターンで基材３０に配置して形成される。着色画素部８を構成する赤色着色画素８ａ、青色着色画素８ｂ、緑色着色画素８ｃの配置形態としては、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等種々な配置パターンを選択することができる。
また、これらの着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）に代えて、各色の補色の波長帯の光を透過させる着色画素を用いることも可能である。

着色画素部８は、各色の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）毎に、着色画素の着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液の塗膜を、例えばフォトリソグラフィー法で、所定形状にパターニングすることで形成される。

なお、着色画素部８は、フォトリソグラフィー法のほか、各色の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）毎に、着色材料分散液を所定形状に塗布することによっても形成できる。

遮光部９は、着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）同士の重なり合いを防止するとともに、着色画素間の隙間を埋めて、近接する着色画素間からの光の漏れ（漏れ光）を抑制し、また、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置にて設けられた場合におけるアクティブ素子の光劣化等を抑制する。

したがって、遮光部９は、基材３０面上に着色画素の配置される位置に対応する領域を、個々の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）ごとに平面視上区画化するように形成される。そして、各色の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、それぞれ、遮光部９により区画化された基材３０面上の領域の形成位置に応じて、平面視上その領域を被覆するようにして配置される。

遮光部９は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜を所定形状に基材３０面にパターニングすることにより、形成することができる。また、遮光部９は、黒色樹脂等の有機材料を所定形状に印刷することにより形成することも可能である。

このような着色層１０の形成された第２の形態の液晶表示装置によれば、カラー表示が可能となる。

第２の形態の液晶表示装置であって、着色層１０の着色画素部８を構成する着色画素（赤色着色画素８ａ、青色着色画素８ｂ、緑色着色画素８ｃ）が、ストライプ型の配置パターンにて配置されている場合にあっては、赤色着色画素８ａ、青色着色画素８ｂ、緑色着色画素８ｃが直線状に配列されるが、このような液晶表示装置では、図６に示すように、第１の偏光板と第２の偏光板のいずれかの吸収軸（P1、P2）の方向（図６において矢印P1、P2で示す）がストライプ型の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）の長手方向（図６において矢印Jで示す）に一致していることが好ましい。図６の例では、液晶表示装置１では、ストライプ型の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）の長手方向が第１の偏光板の吸収軸P1に一致しているが、これに限定されず、これらが第２の偏光板の吸収軸P2に一致していてもよい。

ここに本発明者らはストライプ型の着色画素を配置した着色画素部８を備える着色層１０の上に複屈折率層４を形成すると、着色画素の長手方向に対して平面視上直交する方向に複屈折率層４の光軸ａを向けてしまう現象がみられることを見出した。そして、この液晶表示装置１は、この現象を応用することで完成された発明であり、効率的に製造可能な装置となるという効果を奏するものである。すなわち、着色画素の配置パターンとしてストライプ型を採用し、視覚での認識が容易な着色画素の長手方向に偏光板の吸収軸の方向を合わせることで、確実に且つ簡易に効率よく、複屈折率層４の光軸の傾斜方向を第１の偏光板もしくは第２の偏光板のいずれかの吸収軸に一致させることができ、効率的に製造された可液晶表示装置が提供される。

なお、ストライプ型の着色画素を配置した着色画素部８を備える着色層１０の上に複屈折率層４を形成する場合に、着色画素の長手方向に対して直交する方向に複屈折率層４の光軸ａを向けやすい原因の詳細は不明であるが、着色画素８の形状や、着色画素８を作成する方法やその条件が要因となっているものと思料される。

本発明における第１の形態、第２の形態の液晶表示装置では、第１の基板３もしくは第２の基板４にスイッチング回路２０が設けられてもよい（第３の形態という）（図５(A)、(B)）。
このスイッチング回路２０としては、画素電極とこれに対向して液晶層に電場を形成させる電極とが同一の基板面上に配設されないもの（例えばTN（Twisted Neｍatic）モード、VA（Virtical Alignｍent）モード）（第１のモードという）や、これらが同一基板面上に配設されるもの（例えばIPS（In−Plane−Switching）モード）（第２のモードという）を挙げることができる。

電極部を構成する画素電極とこれに対向した電極（共通電極）とが、同一基板上に配設しないものについて説明する（図５(A)）。

第１のモードのスイッチング回路２０は、画素ごとにそれぞれ設けた画素電極１８に対応して基板３０上に積層形成されて層状に構成されており、画素電極１８とこれに電気的に接続された信号線や走査線等の各種素子とともに機能層としての素子基板を形成している。

スイッチング回路２０は、走査線１３から電気信号の供給を受けて、信号線１２と電極部１１の通電状態を制御する。スイッチング回路２０としては、薄膜トランジスタ（TFT ( Thin Filｍ Transistor )という）等の３端子型素子やMIM（Metal Insulator Metal）ダイオード等の２端子型素子などのアクティブ素子が具体的に例示される。

スイッチング回路２０が薄膜トランジスタである場合、スイッチング回路２０は、各画素電極１８に接続されたドレイン電極１５と、信号線１２から電気信号の供給を受けるソース電極１６と、ドレイン電極１５とソース電極１６の間に介在して両電極を接続させる半導体とが基材上に積層され、さらに半導体に対して絶縁層（図示せず）を介して積層されたゲート電極１７が積層されて形成されている。なお、ゲート電極は走査線１３に接続している。

電極部１１は画素電極１８と共通電極（図示せず）とからなるが、この電極部１１としては、ITO（Indiuｍ Tin Oxide）電極などの透明電極を好ましく用いることができ、これを各画素を形成する領域ほぼ全面に敷設されることで形成できる。なお、電極部１１は、各画素領域の端縁部に細長に透明電極を敷設しても形成することができる。

次に、電極部を構成する画素電極と共通電極とが同一基板上に配設されている第２のモードのスイッチング回路２０について説明する（図５(B)）。このスイッチング回路２０の形成された素子基板においては、同一の画素領域において電極部１１の形成される領域以外は、上記第１のモードと同様に構成され、電極部１１の形成される領域については、同一画素領域上に画素電極とこれに対抗する電極の両者が積層形成されている。

すなわち、画素電極１８と共通電極１９とからなる電極部１１では、共通電極１９は、ドレイン電極１５に接続される画素電極１８と同一基板面上で対向するように設けられており、例えば、図５(B)に示すように１つの画素電極１８に対して２方向（図５(B)の例では信号線１２に近づく方向と離れる方向）に共通電極１９が対面しているように配置される。図５(B)においては、電極部１１は、櫛歯状に画素電極１８と共通電極１９が設けられている。なお、画素電極１８と共通電極１９とが重なり合う領域には絶縁層を設けてスイッチング回路２０がショートしないように構成されている。

第１のモードや第２のモードのスイッチング回路２０を第１の基板３や第２の基板４に設けて第３の形態の液晶表示装置を構成すれば、その液晶表示装置はスイッチング回路の通電状態に応じて液晶表示が制御されるものとなる。

実施例１．
次に示すように基材に複屈折率層や配向膜を順次積層して、複屈折率層を備えた第１の基板を作製した。

＜垂直配向膜の作製＞
垂直配向膜の溶液（JSR社製、JALS−2021−R2）をγ−ブチロラクトンで２倍に希釈して配向膜組成液を作製する。
第１の基板となる基材としてのガラス基板（コーニング社製、7059ガラス）（寸法が550ｍｍ×650ｍｍ）の面上に、上記した配向膜組成液を塗布して配向膜形成用塗工膜を作製し、配向膜形成用塗工膜の形成されたガラス基板を180℃で1時間焼成して垂直配向膜の形成された基材（垂直配向膜形成基材という）を得る。

＜複屈折率層形成用塗工膜の作製＞
ポリイミドを含む溶液として、垂直配向膜の溶液（JSR社製、JALS−2021−R2）をジエチレングリコールジメチルエーテルで8倍希釈した溶液を調整する。
ネマチック液晶相を示す重合可能な液晶分子（重合性液晶）として上記化学式（化１１）に示される化合物（ただしＸの値が６の化合物である）20重量部と、光重合開始剤（チバガイギー社製、「イルガキュア907」）0.8重量部と、溶媒としてクロロベンゼン59.2重量部と、上記ポリイミドを含む溶液20重量部とを混合して、複屈折率層組成液を作製する。

垂直配向膜形成基材をスピンコーターに設置して、垂直配向膜上に複屈折率層組成液をスピンコーティングして塗工膜（複屈折率層形成用塗工膜という）を作製した。このとき得られた複屈折率層形成用塗工膜は白濁していた。スピンコーティングによる塗工膜の製作には、コーターシステム（東京応化工業社製、「商品名TR40000F」）が用いられた。このコーターシステムは、垂直配向膜形成基材表面に対する複屈折率層組成液のバーコート、スピンコーティング、および複屈折率層形成用塗工膜の減圧乾燥を、一体化して実施するシステムである。

作製された複屈折率層形成用塗工膜の膜厚は、乾燥時において約1.5μｍであった。なお、この膜厚は、触針式段差計（Sloan社製、製品名「DEKTAK」）を用いて計測された。

＜液晶のホメオトロピック配向状態の形成＞
複屈折率層形成用塗工膜の形成された垂直配向膜形成基材を、100℃で3分間加熱し、複屈折率層形成用塗工膜中の液晶の分子が液晶相に転移して配向状態を形成していることを確認した。このとき、複屈折率層形成用塗工膜が白濁状態から透明状態となったことが目視にて確認された。

＜液晶の架橋重合反応＞
次に、空気雰囲気下で、透明状態の複屈折率層形成用塗工膜に、紫外線照射装置（ハリソン東芝ライティング社製、「商品名TOSCURE751」）を用いて出力が20ｍW/cｍ²の紫外線を10秒間照射して、複屈折率層形成用塗工膜中の液晶を架橋重合反応させて液晶の分子の配向性を固定することで、複屈折率層が形成された。これにより得られた複屈折率層を形成した基材を、オーブンで230℃、30分間焼成し、複屈折率層と基材との密着性を向上させた。

このようにして複屈折率層の形成された基材が得られるが、これについて、複屈折率層の複屈折率特性を指定する屈折率楕円体の状態を示すｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、φの値は、次のように特定される。

複屈折率層の屈折率楕円体の形状を示す屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）は、液晶の分子に応じた屈折率が定められることで特定される。

次に、複屈折率層の屈折率楕円体の傾斜状態は、傾斜角φを定めることで特定される。
まず、正面方向のリタデーション量を位相差測定機を用いて計測することにより、屈折率楕円体の長軸（光軸）に傾斜が存在するか否かを判定する。すなわち、計測されたリタデーション量が、上記した屈折率と複屈折率層の膜厚に基づき複屈折率層の光軸に傾斜が存在しない場合（傾斜角φ＝０の場合）に想定される値とは異なる値である場合、複屈折率層の光軸が傾斜していると判定する。

複屈折率層の光軸に傾斜があると判定される場合、その光軸についての傾斜角φは、位相差測定機を用いて次に示すように位相差を計測して特定される。

予め複屈折率層面上において位相差を計測しようとする位置を選択する。この選択された位置を測定点とする。この測定点における極角45°方向の光（波長589nｍ）の位相差を、互いに異なる4つの方位について計測する。

ここに、極角と互いに異なる４つの方位は次のように定義される。
すなわち、測定点を原点とし複屈折率層の厚み方向にｚ軸をとり、複屈折率層面上に原点で交差し且つ互いに直交しあうｘ軸とｙ軸をとって、ｘ軸とｙ軸とｚ軸とで形成される空間を考えた場合に、空間内の位置（K）についての極角は、Kがｚ軸上にある場合を0°として、原点とKを結ぶ直線のｚ軸に対する傾斜角度として定義される。

また、互いに異なる４つの方位は、ｘ軸方向に互いに原点を挟んで向かい合う２方位（方位X1、方位X2）および、ｙ軸方向に互いに原点を挟んで向かい合う２方位（方位Y1、方位Y2）として定義される。

傾斜角φは、４つの方位（方位X1、X2、Y1、Y2）についてそれぞれ極角45°方向の位置で測定された位相差の値（方位X1、方位X2、方位Y1、方位Y2に対する位相差の値を、それぞれΔｎ（X1）、Δｎ（X2）、Δｎ（Y1）、Δｎ（Y2）とする）の組合わせによって特定される。

液晶の種類等に応じて屈折率楕円体の屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）は特定されるから、屈折率楕円体の形状は特定されており、上記したような異なる４方位について位相差の値が特定されれば、（Δｎ（X1）−Δｎ（X2））および（Δｎ（Y1）−Δｎ（Y2））の値により、屈折率楕円体につき、その光軸が、どの程度方位X1あるいは方位X2に向かって傾斜し、どの程度方位Y1あるいは方位Y2に向かって傾斜しているかが特定される。このことから、屈折率楕円体の光軸が、ｚ軸に対してどの程度傾斜しているか特定できる。

例えば、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚであって、（Δｎ（X1）−Δｎ（X2））＝ε＞0（ゼロ）、且つ、（Δｎ（Y1）−Δｎ（Y2））の値が0（ゼロ）あるいは殆ど0であるような場合、屈折率楕円体は、方位X2にεの値に応じて傾斜し、方位Y1と方位Y2のどちらにもほとんど傾斜していない状態として特定され、屈折率楕円体の傾斜角φが特定される。

なお、複屈折率層の形成された基材について、その基板の略中心位置（W）に測定点をとり、その位置Wにおける屈折率楕円体の傾斜角φを計測したところ、その傾斜角φの値は、おおよそ１°であった。

また、複屈折率層の形成された基材について、複屈折率層面上の相異なる複数の位置における屈折率楕円体の傾斜状態（光軸の傾斜状態）を計測し、その傾斜状態の均一性の評価を行った。

＜傾斜状態の均一性の評価＞
まず複屈折率層の形成された基材において、複屈折率層面上、その面方向に100ｍｍ間隔の格子状にて互いに相異なる5点×７点の総計35点（35箇所）の測定点を選ぶとともに、35点の測定点のうち中心点の位置を位置Wに一致させる。そして、各測定点について4方向から位相差（Δｎ（X1）、Δｎ（X2）、Δｎ（Y1）、Δｎ（Y2））を測定して、位相差Δｎ（X1）についての標準偏差を算出し、及び各測定点について位相差値の大小関係の比較する。

結果、Δｎ（X1）の標準偏差は、0.29であった。この場合、複屈折率層面上の相異なる位置における屈折率楕円体の状態や光軸の状態につき、その傾斜角のばらつきがおおよそ0.4°の範囲に抑えられると予想される。
また、上記35点の測定点全てにおいて、（Δｎ（X1）−Δｎ（X2））＝ε＞0（ゼロ）、且つ、（Δｎ（Y1）−Δｎ（Y2））の値が殆ど0（ゼロ）であった。

したがって、複屈折率層の形成された基材では、複屈折率層の各測定点における光軸はおおよそ均一且つ同じ方向に傾斜した場合に相当しており、複屈折率層の各測定点における光軸の傾斜状態に殆どばらつきがないことが示される。そして、この基材では、複屈折率層の略中心位置での屈折率楕円体の傾斜角がそのまま複屈折率層の光軸の傾斜角を示すことになる。

＜水平配向膜の作製＞
上記のようにして得られた複屈折率層を形成した基材を20ｍｍ×20ｍｍの寸法に切断し、これに対し、その複屈折率層表面上に、次に示すように水平配向膜を作製した。
まず、複屈折率層を形成した基材面上に水平配向膜組成液（ＡＬ１２５４（ＪＳＲ社製））をフレキソ印刷を用いて塗工して塗工膜（水平配向膜用塗工膜）を形成し、その水平配向膜用塗工膜の形成されたガラス基板を230℃のオーブンで1時間焼成することにより、水平配向膜を形成した。

＜ラビング処理＞
水平配向膜の形成された基材に対し、複屈折率層の厚さ方向にみた場合に複屈折率層の複屈折率特性を特定する屈折率楕円体の長軸（光軸）の方向にラビング方向が平行する（揃う）ように、ラビング装置（RLYY−3（飯沼ゲージ社製 ）を用いてラビング処理を行った。こうして、複屈折率層を備えた第１の基板が得られた。

次に、第１の基板を形成する際に用いたのと同種の基材（ガラス基板）を用意し、第２の基板を形成するための基材として用い、第２の基板を作製した。

まず、第２の基板に用いる基材面上に、第１の基板における複屈折率層表面上に水平配向膜を作製した工程と同様の工程を通じて、水平配向膜を作製した。さらに、第２の基板用基材に設けられた水平配向膜上には、第１の基板と同様に、ラビング処理が施され、第２の基板が作製された。

複屈折率層を備えた第１の基板と、第２の基板を略20ｍｍ×20ｍｍの大きさに切り出し、これらを用いて次に示すように液晶層を作成した。

＜液晶層の作製＞
熱硬化性樹脂からなるシール材（三井化学株式会社製；商品名XN−5A）に、シール部用のスペーサ−（積水化学工業株式会社製；ミクロパールSP−2035）を0.4重量％含ませることで組成液（シール部組成液）を作製し、第２の基板に対して水平配向膜周縁に沿ってシール部組成液を塗布して塗工部（シール液塗工部）を作成した。なお、シール液塗工部を作成する際、水平配向膜周縁の一部にシール部組成液の塗工されない部分（非塗工部という）を残しておいた。

ラビング処理により液晶を配向づける方向が一致するように第１の基板と第２の基板をラビング処理された面を対面させて配置し、第２の基板のシール液塗工部を第１の基板に接触させ、この接触状態が維持されるように第１の基板と第２の基板を20kPa／ｃｍ²の圧力にてプレスしながら140℃に加熱してシール材を硬化させた。これにより、第１の基板と第２の基板とを一体化したもの（セルという。）が、作製された。なお、この得られたセルは、大きさが約2cｍ×約2cｍ、セルギャップが3.5μｍである。

これにより、第１の基板と第２の基板とがやや間隔をおいて対面配置されるとともに、第１の基板と第２の基板と間には、非塗布部の位置に開口部を形成しつつシール部で区画化された空間部が形成される。そして、この空間部に、液晶を注入して液晶層（駆動液晶層）が形成される。この液晶層を構成する液晶を注入するにあたり、液晶注入口として開口部が使用される。

液晶層を構成する液晶には、正の誘電率異方性を持つもの（メルク社製；商品名ZLI−2293;Δn=0.132、λ=590nｍ）を用いた。また、液晶の注入にあたっては、ディスペンサー方式が用いられても良いが、ここでは真空注入方式が用いられた。

真空注入方式による液晶層の形成は、次に示すように行われた。すなわち、液晶の入った容器の中に、まだ液晶が入ってないセルを液晶注入口を下向きにして配置する。このとき、液晶注入口は液晶に浸されていない。次に、この容器を密封し、容器中の空気を抜いて真空に近い状態にする。その状態で、セルの液晶注入口を液晶の中に浸す。それから液晶注入口が液晶に浸す状態を維持したまま、容器の中の圧力を常圧に戻す。これにより、圧力と毛細管理現象によって、液晶が液晶注入口から徐々にパネルの中に注入され、液晶がセルの空間部に充填される。

セルに液晶の充満がなされた後、液晶注入口に紫外線硬化樹脂（EHC社製；商品名LCB−610）を塗付け、その塗付け位置（液晶注入口の形成された位置）に紫外線を照射することでその位置の紫外線硬化樹脂を固定して空間部を封止した。
こうして、液晶層の形成されたセルが得られた。

＜位相差フィルムと偏光板の配設＞
「＋Aプレート」としての位相差フィルム（JSR社製；商品名アートン）を、液晶層の形成されたセルの第１の基板外側面に貼付けた。このとき、位相差フィルムの光軸の方向が、液晶層や複屈折率層の厚み方向に複屈折率層をみた場合における複屈折率層の光軸の向かう方向（光軸の傾斜方向）に揃うように、位相差フィルムは第1の基板外側面に貼付けられている。

そして、位相差フィルムを貼付けたセルに対し、位相差フィルム面上に偏光板（サンリッツ社製；商品名HLC2−5618）を貼付け（この偏光板を第１の偏光板という。）、さらに、これと同様の偏光板を第２の基板外側面にも貼付ける（この偏光板を第２の偏光板という。）。これらの偏光板は、複屈折率層の厚み方向にみた場合に、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交しているように配置されてセルに貼付けられる。そして、このとき、第１の偏光板の吸収軸の方向が、複屈折率層の厚み方向に複屈折率層をみた場合における複屈折率層の光軸の傾斜方向に揃うように、第１の偏光板は位相差フィルム面上に貼付けられている。

こうして、セルの外側位置に偏光板が貼付けられ、液晶表示装置が得られた。

得られた液晶表示装置について、正面輝度を測定することにより複屈折率層の厚み方向からみた場合の光漏れの状態を計測した。なお、正面輝度は、次に示すように測定された。

＜正面輝度の測定＞
正面輝度の測定は、輝度計測機と、液晶表示装置に光を照射する光照射部とで構築された輝度計測系を用いて実施された。

輝度計測系において、輝度計測器は、光照射部から発せられた光のうち液晶表示装置を通過した光を検知する光センサと、光センサによる検知された信号に基づき輝度を計測する計測部とを備えるものである。具体的には、輝度を測定する輝度計測機として、トプコン社製「BM−9」が使用された。

輝度計測系を用い、正面輝度は次のように測定された。
まず、光照射部を、液晶表示装置の第２の偏光板外側位置に配置し、液晶表示装置を挟んで液晶層の厚さ方向に対面する位置であって第１の偏光板外側位置に光センサを配置させた。

光照射部から波長550nｍの光を液晶表示装置に向かって照射し、第２の偏光板外側位置よりセル内を通過して第１の偏光板を通過した光を光センサに検知させ、検知された光の量（輝度）を計測部にて計測することで、正面輝度が測定される。
このような測定の結果、この液晶表示装置の正面輝度は、0.23cd/ｍ²であった。

実施例２．
第１の基板を構成する基材面上に次のように着色層を形成し、着色層面上に複屈折率層を形成するように構成した他は、実施例１と同様にして、図４に示すような第１の基板と第２の基板を備えた液晶表示装置を作製した。

＜着色層の作製＞
＜着色層の形成に用いる着色材料分散液の調整＞
ブラックマトリクス（BM）及び赤色（R）、緑色（G）、青色（B）着色画素の着色材料分散液として、顔料分散型フォトレジストを用いた。顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物（顔料、分散剤及び溶剤を含有する）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する）とを混合することにより得られた。得られた顔料分散型フォトレジストは、下記に示すような組成である。尚、分散機としては、ペイントシェーカー（浅田鉄工社製）を用いた。

（ブラックマトリクス用フォトレジスト）
・黒顔料・・・・・１４．０重量部
（大日精化工業（株）製、ＴＭブラック＃９５５０）
・分散剤・・・・・１．２重量部
（ビックケミー（株）製、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）
・ポリマー・・・・・２．８重量部
（昭和高分子（株）製、ＶＲ６０）
・モノマー・・・・・３．５重量部
（サートマー（株）製、ＳＲ３９９）
・添加剤・・・・・０．７重量部
（綜研化学（株）製Ｌ−２０）
・開始剤・・・・・１．６重量部
（２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１）
・開始剤・・・・・０．３重量部
（４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン）
・開始剤・・・・・０．１重量部
（２，４−ジエチルチオキサントン）
・溶剤・・・・・７５．８重量部
（エチレングリコールモノブチルエーテル）

（赤色（Ｒ）着色画素用フォトレジスト）
・赤顔料・・・・・４．８重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製、クロモフタールＤＰＰ Ｒｅｄ ＢＰ））
・黄顔料・・・・・１．２重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ社製、パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・３．０重量部
（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製、ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製、イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（緑色（Ｇ）着色画素用フォトレジスト）
・緑顔料・・・・・３．７重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＧ７（大日精化製、セイカファストグリーン５３１６Ｐ））
・黄顔料・・・・・２．３重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ社製、パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・３．０重量部
（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製、ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製、イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（青色（Ｂ）着色画素用フォトレジスト）
・青顔料・・・・・４．６重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６（ＢＡＳＦ社製、ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ））
・紫顔料・・・・・１．４重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＶ２３（クラリアント社製、フォスタパームＲＬ−ＮＦ））
・顔料誘導体・・・・・０．６重量部
（ゼネカ（株）製、ソルスパース１２０００）
・分散剤・・・・・２．４重量部
（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製、ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製、イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

尚、上記ポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。

＜着色層の形成＞
洗浄処理を施した基材としてのガラス基板（コーニング社製、7059ガラス）を用意し、このガラス基板上面に、次に示すように各色ごとに着色材料分散液を塗布し、基材に着色層を積層形成した。
まず、ガラス基板に、上述で調製したＢＭ用フォトレジストをスピンコート法で塗布し、９０℃、３分間の条件でプリベーク（予備焼成）し、所定のパターンに形成されたマスクを用いて露光（１００ｍＪ／ｃｍ²）し、続いて０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、３０分間ポストベーク（焼成）し、厚さが１．２μｍのＢＭを形成した基材（ＢＭ形成基材）を作製した。

次に、予め赤色着色画素に対応する位置に対応するように調整した赤色（Ｒ）の顔料分散型フォトレジストを上記ＢＭ形成基材上にスピンコート法で塗布し、８０℃、３分間の条件でプリベークし、各色パターンに応じた所定の着色パターン用フォトマスクを用いて、紫外線露光（３００ｍＪ／ｃｍ²）した。さらに、０．１％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、６０分間ポストベーク（焼成）し、ＢＭパターンに対して所定の位置に膜厚２．６μｍの赤色（Ｒ）着色画素のパターンを形成した。

続いて、上記赤色（Ｒ）着色画素のパターンの形成方法と同様の方法を用いて、緑色（Ｇ）着色画素、青色（Ｂ）着色画素それぞれにつき、パターンを形成した。こうして、ガラス基板上に、ＢＭ、赤色着色画素、緑色着色画素、及び青色着色画素から構成される着色層が形成された。

こうして得られた着色層を形成した基材を用い、実施例１と同様にして第１の基板を作製した。

さらに、第１の基板を用い、実施例１と同様にして液晶表示装置を得た。
得られた液晶表示装置について、実施例１と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.20cd/ｍ²であった。

実施例３
ストライプ型のパターンにて配置された各色の着色画素を備えた着色層を形成した基材を用いたほかは、実施例２と同様にして第１の基板を作製した。なお、複屈折率層は、基材の着色層形成面側に作成された。

さらに、第１の基板を用い、偏光板の配設を次に示すように実施した以外は実施例１と同様にして液晶表示装置を得た。

＜偏光板の配設＞
実施例１と同様にして位相差フィルム（JSR社製；商品名アートン）を貼付けたセルに対し、位相差フィルム面上に偏光板（サンリッツ社製；商品名HLC2−5618）を貼付け（第１の偏光板）、さらに、これと同様の偏光板を第２の基板外側面にも貼付ける（第２の偏光板）。これらの偏光板は、複屈折率層の厚み方向にみた場合に、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交しているように配置されてセルに貼付けられる。ただし、本実施例においては、第１の偏光板の吸収軸の方向が、ストライプ型の着色画素の長手方向に一致するように、第１の偏光板が位相差フィルム面上に貼付けられた。

得られた液晶表示装置について、実施例１と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.20cd/ｍ²であった。

比較例１．
実施例１において、液晶層の厚み方向にみた場合に、複屈折率層の屈折率楕円体の光軸の傾斜方向に対して第１の偏光板の吸収軸が45°ずれた位置に配置され、且つ、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交するように、第１の偏光板と第２の偏光板をセルに貼付けた液晶表示装置を得た。
得られた液晶表示装置について、実施例１と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.28cd/ｍ²であった。

比較例２
実施例３で得られた第１の基板を用い、次のように偏光板の配設をしたほかは、実施例３と同様にして液晶表示装置を得た。すなわち、本比較例では、液晶層の厚み方向にみた場合に、ストライプ型の着色画素の長手方向に対して第１の偏光板の吸収軸が45°ずれた位置に配置され、且つ、第１の偏光軸の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸とが直交するように、第１の偏光板と第２の偏光板をセルに貼付けた。

得られた液晶表示装置について、実施例１と同様にして正面輝度を測定した。
正面輝度は、0.27cd/ｍ²であった。

このように、実施例１、２、３、比較例１、２より、本発明の液晶表示装置では、光漏れが抑制されていることが示される。

本発明の液晶表示層装置の構造を説明するための分解説明図である。 （A）本発明の液晶表示装置の実施例において図１におけるＦ方向からみた吸収軸と屈折率楕円体の関係を説明する説明図である。（B）本発明の液晶表示装置の他の実施例において図１におけるＦ方向からみた吸収軸と屈折率楕円体の関係を説明する説明図である。 （A）複屈折率層の設置位置を説明するための概略断面図である。（B）複屈折率層の設置位置を説明するための概略断面図である。（C）複屈折率層の設置位置を説明するための概略断面図である。 （A）異複屈折率層を備えた液晶表示装置の実施例の一つを説明するための概略断面図である。（B）着色層を備えた液晶表示装置の実施例の一つを説明するための概略断面図である。 （A）本発明の液晶表示装置におけるスイッチング回路を説明する概略平面図である。（B）本発明の液晶表示装置における他のスイッチング回路を説明する概略平面図である。 着色層を備えた液晶表示装置において、着色層と偏光板の配置関係を説明するための図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 液晶層
３ 第１の基板
４ 第２の基板
５ 第１の偏光板
６ 第２の偏光板
７ 複屈折率層
８ 着色画素
９ 遮光部
１０ 着色層
２０ スイッチング回路
３０ 基材
３１ 異複屈折率層

Claims (11)

1. 配向状態の可変な液晶を含有する液晶層を挟んで対向する基板を備え、対向する基板を挟んで第１の偏光板と第２の偏光板を互いに吸収軸を直交させて配設している液晶表示装置において、
   第１の偏光板と第２の偏光板との間には、複屈折率層が、重合性液晶をホメオトロピック配向状態にして重合させて形成され、且つ複屈折率層の厚み方向に対して傾斜した光軸を有して形成されており、
   複屈折率層の光軸は、複屈折率層の厚み方向に対して、第１の偏光板もしくは第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向に傾斜していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 複屈折率層は、分子形状が棒状の重合性液晶を３次元架橋重合させて形成されている請求項１記載の液晶表示装置。
3. 複屈折率層の光軸は、複屈折率層全面に均一に傾斜している請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 複屈折率層は、対向する基板の間に積層形成されている請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 対向する基板の少なくとも一方には、着色層が形成されている請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 複屈折率層が、着色層面上に形成されている請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 着色層は、ストライプ型の配置パターンにて配置されて形成される所定波長の光を透過させる着色画素を備えており、第１の偏光板と第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向がストライプ型の着色画素の長手方向に一致している、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 配向状態の可変な液晶を含有する液晶層を挟んで対向する基板を備え、対向する基板を挟んで第１の偏光板と第２の偏光板を互いに吸収軸を直交させて配設している液晶表示装置において、
   対向する基板の少なくとも一方には、着色層が形成されており、
   第１の偏光板と第２の偏光板との間には、複屈折率層が、重合性液晶を重合させて形成され、且つ複屈折率層の厚み方向に対して傾斜した光軸を有して形成され、且つ着色層面上に形成されており、
   複屈折率層の光軸は、複屈折率層の厚み方向に対して、第１の偏光板もしくは第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向に傾斜しており、
   着色層は、ストライプ型の配置パターンにて配置されて形成される所定波長の光を透過させる着色画素を備えており、第１の偏光板と第２の偏光板のいずれかの吸収軸の方向がストライプ型の着色画素の長手方向に一致している、ことを特徴とする液晶表示装置。
9. 傾斜した光軸を有する複屈折率層とは異なる光軸を有する異複屈折率層が、傾斜した光軸を有する複屈折率層と第１の偏光板の間に形成されている請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 異複屈折率層の光軸は、第１の偏光板もしくは第２の偏光板の吸収軸の方向と向きを揃えている請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 異複屈折率層は、フィルム材を備える請求項９または１０に記載の液晶表示装置。

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