(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の外部偏光板と、その間に配置された液晶セルとを有し、該液晶セル内に、偏光膜及びカラーフィルタ層が配置され、前記偏光膜の偏光度Ｐ'、及び下記式から算出される消偏度ＤＩ'が、ＤＩ'／Ｐ'≦４．３×１０-4を満足し、下記関係式を満足することを特徴とする液晶表示装置であって、前記偏光膜が、１種以上の液晶性アゾ色素を含有する組成物から形成され、前記組成物中の液晶性材料の５０％以上が着色性化合物である液晶表示装置：
ＤＩ'／Ｐ' ＜ ＤＩ1CF／Ｐ1CF
但し、Ｐ'及びＤＩ'はそれぞれ、前記偏光膜の偏光度及び消偏度であり；Ｐ1CF及びＤＩ1CFはそれぞれ、前記カラーフィルタ層と該カラーフィルタ層により近い位置に配置されている第１の外部偏光板とを組合せた際の偏光度及び消偏度であり、それぞれ下記式から算出される値である；
【数１】
0005525213.tif 000058
【数２】
0005525213.tif 000059
但し、式中、Ｘは、光源から、偏光度Ｐの偏光板、前記偏光膜、及び偏光度Ｐの偏光板の順番に積層し、それぞれの透過軸方位をａ度、ｂ度、ｃ度としたときの輝度を［ａ／ｂ／ｃ］で表すと、以下の式で算出される値である。但し、偏光度Ｐは０．９９９〜０．９９９９９の範囲内である。
【数３】
0005525213.tif 000060
Ｐは、外部偏光膜の偏光度を表し、拡散光源の前面に外部偏光膜を２枚、クロス配置およびパラ配置で設置し、それぞれの輝度を以下の式に基づいて算出される値である。Ｐ’は、前記偏光膜の偏光度を表し、拡散光源の前面に前記偏光膜を２枚、クロス配置およびパラ配置で設置し、それぞれの輝度を以下の式に基づいて算出される値である。
【数４】
0005525213.tif 000061
【数５】
0005525213.tif 000062
【請求項２】
偏光膜の透過率が、３０％以上あることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
偏光度Ｐ'及び消偏度ＤＩ'が、ＤＩ'／Ｐ'≦２．５×１０-4を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
偏光度Ｐ'が、０．４〜１．０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
１種以上の液晶性アゾ色素が、下記式（Ｉ）で表されるネマチック液晶性を有するアゾ色素であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置：
【化１】
0005525213.tif 000063
式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し；Ｒ5及びＲ6はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し；Ｌ1は、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−基、又は−ＯＣ（＝Ｏ）−を表し；Ａ1は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し；Ｂ1は、置換基を有していてもよい、２価の芳香族炭化水素基又は２価の芳香族複素環基を表し；ｎは１〜４の整数を表し、ｎが２以上のとき複数のＢ1は互いに同一でも異なっていてもよい。
【請求項６】
前記組成物を塗布することによって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるインセル偏光子として有用な偏光膜、並びにそれを利用した積層体及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置中のカラーフィルタが偏光解消を引き起こし、黒表示状態の透過光量を増大させるという問題があった。この問題を解決する方法として、カラーフィルタと液晶材料層との間に偏光層（いわゆるインセル偏光子（以下、「内部偏光層」ともいう））を設けることが提案されている（特許文献１）。この方法によれば、カラーフィルタの偏光解消を抑制することができ、その結果、カラーフィルタ層による偏光解消に起因する散乱光の発生を抑制でき、黒表示時の光漏れを軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９０３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者らが検討したところ、液晶セル内部に配置するいわゆる内部偏光層の光学特性によっては、当該偏光層がむしろ偏光解消を促進し、逆に暗状態の透過光量を増大させてしまうこともあるということが分かった。また、内部偏光層の光学特性によっては、明状態の透過光量が大幅に減少して、実用に耐えないことがあることも分かった。このように、単純に液晶セル内に、偏光層を配置すれば、コントラストに優れた液晶表示装置を提供できるわけでない。
本発明は上記問題に鑑みなされたものであって、内部偏光層として有用な偏光膜、並びにそれを有する積層体及び液晶表示装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、カラーフィルタ等、液晶セル内部に配置される種々の部材による偏光解消を軽減するのに寄与する偏光膜を提供することを課題とする。
また、本発明は、内部偏光層を有する液晶表示装置を改良することを課題とする。
また、本発明は、カラーフィルタ等、液晶セル内部に配置される種々の部材による偏光解消が、内部偏光層によって軽減された、液晶表示装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、黒表示状態の光漏れを抑制しただけでなく、白表示状態も明るい液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］偏光度Ｐ’、及び下記式から算出される消偏度ＤＩ’が、ＤＩ’／Ｐ’≦４．３×１０-4を満足することを特徴とする偏光膜：
【数１】
0005525213.tif 000002
但し、式中、Ｘは、光源から、偏光度Ｐの偏光板、前記偏光膜、及び偏光度Ｐの偏光板の順番に積層し、それぞれの透過軸方位をａ度、ｂ度、ｃ度としたときの輝度を［ａ／ｂ／ｃ］で表すと、以下の式で算出される値である。
【数２】
0005525213.tif 000003
【０００６】
［２］透過率が、３０％以上あることを特徴とする［１］の偏光膜。
［３］偏光度Ｐ’及び消偏度ＤＩ’が、ＤＩ’／Ｐ’≦２．５×１０-4を満足することを特徴とする［１］又は［２］の偏光膜。
［４］偏光度Ｐ’が、０．４〜１．０であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかの偏光膜。
［５］１種以上の液晶性アゾ色素を含有する組成物から形成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかの偏光膜。
［６］前記組成物中の液晶性材料の３０％以上が着色性化合物であることを特徴とする［５］の偏光膜。
【０００７】
［７］１種以上の液晶性アゾ色素が、下記式（Ｉ）で表されるネマチック液晶性を有するアゾ色素であることを特徴とする［５］又は［６］の偏光膜：
【化１】
0005525213.tif 000004
式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し；Ｒ5及びＲ6はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し；Ｌ1は、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−基、又は−ＯＣ（＝Ｏ）−を表し；Ａ1は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し；Ｂ1は、置換基を有していてもよい、２価の芳香族炭化水素基又は２価の芳香族複素環基を表し；ｎは１〜４の整数を表し、ｎが２以上のとき複数のＢ1は互いに同一でも異なっていてもよい。
【０００８】
［８］前記組成物を塗布することによって形成されることを特徴とする［５］〜［７］のいずれかの偏光膜。
［９］  カラーフィルタ層と、その上に［１］〜［８］のいずれかの偏光膜を有する積層体。
［１０］［１］〜［８］のいずれかの偏光膜を有する液晶表示装置。
［１１］前記偏光膜を液晶セル内に有することを特徴とする［１０］の液晶表示装置。
［１２］前記偏光膜が、カラーフィルタ層と液晶層との間に配置されていることを特徴とする［１１］の液晶表示装置。
【０００９】
［１３］第１及び第２の外部偏光板と、その間に配置された液晶セルとを有し、該液晶セル内に、前記偏光膜及びカラーフィルタ層が配置され、下記関係式を満足することを特徴とする［１０］〜［１２］のいずれかの液晶表示装置：
ＤＩ’／Ｐ’  ＜  ＤＩ1CF／Ｐ1CF
但し、Ｐ’及びＤＩ’はそれぞれ、前記偏光膜の偏光度及び消偏度であり；Ｐ1CF及びＤＩ1CFはそれぞれ、前記カラーフィルタ層と該カラーフィルタ層により近い位置に配置されている第１の外部偏光板とを組合せた際の偏光度及び消偏度であり、それぞれ下記式から算出される値である；
【数３】
0005525213.tif 000005
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カラーフィルタ等、液晶セル内部に配置される種々の部材による偏光解消の軽減に寄与する偏光膜を提供することができる。本発明の偏光膜を液晶セル内に有する液晶表示装置は、黒表示状態の光漏れが軽減されているだけでなく、白表示状態も明るい液晶表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の液晶表示装置の一実施形態の概略断面図である。
【図２】本発明に利用可能なカラーフィルタ層の一例の部分的な概略断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の他の実施形態の概略断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の他の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本発明は、所定の光学特性を満足する偏光膜に関する。本発明の偏光膜は、インセル偏光子として有用である。本発明の偏光膜を有する液晶表示装置の一例は、第１及び第２の外部偏光層、その間に配置される液晶セル、並びに該液晶セルの内部に配置される本発明の偏光膜を有する液晶表示装置である。本態様では、前記偏光膜は、液晶セル内部に配置される種々の部材、主には、カラーフィルタ層による偏光解消を軽減するために用いられる。そのためには、液晶セル内には、カラーフィルタ層、内部偏光層及び駆動用液晶層が、この順で配置されるのが好ましい。
以下では、第１の外部偏光層、カラーフィルタ層、内部偏光層（本発明の偏光膜）及び駆動用液晶層、及び第２の外部偏光層がこの順で配置されている態様について説明する。
【００１３】
内部偏光層は、表示性能を低下させないために、第１及び第２の外部偏光層の透過軸と、内部偏光層の透過軸とが所定の相対的関係になるように配置される。第１の外部偏光層と内部偏光層、第２の外部偏光層の透過軸の好ましい相対的な面内方向は、液晶セル内に入射した偏光に対して、駆動用液晶層が黒表示時におおよそ０の位相差を与えるか、λ／２の位相差を与えるかによって異なる。まず、駆動用液晶層が黒表示時におおよそ０の位相差を与える態様では、第１の外部偏光層の透過軸の方位角を０度にとると、内部偏光層の透過軸の角度は０度、及び第２の外部偏光層の透過軸の角度は９０度とすることが好ましい。一方、駆動用液晶が黒表示時におおよそλ／２の位相差を与える態様では、第１の外部偏光層の透過軸の方位角を０度にとると、内部偏光層の透過軸の角度は０度、及び第２の外部偏光層の透過軸の角度は０度とすることが好ましい。いずれの態様でも、第１の外部偏光層と内部偏光層の透過軸の角度は一致していることが好ましい。
【００１４】
液晶表示装置に対する、光の入射方向は、駆動液晶層に入射する前に内部偏光層に入射する態様、即ち第１の外部偏光層の外側から光が入射しても、又は駆動液晶層に入射した後に内部偏光層に入射する態様、即ち第２の外部偏光層の外側から光が入射してもよい。第１の外部偏光層側から光が入射する態様では、第１の外部偏光層で光が偏光化された後、カラーフィルタ層に光が入射すると散乱により偏光解消され、非偏光が混在するが、駆動液晶層に入射する前に内部偏光層により、再び偏光化されるので、カラーフィルタ層による偏光解消によって、光漏れが生じるのを抑制できる。一方、第２の外部偏光層側から光が入射する態様では、第２の外部偏光層で光が偏光化された後、黒状態の駆動用液晶層を通過するが、内部偏光層は駆動用液晶層を出射した偏光とクロス配置になっているので、ここで大半の光は吸収される。その結果、カラーフィルタ層にはわずかな光しか入射しないため、散乱により生じる偏光解消光量を低く抑えることが可能となる。
内部偏光層のこの作用を利用すれば、第１の外部偏光層を省き、カラーフィルタ層、内部偏光層、駆動用液晶層、第２の外部偏光層の順番を満たすように積層されている液晶表示装置を作成することも可能である。
【００１５】
以上説明した通り、内部偏光層を液晶セル内に配置すると、カラーフィルタ層による偏光解消による黒状態の光モレを抑制することが可能となるが、実際には内部偏光層も偏光解消を引き起こし、必ずしも、内部偏光層を挿入すれば液晶表示装置のコントラストが上昇するわけでない。偏光解消の原因として、表面の凹凸による散乱、層内の材料分子の存在密度分布や配向分布による散乱などが挙げられる。内部偏光層も物質材料からできているため、これらの制約が存在する。
また、白表示時には、第１の外部偏光層側から光が入射しても、第２の外部偏光層側から光が入射しても、おおよそ内部偏光層の透過軸方向の電場方向を持った偏光が通過するが、透過軸側の光線を１００％透過する偏光層の作成は困難であり、内部偏光層を通過した光の光量が低下してしまうのは必須である。このため、良好な白表示を得るためには、内部偏光層の透過軸側の透過率が高い必要がある。
【００１６】
そこで、本発明者らは、液晶表示装置中の各部材の光学特性のパラメータからコントラスト比を予測し、最も高いコントラスト比を与える内部偏光層の特性を検討した。
ここで用いたのは、ミューラー行列を用いた、カラーフィルタによる消偏度の測定法とそれを用いた液晶表示装置のコントラスト予測法であり、例えば、Y.Usumi et.al., SID 08 Digest, 129-, (2008)及びY.Usumi et.al., EuroDisplay2005 301, (2005)等に提案されている。
【００１７】
予測法の内容は、以下の通りである。
まず、下記の形で与えられるそれぞれの部材のミューラー行列を求める。
【００１８】
【数４】
0005525213.tif 000006
【００１９】
その後、それぞれの部材のミューラー行列を掛け算し、液晶表示装置の透過率Ｉを求める。
【００２０】
【数５】
0005525213.tif 000007
【００２１】
液晶表示装置の白表示に相当する、２つの偏光板の透過軸が同方向の場合と、黒表示にあたる９０度ずれた方向の場合について、透過率を計算し、白表示の透過率／黒表示の透過率を計算することにより、液晶表示装置のコントラストが、各部材から得られたパラメータによって計算できる。
【００２２】
しかし、発明者が、内部偏光層のミューラー行列に上の形のMPolをそのまま用いて、カラーフィルタと駆動液晶層との間に、直線偏光層を挿入した際のコントラストの検討を行うと、計算値は実測値よりはるかに高い値を示し、コントラストを予測できないことが分かった。発明者は、さらなる検討の結果、内部偏光層も偏光解消を示し、以下の形のミューラー行列を用いると妥当であることを見出した。
【００２３】
【数６】
0005525213.tif 000008
【００２４】
こうしたミューラ行列を用いて、液晶セル内に内部偏光層が配置されている液晶表示装置のコントラストと、内部偏光層が配置されていない場合のコントラストを比較した計算を行い、結果を比較すると、以下の条件が満たされる場合に、内部偏光層を挿入したほうが、液晶表示装置のコントラスト比が高くなることがわかった。
【００２５】
【数７】
0005525213.tif 000009
【００２６】
即ち、内部偏光層の消偏性と偏光性を組み合わせた指標であるＤＩ’／Ｐ’が、第１の外部偏光層とカラーフィルタ層とを組み合わせた際の消偏性と偏光性を組み合わせた指標であるＤＩ1CF／Ｐ1CFより低いという条件を満足すると、内部偏光層を利用したほうが、液晶表示装置のコントラスト比が改善されることがわかった。
【００２７】
なお、それぞれのミューラー行列のパラメータの取得法は以下のとおりである。
外部偏光層の偏光度Ｐの取得法は以下の通りである。
液晶表示装置のバックライトのような拡散光源を用意し、その前面に外部偏光層を２枚、クロス配置およびパラ配置で設置し、それぞれの輝度を測定する。
【００２８】
【数８】
0005525213.tif 000010
【００２９】
内部偏光層の偏光度Ｐ’の取得法は以下の通りである。
液晶表示装置のバックライトのような拡散光源を用意し、その前面に内部偏光層を２枚、クロス配置およびパラ配置で設置し、それぞれの輝度を測定する。
【００３０】
【数９】
0005525213.tif 000011
【００３１】
内部偏光層の消偏度ＤＩ’の取得法は以下の通りである。
液晶表示装置のバックライトのような拡散光源を用意し、その前面に第１の測定用偏光層、内部偏光層及び第２の測定用偏光層の順番に積層する。
それぞれの偏光層の透過軸方位がａ度、ｂ度、ｃ度を取ったときの輝度を［ａ／ｂ／ｃ］と表すと、消偏度ＤＩ’は、以下の式から算出される。このとき、Ｐは測定用偏光層の偏光度を表す。
【００３２】
【数１０】
0005525213.tif 000012
【００３３】
内部偏光層の透過率Ｔ’の取得法は以下の通りである。
液晶表示装置のバックライトのような拡散光源を用意し、その輝度、光源輝度、を測定する。その後、内部偏光層を前面に配置し、その輝度、内部偏光層単層輝度、を測定する。透過率Ｔ’は下記式から算出される。
【００３４】
【数１１】
0005525213.tif 000013
【００３５】
カラーフィルタ層、液晶セル、及び外部偏光層についても同様の手順で透過率を求めることができる。
【００３６】
カラーフィルタ層の消偏度ＤＩCFの取得法は以下のとおりである。
液晶表示装置のバックライトのような拡散光源を用意し、その前面に、第１の測定用偏光層、カラーフィルタ層、及び第２の測定用偏光層の順番に積層する。第１及び第２の測定用偏光層、２をパラ配置およびクロス配置にした際の輝度、パラ輝度及びクロス輝度、を測定する。その比Contを用いて、下記式から算出される。このとき、Ｐは測定用偏光層の偏光度を表す。
【００３７】
【数１２】
0005525213.tif 000014
【００３８】
上記検討した結果、及び現存する外部偏光層、及び液晶セル内に配置される種々の部材の諸特性を考慮すると、内部偏光層の偏光度Ｐ’と消偏度ＤＩ’が、ＤＩ’／Ｐ’≦４．３×１０-4を満足していると、内部偏光層自らに起因する偏光解消による悪影響をほとんど生じさせることなく、黒状態を改善し得ることを見出した。本発明では、前記内部偏光層のＤＩ’／Ｐ’は、３．５×１０-4以下であるのがより好ましく、２．５×１０-4以下であるのがさらに好ましい。下限については、低いほど好ましいが、理論限界は０であり、１０-6以上でも問題なく、１０-5以上でも大きな問題はない。
【００３９】
なお、本発明の偏光膜の偏光度Ｐ’及び消偏度ＤＩ’は上記関係を満足する限り特に限定されない。一般的には、偏光度Ｐ’は０．４以上であるのが好ましい。内部偏光層の偏光度Ｐ’が０．４より低いと、偏光層として機能しない。偏光度Ｐ’は０．５以上であるのがより好ましく、０．６以上であるのがさらに好ましい。上限については、理論限界が１であり、１に近いほどよく、即ち、０．４〜１．０であるのが好ましい。偏光度Ｐ’は０．９９以下では問題なく、０．９５以下でも大きな問題はなく、０．９０以下でも問題はほとんどない。
また、本発明の偏光膜の消偏度ＤＩ’は、一般的には、３．５×１０-4以下が好ましく、２×１０-4以下がより好ましく、１×１０-4以下がより好ましい。下限については、理論限界が０であり、０に近いほどよいが、１０-6以上で問題がなく、１０-5以上でもほとんど問題はない。
【００４０】
本発明の偏光膜の透過率は、３０％以上であるのが好ましく、３５％以上であるのがより好ましい。透過率が３０％未満であると、白状態の明るさを低下させるため、たとえ黒状態の光漏れ量が軽減されても、コントラスト比としては改善されない。透過率は高いほど好ましいが、但し、現存する材料から製造すると偏光膜の透過率は７０％程度が最大値となり、多くは、６０％以下である。
【００４１】
本発明では、内部偏光層の消偏度ＤＩ’とカラーフィルタ層の消偏度ＤＩCFとの関係については特に制限はない。上記関係を満足すれば、ＤＩ’＝ＤＩCFであっても、またＤＩ’＞ＤＩCFであっても、本発明の効果が得られる。但し、ＤＩ’は２．５×ＤＩCFを超えないのが好ましい。
【００４２】
本発明では、上記関係を満足する偏光膜を内部偏光層を利用することで、本発明の効果を得ているので、他の部材、例えば、液晶セルの外側に配置される第１及び第２の外部偏光層、及び液晶セルについては一般的なものを用いることができる。
例えば、第１及び第２の偏光層としては、一般的な直線偏光膜を用いることができ、その偏光度は、０．９９９以上であるのが好ましく、０．９９９９以上がより好ましく、０．９９９９５以上がさらに好ましい。上限については、理論限界が１で１に近いほど良いが、０．９９９９９９以下でもよく、０．９９９９９以下でも大きな問題はない。
液晶セルについても特に制限はない。駆動液晶層の他、カラーフィルタ層、電極層、配向膜等を有する一般的な液晶セルを利用することができる。一般的には、液晶セルの消偏度は、１０-3以下程度であり、５×１０-4以下がより好ましく、２×１０-4以下がより好ましい。下限については、理論限界が０で０に近いほどよいが、１０-5あればよく、２×１０-5以上でも大きな問題はない。
カラーフィルタ層についても、一般的なものを用いることができ。一般的なカラーフィルタ層の消偏度は、１．０×１０-3以下であり、２×１０-4以下が好ましく、１×１０-4以下がより好ましい。下限については、理論限界が０で０に近いほどよいが、１０-5以上で問題がなく、２×１０-5以上でも大きな問題はない。
【００４３】
次に、本発明の液晶表示装置の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の液晶表示装置の一実施形態の断面模式図である。なお、各部材の厚みの相対的関係は、実際の関係を反映しているわけではない。以下の図面についても同様である。なお、下側にバックライトが配置され、上側が表示面側とする。
図１の液晶表示装置は、一対の外部偏光層１２ａ及び１２ｂと、その間に配置される液晶セル１０を有する。液晶セル１０は、一対の基板１４及び１６を有し、上側基板の内面には、カラーフィルタ層１８、本発明の偏光膜である内部偏光層２０、及び透明電極層２２がこの順で配置され、一方、下側基板１６の内面には、スイッチング素子を含む画素電極層２４が配置されている。基板１４及び１６の間に配置される液晶層２６は、透明電極層２２及び画素電極層２４によって駆動可能に構成されている。
本態様では、内部偏光層２０が上記条件を満足することによって、自らに起因する偏光解消が抑制され、液晶セル内に配置されるカラーフィルタ層をはじめとする種々の部材による偏光解消による黒状態の光漏れを軽減することができる。
【００４４】
外部偏光層１２ａ及び１２ｂの透過軸の方向は、液晶層２６の黒状態の位相差によって異なる。液晶層２６の黒状態の位相差がほぼ０である態様では、互いに直交であり、ほぼλ／２である態様では、互いに平行である。また、内部偏光層２０の透過軸は、いずれの態様でも、外部偏光層１２ａの透過軸と平行である。
【００４５】
なお、図１では、各部材の構造については簡略化のため、一様な層として示している。例えば、図２は、一般的なＲＧＢカラーフィルタ層の一部についての、一例の概略断面図であり、図１中のカラーフィルタ層も、図２に示す通り、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各着色層と、その間に配置されるブラックマトリックス（ＢＭ）からなる構造であってもよい。
また、図１は概略図であり、図示した部材以外に、一般的な液晶表示装置が有する種々の部材を有していても勿論よい。例えば、液晶セル１０と外部偏光層１２ａ及び１２ｂとの間に、光学補償等を目的とした位相差層が配置されていてもよい。また、カラーフィルタ層１８と内部偏光層２０との間には、平坦化層や内部偏光層の形成に利用される配向層が配置されていてもよい。さらに透明電極層２２と液晶層２６との間、及び画素電極層と液晶層２６との間には、それぞれ液晶層２６の配向を制御する配向層が配置されていてもよい。以下の図面においても同様である。
【００４６】
図３は、本発明の他の実施形態であり、いわゆるカラーフィルタオンアレイ構造（ＣＯＡ）を利用した実施形態である。なお、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図３の液晶表示装置では、カラーフィルタ層１８’及び内部偏光層２０’は、画素電極２４’上に配置された、いわゆるカラーフィルタオンアレイ構造（ＣＯＡ構成）の液晶セル１０’を利用している。
本態様の液晶表示装置では、図１の液晶表示装置と同様、内部偏光層２０’による黒状態の光漏れ低減効果が得られるとともに、ＣＯＡ構造の採用による白状態の明るさの向上効果が期待できる。
【００４７】
図４は、本発明の他の実施形態であり、半透過型の実施形態であり、図４（ａ）は、透過部の構造を示し、図４（ｂ）は反射部の構造を示している。なお、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図４に示す液晶表示装置は、半透過型液晶セル１０”を有する。透過部は、図４（ａ）に示す通り、図１中に示した液晶セル１０と同様の構成である。一方、反射部は、図４（ｂ）に示す通り、画素電極２４と基板１６との間に、反射層２８が配置されていて、外部偏光層１２ａから入射する外光も利用されている。よって、本態様の液晶表示装置では、図１の液晶表示装置と同様、内部偏光層２０による黒状態の光漏れ低減効果が得られるとともに、半透過型構造の採用により、バックライト光のみならず、外光も利用でき、白状態の明るさの向上効果や、駆動消費電力の低減効果が期待できる。
【００４８】
以下、本発明の液晶表示装置に利用可能な各部材、特に本発明の偏光膜について、その製造に用いられる好ましい材料、及び好ましい方法について詳細に説明する。
［偏光膜］
本発明の偏光膜については特に制限はない。偏光層の方式として、ヨウ素偏光板のような吸収式、ワイヤーグリッド偏光板のような反射式、グラン・トムソン・プリズムのような偏光分離式があり、いずれの方式であってもよいが、反射式は光が吸収されないため、液晶セル内での迷光が多くなりやすくなり、黒表示に光モレ抑制には不利である。また、偏光分離式は液晶ディスプレイ用に微細なものを作成するのが困難である。
これらの問題がない、吸収式の偏光層が好ましい。
【００４９】
本発明の偏光膜は、上記条件を満足するため、偏光度が高く且つ透過率が高いことが好ましい。透過率は厚みに比例して減少することから、前記偏光膜は、薄層であるにも係らず、高い偏光度を示す膜であるのが好ましい。かかる特性を満足する偏光膜は、１種以上の液晶性アゾ色素を含有する組成物から形成するのが好ましい。中でも、下記一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素が好ましい。
【００５０】
【化２】
0005525213.tif 000015
【００５１】
式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し；Ｒ5及びＲ6はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を表し；Ｌ1は、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−基、又は−ＯＣ（＝Ｏ）−を表し；Ａ1は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し；Ｂ1は、置換基を有していてもよい、２価の芳香族炭化水素基又は２価の芳香族複素環基を表し；ｎは１〜４の整数を表し、ｎが２以上のとき複数のＢ1は互いに同一でも異なっていてもよい。
【００５２】
上記一般式（Ｉ）において、Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基としては以下の基を挙げることができる。
アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリール基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基などが挙げられる）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、３−ペンチニル基などが挙げられる）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２のアリール基であり、例えば、フェニル基、２，６−ジエチルフェニル基、３，５−ジトリフルオロメチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる）、置換もしくは無置換のアミノ基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１０、特に好ましくは炭素数０〜６のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる）、
【００５３】
アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられる）、オキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１５、特に好ましくは２〜１０であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基などが挙げられる）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは２〜６であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などが挙げられる）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは炭素数２〜６であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１０、特に好ましくは炭素数２〜６であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１０、特に好ましくは炭素数０〜６であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる）、
【００５４】
アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メシル基、トシル基などが挙げられる）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基などが挙げられる）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、特に好ましくは炭素数１〜６であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基（−ＣＨ＝Ｎ−もしくは−Ｎ＝ＣＨ−）、アゾ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは１〜１２のヘテロ環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有するヘテロ環基であり、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基などが挙げられる）、シリル基（好ましくは、炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは、炭素数３〜２４のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる）が含まれる。
これらの置換基はさらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基が二つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５５】
Ｒ1〜Ｒ4で表される基としては、好ましくは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アルコキシ基であり、さらに好ましくは水素原子又はメチル基である。
【００５６】
Ｒ5及びＲ6で表される置換基を有していてもよいアルキル基としては、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−オクチル基などが挙げられる。Ｒ5及びＲ6で表されるアルキル基の置換基としては、前記Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基と同義である。Ｒ5又はＲ6がアルキル基を表す場合、Ｒ2又はＲ4と連結して環構造を形成してもよい。Ｒ5及びＲ6は、好ましくは水素原子、アルキル基であり、より好ましくは、水素原子、メチル基、又はエチル基である。
【００５７】
Ａ1は、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
該フェニル基又は該ナフチル基が有していてもよい置換基としては、アゾ化合物の溶解性やネマチック液晶性を高めるために導入される基、色素としての色調を調節するために導入される電子供与性や電子吸引性を有する基、又は配向を固定化するために導入される重合性基を有する基が好ましく、具体的には、前記Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基と同義である。好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルホニルアミノ基、置換基を有していてもよいスルファモイル基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいスルホニル基、置換基を有していてもよいウレイド基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、イミノ基、アゾ基、ハロゲン原子であり、特に好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、ニトロ基、イミノ基、アゾ基である。これらの置換基のうち、炭素原子を有するものについては、炭素原子数の好ましい範囲は、Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基についての炭素原子数の好ましい範囲と同様である。
【００５８】
該フェニル基又は該ナフチル基は、これら置換基を１〜５個有していてもよく、好ましくは１個有していることである。フェニル基についてより好ましくは、Ｌ1に対してパラ位に１個置換基を有していることである。
【００５９】
芳香族複素環基としては、単環又は二環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基として具体的には、ピリジル基、キノリル基、チオフェニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、チアジアゾリル基、キノロニル基、ナフタルイミドイル基、チエノチアゾリル基などが挙げられる。
【００６０】
芳香族複素環基としては、ピリジル基、キノリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリ基、チアジアゾリル基、又はチエノチアゾリル基が好ましく、ピリジル基、ベンゾチアゾリル基、チアジアゾリル基、又はチエノチアゾリル基がより好ましく、ピリジル基、ベンゾチアゾリル基、又はチエノチアゾリル基がさらに好ましい。
【００６１】
Ａ1は、特に好ましくは、置換基を有していてもよいフェニル基、ピリジル基、ベンゾチアゾリル基、又はチエノチアゾリル基である。
【００６２】
Ｂ1は、置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基、又は２価の芳香族複素環基を表す。ｎは１〜４を表し、ｎが２以上のとき、複数のＢ1は互いに同一でも異なっていてもよい。
【００６３】
該芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアミノ基、置換基を有していてもよいアシルアミノ基、及びシアノ基が挙げられる。該芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子が好ましく、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、ハロゲン原子がより好ましく、メチル基、又はハロゲン原子がさらに好ましい。
【００６４】
該芳香族複素環基としては、単環又は二環性の複素環由来の基が好ましい。芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。芳香族複素環基として具体的には、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾチアジアゾール基、フタルイミド基、チエノチアゾール基等が挙げられる。中でも、チエノチアゾール基が特に好ましい。
該芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、メチル基、及びエチル基等のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；無置換あるいはメチルアミノ基等のアミノ基；アセチルアミノ基、アシルアミノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの置換基のうち、炭素原子を有するものについては、炭素原子数の好ましい範囲は、Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基についての炭素原子数の好ましい範囲と同様である。
【００６５】
前記一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素の好ましい例には、下記一般式（Ｉａ）〜（Ｉｃ）のいずれかで表されるアゾ色素が含まれる。
【００６６】
【化３】
0005525213.tif 000016
【００６７】
式中、Ｒ7及びＲ8はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し；Ｌ1aは、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−、又は−ＣＨ＝ＣＨ−を表し；Ａ1aは、下記一般式（IIa）又は（IIIa）で表される基を表し；Ｂ1a及びＢ2aはそれぞれ独立に、下記式（IVa）、（Ｖａ）、又は（VIａ）で表される基を表す；
【００６８】
【化４】
0005525213.tif 000017
【００６９】
式中、Ｒ9は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、又は置換基を有していてもよいアシルオキシ基を表す。
【化５】
0005525213.tif 000018
【００７０】
式中、ｍは０〜２の整数を表す。
【００７１】
【化６】
0005525213.tif 000019
【００７２】
式中、Ｒ10及びＲ11はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し；Ｌ1bは、−Ｎ＝Ｎ−又は−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−を表し；Ｌ2bは、−Ｎ＝ＣＨ−、−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−、又は−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−を表し；Ａ1bは、下記式（IIb）又は（IIIb）で表される基を表し；ｍは０〜２の整数を表す；
【化７】
0005525213.tif 000020
【００７３】
式中、Ｒ14は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基を表す。
【００７４】
【化８】
0005525213.tif 000021
【００７５】
式中、Ｒ12及びＲ13は、水素原子、メチル基、又はエチル基を表し、Ａ1cは、下記式（IIc）又は（IIIc）で表される基を表す。
【化９】
0005525213.tif 000022
【００７６】
式中、Ｒ14は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいオキシカルボニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基を表す。
【００７７】
前記一般式（Ｉａ）、（Ｉｂ）及び（Ｉｃ）中、各基が有する置換基の例には、一般式（Ｉ）中のＲ1〜Ｒ4で表される置換基の例と同様である。また、アルキル基等の炭素原子を有する基については、炭素原子数の好ましい範囲は、Ｒ1〜Ｒ4で表される置換基についての炭素原子数の好ましい範囲と同様である。
【００７８】
なお、上記一般式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）及び（Ｉｃ）で表される化合物は置換基として、重合性基を有していてもよい。重合性基を有していると、硬膜性が良化されるので好ましい。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、及びアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。エチレン性不飽和重合性基の例には、アクリロイル基、及びメタクリロイル基が含まれる。
重合性基は分子末端に位置するのが好ましく、即ち、式（Ｉ）中では、Ｒ5及び／又はＲ6の置換基として、並びにＡｒ1の置換基として、存在するのが好ましい。
【００７９】
以下に、一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例を挙げるが、以下の具体例に限定されるものではない。
【化１０】
0005525213.tif 000023
【００８０】
【化１１】
0005525213.tif 000024
【００８１】
【化１２】
0005525213.tif 000025
【００８２】
【化１３】
0005525213.tif 000026
【００８３】
【化１４】
0005525213.tif 000027
【００８４】
【化１５】
0005525213.tif 000028
【００８５】
【化１６】
0005525213.tif 000029
【００８６】
【化１７】
0005525213.tif 000030
【００８７】
【化１８】
0005525213.tif 000031
【００８８】
【化１９】
0005525213.tif 000032
【００８９】
【化２０】
0005525213.tif 000033
【００９０】
【化２１】
0005525213.tif 000034
【００９１】
【化２２】
0005525213.tif 000035
【００９２】
【化２３】
0005525213.tif 000036
【００９３】
【化２４】
0005525213.tif 000037
【００９４】
【化２５】
0005525213.tif 000038
【００９５】
【化２６】
0005525213.tif 000039
【００９６】
【化２７】
0005525213.tif 000040
【００９７】
【化２８】
0005525213.tif 000041
【００９８】
【化２９】
0005525213.tif 000042
【００９９】
【化３０】
0005525213.tif 000043
【０１００】
【化３１】
0005525213.tif 000044
【０１０１】
【化３２】
0005525213.tif 000045
【０１０２】
前記一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素は、Journal of Materials Chemistry (1999), 9(11), 2755-2763に記載の方法に準じて容易に合成することができる。
【０１０３】
前記一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素の液晶性については、好ましくは１０〜３００℃、より好ましくは１００〜２５０℃でネマチック液晶相を示す。
【０１０４】
本発明の偏光膜の形成に利用される組成物は、前記組成物中の液晶性材料の３０％以上が着色性であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。アゾ色素分子は自らの配向能によって配向し、その状態が固定されることで、薄層であっても高い偏光度の偏光膜が得られる。例えば、二色性色素とともに非着色性の液晶化合物を含有する組成物を利用して、非着色性の液晶化合物の分子の配向に沿って、二色性色素の分子を配向させて形成される、いわゆるゲストホスト（ＧＨ）タイプの偏光子では、非着色性の液晶化合物の配向度が低いために、高い偏光度が達成できない場合がある。
なお、本発明において、材料が液晶性を示すとは、材料を単独で、室温もしくは加熱、冷却、加熱後に冷却した際に、液晶状態が発現することをいう。また、材料を単独で溶媒に溶解させた際に液晶状態が発現することもいう。
また、本発明において、材料が着色性を示すとは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光波長において、７８０ｎｍより短波長の最初の吸収ピークの吸光度の１／１００より大きな吸光度を示すことをいう。
【０１０５】
前記偏光膜形成用組成物は、２種以上の一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素を含有するのが好ましい。アゾ色素の組み合わせについては特に制限はないが、製造される偏光膜が高い偏光度を達成するためには、黒色となる組み合わせで混合するのが好ましい。
前記組成物は、少なくとも１種の一般式（Ｉａ）で表されるアゾ色素、及び少なくとも１種の一般式（Ｉｂ）又は（Ｉｃ）で表されるアゾ色素を含有することが好ましい。
また、前記組成物は、少なくとも１種の一般式（Ｉａ）で表されるアゾ色素、少なくとも１種の一般式（Ｉｂ）で表される化合物、及び少なくとも１種の（Ｉｃ）で表されるアゾ色素を含有しているのがさらに好ましい。
なお、前記偏光子形成用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素以外の色素等である着色材料をさらに含有していてもよい。一般式（Ｉ）で表されるアゾ色素以外の色素も、液晶性を示す化合物から選択されるのが好ましい。
【０１０６】
前記組成物は、液晶性アゾ色素以外の添加剤を含有していてもよい。塗布性の改善を目的として添加される界面活性剤、液晶性アゾ色素の分子を水平に配向させるのを促進する添加剤、硬化成分（非液晶性のモノマー及び重合開始剤）及び非液晶性の高分子バインダー等が挙げられる。前記組成物に含まれる１種以上の液晶性アゾ色素の含有量は、２０質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましい。
【０１０７】
本発明の偏光膜は、前記組成物を塗布によって形成された膜であるのが好ましい。塗布法としては、スピンコーティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法、ダイコーティング法、スリットダイコーティング法、キャップコーティング法、ディッピング等、公知慣用の方法を行うことができる。特にスリットコーティング法が好ましい。スリットコーティング法では、塗布時に塗布液にせん断応力がかからず、高い均一性の膜を安定的に形成することができる。また、スリットコーティング方法では、スリットからの塗布液の押出方向と、後述する配向膜のラビング処理方向又は光照射方向等を一致させることができるので、塗布液の展開方向と配向処理方向とが一致しないことによる配向の乱れ（例えば、スピンコート法では、遠心力で塗布液を表面に展開させるので、展開方向と配向処理方向を全表面において一致させることは不可能である）が生じ難い。スリットコーティング法によれば、均一性、及び、二色性の高い偏光層を形成することができる。
【０１０８】
前記内部偏光層の形成には、ラビング処理面を有する配向膜、光配向膜等の配向膜を利用するのが好ましい。本発明に利用される配向膜は、当該配向膜上で液晶性アゾ色素の分子を所望の配向状態とすることができるのであれば、どのような層でもよい。有機化合物（好ましくはポリマー）の膜表面へのラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。中でも、本発明では、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点からはラビング処理により形成する配向膜が好ましく、配向の均一性の点からは光照射により形成する光配向膜が好ましい。
【０１０９】
・ラビング処理配向膜
ラビング処理により形成される配向膜に用いられるポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。本発明の配向膜ではポリビニルアルコール又はポリイミド、及びその誘導体が好ましく用いられる。配向膜についてはＷＯ０１／８８５７４Ａ１号公報の４３頁２４行〜４９頁８行の記載を参照することができる。
配向膜の厚さは、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．０１〜１μｍであることがさらに好ましい。
【０１１０】
ラビング処理は、一般にはポリマー層の表面を、紙や布で一定方向に数回擦ることにより実施することができるが、特に本発明では「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている方法により行うことが好ましい。
ラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」（丸善社発行）に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度（Ｌ）は、下記式（Ａ）で定量化されている。
式（Ａ）  Ｌ＝Ｎｌ（１＋２πｒｎ／６０ｖ）
式（Ａ）中、Ｎはラビング回数、ｌはラビングローラーの接触長、ｒはローラーの半径、ｎはローラーの回転数（ｒｐｍ）、ｖはステージ移動速度（秒速）である。
【０１１１】
ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やす、ラビングローラーの接触長を長く、ローラーの半径を大きく、ローラーの回転数を大きく、ステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。
ラビング密度と配向膜のプレチルト角との間には、ラビング密度を高くするとプレチルト角は小さくなり、ラビング密度を低くするとプレチルト角は大きくなる関係がある。
【０１１２】
・光配向膜
光照射により形成される配向膜に用いられる光配向材料としては、多数の文献等に記載がある。本発明の配向膜では、例えば、特開２００６−２８５１９７号公報、特開２００７−７６８３９号公報、特開２００７−１３８１３８号公報、特開２００７−９４０７１号公報、特開２００７−１２１７２１号公報、特開２００７−１４０４６５号公報、特開２００７−１５６４３９号公報、特開２００７−１３３１８４号公報、特開２００９−１０９８３１号公報、特許第３８８３８４８号、特許第４１５１７４６号に記載のアゾ化合物、特開２００２−２２９０３９号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開２００２−２６５５４１号公報、特開２００２−３１７０１３号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミド及び／又はアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第４２０５１９５号、特許第４２０５１９８号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表２００３−５２０８７８号公報、特表２００４−５２９２２０号公報、特許第４１６２８５０号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又はエステルが好ましい例として挙げられる。特に好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、又はエステルである。
【０１１３】
上記材料から形成した光配向膜に、直線偏光又は非偏光照射を施し、光配向膜を製造する。
本明細書において、「直線偏光照射」とは、前記光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。好ましくは、光照射に用いる光のピーク波長が２００ｎｍ〜７００ｎｍであり、より好ましくは光のピーク波長が４００ｎｍ以下の紫外光である。
【０１１４】
光照射に用いる光源は、通常使われる光源、例えばタングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー（例、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、ＹＡＧレーザー）、発光ダイオード、陰極線管などを挙げることができる。
【０１１５】
直線偏光を得る手段としては、偏光板（例、ヨウ素偏光板、二色色素偏光板、ワイヤーグリッド偏光板）を用いる方法、プリズム系素子（例、グラントムソンプリズム）やブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、又は偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルタや波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。
【０１１６】
照射する光は、直線偏光の場合、配向膜に対して上面、又は裏面から配向膜表面に対して垂直、又は斜めから光を照射する方法が採用される。前記光の入射角度は、前記光配向材料によって異なるが、例えば、０〜９０°（垂直）、好ましくは４０〜９０である。
非偏光を利用する場合には、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、１０〜８０°、好ましくは２０〜６０、特に好ましくは３０〜５０°である。
照射時間は好ましくは１分〜６０分、さらに好ましくは１分〜１０分である。
【０１１７】
パターン化が必要な場合には、フォトマスクを用いた光照射をパターン作成に必要な回数施す方法や、レーザー光走査によるパターンの書き込みによる方法を採用できる。
【０１１８】
また、前記内部偏光層は、転写材料を利用して形成してもよい。具体的には、仮支持体上に前記方法で偏光層を形成し、それを液晶セル基板の表面上に転写することで形成することもできる。
【０１１９】
次に、内部偏光層以外の部材について説明する。
【０１２０】
［外部偏光層］
本発明の液晶表示装置に利用する第１及び第２の外部偏光層については、一般的に用いられる偏光子を好適に用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールなどの高分子マトリクスをヨウ素溶液や二色性色素溶液に浸漬しその後延伸し、両側にＴＡＣやシクロオレフィンポリマーやアクリル樹脂、ポリプロピレンなどを保護膜として貼合した、ヨウ素系偏光板や染料系偏光膜などである。また、自己クローニング法を用いたＴａ2Ｏ5／ＳｉＯ0のフォトニック結晶膜なども用いることができる。
【０１２１】
他に、特開２０００−３５２６１１号公報に記載の重合性コレステリック液晶を用いた直線又は円偏光子、特開平１１−１０１９６４号公報、特開２００６−１６１０５１号公報、特開２００７−１９９２３７号公報、特表２００２−５２７７８６号公報、特表２００６−５２５３８２号公報、特表２００７−５３６４１５号公報、特表２００８−５４７０６２号公報、特許第３３３５１７３号に記載の二色性色素を含有し一軸配向した液晶を用いたゲスト−ホスト型直線偏光子、特開昭５５−９５９８１号公報に記載のアルミニウムなどの金属グリッドを用いたワイヤーグリッド偏光子、特表２００２−５１００６２号公報に記載の無機可視光反射偏光子、特開２００２−３６５４２７号公報に記載のカーボンナノチューブを分散・配列させた高分子化合物又は液晶性化合物からなる偏光子、特開２００６−１８４６２４号公報に記載の金属微粒子を分散・配列させた高分子化合物からなる偏光子、特開平１１−２４８９３７号公報、特表平１０−５０８１２３号公報、特表２００５−５２２７２６号公報、特表２００５−５２２７２７号公報、特表２００６−５２２３６５号公報に記載のポリビニレン型直線偏光子、特開平７−２６１０２４号公報、特開平８−２８６０２９号公報、特開２００２−１８００５２号公報、特開２００２−９０５２６号公報、特開２００２−３５７７２０号公報、特開２００５−１５４７４６号公報、特開２００６−４７９６６号公報、特開２００６−４８０７８号公報、特開２００６−９８９２７号公報、特開２００６−１９３７２２号公報、特開２００６−２０６８７８号公報、特開２００６−２１５３９６号公報、特開２００６−２２５６７１号公報、特開２００６−３２８１５７号公報、特開２００７−１２６６２８号公報、特開２００７−１３３１８４号公報、特開２００７−１４５９９５号公報、特開２００７−１８６４２８号公報、特開２００７−１９９３３３号公報、特開２００７−２９１２４６号公報、特開２００７−３０２８０７号公報、特開２００８−９４１７号公報、特表２００２−５１５０７５号公報、特表２００６−５１８８７１号公報、特表２００６−５０８０３４号公報、特表２００６−５３１６３６号公報、特表２００６−５２６０１３号公報、特表２００７−５１２２３６号公報に記載の（クロモゲン）（ＳＯ3Ｍ）ｎ等で表されるリオトロピック液晶性色素からなる偏光子、特開平８−２７８４０９号公報、特開平１１−３０５０３６号公報に記載の二色性色素からなる偏光子を用いることができる。コレステリック液晶は通常円偏光分離機能があるが、λ／４板との組み合わせによって直線偏光子にすることができる。λ／４板は、少なくとも一種の液晶性化合物を含有する組成物から形成されていることが好ましく、また、重合性基を有する少なくとも一種の液晶性化合物を含有する組成物を、液晶相とした後、熱を供給及び／又は紫外線を照射することで硬化させて形成された層であることが好ましい。
これらの中では、偏光度の観点で、ヨウ素系偏光膜や、染料系偏光膜、二色性色素からなる偏光膜、ワイヤーグリッド偏光子などを特に好適に用いることができる。
【０１２２】
［液晶セル基板］
液晶表示素子等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラス；固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板；シリコン基板；プラスチック基板；並びに、これらに透明導電膜、カラーフィルタ膜、電極、ＴＦＴ等の機能層を形成した基板を用いることができる。これらの基板上には、各画素を隔離するブラックマトリクスが形成されていたり、密着促進等のために透明樹脂層を設けたりしていてもよい。プラスチック基板には、その表面にガスバリヤー層及び／又は耐溶剤性層を有していることも好ましい。
また、上記した通り、いわゆるＣＯＡ構造の基板を用いることもでき、ＣＯＡ構造基板上に、前記内部偏光層を配置してもよい。
【０１２３】
本発明に使用する基板の光透過率は、８０％以上であるのが好ましい。また、プラスチック基板は光学的等方性のポリマーフィルムを用いるのが好ましい。ポリマーの具体例及び好ましい態様は、特開２００２−２２９４２号公報の段落番号［００１３］の記載を適用できる。また、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても国際公開ＷＯ００／２６７０５号公報に記載の分子を修飾することで該発現性を低下させたものを用いることもできる。
【０１２４】
［駆動液晶層］
本発明の液晶表示装置の動作モードについては特に制限はなく、ＶＡ、ＩＰＳ、ＴＮ、ＯＣＢ、ＨＡＮ、ＥＣＢ、ＳＴＮ、ＤＳＴＮ、ＰＳＡ、垂直配向型面内電界スイッチング液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ブルー相液晶およびこれらのマルチドメイン型液晶（例えば、ＭＶＡやＰＶＡ）、ＡＳＶなどのいずれのモードであってもよい。これらの動作モード以外の液晶表示装置に用いることもできる。図１及び図３に示す透過型液晶表示装置であっても、反射型液晶表示装置であっても、また図４に示す半透過型液晶表示装置であってもよい。こうした液晶表示装置の例として、「液晶表示装置構成材料の最新技術、飯村靖文  監修、シーエムシー出版、第１章」  に記載されているものが挙げられる。
【０１２５】
また、本発明に使用可能な駆動用液晶材料は、通常の液晶表示装置に用いられているものを好適に利用できる。例えば、ＶＡ、ＩＰＳ、ＴＮ、ＯＣＢ、ＨＡＮ、ＥＣＢ、ＳＴＮ、ＤＳＴＮ、ＰＳＡ、垂直配向型面内電界スイッチング液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ブルー相液晶用などである。例として、「液晶表示装置構成材料の最新技術、飯村靖文  監修、シーエムシー出版」第３章に記載されているものが挙げられる。
【０１２６】
［画素電極層］
本発明の液晶表示装置に利用可能な画素電極層については特に制限はない。一般的には、例えば、液晶表示装置の画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と画素電極を有し、画素ごとに電圧を印加することができる構造となっている。ＴＦＴと画素電極はコンタクトホールを通じて電気的に接続されている。
TFTの材料として、a-Si TFT, LTPS-TFT, II−VI化合物半導体TFT、μc-Si TFT、HTPS-TFT, 酸化物半導体TFT, ZnO TFT、In-Ga-Zn-O TFT、有機半導体TFTなどが好適である。「薄膜トランジスタ技術のすべて  −構造、特性、製造プロセスから次世代ＴＦＴまで、鵜飼育弘  」に記述されているＴＦＴも好適に用いられる。
【０１２７】
［透明電極層］
透明電極層は、ＩＴＯをスパッタリングにより形成することにより作成できる。ＩＴＯの代わりに、ＺｎＯ系透明導電膜、Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ系透明導電膜、Ｇａ添加ＺｎＯ（ＧＺＯ）膜、銀添加ＩＴＯ膜、ｐ型酸化物透明導電膜，ＣｕＡＩＯ2デラフォサイト薄膜、ＳｒＣｕ2Ｏ2薄膜、Ｉｎ4Ｓｎ3Ｏ12透明導電膜、ＩｎＧａＺｎＯ4透明導電体、ＴｉＮ薄膜、銀ナノワイヤー膜などを用いることもできる。例えば、液晶表示装置構成材料の最新技術、飯村靖文  監修、シーエムシー出版、第３章；透明導電膜、澤田豊  監修、シーエムシー出版；透明導電膜の技術、日本学術振興会透明酸化物光電子材料第１６６委員会；などに記されているものも好ましい。
【０１２８】
［平坦化層（透明樹脂硬化層）］
カラーフィルタ層やＴＦＴの表面に凹凸がある場合は、平坦化層をその表面に配置してもよい。平坦化層は、物理強度、耐久性、又は、光学特性を付与するために、偏光膜等の表面に設けられるであろう。透明樹脂硬化層の層厚は１〜３０μｍの範囲にあることが好ましく、１〜１０μｍであることが特に好ましい。
透明樹脂硬化層は、電離放射線（好ましくは紫外線）硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることが好ましい。本発明における透明樹脂硬化層は、電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物を偏光子の表面に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、又は、重合反応させることにより形成することができる。
【０１２９】
［カラーフィルタ層］
本発明の液晶表示装置に利用可能なカラーフィルタ層については特に制限はない。カラーフィルタ層は、一般的には、基板上に赤色、緑色、青色のドット状画像をそれぞれマトリクス状に配置し、その境界をブラックマトリクスなどの濃色離画壁で区分した構造を有する。カラーフィルタ層は、顔料を色材に用いたものと染料を色材に用いたものがあるが、双方に好適に利用することができる。好ましい顔料や染料の例としては、特開２００９−１３９６１６号公報中に記載されているものがある。顔料としては、平均一時一次粒子径の小さいものが好ましい。また、顔料として、酸化鉄、や複合酸化物顔料の無機顔料も好ましい。ブラックマトリクス用材料としては、グラファイト、カーボンブラック、チタンブラック、クロムなどが好ましい。カラーフィルタの作製法としては、染色法、印刷法、着色レジスト法、転写法、インクジェット法、印刷法などが好ましい。
【０１３０】
［位相差フィルムとの併用］
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと外部偏光層との間に、又は液晶セルの内部に位相差層を有していてもよい。位相差層は、液晶セルによる位相差や偏光板の角度依存性の補償などを目的として使用される。利用可能な位相差フィルムとして、例えば、各種高分子の延伸フィルムや重合性液晶を塗布・配向固定化されたものなどが挙げられる。位相差の方向としては、Ａ  ｐｌａｔｅやＣ  Ｐｌａｔｅ、２軸フィルム、ハイブリッド配向した円盤状又は棒状分子を含有うるフィルムなどさまざまなものがあるが、いずれも好適に利用できる。位相差フィルムは、外部偏光層の保護膜をかねているもの、また、液晶セル内に形成されるインセル位相差膜も好適に用いることができる。こうした位相差フィルムの例は、液晶表示装置構成材料の最新技術、飯村靖文  監修、シーエムシー出版、第３章等に記載がある。
【０１３１】
［バックライトユニット］
本発明の液晶表示装置に利用可能なバックライトユニットは、反射シート、光源、導光板、拡散板、集光板などから形成されるが、通常の液晶表示装置に用いられるものが、そのまま好適に用いられる。光源の例として、冷陰極蛍光ランプ、キセノン蛍光ランプ、ＬＥＤ、有機ＥＬなどがあげられる。集光板の例としては、プリズムアレイシートやレンズアレイシート、ドット付設シート、輝度向上フィルムなどがあげられる。屈折率の異方性が互いに異なるフィルムを複数枚積層して反射率に異方性が生じるように設計された反射型偏光分離シート、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持した円偏光分離シートなども好適に用いることができる。
バックライトユニットを構成する部材については、非特許文献  液晶表示装置構成材料の最新技術、飯村靖文  監修、シーエムシー出版、第３章；液晶表示装置用バックライト技術、カランタル  カリル  監修、シーエムシー出版；などにも多数の例がでており、いずれも好適に用いられる。
【０１３２】
［反射防止フィルム・保護フィルム］
本発明の液晶表示装置は、表示面側に反射防止フィルムを有していてもよい。通常液晶表示装置やプラズマディスプレイに用いられている反射防止フィルムなら、表面反射率が０〜０．５％程度であるＡＲ（アンチリフレクション）タイプでも表面反射率が０．５〜４％程度であるＬＲ（ロウリフレクション）タイプでもどちらでも好適に用いることができる。また、フィルム中に微粒子を分散させたり、表面に凸凹をつけたりして、防眩性を付与したＡＧ（アンチグレア）加工されていても、表面が平坦で、防眩性はないがコントラストが高く視認性が良いクリア加工されていても、どちらでも好適に用いることができる。
【０１３３】
［アプリケーション］
本発明の液晶表示装置の用途について説明する。
本発明の液晶表示装置は、大型テレビに好適である。大型テレビは映画の視聴などに好まれ、通常のテレビより、黒表示の締りが求められる。また、大面積なため、光源も大面積で消費電力が大きくなりがちなため、白表示の透過率の確保し光の利用効率を高く保つことも、省エネの観点からも重要である。
また、大型テレビには、通常のポリビニルアルコールフィルムを延伸することにより作製される偏光膜では、延伸機によるサイズの制限があるので、内部偏光層と同様、機械サイズによる制限が小さい、塗布型の偏光層を外部偏光層に用いることもできる。
【０１３４】
本発明の液晶表示装置は、デジタルサイネージにも好適である。デジタルサイネージは、公共の場所や店舗などに設置したディスプレイに広告情報などを表示してユーザーに提供するシステムであり、特に遠方から見られるため、目立つために、コントラスト比が高いことは重要である。また、屋外で用いられることもあるので明るいことが必要であり、白表示の透過率が低いと、その分、バックライトの明るさを増さなければならず、消費電力の点で問題が生じてしまう。本発明の液晶表示装置を利用すればかかる問題が生じ難く、この用途に有用である。
【０１３５】
本発明の液晶表示装置は、ＬＥＤバックライトや有機ＥＬバックライトのテレビとしても好適に用いられる。また、プロジェクター用液晶パネルとして用いるのにも好適である。また、本発明は、フルハイビジョンや４Ｋ２Ｋのような解像度の高い液晶表示装置にも好適である。
また、本発明の液晶表示装置には、色再現の向上を狙った４色以上のカラーフィルタや光源を組み合わせて用いることも有効である。
また、本発明の液晶表示装置を、デジタルカメラ用やカーナビ用、携帯電話用、ＰＤＡ用などに用いることも、有効である。
【０１３６】
本発明の偏光膜は、λ／４層と組み合わせて輝度向上フィルムに用いることができる。また、偏光板が用いられる用途にならいずれの用途でも好適に用いられる。例えば、パターニングされたλ／４層と組み合わせて、３Ｄ液晶表示装置用やヘッドマウントディスプレイ用パターング円偏光板にも用いることができる。また、T.Ohyamaら, SID'04 Digest of Technical Papers, pp1106-1109(2004)に記載の半透過液晶表示装置にも用いることができる。反射部側の内部偏光層として用いることもできるし、また、外部偏光層も内部偏光層と同様、塗布によって形成される偏光層としてもよい。また、デュアルビュー液晶やトリプルビュー液晶にも好適である。
【０１３７】
本発明の偏光膜は、エリプソメトリー用偏光板として利用されてもよいし、イメージセンサと組み合わせた偏光受光素子としても使用されてもよい。光ディスクのピックアップや光通信用の偏光板にも使える。λ／４位相差層と組み合わせることにより、反射防止用にも使用できる。反射防止用途としては、液晶表示装置や有機ＥＬの電極反射防止にも使える。
また、λ／４位相差層と組み合わせることにより、オートフォーカスカメラ用の偏光レンズとしても使える。偏光サングラスに用いることもできる。また、λ／４位相差層と組み合わせて、カラーフィルタのブラックマトリクスの代わりに液晶セルや各種ディスプレイにも使える。
【実施例】
【０１３８】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。なお、以下において、部及び％は、特に断りの無い限り、すべて、質量基準であるものとする。
【０１３９】
１．実施例１
（１）外部偏光層の形成
ガラス板（液晶セル基板）の片面に、粘着フィルムを介してヨウ素偏光板を貼合し、外部偏光層を形成した。なおこの外部偏光層の偏光度を後述する方法で測定したところ、０．９９９７８であり、通常、液晶表示装置に用いられている偏光板の偏光度と同程度であった。
（２）カラーフィルタ層の形成
上記ガラス基板の外部偏光層を形成した反対側の表面に、ＦＦＥＭ社製カラーレジストＣＧ−９５００Ｌを、５００ｒｐｍで２０秒スピンコートして塗布を行った。８０℃で５分間乾燥させた後に、２３０℃で１時間、オーブンに入れ、焼成を行った。この様にして、カラーフィルタ層を形成した。なおこのカラーフィルタ層の消偏度を後述する方法で測定したところ、２．１×１０-4であり、通常、液晶表示装置に用いられているカラーフィルタの消偏度と同程度であった。
【０１４０】
（３）内部偏光層の形成
上記ガラス基板のカラーフィルタ層上に、クラレ社製ポリビニルアルコール「ＰＶＡ１０３」の４％水溶液を、１２番バーで塗布を行い、８０℃で５分間乾燥させた。その後に、下記表に示すラビング条件で処理した。
このラビング処理面に、下記表に示す組成の各塗布液を、下記表に示す塗布条件で塗布し、その後、７０℃で３０秒間熟成し、種々の特性の内部偏光層をそれぞれ形成した。
【０１４１】
【表１】
0005525213.tif 000046
【０１４２】
［光学特性評価］
液晶テレビを分解し、バックライトモジュールを用意し、光源とした。光源から鉛直方向に７０ｃｍ離れたところに、（株）トプコン社製輝度計ＢＭ−５を設置し、１°視野で輝度を測定できるようにした。
外部偏光層の偏光度の測定は、次の通り行った。光源に密着させて、外部偏光層１と外部偏光層２の順番に密着させて積層した。外部偏光層１と外部偏光層２の透過軸の相対方位を、０度、すなわちパラ配置の場合と９０度、すなわちクロス配置の場合について輝度を測定し、以下の式により、偏光度Ｐを計算した。
【０１４３】
【数１３】
0005525213.tif 000047
【０１４４】
カラーフィルタ層の消偏度の測定については、次の通り行った。光源に密着させて、測定用偏光層１とカラーフィルタ層と測定用偏光層２の順番に密着させて積層した。測定用偏光層１と測定用偏光層２の透過軸の相対方位を、０度、即ちパラ配置の場合と、９０度、即ちクロス配置の場合について輝度を測定し、以下の式により、消偏度ＤＩＣＦを計算した。ここで、Ｐは測定用偏光層の偏光度である。
【０１４５】
【数１４】
0005525213.tif 000048
【０１４６】
内部偏光層の偏光度Ｐ’の測定については、外部偏光層の偏光度の測定と同様に行った。
内部偏光層の消偏度ＤＩ’の測定については、次の通り行った。光源に密着させて、測定用偏光層１と内部偏光層と測定用偏光層２の順番に密着させて積層した。測定用偏光層１に対して、内部偏光層と測定用偏光層２の透過軸の相対方位を、０度、即ちパラ配置の場合と、９０度、即ちクロス配置の場合について輝度を測定し、以下の式により、消偏度ＤＩ’を計算した。ここで、Ｐは測定用偏光層の偏光度でＰ’は内部偏光層の偏光度である。
【０１４７】
【数１５】
0005525213.tif 000049
【０１４８】
内部偏光層の単層透過率Ｔ’の測定については、次のように行った。光源に密着させて、内部偏光層を設置した。内部偏光層有りの場合の輝度と無しの場合の輝度を測定し、以下の式により、単層透過率Ｔ’を計算した。
【０１４９】
【数１６】
0005525213.tif 000050
【０１５０】
液晶ディスプレイのコントラストの測定については、次の通り行った。光源に密着させて、測定用偏光層１とカラーフィルタ層、内部偏光層、測定用偏光層２の順番に密着させて積層した。測定用偏光層１に対して、内部偏光層と測定用偏光層２の透過軸の相対方位を、０度、即ちパラ配置の場合と、９０度、即ちクロス配置の場合について輝度を測定し、以下の式により、コントラストを計算した。
【０１５１】
【数１７】
0005525213.tif 000051
【０１５２】
内部偏光層挿入による液晶ディスプレイの白透過率の低下率の測定は、次のようにして行った。光源に密着させて、外部偏光層１とカラーフィルタ層、内部偏光層、外部偏光層２の順番に密着させて積層し、外部偏光層１に対して、内部偏光層と外部偏光層２の透過軸の相対方位を、０度、即ちパラ配置の場合の輝度を測定し、内部偏光層有りの白輝度とした。また、上記構成から内部偏光層を抜いて、輝度を測定し、内部偏光層無しの白輝度とした。内部偏光層挿入による液晶ディスプレイの白透過率の低下率は、以下のようにして計算した。下記式から算出される低下率の値が小さいほど、内部偏光層による白輝度の低下効果が小さく、好ましい。
【０１５３】
【数１８】
0005525213.tif 000052
【０１５４】
上記方法に基づいて、以下の構成のそれぞれの試料について、測定を行い、低下率を算出した。
【０１５５】
【表２】
0005525213.tif 000053
試料１（比較例）以外は、外部偏光層/カラーフィルタ層/内部偏光層/液晶層/外部偏偏光層の順で配置した。
【０１５６】
上記結果から、一般的な偏光度を有する外部偏光層、及び一般的な消偏度を有するカラーフィルタ層と、内部偏光層を組み合わせて液晶表示装置を作製する場合に、DI'/P'が、４．３×１０-4以下である本発明の偏光膜を内部偏光層として利用すると、コントラストが改善され、また、内部偏光層を組み込むことによる白輝度の低下率を３０％程度に抑えられることができることが理解できる。
【０１５７】
次に、内部偏光層のDI'/P'とカラーフィルタ層と外部偏光層との組み合わせのD1CF/P1CFの関係が互いに異なる種々の試料を作製し、コントラスト及び低下率を同様に調べた。結果を下記表に示す。
【０１５８】
【表３】
0005525213.tif 000054
試料１（比較例）以外は、外部偏光層/カラーフィルタ層/内部偏光層/液晶層/外部偏偏光層の順で配置した。
【０１５９】
上記結果から、DI'/P'＜ D1CF/P1CFを満足すると、コントラストが格段に改善されることが理解できる。
また、内部偏光層の透過率が３０％以上であると、内部偏光層による白透過率の低下作用が抑制できることが理解できる。
【０１６０】
２．実施例２（ＶＡモード液晶表示装置の評価）
（１）  比較例用のＶＡモード液晶表示装置Ｃ１の作製
まず、パッシベーション膜として機能する窒化シリコン層を形成した厚さ０.７ｍｍのガラス基板を用意し、その窒化シリコン層上に通常の薄膜トランジスタ形成プロセスと同様にして成膜とパターニングとを繰返し、走査線および信号線等の配線並びにスイッチング素子の薄膜トランジスタを形成した。その上に紫外線硬化型透明レジストを塗布し、紫外線を照射して硬化させ、スルーホールを残しつつ絶縁層を形成した。
【０１６１】
次に、この上にスパッタリング法により厚さ２０００ÅのＩＴＯ膜を積層後に、エッチング処理により画素電極層を形成した。さらに、この電極層上に、紫外線硬化型透明ネガ型レジストを用いて、フォトリソグラフィ法によりジグザグ線状ストライプ（高さ１．５μｍ、底面幅１０μｍ）を、配向制御突起として形成した。そして、得られた配向制御突起上に、紫外線硬化型透明ネガ型レジストを用い、上記同様のフォトリソグラフィ法により、高さ２μｍの突起をスペーサとして形成した。さらに、スペーサが形成された基板に、ＪＡＬＳ−６８８（ＪＳＲ社製）をスピンコートし、２００℃で１時間焼成することにより、厚さ７００Åの垂直配向層を形成し、ＴＦＴ基板を作製した。
【０１６２】
別途用意した０．７ｍｍ厚のガラス基板上に紫外線硬化型着色レジストを塗布し、所望のパターンでフォトマスクを施した後、紫外線を照射して所望のパターン部を硬化させ未硬化部分を現像処理により除去するフォトリソグラフィ行程を繰り返して、ブラックマトリクス層上に青、緑および赤からなる着色カラーフィルタ層を形成した。
その後、ＩＴＯをスパッタリング法により堆積させ、これにエッチング処理してガラス基板の露出幅１０μｍのスリットパターンを有する透明電極付き基板を形成した。さらに、ＪＡＬＳ−６８８（ＪＳＲ社製）をスピンコートし、２００℃で１時間焼成することにより、厚さ７００Åの垂直配向層を形成して対向基板を得た。
【０１６３】
この作製した対向基板と、作製したＴＦＴ基板とを用いて、負の誘電率異方性を有する液晶材料（「ＭＬＣ６６０８」、メルク社製）を基板に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成した。さらに、１１０℃で１時間アフターアニールして流動配向効果をキャンセルしたのち、液晶セルの両面に偏光板を貼り付けることにより、ＶＡモード液晶表示装置（液晶表示装置Ｃ１）を得た。
【０１６４】
（２）  比較例用のＶＡモード液晶表示装置Ｃ２の作製
まず、パッシベーション膜として機能する窒化シリコン層を形成した厚さ０.７ｍｍのガラス基板を用意し、その窒化シリコン層上に通常の薄膜トランジスタ形成プロセスと同様にして成膜とパターニングとを繰返し、走査線および信号線等の配線並びにスイッチング素子の薄膜トランジスタを形成した。次に、基板の薄膜トランジスタ側に紫外線硬化型着色レジストを塗布し、所望のパターンでフォトマスクを施した後、紫外線を照射して所望のパターン部を硬化させ未硬化部分を現像処理により除去するフォトリソグラフィ工程を繰り返して、ブラックマトリクス層上に青、緑および赤からなる着色カラーフィルタ層を形成した。
【０１６５】
次に、この上にスパッタリング法により厚さ２０００ÅのＩＴＯ膜を積層後に、エッチング処理により画素電極層を形成した。さらに、この透明電極層上に、紫外線硬化型透明ネガ型レジストを用いて、フォトリソグラフィ法によりジグザグ線状ストライプ（高さ１．５μｍ、底面幅１０μｍ）を、配向制御突起として形成した。そして、得られた配向制御突起上に、紫外線硬化型透明ネガ型レジストを用い、上記同様のフォトリソグラフィ法により、高さ２μｍの突起をスペーサとして形成した。さらに、スペーサが形成された基板に、ＪＡＬＳ−６８８（ＪＳＲ社製）をスピンコートし、２００℃で１時間焼成することにより、厚さ７００Åの垂直配向層を形成し、ＣＯＡアレイ基板を作製した。
【０１６６】
別途用意した０．７ｍｍ厚のガラス基板上にＩＴＯをスパッタリング法により堆積させ、これにエッチング処理してガラス基板の露出幅１０μｍのスリットパターンを有する透明電極付き基板を形成した。さらに、ＪＡＬＳ−６８８（ＪＳＲ社製）をスピンコートし、２００℃で１時間焼成することにより、厚さ７００Åの垂直配向層を形成して対向基板を得た。
この作製した対向基板と、作製したＣＯＡアレイ基板とを用いて、負の誘電率異方性を有する液晶材料（「ＭＬＣ６６０８」、メルク社製）を基板に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成した。さらに、１１０℃で１時間アフターアニールして流動配向効果をキャンセルしたのち、液晶セルの両面に偏光板を貼り付けることによりＶＡモード液晶表示装置（液晶表示装置Ｃ２）を得た。
【０１６７】
（３）実施例用のＶＡモード液晶表示装置１の作製
比較例用の液晶表示装置Ｃ１の作製に利用した対向基板のカラーフィルタ層とＩＴＯ層との間に、下記手順でスリットコーター塗布により形成した内部偏光層を設けた。それ以外は、以外は、液晶表示装置Ｃ１と同様にして、本発明の実施例のＶＡモード液晶表示装置（液晶表示装置１）を作製した。
【０１６８】
（中間層／配向層用塗布液ＡＬ−１の調製）
下記の組成物を調製し、孔径３０μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、中間層／配向層用塗布液ＡＬ−１として用いた。
──────────────────────────────────――
中間層／配向層用塗布液組成（％）
──────────────────────────────────――
下記のポリビニルアルコール                                      ３．２１
ポリビニルピロリドン（Ｌｕｖｉｔｅｃ  Ｋ３０、ＢＡＳＦ社製）    １．４８
蒸留水                                                        ５２．１
メタノール                                                    ４３．２１
──────────────────────────────────――
【０１６９】
【化３３】
0005525213.tif 000055
【０１７０】
（偏光膜用塗布液ＰＯＬ−１の調製）
下記の組成物を調製後、孔径０．２μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、偏光膜用塗布液ＰＯＬ−１として用いた。
──────────────────────────────────――
偏光膜用塗布液組成（％）
──────────────────────────────────――
界面活性剤：下記化合物（Ｉ−６）                                ０．０２
溶剤：クロロホルム                                            ９３．８９
アゾ色素：（Ｂ−１８）                                          １．００
（Ｄ−１）                                            １．００
非液晶性多官能モノマー：
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
（Ｖ＃３６０、大阪有機化学社製）                              ２．００
ジペンタエリスルトールヘキサアクリレート
（ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ、日本化薬（株）製）                ２．００
重合開始剤：イルガキュア９０７
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）                  ０．０６
増感剤：カヤキュアDETX
（日本化薬（株）製）                                          ０．０３
──────────────────────────────────――
【０１７１】
【化３４】
0005525213.tif 000056
【０１７２】
（感光性樹脂層用塗布液ＰＰ−１の調製）
下記の組成物を調製後、孔径０．２μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、感光性樹脂層用塗布液ＰＰ−１として用いた。
──────────────────────────────────――
感光性樹脂層用塗布液組成（％）
──────────────────────────────────――
ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物
（重量平均分子量３．７万）                                      ５．０
ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７８／２２モル比のランダム共重合物
（重量平均分子量４．０万）                                      ２．４５
ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ（日本化薬（株）製）                    ３．２
ラジカル重合開始剤（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・
ケミカルズ（株）製）                                            ０．７５
増感剤（カヤキュアＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）                  ０．２５
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート              ２７．０
メチルエチルケトン                                            ５３．０
シクロヘキサノン                                                ９．２
メガファックＦ−１７６ＰＦ（大日本インキ化学工業（株）製）      ０．０５
──────────────────────────────────――
【０１７３】
（内部偏光層の形成）
ブラックマトリクス層上に青、緑、赤からなる着色カラーフィルタ層を形成した後、ワイヤーバーを用いて中間層／配向層用塗布液ＡＬ−１を塗布した。乾燥後、配向層をラビング処理した。乾燥膜厚は１．６μｍであった。次いで、スリットコーターを用いて偏光膜用塗布液ＰＯＬ−１を塗布、５０℃で６０秒乾燥を行い、乾燥膜厚０．３６μｍの塗膜を形成した。その後、窒素雰囲気下（酸素濃度１００ｐｐｍ以下）で５Ｊの紫外線を照射して、塗膜を光重合した後、さらに、１８０℃で１時間加熱することにより配向状態を固定化した偏光膜を形成した。
その後、比較例用の液晶表示装置Ｃ１と同様の手法で、ＩＴＯ層と垂直配向層を形成して対向基盤を得た。
【０１７４】
（４）実施例用のＶＡモード液晶表示装置２の作製
比較例用の液晶表示装置Ｃ２の作製に利用したＣＯＡ基板のカラーフィルタ層と画素電極層との間に、上記液晶表示装置１の作成法と同様に、スリットコーター塗布により内部偏光層を設けた。それ以外は、液晶表示装置Ｃ２と同様にして、本発明の実施例のＶＡモード液晶表示装置（液晶表示装置２）を作製した。
【０１７５】
（５）実施例用のＶＡモード液晶表示装置３の作製
比較例用の液晶表示装置Ｃ１の作製に利用した対向基板のカラーフィルタ層とＩＴＯ層との間に、下記手順で内部偏光層を転写して設けた。それ以外は、以外は、液晶表示装置Ｃ１と同様にして、本発明の実施例のＶＡモード液晶表示装置（液晶表示装置３）を作製した。
【０１７６】
（熱可塑性樹脂層用塗布液ＣＵ−１の調製）
下記の組成物を調製し、孔径３０μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、熱可塑性樹脂層用塗布液ＣＵ−１として用いた。
──────────────────────────────────――――――
熱可塑性樹脂層用塗布液組成（％）
──────────────────────────────────――――――
メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／３０／１０／５、重量平均分子量＝１０万、Ｔｇ≒７０℃）
５．８９
スチレン／アクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝６５／３５、重量平均分子量＝１万、Ｔｇ≒１００℃）                                              １３．７４
ＢＰＥ−５００（新中村化学工業（株）製）
９．２０
メガファックＦ−７８０−Ｆ（大日本インキ化学工業（株）社製）
０．５５
メタノール                                                            １１．２２
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート                        ６．４３
メチルエチルケトン                                                    ５２．９７
──────────────────────────────────――――――
【０１７７】
（偏光子用転写材料Ｒ−１の作製）
厚さ７５μｍのロール状ポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、ワイヤーバーを用いて順に、熱可塑性樹脂層用塗布液ＣＵ−１、スリットコーターでの内部偏光層の作製に用いた、中間層／配向層用塗布液ＡＬ−１を塗布、乾燥、配向層をラビング処理した。乾燥膜厚はそれぞれ１４．６μｍ、１．６μｍであった。次いで、ワイヤーバーを用いて、スリットコーターでの内部偏光層の作製に用いた、偏光子用塗布液ＰＯＬ−１を塗布、５０℃で６０秒乾燥を行い、乾燥膜厚０．３６μｍの塗膜を形成した。その後、窒素雰囲気下（酸素濃度１００ｐｐｍ以下）で５Ｊの紫外線を照射して、塗膜を光重合したのち、さらに、１８０℃で１時間加熱することにより配向状態を固定化した偏光膜を得た。最後に、偏光膜の表面に、スリットコーターでの内部偏光層の作製に用いた、感光性樹脂層用塗布液ＰＰ−１を塗布、乾燥して１．０μｍの感光性樹脂層を形成し、転写材料Ｒ−１を作製した。
【０１７８】
（内部偏光層の形成）
この転写材料Ｒ−１を用いて、対向基板のカラーフィルタ層とＩＴＯ層との間に、内部偏光層を形成した。具体的には、上記で作製した転写材料Ｒ−１をラミネータ（（株）日立インダストリイズ製（ＬａｍｉｃＩＩ型））を用い、ゴムローラー温度１３０℃、線圧１００Ｎ／ｃｍ、搬送速度２．２ｍ／分で、１００℃で２分間加熱した前記基板にラミネートした。このとき、感光性樹脂層表面を基板表面に接触させてラミネートした。それぞれ仮支持体を剥離後、超高圧水銀灯にて露光量５０ｍＪ／ｃｍ2で全面露光して、感光性樹脂層及び偏光層を基板上に固定した。
【０１７９】
（６）実施例用のＶＡモード液晶表示装置４の作製
比較例用の液晶表示装置Ｃ２の作製に利用したＣＯＡ基板のカラーフィルタ層と画素電極層との間に、上記転写材料Ｒ−１を用いて、ワイヤーバー塗布により形成した内部偏光層を転写して、内部偏光層を設けた。それ以外は、液晶表示装置Ｃ２と同様にして、本発明の実施例のＶＡモード液晶表示装置（液晶表示装置４）を作製した。
【０１８０】
作製したＶＡモード液晶表示装置１〜４、及び比較例用ＶＡモード液晶表示装置Ｃ１及びＣ２について、コントラスト（白輝度／黒輝度）を測定した。結果を下記表に示す。また、各液晶表示装置の内部偏光層のＤＩ’／Ｐ’、カラーフィルタ層と外部偏光層との組合せのＤＩ1CF／Ｐ1CFも合わせて示す。
【０１８１】
【表４】
0005525213.tif 000057
＊１「○」はＣＯＡ構造を採用していること、「×」はＣＯＡ構造を採用していないことを意味する。
【符号の説明】
【０１８２】
１０、１０’、１０”  液晶セル
１２ａ、１２ｂ  外部偏光層
１４、１４’１６、１６’  セル基板
１８、１８’  カラーフィルタ層
２０、２０’  内部偏光層（本発明の偏光膜）
２２、２２’  透明電極層
２４、２４’  画素電極層
２６  駆動液晶層
２８  反射層
【図１】
0005525213.tif 000064
【図２】
0005525213.tif 000065
【図３】
0005525213.tif 000066
【図４】
0005525213.tif 000067