WO2015178447A1 - 画像表示装置およびそれに使用する配向材料 - Google Patents

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Definitions

  • a liquid crystal display element and inorganic or organic EL electroluminescence
  • an image display device for displaying a two-dimensional image or a three-dimensional image
  • the alignment treatment for aligning molecules of an optical material such as a retardation film used in an image display device such as a liquid crystal display element or EL or a liquid crystal material used in a liquid crystal display element is generally roughly divided into glass or the like.
  • the definition of a liquid crystal display can also be obtained by reducing the pixel size, but if the definition of the pattern retarder, lenticular lens, etc. is not sufficiently high in conjunction with the pixel size, the contrast cannot be obtained sufficiently and the designed definition can be obtained. I can't show it. Contrast is influenced by alignment disorder or light leakage due to defects. When an alignment layer having a sufficiently large alignment regulating force is used, the contrast can be increased and the definition can be increased.
  • an image display unit comprising a liquid crystal layer containing a liquid crystal compound that controls the phase or speed of transmitted light and a photo alignment layer that contacts the liquid crystal layer and controls the orientation of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal compound
  • the yellowness (YI) of the alignment layer is 0.001 ⁇ YI ⁇ 100.
  • the image display device of the present invention According to the image display device of the present invention, deterioration due to light over time can be suppressed / prevented.
  • the optical layered body acts as a refractive element such as a retardation film, a pattern retarder, or a lenticular lens, thereby reducing the alignment disorder of the optical anisotropic layer in the vicinity of the boundary region between the optical anisotropic layer and the photo-alignment layer.
  • An image display device can be provided.
  • the liquid crystal display device according to the present invention reduces the alignment defect point of the optical anisotropic layer (for example, polymerizable liquid crystal) by increasing the alignment regulating force of the (light) alignment layer, reduces light leakage, and improves the contrast. is doing.
  • a method for forming the light shielding part is not particularly limited as long as it can pattern the light shielding part, and a known method can be used.
  • it may be formed by a photolithography method using a black dispersion liquid containing a black coloring material and a curable resin composition.
  • an inorganic protective film may be formed on the colored layer as necessary, and is provided in order to prevent volatile gas components (such as water vapor) generated from the colored layer from leaking outside in the manufacturing process of the display device. For this reason, the inorganic protective film is required to have a gas barrier property.
  • the inorganic protective film has a water vapor permeability of 30 g / (m 3 ⁇ day) or less, preferably 0 to 25 g / (m 3 ⁇ day), more preferably 0 to 20 g / (m 3 ⁇ day). .
  • the pixel electrode 21 and the common electrode 22 have an interelectrode distance (also referred to as a minimum separation distance): R between the pixel electrode 21 and the common electrode 22 in order to form a fringe electric field between these electrodes:
  • the distance between the first substrate 2 and the second substrate 7 is smaller than G.
  • the distance between electrodes: R represents the distance in the horizontal direction on the substrate between the electrodes.
  • the distance between the first substrate 7 and the second substrate 7 is smaller than G, so that a fringe electric field E is formed.
  • a preferred embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention is preferably an FFS type liquid crystal display element using a fringe electric field, and the shortest separation distance R between the common electrode 22 and the pixel electrode 21 is a photo-alignment layer.
  • the distance is shorter than the shortest separation distance G between 4 ′ (inter-substrate distance)
  • a fringe electric field is formed between the common electrode and the pixel electrode, and the horizontal and vertical alignment of the liquid crystal molecules can be efficiently used. it can.
  • the FFS mode liquid crystal display element of the present invention when a voltage is applied to the liquid crystal molecules arranged so that the long axis direction is parallel to the alignment direction of the alignment layer, the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are interposed.
  • the spacer used for adjusting the distance between the substrates is the same as described above, and is omitted here.
  • a LC11 and A LC21 each independently preferably have the following structure.
  • Z LC11 and Z LC21 are preferably a single bond, —CH 2 CH 2 —, —COO—, —OCO— , —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 — or —CF 2 O— , —CH 2 CH 2 —, —OCH 2 —, —OCF 2 — or —CF 2 O— are preferred, and a single bond, —OCH 2 — or —CF 2 O— is more preferred.
  • m LC11 and m LC21 are preferably 1, 2 or 3, preferably 1 or 2 when emphasizing storage stability at low temperature and response speed, and 2 or 3 for improving the upper limit of the nematic phase upper limit temperature. Is preferred.
  • R LC31 and R LC32 each independently represent the same meaning as R LC31 and R LC32 in General Formula (LC3).
  • R LC31 and R LC32 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R LC31 has 2 carbon atoms. Or an alkyl group having 3 carbon atoms, and more preferably R LC32 represents an alkyl group having 2 carbon atoms.
  • the total content of the bifunctional polymerizable liquid crystal compound having two polymerizable functional groups in the molecule is preferably 0 to 90% by mass of the total amount of the polymerizable liquid crystal compound used, and is preferably 10 to 85% by mass. %, More preferably 15 to 80% by mass.
  • the lower limit value is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and when importance is placed on the orientation of the optical anisotropic body, the upper limit value is 80% by mass. % Or less, more preferably 70% by mass or less.
  • the general formula (II) Represents the same definition.
  • Examples of the general formula (II-2-3) include compounds represented by the following general formulas (II-2-3-1) to (II-2-3-3-8). The formula is not limited.
  • (II-2-2) to (II-2-2-4) is preferably used as a mixture of polymerizable liquid crystal compounds, and the compound having three ring structures (II-2- A mixture in which the compound represented by 1-2) and the compound represented by (II-2-2-2) above are used together so that the total amount of the polymerizable liquid crystal compound used is 70% by mass or more. More preferably, it is represented by the above (II-2-1-2) And compound, the a compound represented by (II-2-2-2), it is particularly preferable that the mixture in combination with such a less than 75 wt% of the total amount polymerizable liquid crystal compound to be used.
  • the photo-alignment layer according to the present invention is more preferably composed of a photo-alignment component, and further preferably contains an ultraviolet absorber. Moreover, the said photo-alignment component should just contain 1 or more types of photoresponsive molecules.
  • the photoresponsive molecule is a photoresponsive dimerization-type molecule that forms a cross-linked structure by dimerization in response to light, and is a photoresponsive molecule that isomerizes in response to light and is oriented substantially perpendicular or parallel to the polarization axis.
  • At least one selected from the group consisting of an isomerized molecule and a photoresponsive decomposable polymer in which a polymer chain is cleaved in response to light is preferred, and the photoresponsive isomerized molecule is sensitive and has an orientation regulating ability. This is particularly preferable.
  • R 31 in the formula (2-a) is a polymerizable group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a cyano group, or a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and j is 0 It is an integer of 6 or less. It is more preferable that the polymer is a photoresponsive dimerization polymer represented by
  • More preferable compounds include compounds of the general formula (6) having a cinnamoyl group, the general formula (7) having a coumarin group, and the general formula (8) having a benzylidenephthaldiimide group.
  • the liquid crystal display element was irradiated with non-polarized ultraviolet rays at an intensity of 40 mW / cm 2 for 125 seconds using a high-pressure mercury lamp. It was 145 when the contrast of the liquid crystal surface device after irradiation was measured. No drastic reduction in contrast as in Comparative Example 5 was observed.

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Abstract

本発明者等は、配向膜の配向規制力の向上について鋭意検討を重ねた結果、当該配向規制力は配向膜の黄色度(YI)を一定以上に制御することにより容易に解消できることを見出し、以下の本願発明により当該課題を解決することを見出した。 透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層および前記液晶層と当接して前記液晶性化合物に含まれる液晶分子の配向を制御する光配向層を備える画像表示部を有し、 前記光配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする画像表示装置。

Description

画像表示装置およびそれに使用する配向材料
 本発明は、画像表示装置およびそれに使用する配向材料に関するものである。
 2次元映像や3次元映像を表示する画像表示装置としては、液晶表示素子や無機または有機EL(エレクトロルミネッセンス)など種々のデバイスが存在する。例えば液晶表示素子やELといった画像表示装置に使用される位相差膜や液晶表示素子に使用される液晶材料などの光学材料の分子を配向させる配向処理は、一般的に大きく分けて、ガラス等の基板表面にポリイミド等の高分子の膜を基板表面に形成し、これを一方向に布等で摩擦するラビング法と、基板上に設けた塗膜に異方性を有する光を照射して液晶配向能を生じさせる光配向法と、に分類される。前者のラビング法では、製造工程において配向膜表面に生じた傷やほこりが原因で配向欠陥が発生する問題や基板のサイズが大型化するに伴い、基板全面に亘って、かつ長期間均一な配向を得るためのラビング装置の設計および管理が困難になるという問題がある。
 一方、後者の光配向法では、光(例えば偏光紫外線)を配向膜上に照射して、偏光方向に分子を選択的に反応させ、これにより異方性が発生することで分子に対する配向能を発揮する方法であるため、傷やほこりが原因の配向欠陥や基板全面に亘って長期間均一な配向を得るというラビング法の問題点は解決することができる長所があり、現在積極的に開発が進められている。
 しかしながら、現在多くの光配向膜やラビング配向膜に使用されているポリイミド系の配向膜は、一般的に芳香族系モノマーから構成されており、耐熱性、配向特性などは良好である。しかしながら、例えば特許文献1に示すように、ポリイミドの持つ黄褐色~茶色という特有の着色の性質により、液晶ディスプレイ自体に黄色の着色を与える問題がある。そのため、前記配向膜を位相差膜やレンチキュラーレンズ等を構成する分子の配向に利用する場合も着色の問題が依然として残る。
 また、2次元映像だけでなく3次元映像を表示する液晶表示装置では、一般に、高精細な画像が望まれているが、3次元映像を表示す立体表示装置においては左眼映像と右眼映像を表示する必要性から精細度は半減し低下することとなる。そのため精細度を向上させるには2次元の表示装置以上に画素のサイズを小さくしなければならない。例えば、特許文献2には、液晶表示装置の高精細画像を実現するため画素電極上に配向規制構造物を設ける提案がなされている。
 3次元映像を表示する画像表示装置としては、画像表示装置(例えば、液晶表示素子や有機EL)の左眼映像と右眼映像に対応した位置に異なる位相状態を与えるパターンリターダを設置し、左眼映像と右眼映像を例えば右円偏光と左円偏光に分離して表示し、これを専用の眼鏡で見ることにより立体画像を認識する、いわゆる専用の眼鏡を用いる方式と、例えば、レンチキュラーレンズ方式や、視差バリア(パララックスバリア)方式などに代表される専用の眼鏡が不要な方式に大別される。これらの方式では、互いに視差がある複数の映像(視点映像)を同時に表示し、表示装置と観察者の視点との相対的な位置関係(角度)によって見える映像が異なるようになっている。
 例えば前者のパターンリターダに関する技術としては、特許文献3が挙げられる。前記特許文献3によれば、パターンリターダが加熱や加湿等により寸法が変化し、パターンリターダの左右眼パターンと液晶表示素子のパターンとが対応しなくなり、左右の画像のそれぞれが他方の画像に混入するクロストークが発生する問題に対し、特定の保護層及び接着層を設けることによりパターンリターダの寸法変化を抑制する事が提案されている。
 また、例えば後者の裸眼用のレンチキュラーレンズに関する技術としては、特許文献4が挙げられる。前記特許文献4によれば、屈折率が温度変化することにより集光角度が変化し最適動作状態から乖離する問題があり、これを防ぐためレンチキュラーレンズを液晶高分子で作製する提案がなされている。
特開2010-101999号公報 国際公開2011‐129177号 特開2012-123040号 特表2004-538529号
 上記特許文献1で代表されるように、従来はイエローインデックスの小さい配向膜材料を用いて光透過性を大きく、色度変化を小さくすることが提案されてきたが、配向規制力が低く、分子を特定方向に配列できない課題が依然として残る。また、液晶表示素子における配向膜だけでなく、液晶層がバックライトや外部からの光を常に受け、紫外線などにより経時的に劣化し、それによって液晶分子を配向する配向規制力や液晶特性が低下するという新たな問題が生じる。また、上記特許文献2に示すように画素のサイズを小さくすると、1画素の大きさよりラビング法で使用する布の繊維幅が大きく適切にラビングできないという問題が生じる。
 さらに、位相差膜やレンチキュラーレンズなど重合性液晶化合物を配向させて用いる素子の特性は配向度や配向の均一性に直接依存するため、装置の特性、例えば3次元映像のにじみ、解像度、着色などにも大きく影響する。この点は液晶表示装置でもEL表示装置でも表示装置の種類を問わず同様である。
 また、3次元映像を表示する画像(液晶、EL)表示装置においては、観察者にとって専用の眼鏡は煩わしく感じるものであり、専用の眼鏡が不要なものが望まれている。しかし、専用の眼鏡の要否に関わらず、上記特許文献3および4に記載の発明は、光学素子のパターンリターダを組み合わせた装置または液晶表示素子と光学素子のレンチキュラーレンズを組み合わせた装置であり、両素子の精細度を増すことによって立体画像の品質を向上させることができるとの記載がある。しかしながら、これまでに精細度を改善する提案はいくつかなされているものの十分とはいえない。すなわち、3次元映像表示は、互いに視差のある(視点の異なる)左眼映像と右眼映像を表示するものであり、観察者が左右の目でそれぞれを見ることにより奥行きのある立体的な映像として認識することができる。また、互いに視差がある3つ以上の映像を表示することにより、観察者に対してより自然な立体映像を提供することが可能な表示装置も開発されている。その際、自然な立体映像を提供する上で液晶表示素子における液晶の配向乱れが大きな障害となることはもちろん、パターンリターダにおいては配向方向の異なる左眼用と右眼用の円偏光の偏光度の低下、および隣り合うリターダの境界領域での液晶の配向乱れによるクロストーク、などの問題が生じており、レンチキュラーレンズにおいてもレンズ内の配向層近傍の配向度および配向層から遠い領域の液晶の配向乱れが、レンズを透過した光の集光方向にずれを生み、自然な立体映像の画質および映像の精細度を低下させる問題が生じていた。
 視野角補償に用いられる補償膜やパターンリターダ等の位相差膜は通常0.1~数μm程度の膜厚を有するものが多いが、レンチキュラーレンズの平面から頭頂部までの厚さは、用いられる液晶表示素子の精細度に応じて1~数百μm、現状は10~100μmのものが多い。レンチキュラーレンズを液晶性材料によって作製する場合、(光)配向層またはそれに代わる型枠などの物理的な形状によって配向方向を規制する。比較的厚いレンチキュラーレンズの膜厚が影響し、配向層など配向方向を規制する面での乱れが膜厚によって拡大する。配向方向の乱れはレンチキュラーレンズの屈折率の乱れを生み、レンズを透過した屈折光の方向を乱すため立体視効果を低減することになる。従って配向状態が高度に均質な裸眼立体視用レンチキュラーレンズを得るためには、配向層での液晶分子の配向方向を精度高く規制する必要があり、そのためには配向層の配向規制力を高めることが重要である。
 補償膜中の配向欠陥、パターンリターダの境界領域において配向乱れの生じる幅の影響、またはレンチキュラーレンズの厚さによる配向乱れの影響等は、近年の液晶表示装置に求められる高機能化・高精細化に伴って顕在化してきた問題である。
 液晶表示装置の精細度は画素サイズを小さくすることによっても得られるが、画素サイズに連動してパターンリターダおよびレンチキュラーレンズなどの精細度が十分高くないとコントラストが十分得られず設計した精細度を発揮できない。コントラストは配向乱れ、または欠陥による光漏れなどによって影響される。配向規制力が十分大きい配向層を用いた場合にはコントラストを大きくすることができ、精細度を上げることができる。
 パターンリターダのコントラストは右目用リターダ部分と左目用リターダ部分の配向乱れに基づく光漏れはもちろん、両部分の境界領域近傍に生ずる配向の乱れた領域からの光漏れなどによって影響され、配向規制力が十分大きい配向層を用いた場合にはコントラストが大きくなり、即ち精細度を上げて用いることができる。
 レンチキュラーレンズの場合もパターンリターダと同様に配向乱れがレンズの集光角度のズレを生みコントラストに影響を与える。配向規制力が十分大きい配向層を用いた場合には集光角度の分布を低減する結果コントラストが大きくなり、即ち精細度を上げて用いることができる。
 ここでパターンリターダとは、遅相軸が異なる方向である位相差層の領域が面内で一定の規則性で配置された位相差膜を意味し、通常は液晶またはEL等の表示素子の画素に対応して交互に配置されたストライプ状である。例えば異なる方向に遅相軸を有する2つの領域が、それぞれ、液晶表示素子の画素の奇数番目ラインと偶数番目ラインとに対応し、画素を透過した光が通過する位置に対応して置かれている。奇数番目ラインと偶数番目ラインの位相差層は光軸が異なっており、各々入射光の位相を1/4波長、-1/4波長だけ遅延させたとする。この場合、各々の位相差層を透過した光は偏光層を透過した後、互いに方向が異なる円偏光に変形され、奇数番目ラインに表示される映像の光は左円偏光に変換され、偶数番目ラインに表示される映像の光は右円偏光に変換される。この映像を左円偏光と右円偏光のみを透過する2つのフィルターからなる眼鏡で見ることにより3次元映像表示として視認できる。
 そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い配向規制力、耐光性、配向欠陥の低減、立体表示の品質を高めるために必要な高精細な画像表示部を備えた画像表示装置を提供するのが目的である。
 例えば、本発明の一形態では、高い配向規制力、耐光性、配向欠陥の低減、立体表示の品質を高めるために必要な高精細な液晶表示素子を提供する。
 本発明の他の一形態では、光学積層体である位相差膜、パターンリターダ、レンチキュラーレンズにおいて、光学積層体における光配向層と光学異方層との境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減したパターンリターダ等の位相差膜、もしくは配向状態が高度に均質な裸眼立体視用レンチキュラーレンズ等の屈折性素子を提供し、3次元映像表示装置に代表される高精細表示装置を実現することを目的とするものである。また、視野角補償などに用いられる光学補償膜用の位相差膜において配向乱れを低減することにより高精細な画像表示装置を得ることも目的の一つである。
 さらに別の観点から、これらに必要となる配向規制力が向上した光応答性配向剤の提供を目的とするものである。
 本発明者等は、上記実情に鑑み、画像表示装置の一例である液晶表示素子の駆動用液晶の液晶分子の配向に使用する配向層の配向規制力の向上について鋭意検討を重ねた結果、前記配向規制力は配向膜の黄色度(YI)を一定以上に制御することにより容易に解消できることを見出し、以下の本願発明により前記課題を解決することを見出した。
 本発明者等は上記実情に鑑みて、配向層を視野角補償等に用いられる補償膜やパターンリターダなどの位相差膜、およびレンチキュラーレンズなどの屈折性素子に用いられる場合、3次元映像表示における精細度向上に障害となっているのは、液晶表示素子、パターンリターダなどの位相差膜、またはレンチキュラーレンズなどの屈折性素子等に用いられる配向層の配向規制力が十分大きくないことが原因であることを見出した。
 すなわち、透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層および前記液晶層と当接して前記液晶性化合物に含まれる液晶分子の配向を制御する光配向層を備える画像表示部を有し、前記配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする画像表示装置を提供する。
 また、本発明の画像表示装置においては、前記配向層に用いる光応答性配向剤(光配向成分を溶媒に溶解した状態)の黄色度(YIS)が0.001<YIS<500である光応答性配向剤を提供する。
 本発明の画像表示装置によれば、光学積層体である、位相差膜、パターンリターダ等の位相差膜または裸眼立体視用レンチキュラーレンズ等の屈折性素子の配向層の配向規制力が増大したことにより、位相差膜における異なる配向乱れ、特にパターンリターダのパターンの境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減し、後者における配向層から離れた位置における液晶の配向乱れを低減することができる。
 本発明の画像表示装置によれば、高精細な液晶表示素子、または配向方向の異なる境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減することができる。
 本発明の画像表示装置によれば、経時的な光による劣化を抑制・防止することができる。
 本発明の画像表示装置によれば、外場により駆動する液晶分子の配向欠陥、配向乱れまたは光漏れを低減することができる。
図1は、画像表示装置の一例である有機EL素子の構成を模式的に示す図である。 図2は、画像表示装置の一例である有機EL素子の構成を模式的に示す図である。 図3は、画像表示装置の一例である有機EL素子の構成を模式的に示す図である。 図4は、画像表示装置の一例である液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。 図5は、図4における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層のIIの領域を拡大した平面図である。 図6は、図5におけるIII-III線方向に図4に示す液晶表示素子を切断した断面図である。 図7は、図4における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層のIIの領域を拡大した他の実施形態の平面図である。 図8は、図7におけるIII-III線方向に液晶表示素子を切断した他の実施形態の断面図である。 図9は、画像表示装置の一例である液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。 図10は、図9における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層のIIの領域を拡大した平面図である。 図11は、図10におけるIII-III線方向に図9に示す液晶表示素子を切断した断面図である。 図12は、画像表示装置の一例である液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。 図13は、図12に示す液晶表示素子を図5と同様に切断した断面図である。 図14は、画像表示装置の一例である液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。 図15は、図14における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層のIIの領域を拡大した平面図である。 図16は、図15におけるIII-III線方向に図14に示す液晶表示素子を切断した断面図である。 図17は、図14における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層のIIの領域を拡大した他の実施形態の平面図である。 図18は、図17におけるIII-III線方向に液晶表示素子を切断した他の実施形態の断面図である。 図19は、本発明に係る他の液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。 図20は、図19における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層のIIの領域を拡大した平面図である。 図21は、図20におけるIII-III線方向に図19に示す液晶表示素子を切断した断面図である。
 以下、本発明に係る画像表示装置およびそれに使用する液晶配向剤について詳細に説明する。
 なお、本出願は、2014年5月23日に出願された日本国特許出願第2014-107095号および2015年2月2日に出願された日本国特許出願第2015-018483号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。
 本発明の第一は、透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層および前記液晶層と当接して前記液晶性化合物に含まれる液晶分子の配向を制御する光配向層を備える画像表示部を有し、前記配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする画像表示装置である。
 本発明において、光配向層の配向規制力が増大したことにより、液晶性化合物における液晶分子の配向乱れ、特に配向層との境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減し、配向層から離れた位置における液晶分子の配向乱れを低減することができる。
 本発明に係る画像表示装置に用いる画像表示部は、画素表示部分の間隙に光が透過する光透過部が形成されているものであり、印加電圧等により輝度が変化する電気光学素子を画素表示素子として使用されているものであり、液晶表示素子または有機EL素子が挙げられる。また、画像表示部は、画像情報は表示される領域であり、厚み方向は問わない。
 また、本発明に係る画像表示装置は、電子機器の一例であり、パーソナルコンピュータを構成するモニタ装置、ノート型パーソナルコンピュータのモニタ装置、スマートフォンなどの携帯電話、携帯情報端末またはゲーム機器のモニタ装置、テレビジョン受像機として使用することができる。
 本発明に係る画像表示装置の好適な実施態様は、画像表示部に設けられた透光性の光学積層体を有する画像表示装置であって、前記光学積層体は、前記積層体を透過する光の位相または速さを制御する前記光学異方性分子または前記高分子液晶の少なくともいずれかを含む光学異方層と、前記光学異方層と当接し、前記光学異方性分子を配向させる前記光配向層と、を備え、前記光学異方層および前記配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする。
 前記光学積層体が位相差膜またはパターンリターダ、またレンチキュラーレンズなどの屈折性素子として作用することにより、光学異方層と光配向層との境界領域近傍における光学異方層の配向の乱れを低減した画像表示装置を提供することができる。本発明に係る液晶表示装置は、(光)配向層の配向規制力が高まったことにより光学異方層(例えば、重合性液晶)の配向不良点を減少させ、光漏れを減少しコントラストが向上している。また、本願発明に係る光配向層は特定範囲の黄色度を備えているため、比較的エネルギーの高い青紫や青紫色を吸収し、比較的エネルギーが低い黄色または赤及び緑の混色を透過するため、耐光性に優れた画像表示装置を提供することができる。
 また、本発明の画像表示装置においては、光配向層に用いる光応答性配向剤(光配向成分を溶媒に溶解した状態)の黄色度(YIS)を0.001<YIS<500とすることによって、配向層の配向規制力を高めることが可能であり、位相差膜およびパターンリターダ、またはレンチキュラーレンズ等の屈折性素子の配向層として形成した後の、基板に配向層が形成された状態における黄色度(基板と配向層との黄色度(YIL)から後述する方法により求めた黄色度(YI))を0.001<YI<100とすることによって、素子としての総合的な特性向上を図ることができる。
 本明細書における「配向規制力」とは、光配向層と液晶層との界面において、与えた方向に対して配向層が液晶分子を配列させる力を指す。配向規制力が大きいほど、液晶分子を並べる力が強く、液晶分子の熱振動や外力による配向乱れを抑制する効果が大きい。配向規制力のポテンシャルエネルギーはアンカリングエネルギーと呼ばれ、配向規制力の評価値として直接的にはアンカリングエネルギーを用いる。アンカリングエネルギーは更に「方位角アンカリングエネルギー」と「極角アンカリングエネルギー」に分けることができる。「方位角アンカリングエネルギー」は、液晶を基板面内で捩じろうとする力に対してどれだけ対抗できる力を持っているのか、「極角アンカリングエネルギー」は、液晶を基板面から立たせようとする力に対してどれだけ対抗できる力を持っているのかを示すパラメータとなる。
 例えば、液晶層が光学異方層の場合の「配向規制力」とは、配向層と光学異方層との界面において、与えた方向に対して配向層が光学異方性分子を配列させる力を指す。配向規制力が大きいほど、光学異方性分子を並べる力が強く、光学異方性分子の熱振動や外力による配向乱れを抑制する効果が大きい。方位角アンカリングエネルギー」は、光学異方性分子を基板面内で捩じろうとする力に対してどれだけ対抗できる力を持っているのか、「極角アンカリングエネルギー」は、光学異方性分子を基板面から立たせようとする力に対してどれだけ対抗できる力を持っているのかを示すパラメータとなる。
 以下、本発明に係る画像表示装置の好ましい実施形態について以下説明する。
 本発明の画像表示装置の好適な実施形態は、前記画像表示装置における画像表示部に光学積層体が直接または間接的に積層されており、必要により偏光板をさらに備える。前記偏光板と前記画像表示部との間に前記光学積層体を設けられてもよく、前記偏光板は、光学積層体より画像表示部側に設けられてもよい。
 本発明の一の実施形態の画像表示装置として有機EL表示素子を使用した場合の態様について図1~3を参照して説明する。図1は、有機EL表示素子の一例を示す概略断面図である。図1に例示するように、有機EL表示素子100は、基板121および上記基板121上に形成され、白色発光層を含む有機EL素子125を有する有機EL素子側基板120と、透明基板101、上記透明基板101上に形成された開口部を備える遮光部102、ならびに上記開口部に形成された赤色着色層103R、緑色着色層103G、および青色着色層103Bを含む着色層103を有する有機EL表示装置用カラーフィルタ110と、上記カラーフィルタ110および上記有機EL素子側基板120の周縁部に形成され、上記有機EL素子125を封止するシール剤127とを有するものである。ここで、上記有機EL素子125が、背面電極層122、白色発光層を含む有機EL層123、および透明電極層124を含むものであり、上記有機EL素子側基板120が、上記背面電極層122の開口部に形成された絶縁層126を有するものである。また、製造工程における欠陥を減少させるために、上記着色層を覆うように、樹脂からなるオーバーコート層104を形成してもよい。また、本発明の光学積層体112および偏光板111は画像表示部の表面である透明基板101側に設けられている。より詳細には、画像表示部の表面である透明基板101上に直接または間接的に光学積層体112を形成する。前記光学積層体112は配向層(図示せず)と前記配向層と直接当接した光学異方層(図示ぜす)とを含み、図1では、透明基板101の基板121側表面に、偏光板111、光学異方層112の順に積層されている。本発明に係る光学積層体は、光学異方層と、光配向層とを必須として含むものであり、必要により基板を備えてもよく、また前記基板を画像表示部に固定または接着するために公知の粘着剤層や接着剤層を含んでもよい。また、光学積層体112における光配向層と光学異方層との積層の順序は問わないため、光配向層を基板121側設けても基板101側に形成されていてもよい。
 図2は、有機EL表示素子の他の一例を示す概略断面図であり、図2では、図1のように光学積層体112および偏光板111は画像表示部の表面である透明基板101側に設けられている代わりに、透明基板101上に直接光学積層体112を形成している形態である。その他の構成は、図1と同様なのでここでは省略する。図2において、透明基板101と光学積層体112の光配向層が接するように形成してもよく、また光学積層体112の光学異方層が透明基板101と当接するように形成してもよい。さらに、図1以外の間接的に透明基板101上に光学積層体112を形成する形態としては、本発明の光学積層体を予め基板上に形成しておき、前記光学積層体を形成した基板と透明基板101とを接着層や粘着層を介して基板同士接着してもよい。より詳細には透明基板101とは異なる基板上に光配向層を形成した後、前記光配向層上に光学異方層を形成し、透明基板101に光学異方層側が直接接触するよう転写形成する場合(直接形成)、さらには、前記光学積層体112((別の他の基板)-配向層-光学異方層)を形成した透明基板101とは異なる他の別の基板と、透明基板101とが直接接触して形成してもよい(他の別の基板を残す間接形成)。また、光学積層体112と透明基板101との当接または透明基板と他の基板との当接のため、必要により接着層や粘着層を介在させてもよい。
 本発明の画像表示装置において、偏光板111をさらに設けてもよく、具体的には光学積層体の一部として設けても、別途設けても良い。例えば、図2のように、偏光板を画像表示部から最も外側に設ける場合、換言すると、前記偏光板111と前記画像表示部との間に前記光学積層体を設けられる場合、光学積層体は位相差膜としての役割を担う。
 また、光学積層体112がレンチキュラーレンズまたはパターンリターダの場合には、偏光板111(または偏光層とも称する。)を光学積層体112より画像表示部側に設ける、換言すると、偏光板を光学積層体と画像表示部との間に設ける。なお、この場合、光学異方層は画像表示部から最も外側に設けられることが好ましい。すなわち、図2においては、透明基板101上に偏光板111を形成し、その上に光学積層体112を形成する形態が好ましい。
 図3は、有機EL表示素子の他の一例を示す概略断面図であり、図3では、図1のように光学積層体112および偏光板111は画像表示部の表面である透明基板101側に設けられている代わりに、透明電極層124上に光学積層体112および偏光板111の順で積層されている形態である。その他の構成は、図1と同様なのでここでは省略する。
 本発明に係る基材101、121は、光出射側に使用する場合には、光透過性の高い透明基材を用いることが好ましい。例えば、ガラス、石英、または各種の樹脂等の光透過性の高い材料からなる透明基材が挙げられる。また、通常、基材の厚さは、0.01~10.0mmである。遮光部は、基材上に形成された開口部を備えるものである。遮光部としては、例えば、同一の形状を有する開口部が等間隔でパターン状に形成されたものが用いられる。遮光部のパターン形状は特に限定されず、例えば、ストライプ状やマトリクス形状等が挙げられる。遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、黒色の着色材料を含む黒色分散液と硬化性樹脂組成物とを用いたフォトリソグラフィ法により形成するのがよい。
 上記着色層は、上記の遮光部中の開口部に形成されるものである。着色層は、各色の着色層を含んでなり、例えば、青色着色層、緑色着色層、および赤色着色層を含んでなる。本発明においては、青色着色層、緑色着色層、および赤色着色層の少なくともいずれか1つが、染料および/または有機顔料を含んでなり、好ましくは青色着色層が、染料および/または有機顔料を含んでなる。着色層が染料および/または有機顔料を含む。さらに、着色層は、公知の各色の染料および/または有機顔料を含む着色層用樹脂組成物により形成することができる。なお、染料および/または有機顔料の含有量(合計量)は、着色層用樹脂組成物の全量に対して、0.1~20質量%であることが好ましい。
 また、前記着色層には、トリアリールメタン系染料、メチン系染料、アントラキノン系染料、アゾ系染料、含金属アゾ系染料、およびフタロシアニン系染料からなる群から選択される少なくとも1種の染料を用いることが好ましい。
 本発明の有機顔料としては、フタロシアニン系、不溶性アゾ系、アゾレーキ系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、アントラピリミジン系、アンザンスロン系、インダンスロン系、フラバンスロン系、ペリノン系、ペリレン系、チオインジゴ系、トリアリールメタン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、金属錯体系、キノフタロン系、染付レーキ系等が挙げられる。
 さらに、前記着色層には、トリアリールメタン系染料、メチン系染料、アントラキノン系染料、アゾ系染料、含金属アゾ系染料、およびフタロシアニン系染料からなる群から選択される少なくとも1種の染料をレーキ化した顔料を用いることが好ましい。透過したい波長に合わせて、顔料種は適時選択すればよい。
 さらに、着色層上に無機保護膜を必要により形成してもよく、表示装置の製造工程において、着色層から発生する揮発ガス成分(水蒸気等)を外部に漏出させないために設けられるものである。そのため、無機保護膜にはガスバリア性が要求される。無機保護膜は、30g/(m・day)以下、好ましくは0~25g/(m・day)、より好ましくは0~20g/(m・day)の水蒸気透過度を有するものである。
 有機EL発光体の製造方法は特に限定されないが、以下に示される好ましい態様に従い行うことができる。すなわち、基板上に、反射型陽極と、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とをこの順番にパターニングして青色発光層を製膜し、さらに、半透明な陰極と、保護層とをこの順番にベタ製膜して積層し、青色発光する有機EL発光体を製造することができる。
 上記の基板としては、スイッチング素子としてのTFTを有する無アルカリガラス基板を用いることができ、無アルカリガラス基板の厚さは、好ましくは0.5~1.1mmである。上記の反射型陽極としては、ITO/Ag/ITOの積層構造からなる反射型陽極を用いることができ、好ましくは積層構造の各層の厚さがそれぞれ10~150nmであり、好ましくは反射型電極の厚さは50~300nmである。上記の正孔注入層としては、ビス(N-(1-ナフチル-N-フェニル)ベンジジン)(α-NPD)とMoOの共蒸着薄膜(MoOの体積濃度:20%)からなる正孔注入層を用いることができ、好ましくは正孔注入層の厚さは10~400nmである。上記の正孔輸送層としては、α-NPDからなる正孔輸送層を用いることができ、好ましくは正孔輸送層の厚さは5~200nmである。上記の発光層としては、ホスト材料として9,10-ジ-2-ナフチルアントラセン(DNA)、ゲスト材料として1-tert-ブチル―ペリレン(TBP)を用いてなる発光層を用いることができ、好ましくは、発光層の厚さは20~60nmであり、さらにホスト材料とゲスト材料との配合割合が10:1~100:1になるように調整することが好ましい。上記の電子輸送層としては、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)からなる電子輸送層を用いることができ、好ましくは電子輸送層の厚さは5~200nmである。上記の電子注入層としては、LiFからなる電子注入層を用いることができ、好ましくは電子注入層の厚さは0.1~1nmである。上記の半透明な陰極としては、MgAgからなる半透明な陰極を用いることができ、好ましくは半透明な陰極の厚さは1~100nmである。上記の保護層としては、SiONからなる保護層を用いることができ、好ましくは保護層の厚さは50~400nmである。
 本発明に係る画像表示装置は、2D用位相差膜装置として使用する場合、配向層の紫外線吸収性により表示素子の耐紫外線性が向上する。また、3D用の装置として使用する場合は、集光角度ズレまたはパターンリターダの境界領域の配向乱れを抑えること等による高い3D効果を奏する。
 本発明の他の実施形態として、画像表示装置を液晶表示素子に使用した場合の形態について図4~21を参照して説明する。そのうち、図4~13は、透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層として、透過する光の位相または速さを制御する前記光学異方性分子または前記高分子液晶の少なくともいずれかを含む光学異方層を液晶層として使用した液晶表示素子の一例を示す概略図である。図14~図21は、透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層として、外場により前記配向制御可能な液晶媒体を使用した液晶表示素子の一例を示す概略図である。
 図5~7において、本発明の液晶表示素子10は、第一の配向膜4aが表面に形成された第一の基板2と、前記第一の基板から離間して設けられ、かつ第二の配向膜4bが表面に形成された第二の基板7と、前記第一の基板2および第二の基板7間に充填され、かつ前記第一の配向膜4aおよび第二の配向膜4bと当接する(駆動用)液晶層5と、を備え、配向膜4(4a,4b)と前記第一の基板2との間にアクティブ素子として薄膜トランジスタ、共通電極22および画素電極21を備えた電極層3を有している。さらに本発明の液晶表示素子10において、前記第二の基板7は、一方の面にはカラーフィルタ6を介して第二の配向膜4bが形成されており、他方の面には光学積層体(図4では、一例として配向層33と、光学異方層32または補償膜としての位相差膜31)が形成されている。またさらに、前記光学異方層32または補償膜としての位相差膜31上に偏光層(または偏光板)8が形成されている。図4では、前記第二の基板7の他方の面に配向層33、光学異方層32(または補償膜としての位相差膜31)の順序で形成されているが、光学異方層32(または補償膜としての位相差膜31)、配向層33および偏光層8の順序で形成してもよい。さらに、配向層33と基板7との間に別の透明基板を設けてもよく、同様に偏光層8と。光学異方層32(または補償膜としての位相差膜31)との間に別の透明基板を設けてもよい。図4~図8では、光学異方層32または光学積層体35を偏光層8と(駆動用)液晶層5との間に形成した形態であるが、図12に示すような、光学異方層32を、パターンリターダまたはレンチキュラーレンズとして使用する場合、1、8は直線偏光板であり、観察者に近いいずれかの偏光板と観察者との間にパターンリターダまたはレンチキュラーレンズを備えることが好ましい。この場合の構成は、前記第二の基板7は、一方の面がカラーフィルタ6を介して第二の配向膜4bが形成されており、他方の面に偏光層8が形成されており、前記偏光層8上に配向層33と、前記配向層33上にパターンリターダまたはレンチキュラーレンズとしての光学異方層32を備えることが好ましい。この場合、偏光層8と配向層33との間に別途基板を設けてもよく、配向層33と、光学異方層32との順序を逆にしてもよい。
 前記図4は、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。本発明に係る液晶表示素子10の構成は、図4に記載するように、対向に配置された第一の透明絶縁基板2と、第二の透明絶縁基板7との間に挟持された液晶組成物(または(駆動用)液晶層5)を有する横電界方式(図では一例としてIPSの一形態であるFFSモード)の液晶表示素子である。第一の透明絶縁基板2は、(駆動用)液晶層5側の面に電極層3が形成されている。また、(駆動用)液晶層5と、第一の透明絶縁基板2及び第二の透明絶縁基板7のそれぞれの間に、(駆動用)液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜4(4a,4b)を有し、該液晶組成物中の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板2,7に対して略平行になるように配向されている。また、図4および図12に示すように、前記第二の基板7および前記第一の基板2は、一対の偏光板1,8により挟持されてもよい。観察者に近いいずれかの偏光板(8または1、図4、12では8)と観察者との間にパターンリターダまたはレンチキュラーレンズとして光学異方層32を備えてもよく、また補償膜としての位相差膜31を偏光板8と(駆動用)液晶層5との間に設けてもよい。さらに、図4では、前記第二の基板7と配向膜4との間にカラーフィルタ6が設けられている。なお、本発明に係る液晶表示素子の形態としては、いわゆるカラーフィルタオンアレイ(COA)であってもよく、薄膜トランジスタを含む電極層と液晶層との間にカラーフィルタを設けても、または前記薄膜トランジスタを含む電極層と第二の基板との間にカラーフィルタを設けてもよい。
 すなわち、本発明に係る液晶表示素子10は、第一の偏光板1と、第一の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層3と、配向膜4と、液晶組成物を含む(駆動用)液晶層5と、配向膜4と、カラーフィルタ6と、第二の基板7と、第二の偏光板8と、観察者に近いいずれかの偏光板(1または8、図では8)と観察者との間にパターンリターダまたはレンチキュラーレンズとしての光学異方層とが順次積層された構成である。前記構成についての実施形態を図12および図13に示す。
 他の形態は、図4などで示す通り、第一の偏光板1と、第一の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層3と、配向膜4と、液晶組成物を含む(駆動用)液晶層5と、配向膜4と、カラーフィルタ6と、第二の基板7と、配向層33と、光学異方層32または補償層としての位相差膜31と、第二の偏光板8と、が順次積層された構成である。
 第一の基板2と第二の基板7はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。2枚の基板2、7は、周辺領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィ法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。また、本発明に係る画像表示装置(特に液晶表示素子)において使用される配向膜は、公知のラビング配向膜や下記の本発明に係る光配向層と同様のものを使用することができる。以下同様である。
 図5は、図4における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図6は、図5におけるIII-III線方向に図4に示す液晶表示素子を切断した断面図である。図5に示すように、第一の基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層3は、走査信号を供給するための複数のゲート配線26と表示信号を供給するための複数のデータ配線25とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。なお、図5には、一対のゲート配線26及び一対のデータ配線25のみが示されている。
 複数のゲート配線26と複数のデータ配線25とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極21及び共通電極22が形成されている。ゲート配線26とデータ配線25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極24およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極21と連結している。また、ゲート配線26と並行して、共通ライン(29)が設けられる。この共通ラインは、共通電極22に共通信号を供給するために、共通電極22と連結している。
 薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図6で示すように、基板2表面に形成されたゲート電極11と、前記ゲート電極11を覆い、且つ前記基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、前記ゲート電極11と対向するよう前記ゲート絶縁層12の表面に形成された半導体層13と、前記半導体層13の表面の一部を覆うように設けられた保護膜14と、前記保護層14および前記半導体層13の一方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたドレイン電極16と、前記保護膜14および前記半導体層13の他方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたソース電極17と、前記ドレイン電極16および前記ソース電極17を覆うように設けられた絶縁保護層18と、を有している。ゲート電極11の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜(図示せず)を形成してもよい。
 前記半導体層13には、アモルファスシリコン、多結晶ポリシリコンなどを用いることができるが、ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等の透明半導体膜を用いると、光吸収に起因する光キャリアの弊害を抑制でき、素子の開口率を増大する観点からも好ましい。
 さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層13とドレイン電極16またはソース電極17との間にオーミック接触層15を設けても良い。オーミック接触層には、n型アモルファスシリコンやn型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。
 ゲート配線26やデータ配線25、共通ライン29は金属膜であることが好ましく、Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni又はその合金がより好ましく、Al又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。また、絶縁保護層18は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。
 図5及び図6に示す実施の形態では、共通電極22はゲート絶縁層12上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極21は共通電極22を覆う絶縁保護層18上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極22は画素電極21よりも第一の基板2に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層18を介して互いに重なりあって配置される。画素電極21と共通電極22は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等の透明導電性材料により形成される。画素電極21と共通電極22が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。
 また、図6のような液晶表示素子において、画素電極21と共通電極22とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する):Rが、第一の基板2と第二の基板7との距離:Gより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離:Rは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図6では、平板状の共通電極22と櫛形の画素電極21とが重なり合っているため、電極間距離:R=0となる例が示されており、最小離間距離:Rが第一の基板2と第二の基板7との距離(すなわち、セルギャップ):Gよりも小さくなるため、フリンジの電界Eが形成される。したがって、FFS型の液晶表示素子は、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極21の櫛状部分の電極幅:l、及び、画素電極21の櫛状部分の間隙の幅:mは、発生する電界により(駆動用)液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。また、画素電極と共通電極との最小離間距離Rは、ゲート絶縁膜12の(平均)膜厚として調整することができる。また、本発明に係る液晶表示素子は、図6の構成とは異なり、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する):Rが、第一の基板2と第二の基板7との距離:Gより大きくなるように形成されてもよい(IPS方式)。この場合、例えば、櫛状の画素電極および櫛状の共通電極が略同一面内に交互になるよう設けられる構成など挙げられる。本発明の画像表示装置において、光学積層体35は、配向層33と、光学異方層32と、必要により基板を含む構成であり、かつ光学積層体35において、配向層33と、光学異方層32と積層順序は問わないため、図6では、配向層33と、光学異方層32と、必要により基板を含む構成である光学積層体35として図示している。この点は、図8、9、11においても同様である。
 また、本発明の画像表示装置が図12で示される順序で積層される場合の断面図(図5と電極構造が同一である)は、図13で示すように、光学積層体35(配向層33、光学異方層32)が偏光層8より外側に形成されている。
 本発明に係るカラーフィルタ6は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ23に対応する部分にブラックマトリックス(図示せず)を形成することが好ましい。また、カラーフィルタ6は、通常R(赤)G(緑)B(青)の3つフィルター画素から映像や画像の1ドットからなり、例えば、これら3つのフィルターはゲート配線の延びる方向に並んでいる。前記カラーフィルタ6は、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作製することができる。顔料分散法によるカラーフィルタの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルタ用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルタ用の画素部を作製することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置したいわゆるカラーフィルターオンアレイでもよい。
 電極層3及びカラーフィルタ6上には、(駆動用)液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜4が設けられている。
 また、偏光板1及び偏光板8は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直交する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板1及び偏光板8のうちいずれかは、液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚との積を調整することが好ましい。更に、偏光板1及び偏光板8の間に視野角を広げるための位相差膜31、光学積層体35(例えば、補償層)も使用することができる。本位相差膜を作製するための配向層として本発明の配向層を用いることにより、より配向乱れの少ない位相差膜とすることが可能である。
 また、他の液晶表示素子の実施形態として、IPS方式の場合は、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rが液晶配向膜間の最短離間距離Gより長い条件であり、例えば、共通電極と画素電極とが同一基板上に形成され、かつ前記共通電極と前記画素電極とが交互に配置されている構造などが挙げられる。
 本発明に係る製造方法において、電極層を有する基板および/または基板表面に被膜を形成した後、前記被膜が内側となるように一対の基板を離間して対向させた後、液晶組成物を基板間に充填することが好ましい。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整することが好ましい。
 前記基板間の距離(得られる液晶層の平均厚さであり、配向層間の離間距離とも称する。)は、1~100μmとなるように調整するのが好ましい。前記被膜間の平均離間距離は、1.5~10μmが更に好ましい。
 本発明において、基板間の距離を調整するために使用するスペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。
 図4~図6を用いて説明したFFS型の液晶表示素子は一例であって、本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおいて、他の様々な形態で実施することが可能である。
 本発明に係る液晶表示素子の他の実施形態を図7および図8を用いて以下説明する。
例えば、図7は、図4における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図の他の実施形態である。図7に示すように、画素電極21がスリットを有する構成としてもよい。また、スリットのパターンを、ゲート配線26又はデータ配線25に対して傾斜角を持つようにして形成してもよい。
 前記図7に示す画素電極21は、略長方形の平板体の電極を略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。また、前記画素電極21の背面には絶縁層18(図示せず)を介して櫛歯状の共通電極22が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rは配向層同士の最短離間距離Gより短い場合はFFS方式になり、長い場合はIPS方式になる。また、前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜によって被覆されていることが好ましい。なお、上記と同様に、前記複数のゲート配線26と複数のデータ配線25とに囲まれた領域にはストレイジキャパシタ23を設けてもよい。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、図7で示す略矩形だけでなく、楕円、円形、長方形状、菱形、三角形、または平行四辺形など公知の形状の切欠き部を使用できる。また、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rが配向層同士の最短離間距離Gより長い場合はIPS方式の表示素子になる。
 図8は、図6とは別の実施形態であり(共通電極および画素電極の形状が異なる)、図7におけるIII-III線方向に図4に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。配向層4および薄膜トランジスタを含む電極層3が表面に形成された第一の基板2と、配向層4が表面に形成された第二の基板8とが所定の間隔Gで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む(駆動用)液晶層5が充填されている。第一の基板2の表面の一部にゲート絶縁膜12、共通電極22、絶縁膜18、画素電極21および配向層4が図の順で積層されている。また、図7にも示すように、画素電極21は、平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、さらに残る領域を長方形状の切欠き部でくり抜かれた形状であり、かつ共通電極22は前記画素電極21の略矩形形状の切欠き部と略平行に櫛歯状の共通電極が前記画素電極より第一の基板側に配置されてなる構造である。観察者に近いいずれかの偏光板(8または1)と観察者との間にパターンリターダまたはレンチキュラーレンズとしての光学異方層32および配向層33を備えてもよい。また補償膜としての光学積層体35を図に示すように偏光板1と偏光板8の(駆動用)液晶層5側に設けてもよい。
 図8に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極22を用いており、画素電極21と共通電極22との電極間距離はR=αとなる(なお、図8では便宜上電極間距離の水平成分をRとして記載している)。さらに、図6では共通電極22がゲート絶縁膜12上に形成されている例が示されていたが、図8に示されるように、共通電極22を第一の基板2上に形成して、ゲート絶縁膜12を介して画素電極21を設けるようにしてもよい。画素電極21の電極幅:l、共通電極22の電極幅:n、及び、電極間距離:Rは、発生する電界により(駆動用)液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rは配向層同士の最短離間距離Gより短い場合はFFS方式になり、長い場合はIPS方式になる。さらに、図8では画素電極21と共通電極22の厚み方向の位置が異なるが、両電極の厚み方向における位置を同一にしてもまたは共通電極が(駆動用)液晶層5側に設けてもよい。
 本発明の好ましい他の実施形態は、液晶組成物を用いた垂直電界型の液晶表示素子である。すなわち、図4~8では、水平電界型の液晶表示素子の構成について説明したが、図9~11では、垂直電界型の液晶表示素子の構成について説明する。図9は、垂直電界型の液晶表示素子の構成であり、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図10は、前記図9における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層30(または薄膜トランジスタ層30とも称する。)のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図11は、図10におけるIII-III線方向に図9に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図9~11を参照して、本発明に係る垂直電界型の液晶表示素子を説明する。
 本発明に係る液晶表示素子10の構成は、図9に記載するように透明導電性材料からなる透明電極(層)60(または共通電極60とも称する。)を具備した第二の基板80と、透明導電性材料からなる画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した薄膜トランジスタ層30を含む第一の基板20と、前記第一の基板20と第二の基板80との間に挟持された液晶組成物(または(駆動用)液晶層50)を有し、該液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板20,80に対して略垂直である液晶表示素子であって、該液晶組成物として前記本発明の液晶組成物を用いたことに特徴を有するものである。図9および図11に示すように、前記第二の基板80および前記第一の基板20は、一対の偏光板10,90により挟持されてもよい。補償膜としての光学積層体35(位相差膜)を偏光板10、90の(駆動用)液晶層50側に設けてもよい。観察者に近いいずれかの偏光板と観察者との間にパターンリターダまたはレンチキュラーレンズとしての光学積層体35を備えてもよい(図示せず)。さらに、図9では、前記第一の基板80と共通電極60との間にカラーフィルタ70が設けられている。またさらに、本発明に係る(駆動用)液晶層50と隣接し、かつ前記(駆動用)液晶層50を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の配向膜40が透明電極(層)60,電極層30表面に形成されている。
 すなわち、本発明に係る液晶表示素子10は、第一偏光板10と、第一基板20と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)30と、配向膜40と、液晶組成物を含む層50と、配向膜40と、共通電極60と、カラーフィルタ70と、第二基板80と、光学積層体35と、第二偏光板90と、が順次積層された構成である。
 また図10で示される第一の基板20の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層30の構成(ストレイジキャパシタ23、ドレイン電極24、データ配線25、ゲート配線26、ソース電極27およびゲート電極28)は、図5や図7と同一の役割であるのでここでは省略する。
 以下では、本発明に係る画像表示装置として別の実施形態について説明する。
 本発明に係る画像表示装置の別の実施形態は、第一の光配向層が表面に形成された第一の基板と、前記第一の光配向層と対向するよう離間して設けられた第二の光配向層が表面に形成された第二の基板と、前記第一の光配向層および前記第二の光配向層と当接するよう前記第一の基板および第二の基板間に充填され、かつ外場により前記配向制御可能な液晶媒体を含む液晶層と、前記第一の光配向層と前記第一の基板との間にアクティブ素子および画素電極を含む電極層と、を前記画像表示部に有し、前記第一の光配向層または第二の光配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする。
 そのため、前記別の実施形態における画像表示装置は、液晶表示素子であることが好ましい。これにより、高精細な液晶表示素子、または位相差膜、パターンリターダ、レンチキュラーレンズ等の境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減した液晶表示素子を提供することができる。本発明に係る液晶表示素子は、紫外線による劣化を低減する配向層を備えており、かつ高い液晶配向性能を示し、配向規制力が高まったことにより液晶の配向不良点を減少させ、光漏れを減少しコントラストが向上している。また、本願発明に係る光配向層は特定範囲の黄色度を備えているため、比較的エネルギーの高い青紫や青紫色を吸収し、比較的エネルギーが低い黄色または赤及び緑の混色を透過するため、耐光性に優れた液晶表示素子を提供することができる。特に、本願の液晶表示素子の製造における光硬化型封止材で封口する工程または光熱併用硬化シール材を用いてODF工程で封止する工程など、素子自体を露出させてUV照射する工程で有効であると考えられる。
 本発明に係る画像表示装置において、図1~13では、透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層として、透過する光の位相または速さを制御する前記光学異方性分子または前記高分子液晶の少なくともいずれかを含む光学異方層を使用した場合の画像表示装置について説明した。図14~21では、図1~13とは異なる画像表示装置(液晶表示素子)について以下説明する。より詳細には、透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層として、外場により配向制御可能な液晶媒体を使用した場合の液晶表示素子について説明する。この場合、本発明に係る画像表示装置は液晶表示素子であることが好ましい。
 図1は本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。本発明の液晶表示素子10は、第一の光配向層4’が表面に形成された第一の基板2と、前記第一の基板から離間して設けられ、かつ第二の光配向層4’が表面に形成された第二の基板7と、前記第一の基板2および第二の基板7間に充填され、かつ前記第一の光配向層4’および第二の光配向層4’と当接する(駆動用)液晶層5と、を備え、光配向層4’と前記第一の基板2との間にアクティブ素子として薄膜トランジスタ、共通電極22および画素電極を備えた電極層3を有している。
 図14~16と図4~6との関係は、図14~16で示される液晶表示素子は、配向膜として光配向層4’を使用している。図14~16で示される液晶表示素子は、光配向層33と、光学異方層32または位相差膜31と、からなる光学積層体35を備えていない点で相違するが、その他の構成については同一であるため以下簡単に説明する。図14は、液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。本発明に係る液晶表示素子10は、対向に配置された第一の透明絶縁基板2と、第二の透明絶縁基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有する横電界方式(図では一例としてIPSの一例であるFFSモード)の液晶表示素子であって、液晶層として外場により配向制御可能な液晶媒体(後述)を用いたことに特徴を有するものである。第一の透明絶縁基板2は、(駆動用)液晶層5側の面に電極層3が形成されている。また、(駆動用)液晶層5と、第一の透明絶縁基板2及び第二の透明絶縁基板7のそれぞれの間に、(駆動用)液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の光配向層4’を有し、該液晶組成物中の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板2,7に対して略平行になるように配向されている。図14および図16に示すように、前記第二の基板7および前記第一の基板2は、一対の偏光板1,8により挟持されてもよい。さらに、本発明に係る液晶表示素子の形態として、いわゆるカラーフィルタオンアレイ(COA)であってもよい。
 すなわち、本発明に係る液晶表示素子10は、第一の偏光板1と、第一の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層3と、第一の光配向層4’と、外場により配向制御可能な液晶媒体を含む液晶層5と、第二の光配向層4’と、カラーフィルタ6と、第二の基板7と、第二の偏光板8と、が順次積層された構成である。第一の基板2と第二の基板7の材質などは、図4の説明と同様であるためここでは省略する。
 図15は、図14における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図16は、図15におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図である。図15に示すように、第一の基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層3は、走査信号を供給するための複数のゲート配線26と表示信号を供給するための複数のデータ配線25とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。前記図16における、画素電極21、共通電極22、ストレイジキャパシタ23、ドレイン電極24、データ配線25、ゲート配線26、ソース電極27およびゲート電極28の構成などは図5と同様の記載のためここでは省略する。また、薄膜トランジスタの構造、前記半導体層13、ゲート配線26、データ配線25および共通ライン29の好適な態様は、例えば、図5と同様であるためここでは省略する。
 図14~図16に示す液晶表示素子の好適な実施形態では、共通電極22はゲート絶縁層12上のほぼ全面に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極21は共通電極22を覆う絶縁保護層18上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極22は画素電極21よりも第一の基板2に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層18を介して互いに重なりあって配置される。画素電極21と共通電極22は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等の透明導電性材料により形成される。画素電極21と共通電極22が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。
 さらに、画素電極21と共通電極22とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する):Rが、第一の基板2と第二の基板7との距離:Gより小さくなるように形成される。ここで、電極間距離:Rは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図16では、平板状の共通電極22と櫛形の画素電極21とが重なり合っているため、電極間距離:R=0となる例が示されており、最小離間距離:Rが第一の基板2と第二の基板7との距離(すなわち、セルギャップ):Gよりも小さくなるため、フリンジの電界Eが形成される。したがって、FFS型の液晶表示素子は、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極21の櫛状部分の電極幅:l、及び、画素電極21の櫛状部分の間隙の幅:mは、発生する電界により(駆動用)液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。また、画素電極と共通電極との最小離間距離Rは、ゲート絶縁膜12の(平均)膜厚として調整することができる。また、本発明に係る液晶表示素子は、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離(最小離間距離とも称する):Rが、第一の基板2と第二の基板7との距離:Gより大きくなるように形成されてもよい(IPS方式)。この場合、例えば、櫛状の画素電極および櫛状の共通電極が略同一面内に交互になるよう設けられる構成など挙げられる。
 本発明に係る画像表示装置において、第一の光配向層と前記第一の基板との間にアクティブ素子、画素電極、共通電極を有し、かつ液晶層はホモジニアス配向する液晶表示素子が好ましい。
 本発明に係る画素電極は櫛歯状であり、前記第一の基板上に、共通電極、絶縁層および画素電極の順に積層されている画像表示装置が好ましい。
 本発明に係る共通電極は櫛歯状であり、前記第一の基板上に、画素電極、絶縁層および共通電極の順に積層されている画像表示装置が好ましい。
 本発明に係る液晶表示素子の好ましい一形態は、フリンジ電界を利用するFFS方式の液晶表示素子であることが好ましく、共通電極22と画素電極21との隣接する最短離間距離Rが、光配向層4’同士(基板間距離)の最短離間距離Gより短いと、共通電極と画素電極との間にフリンジ電界が形成され、液晶分子の水平方向および垂直方向の配向を効率的に利用することができる。本発明のFFS方式液晶表示素子の場合、長軸方向が、配向層の配向方向と平行になるように配置している液晶分子に電圧を印加すると、画素電極21と共通電極22との間に放物線形の電界の等電位線が画素電極21と共通電極22の上部にまで形成され、(駆動用)液晶層5内の液晶分子の長軸が形成された電界に沿って配列する。したがって、低い誘電異方性でも液晶分子を駆動することができる。
 本発明に係るカラーフィルタ6は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ23に対応する部分にブラックマトリックス(図示せず)を形成することが好ましい。また、カラーフィルタ6は、通常R(赤)G(緑)B(青)の3つフィルター画素から映像や画像の1ドットからなり、例えば、これら3つのフィルターはゲート配線の延びる方向に並んでいる。前記カラーフィルタ6は、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作製することができる。顔料分散法によるカラーフィルタの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルタ用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の3色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルタ用の画素部を作製することができる。その他、該基板上に、TFT、薄膜ダイオード等の能動素子を設けた画素電極を設置したいわゆるカラーフィルターオンアレイでもよい。
 電極層3及びカラーフィルタ6上には、(駆動用)液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の光配向層4’が設けられている。
 本発明に係る画像表示装置において、前記画素電極と前記第一基板との間または前記第二の光配向層と前記第二の基板との間にカラーフィルタをさらに有することが好ましい。 また、前記画素電極と前記第一基板との間にカラーフィルタを有する場合、前記第二の配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であることを特徴とすることが好ましい。
 前記第二の光配向層と前記第二の基板との間にカラーフィルタを有する場合、前記第一の配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であることが好ましい。
 また、偏光板1及び偏光板8は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板1及び偏光板8のうちいずれかは、液晶分子の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚との積を調整することが好ましい。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。
 また、他の液晶表示素子の実施形態として、IPS方式の場合は、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rが液晶光配向層間の最短離間距離Gより長い条件であり、例えば、共通電極と画素電極とが同一基板上に形成され、かつ前記共通電極と前記画素電極とが交互に配置されている構造などが挙げられる。
 本発明に係る製造方法において、電極層を有する基板および/または基板表面に被膜を形成した後、前記被膜が内側となるように一対の基板を離間して対向させた後、液晶組成物を基板間に充填することが好ましい。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整することが好ましい。
 本発明に係る画像表示装置において、光配向層の平均厚みは、0.01~1μmであることが好ましい。また、前記基板間の距離(得られる液晶層の平均厚さであり、被膜間の離間距離とも称する。)は、1~100μmとなるように調整するのが好ましい。前記被膜間の平均離間距離は、1.5~10μmが更に好ましい。
 本発明において、基板間の距離を調整するために使用するスペーサーは上記と同様なのでここで省略する。
 図14~図16を用いて説明したFFS型の液晶表示素子は一例であって、本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおいて、他の様々な形態で実施することが可能である。
 本発明に係る液晶表示素子において、液晶層として外場により配向制御可能な液晶媒体(後述)を使用した他の実施形態を図17および図18を用いて以下説明する。例えば、図17は、図14における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図の他の実施形態である。図18に示すように、画素電極21がスリットを有する構成としてもよい。また、スリットのパターンを、ゲート配線26又はデータ配線25に対して傾斜角を持つようにして形成してもよい。
 前記図17に示す画素電極21は、略長方形の平板体の電極を略矩形枠状の切欠き部でくり抜かれた形状である。また、前記画素電極21の背面には絶縁層18(図示せず)を介して櫛歯状の共通電極22が一面に形成されている。そして、隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rは配向層同士の最短離間距離Gより短い場合はFFS方式になり、長い場合はIPS方式になる。また、前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び光配向層によって被覆されていることが好ましい。なお、上記と同様に、前記複数のゲート配線26と複数のデータ配線25とに囲まれた領域にはストレイジキャパシタ23を設けてもよい。なお、切欠き部の形状は特に制限されるものではなく、図7と同様である。
 図18は、図16とは別の実施形態であり、図15におけるIII-III線方向に図14に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。光配向層4’および薄膜トランジスタを含む電極層3が表面に形成された第一の基板2と、光配向層4’が表面に形成された第二の基板8とが所定の間隔Gで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む(駆動用)液晶層5が充填されている。第一の基板2の表面の一部にゲート絶縁膜12、共通電極22、絶縁膜18、画素電極21および配向層4の順で積層されている。
 図18に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極22を用いており、画素電極21と共通電極22との電極間距離はR=αとなる(なお、図18では便宜上電極間距離の水平成分をRとして記載している)。さらに、図16では共通電極22がゲート絶縁膜12上に形成されている例が示されていたが、図18に示されるように、共通電極22を第一の基板2上に形成して、ゲート絶縁膜12を介して画素電極21を設けるようにしてもよい。画素電極21の電極幅:l、共通電極22の電極幅:n、及び、電極間距離:Rは、発生する電界により(駆動用)液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。隣接する共通電極と画素電極との最短離間距離Rは配向層同士の最短離間距離Gより短い場合はFFS方式になり、長い場合はIPS方式になる。さらに、図18では画素電極21と共通電極22とを結ぶ方向(厚み方向)の位置が異なるが、両電極の厚み方向における位置を同一にしてもまたは共通電極が(駆動用)液晶層5側に設けてもよい。
 本発明の好ましい他の実施形態は、液晶組成物を用いた垂直電界型の液晶表示素子である。図19は、垂直電界型の液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。また、図19では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図20は、前記図20における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層30(または薄膜トランジスタ層30とも称する。)のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図21は、図20におけるIII-III線方向に図19に示す液晶表示素子を切断した断面図である。以下、図19~21を参照して、本発明に係る垂直電界型の液晶表示素子を説明する。
 本発明に係る液晶表示素子10の構成は、図19に記載するように透明導電性材料からなる透明電極(層)60(または共通電極60とも称する。)を具備した第二の基板80と、透明導電性材料からなる画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した薄膜トランジスタ層30を含む第一の基板20と、前記第一の基板20と第二の基板80との間に挟持された液晶組成物(または液晶層50)を有し、該液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板20,80に対して略垂直である液晶表示素子であって、該液晶層として前記本発明の液晶媒体を用いたことに特徴を有するものである。また図19および図21に示すように、前記第二の基板80および前記第一の基板20は、一対の偏光板10,90により挟持されてもよい。さらに、図19では、前記第一の基板80と共通電極60との間にカラーフィルタ70が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層50と隣接し、かつ前記液晶層50を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の光配向層40が透明電極(層)60,電極層30(特に140)表面に形成されている。
 すなわち、本発明に係る液晶表示素子10は、第二の偏光板10と、第二の基板20と、薄膜トランジスタを含む電極層(又は薄膜トランジスタ層とも称する)30と、光配向層40と、液晶組成物を含む層50と、光配向層40と、共通電極60と、カラーフィルタ70と、第一の基板80と、第一の偏光板90と、が順次積層された構成である。
したがって、本発明に係る画像表示装置は、第二の基板と第二の光配向層との間に共通電極を有することが好ましい。
 また図20で示される第一の基板20の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層30の構成(ストレイジキャパシタ23、ドレイン電極24、データ配線25、ゲート配線26、ソース電極27およびゲート電極28)は、先述と同一であるのでここでは省略する。
 本発明に係る液晶表示素子の製造方法において、2枚の基板間に液晶組成物(必要により重合性化合物を含有する)を導入させる方法は、通常の真空注入法又はODF法などを用いることができる。しかし真空注入法においては滴下痕が発生しない代わりに、注入の跡が残るという課題がある。本願発明においては、ODF法を用いて製造する表示素子に、より好適に使用することができる。ODF法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーンまたはフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明の液晶組成物は、ODF工程における液晶組成物の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。また、真空注入法の場合は、前記基板を(透明)電極層が内側となるように(液晶配向膜同士が向かい合うように)対向させた後、例えば、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を液晶配向膜が向かい合うよう貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させることが好ましい。
 上述したように液晶表示素子を製造する過程において、滴下痕の発生は、注入される液晶材料に大きな影響を受けるものであるが、液晶表示素子の構成によってもその影響は避けられない、図7に示すように、薄い配向膜40や透明電極60,140等だけが液晶組成物と直接当接する部材であるため、例えば配向膜40に用いられる高分子の化学構造と特定の化学構造を有する液晶化合物との組合せにより滴下痕の発生に影響が生じる。
 本発明に係る液晶表示素子において、光配向層が形成された第一の基板または第二の基板の黄色度(YIL)が、0.001<YIL<100であるため、軽度な滴下痕が目立たなくなるだけでなく、バックライトや紫外線による経時的な劣化を抑制・防止することができる。
 以下、本発明に係る画像表示装置の構成要素である液晶層、光配向層および光学積層体について詳説する。
 「液晶層」
 本発明に係る液晶性化合物を含む液晶層は、外場により配向制御可能な液晶媒体、重合可能な液晶化合物を硬化してなる光学異方性分子または相変化可能な高分子液晶のいずれかであることが好ましい。それぞれ3つの要素についてそれぞれ以下詳説する。
 (液晶媒体)
 本発明に係る液晶媒体は、外場により液晶分子の配向制御可能である組成物が好ましく、ネマチック組成物がより好ましい。ネマチック組成物であると、目的とする動作モードに応じて正の誘電率異方性を有する液晶組成物(p型液晶)あるいは負の誘電率異方性を有する液晶組成物(n型液晶)を用いる事が出来る。前記液晶組成物の物性値は、目的とする液晶表示素子の特性値に応じて適宜調整することができる。液晶組成物の透明点はある程度高いことが好ましく、具体的には60~120℃の範囲であることが好ましく、70~100℃の範囲であることがより好ましい。また、液晶層の平均屈折率が高すぎる場合、ガラス基板と液晶層の屈折率差により変化する入射光波長が、上下の感光性ポリマー膜に異なる反応率を与えてしまうため、液晶の複屈折率(Δn)はある程度低いことが好ましく、具体的には0.06~0.25の範囲が好ましく、0.07~0.20の範囲がより好ましく、0.08~0.15の範囲が特に好ましい。
 本発明において、横電界型液晶表示素子の場合、液晶分子の駆動電圧は櫛型パターン電極の電極間隔に比例するという構造的な限界があることから、低い動作電圧が重視される場合には、高い誘電率異方性を付与し易いp型液晶組成物を用いることが好ましい。一方、電極間に発生する電気力線に沿ってp型液晶組成物を駆動する場合、ミクロ領域での配向乱れによる光漏れが発生し、結果的に黒輝度上昇あるいは透過率低下を招く場合がある。これを避ける目的で、電気力線分布によるミクロ配向乱れの生じないn型液晶組成物を好適に用いることができる。いずれの組成物であっても、それを構成する液晶化合物は、比較的高いUV安定性を有する液晶化合物郡から選ばれることが好ましい。該組成物中において正または負の誘電率異方性を発現させるために極性化合物に導入される電子吸引性基としては、シアノ基、ハロゲン等種々のものが適用できるが、シアノ基が好ましく、ハロゲンまたはハロゲン化アルキルがさらに好ましく、中でもフッ素が特に好ましい。
 本発明に係る液晶層に使用される液晶媒体としては、組成物が好ましく、ネマチック組成物がより好ましい。前記液晶層に含まれる液晶性化合物としては、下記一般式(LC)で表される化合物を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(一般式(LC)中、RLCは炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよく、
 ALC1及びALC2は、それぞれ独立して、
(a)トランス-1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。)、
(b)1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH基又は隣接していない2個以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)、及び
(c)1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、又はクロマン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ、F、Cl、CF又はOCFで置換されていてもよく、
 ZLCは単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表し、
 YLCは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CFO-、-OCF-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、
 aは1~4の整数を表すが、aが2、3又は4を表し、ALC1が複数存在する場合、複数存在するALC1は、同一であっても異なっていても良く、ZLCが複数存在する場合、複数存在するZLCは、同一であっても異なっていても良い。)
 前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC1)及び一般式(LC2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(上記般式(LC1)及び一般式(LC2)中、RLC11及びRLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ALC11、及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(該構造中、シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は酸素原子で置換されていてもよく、1,4-フェニレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はF、Cl、CF又はOCFで置換されていてもよい。)を表し、XLC11、XLC12、XLC21~XLC23はそれぞれ独立して水素原子、Cl、F、CF又はOCFを表し、YLC11及びYLC21はそれぞれ独立して水素原子、Cl、F、CN、CF、OCHF、OCHF又はOCFを表し、ZLC11及びZLC21はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表し、mLC11及びmLC21はそれぞれ独立して1~4の整数を表し、ALC11、ALC21、ZLC11及びZLC21が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)
で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
 RLC11及びRLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましく、直鎖状であることが更に好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
 ALC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 YLC11及びYLC21はそれぞれ独立してF、CN、CF又はOCFが好ましく、F又はOCFが好ましく、Fが特に好ましい。
 ZLC11及びZLC21は単結合、-CHCH-、-COO-、-OCO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-が好ましく、単結合、-CHCH-、-OCH-、-OCF-又は-CFO-が好ましく、単結合、-OCH-又は-CFO-がより好ましい。
 mLC11及びmLC21は1、2又は3が好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には1又は2が好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善するには2又は3が好ましい。
 一般式(LC1)は、下記一般式(LC1-a)から一般式(LC1-c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表し、ALC1a1、ALC1a2及びALC1b1は、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表し、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1~XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子、Cl、F、CF又はOCFを表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
 RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましい。
 XLC11~XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子又はFが好ましい。
 YLC11はそれぞれ独立してF、CF又はOCFが好ましい。
 また、一般式(LC1)は、下記一般式(LC1-d)から一般式(LC1-m)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表し、ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1~ALC1m3は、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表し、XLC1d1、XLC1d2、XLC1f1、XLC1f2、XLC1g1、XLC1g2、XLC1h1、XLC1h2、XLC1i1、XLC1i2、XLC1j1~XLC1j4、XLC1k1、XLC1k2、XLC1m1及びXLC1m2はそれぞれ独立して水素原子、Cl、F、CF又はOCFを表し、ZLC1d1、ZLC1e1、ZLC1j1、ZLC1k1、ZLC1m1はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのが好ましい。
 RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましい。
 XLC11~XLC1m2はそれぞれ独立して水素原子又はFが好ましい。
 YLC11はそれぞれ独立してF、CF又はOCFが好ましい。
 ZLC1d1~ZLC1m1はそれぞれ独立して-CFO-、-OCH-が好ましい。
一般式(LC2)は、下記一般式(LC2-a)から一般式(LC2-g)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、RLC21、YLC21、XLC21~XLC23はそれぞれ独立して前記一般式(LC2)におけるRLC21、YLC21、XLC21~XLC23と同じ意味を表し、XLC2d1~XLC2d4、XLC2e1~XLC2e4、XLC2f1~XLC2f4及びXLC2g1~XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子、Cl、F、CF又はOCFを表し、ZLC2a1、ZLC2b1、ZLC2c1、ZLC2d1、ZLC2e1、ZLC2f1及びZLC2g1はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのが好ましい。
 RLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましい。
 XLC21~XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子又はFが好ましく、
 YLC21はそれぞれ独立してF、CF又はOCFが好ましい。
 ZLC2a1~ZLC2g4はそれぞれ独立して-CFO-、-OCH-が好ましい。また、前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC3)~一般式(LC5)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及びALC52はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(該構造中シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は酸素原子で置換されていてもよく、1,4-フェニレン基中の1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はCl、CF又はOCFで置換されていてもよい。)のいずれかを表し、ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及びZLC51はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-を表し、ZはCH基又は酸素原子を表し、XLC41は水素原子又はフッ素原子を表し、mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及びmLC52はそれぞれ独立して0~3を表し、mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及びmLC51+mLC52は1、2又は3であり、ALC31~ALC52、ZLC31~ZLC52が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
 RLC31~RLC52は、それぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
 ALC31~ALC52はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 ZLC31~ZLC51はそれぞれ独立して単結合、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-CFO-、-OCF-又は-OCH-が好ましい。
 一般式(LC3)は、下記一般式(LC3-a)及び一般式(LC3-b)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、RLC31、RLC32、ALC31及びZLC31はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31、RLC32、ALC31及びZLC31と同じ意味を表し、XLC3b1~XLC3b6は水素原子又はフッ素原子を表すが、XLC3b1及びXLC3b2又はXLC3b3及びXLC3b4のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、mLC3a1は1、2又は3であり、mLC3b1は0又は1を表し、ALC31及びZLC31が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
LC31及びRLC32はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基又は炭素原子数2~7のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
LC31は、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すことが好ましく、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
LC31は単結合、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
一般式(LC3-a)としては、下記一般式(LC3-a1)~一般式(LC3-a4)を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
 RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、RLC31が炭素原子数1~7のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数1~7のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
 一般式(LC3-b)としては、下記一般式(LC3-b1)~一般式(LC3-b12)を表すことが好ましく、一般式(LC3-b1)、一般式(LC3-b6)、一般式(LC3-b8)、一般式(LC3-b11)を表すことがより好ましく、一般式(LC3-b1)及び一般式(LC3-b6)を表すことがさらに好ましく、一般式(LC3-b1)を表すことが最も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
 RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、RLC31が炭素原子数2又は3のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数2のアルキル基を表すことがより好ましい。
 一般式(LC4)は下記一般式(LC4-a)から一般式(LC4-c)、一般式(LC5)は下記一般式(LC5-a)から一般式(LC5-c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式中、RLC41、RLC42及びXLC41はそれぞれ独立して前記一般式(LC4)におけるRLC41、RLC42及びXLC41と同じ意味を表し、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して前記一般式(LC5)におけるRLC51及びRLC52と同じ意味を表し、ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及びZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのがより好ましい。
 RLC41、RLC42、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基又は炭素原子数2~7のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
 ZLC4a1~ZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
 前記一般式(LC)で表される化合物は、下記一般式(LC6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上のCH基は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、ALC61~ALC63はそれぞれ独立して下記
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(該構造中シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上のCHCH基は-CH=CH-、-CFO-、-OCF-で置換されていてもよく、1,4-フェニレン基中1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)のいずれかを表し、ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-を表し、miii1は0~3を表す。ただし、一般式(LC1)~一般式(LC6)で表される化合物を除く。)で表される化合物を1種又は2種以上含有する液晶組成物が好ましい。
 RLC61及びRLC62は、それぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
 ALC61~ALC63はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-が好ましい。
 一般式(LC6)は、以下の一般式(LC6-a)から一般式(LC6-m)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基又は炭素原子数2~7のアルケニルオキシ基を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのがより好ましい。
 本発明に係る液晶層に使用される液晶媒体は、重合性化合物を添加して、高分子安定化液晶組成物とすることもできる。高分子安定化液晶組成物は、ネマチック液晶組成物にポリマー成分の前駆体であるモノマーとして添加することが好ましい。モノマーとしては、下記一般式(II-a)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式(II-a)中、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
及びCはそれぞれ独立して1,4-フェニレン基、1,4-シクロへキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピリダジン-3,6-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、シクロヘキセン-1,4-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基又はインダン-2,5-ジイル基(これらの基のうち1,4-フェニレン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基及びインダン-2,5-ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を1個若しくは2個以上有することができる。)を表し、
及びZはそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中に存在する1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。)を表し、
は、単結合、-CHCH-、-CHO-、-OCH-、-CHCHO-、-OCHCH-、-CHCHCHO-、-OCHCHCH-、-CHCHOCO-、-COOCHCH-、-CHCHCOO-、-OCOCHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-COO-又は-OCO-を表し、
は、0、1又は2を表す。ただし、nが2を表す場合、複数あるC及びZは同じであっても異なっていても良い。)、
 一般式(II-b)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式(II-b)中、R及びRはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
は1,4-フェニレン基、1,4-シクロへキシレン基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピリダジン-3,6-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、シクロヘキセン-1,4-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基又はインダン-2,5-ジイル基(これらの基のうち1,4-フェニレン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基及びインダン-2,5-ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を1個若しくは2個以上有することができる。)を表し、
はベンゼン-1,2,4-トリイル基、ベンゼン-1,3,4-トリイル基、ベンゼン-1,3,5-トリイル基、シクロヘキサン-1,2,4-トリイル基、シクロヘキサン-1,3,4-トリイル基又はシクロヘキサン-1,3,5-トリイル基を表し、
及びZはそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中に存在する1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。)を表し、
は、単結合、-CHCH-、-CHO-、-OCH-、-CHCHO-、-OCHCH-、-CHCHCHO-、-OCHCHCH-、-CHCHOCO-、-COOCHCH-、-CHCHCOO-、-OCOCHCH-、-CH=CH-、-C≡C-、-CFO-、-OCF-、-COO-又は-OCO-を表し、
は、0、1又は2を表す。ただし、nが2を表す場合、複数あるC及びZは同じであっても異なっていても良い。)、及び一般式(II-c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式(II-c)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、6員環T、T及びTはそれぞれ独立的に、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
のいずれか(ただしmは1から4の整数を表す。)を表し、
は0又は1の整数を表し、
、Y及びYはそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-CHO-、-OCH-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH-、-CHCHCHO-、-OCHCHCH-、-CH=CHCHCH-又は-CHCHCH=CH-を表し、
は単結合、-O-、-COO-、又は-OCO-を表し、
は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1から20のアルキル基、炭素原子数1から20のアルケニル基、炭素原子数1から20のアルコキシ基、又は炭素原子数1から20の炭化水素基を表す。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性化合物(II)である。
 また、本発明に係る液晶媒体中には、光照射による液晶層への予期しない悪影響を防ぐ目的で、HALS等の光安定剤、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系の光吸収剤、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤など種々の添加剤を用いてもよい。
 重合可能な液晶化合物を硬化してなる光学異方性分子または相変化可能な高分子液晶)
 (光学異方性分子)
 本発明に係る光学異方性分子は、重合可能な液晶化合物を硬化してなり、光学異方性を示す分子を含むことが好ましく、光学異方性を示す高分子を含むことがより好ましい。具体的には、本発明に係る光学異方性分子は、光学異方層を構成する成分として、重合性液晶化合物(または重合可能な液晶化合物とも称する)から得られた高分子であることが好ましく、後述の一般式(II)で表される化合物から得られた高分子であることがより好ましい。また、光学異方層は、重合可能な液晶化合物を有する重合性液晶組成物から得られてもよい。
 本発明において用いられる、重合可能な液晶化合物としては、単独または他の化合物との組成物において液晶性を示し、少なくとも1つ以上の重合性官能基を有する化合物であれば、特に限定はなく、公知慣用のものを用いることができる。
 例えば、Handbook of Liquid Crystals(D.Demus,J.W.Goodby,G.W.Gray,H.W.Spiess,V.Vill編集、Wiley-VCH社発行,1998年)、季刊化学総説No.22、液晶の化学(日本化学会編,1994年)、あるいは、特開平7-294735号公報、特開平8-3111号公報、特開平8-29618号公報、特開平11-80090号公報、特開平11-116538号公報、特開平11-148079号公報、等に記載されているような、1,4-フェニレン基1,4-シクロヘキレン基等の構造が複数繋がったメソゲンと呼ばれる剛直な部位と、ビニル基、アクリル基、(メタ)アクリル基といった重合性官能基を有する棒状重合性液晶化合物、あるいは特開2004-2373号公報、特開2004-99446号公報に記載されているようなマレイミド基を有する棒状重合性液晶化合物が挙げられる。中でも、重合性基を有する棒状液晶化合物が、液晶温度範囲として室温前後の低温を含むものを作りやすく好ましい。
 本発明に係る液晶層に含まれる液晶性化合物である重合性液晶化合物は、具体的には以下の一般式(II)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 式中、Pは重合性官能基を表し、Sは炭素原子数1~18のアルキレン基を表し(該アルキレン基中の水素原子は、1つ以上のハロゲン原子、CN基、又は重合性官能基を有する炭素原子数1~8のアルキル基により置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH基又は隣接していない2つ以上のCH基はそれぞれ相互に独立して、-O-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられていても良い。)、Xは-O-、-S-、-OCH-、-CHO-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CHCH-、-OCO-CHCH-、-CHCH-COO-、-CHCH-OCO-、-COO-CH-、-OCO-CH-、-CH-COO-、-CH-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表し(ただし、P-S、及びS-Xは、-O-O-、-O-NH-、-S-S-及び-O-S-基を含まない。)、q1は0又は1を表し、MGはメソゲン基を表し、Rは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、又は炭素原子数1から12の直鎖又は分岐アルキル基を表し、該アルキル基は直鎖状であっても分岐していてもよく、該アルキル基は1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-が各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-によって置換されても良く、あるいはRは、一般式(II-a)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式中、Pは重合性官能基を表し、Sは、Sで定義されたものと同一のものを表し、Xは、Xで定義されたものと同一のものを表し(ただし、P-S、及びS-Xは、-O-O-、-O-NH-、-S-S-及び-O-S-基を含まない。)、qは0又は1を表す。)を表し、
上記MGで表されるメソゲン基は、一般式(II-b)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、B1、B2及びB3はそれぞれ独立的に、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、チオフェン-2,5-ジイル基-、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,4-ナフチレン基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジチオフェン-2,6-ジイル基、ベンゾ[1,2-b:4,5-b‘]ジセレノフェン-2,6-ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2-b]チオフェン-2,7-ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2-b]セレノフェン-2,7-ジイル基、又はフルオレン-2,7-ジイル基を表し、置換基として1個以上のF、Cl、CF、OCF、CN基、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルカノイル基、炭素原子数1~8のアルカノイルオキシ基、炭素原子数1~8のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基、炭素原子数2~8のアルケノイル基、炭素原子数2~8のアルケノイルオキシ基、及び/又は一般式(II-c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式中、Pは重合性官能基を表し、
は、Sで定義されたものと同一のものを表し、Xは、-O-、-COO-、-OCO-、-OCH-、-CHO-、-CHCHOCO-、-COOCHCH-、-OCOCHCH-、又は単結合を表し、qは0又は1を表し、qは0又は1を表す。(ただし、P-S、及びS-Xは、-O-O-、-O-NH-、-S-S-及び-O-S-基を含まない。))を有していても良く、Z1及びZ2はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH CH-、-OCH-、-CHO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CHCHCOO-、-CHCHOCO-、-COOCHCH-、-OCOCHCH-、-C=N-、-N=C-、-CONH-、-NHCO-、-C(CF-、ハロゲン原子を有してもよい炭素原子数2~10のアルキル基又は単結合を表し、r1は0、1、2又は3を表し、B1、及びZ1が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても、異なっていても良い。)で表される。
 P、P及びPは、それぞれ独立して、下記の式(P-2-1)から式(P-2-20)で表される重合性基から選ばれる置換基を表すのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 これらの重合性官能基のうち、重合性を高める観点から、式(P-2-1)、(P-2-2)、(P-2-7)、(P-2-12)、(P-2-13)が好ましく、式(P-2-1)、(P-2-2)がより好ましい。
 前記一般式(II)で表される化合物のうち、分子内に1個の重合性官能基を有する単官能重合性液晶化合物として、下記一般式(II-2-1)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
式中、P、S、X、q1及び、MGは、それぞれ、上記一般式(II)の定義と同じものを表し、R21は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-が各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-、-N(CH)-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-によって置換されても良い、炭素原子数1から12の直鎖又は分岐アルキル基、炭素原子数1から12の直鎖又は分岐アルケニル基を表し、該アルキル基、アルケニル基の有する1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子、シアノ基によって置換されても良く、複数置換されている場合それぞれ同一であっても、異なっていても良い。一般式(II-2-1)の例として、下記一般式(II-2-1-1)~(II-2-1-4)で表される化合物を挙げることができるが、下記の一般式に限定されるわけではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 式中、P、S、X、及び、q1は、それぞれ、上記一般式(II)の定義と同じものを表し、
B11、B12、B13、B2、B3は、上記一般式(II-b)のB1~B3の定義と同じものを表し、それぞれ、同一であっても、異なっていても良く、
Z11、Z12、Z13、Z2は、上記一般式(II-b)のZ1~Z3の定義と同じものを表し、それぞれ、同一であっても、異なっていても良く、
21は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-が各々独立して-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-、-N(CH)-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-又は-C≡C-によって置換されても良い、炭素原子数1から12の直鎖又は分岐アルキル基、炭素原子数1から12の直鎖又は分岐アルケニル基を表し、該アルキル基、アルケニル基の有する1個又は2個以上の水素原子は、ハロゲン原子、シアノ基によって置換されても良く、複数置換されている場合それぞれ同一であっても、異なっていても良い。
 上記一般式(II-2-1-1)~(II-2-1-4)で表される化合物としては、以下の式(II-2-1-1-1)~式(II-2-1-1-26)で表される化合物を例示されるが、これらに限定される訳ではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、mは0~18の整数を表し、nは0又は1を表し、R21は、上記一般式(II-2-1-1)~(II-2-1-4)の定義と同じものを表すが、R21は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、1個の-CH-が-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、によって置換されても良い、炭素原子数1から6の直鎖アルキル基又は炭素原子数1から6の直鎖アルケニル基を表すことが好ましく、
上記環状基は、置換基として1個以上のF、Cl、CF、OCF、CN基、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルカノイル基、炭素原子数1~8のアルカノイルオキシ基、炭素原子数1~8のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基、炭素原子数2~8のアルケノイル基、炭素原子数2~8のアルケノイルオキシ基を有していても良い。
 分子内に1個の重合性官能基を有する単官能重合性液晶化合物の合計含有量は、用いる重合性液晶化合物の合計量のうち、0~90質量%含有することが好ましく、5~85質量%含有することがより好ましく、10~80質量%含有することが特に好ましい。光学異方体の配向性を重視する場合には下限値を10質量%以上にすることが好ましく、20質量%以上にすることがより好ましく、剛直性を重視する場合には上限値を80質量%以下とすることが好ましく、70質量%以下とすることがより好ましい。
 前記一般式(II)で表される化合物のうち、分子内に2個の重合性官能基を有する2官能重合性液晶化合物として、下記一般式(II-2-2)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
式中、P、S、X、q1、MG、X、S、q2、Pは、それぞれ、上記一般式(II)の定義と同じものを表す。一般式(II-2-2)の例として、下記一般式(II-2-2-1)~(II-2-2-4)で表される化合物を挙げることができるが、下記の一般式に限定されるわけではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式中、P、S、X、q1、MG、X、S、q2、Pは、それぞれ、上記一般式(II)の定義と同じものを表し、
B11、B12、B13、B2、B3は、上記一般式(II-b)のB1~B3の定義と同じものを表し、それぞれ、同一であっても、異なっていても良く、
Z11、Z12、Z13、Z2は、上記一般式(II-b)のZ1~Z3の定義と同じものを表し、それぞれ、同一であっても、異なっていても良い。
 上記一般式(II-2-2-1)~(II-2-2-4)で表される化合物のうち、一般式(II-2-2-2)~(II-2-2-4)で表される、化合物中に3つ以上の環構造を有する化合物を用いると、配向性に優れるために好ましく、化合物中に3つの環構造を有する一般式(II-2-2-2)で表される化合物を用いることが特に好ましい。
 上記一般式(II-2-2-1)~(II-2-2-4)で表される化合物としては、以下の式(II-2-2-1-1)~式(II-2-2-1-21)で表される化合物を例示されるが、これらに限定される訳ではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式中、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
上記環状基は、置換基として1個以上のF、Cl、CF、OCF、CN基、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルカノイル基、炭素原子数1~8のアルカノイルオキシ基、炭素原子数1~8のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基、炭素原子数2~8のアルケノイル基、炭素原子数2~8のアルケノイルオキシ基を有していても良い。m1、m2はそれぞれ独立して0~18の整数を表し、n1、n2、n3、n4はそれぞれ独立して0又は1を表す。
 2つの重合性官能基を有する液晶化合物は、1種又は2種以上用いることができるが、1種~5種が好ましく、2種~5種がより好ましい。
 分子内に2個の重合性官能基を有する2官能重合性液晶化合物の合計含有量は、用いる重合性液晶化合物の合計量のうち、0~90質量%含有することが好ましく、10~85質量%含有することがより好ましく、15~80質量%含有することが特に好ましい。剛直性を重視する場合には下限値を30質量%以上にすることが好ましく、50質量%以上にすることがより好ましく、光学異方体の配向性を重視する場合には上限値を80質量%以下とすることが好ましく、70質量%以下とすることがより好ましい。
 3つ以上の重合性官能基を有する多官能重合性液晶化合物としては、3つの重合性官能基を有する化合物を用いることが好ましい。前記一般式(II)で表される化合物のうち、分子内に3個の重合性官能基を有する多官能重合性液晶化合物として、下記一般式(II-2-3)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
式中、P、S、X、q1、MG、X、S、q2、P、X、q4、S、q3、Pは、それぞれ、上記一般式(II)の定義と同じものを表す。一般式(II-2-3)の例として、下記一般式(II-2-3-1)~(II-2-3-8)で表される化合物を挙げることができるが、下記の一般式に限定されるわけではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 式中、P、S、X、q1、MG、X、S、q2、P、X、q4、S、q3、Pは、それぞれ、上記一般式(II)の定義と同じものを表し、
B11、B12、B13、B2、B3は、上記一般式(II-b)のB1~B3の定義と同じものを表し、それぞれ、同一であっても、異なっていても良く、
Z11、Z12、Z13、Z2は、上記一般式(II-b)のZ1~Z3の定義と同じものを表し、それぞれ、同一であっても、異なっていても良い。
 上記一般式(II-2-3-1)~(II-2-3-8)で表される化合物としては、以下の式(II-2-3-1-1)~式(II-2-3-1-6)で表される化合物を例示されるが、これらに限定される訳ではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 式中、R、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、R、R及びRはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、シアノ基を表し、これらの基が炭素数1~6のアルキル基、あるいは炭素数1~6のアルコキシ基の場合、全部が未置換であるか、あるいは1つまたは2つ以上のハロゲン原子により置換されていてもよく、上記環状基は、置換基として1個以上のF、Cl、CF、OCF、CN基、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数1~8のアルカノイル基、炭素原子数1~8のアルカノイルオキシ基、炭素原子数1~8のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基、炭素原子数2~8のアルケノイル基、炭素原子数2~8のアルケノイルオキシ基を有していても良い。
m4~m9はそれぞれ独立して0~18の整数を表し、n4~n9はそれぞれ独立して0又は1を表す。
 3個以上の重合性官能基を有する多官能重合性液晶化合物は、1種又は2種以上用いることができる。
 分子内に3個以上の重合性官能基を有する多官能重合性液晶化合物の合計含有量は、用いる重合性液晶化合物の合計量のうち、0~80質量%含有することが好ましく、0~60質量%含有することがより好ましく、0~40質量%含有することが特に好ましい。光学異方体の剛直性を重視する場合には、下限値を10質量%以上にすることが好ましく、20質量%以上にすることがより好ましく、30質量%以上にすることが特に好ましく、一方、低硬化収縮性を重視する場合には上限値を60質量%以下とすることが好ましく、50質量%以下とすることがより好ましく、40質量%以下とすることが特に好ましい。
 本発明の重合性液晶組成物には、上記重合性液晶化合物を複数種混合して用いることが好ましい。上記少なくとも1種以上の単官能重合性液晶化合物と、少なくとも1種以上の2官能重合性液晶化合物及び/又は多官能重合性液晶化合物を併用して用いると、硬化収縮が抑制され密着性が向上するため好ましい。中でも、本発明の重合性液晶組成物を用いて光学異方体とした時に、配向性を向上させたい場合、単官能重合性液晶化合物として、化合物中に3つ以上の環構造を有する上記(II-2-1-2)~(II-2-1-4)から選択される化合物を用い、2官能重合性液晶化合物として、化合物中に3つ以上の環構造を有する上記(II-2-2-2)~(II-2-2-4)から選択される化合物を用いて重合性液晶化合物の混合物とすることが好ましく、化合物中に3つの環構造を有する上記(II-2-1-2)で表される化合物と、上記(II-2-2-2)で表される化合物とを、用いる重合性液晶化合物の合計量のうち70質量%以上となるように併用した混合物とすることがより好ましく、上記(II-2-1-2)で表される化合物と、上記(II-2-2-2)で表される化合物とを、用いる重合性液晶化合物の合計量のうち75質量%以上となるように併用した混合物とすることが特に好ましい。
 (高分子液晶)
 本発明に係る高分子液晶は、公知の高分子液晶を使用することができる。高分子液晶は、液晶を示す機能を与える部分構造(メソゲン)を有し、前記液晶を示す機能を与える部分構造としては、いかなる構造であってもよい。メソゲンは、高分子主鎖中に導入されていてもよいし、高分子側鎖に導入されていてもよい。また、架橋部位に導入されていてもよい。
 高分子液晶としては、ポリフッ化ビニリデンなどの強誘電性ポリマー、ネマチック液晶性を示す側鎖型液晶ポリマー、主鎖型液晶ポリマーなどが好ましい。前記側鎖型液晶ポリマーとしては、いかなるものであってもよいが、ポリエステル、ポリアミド、ポリイソシアネート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリシロキサンなどの誘導体が挙げられる。好ましくは、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリシロキサンなどの誘導体である。例えば、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧、丸善、2000年 第3章、第8節の「高分子液晶」に記載されているものが挙げられる。
 「光配向層」
 本発明に係る光配向層は、黄色度(YI)が0.001<YI<100である。黄色度(YI)がかかる範囲であると、配向層の配向規制力が増大したことにより、液晶性化合物における液晶分子の配向乱れ、特に配向層の境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減し、前記配向層から離れた位置における液晶分子の配向乱れを低減することができる。
 本発明に係る光配向層は、光配向性成分から構成されることがより好ましく、さらに紫外線吸収剤を含むことがさらに好ましい。また、前記光配向成分は、光応答性分子を1種以上含むものであればよい。前記光応答性分子は、光に応答して二量化により架橋構造を形成する光応答性二量化型分子、光に応答して異性化し偏光軸に対して略垂直または平行に配向する光応答性異性化型分子、および光に応答して高分子鎖が切断する光応答性分解型高分子からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、光応答性異性化型分子が感度、配向規制力の点から特に好ましい。
 本発明に係る光応答性異性化型分子としては二色性色素が好ましく、具体的な構造は一般式(ア)表されるアゾ化合物、またはこの重合体が特に好ましい。
(一般式(ア))
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 (一般式(ア)中、R及びRは各々独立してヒドロキシ基、又は(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表し、式中、A及びAは各々独立して単結合又はアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表し、B及びBは各々独立して単結合、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-又は-O-CO-NH-を表すが、R及びRの結合において、-O-O-結合を形成することはなく、m及びnは各々独立して0~4の整数を表し(但し、m又はnが2以上のとき、複数あるA、B、A及びBは同じであっても異なっていても良く、二つのB又はBの間に挟まれたA又はAはアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表す。)、R~Rは各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アリルオキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基若しくはそのアルカリ金属塩、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化メトキシ基、ヒドロキシ基、スルホ基若しくはそのアルカリ金属塩、アミノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、-OR(ただしRは、炭素原子数1~6の低級アルキル基、炭素原子数3~6のシクロアルキル基又は炭素原子数1~6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1~6の低級アルキル基を表す)、炭素原子数1~4のヒドロキシアルキル基又は-CONR(R及びRは、各々独立して水素原子又は炭素原子数1~6の低級アルキル基を表す)、又は(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルアミノ基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表し、Xは、単結合、-CH=CH-、-NR10-(但し、R10は、水素原子又は炭素数20以下の炭化水素基を表す)、-NH-CO-NH-、-S-、又は-CH-を表し、G及びGは各々独立して1,4-フェニレン基の如きフェニレン基;2,6-ナフタレンジイル基の如きアリーレン基を表し、フェニレン基またはアリーレン基中に存在する1個または2個以上の水素原子はそれぞれ独立にヒドロキシ基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基、スルホ基のアルカリ金属塩、炭素原子1~7個のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、により置換されてもよい。
一般式(ア)において、RまたはRの少なくとも一つが重合性官能基であると光や熱に対する安定性が増大し好ましい。重合性官能基の中では、特に(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましい。又、マレイミド基は、重合開始剤が不要となるので好ましい。Rがヒドロキシ基の場合、mは0であることが好ましく、Rが重合性官能基の場合、mは1~3の整数を表すことが好ましく、1又は2がより好ましい。Rがヒドロキシ基の場合、nは0であることが好ましく、Rが重合性官能基の場合nは1~3の整数を表すことが好ましく、1又は2がより好ましい。
 A及びAは各々独立して単結合、又はアルコキシ基によって置換されていてもよい二価の炭化水素基を表すが、二価の炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基の如き炭素数1~18の直鎖状アルキレン基;1-メチルエチレン基、1-メチルトリエチレン基、2-メチルトリエチレン基、1-メチルテトラエチレン基、2-メチルテトラエチレン基、1-メチルペンタメチレン基、2-メチルペンタメチレン基、3-メチルペンタメチレン基の如き炭素数1~18の分枝状アルキレン基;p-フェニレン基の如きフェニレン基;2,6-ナフタレンジイル基の如きアリーレン基が挙げられ、アルコキシ基によって置換されている二価の炭化水素基としては、前述の素数1~18の直鎖状アルキレン基又は分枝状アルキレン基の炭素原子の一つが酸素原子に置換した置換基、2-メトキシ-1,4-フェニレン基、3-メトキシ-1,4-フェニレン基、2-エトキシ-1,4-フェニレン基、3-エトキシ-1,4-フェニレン基、2,3,5-トリメトキシ-1,4-フェニレン基の如き炭素数1~18の直鎖状又は分枝上アルコキシ基を有するフェニレン基が好ましい。
 B及びBは各々独立して単結合、-O-、-CO-O-又は-O-CO-が好ましい。
 R~Rにおいてハロゲン原子としては、フッ素原子や塩素原子が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、トリクロロメチル基やトリフルオロメチル基が挙げられる。ハロゲン化メトキシ基としては、クロロメトキシ基やトリフルオロメトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基としては、アルキル基部分が、炭素原子数1~6の低級アルキル基、炭素原子数3~6のシクロアルキル基又は炭素原子数1~6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1~6の低級アルキル基が挙げられる。また、炭素原子数1~6の低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、1-メチルエチル基等が挙げられる。炭素原子数1~6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1~6の低級アルキル基としては、メトキシメチル基、1-エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。ヒドロキシアルキル基としては、炭素原子数1~4のヒドロキシアルキル基が挙げられ、具体的にはヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、1-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、1-ヒドロキシブチル基等が挙げられる。カルバモイル基としては、アルキル基部分が炭素原子数1~6のものが挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、1-メチルエチル基等が挙げられる。これらの中でも、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシメチル基、カルバモイル基、ジメチルカルバモイル基又はシアノ基が好ましく、カルボキシ基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基は良好な配向性が得られる点で特に好ましい。
 又、R及びRは、4,4’-ビス(フェニルアゾ)ビフェニル骨格の両端のフェニレン基のメタ位に置換していると、優れた光配向膜が得られ、R及びRは、4,4’-ビス(フェニルアゾ)ビフェニル骨格の2、2’位に置換していると、優れた光配向性が得られ、特に好ましい。
 本発明に係る一般式(ア)で表されるアゾ化合物は、中でも、以下の一般式(イ)が好ましい。
(一般式 イ)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 一般式(イ)において、R~Rは一般式(ア)のR~Rと同じ意味を表す。
 ハロゲン原子としては、フッ素原子や塩素原子が挙げられる。ハロゲン化メチル基としては、トリクロロメチル基やトリフルオロメチル基が挙げられる。ハロゲン化メトキシ基としては、クロロメトキシ基やトリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
 Rの炭素原子数1~6の低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、1-メチルエチル基等が挙げられる。Rで表される炭素原子数1~6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1~6の低級アルキル基としては、メトキシメチル基、1-エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。炭素原子数1~4のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、1-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、1-ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
 R及びRで表される炭素原子数1~6のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、1-メチルエチル基等が挙げられる。
 これらの中でも、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシメチル基、カルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、シアノ基が好ましく、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基は良好な配向性が得られる点で特に好ましい。
 また、R及びRは、4,4'-ビス(フェニルアゾ)ビフェニル骨格の両端のフェニレン基の、アゾ基からみてメタ位に置換していると、優れた光配向性が得られ、特に好ましい。
 R及びRは各々独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基又はヒドロキシ基を表す。但し、カルボキシル基、スルホ基は、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属と塩を形成していても良い。
 これらR及びRは、4,4’-ビス(フェニルアゾ)ビフェニル骨格の2、2’位に置換していると、優れた光配向性が得られ、特に好ましい。
 一般式(イ)におけるR及びRは、光配向性能やその他の特性に最も影響を与える部位であると推定され、R及びRに導入しうる置換基の種類や組合せにより、様々な特性が得られる。前記R及びRがカルボキシル基又はその塩、スルホ基又はその塩であると、ガラスやITOなどの透明電極に対して親和性が高く、基板表面に均一に光配向膜を形成することができるため好ましい。前記一般式(イ)で表される化合物は、単体でも、一般式(イ)で表される化合物の範囲内のR~Rが各々異なる化合物を複数混合して使用してもよい。
 前記一般式(ア)や(イ)で表される化合物の例としては、例えば下記構造の化合物が挙げられる。このうち重合体の重量平均分子量は、塗工しやすい溶液の粘度とし、塗工後の乾燥皮膜の耐熱性を保ち、配向規制力を大きくする観点から、5000~1000000が好ましく、10000~500000が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 本発明に係る一般式(ア)で表されるアゾ化合物は、中でも、以下の一般式(ロ-1)が好ましい。
(一般式 ロ-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 一般式(ロ-1)中、R11及びR12は各々独立して、ヒドロキシ、又は(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基、ビニルオキシ基及びマレイミド基からなる群から選ばれる重合性官能基を表す。X11は、R11がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R11が重合性官能基の場合、-(A-B-で表される連結基を表し、X12は、R12がヒドロキシ基の場合、単結合を表し、R12が重合性官能基の場合、-(A-B-で表される連結基を表す。ここで、AはR11に結合するものとし、AはR12に結合するものとする。A及びAは各々独立して単結合又は二価の炭化水素基を表し、B及びBは各々独立して単結合、-O-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-又は-O-CO-NH-を表す。m及びnは各々独立して0~4の整数を表す。但し、m又はnが2以上のとき、複数あるA、B,A及びBは同じであっても異なっていても良い。但し、二つのB又はBの間に挟まれたA又はAは、単結合ではないものとする。
 R13及びR14は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、-OR17(ただしR17は、炭素原子数1~6の低級アルキル基、炭素原子数3~6のシクロアルキル基又は炭素原子数1~6の低級アルコキシ基で置換された炭素原子数1~6の低級アルキル基を表す)、炭素原子数1~4のヒドロキシアルキル基又は-CONR1819(R18及びR19は、各々独立して水素原子又は炭素原子数1~6の低級アルキル基を表す)又はメトキシカルボニル基を表す。但し、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R15及びR16は各々独立して、カルバモイル基又はスルファモイル基を表す。
 一般式(ロ-1)の化合物のうち、R11及びR12がヒドロキシ基であり、R13及びR14が炭素原子数1~4のヒドロキシアルキル基である化合物が好ましく、R11及びR12がヒドロキシ基であり、R13及びR14がヒドロキシメチル基である化合物が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 本発明に係る一般式(ア)で表されるアゾ化合物は、中でも、以下の一般式(ロ-2)がより好ましい。
(一般式 ロ-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 一般式(2-2)中、R21及びR22は各々独立して、水素原子、炭素原子数1~6のアルキル基あるいは炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、A11及びA12は各々独立して、置換基としてアミノ基及びスルホ基を有するナフタレン環、又は置換基としてアミノ基及びスルホ基を有するベンゼン環を表す。但しスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していても良い。一般式(ロ-2)で表される化合物としては、R21及びR22が各々独立して、水素原子、メチル基、あるいはメトキシ基であるものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 一般式(ア)で表される化合物は、水あるいは極性有機溶媒に高い溶解性を示し、かつガラス等に対して良好な親和性を示す。該化合物を水あるいは極性有機溶媒に溶解してなる溶液を、基材に塗布した後、水あるいは極性有機溶媒を除去するだけで、基材上に一様で、かつ安定な塗膜を形成することができる。
 また、一般式(ア)で表される化合物は、単独で使用することもできるし、2種類以上の化合物を混合して使用することもできる。
 前記一般式(イ)で表される化合物と、一般式(ロ-1)で表される化合物、一般式(ロ-2)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つの化合物(ロ)と併用して使用することで、感度を維持しつつ、耐熱性に優れる光配向膜を得ることができる。
 本発明に係る光応答性分子の具体的な構造は、以下の一般式(1A)、(1B)および以下の一般式(2)からなる群から選択される少なくとも1種で表される光応答性二量化型高分子が好ましい。また、前記光応答性分子は、一般式(4)および/または一般式(5)で示される化合物を重合してなる光応答性二量化型高分子であることが好ましい。
 本発明に係る光応答性分子は、下記の一般式(1A)または(1B):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
(上記一般式(1)中、Spは、単結合、-(CH-(式中、uは1~20を表す。)、-OCH-、-CHO-、―COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CFO-、-OCF-、-CFCF-および-C≡C-からなる群から選択される少なくとも1種の二価の連結基であり、これらの置換基において非隣接のCH基の一つ以上は独立して、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH-O-Si(CH―、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-又は-O-CO-O-(式中、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表す。)で置換することができ、
 A、Aはそれぞれ独立して、
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-、-NH-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい)、及び
(c) 1,4-シクロヘキセニレン基、2,5-チオフェニレン基、2,5-フラニレン基、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)又は基(c)はそれぞれ無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良く、
 Z、ZおよびZは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-(CH-(式中、uは1~20を表す。)、-OCH-、-CHO-、―COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CFO-、-OCF-、-CFCF-又は-C≡C-を表すが、これらの置換基において非隣接のCH基の一つ以上は独立して、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-Si(CH-O-Si(CH―、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-、-C≡C-又は-O-CO-O-(式中、Rは独立して水素又は炭素原子数1から5のアルキル基を表す。)で置換することができ、
 Xは、-O-、単結合、-NR-またはフェニレン基であり、
 Rは、重合性基、アルコキシ基、シアノ基または炭素原子数1~12個のフッ化アルキル基であり、
 mは、0、1、または2であり、
 M及びMはそれぞれ独立して同一であっても異なっていても良く、以下の一般式(U-1)~(U-13)のいずれか1種のモノマー単位を表し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
(上記一般式(U-1)~(U-10)中、破線はSpへの結合を表し、Rは独立して水素原子、炭素原子数1から5のアルキル基、フェニル基、ハロゲン原子を表し、それぞれの構造中の任意の水素原子はフッ素原子、塩素原子、メチル基、フェニル基、メトキシ基によって置換されていてもよく、
上記一般式(U-11)~(U-13)中、破線はSpへの結合を表し、Rは4価の環構造、Rは3価の有機基、Rは水素原子、水酸基、炭素原子数1~15個のアルキル基、炭素原子数1~15個のアルコキシ基を表す。)
 y及びwは、コポリマーのモル分率を表し、0<y≦1かつ、0≦w<1であり、nは4~100,000を表し、M及びMのモノマー単位は各々独立して1種類でも2種類以上の異なる単位からなっていても良い。)
で表される光応答性二量化型高分子、その加水分解物または加水分解物の縮合物であることが好ましい。
 また、上記本発明に係る一般式(1)で表される光応答性分子の好ましい形態として、Zが単結合である光応答性二量化型高分子が好ましい。なお、前記3価の有機基は、ベンゼン、ビフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルエタン、ジフェニルメタン、ジフェニルアミンから選ばれる骨格が好ましい。
 また、4価の環構造としては例えば以下の式(1.1)~(1.26)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 本発明に係る光応答性分子は、下記の一般式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
(上記一般式(2)中、MおよびMはそれぞれ互いに独立して、アクリレート、メタクリレート、2-クロロアクリレート、2-フェニルアクリレート、低級アルキル基でN-置換されていてもよいアクリルアミド、メタクリルアミド、2-クロロアクリルアミド、2-フェニルアクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、スチレン誘導体およびシロキサン類からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位であり、
 Mは、アクリレート、メタクリレート、2-クロロアクリレート、2-フェニルアクリレート、低級アルキルでN-置換されていてもよいアクリルアミド、メタクリルアミド、2-クロロアクリルアミド、2-フェニルアクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、アクリル酸またはメタクリル酸の直鎖状-もしくは分岐状アルキルエステル、アクリル酸もしくはメタクリル酸のアリルエステル、アルキルビニルエーテルもしくは-エステル、フェノキシニアルキルアクリレートもしくはフェノキシアルキルメタクリレートもしくはヒドロキシアルキルアクリレートもしくはヒドロキシアルキルメタクリレート、フェニルアルキルアクリレートもしくはフェニルアルキルメタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、4-メチルスチレンおよびシロキサン類からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位であり、
 A、B、C、A、BおよびCはそれぞれ互いに独立して、
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-、-NH-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい)、及び
(c) 1,4-シクロヘキセニレン基、2,5-チオフェニレン基、2,5-フラニレン基、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)又は基(c)はそれぞれ無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良く、
 SおよびSはそれぞれ互いに独立して、フッ素原子、塩素原子もしくはシアノ基で1以上置換された直鎖状もしくは分岐状アルキレン基(-(CH-)または-(CH-L-(CH-(式中、Lは、単結合または-O-、-COO-、-OOC-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-COO-、-OCO-NR-、-NR-CO-NR-、-CH=CH-または-C≡C-を意味し、その際にRは水素原子または低級アルキル基を意味し、rおよびsは、r+s≦24という条件のもとで1~20の整数であり、)であり、
 D、Dはそれぞれ互いに独立して、-O-、-NR-、または下記の式(d)~(f):
(d) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のメチレン基又は隣接していない2個以上のメチレン基は-O-、-NH-又は-S-に置き換えられてもよい)、
(e) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個又は2個以上の-CH=は-N=に置き換えられてもよい)、及び
(f) 1,4-シクロヘキセニレン基、2,5-チオフェニレン基、2,5-フラニレン基、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基
からなる群より選ばれる基を含み、上記の基(d)、基(e)又は基(f)はそれぞれ無置換であるか又は一個以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、メチル基又はメトキシ基によって置換されていても良い、を意味し、その際にRは水素原子または低級アルキル基であり、
 X、X、YおよびYはそれぞれ互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、場合によってはフッ素原子で置換されそしてCH基または複数の非隣接CH基が場合によっては-O-、-COO-、-OOC-および/または-CH=CH-で交換されていてもよい炭素原子数1~12のアルキル基を意味し、
 Z1a、Z1b、Z2aおよびZ2bはそれぞれ互いに独立して、単結合、-(CH)t-、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-OC-、-NR-、-CO-NR-、-NR-CO-、-(CH-O-、-O-(CH-、-(CH-NR-または-NR-(CH-であり、その際にRは水素原子または低級アルキル基を意味し;tは1~4の整数を意味し;uは1~3の整数であり、
 p、p、qおよびqはそれぞれ互いに独立して、0または1であり、
 R1aおよびR2aはそれぞれ互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、または炭素原子数1~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルキル-COO-、アルキル-CO-NRまたはアルキル-OCO基を意味し、その際にRは水素原子または低級アルキル基を意味し、前記アルキル基または前記アルコキシ基の1以上の水素原子は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基またはニトロ基で置換されてもよく、前記アルキル基または前記アルコキシ基のCH基または複数の非隣接CH基が-O-、-CH=CH-または-C≡C-に置換されてもよく、
 n、nおよびnは0<n≦1、0≦n<1および0≦n≦0.5のコモノマーのモル分率である)
で表される光応答性二量化型高分子であることが好ましい。
 本発明に係る一般式(1)で表される光応答性分子は、以下の一般式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
(上記一般式(2)中、Xは6~12であり、Yは0~2であり、R~Rはそれぞれ独立して、水素原子または炭素原子数1~5個のアルコキシ基であり、R30は、式(2-a)または式(2-b):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
であり、式(2-a)中のR31は重合性基、炭素原子数1~10個のアルコキシ基、シアノ基または炭素原子数1~12個のフッ化アルキル基であり、jは0以上6以下の整数である。)で示される光応答性二量化型高分子であることがより好ましい。
 なお、本発明に係るアルキル基およびアルコキシ基はいずれも直鎖状、環状または分岐状が好ましく、いずれも直鎖状または分岐状がより好ましい。さらに、本発明に係る「アルキル基」の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基、3-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。なお、本明細書中において、アルキル基の例は共通であり、各々のアルキル基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
 本発明に係る「アルコキシ基」の例は、前記アルキル基に酸素原子が直接結合した基であることが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基(n-プロポキシ基、i-プロポキシ基)、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、オクチルオキシ基がより好ましい。なお、本明細書中において、アルコキシ基の例は共通であり、各々のアルコキシ基の炭素原子数の数によって適宜上記例示から選択される。
 本発明に係る光応答性分子は、以下の一般式(4)および/または一般式(5)で示される化合物を重合してなる光応答性二量化型高分子であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
(式中、R201及びR202は各々独立に炭素原子数1~30の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基、水素原子又はフッ素原子を含む重合性官能基を表し、該アルキル基の1つ又は2つ以上の-CH-基は酸素原子又は硫黄原子が相互に直接結合しないものとして-O-、-S-、-NH-、-N(CH)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO-、-SO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、シクロプロピレン基又は-Si(CH-で置き換えられてもよく、さらにアルキル基の1つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子あるいはCN基で置き換えられていてもよく、重合性基をもっていてもよく、前記アルキル基が縮合又はスピロ環式系を含むものでもよく、前記アルキル基が1つ又は2つ以上のヘテロ原子を含むことができる1つ又は2つ以上の芳香族又は脂肪族の環を含むものでもよく、またこれらの環はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲンで任意に置換されていてもよく、
 Z201及びZ202は各々独立に-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R)-、-N(R)-CO-、-OCH-、-CHO-、-SCH-、-CHS-、-CFO-、-OCF-、-CFS-、-SCF-、-CHCH-、-CFCH-、-CHCF-、-CFCF-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-又は単結合を表し、-CO-N(R)-又は-N(R)-CO-におけるRは水素原子又は炭素原子数1~4の直鎖状又は分枝状のアルキル基を表し、
 A201及びA202は各々独立にフェニレン基、シクロヘキシレン基、ジオキソランジイル基、シクロヘキセニレン基、ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジンジイル基、ナフタレンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基から選択される環式基を表し、前記フェニレン基、ナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基は環内の1つ又は2つ以上の-CH=基が窒素原子で置き換えられてもよく、前記シクロヘキシレン基、ジオキソランジイル基、シクロヘキセニレン基、ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、テトラヒドロナフタレンジイル基、又はインダンジイル基は環内の1つ又は2つの隣接していない-CH-基が、-O-及び/又は-S-で置き換えられてもよく、前記環式基の1つ又はそれ以上の水素原子が、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、CN基、NO基、あるいは、1つ又は2つ以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子で置き換えられてもよい、炭素原子数1~7の有するアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基又はアルコキシカルボニル基で置き換えられていてもよく、
 n201及びn202は各々独立に1~3の整数を表し、
 P201及びP202は各々独立に、シンナモイル、クマリン、ベンジリデンフタルジイミド、カルコン、アゾベンゼン、スチルベン等の光配向性基を表し、P201は1価基、P202は2価基である。
 また、本発明において、一般式(4)または一般式(5)で表される化合物において、少なくとも一方の端部が重合性官能基を備えることが好ましく、すなわち、一般式(5)においてはR201またはR202の少なくともいずれか一方が重合性官能基であることが好ましい。
 より好ましい化合物として、シンナモイル基を有する一般式(6)、クマリン基を有する一般式(7)、ベンジリデンフタルジイミド基を有する一般式(8)の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 一般式(6)、(7)、及び(8)中、R201、R202、A201、A202、Z201、Z202、n201及びn202の定義は式(4)及び(5)におけるのと同じであり、
203、R204、R205、R206及びR207は各々独立にハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、メチル基、メトキシ基、-CF、-OCF、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、又はヒドロキシ基を表し、
203は0~4の整数を表し、n204は0~3の整数を表し、n205は0~1の整数を表し、n206は0~4の整数を表し、n207は0~5の整数を表す。
 本発明において、光に応答して高分子鎖が切断する光応答性分解型高分子としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との縮合により製造することが好ましい。
 前記テトラカルボン酸二無水物としては、以下の式(A-1)~式(A-43):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
が挙げられる。以上のような化合物の中でも、式(A-14)、式(A-15)、式(A-16)、式(A-17)、式(A-20)、式(A-21)、式(A-28)、式(A-29)、式(A-30)、または式(A-31)が好ましく、式(A-14)、式(A-21)が特に好ましい。
 前記ジアミン化合物としては、以下の式(III-1)~(VIII-17)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
(上記式(VIII-12)中、R~R10のうち二つは一級アミノ基、残りは水素原子または一級アミノ基以外の一価の有機基であり、それぞれ同一であっても異なっても良い。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
で挙げられる化合物を用いることが好ましい。
 また、上記式(1)~(5)の桂皮酸骨格を備えたジアミン化合物に関しては、光に応答して二量化することも可能であるため、光応答性二量化型高分子としても好ましく使用することができる。
 本発明に係る光応答性分解型高分子の重量平均分子量は、3000~300000であることが好ましく、5000~100000であることがより好ましく、10000~50000であることがさらに好ましく、10000~30000であることが特に好ましい。
 前記光応答性分解型高分子において、分子鎖を切断する際に使用される光は、200~400nmであることが好ましく、200~280nmであることがより好ましく、240~280nmであることがさらに好ましい。
 その他の光応答性異性化型分子としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との合成により製造されるものであって、かつ前記テトラカルボン酸二無水化合物とジアミンとの少なくとも一方にジアゾ結合を備えている高分子が好ましい。
 ジアゾ結合を備えているテトラカルボン酸二無水物としては、以下の式(1-8)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
 また、ジアゾ結合を備えているジアミン化合物としては、以下の式(I-1)~(I-7):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
で表される化合物が挙げられる。
 したがって、本発明に係る光応答性異性化型高分子の好ましい形態としては、ジアゾ結合を備えているジアミン化合物として式(I-1)~(I-7)を選択する場合は、テトラカルボン酸二無水物として式(1-8)および式(A-1)~(A-43)で表される化合物であることが好ましい。一方、本発明に係る光応答性異性化型高分子の好ましい形態としては、ジアゾ結合を備えているテトラカルボン酸二無水物として式(1-8)を選択する場合は、ジアミン化合物として式(I-1)~(I-7)および式(III-1)~(VIII-11)、(I)および(1)~(5)で表される化合物であることが好ましい。
 前記光応答性異性化型高分子において、光に応答して異性化し偏光軸に対して略垂直に配向する際に使用される光は、200~500nmであることが好ましく、300~500nmであることがより好ましく、300~400nmであることがさらに好ましい。
 本発明に係る光応答性異性化型高分子の重量平均分子量は、10000~800000であることが好ましく、10000~400000であることがより好ましく、50000~400000であることがさらに好ましく、50000~300000であることが特に好ましい。
 前記重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー,Gel Permeation Chromatography)測定の結果得られたものである。
 本発明に係る光配向層は、光応答性配向剤から形成されることが好ましい。前記光応答性配向剤は、溶媒成分および光配向性成分を含み、黄色度(YIS)が0.001<YIS<500であることが好ましく、0.005<YIS<300であることがより好ましく、0.008<YIS<150であることがさらに好ましい。そのため、本発明に係る光応答性配向剤は溶液であることが好ましい。また、前記光配向性成分としては、上述した光応答性分子が好ましい。
 これにより、液晶層に対する光配向層の配向規制力を大きな状態とすることができ、液晶表示素子の精細度を高め、液晶層と光配向層との境界領域近傍の液晶配向の乱れを低減し、または液晶分子の配向状態を高度に均質とし、表示の品質を高めることができるからである。また、液晶層の配向乱れを低減し、補償膜中の配向欠陥、パターンリターダの境界領域における配向乱れ、またはレンチキュラーレンズの厚さによる配向乱れを抑制し、画像表示装置の表示品質を高めることができるからである。
 また光学異方層の分子を配向させる光配向層の場合、光応答性配向剤の黄色度(YIS)を0.001<YIS<500とすること、または画像表示装置として、光配向層の黄色度(YI)を特定範囲(例えば、光配向層が形成された基板の黄色度を0.001<YI<100)とすることは、光応答性配向剤に含まれる光に応答して光学異方層を構成する分子に対する配向規制力を誘起する光配向性分子のπ電子の共役長を長くすることを意味し、分子全体の剛直性または液晶分子の持つメソゲン構造と類似した構造となるため、光配向性分子すなわち光応答性配向剤と光学異方性を示す分子との親和性を増し、前記分子に対する配向規制力を大きくすることができる。これにより、画像表示装置においては、補償膜中の配向欠陥、パターンリターダの境界領域における配向乱れ、またはレンチキュラーレンズの厚さによる配向乱れを低減し配向の均質性を高めることができる。いずれも配向規制力を大きくすることによって光学異方層の分子の配向乱れを低減し高精細な画像表示装置とすることができる。
 また、液晶媒体の液晶分子を配向させる光配向層の場合、光応答性液晶配向剤の黄色度(YIS)を0.001<YIS<500とすること、または液晶表示素子として、光配向層の黄色度(YI)を特定範囲(例えば、光配向層が形成された基板の黄色度を0.001<YI<100)とすることは、光応答性液晶配向剤に含まれる光に応答して液晶に対する配向規制力を誘起する光配向性分子のπ電子の共役長を長くすることを意味し、分子全体の剛直性または液晶分子の持つメソゲン構造と類似した構造となるため、光配向性分子すなわち光応答性液晶配向剤と液晶分子との親和性を増し、液晶分子に対する配向規制力を大きくすることができる。これにより、液晶表示素子においては液晶の配向欠陥を減少させ、液晶性化合物の厚み方向の配向の均質性を高めることができる。いずれも配向規制力を大きくすることによって液晶の配向乱れを低減し高精細な液晶表示素子とすることができる。
 本発明に係る溶媒成分は、光応答性分子を溶解させるものであれば特に制限されることは無く、使用する光応答性分子の性質によって適宜選択できるものであり、例えば、光応答性分子を溶解させる溶媒としては、水、γ-ブチロラクトン等のラクトン系;シクロペンタノン、シクロヘキサノン、MEK、MIBK等のケトン系;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート等のエステル系、NMP(N-メチル-2-ピロリドン)、が挙げられる。また、基板への塗布性を高める目的である溶媒として、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール(ブチルセロソルブ)、カルビトール(ジエチレングリコールモノエチルエーテル)等のアルコールエーテル系;トルエン等のトルエン系を必要により溶媒に加えても良い。
 本発明に係る光応答性配向剤における光応答性分子の濃度は、0.1~10質量%であることが好ましく、0.2~10質量%であることがより好ましく、0.5~10質量%がさらに好ましく、0.5~7質量%がさらにより好ましい。
 光応答性分子が0.1~10質量%の範囲であると、溶解のし易さ、溶液の濾過のし易さ、溶液の安定性、乾燥後の塗膜の表面均質性の観点で好ましい。
 本発明に係る光応答性配向剤をスクリーン印刷により基板へ塗布する場合は、前記光応答性液晶剤の粘度が20~50mPa・sになるように調整することが好ましい。インクジェット法により基板へ成膜する場合は、良好な液滴を形成しさらにノズルヘッドの目詰まりを防止する目的で、溶液の粘度が3~15mPa・sになるように調整することが好ましく、表面張力は20~50N/mになるように調整することが好ましく、溶媒の沸点は150~220℃の範囲であることが好ましい。
 また、本発明に係る光応答性配向剤は、必要によりさらに320nm以下、好ましくは280nm以下、更に好ましくは250nm以下の紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含むことが好ましい。
 本発明に係る光応答性配向剤に紫外線吸収剤を含むと、イエローインデックスの高い材料である光応答性分子は配向のための光吸収帯が可視光領域に偏っているため、配向処理に用いる紫外線処理工程に影響を及ぼすことなく液晶素子を紫外線から保護することができる。
 本発明に係る紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤であっても無機系紫外線吸収剤であっても特に制限されることは無いが、配向層や配向膜の膜厚や透明性の観点から有機系紫外線吸収剤が好ましい。前記紫外線吸収剤としては、ベンゾエート系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、環状イミノエステル系、ヒンダードアミン系およびそれらの組み合わせが挙げられる。
 本発明において規定する吸光度のより短波長の紫外線を吸収するものであれば特に限定されない。これらの中でもベンゾエート系がより好ましい。
 前記ベンゾエート系、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系紫外線吸収剤としては例えば3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸2,4-ジ-tert-ブチルフェニル、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロイルオキシメチル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジ-tert-ブチル-6-(5-クロロベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノール、2,2’-メチレンビス(4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノールなどが挙げられる。環状イミノエステル系紫外線吸収剤としては例えば2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジノン-4-オン)、2-メチル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン、2-ブチル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン、2-フェニル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オンなどが挙げられる。しかし特にこれらに限定されるものではない。
 これらの紫外線吸収剤は、単独で使用しても、2種以上の紫外線吸収剤を併用して使用しても良い。複数種類組み合わせると、別々の波長の紫外線を同時に吸収させることができるので、より紫外線吸収効果を改善することができる。
 本発明に係る紫外線吸収剤は、光応答性配向剤中、0~5.0質量%含まれていることが好ましく、0.01~1.0質量%含まれていることがより好ましく、0.1~1.0質量%含まれていることがさら好ましい。
 紫外線吸収剤が光応答性配向剤中、0.01~5.0質量%含まれていると、光配向層にした場合、紫外線から効率的に液晶表示素子を保護することができる。
 本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、基板上に本発明に係る光応答性配向剤を塗布した後、前記塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成することが好ましい(工程(1))。
 本発明に係る光応答性配向剤は、上述した光応答性分子を含む溶液であることが好ましい。前記光応答性分子は、光異性化型としてアゾ系誘導体、光分解型としてポリイミド系誘導体および2量化型として桂皮酸誘導体からなる群から選択される少なくとも一種の重合体および前記有機溶媒を含有することがより好ましい。
 本発明の光応答性配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法、ロールコーター法又はインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布する。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ(脂環式オレフィン)などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。(第一の)基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ(SnO)からなるNESA膜、酸化インジウム-酸化スズ(In-SnO)からなるITO膜などを用いてもよい。さらに、パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後フォト・エッチングによりパターンを形成する方法や、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などに採用することができる。前記光応答性配向剤の塗布に際しては、基板表面及び透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板表面を官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などの公知の方法で予め表面処理をしてもよい。
 前記光応答性配向剤を塗布した後、必要によりプレベークを行ってもよく、その場合のプレベーク温度は、好ましくは30~200℃である。また、前記プレベーク時間は、好ましくは0.25~10分である。その後、溶剤を完全に除去し、必要に応じて未反応成分などを除去することを目的として焼成工程を行うことが好ましい。このときの焼成温度は、好ましくは80~300℃である。焼成時間は、好ましくは5~200分である。このようにして、形成される膜の膜厚は、好ましくは0.001~1μmである。
 また、本発明の光応答性配向剤に含有される重合体が、ポリアミック酸又はイミド環構造とアミック酸構造とを有するイミド化重合体である場合には、塗膜形成後に更に加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。
 本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、前記基板上に形成された光応答性分子(必要により紫外線吸収剤)を含む塗膜に光照射することが好ましい(工程(2))。前記塗膜に対して照射する光としては、150~800nmの波長の光を含む紫外線または可視光線を用いることができ、200~400nmの波長の光を含む紫外線が好ましい。また、使用する光応答性分子の種類により適宜前記波長を調整する。具体的には、分解型光配向層用光応答性分子の場合は254nm、二量化型光配向層用光応答性分子の場合は313nm、異性化型光配向層用光応答性分子の場合は365nmを使用する。
 前記照射光の光源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザーなどを使用することができる。なお、上記好ましい波長領域の紫外線は、光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。光の照射量としては、好ましくは100J/m以上100,000J/m以下である。
 その後、前記塗膜上に重合性液晶を塗布し、必要により溶媒を除去し配向させた後紫外線または加熱などにより重合性液晶を硬化する。また装置の構造によって、補償膜やパターンリターダおよびレンチキュラーレンズなどは液晶表示素子の基板の液晶側の面に形成することも可能であり、その際、パターンリターダおよびレンチキュラーレンズなどは偏光板と観察者の間に配置する必要がある。
 本発明に係る光配向層は当接する液晶層の種類に分けて以下詳説する。
 (液晶媒体の液晶分子を配向させる光配向層)
 本発明に係る液晶表示素子において、第一の光配向層または第二の光配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であり、0.001<YI<50であることが好ましく、0.001<YI<10であることがより好ましく、0.005<YI<10であることがさらに好ましく、0.01<YI<10であることが特に好ましい。前記光配向層の黄色度は、第一の光配向層を形成した第一の基板または第二の光配向層を形成した第二の基板の黄色度(YIL)から後述する方法により求めることができる。
 本発明に係る画像表示素子(特に液晶表示素子)において、大きい配向規制力や短い配向処理時間を重視する場合は、第一の光配向層または第二の光配向層の黄色度(YI)が0.01<YI<100が好ましく、0.1<YI<100がより好ましく、0.5<YI<50がさらに好ましく、2<YI<10がよりさらに好ましい。この範囲のYIでは配向処理に用いられる紫外線の吸収効率が高く処理時間を短くでき、また配向膜中に形成される配向分子の密度が多くなり液晶分子の配向をより促進できるためと考えられる。一方、本発明に係る液晶表示素子において、長期信頼性を重視する場合は、第一の光配向層または第二の光配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<50が好ましく、0.001<YI<10がより好ましく、0.001<YI<7がさらに好ましく、0.002<YI<2がよりさらに好ましい。この範囲のYIでは配向規制力を有したままセル化工程やパネルの紫外線暴露などによる配向膜の変化を抑制できるため、長期信頼性を実現できると考えられる。
 光配向膜が形成された基板の黄色度が0.001~100の範囲であると、配向性を極度に高めることができる。これにより、液晶表示素子においては液晶の配向欠陥を減少させ、液晶性化合物の厚み方向の配向の均質性を高めることができる。いずれも配向規制力を大きくすることによって液晶の配向乱れを低減し高精細な液晶表示素子とすることができる。また、イエローインデックスの高い材料は共役長が長くなり分子のメソゲンとしての効果が高まったため配向性が向上したと思われる。イエローインデックスの高い材料は配向のための光吸収帯が可視光領域に偏っているため、液晶素子を紫外線から保護するため配向層に紫外線吸収剤を含有させることができる。高い液晶配向性能を示し、配向規制力が高まったことにより液晶の配向不良点を減少させ、光漏れを減少しコントラストを上げる。
 本発明に係る黄色度は、JIS 7373 2006年度(旧JIS K7105:測定波長は380~780nmで、C光源ランプを用いて5nmごとに透過率を測定)に従って黄色度を算出している。具体的には、後述の実施例に記載しているように、測定対象物を光路長1mm、または10mmの透明セルに入れ、分光光度計(JASCO社製 V-560)を用いて測定している。基板に塗布した配向膜の場合はこれを直接分光光度計に装着して測定する。
 また、本明細書では、後述の実施例でも測定方法を記載しているように、光配向層自体の黄色度をYI、カラーフィルタと対向する(共通および/または画素電極)基板と光配向層との黄色度をYIL、光配向剤(光配向性成分と溶媒とを含む)の黄色度をYISとして規定している。
 光配向層自体の黄色度(YI)を規定する場合、実際のパネルの測定値からカラーフィルタの影響を正確に除去することが困難であるという理由から測定が難しいため、下記の実施例で示すように黄色度を測定している。即ち、パネルを構成する二枚の基板のうちカラーフィルタを形成していない側の基板の黄色度(YIL)を、配向膜の形成前後で測定し、配向膜の形成前後の差から配向膜の黄色度YIを得ている。この方法を用いれば、基板上に形成した実際の配向膜の状態を測定することができるばかりか、一旦パネルを構成したものであっても、パネルから個々の基板を取り出し、カラーフィルタを形成していない側の基板から付着した液晶を除き、黄色度を測定した後、更に配向膜を除去して黄色度を測定し、その差から配向膜の黄色度YIを推定することができる。
 そのため、本発明に係る液晶表示素子において、前記画素電極と前記第一基板との間にカラーフィルタを有する場合、前記第二の配向層が形成された第二の基板の黄色度(YIL)から求めた黄色度(YI)が0.001<YI<100であることが好ましい。一方、前記第二の光配向層と前記第二の基板との間にカラーフィルタを有する場合、前記第一の配向層が形成された第一の基板の黄色度(YIL)から求めた黄色度(YI)が0.001<YI<100であることが好ましい。また、第一の配向層および第二の配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であることがより好ましい。
 本発明に係る光配向層は、光配向膜から構成され、前記光配向層の平均厚みは、10~1000nmであることが好ましく、20~500nmであることがより好ましく、50~300nmであることがさらに好ましい。
 (光学異方層の分子を配向させる光配向層)
 視野角補償等に用いられる補償膜やパターンリターダなどの位相差膜、およびレンチキュラーレンズなどの屈折性素子に用いられる配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であり、0.001<YI<50であることが好ましく、0.001<YI<10であることがより好ましく、0.005<YI<10であることがさらに好ましく、0.01<YI<10であることが特に好ましい。
 本発明に係る上記の位相差膜や屈折性素子の好ましいYIの範囲において、大きい配向規制力や短い配向処理時間を重視する場合は、光配向層の黄色度(YI)が0.01<YI<100が好ましく、0.1<YI<100がより好ましく、0.5<YI<50がさらに好ましく、2<YI<10がよりさらに好ましい。この範囲のYIでは配向処理に用いられる紫外線の吸収効率が高く処理時間を短くでき、また配向膜中に形成される配向分子の密度が多くなり液晶分子の配向をより促進でき、高い配向度や配向の均一性を得ることができるためと考えられる。一方、本発明に係る画像表示装置において、ルミナンスを重視する場合は、配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<50が好ましく、0.001<YI<10がより好ましく、0.001<YI<7がさらに好ましく、0.002<YI<2がよりさらに好ましい。この範囲のYIでは配向規制力を有したまま配向層の着色を抑制できるため、高いルミナンスを実現できると考えられる。
 配向層が形成された基板の黄色度が0.001~100の範囲であると、配向性を極度に高めることができる。これにより、本発明に係る上記の位相差膜や屈折性素子においては重合性液晶層(光学異方層とも称する。)の配向欠陥を減少させ、液晶性化合物の厚み方向の配向の均質性を高めることができる。いずれも配向規制力を大きくすることによって液晶の配向乱れを低減し、補償膜中の配向欠陥、配向乱れ、パターンリターダの境界領域における配向乱れ、またはレンチキュラーレンズの厚さによる配向乱れを抑制し、高精細な液晶表示装置とすることができる。また、イエローインデックスの高い材料は共役長が長くなり分子のメソゲンとしての効果が高まったため配向規制力が高まり配向膜上に積層した重合性液晶層の配向性が向上したと思われる。イエローインデックスの高い材料は配向のための光吸収帯が可視光領域に偏っているため、比較的波長の長い紫外線の吸収効率が高く、このような材料を配向層として用いた光学積層体を画像表示素子に用いると画像表示素子を比較的波長の長い紫外線から保護することが可能である。また画像表示素子を短波長の紫外線を含めて全波長域で保護することが必要な場合には配向層に紫外線吸収剤を含有させてもよい。高い液晶配向性能を示し、配向規制力が高まったことにより補償膜、パターンリターダ、レンチキュラーレンズの配向不良点を減少させ、光漏れを減少しコントラストを上げることができる。
 本発明に係る黄色度は、JIS 7373 2006年度(旧JIS K7105:測定波長は380~780nmで、C光源ランプを用いて5nmごとに透過率を測定)に従って黄色度を算出している。具体的には、後述の実施例に記載しているように、測定対象物を光路長1mm、または10mmの透明セルに入れ、分光光度計(JASCO社製 V-560)を用いて測定している。基板に塗布した配向層の場合はこれを直接分光光度計に装着して測定する。
 また、本明細書では、後述の実施例でも測定方法を記載しているように、光配向層自体の黄色度をYI、光配向剤(光配向性成分と溶媒とを含む)の黄色度をYISとして規定している。
 光配向層自体の黄色度(YI)を規定する場合、黄色度を、配向膜の形成前後で測定し、配向膜の形成前後の差から配向膜の黄色度YIを得ている。
 本発明に係る光配向層は、光配向膜から構成され、前記光配向層の平均厚みは、10~1000nmであることが好ましく、20~500nmであることがより好ましく、50~300nmであることがさらに好ましい。
 尚、上記の「液晶媒体の液晶分子を配向させる光配向層」において、また「光学異方層の分子を配向させる光配向層」においても、YIが100を超える画像表示素子、またはYISが500を超える範囲の光応答性配向剤は橙色に着色しまたコントラストが低下し実用上問題がある。またYIが0.001に満たない画像表示素子、またはYISが0.001に満たない光応答性配向剤は液晶の配向規制力が不十分となり、配向乱れや配向欠陥を生じ問題がある。
 「光学積層体」
 本発明に係る光学積層体は、光学異方層と、光配向層とを必須として含むものであり、必要により基板を備えてもよく、また前記基板を画像表示部に固定または接着するために公知の粘着剤層や接着剤層を介してもよい。
また、本発明に係る光学積層体における光配向層と光学異方層との積層の順序は問わない。換言すると、本発明に係る液晶層が、透過する光の位相または速さを制御する前記光学異方性分子または前記高分子液晶の少なくともいずれかを含む光学異方層である場合、光配向層と、前記光学異方層とを含む積層構造体を光学積層体と規定している。また、前記基板は、液晶表示素子や有機EL表示素子で使用した材料と同様の材料を使用できる他、ガラス、セラミックス、プラスチック等を使用することができる。プラスチック基板としてはセルロ-ス、トリアセチルセルロ-ス、ジアセチルセルロ-ス等のセルロ-ス誘導体、ポリシクロオレフィン誘導体、ポリエチレンテレフタレ-ト、ポリエチレンナフタレ-ト等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコ-ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレ-ト、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、さらにガラス繊維-エポキシ樹脂、ガラス繊維-アクリル樹脂などの無機-有機複合材料などが挙げられる。以下、光学積層体の構成要素である光学異方層と、配向層とを詳説する。
 (光学異方層)
 本発明の光学異方層は、光学異方性を示す分子を含むことが好ましく、光学異方性を示す高分子を含むことがより好ましい。具体的には、光学異方層を構成する成分として、上述した重合性液晶化合物から得られた高分子であることが好ましい。また、光学異方層は、重合性液晶化合物を有する重合性液晶組成物から得られてもよい。
 本発明の光学異方層の平均厚みは、目的に応じて必要な位相差異なるため、一概に言えないが、概ね0.1~10μmが好ましく、0.5~5μmがより好ましく、0.8~3μmがさらにより好ましい。
 (光配向層)
 本発明に係る光学積層体に含まれる光配向層は上記の通りであるためここでは省略する。
 「基板」
 本発明に係る液晶表示素子において使用される基板(第一の基板および/または第二の基板)は、透明基板であることが好ましく、前記第一の基板と前記第二の基板は同じものを使用しても異なるものを使用してもよい。本明細書では第一または第二を便宜上記載している(他の部材でも同様である)。
 前記基板としては、例えばガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料が挙げられるが、シリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド(ITO)をスパッタリングすることにより得ることができる。
 本発明に係る第1の基板または第2基板は、実質的に透明であれば材質に特に限定はなく、前記光応答性分子溶液に用いられる溶媒との関係から、前記溶媒に溶解しない材料であれば特に制限されることはなく、当該基板の材料としては、上記「光学異方層」の欄の基板と同一のものを使用できるためここでは省略する。
 なお上記第1の基板または第2の基板としてプラスチック基板を使用する際には、前記基板表面にバリア膜を設けることが好ましい。バリア膜の機能は、プラスチック基板が有する透湿性を低下させ、液晶表示素子の電気特性の信頼性を向上することにある。バリア膜としては、それぞれ、透明性が高く水蒸気透過性が小さいものであれば特に限定されず、一般的には酸化ケイ素などの無機材料を用いて蒸着やスパッタリング、ケミカルベーパーデポジション法(CVD法)によって形成した薄膜を使用する。
 本発明においては、前記第1基板又は前記第2基板として同素材を使用しても異素材を使用してもよく、特に限定はない。ガラス基板を用いれば耐熱性や寸法安定性の優れた液晶表示素子を作製することができるので好ましい。またプラスチック基板であれば、ロールツウロール法による製造方法に適し且つ軽量化あるいはフレキシブル化に適しており好ましい。また、平坦性及び耐熱性付与を目的とするならば、プラスチック基板とガラス基板とを組み合わせると良い結果を得ることができる。
 本発明に係る基板は、一方の面に液晶層と当接する(光)配向層を形成し、他方の面には位相差層を形成してもよい。「位相差層」とは、光の位相差(リタデーション)変化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層を意味し、具体的には、位相差基板と、前記位相差基板の一方の表面に形成された(光)配向層と、前記(光)配向層の表面に形成された液晶性化合物層とを含むことが好ましい。また前記位相差層は、前記必要により、前記位相差基板の他方の面に接着層および/または保護フィルムを形成しても良く、さらに前記液晶性化合物層の表面に接着層を形成してもよい。また、前記位相差層と第一の基板や第二の基板は、位相差基板を介することなく前記接着層を介して設けられることが好ましい。そのため本発明に係る画像表示装置、特に液晶表示素子は、液晶層が、液晶媒体および光学異方層の両方の形態であっても良い。この場合、(駆動用)液晶層と当接して光配向層を有し、かつ画像表示部の表面に光学積層体を備える液晶表示素子が好ましい。
 以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
 「測定方法」
 (1)「光応答性配向材料溶液の黄色度(YIS)の測定方法」
 光応答性配向材料を0.2または3.5重量%溶液となるよう溶媒に溶解する。前記溶液は、NMP/2-ブトキシエタノール=1/1を用いる。光応答性配向材料の溶解性が悪く均一な溶液が得がたい場合は最少量の溶解性の高い溶媒を加えてもよい。該溶液を光路長1mm、または10mmの透明セルに入れ、分光光度計(JASCO社製 V-560)を用い、JIS 7373(旧 JIS K7105)に従って黄色度を算出した。得られた測定値が濃度および光路長に比例するとし、光応答性配向材料溶液濃度が0.2重量%、光路長が1mmのセルを用いて測定した場合に換算して黄色度YISとした。
 (2)「光配向層の黄色度(YI)の測定方法」
 光学積層体を作製する基板自体の黄色度をコントロールとして測定する。次いでこの基板上に、実際の位相差膜または屈折性素子を作製するのと同じ条件にて配向層を形成する。即ち、光応答性配向材料溶液を塗布、乾燥後、紫外線を照射する。その形成条件は目的とする画像表示装置および光応答性配向材料によって異なるが、例えば、基板上にスピンコーターを用いて光応答性配向材料溶液を塗布、100℃で3分間乾燥し膜厚約90nmの塗膜層を得た後、超高圧水銀ランプと波長カットフィルター、バンドパスフィルター、および、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(光応答性配向材料に応じて、波長254nm、313nm、365nmを中心波長とする波長範囲を有する)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、塗膜層が形成された基板に対して鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射する。YIの評価においては、塗布方法、乾燥条件、紫外光照射装置、紫外光の波長範囲および照射エネルギー(照射強度、照射時間)は実際に液晶表示素子を作製した条件である。前記配向層を形成した基板の黄色度、及び配向層を形成する前の基板の黄色度を、分光光度計(JASCO社製 V-560)を用い、JIS 7373(旧 JIS K7105)に従って算出した。配向層を形成した基板の黄色度と基板自体の黄色度との差を光配向層の黄色度(YI)とした。
 (3)「基板と光配向層との黄色度(YIL)の測定方法」
 セルを構成する2枚の基板のうち、カラーフィルタを形成した基板と対向する基板、例えば表面に形成された共通電極および/または画素電極上に上記と同様の方法を用い、セルの特性を考慮した条件で配向層を形成した後(上記(2)「光配向層の黄色度(YI)の測定方法」に記載)、該基板を、分光光度計(JASCO社製 V-560)を用い、JIS 7373(旧 JIS K7105)に従って黄色度を算出した。
 (4)配向規制力(アンカリングエネルギー)の評価方法
 スピンコーターを用いて光応答性配向材料溶液をガラス基板上に塗布し、膜厚約90nmの配向層を得た。次に、超高圧水銀ランプと波長カットフィルター、バンドパスフィルター、および、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(光応答性配向材料に応じて、波長254nm、313nm、365nm)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、配向層が形成されたガラス基板に対して鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射した。
 このようにして形成した光応答性配向層付きガラス基板を2枚用意し、該配向層が対向するようにセルギャップ10μmの間隔を持って貼り合せて液晶セルを作製した。この際、2枚の光配向層付きガラス基板は、照射した偏光紫外線の振動方向がお互いに平行になるように配置させた。
 この液晶セルを用いてトルクバランス法と呼ばれる方法(日本液晶学会討論会講演予稿集 (2001年)の251から252ページに報告された方法)によって、光配向層の方位角アンカリングエネルギーを測定した。
 液晶セルに、下記の液晶組成物(1)を注入し、92℃で2分間加熱後、室温まで冷却した。白色光源、偏光子(入射側偏光板)、検光子(出射側偏光板)、検出器を備えた光学測定装置(OMS-DI4RD、中央精機株式会社製)の、偏光子-検光子間に、この液晶セルを配置し、偏光子と検光子を回転させながら、検出器にて透過光の光量を検出し、検出した光量が最も小さくなる、偏光子と検光子の回転角を求め、この角度をツイスト角φとした。
 次にこの液晶セルから液晶組成物(1)を抜き取り、代わりに下記の液晶組成物(2)を注入し、2℃で2分間加熱後、室温まで冷却した。この液晶セルを用いて、上記と同様にして偏光子と検光子の回転角を求めて、この角度をツイスト角φとした。
 方位角アンカリングエネルギーAを、数式(1)により求めた。ただし、K22は液晶のツイスト弾性係数、dはセルギャップ、pはカイラル入り液晶のらせんピッチである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000103
(5)コントラストの評価方法
 白色光源、偏光子(入射側偏光板)、検光子(出射側偏光板)、検出器を備えた光学測定装置(OMS-DI4RD、中央精機株式会社製)の、偏光子-検光子間に、被測定素子(以下の実施例に記載された、レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置、パターンリターダ付立体画像表示用装置、位相差膜付液晶表示用装置、液晶表示装置等)を配置し、偏光子と検光子を回転させながら、検出器にて透過光の光量を検出し、コントラストは、(コントラスト)=(パラレルニコル輝度)/(クロスニコル輝度)で定義され、液晶層には電圧を印加しない状態で測定を行った。
 (光応答性配向材料溶液の調製例1)
 光応答性配向材料塗液として3,3’-[(2,2’-ジスルホ-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジイル)ビス(アゾ)]ビス[6-ヒドロキシ安息香酸]四ナトリウム(慣用名C.I.モルダントイエロー26)を1重量部と、2-ブトキシエタノール42重量部、カルビトール(ジエチレングリコールモノエチルエーテル)42重量部、水15重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液1)を調製した。尚、黄色度(YIS)は、110であった。また方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、230μJ/mであった。
 (光応答性配向材料溶液の調製例2)
 光応答性配向材料塗液として下記構造の桂皮酸系光配向性ポリマーを3.5重量部と、NMP48.3重量部、2-ブトキシエタノール48.2重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液2)を調整した。尚、黄色度(YIS)は0.01であった。また方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、100μJ/mであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
 (光応答性配向材料溶液の調製例3)
 光応答性配向材料塗液として3,3’-[(2,2’-ジスルホ-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジイル)ビス(アゾ)]ビス[6-ヒドロキシ安息香酸]四ナトリウム(慣用名C.I.モルダントイエロー26)を1×10-4重量部と、2-ブトキシエタノール42.5重量部、カルビトール42.5重量部、水15重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液3)を調製した。尚、方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、34μJ/mであった。
 (光応答性配向材料溶液の調製例4)
 光応答性配向材料塗液として光応答性配向材料溶液の調製例2で用いたのと同じ桂皮酸系光配向性ポリマーを0.04重量部と、NMP49.8重量部、2-ブトキシエタノール49.8重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液4)を調整した。尚、方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、23μJ/mであった。
 (光応答性配向材料溶液の調製例5)
光応答性配向材料塗液として下記構造の桂皮酸系光配向性ポリマーを3.5重量部と、NMP48.3重量部、2-ブトキシエタノール48.2重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液5)を調整した。尚、黄色度(YIS)は0.03であった。また方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、181μJ/mであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
 (光応答性配向材料溶液の調製例6)
 光応答性配向材料塗液として、下記構造のポリアミック酸(ポリイミド系光配向性ポリマー)を2.0重量部と、NMP98.0重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液6)を調整した。尚、黄色度(YIS)は92であった。また方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、205μJ/mであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
 (光応答性配向材料溶液の調製例7)
 光応答性配向材料塗液としてC.I.モルダントイエロー26を1重量部と、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸2,4-ジ-tert-ブチルフェニル(紫外線吸収剤)を2×10-3重量部、2-ブトキシエタノール42重量部、カルビトール(ジエチレングリコールモノエチルエーテル)42重量部、水15重量部との混合物を室温で10分間攪拌した均一溶液(光応答性配向材料溶液7)を調製した。尚、黄色度(YIS)は、130であった。また方位角アンカリングエネルギーを測定したところ、210μJ/mであった。
 (実施例1)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 第一のガラス基板に透明電極を形成し、第二のガラス基板にブラックマトリックス(BM)を形成した後、カラーフィルタとして赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。70℃で20分間乾燥の後、超高圧水銀ランプを備えた露光機にて紫外線を、フォトマスクを介してストライプ状のパターン露光をした。アルカリ現像液にて90秒間スプレー現像、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、230℃で30分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。同様に、緑色着色組成物も同様にスピンコートにて膜厚が2μmとなるように塗布。乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素からずらした場所に露光し現像することで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。更に、青色着色組成物についても同様にスピンコートにて膜厚2μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の3色のストライプ状の画素を持つカラーフィルタが得られた。
 次に、光応答性配向材料溶液1を孔径0.2ミクロンのメンブランフィルターで濾過した後、スピンコーターを用いて回転数1800rpmにて両基板上に塗布し、100℃で3分間乾燥することで、基板上に膜厚90nmの塗膜を形成した。形成された塗膜を目視で観察したところ、平滑な膜が形成されていることが確認された。次に、超高圧水銀ランプ、波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(波長365nm)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、形成された膜に対して、鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射した光配向層を得た。
 シール剤をディスペンス用のシリンジに充填し、脱泡処理を行ってから、ディスペンサーにて、それぞれシール剤を長方形の枠を描く様に、第一の基板の配向層側に塗布した。シール剤が未硬化の状態で以下の液晶組成物1の微小滴を第一の基板の枠内全面に滴下塗布し、直ちに真空張り合わせ装置を用い、第二の基板を5Paの真空下にて張り合わせた。真空解除後、押しつぶされたシール剤の線幅が約1.2mmであり、そのうちの0.3mmがBMと重なるように描画条件および基板間のギャップを調整した。直ちに、120℃にて1時間熱処理してシール剤を熱硬化させ、IPS方式の液晶表示素子(1)を作製した(dgap=4.0μm)。液晶組成物(1)の組成および物性値を以下に示す。
 液晶組成物(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
 前記液晶組成物(1)のネマチック-等方性液体相転移温度は85.6℃、ne(波長589nmにおける異常光屈折率)は1.596、no(波長589nmにおける異常光屈折率)は、1.491であった。また誘電率異方性は+7.0、K22は7.4pNであった。
 下記式で表される化合物を、上記液晶組成物(1)に対し0.25質量%添加して液晶組成物(2)を調製した。ピッチを測定したところ40.40μmであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
光応答性配向材料溶液1を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で3分乾燥して基板上に膜厚90nmの塗膜を形成した。形成された塗膜を目視で観察したところ、平滑な膜が形成されていることが確認された。次に、超高圧水銀ランプ、波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(波長365nm)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、形成された膜に対して、鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射した光配向層とした。同様にレンチキュラーレンズ用の透明樹脂金型にも光配向層を形成した。
 上記のようにして得られた光配向層の形成されたガラス基材上に下記の複屈折材料(1)を55℃に温めた状態のままスピンコート法で塗布した。得られた塗布膜の上に配向処理が施された透明樹脂金型を圧着し、室温まで冷却した。その際、配向処理した基材の配向方向と金型の配向方向が並行になるように配置した。その後、高圧水銀ランプを用いて、40mW/cmの強度で25秒間紫外線光照射し、レンチキュラーレンズ(1)を得た。レンチキュラーレンズ(1)は、欠陥がなく配向性も良好であった。レンチキュラーレンズ(1)をIPS方式の液晶表示素子(1)に積層して立体画像表示用装置を得た。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、135であった。また、ガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は6.1であった。その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(1)、(2)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
複屈折材料(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
ダロキュアTPO(C-1)
p-メトキシフェノール(D-1)
アクリル酸ブチル(E-1)(東亞合成株式会社製)
IRGANOX1076(E-2)(BASF社製)
 上記各化合物の組成比(質量比%)を次表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000111
 なお、本発明の複屈折材料(1)の固体相から液晶相への転移温度は、-27℃、液晶相から液体相への転移温度は70℃であった。
 (比較例1)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液3を用いた以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。
 また、立体画像表示用装置に積層したレンチキュラーレンズのガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は、6.7×10-4であった。本表示用装置のコントラストを測定したところ、76であった。
 (実施例2)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 実施例1と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、レンチキュラーレンズの作製において、ガラス基板上に形成する配向層材料として光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液2を用いた以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。上記ガラス基板上の配向層の膜厚は290nmだった。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、110であった。また、本レンチキュラーレンズのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は2.0×10-3であった。その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(1)、(2)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (比較例2)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 実施例1と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、レンチキュラーレンズの作製において、ガラス基板上に形成する光配向層材料として光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液4を用いた以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。本表示用装置のコントラストを測定したところ、64であった。また、液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、4×10-5であった。
 (実施例3)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 実施例1と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、レンチキュラーレンズの作製において、ガラス基板上に形成する光配向層材料として光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液5を用いた以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。上記ガラス基板上の配向層の膜厚は290nmだった。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、127であった。また、本レンチキュラーレンズのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、5×10-3であった。その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (実施例4)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 実施例1と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、レンチキュラーレンズの作製において、ガラス基板上に形成する光配向層材料として光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液6を用い、スピンコーターによる塗膜形成後、80℃で5分、250℃で1時間加熱処理し、かつ塗膜に対する紫外光の照射条件を波長254nmの偏光紫外線を2000mJ/cm2照射する以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。上記ガラス基板上の配向層の膜厚は160nmだった。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、130であった。また、本レンチキュラーレンズのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、4.3であった。
 その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (実施例5)レンチキュラーランズ付立体画像表示用装置
 実施例1と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、レンチキュラーレンズの作製において、ガラス基板上に形成する光配向層材料として光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液7を用いた以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。上記ガラス基板上の配向層の膜厚は90nmだった。本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、133であった。
 また、本レンチキュラーレンズのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、6.9であった。
 その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(1)、(2)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。また、素子を作製する工程における紫外線および加熱によるシール剤の硬化前後のコントラスト変化も見られず、光による劣化を抑制・防止することができていた。
 (実施例6)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 光応答性配向材料溶液1を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で3分乾燥して基板上に膜厚90nmの塗膜を形成した。形成された塗膜を目視で観察したところ、平滑な膜が形成されていることが確認された。次に、超高圧水銀ランプ、波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(波長365nm)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、形成された膜に対して、鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射した光配向層とした。この時、偏光の方向が90°異なる紫外光がストライプ状に、また隣り合わせになるようにフォトマスクを用いて照射し、合計2回照射した。
 上記のようにして得られた光配向層の形成されたガラス基材上に、上記の複屈折材料(1)を55℃に温めた状態のままスピンコート法で塗布し、室温まで冷却した。その後、高圧水銀ランプを用いて、40mW/cmの強度で25秒間紫外線光照射し、配向方向が90°異なるストライプ状で、1/4波長板として機能する位相差を有するパターンリターダを得た。該パターンリターダは、欠陥がなく配向性も良好であった。該パターンリターダを実施例1に記載のIPS方式の液晶表示素子(1)に積層して立体画像表示用装置を得た。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、148であった。また、ガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は6.1であった。その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(3)、(4)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、特に配向方向の異なるパターン間の境界領域の配向乱れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (実施例7)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 実施例6と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、パターンリターダの作製において、光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液2を用いた以外、実施例6と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。パターンリターダに用いたガラス基板上の配向層の膜厚は290nmだった。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、123であった。また、本パターンリターダのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は2×10-3であった。その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(3)、(4)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、特に配向方向の異なるパターン間の境界領域の配向乱れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (比較例3)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 実施例6と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、パターンリターダの作製において、光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液3を用いた以外、実施例6と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。本表示装置のコントラストを測定したところ、79であった。また、本パターンリターダのガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は、6.7×10-4であった。
 (比較例4)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 実施例6と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、パターンリターダの作製において、光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液4を用いた以外、実施例6と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。本表示装置のコントラストを測定したところ、68であった。また、本パターンリターダのガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は、4×10-5であった。
 (実施例8)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 実施例6と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、パターンリターダの作製において、光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液5を用いた以外、実施例6と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。パターンリターダに用いたガラス基板上の配向層の膜厚は290nmだった。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、140であった。また、本パターンリターダのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、5×10-3であった。
 その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(3)、(4)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、特に配向方向の異なるパターン間の境界領域の配向乱れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (実施例9)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 実施例6と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、パターンリターダの作製において、光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液6を用い、スピンコーターによる塗膜形成後、80℃で5分、250℃で1時間加熱処理し、かつ塗膜に対する紫外光の照射条件を波長254nmの偏光紫外線を2000mJ/cm2照射する以外、実施例6と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。パターンリターダに用いたガラス基板上の配向層の膜厚は160nmだった。
 本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、145であった。また、本パターンリターダのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、4.3であった。
 その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(3)、(4)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、特に配向方向の異なるパターン間の境界領域の配向乱れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 (実施例10)パターンリターダ付立体画像表示用装置
 実施例6と同様にIPS方式の液晶表示素子(1)を用い、パターンリターダの作製において、光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液7を用いた以外、実施例1と同様にIPS方式の立体画像表示用装置を作製した。パターンリターダに用いたガラス基板上の配向層の膜厚は90nmだった。本立体画像表示用装置のコントラストを測定したところ、147であった。
 また、本パターンリターダのガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、6.9であった。その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例(3)、(4)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、特に配向方向の異なるパターン間の境界領域の配向乱れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 また、素子を作製する工程における紫外線および加熱によるシール剤の硬化前後のコントラスト変化も見られず、光による劣化を抑制・防止することができていた。
 (実施例11)位相差膜付液晶表示用装置
 光応答性配向材料溶液1を厚さ80μmのTAC(トリアセチルセルロース)基材にスピンコート法を用いて塗布し、80℃で5分乾燥して基板上に膜厚90nmの塗膜を形成した。形成された塗膜を目視で観察したところ、平滑な膜が形成されていることが確認された。次に、超高圧水銀ランプ、波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(波長365nm)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、形成された膜に対して、鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射した光配向層とした。
 上記のようにして得られた光配向層の形成されたTAC基材上に、上記の複屈折材料(1)を55℃に温めた状態のままスピンコート法で塗布し、室温まで冷却した。その後、高圧水銀ランプを用いて、40mW/cmの強度で25秒間紫外線光照射し位相差膜を得た。該位相差膜は、欠陥がなく配向性も良好であった。該位相差膜を実施例1に記載のIPS方式の液晶表示素子(1)に積層して液晶表示用装置を得た。
 本液晶表示用装置のコントラストを測定したところ、152であった。また、TAC基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は6.1であった。その結果、前記液晶表示用装置は、比較例(5)の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。
 また該液晶表示素子に高圧水銀ランプを用いて無偏光の紫外線を40mW/cmの強度で125秒間照射した。照射後の液晶表装置のコントラストを測定したところ、146であった。比較例5のようなコントラストの激減は見られなかった。
 (比較例5)位相差膜付液晶表示用装置
 光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液3を用いた以外、実施例11と同様にIPS方式の液晶表示装置を得た。
 また、該位相差膜のTAC基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は、6.7×10-4であった。本表示用装置のコントラストを測定したところ、81であった。
 また該液晶表示素子に高圧水銀ランプを用いて無偏光の紫外線を40mW/cmの強度で125秒間照射した。照射後の液晶表装置のコントラストを測定したところ、38に激減した。
 (実施例12)位相差膜付液晶表示用装置
 光応答性配向材料溶液1の代わりに光応答性配向材料溶液7を用いた以外、実施例11と同様にIPS方式の液晶表示装置を得た。本液晶表示装置のコントラストを測定したところ、149であった。
 また、該位相差膜のTAC基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、6.9であった。
 また該液晶表示素子に高圧水銀ランプを用いて無偏光の紫外線を40mW/cmの強度で125秒間照射した。照射後の液晶表装置のコントラストを測定したところ、145であった。比較例5のようなコントラストの激減は見られなかった。
 その結果、前記立体画像表示用装置は、比較例の立体画像表示用装置に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、高精細な液晶表示装置となった。また、素子を作製する工程における紫外線および加熱によるシール剤の硬化前後のコントラスト変化も見られず、意図的に素子に照射した紫外線にコントラスト変化も僅かであり、光による劣化を抑制・防止することができていた。
 (実施例13)液晶表示素子
 第一のガラス基板に透明電極を形成し、第二のガラス基板にブラックマトリックス(BM)を形成した後、カラーフィルタとして赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚2μmとなるように塗布した。70℃で20分間乾燥の後、超高圧水銀ランプを備えた露光機にて紫外線を、フォトマスクを介してストライプ状のパターン露光をした。アルカリ現像液にて90秒間スプレー現像、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、230℃で30分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。同様に、緑色着色組成物も同様にスピンコートにて膜厚が2μmとなるように塗布。乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素からずらした場所に露光し現像することで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。更に、青色着色組成物についても同様にスピンコートにて膜厚2μmで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の3色のストライプ状の画素を持つカラーフィルタが得られた。
 次に、光応答性液晶配向材料溶液1を孔径0.2ミクロンのメンブランフィルターで濾過した後、スピンコーターを用いて回転数1800rpmにて両基板上に塗布し、100℃で3分間乾燥することで、基板上に膜厚90nmの塗膜を形成した。形成された塗膜を目視で観察したところ、平滑な膜が形成されていることが確認された。次に、超高圧水銀ランプ、波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを備えた偏光照射装置を用いて、紫外光(波長365nm)の直線偏光(照度:20mW/cm)を、形成された膜に対して、鉛直方向から10秒照射して、200mJ/cmのエネルギーを照射した光配向層を得た。
 シール剤をディスペンス用のシリンジに充填し、脱泡処理を行ってから、ディスペンサーにて、それぞれシール剤を長方形の枠を描く様に、第一の基板の配向層側に塗布した。シール剤が未硬化の状態で以下の液晶組成物1の微小滴を第一の基板の枠内全面に滴下塗布し、直ちに真空張り合わせ装置を用い、第二の基板を5Paの真空下にて張り合わせた。真空解除後、押しつぶされたシール剤の線幅が約1.2mmであり、そのうちの0.3mmがBMと重なるように描画条件および基板間のギャップを調整した。直ちに、120℃にて1時間熱処理してシール剤を熱硬化させ、IPS方式の液晶表示素子を作製した(dgap=4.0μm)。液晶組成物1の組成および物性値を以下に示す。
 液晶組成物1:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
 前記液晶組成物(1)のネマチック-等方性液体相転移温度は85.6℃、ne(波長589nmにおける異常光屈折率)は1.596、no(波長589nmにおける異常光屈折率)は、1.491であった。また誘電率異方性は+7.0、K22は7.4pNであった。
 本液晶表示素子のコントラストを測定したところ、156であった。また、本液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は6.1であった。その結果、前記液晶表示素子において、比較例の素子に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、またシール際の配向乱れも小さく、高精細な液晶表示素子となった。
 (比較例6)液晶表示素子
 光応答性液晶配向材料溶液1の代わりに光応答性液晶配向材料溶液3を用いた以外、実施例13と同様にIPS方式の液晶表示素子を作製した。
 また、液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は、6.7×10-4であった。本表示素子のコントラストを測定したところ、87であった。
 (実施例14)液晶表示素子
 光応答性液晶配向材料溶液1の代わりに光応答性液晶配向材料溶液2を用いた以外、実施例13と同様にIPS方式の液晶表示素子を作製した。配向層の膜厚は290nmだった。本表示素子のコントラストを測定したところ、131であった。
 また、本液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた配向層の黄色度(YI)は2×10-3であった。
 その結果、前記液晶表示素子において、比較例の素子に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、またシール際の配向乱れも小さく、高精細な液晶表示素子となった。
 (比較例7)液晶表示素子
 光応答性液晶配向材料溶液1の代わりに光応答性液晶配向材料溶液4を用いた以外、実施例13と同様にIPS方式の液晶表示素子を作製した。本表示素子のコントラストを測定したところ、76であった。また、液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、4×10-5であった。
 (実施例15)液晶表示素子
 光応答性液晶配向材料溶液1の代わりに光応答性液晶配向材料溶液5を用いた以外、実施例13と同様にIPS方式の液晶表示素子を作製した。配向層の膜厚は290nmだった。
 本表示素子のコントラストを測定したところ、148であった。
 また、本液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、5×10-3であった。その結果、前記液晶表示素子において、比較例の素子に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、またシール際の配向乱れも小さく、高精細な液晶表示素子となった。
 (実施例16)液晶表示素子
 光応答性液晶配向材料溶液1の代わりに光応答性液晶配向材料溶液6を用い、スピンコーターによる塗膜形成後、80℃で5分、250℃で1時間加熱処理し、かつ塗膜に対する紫外光の照射条件を波長254nmの偏光紫外線を2000mJ/cm2照射する以外、実施例13と同様にIPS方式の液晶表示素子を作製した。配向層の膜厚は160nmだった。
 本表示素子のコントラストを測定したところ、153であった。
 また、本液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、4.3であった。
その結果、前記液晶表示素子において、比較例の素子に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、またシール際の配向乱れも小さく、高精細な液晶表示素子となった。
 (実施例17)液晶表示素子
 光応答性液晶配向材料溶液1の代わりに光応答性液晶配向材料溶液7を用いた以外、実施例13と同様にIPS方式の液晶表示素子を作製した。配向層の膜厚は90nmだった。本表示素子のコントラストを測定したところ、155であった。
 また、本液晶表示素子の透明電極付ガラス基板に形成されていた光配向層の黄色度(YI)は、7.1であった。その結果、前記液晶表示素子において、比較例の素子に比べてコントラストが大きく、欠陥や配向乱れ及び光漏れが少なく、またシール際の配向乱れも小さく、高精細な液晶表示素子となった。また、素子を作製する工程における紫外線および加熱によるシール剤の硬化前後のコントラスト変化も見られず、光による劣化を抑制・防止することができていた。

Claims (17)

  1.  透過する光の位相または速さを制御する液晶性化合物を含む液晶層および前記液晶層と当接して前記液晶性化合物に含まれる液晶分子の配向を制御する光配向層を備える画像表示部を有し、
     前記光配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする画像表示装置。
  2.  前記液晶性化合物を含む液晶層は、外場により配向制御可能な液晶媒体、重合可能な液晶化合物を硬化してなる光学異方性分子および相変化可能な高分子液晶からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の画像表示装置。
  3.  前記画像表示部に設けられた透光性の光学積層体を有する画像表示装置であって、
    前記光学積層体は、前記積層体を透過する光の位相または速さを制御する前記光学異方性分子または前記高分子液晶の少なくともいずれかを含む光学異方層と、
    前記光学異方層と当接し、前記光学異方性分子を配向させる前記光配向層と、を備え、
    前記光学異方層および前記配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする、請求項2に記載の画像表示装置。
  4.  前記光学積層体は偏光板をさらに備える請求項3に記載の画像表示装置。
  5.  前記偏光板と前記画像表示部との間に前記光学積層体を設けられる、請求項4に記載の画像表示装置。
  6.  前記偏光板は、光学積層体より画像表示部側に設けられる、請求項4に記載の画像表示装置。
  7.  第一の光配向層が表面に形成された第一の基板と、
     前記第一の光配向層と対向するよう離間して設けられた第二の光配向層が表面に形成された第二の基板と、
     前記第一の光配向層および前記第二の光配向層と当接するよう前記第一の基板および第二の基板間に充填され、かつ外場により前記配向制御可能な液晶媒体を含む液晶層と、
     前記第一の光配向層と前記第一の基板との間にアクティブ素子および画素電極を含む電極層と、を前記画像表示部に有し、
     前記第一の光配向層または第二の光配向層の黄色度(YI)が、0.001<YI<100であることを特徴とする、請求項2に記載の画像表示装置。
  8.  前記画素電極と前記第一基板との間または前記第二の光配向層と前記第二の基板との間にカラーフィルタをさらに有する、請求項7に記載の画像表示装置。
  9.  前記光配向層の平均厚みは、0.01~1μmである、請求項7または8に記載の画像表示装置。
  10.  前記第一の光配向層と前記第一の基板との間にアクティブ素子、画素電極、共通電極を有し、かつ液晶層はホモジニアス配向する、請求項7~9に記載の画像表示装置。
  11.  前記第二の基板と第二の光配向層との間に共通電極を有する、請求項7~9のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  12.  前記画素電極は櫛歯状であり、前記第一の基板上に、共通電極、絶縁層および画素電極の順に積層されている、請求項7~10のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  13.  前記共通電極は櫛歯状であり、前記第一の基板上に、画素電極、絶縁層および共通電極の順に積層されている、請求項7~10のいずれか1項に記載の画像表示装置。
  14.  前記画素電極と前記第一基板との間にカラーフィルタを有する場合、前記第二の配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であることを特徴とする、請求項8に記載の画像表示装置。
  15.  前記第二の光配向層と前記第二の基板との間にカラーフィルタを有する場合、前記第一の配向層の黄色度(YI)が0.001<YI<100であることを特徴とする、請求項8に記載の画像表示装置。
  16.  溶媒成分および光に応答して異性化し偏光軸に対して略垂直または略平行に配向する光配向性成分を含み、黄色度(YIS)が0.001<YIS<500である、光応答性液晶配向剤。
  17.  前記光配向性成分を0.1~10.0質量%含有する、請求項16に記載の光応答性液晶配向剤。
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