光学異方性体、その製造方法、並びにそれを用いた光学素子及び表示素子
【課題】 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有するカラー画像表示装置、とりわけカラー液晶表示装置に組み込まれて用いられる場合、視野角特性の改善に寄与する光学異方性体を提供する。
【解決手段】 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体であって、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位が複数個の分割領域により構成され、それぞれの分割領域が、ディスコティック液晶分子を含む光学異方性体である。
【解決手段】 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体であって、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位が複数個の分割領域により構成され、それぞれの分割領域が、ディスコティック液晶分子を含む光学異方性体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子等の表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体、その製造方法、及びそれを用いた表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶化合物を高度に配向固定した光学異方性層を有する光学フィルムは、液晶表示装置の光学補償フィルム、輝度向上フィルム、投射型表示装置の光学補償フィルム等、近年になって様々な用途に展開されつつあり、中でも液晶表示装置の光学補償フィルムとしての発展は目覚しいものがある。通常、液晶表示装置は、偏光板と液晶セルとを備える。現在主流であるＴＮ方式のＴＦＴ液晶表示装置においては、光学補償フィルムを偏光板と液晶セルの間に挿入し、表示品位の高い液晶表示装置を実現している。また、偏光膜の片面に位相差フィルム、他方の面に保護フィルムを有する楕円偏光板を用いることで、液晶表示装置を厚くすることなく、正面コントラストを高くすることができる発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ところが、前記構成の位相差フィルム（光学補償フィルム）では、十分な視野角改良効果が得られず、液晶表示装置の表示品位は低下してしまうという問題があった。
【０００３】
現在では、透明支持体上にディスコティック（円盤状）液晶化合物から形成された光学異方性層を塗設した光学補償フィルムを、直接偏光板の保護フィルムとして用いることで、液晶表示装置を厚くすることなく、視野角に関する問題は大きく改善されている（例えば、特許文献２および３参照）。
【０００４】
一方、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化された光学異方性体を光学補償フィルムに用いる方法も検討され、棒状液晶化合物からなる液晶層を光学異方性体として用いた例において、液晶表示装置の視野角や表示特性が改善されるとされている（例えば、特許文献４および５）。
【０００５】
しかしながら、このような光学補償フィルムにおいても、視野角特性はまだ十分とはいえず。さらなる改良が求められていた。
【特許文献１】特開平２−２４７６０２号公報
【特許文献２】特開平７−１９１２１７号公報
【特許文献３】欧州特許第０９１１６５６Ａ２号明細書
【特許文献４】特開平６−１９４５２１号公報
【特許文献５】特開２００４−１９１８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有するカラー画像表示装置、とりわけカラー液晶表示装置に組み込まれて用いられる場合、視野角特性の改善に寄与する光学異方性体、それを備えた表示素子及び光学異方性体の製造方法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】
【０００７】
本発明の課題は、以下の（１）〜（８）によって達成された。
（１） 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体であって、
赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位が複数個の分割領域により構成され、それぞれの分割領域が、ディスコティック液晶分子を含む光学異方性体。
（２） 前記分割領域において、ディスコティック液晶分子がネマティックハイブリッド配向状態に固定されている（１）の光学異方性体。
（３） 前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブと、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブとが互いに異なる（２）の光学異方性体。
（４） 前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが左回りのカーブであり、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが右回りのカーブである（２）又は（３）の光学異方性体。
（５） 隣接する少なくとも２つの分割領域のネマティックハイブリッド配向が、互いに実質的に鏡面対称である（２）〜（４）のいずれかの光学異方性体。
（６） 複数個の分割領域が、２〜８個の領域である（１）〜（５）のいずれかの光学異方性体。
（７） 前記分割領域の各辺の長さが０．１μｍ〜２００μｍである（１）〜（６）のいずれかの光学異方性体。
（８） 前記分割領域がそれぞれ、重合性基又は架橋性基を有するディスコティック液晶性化合物を含有する組成物から形成された領域である（１）〜（７）のいずれかの光学異方性体。
（９） 基板と、該基板上に配置された（１）〜（８）のいずれかの光学異方性体とを有する光学素子。
（１０） 赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有する基板と、該基板上に配置された（１）〜（８）のいずれかの光学異方性体とを有する光学素子。
（１１） （１）〜（８）のいずれかの光学異方性体、又は（９）もしくは（１０）の光学素子を含む表示素子。
【０００８】
（１２） 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体の製造方法であって、
１）基板、あるいはカラーフィルター上に光配向膜を形成する工程、
２）光配向膜を光照射して、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化し、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割する工程、
３）光照射されて複数個の分割領域に分割された光配向膜表面に、ディスコティック液晶性化合物を含有する組成物を適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する工程、及び
４）前記液晶層を重合反応により硬化させる工程、
を含む光学異方性体の製造方法。
（１３） 光配向膜に光照射を施す２）工程において、複数の半導体レーザーからそれぞれ出射された複数のレーザービームを合波したレーザービームを、マルチモード光ファイバを介して光照射することを特徴とする（１２）の光学異方性体の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学異方性体は、赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有するカラー画像表示装置、特にカラー液晶表示装置に組み込んで用いることにより、視野角特性の改善に寄与し、本発明の光学異方性体を有するカラー画像表示装置は優れた視野角特性を呈する。
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
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。
【００１１】
本明細書において、Ｒｅは各々、波長λにおける面内のリターデーションを表す。ＲｅはＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光を基板に対して法線方向に入射させて測定される。Ｒｅ（４０）、Ｒｅ（−４０）は、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として基板の法線方向に対して＋４０度傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて測定したレターデーション値、および基板の法線方向に対して−４０度傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて測定したレターデーション値を示す。
本明細書におけるλは、Ｒ、Ｇ、Ｂに対してそれぞれ６１１±５ｎｍ、５４５±５ｎｍ、４３５±５ｎｍを指し、特に色に関する記載がなければ５４５±５ｎｍまたは５９０±５ｎｍを指す。
【００１２】
本明細書において、角度について「実質的に」とは、厳密な角度との誤差が±５度未満の範囲内であることを意味する。さらに、厳密な角度との誤差は、４度未満であることが好ましく、３度未満であることがより好ましい。レターデーションについて「実質的に」とは、レターデーションが±５％以内の差であることを意味する。また、屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域の任意の波長を指す。なお、本明細書において、「可視光」とは、波長が４００〜７００ｎｍの光のことをいう。
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の一実施の形態に係る光学異方性体について説明する。
（光学異方性体）
図１に示すように、本実施の形態に係る光学異方性体１１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に相当する各々の副画素に対応する単位１４、１５及び１６にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位１４、１５及び１６が、複数個の分割領域１４ａ及び１４ｂ、１５ａ及び１５ｂ、ならびに１６ａ及び１６ｂにより構成される。さらに、それぞれの分割領域１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ及び１６ｂが、ディスコティック液晶分子を含む。ディスコティック液晶分子はそれぞれの領域において、所定の配向状態、例えば、ネマティックハイブリッド配向状態に固定されているのが好ましい。
【００１４】
図１では、各々の単位が２つの分割領域に分割された態様を示したが、本発明では、各単位が２以上の分割領域を含む態様のいずれであってもよい。一般的には２〜８個の分割領域に分割されているのが好ましく、２〜４個の分割領域に分割されているのがさらに好ましい。分割領域は、画素の相似形状であるのが好ましく、一般的には、直方体又は立方体であるのが好ましい。かかる形状の場合、各辺の長さは、一般的には、０．１〜２００μｍであるのが好ましい。各辺のうち横又は縦の長さは、１〜２００μｍであるのが好ましく、１〜１００μｍであるのが好ましい。また、各辺のうち高さ（厚み）は、０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．５〜１５μｍであることがより好ましく、１〜１０μｍであることがさらに好ましい。なお、形状が立方体又は直方体でなく、例えば、円柱状もしくは楕円柱状である場合は、断面の短径及び長径が１〜２００μｍであるのが好ましく、高さが０．１〜２０μｍであるのが好ましい。
【００１５】
本実施の形態の光学異方性体１１は、基板１２上に形成される。光学異方性体１１と基板１２の間には、必要に応じて配向層１３を設けてもよい。また、基板は、カラーフィルターであってもよく、即ち、赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有する基板であってもよい。
【００１６】
本発明の光学異方性体は、ディスコティック液晶性分子を含む複数の分割領域から構成されるが、各分割領域においてディスコティック液晶性分子は、ネマティック配向状態に固定されているのが好ましい。さらに、前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域（例えば図１中１４ａ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブと、前記分割領域のうちの他の一つの領域（例えば図１中１４ｂ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブとが、互いに異なるのが好ましい。
ここで、「ネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブ」について説明する。図２に示す様に、ネマティックハイブリッド配向では、ディスコティック液晶分子は、その円盤面を層平面に対して所定の傾斜角で配向しているとともに、その傾斜角が、一方の界面（例えば配向膜界面）から他方の界面（例えば空気界面）に向かって、即ち層の厚さ方向に、増大（又は減少）している。ディスコティック液晶性分子の円盤面の中心点を、厚さ方向に結んだ線は、図２に示す様に、カーブを形成する。このカーブを、本明細書では、「ネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブ」という。
【００１７】
前記分割領域中のディスコティック液晶性分子が形成するカーブが互いに異なるとは、カーブの向きが異なることをいう。例えば、前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域（例えば図１中１４ａ、１５ａ、１６ａ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブが、図２に示す様に、左回りのカーブである場合、前記分割領域のうちの他の一つの領域（例えば図１中１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブは、図３に示す様に右回りであるのが好ましい。隣接する分割領域中のネマティックハイブリッド配向は互いに実質的に鏡面対称の関係にあるのが好ましく、即ち、一方が右回りのカーブを形成し、他方が左回りのカーブを形成しているのが好ましい。
【００１８】
各々の分割領域中のディスコティック分子によって形成されるカーブは、副画素に対応する一単位に含まれる分割領域全体で平均化されているのが好ましい。例えば、図１に示す様に、一単位に含まれる分割領域が２つの場合は、上記した様に、一の分割領域中の分子が左回りのカーブを形成し、他の分割領域中の分子は右回りのカーブを形成して、鏡面対称となり、平均化されているのが好ましい。分割領域が２列×２行（４個）、２列×３行（６個）及び２列×４行（８個）等で配置されている場合も、同様に、一列は、右回りのカーブの分割領域を配置し、他列については左回りのカーブの分割領域を配置してもよい。また、分割領域が２×２の場合は、４つの分割領域ごとに、カーブの方向を９０°ずつずらして平均化してもよい。この様に、一単位中に含まれる分割領域の数及び配置に応じて、各分割領域中のネマティックハイブリッド配向のカーブを調整し、平均化するのが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記光学異方性体をなす分割領域は、重合性基又は架橋性基を有するディスコティック液晶性化合物を含有する組成物から形成されているのが好ましい。前記組成物に、熱、光等を照射して、ディスコティック液晶分子を重合反応又は架橋反応させて、結果的に、ディスコティック液晶性分子が高分子量化して、液晶性を失った重合体または架橋体から、前記分割領域を形成してもよい。前記分割領域において、ディスコティック液晶性分子は、配向状態で固定されているのが好ましく、重合または架橋反応によりその配向状態が固定されているのが最も好ましい。ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。
【００２０】
本発明の光学異方性体は、光配向膜を利用した、下記工程を含む方法によって容易に製造することができる。
１）基板等の表面上に光配向膜を形成する工程、
２）光配向膜を光照射して、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化し、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割する工程、
３）光照射されて複数個の分割領域に分割された光配向膜表面に、ディスコティック液晶性化合物を含有する組成物を適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する工程、及び
４）前記液晶層を重合反応により硬化させる工程。
【００２１】
１）の工程に用いられる基板は、透明基板であるのが好ましい。透明基板の例としては、ガラス基板、および光透過率が８０％以上である高分子基板が特に好ましい例としてあげられる。本発明において、高分子基板には、高分子フィルムも含まれる。高分子基板の例には、セルロースエステル（例、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート）、ポリオレフィン（例、ノルボルネン系ポリマー）、ポリ（メタ）アクリル酸エステル（例、ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリエステルおよびポリスルホンが含まれる。市販の高分子（ノルボルネン系ポリマーでは、アートン（ＪＳＲ製）、ゼオノア（日本ゼオン製）など）を用いてもよい。
【００２２】
また、基板は着色していてもよく、ブラックマトリックス等で区切られた赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有するカラーフィルター等の基板でもよく、また、カラーフィルターの表面に、本発明の光学異方性体を形成してもよい。
【００２３】
１）の工程では、光配向膜を、基板等の表面に形成する。「光配向膜」とは、光の照射により配向機能を発現させる膜をいう。光配向膜の形成に用いられる材料としては、光配向機能を発現させる光配向性基を有する化合物が好ましく、例えば、アゾ基等の光異性化する光配向基を有する化合物、シンナモイル基、クマリン基、カルコン基等の光二量化する光配向基を有する化合物が好適である。また、ベンゾフェノン基等の光架橋により配向機能を発現させる化合物やポリイミド樹脂等の光分解により配向機能を発現させる化合物も好ましい例としてあげることができる。
【００２４】
光配向膜は、基板、あるいはカラーフィルター上に、光配向膜用の材料、例えば、光配向性基を有する化合物を含有する組成物を適用することで形成することができる。該組成物を塗布液として調製し、基板等の表面に塗布・乾燥して形成するのが好ましい。具体的には、前記光配向性基を有する化合物等を、適当な溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調製し、該塗布液を、基板、あるいはカラーフィルター表面に塗布・乾燥して、形成するのが好ましい。塗布液は、公知の方法（例、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施することができる。
光配向膜の厚さは、０．０１〜２μｍが好ましく、０．０１〜０．１μｍがさらに好ましい。
【００２５】
２）の工程では、光配向膜に光照射を施す（光配向膜のパターン化工程）。光照射により、光配向膜は、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割される。パターン形成のための光照射には、マスクを用いる方法、あるいはレーザーによる直接描写を用いる方法を採用することができる。光照射において、用いる光の波長は、用いる光配向膜により異なり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以上７００ｎｍ以下であり、より好ましくは光のピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。
【００２６】
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。光照射は非偏光でも偏光でもよく、偏光を用いる場合は直線偏光を用いることが好ましい。さらに、フィルター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。
【００２７】
マスクを用いる方法に関しては、光配向膜を形成した基板、あるいはカラーフィルター上に前記、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、それぞれのパターンがさらに複数の分割された微細領域に相当するパターンマスクを配し、光照射を必要な回数を施す。光照射においては、光を基板の斜め方向から照射することが好ましい。照射角度は特に限定されず、それぞれの微細領域に相当する必要な照射角度から照射される。一般に、基板の法線方向に対して５度〜７５度が好ましく、１０度〜６０度であることが好ましい。さらに、右回りカーブ、あるいは左回りカーブのネマティックハイブリッド配向の形成に対しては、それぞれの微細領域に相当する必要な方向から照射される。例えば、鏡面対称の方向（層平面に対する垂線から、+α°（０＜α＜９０）の方向と−α°の方向）から光を照射して分割領域を形成すれば、該光配向膜の分割領域上にそれぞれ形成される光学異方性体のネマティックハイブリッド配向も、それぞれ右回りのカーブ及び左回りのカーブになり、実質的に鏡面対称になる。
【００２８】
また、光配向膜を形成した基板、あるいはカラーフィルター上に一方向から全面に光照射を施した後に、前記、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、それぞれのパターンがさらに複数の分割された微細領域に相当するパターンマスクを配し、光照射を必要な回数を施してもよい。この時、光配向膜には、例えば、アゾ基等の光異性化する光配向基を有する化合物を用いることが好ましい。
【００２９】
レーザーによる直接描写を用いる方法に関しては、例えば、図４に示す装置を用いて直接描写することができる。図４は、レーザーによる非偏光斜め照射の方法の例を示す。図示されるように、放熱ブロック（６４）上に配列固定された複数の半導体レーザー（ＬＤ１〜ＬＤ７）からそれぞれ出射されたレーザービームは、それぞれの半導体レーザー毎に設けられたコリメーターレンズ（Ｌ１〜Ｌ７）で平行光化され、一つの合波レンズ（６６）により合波されて（Ｂ１〜Ｂ７）、マルチモード光ファイバ（６３）のコア（６３ａ）の入射端面で収束される。そして、光ファイバ（６３）の出射端部より、基板等の表面に形成された光配向膜の表面に、所定の方向から照射される。ここで、半導体レーザーとして、チップ状態のシングルキャビティ窒化物系化合物半導体レーザーが好適であり、特にＧａＮ系半導体レーザーが好ましい例として挙げられる。前記半導体レーザーの射出光の波長としてはとしては、３５０ｎｍ〜８００ｎｍが好ましく、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍが特に好ましい。
【００３０】
なお上述の光学系の構成においては、複数の半導体レーザーが、各々の活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設され、合波光学系が、前記発光点の並び方向の開口径が該方向に直角な方向の開口径よりも小さく形成されて、各半導体レーザー毎に設けられた複数のコリメーターレンズ、およびこれらのコリメーターレンズで平行光化された複数のレーザービームをそれぞれ合波して前記マルチモード光ファイバの端面で収束させる合波レンズから構成されていることが望ましい。また、上記複数のコリメーターレンズは互いに一体化されて、レンズアレイとして構成されることが望ましい。他方、上記複数の半導体レーザーを実装するブロックは、複数に分割され、互いに張り合わせて一体化されていることが望ましい。また複数の半導体レーザーは、一列に並べて配置する場合には３〜１０個、さらに好ましくは６または７個設けられることが望ましい。またこの半導体レーザーとしては、発光幅が１．５〜５μｍ、さらに好ましくは２〜３μｍのものが用いられるのが望ましい。
【００３１】
上記マルチモード光ファイバとしては、コア径が５０μｍ以下で、ＮＡ（開口数）が０．３以下のものが用いられることが望ましい。
【００３２】
上述したマルチモード光ファイバを１本だけ用いて構成されてもよいが、好ましくは、該マルチモード光ファイバを複数用いて、それらのマルチモード光ファイバの各々に複数の半導体レーザーおよび合波光学系を組み合わせ、各マルチモード光ファイバから高出力のレーザービームを発するように構成することもできる。
【００３３】
光源の具体的な構成の例としては、特開２００４−４７６５０号公報、特開２００４−４７６５１号公報、特開２００４−９６０８８号公報等のレーザー装置を参照することができる。
【００３４】
レーザービームは、マルチモード光ファイバの出射端部からの光を、光配向膜を形成した支持体表面に対する垂線から所定の角度傾斜させた方向へ出射させて、光配向膜に入射させることで、斜め照射することができる。垂線と入射方向のなす角度は５度〜７５度が好ましく、１０度〜６０度がより好ましい。単位面積当たりの照射エネルギー量は樹脂の特性、照射波長などに大きく依存するが、５ｍＪ／ｃｍ2〜３０Ｊ／ｃｍ2程度、より好ましくは５０ｍＪ／ｃｍ2〜１０Ｊ／ｃｍ2の範囲である。
【００３５】
レーザービームの照射に関しては、出射端部を走査すること等により任意の大きさの照射が可能となる。また、複数のマルチモード光ファイバを出射端部において１次元アレイ状に配設することもできる。さらに、マルチモード光ファイバの出射端部の先には必要に応じて円筒レンズ等を配置してもよい。
【００３６】
上記方法では、光配向膜を利用する製造方法を例に挙げたが、勿論、通常の配向膜を利用して、本発明の光学異方性体を作製してもよい。配向膜は、例えば、有機化合物（高分子も含まれる。）のラビング処理や光配向処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、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（例えば、ω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチルなど）の累積のような手段で設けることができる。
【００３７】
次に、３）の工程で、ディスコティック液晶性化合物を少なくとも含有する組成物を、光照射により分割領域に分割された光配向膜表面に適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する。
前記組成物は、少なくとも一種のディスコティック液晶性化合物を含有する。本発明に使用可能なディスコティック液晶性化合物の例には、様々な文献（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｒ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ．７１，ｐａｇｅ １１１（１９８１）；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節（１９９４）；Ｂ．Ｋｏｈｎｅ ｅｔ ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，ｐａｇｅ １７９４（１９８５）；Ｊ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐａｇｅ ２６５５（１９９４））に記載の化合物が含まれる。
【００３８】
ディスコティック液晶性化合物としては、トリフェニレン化合物、三置換ベンゼン化合物、六置換ベンゼン化合物、トルキセン化合物等が好ましく、トリフェニレン系ディスコティック液晶化合物、三置換ベンゼン系ディスコティックが特に好ましい。
【００３９】
また、ディスコティック液晶性化合物としては、重合性基または架橋基を有するディスコティック液晶化合物が特に好ましく、重合性基または架橋基を有するディスコティック液晶性化合物については、例えば特開２００１−４３８７号公報、特願２００５−０９７６１３号明細書等に開示されている。
【００４０】
前記組成物は、必要に応じて、ディスコティック液晶性化合物以外の添加剤を含有していてもよい。添加剤の例としては、水平配向剤、風ムラ防止剤、ハジキ防止剤、重合開始剤、配向温度を低下させる添加剤（可塑剤）、重合性モノマー等である。加える添加剤の量は組成物の液晶性を損なわない範囲なら特に限定されないが、その総量が構成成分の３０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがさらに好ましい。以下、各添加剤について説明する。
【００４１】
前記組成物は、水平配向剤を含有していてもよい。水平配向剤とは、ディスコティック液晶化合物のメソゲンコアとなる円盤面と支持体の水平面を平行、あるいはほぼ平行にする添加剤を意味する。本明細書では、水平配向とは水平面とのなす角が１０度未満であることを指し、その角は０度〜５度が好ましく、０度〜３度がより好ましい。トリアジンやトリフェニレン骨格を有する円盤状化合物が具体的な好ましい例として挙げられる。
【００４２】
前記組成物は、風ムラ防止剤を含有していてもよい。ディスコティック液晶性化合物とともに使用して、塗布時の風ムラを防止するための材料としては、一般にフッ素系ポリマーを好適に用いることができる。使用するフッ素系ポリマーとしては、液晶性化合物のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。風ムラ防止剤として使用可能なフッ素ポリマーの例としては、特開２００４−１９８５１１号公報（段落番号［００４９］〜［００５７］｛［化２０］〜［化２８］｝に記載の化合物）、特願２００３−１２９３５４号明細書、特願２００３−３９４９９８号明細書、特願２００４−１２１３９号明細書に記載がある。ディスコティック液晶性化合物とフッ素系ポリマーとを併用することによって、ムラを生じることなく表示品位の高い画像を表示することができる。さらに、ハジキなどの塗布性も改善される。液晶性化合物の配向を阻害しないように、風ムラ防止目的で使用されるフッ素系ポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に０．１〜２質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜１質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．４〜１質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
【００４３】
前記組成物は、ハジキ防止剤を含有していてもよい。ディスコティック液晶性化合物とともに使用して、塗布時のハジキを防止するための材料としては、一般に高分子化合物を好適に用いることができる。使用するポリマーとしては、液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。ハジキ防止剤として使用可能なポリマーの例としては、特開平８−９５０３０号公報に記載があり、特に好ましい具体的ポリマー例としてはセルロースエステル類を挙げることができる。セルロースエステルの例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。液晶性化合物の配向を阻害しないように、ハジキ防止目的で使用されるポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に０．１〜１０質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜８質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．１〜５質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
【００４４】
前記組成物は、重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤には、熱重合開始剤と光重合開始剤等が含まれるが、光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号明細書、米国特許第２３６７６７０号明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号明細書、米国特許第２９５１７５８号明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）が含まれる。光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがさらに好ましい。
【００４５】
前記組成物は、重合性モノマーを含有していてもよい。本発明に使用可能な重合性モノマーとしては、液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物のチルト角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。上記重合性モノマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に１〜５０質量％の範囲にあり、５〜３０質量％の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が２以上のモノマーを用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため特に好ましい。
【００４６】
前記組成物は、塗布液として調製してもよい。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００４７】
塗布液の光配向膜表面への塗布は、公知の方法（例えば、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施できる。また、塗布液における液晶性化合物の含有量は１〜５０質量％が好ましく、１０〜５０質量％がより好ましく、２０〜４０質量％がさらに好ましい。
【００４８】
前記組成物を、例えば塗布液として調製した後、光照射によりパターニングを施した光配向膜状に塗布する。次に、必要に応じて加熱を施し、前記ディスコティック液晶層が液晶を呈する温度域において、ディスコティック液晶をネマティックハイブリッド配向させる。ディスコティック液晶性分子は、互いに異なる照射方向から光を照射されることで分割された光配向膜のそれぞれ分割領域上で、それぞれの領域に発現された配向能に応じて、所定のネマティックハイブリッド配向状態になる。その結果、光配向膜が、光照射によって、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターンが複数個の分割領域に分割されたのと同様に、該光配向膜上に形成された液晶層も、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターンが複数個の分割領域に分割される。
【００４９】
前記４）の工程では、前記液晶層を重合反応により硬化させて、光学異方性体を得る。液晶組成物が液晶を呈する温度付近において重合を施し、液晶組成物の配向を固定化することにより、安定な光学異方性体を作製することができる。液晶性分子の重合には、熱あるいは電磁波による公知の種々の架橋法が採用できるが、紫外光による光重合開始剤を用いるラジカル重合が特に好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ2〜５０Ｊ／ｃｍ2であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
光学異方性体の厚さは、０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．５〜１５μｍであることがさらに好ましく、１〜１０μｍであることが最も好ましい。
【００５０】
４）工程により、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、それぞれのパターンがさらに複数の分割された分割領域により構成されている光学異方性体であって、前記分割領域が、ネマティックハイブリッド配向状態に固定されたディスコティック液晶分子を含む光学異方性体が製造される。
【００５１】
本発明の光学異方性体は、赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる。本発明の光学異方性体は、基板上に配置された状態で、表示素子中に組み込むことができる。基板として、赤色、緑色及び青色の各色の微細パターン、即ちカラーフィルター層を有する基板を用いてもよい。かかる場合は、カラーフィルター層上に本発明の光学異方性体を配置してもよいし、カラーフィルター層が形成された表面とは反対側の表面に、本発明の光学異方性体を配置してもよい。
【００５２】
本発明の表示素子は、本発明の光学異方性体を含むことを特徴とする。以下、本発明の一実施の形態に係る表示素子について説明する。
（表示素子）
図５は、本発明の光学異方性体１１を有する液晶表示素子２０の一例の概略断面図である。図５の例は、液晶セル４０、液晶セル４０の両側に偏光板３０、およびバックライト部５０を有する表示装置である。
【００５３】
液晶セル４０は、一対の対向基板４１と、これらの対向基板４１内に配置された液晶４５とを有している。一対の対向基板４１の一方には、ＴＦＴ駆動素子４６が配置されている。また、対向基板４１の間には、赤色４２Ｒ、緑色４２Ｇ及び青色４２Ｂの三色の表示領域に対応する副画素を有するカラーフィルター４２、透明電極層４４、配向層４３が配置されている。
【００５４】
偏光板３０は、二枚の基板（保護層）３１及び３３と、それに挟持される偏光層３２からなる。バックライト部５０は、導光板５２、拡散板５１及び光源５３からなる。
【００５５】
図５に示す表示素子２０において、本発明の光学異方性体１１は、偏光板３０を構成する部材として用いることができる。例えば、上下の偏光板として、高分子フィルム等からなる基板に本発明の光学異方性体１１を配置した保護層を有する偏光板３０を用いて、該保護層が液晶セル側になる様に組み込んでもよい。光学異方性体１１は、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素（１４、１５、１６）に対応する単位にパターン化されており、それぞれのパターンはさらに複数の分割された微細領域（例えば、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ）により構成されている。
【００５６】
図６に、本発明の液晶表示素子の他の実施形態を示す。
図６中、図５と同一の部材については同一の番号を付し、説明は省略する。図６に示す液晶表示素子は、液晶セル内に、本発明の光学異方性体１１を有する。上側の液晶セルの基板として、ガラス基板上に、カラーフィルター層４２及び本発明の光学異方性体１１を有する基板を用いることで、光学異方性体１１を液晶セル内に組み込むことができる。
【実施例】
【００５７】
以下に実施例を挙げて本発明をさら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。
［実施例１］
光配向性化合物Ａ−１（特開２００４−８３８１０号公報に記載の方法により合成した）の１％ジメチルホルムアミド溶液を光配向膜塗布液を調製し、該塗布液を、ガラス基板上にスピンコート（２０００ｒｐｍにて２０秒間）して、光配向膜を形成した。
そして、光配向膜を形成した基板に対し、紫外線照射装置により基板に対する法線より４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１００秒間照射した。続いて、１００μｍ角の網点パターンを光配向膜を塗布した基板上に配置し、基板に対する法線より−４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１００秒間再び照射した。
【００５８】
次に、下記に示す組成の液晶組成物の塗布液を、光照射を施した光配向膜上にスピンコート（２０００ｒｐｍにて２０秒間）により塗布し、膜面温度１３０℃で加熱してネマティックハイブリッド配向させた。その後、同温度を保持したまま０．４Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射して該液晶層の配向状態を固定してパターン化された光学異方性体を作製した。形成した光学異方性体の厚さは１．５μｍであった。
【００５９】
────────────────────────────────────
液晶組成物塗布液
────────────────────────────────────
下記のディスコティック液晶性化合物 Ｄ−１ １００質量部
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（株）製） ９．９質量部
光重合開始剤 ３．３質量部
（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製） １．１質量部
メチルエチルケトン ３００質量部
────────────────────────────────────
【００６０】
【化１】
【００６１】
【化２】
【００６２】
なお、上記ディスコティック液晶性化合物は、Ｐｏｌｙｍ．Ａｄｖ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、第１１巻、３９８頁（２０００）に記載の方法により合成した。
光学異方性体が形成された基板を、対角位において水平にした状態（図７）、水平に対して右に１０度傾けた状態(図８)、及び左に１０度傾けた状態（図９）にて偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ製 ＥＣＬＩＰＥ Ｅ６００Ｗ ＰＯＬ）による切片観察を行った。図７〜９に示す観察結果から明らかなように、光配向膜のパターンに応じて、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を有していることを確認した。さらに、その配向膜側のチルト角がそれぞれおよそ３０度であることを確認した。
その光学特性をＫＯＢＲＡ・２１ＡＤＨ（王子計測機器製）により測定した結果、波長５８９ｎｍにおける正面レターデーションであるＲｅが６４ｎｍ、基板の法線方向から４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（４０）が６６ｎｍ、基板の法線方向から−４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（―４０）が６３ｎｍであった。
本結果より、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を形成することにより、その対面方向からの光学特性が平均化され、ハイブリッド配向に基づく視野角特性が改善できることを確認できた。
【００６３】
［実施例２］
実施例１と同様にしてガラス基板上に光配向膜を形成した。得られた試料をその配向層側を上にしてステージ上に設置した。図４に示すように、放熱ブロック（６５）上に配列固定された７つのＧａＮ系半導体レーザー（ＬＤ１〜ＬＤ７）からそれぞれ出射されたレーザービーム（レーザービーム波長；４０６ｎｍ）を、それぞれの半導体レーザー毎に設けられたコリメーターレンズ（Ｌ１〜Ｌ７）で平行光化し、一つの合波レンズ（６６）によりマルチモード光ファイバ（６３）に収束させ、出射端部に配置した円筒レンズ（６２）へと導き、光配向膜（１３）を塗布した基板（１２）に対して法線方向から４５度、あるいは−４５度の角度をなす方向から照射した。このとき、単位面積あたりの照射エネルギーが均一に５Ｊ／ｃｍ2、一つのパターンが２０μｍ角になるようにステージを走査し、光照射を行った。
次に、実施例１と同様の方法により液晶組成物塗布液を塗布し、重合によりそのネマティックハイブリッド配向を固定化し、任意にパターン化された光学異方性体を作製した。
【００６４】
［実施例３］
下記に示す光配向性化合物Ａ−２の１％ジメチルホルムアミド溶液を光配向膜塗布液として、ガラス基板上にスピンコート（２０００ｒｐｍにて２０秒間）により光配向膜を形成した。
【００６５】
【化３】
なお、上記光配向性化合物は、Macromol. Symp.、第１３７巻、１２９頁（１９９９）に記載の方法により合成した。
【００６６】
そして、光配向膜を形成した基板に対し、紫外線照射装置により基板に対する法線より４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１５０秒間照射した。続いて、１００μｍ角の網点パターンを光配向膜を塗布した基板上に配置し、基板に対する法線より−４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１５０秒間再び照射した。
次に、実施例１と同様の方法により液晶組成物塗布液を塗布し、重合によりそのネマティックハイブリッド配向を固定化し、任意にパターン化された光学異方性体を作製した。形成した光学異方性体の厚さは１．５μｍであった。その光学特性をＫＯＢＲＡ・２１ＡＤＨ（王子計測機器製）により測定した結果、波長５８９ｎｍにおける正面レターデーションであるＲｅが２７ｎｍ、基板の法線方向から４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（４０）が４４ｎｍ、基板の法線方向から−４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（―４０）が４７ｎｍであった。
さらに、偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ製 ＥＣＬＩＰＥ Ｅ６００Ｗ ＰＯＬ）による切片観察の結果を行い、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を有していることを確認した。さらに、その配向膜側のチルト角がそれぞれおよそ７度であることを確認した。
本結果より、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を形成することにより、その対面方向からの光学特性が平均化され、ハイブリッド配向に基づく視野角特性が改善できることを確認できた。
【００６７】
［比較例１］
実施例１と同様にしてガラス基板上に光配向膜を形成した。そして、光配向膜を形成した基板に対し、紫外線照射装置により基板に対する法線より４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１００秒間照射した。
次に、実施例１と同様の方法により液晶組成物塗布液を塗布し、重合によりそのネマティックハイブリッド配向を固定化し、光学異方性体を作製した。形成した光学異方性体の厚さは１．５μｍであった。
その光学特性をＫＯＢＲＡ・２１ＡＤＨ（王子計測機器製）により測定した結果、波長５８９ｎｍにおける正面レターデーションであるＲｅが６２ｎｍ、基板の法線方向から４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（４０）が１０５ｎｍ、基板の法線方向から−４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（―４０）が２１ｎｍであり、その対面方向からの光学特性が非対称であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の光学異方性体を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の光学異方性体を構成する一分割領域中のディスコティック液晶分子の配向を模式的に示す模式図であり、左回りのカーブでネマティックハイブリッド配向した分子の配向を示す模式図である。
【図３】本発明の光学異方性体を構成する一分割領域中のディスコティック液晶分子の配向を模式的に示す模式図であり、右回りのカーブでネマティックハイブリッド配向した分子の配向を示す模式図である。
【図４】本発明に使用可能な、斜め光照射に用いる合波レーザー光源の例を示す平面図である。
【図５】本発明の光学異方性体を含む液晶表示装置の一例の概略断面図である。
【図６】本発明の光学異方性体を含む液晶表示装置の他の例の概略断面図である。
【図７】実施例１における、本発明の光学異方性体の対角位における偏光顕微鏡観察結果である。
【図８】実施例１における、本発明の光学異方性体を対角位において水平に対して１０度傾けた時の偏光顕微鏡観察結果である。
【図９】実施例１における、本発明の光学異方性体を対角位において水平に対して−１０度傾けた時の偏光顕微鏡観察結果である。
【符号の説明】
【００６９】
１１ 光学異方性体
１２ 基板
１３ 配向層
１４ 赤色に相当する副画素に対応するパターン
１４ａ 赤色用パターンにおいて分割された微細領域
１４ｂ 赤色用パターンにおいて分割された別なる微細領域
１５ 緑色に相当する副画素に対応するパターン
１５ａ 緑色用パターンにおいて分割された微細領域
１５ｂ 緑色用パターンにおいて分割された別なる微細領域
１６ 青色に相当する副画素に対応するパターン
１６ａ 青色用パターンにおいて分割された微細領域
１６ｂ 緑色用パターンにおいて分割された別なる微細領域
１７ ディスコティック液晶分子
２０ 液晶表示装置
３０ 偏光板
３１ 保護層
３２ 偏光子
３３ 保護層
４０ 液晶セル
４１ 透明基板
４２ カラーフィルター
４３ 透明電極層
４４ 配向層
４５ 液晶
４６ ＴＦＴ
４７ ブラックマトリクス
５０ バックライト部
５１ 拡散板
５２ 導光板
５３ 光源
６１ ステージ
６２ 円筒レンズ
６３ マルチモード光ファイバ
６３ａ マルチモード光ファイバのコア
６４ サブマウント
６５ ヒートブロック
６６ 合波レンズ
ＬＤ１〜７ ＧａＮ系半導体レーザー
Ｌ１〜７ コリメーターレンズ
Ｂ１〜７ レーザービーム
Ａ 支持体に対して垂直方向から角度（入射角）
Ｂ 合波されたレーザービーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子等の表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体、その製造方法、及びそれを用いた表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶化合物を高度に配向固定した光学異方性層を有する光学フィルムは、液晶表示装置の光学補償フィルム、輝度向上フィルム、投射型表示装置の光学補償フィルム等、近年になって様々な用途に展開されつつあり、中でも液晶表示装置の光学補償フィルムとしての発展は目覚しいものがある。通常、液晶表示装置は、偏光板と液晶セルとを備える。現在主流であるＴＮ方式のＴＦＴ液晶表示装置においては、光学補償フィルムを偏光板と液晶セルの間に挿入し、表示品位の高い液晶表示装置を実現している。また、偏光膜の片面に位相差フィルム、他方の面に保護フィルムを有する楕円偏光板を用いることで、液晶表示装置を厚くすることなく、正面コントラストを高くすることができる発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ところが、前記構成の位相差フィルム（光学補償フィルム）では、十分な視野角改良効果が得られず、液晶表示装置の表示品位は低下してしまうという問題があった。
【０００３】
現在では、透明支持体上にディスコティック（円盤状）液晶化合物から形成された光学異方性層を塗設した光学補償フィルムを、直接偏光板の保護フィルムとして用いることで、液晶表示装置を厚くすることなく、視野角に関する問題は大きく改善されている（例えば、特許文献２および３参照）。
【０００４】
一方、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化された光学異方性体を光学補償フィルムに用いる方法も検討され、棒状液晶化合物からなる液晶層を光学異方性体として用いた例において、液晶表示装置の視野角や表示特性が改善されるとされている（例えば、特許文献４および５）。
【０００５】
しかしながら、このような光学補償フィルムにおいても、視野角特性はまだ十分とはいえず。さらなる改良が求められていた。
【特許文献１】特開平２−２４７６０２号公報
【特許文献２】特開平７−１９１２１７号公報
【特許文献３】欧州特許第０９１１６５６Ａ２号明細書
【特許文献４】特開平６−１９４５２１号公報
【特許文献５】特開２００４−１９１８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有するカラー画像表示装置、とりわけカラー液晶表示装置に組み込まれて用いられる場合、視野角特性の改善に寄与する光学異方性体、それを備えた表示素子及び光学異方性体の製造方法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】
【０００７】
本発明の課題は、以下の（１）〜（８）によって達成された。
（１） 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体であって、
赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位が複数個の分割領域により構成され、それぞれの分割領域が、ディスコティック液晶分子を含む光学異方性体。
（２） 前記分割領域において、ディスコティック液晶分子がネマティックハイブリッド配向状態に固定されている（１）の光学異方性体。
（３） 前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブと、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブとが互いに異なる（２）の光学異方性体。
（４） 前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが左回りのカーブであり、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが右回りのカーブである（２）又は（３）の光学異方性体。
（５） 隣接する少なくとも２つの分割領域のネマティックハイブリッド配向が、互いに実質的に鏡面対称である（２）〜（４）のいずれかの光学異方性体。
（６） 複数個の分割領域が、２〜８個の領域である（１）〜（５）のいずれかの光学異方性体。
（７） 前記分割領域の各辺の長さが０．１μｍ〜２００μｍである（１）〜（６）のいずれかの光学異方性体。
（８） 前記分割領域がそれぞれ、重合性基又は架橋性基を有するディスコティック液晶性化合物を含有する組成物から形成された領域である（１）〜（７）のいずれかの光学異方性体。
（９） 基板と、該基板上に配置された（１）〜（８）のいずれかの光学異方性体とを有する光学素子。
（１０） 赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有する基板と、該基板上に配置された（１）〜（８）のいずれかの光学異方性体とを有する光学素子。
（１１） （１）〜（８）のいずれかの光学異方性体、又は（９）もしくは（１０）の光学素子を含む表示素子。
【０００８】
（１２） 赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体の製造方法であって、
１）基板、あるいはカラーフィルター上に光配向膜を形成する工程、
２）光配向膜を光照射して、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化し、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割する工程、
３）光照射されて複数個の分割領域に分割された光配向膜表面に、ディスコティック液晶性化合物を含有する組成物を適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する工程、及び
４）前記液晶層を重合反応により硬化させる工程、
を含む光学異方性体の製造方法。
（１３） 光配向膜に光照射を施す２）工程において、複数の半導体レーザーからそれぞれ出射された複数のレーザービームを合波したレーザービームを、マルチモード光ファイバを介して光照射することを特徴とする（１２）の光学異方性体の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学異方性体は、赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有するカラー画像表示装置、特にカラー液晶表示装置に組み込んで用いることにより、視野角特性の改善に寄与し、本発明の光学異方性体を有するカラー画像表示装置は優れた視野角特性を呈する。
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
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。
【００１１】
本明細書において、Ｒｅは各々、波長λにおける面内のリターデーションを表す。ＲｅはＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光を基板に対して法線方向に入射させて測定される。Ｒｅ（４０）、Ｒｅ（−４０）は、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨにより判断される）を傾斜軸（回転軸）として基板の法線方向に対して＋４０度傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて測定したレターデーション値、および基板の法線方向に対して−４０度傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて測定したレターデーション値を示す。
本明細書におけるλは、Ｒ、Ｇ、Ｂに対してそれぞれ６１１±５ｎｍ、５４５±５ｎｍ、４３５±５ｎｍを指し、特に色に関する記載がなければ５４５±５ｎｍまたは５９０±５ｎｍを指す。
【００１２】
本明細書において、角度について「実質的に」とは、厳密な角度との誤差が±５度未満の範囲内であることを意味する。さらに、厳密な角度との誤差は、４度未満であることが好ましく、３度未満であることがより好ましい。レターデーションについて「実質的に」とは、レターデーションが±５％以内の差であることを意味する。また、屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域の任意の波長を指す。なお、本明細書において、「可視光」とは、波長が４００〜７００ｎｍの光のことをいう。
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の一実施の形態に係る光学異方性体について説明する。
（光学異方性体）
図１に示すように、本実施の形態に係る光学異方性体１１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に相当する各々の副画素に対応する単位１４、１５及び１６にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位１４、１５及び１６が、複数個の分割領域１４ａ及び１４ｂ、１５ａ及び１５ｂ、ならびに１６ａ及び１６ｂにより構成される。さらに、それぞれの分割領域１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ及び１６ｂが、ディスコティック液晶分子を含む。ディスコティック液晶分子はそれぞれの領域において、所定の配向状態、例えば、ネマティックハイブリッド配向状態に固定されているのが好ましい。
【００１４】
図１では、各々の単位が２つの分割領域に分割された態様を示したが、本発明では、各単位が２以上の分割領域を含む態様のいずれであってもよい。一般的には２〜８個の分割領域に分割されているのが好ましく、２〜４個の分割領域に分割されているのがさらに好ましい。分割領域は、画素の相似形状であるのが好ましく、一般的には、直方体又は立方体であるのが好ましい。かかる形状の場合、各辺の長さは、一般的には、０．１〜２００μｍであるのが好ましい。各辺のうち横又は縦の長さは、１〜２００μｍであるのが好ましく、１〜１００μｍであるのが好ましい。また、各辺のうち高さ（厚み）は、０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．５〜１５μｍであることがより好ましく、１〜１０μｍであることがさらに好ましい。なお、形状が立方体又は直方体でなく、例えば、円柱状もしくは楕円柱状である場合は、断面の短径及び長径が１〜２００μｍであるのが好ましく、高さが０．１〜２０μｍであるのが好ましい。
【００１５】
本実施の形態の光学異方性体１１は、基板１２上に形成される。光学異方性体１１と基板１２の間には、必要に応じて配向層１３を設けてもよい。また、基板は、カラーフィルターであってもよく、即ち、赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有する基板であってもよい。
【００１６】
本発明の光学異方性体は、ディスコティック液晶性分子を含む複数の分割領域から構成されるが、各分割領域においてディスコティック液晶性分子は、ネマティック配向状態に固定されているのが好ましい。さらに、前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域（例えば図１中１４ａ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブと、前記分割領域のうちの他の一つの領域（例えば図１中１４ｂ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブとが、互いに異なるのが好ましい。
ここで、「ネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブ」について説明する。図２に示す様に、ネマティックハイブリッド配向では、ディスコティック液晶分子は、その円盤面を層平面に対して所定の傾斜角で配向しているとともに、その傾斜角が、一方の界面（例えば配向膜界面）から他方の界面（例えば空気界面）に向かって、即ち層の厚さ方向に、増大（又は減少）している。ディスコティック液晶性分子の円盤面の中心点を、厚さ方向に結んだ線は、図２に示す様に、カーブを形成する。このカーブを、本明細書では、「ネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブ」という。
【００１７】
前記分割領域中のディスコティック液晶性分子が形成するカーブが互いに異なるとは、カーブの向きが異なることをいう。例えば、前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域（例えば図１中１４ａ、１５ａ、１６ａ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブが、図２に示す様に、左回りのカーブである場合、前記分割領域のうちの他の一つの領域（例えば図１中１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ）のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が深さ方向に形成するカーブは、図３に示す様に右回りであるのが好ましい。隣接する分割領域中のネマティックハイブリッド配向は互いに実質的に鏡面対称の関係にあるのが好ましく、即ち、一方が右回りのカーブを形成し、他方が左回りのカーブを形成しているのが好ましい。
【００１８】
各々の分割領域中のディスコティック分子によって形成されるカーブは、副画素に対応する一単位に含まれる分割領域全体で平均化されているのが好ましい。例えば、図１に示す様に、一単位に含まれる分割領域が２つの場合は、上記した様に、一の分割領域中の分子が左回りのカーブを形成し、他の分割領域中の分子は右回りのカーブを形成して、鏡面対称となり、平均化されているのが好ましい。分割領域が２列×２行（４個）、２列×３行（６個）及び２列×４行（８個）等で配置されている場合も、同様に、一列は、右回りのカーブの分割領域を配置し、他列については左回りのカーブの分割領域を配置してもよい。また、分割領域が２×２の場合は、４つの分割領域ごとに、カーブの方向を９０°ずつずらして平均化してもよい。この様に、一単位中に含まれる分割領域の数及び配置に応じて、各分割領域中のネマティックハイブリッド配向のカーブを調整し、平均化するのが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記光学異方性体をなす分割領域は、重合性基又は架橋性基を有するディスコティック液晶性化合物を含有する組成物から形成されているのが好ましい。前記組成物に、熱、光等を照射して、ディスコティック液晶分子を重合反応又は架橋反応させて、結果的に、ディスコティック液晶性分子が高分子量化して、液晶性を失った重合体または架橋体から、前記分割領域を形成してもよい。前記分割領域において、ディスコティック液晶性分子は、配向状態で固定されているのが好ましく、重合または架橋反応によりその配向状態が固定されているのが最も好ましい。ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。
【００２０】
本発明の光学異方性体は、光配向膜を利用した、下記工程を含む方法によって容易に製造することができる。
１）基板等の表面上に光配向膜を形成する工程、
２）光配向膜を光照射して、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化し、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割する工程、
３）光照射されて複数個の分割領域に分割された光配向膜表面に、ディスコティック液晶性化合物を含有する組成物を適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する工程、及び
４）前記液晶層を重合反応により硬化させる工程。
【００２１】
１）の工程に用いられる基板は、透明基板であるのが好ましい。透明基板の例としては、ガラス基板、および光透過率が８０％以上である高分子基板が特に好ましい例としてあげられる。本発明において、高分子基板には、高分子フィルムも含まれる。高分子基板の例には、セルロースエステル（例、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート）、ポリオレフィン（例、ノルボルネン系ポリマー）、ポリ（メタ）アクリル酸エステル（例、ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリエステルおよびポリスルホンが含まれる。市販の高分子（ノルボルネン系ポリマーでは、アートン（ＪＳＲ製）、ゼオノア（日本ゼオン製）など）を用いてもよい。
【００２２】
また、基板は着色していてもよく、ブラックマトリックス等で区切られた赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有するカラーフィルター等の基板でもよく、また、カラーフィルターの表面に、本発明の光学異方性体を形成してもよい。
【００２３】
１）の工程では、光配向膜を、基板等の表面に形成する。「光配向膜」とは、光の照射により配向機能を発現させる膜をいう。光配向膜の形成に用いられる材料としては、光配向機能を発現させる光配向性基を有する化合物が好ましく、例えば、アゾ基等の光異性化する光配向基を有する化合物、シンナモイル基、クマリン基、カルコン基等の光二量化する光配向基を有する化合物が好適である。また、ベンゾフェノン基等の光架橋により配向機能を発現させる化合物やポリイミド樹脂等の光分解により配向機能を発現させる化合物も好ましい例としてあげることができる。
【００２４】
光配向膜は、基板、あるいはカラーフィルター上に、光配向膜用の材料、例えば、光配向性基を有する化合物を含有する組成物を適用することで形成することができる。該組成物を塗布液として調製し、基板等の表面に塗布・乾燥して形成するのが好ましい。具体的には、前記光配向性基を有する化合物等を、適当な溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調製し、該塗布液を、基板、あるいはカラーフィルター表面に塗布・乾燥して、形成するのが好ましい。塗布液は、公知の方法（例、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施することができる。
光配向膜の厚さは、０．０１〜２μｍが好ましく、０．０１〜０．１μｍがさらに好ましい。
【００２５】
２）の工程では、光配向膜に光照射を施す（光配向膜のパターン化工程）。光照射により、光配向膜は、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割される。パターン形成のための光照射には、マスクを用いる方法、あるいはレーザーによる直接描写を用いる方法を採用することができる。光照射において、用いる光の波長は、用いる光配向膜により異なり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以上７００ｎｍ以下であり、より好ましくは光のピーク波長が３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。
【００２６】
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。光照射は非偏光でも偏光でもよく、偏光を用いる場合は直線偏光を用いることが好ましい。さらに、フィルター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。
【００２７】
マスクを用いる方法に関しては、光配向膜を形成した基板、あるいはカラーフィルター上に前記、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、それぞれのパターンがさらに複数の分割された微細領域に相当するパターンマスクを配し、光照射を必要な回数を施す。光照射においては、光を基板の斜め方向から照射することが好ましい。照射角度は特に限定されず、それぞれの微細領域に相当する必要な照射角度から照射される。一般に、基板の法線方向に対して５度〜７５度が好ましく、１０度〜６０度であることが好ましい。さらに、右回りカーブ、あるいは左回りカーブのネマティックハイブリッド配向の形成に対しては、それぞれの微細領域に相当する必要な方向から照射される。例えば、鏡面対称の方向（層平面に対する垂線から、+α°（０＜α＜９０）の方向と−α°の方向）から光を照射して分割領域を形成すれば、該光配向膜の分割領域上にそれぞれ形成される光学異方性体のネマティックハイブリッド配向も、それぞれ右回りのカーブ及び左回りのカーブになり、実質的に鏡面対称になる。
【００２８】
また、光配向膜を形成した基板、あるいはカラーフィルター上に一方向から全面に光照射を施した後に、前記、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、それぞれのパターンがさらに複数の分割された微細領域に相当するパターンマスクを配し、光照射を必要な回数を施してもよい。この時、光配向膜には、例えば、アゾ基等の光異性化する光配向基を有する化合物を用いることが好ましい。
【００２９】
レーザーによる直接描写を用いる方法に関しては、例えば、図４に示す装置を用いて直接描写することができる。図４は、レーザーによる非偏光斜め照射の方法の例を示す。図示されるように、放熱ブロック（６４）上に配列固定された複数の半導体レーザー（ＬＤ１〜ＬＤ７）からそれぞれ出射されたレーザービームは、それぞれの半導体レーザー毎に設けられたコリメーターレンズ（Ｌ１〜Ｌ７）で平行光化され、一つの合波レンズ（６６）により合波されて（Ｂ１〜Ｂ７）、マルチモード光ファイバ（６３）のコア（６３ａ）の入射端面で収束される。そして、光ファイバ（６３）の出射端部より、基板等の表面に形成された光配向膜の表面に、所定の方向から照射される。ここで、半導体レーザーとして、チップ状態のシングルキャビティ窒化物系化合物半導体レーザーが好適であり、特にＧａＮ系半導体レーザーが好ましい例として挙げられる。前記半導体レーザーの射出光の波長としてはとしては、３５０ｎｍ〜８００ｎｍが好ましく、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍが特に好ましい。
【００３０】
なお上述の光学系の構成においては、複数の半導体レーザーが、各々の活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設され、合波光学系が、前記発光点の並び方向の開口径が該方向に直角な方向の開口径よりも小さく形成されて、各半導体レーザー毎に設けられた複数のコリメーターレンズ、およびこれらのコリメーターレンズで平行光化された複数のレーザービームをそれぞれ合波して前記マルチモード光ファイバの端面で収束させる合波レンズから構成されていることが望ましい。また、上記複数のコリメーターレンズは互いに一体化されて、レンズアレイとして構成されることが望ましい。他方、上記複数の半導体レーザーを実装するブロックは、複数に分割され、互いに張り合わせて一体化されていることが望ましい。また複数の半導体レーザーは、一列に並べて配置する場合には３〜１０個、さらに好ましくは６または７個設けられることが望ましい。またこの半導体レーザーとしては、発光幅が１．５〜５μｍ、さらに好ましくは２〜３μｍのものが用いられるのが望ましい。
【００３１】
上記マルチモード光ファイバとしては、コア径が５０μｍ以下で、ＮＡ（開口数）が０．３以下のものが用いられることが望ましい。
【００３２】
上述したマルチモード光ファイバを１本だけ用いて構成されてもよいが、好ましくは、該マルチモード光ファイバを複数用いて、それらのマルチモード光ファイバの各々に複数の半導体レーザーおよび合波光学系を組み合わせ、各マルチモード光ファイバから高出力のレーザービームを発するように構成することもできる。
【００３３】
光源の具体的な構成の例としては、特開２００４−４７６５０号公報、特開２００４−４７６５１号公報、特開２００４−９６０８８号公報等のレーザー装置を参照することができる。
【００３４】
レーザービームは、マルチモード光ファイバの出射端部からの光を、光配向膜を形成した支持体表面に対する垂線から所定の角度傾斜させた方向へ出射させて、光配向膜に入射させることで、斜め照射することができる。垂線と入射方向のなす角度は５度〜７５度が好ましく、１０度〜６０度がより好ましい。単位面積当たりの照射エネルギー量は樹脂の特性、照射波長などに大きく依存するが、５ｍＪ／ｃｍ2〜３０Ｊ／ｃｍ2程度、より好ましくは５０ｍＪ／ｃｍ2〜１０Ｊ／ｃｍ2の範囲である。
【００３５】
レーザービームの照射に関しては、出射端部を走査すること等により任意の大きさの照射が可能となる。また、複数のマルチモード光ファイバを出射端部において１次元アレイ状に配設することもできる。さらに、マルチモード光ファイバの出射端部の先には必要に応じて円筒レンズ等を配置してもよい。
【００３６】
上記方法では、光配向膜を利用する製造方法を例に挙げたが、勿論、通常の配向膜を利用して、本発明の光学異方性体を作製してもよい。配向膜は、例えば、有機化合物（高分子も含まれる。）のラビング処理や光配向処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、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（例えば、ω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチルなど）の累積のような手段で設けることができる。
【００３７】
次に、３）の工程で、ディスコティック液晶性化合物を少なくとも含有する組成物を、光照射により分割領域に分割された光配向膜表面に適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する。
前記組成物は、少なくとも一種のディスコティック液晶性化合物を含有する。本発明に使用可能なディスコティック液晶性化合物の例には、様々な文献（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｒ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ．７１，ｐａｇｅ １１１（１９８１）；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節（１９９４）；Ｂ．Ｋｏｈｎｅ ｅｔ ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，ｐａｇｅ １７９４（１９８５）；Ｊ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐａｇｅ ２６５５（１９９４））に記載の化合物が含まれる。
【００３８】
ディスコティック液晶性化合物としては、トリフェニレン化合物、三置換ベンゼン化合物、六置換ベンゼン化合物、トルキセン化合物等が好ましく、トリフェニレン系ディスコティック液晶化合物、三置換ベンゼン系ディスコティックが特に好ましい。
【００３９】
また、ディスコティック液晶性化合物としては、重合性基または架橋基を有するディスコティック液晶化合物が特に好ましく、重合性基または架橋基を有するディスコティック液晶性化合物については、例えば特開２００１−４３８７号公報、特願２００５−０９７６１３号明細書等に開示されている。
【００４０】
前記組成物は、必要に応じて、ディスコティック液晶性化合物以外の添加剤を含有していてもよい。添加剤の例としては、水平配向剤、風ムラ防止剤、ハジキ防止剤、重合開始剤、配向温度を低下させる添加剤（可塑剤）、重合性モノマー等である。加える添加剤の量は組成物の液晶性を損なわない範囲なら特に限定されないが、その総量が構成成分の３０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがさらに好ましい。以下、各添加剤について説明する。
【００４１】
前記組成物は、水平配向剤を含有していてもよい。水平配向剤とは、ディスコティック液晶化合物のメソゲンコアとなる円盤面と支持体の水平面を平行、あるいはほぼ平行にする添加剤を意味する。本明細書では、水平配向とは水平面とのなす角が１０度未満であることを指し、その角は０度〜５度が好ましく、０度〜３度がより好ましい。トリアジンやトリフェニレン骨格を有する円盤状化合物が具体的な好ましい例として挙げられる。
【００４２】
前記組成物は、風ムラ防止剤を含有していてもよい。ディスコティック液晶性化合物とともに使用して、塗布時の風ムラを防止するための材料としては、一般にフッ素系ポリマーを好適に用いることができる。使用するフッ素系ポリマーとしては、液晶性化合物のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。風ムラ防止剤として使用可能なフッ素ポリマーの例としては、特開２００４−１９８５１１号公報（段落番号［００４９］〜［００５７］｛［化２０］〜［化２８］｝に記載の化合物）、特願２００３−１２９３５４号明細書、特願２００３−３９４９９８号明細書、特願２００４−１２１３９号明細書に記載がある。ディスコティック液晶性化合物とフッ素系ポリマーとを併用することによって、ムラを生じることなく表示品位の高い画像を表示することができる。さらに、ハジキなどの塗布性も改善される。液晶性化合物の配向を阻害しないように、風ムラ防止目的で使用されるフッ素系ポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に０．１〜２質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜１質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．４〜１質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
【００４３】
前記組成物は、ハジキ防止剤を含有していてもよい。ディスコティック液晶性化合物とともに使用して、塗布時のハジキを防止するための材料としては、一般に高分子化合物を好適に用いることができる。使用するポリマーとしては、液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物のチルト角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。ハジキ防止剤として使用可能なポリマーの例としては、特開平８−９５０３０号公報に記載があり、特に好ましい具体的ポリマー例としてはセルロースエステル類を挙げることができる。セルロースエステルの例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。液晶性化合物の配向を阻害しないように、ハジキ防止目的で使用されるポリマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に０．１〜１０質量％の範囲であるのが好ましく、０．１〜８質量％の範囲にあるのがより好ましく、０．１〜５質量％の範囲にあるのがさらに好ましい。
【００４４】
前記組成物は、重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤には、熱重合開始剤と光重合開始剤等が含まれるが、光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号明細書、米国特許第２３６７６７０号明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号明細書、米国特許第２９５１７５８号明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）が含まれる。光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがさらに好ましい。
【００４５】
前記組成物は、重合性モノマーを含有していてもよい。本発明に使用可能な重合性モノマーとしては、液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物のチルト角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。上記重合性モノマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に１〜５０質量％の範囲にあり、５〜３０質量％の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が２以上のモノマーを用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため特に好ましい。
【００４６】
前記組成物は、塗布液として調製してもよい。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００４７】
塗布液の光配向膜表面への塗布は、公知の方法（例えば、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施できる。また、塗布液における液晶性化合物の含有量は１〜５０質量％が好ましく、１０〜５０質量％がより好ましく、２０〜４０質量％がさらに好ましい。
【００４８】
前記組成物を、例えば塗布液として調製した後、光照射によりパターニングを施した光配向膜状に塗布する。次に、必要に応じて加熱を施し、前記ディスコティック液晶層が液晶を呈する温度域において、ディスコティック液晶をネマティックハイブリッド配向させる。ディスコティック液晶性分子は、互いに異なる照射方向から光を照射されることで分割された光配向膜のそれぞれ分割領域上で、それぞれの領域に発現された配向能に応じて、所定のネマティックハイブリッド配向状態になる。その結果、光配向膜が、光照射によって、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターンが複数個の分割領域に分割されたのと同様に、該光配向膜上に形成された液晶層も、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターンが複数個の分割領域に分割される。
【００４９】
前記４）の工程では、前記液晶層を重合反応により硬化させて、光学異方性体を得る。液晶組成物が液晶を呈する温度付近において重合を施し、液晶組成物の配向を固定化することにより、安定な光学異方性体を作製することができる。液晶性分子の重合には、熱あるいは電磁波による公知の種々の架橋法が採用できるが、紫外光による光重合開始剤を用いるラジカル重合が特に好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ2〜５０Ｊ／ｃｍ2であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
光学異方性体の厚さは、０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．５〜１５μｍであることがさらに好ましく、１〜１０μｍであることが最も好ましい。
【００５０】
４）工程により、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、それぞれのパターンがさらに複数の分割された分割領域により構成されている光学異方性体であって、前記分割領域が、ネマティックハイブリッド配向状態に固定されたディスコティック液晶分子を含む光学異方性体が製造される。
【００５１】
本発明の光学異方性体は、赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる。本発明の光学異方性体は、基板上に配置された状態で、表示素子中に組み込むことができる。基板として、赤色、緑色及び青色の各色の微細パターン、即ちカラーフィルター層を有する基板を用いてもよい。かかる場合は、カラーフィルター層上に本発明の光学異方性体を配置してもよいし、カラーフィルター層が形成された表面とは反対側の表面に、本発明の光学異方性体を配置してもよい。
【００５２】
本発明の表示素子は、本発明の光学異方性体を含むことを特徴とする。以下、本発明の一実施の形態に係る表示素子について説明する。
（表示素子）
図５は、本発明の光学異方性体１１を有する液晶表示素子２０の一例の概略断面図である。図５の例は、液晶セル４０、液晶セル４０の両側に偏光板３０、およびバックライト部５０を有する表示装置である。
【００５３】
液晶セル４０は、一対の対向基板４１と、これらの対向基板４１内に配置された液晶４５とを有している。一対の対向基板４１の一方には、ＴＦＴ駆動素子４６が配置されている。また、対向基板４１の間には、赤色４２Ｒ、緑色４２Ｇ及び青色４２Ｂの三色の表示領域に対応する副画素を有するカラーフィルター４２、透明電極層４４、配向層４３が配置されている。
【００５４】
偏光板３０は、二枚の基板（保護層）３１及び３３と、それに挟持される偏光層３２からなる。バックライト部５０は、導光板５２、拡散板５１及び光源５３からなる。
【００５５】
図５に示す表示素子２０において、本発明の光学異方性体１１は、偏光板３０を構成する部材として用いることができる。例えば、上下の偏光板として、高分子フィルム等からなる基板に本発明の光学異方性体１１を配置した保護層を有する偏光板３０を用いて、該保護層が液晶セル側になる様に組み込んでもよい。光学異方性体１１は、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素（１４、１５、１６）に対応する単位にパターン化されており、それぞれのパターンはさらに複数の分割された微細領域（例えば、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ）により構成されている。
【００５６】
図６に、本発明の液晶表示素子の他の実施形態を示す。
図６中、図５と同一の部材については同一の番号を付し、説明は省略する。図６に示す液晶表示素子は、液晶セル内に、本発明の光学異方性体１１を有する。上側の液晶セルの基板として、ガラス基板上に、カラーフィルター層４２及び本発明の光学異方性体１１を有する基板を用いることで、光学異方性体１１を液晶セル内に組み込むことができる。
【実施例】
【００５７】
以下に実施例を挙げて本発明をさら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。
［実施例１］
光配向性化合物Ａ−１（特開２００４−８３８１０号公報に記載の方法により合成した）の１％ジメチルホルムアミド溶液を光配向膜塗布液を調製し、該塗布液を、ガラス基板上にスピンコート（２０００ｒｐｍにて２０秒間）して、光配向膜を形成した。
そして、光配向膜を形成した基板に対し、紫外線照射装置により基板に対する法線より４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１００秒間照射した。続いて、１００μｍ角の網点パターンを光配向膜を塗布した基板上に配置し、基板に対する法線より−４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１００秒間再び照射した。
【００５８】
次に、下記に示す組成の液晶組成物の塗布液を、光照射を施した光配向膜上にスピンコート（２０００ｒｐｍにて２０秒間）により塗布し、膜面温度１３０℃で加熱してネマティックハイブリッド配向させた。その後、同温度を保持したまま０．４Ｊ／ｃｍ2の紫外線を照射して該液晶層の配向状態を固定してパターン化された光学異方性体を作製した。形成した光学異方性体の厚さは１．５μｍであった。
【００５９】
────────────────────────────────────
液晶組成物塗布液
────────────────────────────────────
下記のディスコティック液晶性化合物 Ｄ−１ １００質量部
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（株）製） ９．９質量部
光重合開始剤 ３．３質量部
（イルガキュア９０７、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）
増感剤（カヤキュア−ＤＥＴＸ、日本化薬（株）製） １．１質量部
メチルエチルケトン ３００質量部
────────────────────────────────────
【００６０】
【化１】
【００６１】
【化２】
【００６２】
なお、上記ディスコティック液晶性化合物は、Ｐｏｌｙｍ．Ａｄｖ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、第１１巻、３９８頁（２０００）に記載の方法により合成した。
光学異方性体が形成された基板を、対角位において水平にした状態（図７）、水平に対して右に１０度傾けた状態(図８)、及び左に１０度傾けた状態（図９）にて偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ製 ＥＣＬＩＰＥ Ｅ６００Ｗ ＰＯＬ）による切片観察を行った。図７〜９に示す観察結果から明らかなように、光配向膜のパターンに応じて、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を有していることを確認した。さらに、その配向膜側のチルト角がそれぞれおよそ３０度であることを確認した。
その光学特性をＫＯＢＲＡ・２１ＡＤＨ（王子計測機器製）により測定した結果、波長５８９ｎｍにおける正面レターデーションであるＲｅが６４ｎｍ、基板の法線方向から４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（４０）が６６ｎｍ、基板の法線方向から−４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（―４０）が６３ｎｍであった。
本結果より、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を形成することにより、その対面方向からの光学特性が平均化され、ハイブリッド配向に基づく視野角特性が改善できることを確認できた。
【００６３】
［実施例２］
実施例１と同様にしてガラス基板上に光配向膜を形成した。得られた試料をその配向層側を上にしてステージ上に設置した。図４に示すように、放熱ブロック（６５）上に配列固定された７つのＧａＮ系半導体レーザー（ＬＤ１〜ＬＤ７）からそれぞれ出射されたレーザービーム（レーザービーム波長；４０６ｎｍ）を、それぞれの半導体レーザー毎に設けられたコリメーターレンズ（Ｌ１〜Ｌ７）で平行光化し、一つの合波レンズ（６６）によりマルチモード光ファイバ（６３）に収束させ、出射端部に配置した円筒レンズ（６２）へと導き、光配向膜（１３）を塗布した基板（１２）に対して法線方向から４５度、あるいは−４５度の角度をなす方向から照射した。このとき、単位面積あたりの照射エネルギーが均一に５Ｊ／ｃｍ2、一つのパターンが２０μｍ角になるようにステージを走査し、光照射を行った。
次に、実施例１と同様の方法により液晶組成物塗布液を塗布し、重合によりそのネマティックハイブリッド配向を固定化し、任意にパターン化された光学異方性体を作製した。
【００６４】
［実施例３］
下記に示す光配向性化合物Ａ−２の１％ジメチルホルムアミド溶液を光配向膜塗布液として、ガラス基板上にスピンコート（２０００ｒｐｍにて２０秒間）により光配向膜を形成した。
【００６５】
【化３】
なお、上記光配向性化合物は、Macromol. Symp.、第１３７巻、１２９頁（１９９９）に記載の方法により合成した。
【００６６】
そして、光配向膜を形成した基板に対し、紫外線照射装置により基板に対する法線より４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１５０秒間照射した。続いて、１００μｍ角の網点パターンを光配向膜を塗布した基板上に配置し、基板に対する法線より−４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１５０秒間再び照射した。
次に、実施例１と同様の方法により液晶組成物塗布液を塗布し、重合によりそのネマティックハイブリッド配向を固定化し、任意にパターン化された光学異方性体を作製した。形成した光学異方性体の厚さは１．５μｍであった。その光学特性をＫＯＢＲＡ・２１ＡＤＨ（王子計測機器製）により測定した結果、波長５８９ｎｍにおける正面レターデーションであるＲｅが２７ｎｍ、基板の法線方向から４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（４０）が４４ｎｍ、基板の法線方向から−４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（―４０）が４７ｎｍであった。
さらに、偏光顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ製 ＥＣＬＩＰＥ Ｅ６００Ｗ ＰＯＬ）による切片観察の結果を行い、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を有していることを確認した。さらに、その配向膜側のチルト角がそれぞれおよそ７度であることを確認した。
本結果より、右回りカーブのネマティックハイブリッド配向と左回りカーブのネマティックハイブリッド配向からなる微細構造を形成することにより、その対面方向からの光学特性が平均化され、ハイブリッド配向に基づく視野角特性が改善できることを確認できた。
【００６７】
［比較例１］
実施例１と同様にしてガラス基板上に光配向膜を形成した。そして、光配向膜を形成した基板に対し、紫外線照射装置により基板に対する法線より４５度の角度から１５０ｍＷの紫外線を１００秒間照射した。
次に、実施例１と同様の方法により液晶組成物塗布液を塗布し、重合によりそのネマティックハイブリッド配向を固定化し、光学異方性体を作製した。形成した光学異方性体の厚さは１．５μｍであった。
その光学特性をＫＯＢＲＡ・２１ＡＤＨ（王子計測機器製）により測定した結果、波長５８９ｎｍにおける正面レターデーションであるＲｅが６２ｎｍ、基板の法線方向から４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（４０）が１０５ｎｍ、基板の法線方向から−４０度傾斜した方向から測定したレターデーションであるＲｅ（―４０）が２１ｎｍであり、その対面方向からの光学特性が非対称であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の光学異方性体を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の光学異方性体を構成する一分割領域中のディスコティック液晶分子の配向を模式的に示す模式図であり、左回りのカーブでネマティックハイブリッド配向した分子の配向を示す模式図である。
【図３】本発明の光学異方性体を構成する一分割領域中のディスコティック液晶分子の配向を模式的に示す模式図であり、右回りのカーブでネマティックハイブリッド配向した分子の配向を示す模式図である。
【図４】本発明に使用可能な、斜め光照射に用いる合波レーザー光源の例を示す平面図である。
【図５】本発明の光学異方性体を含む液晶表示装置の一例の概略断面図である。
【図６】本発明の光学異方性体を含む液晶表示装置の他の例の概略断面図である。
【図７】実施例１における、本発明の光学異方性体の対角位における偏光顕微鏡観察結果である。
【図８】実施例１における、本発明の光学異方性体を対角位において水平に対して１０度傾けた時の偏光顕微鏡観察結果である。
【図９】実施例１における、本発明の光学異方性体を対角位において水平に対して−１０度傾けた時の偏光顕微鏡観察結果である。
【符号の説明】
【００６９】
１１ 光学異方性体
１２ 基板
１３ 配向層
１４ 赤色に相当する副画素に対応するパターン
１４ａ 赤色用パターンにおいて分割された微細領域
１４ｂ 赤色用パターンにおいて分割された別なる微細領域
１５ 緑色に相当する副画素に対応するパターン
１５ａ 緑色用パターンにおいて分割された微細領域
１５ｂ 緑色用パターンにおいて分割された別なる微細領域
１６ 青色に相当する副画素に対応するパターン
１６ａ 青色用パターンにおいて分割された微細領域
１６ｂ 緑色用パターンにおいて分割された別なる微細領域
１７ ディスコティック液晶分子
２０ 液晶表示装置
３０ 偏光板
３１ 保護層
３２ 偏光子
３３ 保護層
４０ 液晶セル
４１ 透明基板
４２ カラーフィルター
４３ 透明電極層
４４ 配向層
４５ 液晶
４６ ＴＦＴ
４７ ブラックマトリクス
５０ バックライト部
５１ 拡散板
５２ 導光板
５３ 光源
６１ ステージ
６２ 円筒レンズ
６３ マルチモード光ファイバ
６３ａ マルチモード光ファイバのコア
６４ サブマウント
６５ ヒートブロック
６６ 合波レンズ
ＬＤ１〜７ ＧａＮ系半導体レーザー
Ｌ１〜７ コリメーターレンズ
Ｂ１〜７ レーザービーム
Ａ 支持体に対して垂直方向から角度（入射角）
Ｂ 合波されたレーザービーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体であって、
赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位が複数個の分割領域により構成され、それぞれの分割領域が、ディスコティック液晶分子を含む光学異方性体。
【請求項２】
前記分割領域において、ディスコティック液晶分子がネマティックハイブリッド配向状態に固定されている請求項１に記載の光学異方性体。
【請求項３】
前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブと、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブとが互いに異なる請求項２に記載の光学異方性体。
【請求項４】
前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが左回りのカーブであり、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが右回りのカーブである請求項２又は３に記載の光学異方性体。
【請求項５】
隣接する少なくとも２つの分割領域のネマティックハイブリッド配向が、互いに実質的に鏡面対称である請求項２〜４のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項６】
複数個の分割領域が、２〜８個の領域である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項７】
前記分割領域の各辺の長さが０．１μｍ〜２００μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項８】
前記分割領域がそれぞれ、重合性基又は架橋性基を有するディスコティック液晶性化合物を含有する組成物から形成された領域である請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項９】
基板と、該基板上に配置された請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学異方性体とを有する光学素子。
【請求項１０】
赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有する基板と、該基板上に配置された請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学異方性体とを有する光学素子。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学異方性体、又は請求項９もしくは１０に記載の光学素子を含む表示素子。
【請求項１２】
赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体の製造方法であって、
１）基板、あるいはカラーフィルター上に光配向膜を形成する工程、
２）光配向膜を光照射して、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化し、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割する工程、
３）光照射されて複数個の分割領域に分割された光配向膜表面に、ディスコティック液晶性化合物を含有する組成物を適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する工程、及び
４）前記液晶層を重合反応により硬化させる工程、
を含む光学異方性体の製造方法。
【請求項１３】
光配向膜に光照射を施す２）工程において、複数の半導体レーザーからそれぞれ出射された複数のレーザービームを合波したレーザービームを、マルチモード光ファイバを介して光照射することを特徴とする請求項１２に記載の光学異方性体の製造方法。
【請求項１】
赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体であって、
赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化され、且つ各々のパターン化された単位が複数個の分割領域により構成され、それぞれの分割領域が、ディスコティック液晶分子を含む光学異方性体。
【請求項２】
前記分割領域において、ディスコティック液晶分子がネマティックハイブリッド配向状態に固定されている請求項１に記載の光学異方性体。
【請求項３】
前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブと、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブとが互いに異なる請求項２に記載の光学異方性体。
【請求項４】
前記分割領域のうちの少なくとも一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが左回りのカーブであり、前記分割領域のうちの他の一つの領域のネマティックハイブリッド配向状態に固定された分子が厚さ方向に形成するカーブが右回りのカーブである請求項２又は３に記載の光学異方性体。
【請求項５】
隣接する少なくとも２つの分割領域のネマティックハイブリッド配向が、互いに実質的に鏡面対称である請求項２〜４のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項６】
複数個の分割領域が、２〜８個の領域である請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項７】
前記分割領域の各辺の長さが０．１μｍ〜２００μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項８】
前記分割領域がそれぞれ、重合性基又は架橋性基を有するディスコティック液晶性化合物を含有する組成物から形成された領域である請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学異方性体。
【請求項９】
基板と、該基板上に配置された請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学異方性体とを有する光学素子。
【請求項１０】
赤色、緑色及び青色の各色の微細パターンを有する基板と、該基板上に配置された請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学異方性体とを有する光学素子。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学異方性体、又は請求項９もしくは１０に記載の光学素子を含む表示素子。
【請求項１２】
赤色、緑色及び青色の三色の表示領域からなる画素を有する表示素子に組み込まれて用いられる光学異方性体の製造方法であって、
１）基板、あるいはカラーフィルター上に光配向膜を形成する工程、
２）光配向膜を光照射して、赤色、緑色及び青色に相当する各々の副画素に対応する単位にパターン化し、且つ各々のパターンを複数個の分割領域に分割する工程、
３）光照射されて複数個の分割領域に分割された光配向膜表面に、ディスコティック液晶性化合物を含有する組成物を適用して、ディスコティック液晶性化合物の分子を配向させて、前記光配向膜の分割領域の各々の表面に液晶層を形成する工程、及び
４）前記液晶層を重合反応により硬化させる工程、
を含む光学異方性体の製造方法。
【請求項１３】
光配向膜に光照射を施す２）工程において、複数の半導体レーザーからそれぞれ出射された複数のレーザービームを合波したレーザービームを、マルチモード光ファイバを介して光照射することを特徴とする請求項１２に記載の光学異方性体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−７１９５２（Ｐ２００７−７１９５２Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５６１７７（Ｐ２００５−２５６１７７）
【出願日】平成１７年９月５日（２００５．９．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月５日（２００５．９．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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