(57)【要約】      （修正有）【課題】位相差をパターンニングし、３D画像表示装置などに好適に利用可能な光学位相差素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】光学位相差素子は、偏光照射により配向が誘起された第１の光配向領域３１Aと、第１の光配向領域と同じ材料で形成され、該偏光照射により実質的に配向が誘起されない第１の非光配向領域３１Bとで構成される第１の光配向層３１と、前記第１の非光配向領域３１Bの上面に形成され、前記偏光照射により前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸が誘起された第２の光配向領域３２Aで構成される第２の光配向層３２と、を備える。【選択図】図３
2014126581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光照射により配向が誘起された第１の光配向領域と、第１の光配向領域と同じ材料で形成され、該偏光照射により実質的に配向が誘起されない第１の非光配向領域とで構成される第１の光配向層と、
前記第１の非光配向領域の上面に形成され、前記偏光照射により前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸が誘起された第２の光配向領域で構成される第２の光配向層と、
を備える光学位相差素子。
【請求項２】
請求項１の光学位相差素子において、第１の光配向領域が、偏光照射の電界振動面に対して平行または垂直に配向し、且つ第２の光配向領域が、前記配向面に対して９０°異なる位相差で配向している光学位相差素子。
【請求項３】
請求項１または２の光学位相差素子において、第１の光配向層と、第２の光配向層が、相互に光反応し得る感光性基を含有する複屈折誘起材料から形成されている光学位相差素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項の光学位相差素子において、第１の光配向層および第２の光配向層が、（ｉ）シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基（または、それらの誘導体）からなる群から選択された少なくとも一種の感光性基と（ｉｉ）液晶性ポリマーのメソゲン成分とを、スペーサーを介してまたは介さず結合した構造を含む側鎖を有する感光性側鎖型液晶性ポリマーからなる群から選択された、互いに異なるポリマーからそれぞれ形成されている光学位相差素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項の光学位相差素子において、第１の光配向層および第２の光配向層が、下記式（１）〜（３）のいずれかで表わされる側鎖を有するモノマー単位から形成される感光性ポリマーからなる群から選択された、互いに異なるポリマーからそれぞれ形成されている光学位相差素子。
【化１】
2014126581.tif 000012
【化２】
2014126581.tif 000013
（前記式（１）および（２）において、ｎは１〜１２、ｍは１〜１２の整数をそれぞれ示し、ＸまたはＹは、ｎｏｎｅ、−ＣＯＯ、−ＯＣＯ−、−Ｎ=Ｎ−、−Ｃ=Ｃ−または−Ｃ６Ｈ4−をそれぞれ表し、Ｗ１およびＷ２は、同一または異なって、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体を表す。）
【化３】
2014126581.tif 000014
（前記式（３）において、ｓは０または１を表し、ｔは１〜３の整数を表し、ＲはＨ、アルキル基、アルキルオキシ基またはハロゲンを表す。）
【請求項６】
請求項４の光学位相差素子において、第１の光配向層が、前記式（１）で示される側鎖を有するモノマーからなるポリマーから形成され、第２の光配向層が、前記式（２）または（３）で示される側鎖を有するモノマーからなるポリマーから形成されている光学位相差素子。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項の光学位相差素子において、３Ｄ画像表示装置に用いられる光学位相差素子。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載された光学位相差素子と、偏光素子とが積層されている積層体。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載された光学位相差素子を装着した画像表示装置。
【請求項１０】
第１の複屈折誘起材料を支持体に全面塗布し、次いでこの塗布面上に、第２の複屈折誘起材料を部分的に塗布することによって、前処理シートを形成する工程と、
前記前処理シートに対して、マスクを介さずに偏光を全面照射し、第１の複屈折誘起材料のうち、第２の複屈折誘起材料が塗布されていない部分の第１の複屈折誘起材料について、この偏光照射により配向を誘起させて第１の光配向領域を形成させるとともに、第２の複屈折誘起材料をこの偏光照射により、前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸を誘起させて第２の光配向領域を形成させる照射工程と、
を備える光学位相差素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０の製造方法において、第１の光配向領域が、偏光照射の電界振動面に対して平行または垂直に配向し、且つ第２の光配向領域が、前記配向面に対して９０°異なる位相差で配向している製造方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１の製造方法において、第１の複屈折誘起材料は、第２の複屈折誘起材料より光感度が低い製造方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項の製造方法において、第１の複屈折誘起材料は、第２の複屈折誘起材料より反応しうる光の波長が長い製造方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか一項の製造方法において、照射工程で、単一偏光を前処理シート全面に照射する製造方法。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか一項の製造方法において、偏光照射工程につづいて加熱工程を行う製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学位相差素子およびその製造方法に関するものであり、特に、位相差をパターンニングした光学位相差素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
位相差をパターンニングした光学位相差素子は、３D画像表示装置などに利用されている。３D画像は、左眼には左眼用の映像のみを、右眼には右眼用の映像のみを見せることで立体像を認識させている。例えば、液晶画像表示装置のような前面に偏光板が配置する表示装置においては、それぞれの画素に対応した位相差をパターンニングした光学位相差素子を装着し、表示装置からの出射光を左眼用画像、右眼用画像の２つの円偏光に変換し、この画像を左右の眼に異なる円偏光眼鏡をかけて観察することにより、左眼には左眼用の映像のみを、右眼には右眼用の映像のみを見せ、立体像を認識させている。このような位相差をパターンニングした光学位相差素子には、図１に示すような表示装置の画素に合わせ市松模様状に隣り合う画素の位相差の遅相軸（または進相軸）方向を９０°変えたチェッカー・ボード方式や図２に示すような水平方向に一画素ずつ交互に位相差の遅相軸（または進相軸）方向を９０°変えたライン・バイ・ライン方式などがある。
【０００３】
このような位相差をパターンニングした光学位相差素子の作製方法として、偏光により液晶配向能を発現する高分子層（光配向膜）を、マスクを介した偏光でパターン露光し、その高分子層に重合性液晶を塗布して配向させ、この配向を熱や光で重合し固定させることにより、高分子層の配向に対応したパターンに配向固定させる方法がある。
【０００４】
例えば、位相差をパターンニングした光学位相差素子の製造方法として、特許文献１（特開２００５−４９８６５号公報）には、第一支持材に、偏光を照射することで分子が所定の配向をする高分子層から成る配向層を設け、続いて、この配向層に偏光を照射して該配向層の配向パターンが、隣接領域において、遅相軸方向が異なる配向パターン若しくは進相軸方向が異なる配向パターンとし、続いて、この配向層に光重合性の液晶モノマー層を設け、続いて、該液晶モノマー層を所定の温度に加熱して該液晶モノマー層の液晶を前記配向層の分子配向に対応した配向とし、続いてこの液晶モノマー層に光を照射して該液晶モノマー層を重合せしめると共に、液晶の配向を固定させて液晶ポリマー層とし、続いて、この液晶ポリマー層に接着層若しくは粘着層を介してフィルム状若しくはシート状の第二支持材を設け、続いて、前記第一支持材を前記配向層から剥離せしめる方法で作製する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、液晶ポリマー層に所望の部分に所望の配向パターン付与することは可能であるが、高分子層からなる配向層にマスクを被覆して（直線偏光）紫外線を照射する必要があり、ロールtoロールで製造するには、露光精度や露光強度の面で技術的な難しさや照射装置が大掛かりになるなど課題がある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、マスクを設けることなく偏光を全面に照射して位相差がパターンニングされた光学位相差素子およびその製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、上記目的に加えて、配向特性の異なる２種の複屈折誘起材料を簡便にパターンニングして塗布できるとともに、塗工ムラ、塗工欠けが抑制された光学位相差素子およびその製造方法を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、上記目的に加えて、一体性に優れ、剥がれ落ちにくい光学位相差素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、配向特性の異なる２種の光配向性材料（複屈折誘起材料）のうち、第１の複屈折誘起材料を全面塗布し、その塗布面に対して第２の複屈折誘起材料をパターンニングして各領域に塗布して、全面を一括して偏光露光することにより、マスク露光工程を用いることなく、更にはパターン塗工の位置合わせを行なわずとも位相差をパターンニングした光学位相差素子を作製できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明の第１の構成は、偏光照射により配向が誘起された第１の光配向領域と、第１の光配向領域と同じ材料で形成され、該偏光照射により実質的に配向が誘起されない第１の非光配向領域とで構成される第１の光配向層と、
前記第１の非光配向領域の上面に形成され、前記偏光照射により前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸が誘起された第２の光配向領域で構成される第２の光配向層と、
を備える光学位相差素子である。
【００１２】
前記光学位相差素子において、第１の光配向領域は、偏光照射の電界振動面に対して平行または垂直に配向し、且つ第２の光配向領域が、前記配向面に対して９０°異なる位相差で配向しているのが好ましい。
【００１３】
また、一体性を高める観点から、第１の光配向層と、第２の光配向層が、相互に光反応し得る感光性基を含有する複屈折誘起材料から形成されているのが好ましい。
【００１４】
例えば、第１の光配向層および第２の光配向層は、（ｉ）シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基（または、それらの誘導体）からなる群から選択された少なくとも一種の感光性基と（ｉｉ）液晶性ポリマーのメソゲン成分とを、スペーサーを介してまたは介さず結合した構造を含む側鎖を有する感光性側鎖型液晶性ポリマーからなる群から選択された、互いに異なるポリマーからそれぞれ形成されていてもよい。
【００１５】
また、第１の光配向層および第２の光配向層が、下記式（１）〜（３）のいずれかで表わされる側鎖を有するモノマー単位から形成される感光性ポリマーからなる群から選択された、互いに異なるポリマーからそれぞれ形成されていてもよい。
【００１６】
【化１】
2014126581.tif 000003
【００１７】
【化２】
2014126581.tif 000004
【００１８】
（前記式（１）および（２）において、ｎは１〜１２、ｍは１〜１２の整数をそれぞれ示し、ＸまたはＹは、ｎｏｎｅ、−ＣＯＯ、−ＯＣＯ−、−Ｎ=Ｎ−、−Ｃ=Ｃ−または−Ｃ６Ｈ4−をそれぞれ表し、Ｗ１およびＷ２は、同一または異なって、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体を表す。）
【００１９】
【化３】
2014126581.tif 000005
【００２０】
（前記式（３）において、ｓは０または１を表し、ｔは１〜３の整数を表し、ＲはＨ、アルキル基、アルキルオキシ基またはハロゲンを表す。）
【００２１】
特に、第１の光配向層が、前記式（１）で示される側鎖を有するモノマーからなるポリマーから形成され、第２の光配向層が、前記式（２）または（３）で示される側鎖を有するモノマーからなるポリマーから形成されているのが好ましい。
【００２２】
このような光学位相差素子は、３Ｄ画像表示装置などに好適に用いられる。
【００２３】
また、本発明は、前記光学位相差素子と、偏光素子とが積層されている積層体や、前記光学位相差素子を装着した画像表示装置についても包含する。
【００２４】
本発明の第２の構成は、第１の複屈折誘起材料を支持体に全面塗布し、次いでこの塗布面上に、第２の複屈折誘起材料を部分的に塗布することによって、前処理シートを形成する工程と、
前記前処理シートに対して、マスクを介さずに偏光を全面照射し、第１の複屈折誘起材料のうち、第２の複屈折誘起材料が塗布されていない部分の第１の複屈折誘起材料について、この偏光照射により配向を誘起させて第１の光配向領域を形成させるとともに、第２の複屈折誘起材料をこの偏光照射により、前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸を誘起させて第２の光配向領域を形成させる照射工程と、
を備える光学位相差素子の製造方法である。
【００２５】
前記製造方法において、照射工程によって、第１の光配向領域が、偏光照射の電界振動面に対して平行または垂直に配向し、且つ第２の光配向領域が、前記配向面に対して９０°異なる位相差で配向してもよい。
【００２６】
また、第１の複屈折誘起材料は、第２の複屈折誘起材料より光感度が低いか、および／または第１の複屈折誘起材料は、第２の複屈折誘起材料より反応しうる光の波長が長いほうがよい。
【００２７】
また、照射工程で、単一偏光を前処理シート全面に照射してもよいし、偏光照射工程につづいて加熱工程を行ってもよい。
【００２８】
なお、本発明において、「偏光照射により実質的に配向が誘起されない」とは、偏光顕微鏡（クロスニコル）で観察した場合に、複屈折が実質的に誘起されていないと目視で判断できる程度であり、わずかに配向が誘起されている場合は、実質的に配向が誘起されないと判断される。なお、このような判断は、偏光顕微鏡での観察の際に、所定の方向の位相差フィルムを挿入した場合に、透過光の光強度が平行ニコル時の透過光強度の１０％未満であることを目安に判断できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の構成によれば、マスクを用いることなく、更には精度良く塗り分けることも必要なく、全面を一括して偏光露光することにより位相差をパターンニングした光学位相差素子を作製できる。そのため露光精度や露光強度を調節するなどの煩雑な製造工程を用いなくとも、ロールtoロールなどにより位相差がパターンニングされた位相差素子を製造することができる。
【００３０】
また、特定の複屈折誘起材料を用いた場合、このような位相差素子は、パターンニング精度に優れるだけでなく、所望の形状の明瞭なパターンニングを発現することが可能である。
【００３１】
特に、特定の複屈折誘起材料を用いた場合、第１の光配向領域と第２の光配向領域との間で、遅相軸方向が９０°異なる位相差をパターンニングした光学位相差素子を得ることができる。
【００３２】
また、第１の光配向層と第２の光配向層とが相互に光反応しうる材料で形成されている場合、両材料界面での密着性が向上し、一体性に優れる光学位相差素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきでない。この発明の範囲は添付のクレームによって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
【００３４】
【図１】位相差をパターンニングした光学位相差素子の一例であるチェッカー・ボード方式を示す模式図である。
【図２】位相差をパターンニングした光学位相差素子の一例であるライン・バイ・ライン方式を示す模式図である。
【図３】本発明の位相差をパターンニングした光学位相差素子の一例を示す模式図である。
【図４】実施例１の配向方向の異なる配向層をパターンニングし、その配向層上で液晶化合物を配向させたときの偏子顕微鏡観察図および光学系を示す模式図である。
【図５】実施例１の位相差をパターンニングした光学位相差素子の上面模式図および断面模式図である。
【図６】比較例２の位相差をパターンニングした光学位相差素子の上面模式図および断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（位相差をパターンニングした光学位相差素子の基本構成）
本発明の位相差をパターンニングした光学位相差素子は、偏光照射により配向が誘起された第１の光配向領域と、第１の光配向領域と同じ材料で形成され、該偏光照射により実質的に配向が誘起されない第１の非光配向領域とで構成される第１の光配向層と、
前記第１の非光配向領域の上面に形成され、前記偏光照射により前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸が誘起された第２の光配向領域で構成される第２の光配向層と、
を備えている。
【００３６】
（光学位相差素子）
本発明の光学位相差素子において、領域同士の位相差の遅相軸（または進相軸）方向が異なる位相差のパターンニングは、光学素子の用途に応じて適宜設定することができる。
図１には、パターンニングの一例として、表示装置の画素に合わせ、第１の光配向領域と第２の光配向領域が市松模様状で隣り合うチェッカー・ボード方式を示す模式図が示されている。
【００３７】
また、図２には、パターンニングの他の例として、第１の光配向領域と第２の光配向領域とが水平方向に縞状で隣り合うライン・バイ・ライン方式を示す模式図が示されている。
【００３８】
さらに、図３にライン・バイ・ライン方式の位相差をパターンニングした光学位相差素子の模式図を例示する。図３では、支持体３０上の全面に、第１の光配向層３１が形成され、第１の光配向層３１上の一部に、第２の光配向層が形成されている。第１の光配向層３１は、連続して隣り合う、第１の光配向領域３１Ａと第１の非光配向領域３１Ｂとを備えており、第２の光配向層３２は、第１の非光配向領域３１Ｂの上に形成された第２の光配向領域３２Ａを備えている。第１の光配向領域３１Ａは、水平方向に対し−４５°の遅相軸を有しており、第２の光配向領域３２Ａは、水平方向に対し＋４５°の遅相軸を有している。また、第２の光配向領域３２Ａの下に存在する第１の非光配向領域３１Ｂは、実質的に複屈折を誘起していないので、第２の光配向領域３２Ａの配向性を妨げない。そのため、光学位相差素子を上から見た場合、この光学位相差素子では、水平方向に対し−４５°の遅相軸を有する第１の光配向領域３１Ａと、水平方向に対し＋４５°の遅相軸を有する第２の光配向領域３２Ａとが、ライン・バイ・ライン方式で位相差をパターンニングしている。
【００３９】
本発明において、光学位相差素子は、単独でシートを形成していてもよいし、支持体上に形成されていてもよい。支持体としては、ガラス、高分子フィルムなどの透光性の基材を例示することができる。好ましくは、支持体は、本発明の光学位相差素子に対して光学的な特性を及ぼすことを防ぐ観点から、面内遅相軸が一定方向である基材（例えば、一軸延伸フィルム）や光学的に等方性の基材である。
【００４０】
更には、基材上に光学的異方性層を形成後、形成した光学位相差素子を粘着剤などにより別基材に転写してもよい。そのような場合は、基材の光学的特性は影響することが無く、その光学的異方性に制限はない。
【００４１】
また、前記光学位相差素子に対して、偏光板などの偏光素子を積層し、積層体として用いてもよい。
【００４２】
このような光学位相差素子および積層体は、３D画像表示装置などの画像表示装置へ装着されてもよい。３D画像表示装置に対して用いる場合、３D画像で生じるクロストーク（左眼用の映像と右眼用の映像の混在）とよばれる画像劣化を避けるために、光学位相差素子に対して、隣り合う領域の境界およびその付近にブラックストライプと呼ばれる遮光領域を設けてもよい。
【００４３】
（複屈折誘起材料）
本発明において、複屈折誘起材料とは、偏光照射によって液晶化合物の配向を生じる材料であって、所定の配向性を発揮できる限り特に限定されないが、シンナモイル基、カルコン基、クマリン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基（または、それらの誘導体）、アゾベンゼン基、スチルベン基などの偏光照射によって異方的な架橋、異性化する感光性基を有する材料、もしくは偏光照射によって異方的な分解反応が進む感光性基を有する材料が挙げられる。このような複屈折誘起材料は、液晶性ポリマーで構成してもよいし、液晶性ポリマーと必要に応じて後述する低分子化合物とを含む組成物であってもよい。
【００４４】
なお、本発明において感光性基とは、光照射により他の分子と結合する官能基をいう。また、本発明において、液晶性材料とは、材料単独に物理的な外部刺激（加熱、冷却、電場、磁場、せん断の印加等）を与えた時に液晶性を示すか、または溶媒や非液晶性成分との混合により液晶性を発現する材料をいう。
【００４５】
例えば、そのような複屈折誘起材料としては、特開平１１−１８９６６５号公報、特開２００２−２０２４０９号公報、特開２００４−１７０５９５号公報、特開２００５−２３２３４５号などにより開示された液晶性ポリマーを用いることができる。このような液晶ポリマーとしては、（ｉ）シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基（または、それらの誘導体）などの感光性基と（ｉｉ）液晶性ポリマーのメソゲン成分として多用されているビフェニル、ターフェニル、フェニルベンゾエート、アゾベンゼンなどの置換基と、スペーサーを介してまたは介さず結合した構造を含む側鎖を有する感光性側鎖型液晶性ポリマーが挙げられる。
【００４６】
なお、側鎖末端にカルボキシル基を有する感光性の側鎖を有し、該側鎖末端のカルボキシル基の水素結合による２量化により剛直な構造を形成し、側鎖自体にメソゲン基を構造に含まなくとも液晶性を発現するポリマーも本発明において好ましく用いられる。
【００４７】
上記の感光性側鎖型液晶性ポリマーを構成する主鎖としては、上記側鎖を、スペーサーを介して結合した炭化水素、アクリレート、メタクリレート、シロキサン、マレインイミド、Ｎ−フェニルマレインイミドなどが挙げられる。これらのポリマーは同一の繰り返し単位からなる単一重合体または構造の異なる側鎖を有する複数の単位からなる共重合体、あるいは感光性基を含む側鎖を有する単位に、感光性基を含まない側鎖を有する単位を液晶性を損なわない程度に配合して得られる共重合体のいずれであってもよい。
【００４８】
このような光配向性を有する感光性ポリマーにおいて、偏光照射によって生じる異方性の遅相軸（または進相軸）の向きは、感光性基、メソゲン成分となる置換基（メソゲンユニット）、スペーサーなどの種類、分子構造などによって、適宜調節可能であり、第１の複屈折誘起材料および第２の複屈折誘起材料としては、所望の配向性を示す材料を適宜選定すればよい。
【００４９】
ここで、全面塗布される第１の光配向層を形成する複屈折誘起材料（第１の複屈折誘起材料）と、部分的に塗布される第２の光配向層を形成する第２の複屈折誘起材料において、光反応の感度は第１の複屈折誘起材料＜第２の複屈折誘起材料、ないしは反応しうる光の波長の長さが第１の複屈折誘起材料＞第２の複屈折誘起材料であることが望ましい。
【００５０】
なお、第１の複屈折誘起材料、第２の複屈折誘起材料において、光反応の感度が第１の複屈折誘起材料＞第２の複屈折誘起材料である場合や、反応しうる光の波長の長さが第１の複屈折誘起材料＜第２の複屈折誘起材料である場合には、第２の複屈折誘起材料の複屈折が十分に得られない、あるいは、第１の複屈折誘起材料に不要な複屈折が生じるため所望の位相差のパターンニングが得られない場合がある。
【００５１】
また、第１の複屈折誘起材料、第２の複屈折誘起材料の両材料中には、相互に光反応し得る感光性基を含有することが望ましい。両材料中に相互に光反応し得る感光性基を含有することにより、両材料界面での密着性が向上させることができる。
【００５２】
（複屈折誘起材料を形成するポリマー）
具体的には、複屈折誘起材料を形成する液晶性ポリマーとして下記の化学式１、２または３で示される側鎖を有するモノマーを用いて形成されるポリマーが例示される。
【００５３】
【化４】
2014126581.tif 000006
【００５４】
【化５】
2014126581.tif 000007
【００５５】
前記式（１）および（２）のそれぞれにおいて、ｎは１〜１２、ｍは１〜１２の整数をそれぞれ示し、ＸまたはＹは、ｎｏｎｅ、−ＣＯＯ、−ＯＣＯ−、−Ｎ=Ｎ−、−Ｃ=Ｃ−または−Ｃ６Ｈ4−をそれぞれ表し、Ｗ１およびＷ２はシンナモイル基、カルコン基、シンナミリデンキ基、ビフェニルアクリロイル基、フリルアクリロイル基、ナフチルアクリロイル基もしくはそれらの誘導体を表す。
【００５６】
【化６】
2014126581.tif 000008
【００５７】
前記式（３）において、ｓは０または１を表し、ｔは１〜３の整数を表し、ＲはＨ、アルキル基，アルキルオキシ基またはハロゲンを表す。
【００５８】
第１の複屈折誘起材料と第２の複屈折誘起材料とは、互いに異なる複屈折誘起材料から形成され、偏光照射によって生じる遅相軸の方向が電界振動方向に対して互いに異なっている。
【００５９】
第１の光配向領域は、偏光照射により該偏光照射の電界振動面に対して平行に配向する第１の複屈折誘起材料から形成されてもよいし、第２の光配向領域は、前記偏光照射により該偏光照射の電界振動面に対して垂直に配向する第２の複屈折誘起材料から形成されてもよい。
【００６０】
（偏光照射によって生じる遅相軸の方向が電界振動方向に対して平行方向となる材料）
偏光照射によって生じる遅相軸の方向が電界振動方向に対して平行方向となる材料の例として、前記式（１）において、ｎは６、ｍは２、Ｘはｎｏｎｅ、Ｗ１はシンナモイル基で示される側鎖を有するモノマーを用いて形成されるポリマーが挙げられる。
【００６１】
（偏光照射によって生じる遅相軸の方向が電界振動方向に対して垂直方向となる材料）
偏光照射によって生じる遅相軸の方向が電界振動方向に対して平行方向となる材料の例として、前記式（２）において、ｎは６、Ｙはｎｏｎｅ、Ｗ２は４−メトキシシンナモイル基で示される側鎖を有するモノマーを用いて形成されるポリマーや、前記式（３）において、ｓは１、ｔは１、ＲはＨで示される側鎖を有するモノマーを用いて形成されるポリマーが挙げられる。
【００６２】
（低分子化合物）
本発明において、光配向領域における配向性を増強するために、前記液晶性ポリマーに加えて低分子化合物を混合してもよい。かかる低分子化合物としては、メソゲン成分として知られているビフェニル、ターフェニル、フェニルベンゾエート、アゾベンゼンなどの置換基を有し、このような置換基とアリル、アクリレート、メタクリレート、桂皮酸基（またはその誘導体基）などの官能基を、前記のようなスペーサーを介して結合した液晶性を有するものが好ましく用いられる。これらの低分子化合物は、単一の材料として用いられるだけでなく、複数の材料が混合されてもよい。このような低分子化合物と液晶性ポリマーとの重量比は、液晶性ポリマー／低分子化合物＝７０／３０〜１００／０であってもよく、８０／２０〜１００／０であってもよい。
【００６３】
感光性を調整するために光増感剤を添加してもよい。かかる光増感剤としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、およびα，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノンのようなベンゾイン誘導体；ベンゾフェノン、２，４−ジクロロベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、および４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンのようなベンゾフェノン誘導体などの光増感剤を加えるのが好ましい。
【００６４】
さらに、耐熱性を向上させるために、上記ポリマーに反応性基を導入し、イソシアネート材料、エポキシ材料などの架橋剤により、液晶性を損なわない程度に架橋構造を導入したポリマーであってもよく、また、下記の低分子化合物として２官能性の低分子化合物を加えて重合し、液晶性ポリマーが架橋性ポリマーを含有するようにしてもよい。
【００６５】
（光学位相差素子の製造方法）
光学位相差素子の製造方法は、
第１の複屈折誘起材料を支持体に全面塗布し、この塗布面上に、第２の複屈折誘起材料を部分的に塗布することによって、前処理シートを形成する工程と、
前記前処理シートに対して、マスクを介さずに偏光を全面照射し、第１の複屈折誘起材料のうち、第２の複屈折誘起材料が塗布されていない部分の第１の複屈折誘起材料について、この偏光照射により配向を誘起させて第１の光配向領域を形成させるとともに、第２の複屈折誘起材料をこの偏光照射により、前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸を誘起させて第２の光配向領域を形成させる照射工程と、
を少なくとも備えている。
【００６６】
（前処理シート形成工程）
前処理シート形成工程では、まず、第１の複屈折誘起材料を支持体に全面塗布し、この塗布面上に、第２の複屈折誘起材料を所望の部位に部分的に塗布する。この場合、第１の複屈折誘起材料と第２の複屈折誘起材料のそれぞれについて、第１の複屈折誘起材料を含む第１の塗布液および第２の複屈折誘起材料を含む第２の塗布液を調製する。
これらの塗布液には、前述した光配向性を有する感光性側鎖型液晶性ポリマー、必要により添加された、低分子化合物、光増感剤、およびその他の成分（重合触媒など）が、適当な溶剤に溶解されている。また、塗工性を高めるため、基材への密着性を高めるために配向性を損なわない程度に各種添加剤を加えてもよい。
【００６７】
溶剤としては、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、トルエン、テトラヒドロフラン、ｏ−ジクロロベンゼン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられ、これらの溶媒は、単独でまたは混合して用いられる。
【００６８】
塗布手段としては、パターンニングに応じた印刷方法を利用することができ、例えば、印刷方法としては、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷などが挙げられる。このような印刷方法で、得られた塗布液を支持体上などに、所望のパターンニングに応じて塗布する。
【００６９】
そして、溶剤を除去して乾燥させて、前処理シート（すなわち液晶性ポリマー層）を支持体上に形成することができる。
この場合の乾燥は常温で行ってもよく、材料にもよるが例えば６０℃以下の低温度で加熱して行ってもよい。なお、温度を上げすぎると形成されるフィルムが白濁することがある。
【００７０】
ついで、形成されたフィルムに偏光（例えば直線偏光性紫外線）が照射される。この照射により、第１の複屈折誘起材料のうち、第２の複屈折誘起材料が塗布されていない部分は、偏光照射により配向を誘起させて第１の光配向領域を形成させる。また、第２の複屈折誘起材料も、前記第１の光配向領域と異なる方向に遅相軸を誘起させて第２の光配向領域を形成させる。一方で、第２の複屈折誘起材料の下に存在する第１の複屈折誘起材料は、この偏光照射では実質的に配向を誘起させない。
【００７１】
（偏光線照射工程）
このように調製した前処理シートに対して、マスクを介さずに偏光（例えば、直線偏光性紫外線）が照射される。この偏光照射により、第１の複屈折誘起材料および第２の複屈折誘起材料は、互いに異なる方向に遅相軸が誘起される。なお、この場合の偏光は、所望の複屈折を誘起できる限り、単一な偏光であってもよいし、部分的に偏光方向が異なる偏光であってもよいが、好ましくは、単一偏光である。
例えば、互いに遅相軸方向が９０°異なる場合、第１の複屈折誘起材料は該偏光照射の電界振動面に対して平行（または垂直）に配向し、第２の複屈折誘起材料は該偏光照射の電界振動面に対して垂直（または平行）に配向する。
【００７２】
照射される偏光は、感光性基の部分が反応し得る波長の光であれば特に限定されず、液晶性ポリマーの側鎖の種類によっても異なるが、偏光の波長は、一般に２００−５００ｎｍであり、中でも２５０−４００ｎｍの有効性が高い場合が多い。偏光照射により、液晶性ポリマーは光学的一軸または二軸に配向する。
また、偏光照射は、必要に応じて加熱下でおこなってもよい。
【００７３】
(偏光照射後の加熱工程)
偏光照射後、必要に応じてさらにフィルムを加熱してもよい。加熱することにより、フィルム内において分子運動がおこり、光反応を起こさなかった重合体の側鎖（および低分子化合物）は、光反応した側鎖と同じ方向に再配向する。その結果、照射した直線偏光の電界振動方向に対し、平行方向ないしは垂直方向に、感光性側鎖型液晶性ポリマーの側鎖（及び低分子化合物）の分子が配向し、フィルム全体において、複屈折性が誘起された光配向領域が形成される。偏光性紫外線照射後の加熱は、この再配向を促進する。
【００７４】
また、この加熱工程につづいて、さらに冷却工程を行ってもよい。露光したのち加熱して未反応側鎖を配向させたフィルム、または加熱下で露光し配向させたフィルムを、該高分子の軟化点以下まで冷却すると、フィルム内部で分子が凍結状態となり良好な光配向性が得られる。冷却は通常、放置冷却で行うことが好ましく、急速な冷却を行うと、配向が不十分になる場合がある。
【００７５】
（非偏光性の紫外線照射）
ついで、前記の光配向した層に対して、非偏光性の紫外線を照射するのが好ましい。非偏光性紫外線を照射すると、フィルム中に残存している未反応の感光性基を有する感光性側鎖型液晶性ポリマー（および低分子化合物）が反応して配向が固定され、安定した光配向層が形成される。なお、非偏光性紫外線の照射は、通常、加熱することなく行われるが、位相差値を調整（低下）する必要がある場合には、加熱して行うこともできる。
【００７６】
以上のようにして、マスクを用いることなく全面を一括して偏光露光することにより、市松模様状や水平方向に交互に縞状に隣り合う領域同士の位相差の遅相軸（または進相軸）方向が異なる光学的異方性層が形成されている位相差をパターンニングした光学位相差素子を作製できる。
【実施例】
【００７７】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。本発明の実施例において用いた材料に関する合成方法を以下に示す。
【００７８】
（単量体１）
４，４’−ビフェニルジオールと２−クロロプロパノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、４−ヒドロキシ−４’−ヒドロキシプロパキシビフェニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で１，６−ジブロモヘキサンを反応させ、４−（６−ブロモヘキシルオキシ）−４’−ヒドロキシプロパキシビフェニルを合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応させ、４−（６−メタクリロイルオキシヘキシルオキシ）−４´−ヒドロキシプロパキシビフェニル〕を合成した。更に、塩基性の条件下において、塩化ナフチロイルを加え、下記式（４）で示される単量体１を合成した。
【００７９】
【化７】
2014126581.tif 000009
【００８０】
（単量体２）
ｐ−クマル酸と６−クロロ−１−ヘキサノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）桂皮酸を合成した。この生成物にｐ−トルエンスルホン酸の存在下でメタクリル酸を大過剰加えてエステル化反応させ、下記式（５）で示される単量体２を合成した。
【００８１】
【化８】
2014126581.tif 000010
【００８２】
（低分子化合物１）
４，４’−ビフェニルジオールと２−クロロエタノールを、アルカリ条件下で加熱することにより、４−ヒドロキシ−４’−ヒドロキシエトキシビフェニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で１，６−ジブロモヘキサンを反応させ、４−（６−ブロモヘキシルオキシ）−４’−ヒドロキシエトキシビフェニルを合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応させ、４−（６−メタクリロイルオキシヘキシルオキシ）−４’−ヒドロキシエトキシビフェニルを合成した。更に、塩基性の条件下において、メタクリル酸クロライドを加え、下記式（６）に示される低分子化合物１を合成した。
【００８３】
【化９】
2014126581.tif 000011
【００８４】
（重合体１）
単量体１をテトラヒドロフラン中に溶解し、反応開始剤としてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を添加して、５６℃で２４時間重合することにより感光性の重合体１を得た。この重合体１は液晶性を呈した。
【００８５】
（重合体２）
単量体２をジオキサン中に溶解し、反応開始剤としてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を添加して、７０℃で２４時間重合することにより感光性の重合体２を得た。この重合体２は液晶性を呈した。
【００８６】
〔実施例１〕
重合体１と低分子化合物１とを１５．７重量部／２．３重量部で、トルエン／シクロヘキサノンに溶解し溶液１を調製した。また、重合体２を１，４−ジオキサンに溶解し溶液２を調製した。図３の模式図に例示するよう、この溶液２をガラス板３０全面に塗布し、この基板を室温（約２５℃）で乾燥させ重合体２の第１の塗布層３１を形成した。次に、この塗布層３１上の特定の領域に溶液１を塗布し、この基板を室温（約２５℃）で乾燥させ、第１の塗布層３１上に第２の塗布領域３２が形成された前処理シートをガラス基板３０上に形成した。
【００８７】
続いてこの前処理シートに、高圧水銀灯からの光を、グランテラープリズムを用いて直線偏光性に変換した光を３００秒間照射し、続いて、１２０℃で加熱後、３０分間かけて室温まで徐冷した。次いで、非偏光性の紫外線を６００秒間照射し、配向を固定させた。
作製した基板４０において、２つの領域に境界付近の光学特性を偏光顕微鏡（クロスニコル）で観察したのが図４−（Ａ）、図４−（Ｂ）である。図中、４１は偏光顕微鏡の偏光子、４３は検光子を示す。
【００８８】
図４−(A)は、直線偏光性の光を照射したときの電界振動方向に対して、遅相軸方向Ｃが垂直（９０°）となる配置で位相差フィルム４２を挿入したものである。ａ領域の位相差が打ち消され暗状態となる。一方、ｂ領域は位相差が打ち消されることなく明状態のままである（反対に位相差が増強され透過光が増大している）。
【００８９】
図４−(B)は、直線偏光性の光を照射したときの電界振動方向に対して、遅相軸方向Ｃ´が平行（０°）となる配置で位相差フィルム４１を挿入したものである。この場合、ｂ領域の位相差が打ち消され暗状態となる。一方、ａ領域は位相差が打ち消されることなく明状態のままである（反対に位相差が増強され透過光が増大している）。
【００９０】
軸角度が９０°異なる位相差フィルムを挿入することにより、ａ領域、ｂ領域で「位相差が打ち消され暗状態」と「位相差が増強され透過光が増大」が反転することから、ａ領域、ｂ領域で配向方向が９０°異なる遅相軸方向領域が形成されていることが確認された。
したがって、作成された光学位相差素子は、所望の位相差をパターンニングしていることが確認された。
【００９１】
また、この光学位相差素子について、ＪＩＳ  Ｋ５４００に準じて剥離試験（碁盤目テープ剥離試験）を実施した結果、１００マスのうち、剥離しないマス目の数は９５であり実用に耐え得る密着性を有していることが確認された。
【００９２】
また、剥離された部分を観察すると、重合体２は殆ど複屈折が生じていないことを確認した。重合体１と重合体２に関して、重合体１の方が、僅かに吸収末端が長波長まで延びており、同一条件の光照射条件では、照射光による複屈折の発現感度は、重合体１＞重合体２となっていることを確認している。したがって、重合体１を介して照射した場合、重合体２の光反応が進まず位相差を発現しなかったと考えられる。そのため、図５の模式図に示すように、この光学異性体では、光配向領域５１Ａおよび５２Ａでは、互いに９０°異なる遅相軸方向領域が形成されているが、領域５１Ｂでは、配向していない非光配向領域が形成されていると考えられる。
【００９３】
〔比較例１〕
実施例１と同様に、溶液１、溶液２を調製した。溶液２をガラス板３０全面に塗布し、高圧水銀灯からの光を、グランテラープリズムを用いて直線偏光性に変換した光を３００秒間照射し、続いて、１２０℃で加熱後、３０分間掛けて室温まで徐冷した。次いで、非偏光性の紫外線を６００秒間照射し、配向を固定させた。この層の上に溶液１を塗布し、再び高圧水銀灯からの光を、グランテラープリズムを用いて直線偏光性に変換した光を３００秒間照射し、続いて、１２０℃で加熱後、３０分間掛けて室温まで徐冷した。そして、非偏光性の紫外線を６００秒間照射し、配向を固定させ、光学位相差素子を得た。
得られた光学位相差素子は、重合体１と重合体２の界面では十分な密着性が得られなかった。これは重合体２の層中に重合体１の感光性基と反応する感光性基が残存しておらず、両層間で光反応が生じなかったためと推測される。
【００９４】
〔比較例２〕
実施例１と同様に、溶液１、溶液２を調製した。本比較例では、この溶液１をガラス板全面に塗布し、この基板を室温（約２５℃）で乾燥させ重合体１の第１の塗布層を形成した。次に、塗布層を形成したガラス基板上の特定の領域に溶液２を塗布し、この基板を室温（約２５℃）で乾燥させ、重合体１からなる第１の塗布層と重合体２からなる第２の塗布領域が形成された前処理シートをガラス基板上に形成した。
続いて、実施例１と同様にして、この前処理シートに、高圧水銀灯からの光を、グランテラープリズムを用いて直線偏光性に変換した光を３００秒間照射し、続いて、１２０℃で加熱後、３０分間かけて室温まで徐冷した。次いで、非偏光性の紫外線を６００秒間照射し、配向を固定させた。
【００９５】
作製した基板を、直線偏光性の光を照射したときの電界振動方向が偏光顕微鏡の偏光方向に対して４５°となる配置で観察したところ、重合体１からなる第１の塗布層のみ領域では位相差が生じ透過光が観察されるものの、重合体２からなる第２の塗布領域を形成した領域では、位相差が小さく、透過光の光強度がフィルム挿入前の１０％未満の僅かな透過光しか観察されなかった。
また基板において、重合体２の塗布層を剥離して、重合体１の層を観察したところ、位相差が発現していることが確認された。このことから、重合体１、重合体２とも位相差が発現しており、両層の位相差が打ち消されるために、本比較例による構成では重合体１の層上に重合体２の層が形成された領域では十分な位相差が得られないことが判明した。同一条件の光照射条件では、照射光による複屈折の発現感度は、重合体１＞重合体２となっていることから、重合体２を介しても重合体１の光反応が進み位相差を発現したと考えられる。
そのため、図６の模式図に示すように、この光学異性体では、光配向領域６１Ａおよび６２Ａでは、互いに９０°異なる遅相軸方向領域が形成されているが、６２Ａと６１Ａが上下に重なり合っている部分については、両層において位相差が打ち消されていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上のように、本発明では、位相差をパターンニングした光学位相差素子を簡易的な製造方法で提供できる。すなわち、マスク露光や２種の材料の塗工領域の位置合せのような煩雑な操作を用いることなく、領域によって遅相軸（または進相軸）方向が異なる光学的異方性層が形成されている光学位相差素子を作製することができる。そして、本発明の位相差をパターンニングした光学位相差素子は、３Ｄ画像表示装置に好適に用いられる。
【００９７】
以上の通り、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
３０：    ガラス板
３１：    第１の光配向層
３１Ａ，５１Ａ，６１Ａ：    第１の光配向領域
３１Ｂ，５１Ｂ：    第１の非光配向領域
３２：    第２の光配向層
３２Ａ，５２Ａ，６２Ａ：    第２の光配向領域
４０：    実施例１の液晶化合物を配向させた光学位相差素子
４１：    偏光顕微鏡の偏光子
４２：    位相差フィルム
４３：    偏光顕微鏡の検光子
ｃ：    位相差フィルム４１の遅相軸方向
ｃ´：    位相差フィルム４２の遅相軸方向
【図１】
2014126581.tif 000015
【図２】
2014126581.tif 000016
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014126581.tif 000019
【図６】
2014126581.tif 000020