(57)【要約】【課題】  本発明は、ヘイズを効率よく低減した光学素子の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】  光透過性を有する基材２の表面上に、機能性物質を含有する機能性層３を積層して、機能性層３を通過する光の状態を機能性物質に応じて変化させる光学素子１の製造方法において、機能性物質を含む機能性層組成液を基材２の表面に塗工して塗工膜を形成させる塗工工程と、塗工膜を表面に形成した基材２を焼成して機能性層３を形成させる焼成工程を有し、焼成工程では、機能性層３を被覆するように機能性層被覆層が形成されるとともに、機能性層３を通過した光を拡散させる光拡散層が機能性層被服層の表層から機能性層被服層と機能性層３との界面に向かう方向に形成されており、焼成工程で形成される機能性層被覆層のうち少なくとも光拡散層を取り除く被覆層除去工程を有することによりヘイズを効率よく低減した光学素子１が提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基材の表面上に、機能性物質を含有する機能性層を積層して、機能性層を通過する光の状態を機能性物質に応じて変化させる光学素子の製造方法であって、
機能性物質を含む機能性層組成液を基材の表面に塗工して塗工膜を形成させる塗工工程と、
塗工膜を表面に形成した基材を焼成して機能性層を形成させる焼成工程を有し、
焼成工程では、機能性層を被覆するように機能性層被覆層が形成されるとともに、機能性層を通過した光を拡散させる光拡散層が機能性層被服層の表層から機能性層被服層と機能性層との界面に向かう方向に形成されており、
焼成工程で形成される機能性層被覆層のうち少なくとも光拡散層を取り除く被覆層除去工程を有する、ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
被覆層除去工程の後、機能性層と機能性層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分が焼成される再焼成工程を有することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
被覆層除去工程は、機能性層が表面に露出するように行われる請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
焼成工程では、機能性層被覆層には、光拡散層と機能性層との間に、光拡散層よりも光の拡散性の低い介在層が形成され、
被覆層除去工程は、介在層が表面に露出するように行われる請求項１又は２記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
光透過性を有する基材の表面上に、光を複屈折させることの可能な複屈折率層を積層した光学素子の製造方法であって、
重合性を有する液晶と液晶の分子に配向性を付与する配向剤を含有する添加剤とを含む複屈折率層組成液を、基材の表面に塗工して塗工膜を形成する塗工工程と、
塗工膜に含まれる液晶の分子に配向性を付与する配向工程と、
液晶の分子の配向性を維持させつつ、液晶の分子同士を架橋重合反応させる架橋工程と、
架橋重合した液晶を含む塗工膜の形成された基材を焼成して複屈折率層を形成させる焼成工程とを有し、
焼成工程には、複屈折率層を被覆するように複屈折率層被覆層が形成されるとともに、複屈折率層を通過した光を拡散させる光拡散層が複屈折率層被覆層の表層から複屈折率層被覆層と複屈折率層との界面に向かう方向に形成されており、
焼成工程で形成される複屈折率層被覆層のうち少なくとも光拡散層を取り除く被覆層除去工程を有する、ことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
被覆層除去工程の後、複屈折率層と複屈折率層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分が焼成される再焼成工程を有することを特徴とする請求項５記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
光学素子は、光透過性を有する基材と複屈折率層との間に、液晶の分子に配向性を与える配向剤を含有する配向膜が形成されており、
塗工工程の前に、液晶の分子に配向性を与える配向剤を含有する配向膜組成液を、基材の表面に塗工して配向膜を形成する配向膜形成工程を有し
塗工工程は、複屈折率層組成液を、配向膜上に塗工して塗工膜を形成するように行われる請求項５又は６記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
配向剤は、液晶の分子をホメオトロピック配向させるものである請求項５から７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
架橋工程は、空気雰囲気中で行われる請求項５から８のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
架橋工程は、不活性ガス雰囲気中で行われる請求項５から８のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
被覆層除去工程は、複屈折率層が表面に露出するように行われる請求項５から１０のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
焼成工程では、複屈折率層被覆層には、光拡散層と複屈折率層との間に、光拡散層よりも光の拡散性の低い介在層が形成され、
被覆層除去工程は、介在層が表面に露出するように行われる請求項５から９のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
被覆層除去工程は、光拡散層を溶解可能な溶剤によるスピンコートにより行われることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１４】
被覆層除去工程は、光拡散層が取り除かれて露出する表面に積層形成可能な構造体を構成するバインダーを溶媒に溶解させてなるとともに光拡散層を溶解可能であるバインダー溶液によるスピンコートにより行われる、ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
被覆層除去工程は、プラズマドライエッチングにより行われることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１６】
被覆層除去工程は、研磨剤で表層を研磨する研磨手段により行われる請求項１から７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１７】
基材は、着色層を有していることを特徴とする請求項５から１６のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１８】
基材は、複屈折率層とは異なる複屈折特性を有する異複屈折率層を有していることを特徴とする請求項５から１７のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１９】
光透過性を有する基材を載置する載置容器と、機能性物質を含む機能性層組成液を基材表面に塗工可能な塗工部と、載置容器内の気体を脱気する脱気機構とを有する塗工膜形成手段と、
塗工膜を形成した基材を焼成する焼成部を有し、基材に形成される塗工膜を機能性層と機能性層被覆層を積層した層構造となす機能性層形成手段と、
基材に形成された層構造の表層を機能性層と機能性層被覆層との界面に向かう方向に取り除く除去部と、取り除かれた表層の量に応じて除去部の作動を停止させる停止部とを有する表層除去手段と、を備えることを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項２０】
機能性層組成液は、紫外線の照射により架橋重合反応を生じるような重合性を有する液晶と、液晶の分子に配向性を付与する配向剤を含有する添加剤とを含んでおり、
機能性層形成手段は、塗工膜に含まれる液晶の分子に配向性を付与する配向付与部と、塗工膜に紫外線を照射する光照射部とを備えて基材に形成される塗工膜を機能性層と機能性層被覆層を積層した層構造となす、ように構成している請求項１９記載の光学素子の製造装置。
【請求項２１】
機能性層形成手段は、塗工膜の周囲を空気もしくは不活性ガスで充たすガス充填部を備え、光照射部は、塗工膜の周囲を空気もしくは不活性ガスで充填された状態で塗工膜に紫外線を照射可能に配設していることを特徴とする請求項２０記載の光学素子の製造装置。
【請求項２２】
除去手段は、基板を回動可能に支持する支持部と、層構造の表層を溶解可能な溶解液を層構造より取り除かれる表層の量に応じて滴下する滴下部と、基板を回動させて溶解液を基板面上に拡散可能に制御する回動制御部と、表層を乾燥させる乾燥部とを有するスピンコート手段である請求項１９から２１のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【請求項２３】
除去手段は、プラズマドライエッチング手段であることを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【請求項２４】
除去手段は、層構造の表層を研磨可能な研磨手段であることを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に機能性層を積層した光学素子の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（LCD）は、薄型化や軽量化容易である点や、消費電力を低減できる点、フリッカーを生じにくい点などといった利点があることから、テレビや医療機器など様々な分野に用いられているが、その一方で、使用者が液晶表示画面を見る角度によっては光漏れや階調反転現象を生じ、視野角が狭いという問題に加え、液晶表示画面に色むらが発生したりコントラストが低下するなどの問題を抱えていた。
【０００３】
これらの問題を解決するべく、液晶セルからの出射光や液晶セルへの入射光の状態を制御する光学素子を設けた液晶表示装置が提案されている。
その場合、光学素子としては、トリアセチルセルロース（TAC）フィルムを１軸延伸や２軸延伸処理したフィルム材の他、液晶分子を特定方向に配向させて固定した層を用いた光学素子が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、フィルム面の法線方向に分子鎖を配向させた固有屈折率値が正のネマチック液晶ポリマーからなる視覚補償フィルムが提案されている。特許文献１には、この視覚補償フィルムは、ガラス基板などの表面にアルキルシリコーン系やフルオロアルキルシリコーン系の表面処理剤で垂直配向膜を形成し、これでセルを作製して、そのセルに液晶分子を封入して液晶分子を光重合させて得られるものであることが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、基板上に形成した垂直配向膜上に重合性液晶化合物を塗工することにより液晶化合物をホメオトロピック配向させた液晶層を製造する方法が提案されている。この方法では、垂直配向膜の形成剤として長鎖アルキル型デンドリマー誘導体が用いられている。また、特許文献２には、この方法によれば、ホメオトロピック配向させた液晶層を備えたフィルム材が得られ、このフィルム材は位相差フィルムなどの光学フィルムとして使用可能であることが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、垂直配向膜の設けられていない基板上に、液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマーを塗工し、さらに当該液晶ポリマーを液晶状態においてホメオトロピック配向させた後、その配向状態を維持した状態で固定化してホメオトロピック配向液晶フィルムを製造する方法が提案されている。
【０００７】
特許文献４には、垂直配向膜の設けられていない基板に、基板側からバインダー層、次いでアンカーコート層を形成し、アンカーコート層に、側鎖型液晶ポリマーを塗工してホメオトロピック配向させた後、ホメオトロピック配向させた状態を維持したまま固定化して、ホメオトロピック配向液晶フィルムを製造する方法が提案されている。この方法では、側鎖型液晶ポリマーとしては、垂直配向膜の設けられていない基板上でホメオトロピック配向液晶層を形成し得るものが用いられる。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１４２５３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４７２４号公報
【特許文献３】特開２００２−１７４７２５号公報
【特許文献４】特開２００３−１２１８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の視角補償フィルムは、配向膜を有する２枚の基板を用いてセルを作製し、この空セル内に液晶分子を封入し、液晶分子を垂直配向させ、その状態を維持させつつ液晶分子同士を光重合するという一連の工程の後に得られる。このように、特許文献１の視角補償フィルムは、多くの製造工程を経てようやく得られるものであるから、生産コストが著しく増大するという問題がある。しかも、視覚補償フィルムは、フィルム材なので液晶表示装置に用いる際には粘着剤を用いて固着する必要があり、液晶表示装置の液晶画面のコントラストを高めるにはこの粘着剤として特別のものを選定する必要がある。
【００１０】
特許文献２の方法では、基板上に垂直配向膜を設けてホメオトロピック配向液晶層を得るにあたり、長鎖アルキル型デンドリマー誘導体という特殊な材料を用いる必要がある。すると、この方法によりホメオトロピック配向液晶層を得る場合、生産コストが著しく増大してしまうという問題がある。
【００１１】
特許文献３に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは側鎖型液晶ポリマーからなり、ホメオトロピック配向の状態で固定されていても昇温に伴って流動性が増し、熱により複屈折特性が容易に影響を受けてしまうことから、所望の複屈折特性を維持することができる温度範囲が比較的狭い上、液晶ポリマーを固定化した部分の液晶ポリマーの配向性が不均一化し易い。すると、この方法で得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは、高い耐熱性が求められる液晶表示装置に用いることが困難なものであり、この液晶フィルムを使用可能な液晶表示装置が限定されてしまう。また、この方法では、上記した特許文献１に記載されている方法と同様の問題を有している。
【００１２】
また、この方法によって得られたホメオトロピック配向液晶フィルムを液晶表示装置に用いる場合、このフィルムが高温環境下におかれないようにすることが必要となるから、これを液晶表示装置の内部に配置することが難しい。このため、特許文献３の方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムでは、これを液晶セルに設置できる位置が限定されてしまうという問題もある。
【００１３】
特許文献４に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムは側鎖型液晶ポリマーからなるので、この方法では、上記した特許文献３に記載されている方法と同様の問題を有している。また、この方法では、上記した特許文献１に記載されている方法と同様の問題を有している。
【００１４】
また、液晶表示装置に、特許文献１から４に記載された方法により得られるホメオトロピック配向液晶フィルムを敷設して液晶画面の視野角を拡大しようとすると、液晶表示装置はこのようなフィルムを別体として新たに粘着材などを用いて貼付することが必要となる。別体を追加する必要性が大きくなるほど、光を多少なりとも乱反射させる部材が配置される虞が大きくなり、液晶表示画面を構成する液晶セルのヘイズが高くなってしまう虞が大きくなる。そうすると、液晶表示装置は、液晶表示画面の色むらが大きなものとなったり、コントラストが低下したものとなってしまう虞も大きくなる。
【００１５】
さらに、液晶表示装置がカラー表示可能なものである場合、液晶セルには赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）などの各色に対応する着色画素部を備えた着色層が形成されているが、上記したような色むらの発生やコントラスト低下などは、こうした着色層のヘイズが高いことに由来する場合もあり、特許文献１から４に記載された方法では、こうした場合に液晶セルのヘイズを低下させることができない。
【００１６】
液晶表示装置の液晶表示画面を構成する光学素子のヘイズが０．１以下まで抑えられると、液晶表示装置は、液晶表示画面を見る一般の看者に対して、液晶表示画面のコントラストの低下や色むらの発生を殆ど意識させない程度にすることができる。
【００１７】
本発明者らは、液晶表示画面の視野角をより拡大させることができる光学素子を低コストで提供すること、ならびに、液晶表示画面の色むらの発生を抑え、コントラストの向上した液晶表示装置を製造可能にするヘイズの低い光学素子を提供することを目的として鋭意研究を重ねた結果、光学素子のヘイズの上昇をもたらす原因を突き止め、液晶表示画面の視野角をより拡大させることのできるとともに色むらの発生を抑え、コントラストの向上した液晶表示装置を製造可能にする光学素子の製造方法、製造装置を見出し、本発明を完成するに到った。
【００１８】
本発明は、ヘイズを効率よく低減した光学素子の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、（１）光透過性を有する基材の表面上に、機能性物質を含有する機能性層を積層して、機能性層を通過する光の状態を機能性物質に応じて変化させる光学素子の製造方法であって、機能性物質を含む機能性層組成液を基材の表面に塗工して塗工膜を形成させる塗工工程と、塗工膜を表面に形成した基材を焼成して機能性層を形成させる焼成工程を有し、焼成工程では、機能性層を被覆するように機能性層被覆層が形成されるとともに、機能性層を通過した光を拡散させる光拡散層が機能性層被服層の表層から機能性層被服層と機能性層との界面に向かう方向に形成されており、焼成工程で形成される機能性層被覆層のうち少なくとも光拡散層を取り除く被覆層除去工程を有する、ことを特徴とする光学素子の製造方法、（２）被覆層除去工程の後、機能性層と機能性層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分が焼成される再焼成工程を有することを特徴とする上記（１）記載の光学素子の製造方法、（３）被覆層除去工程は、機能性層が表面に露出するように行われる上記（１）又は（２）記載の光学素子の製造方法、（４）焼成工程では、機能性層被覆層には、光拡散層と機能性層との間に、光拡散層よりも光の拡散性の低い介在層が形成され、被覆層除去工程は、介在層が表面に露出するように行われる上記（１）又は（２）記載の光学素子の製造方法、（５）光透過性を有する基材の表面上に、光を複屈折させることの可能な複屈折率層を積層した光学素子の製造方法であって、重合性を有する液晶と液晶の分子に配向性を付与する配向剤を含有する添加剤とを含む複屈折率層組成液を、基材の表面に塗工して塗工膜を形成する塗工工程と、塗工膜に含まれる液晶の分子に配向性を付与する配向工程と、液晶の分子の配向性を維持させつつ、液晶の分子同士を架橋重合反応させる架橋工程と、架橋重合した液晶を含む塗工膜の形成された基材を焼成して複屈折率層を形成させる焼成工程とを有し、焼成工程には、複屈折率層を被覆するように複屈折率層被覆層が形成されるとともに、複屈折率層を通過した光を拡散させる光拡散層が複屈折率層被覆層の表層から複屈折率層被覆層と複屈折率層との界面に向かう方向に形成されており、焼成工程で形成される複屈折率層被覆層のうち少なくとも光拡散層を取り除く被覆層除去工程を有する、ことを特徴とする光学素子の製造方法、（６）被覆層除去工程の後、複屈折率層と複屈折率層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分が焼成される再焼成工程を有することを特徴とする上記（５）記載の光学素子の製造方法、（７）光学素子は、光透過性を有する基材と複屈折率層との間に、液晶の分子に配向性を与える配向剤を含有する配向膜が形成されており、塗工工程の前に、液晶の分子に配向性を与える配向剤を含有する配向膜組成液を、基材の表面に塗工して配向膜を形成する配向膜形成工程を有し、塗工工程は、複屈折率層組成液を、配向膜上に塗工して塗工膜を形成するように行われる上記（５）又は（６）記載の光学素子の製造方法、（８）配向剤は、液晶の分子をホメオトロピック配向させるものである上記（５）から（７）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（９）架橋工程は、空気雰囲気中で行われる上記（５）から（８）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１０）架橋工程は、不活性ガス雰囲気中で行われる上記（５）から（８）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１１）被覆層除去工程は、複屈折率層が表面に露出するように行われる上記（５）から（１０）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１２）焼成工程では、複屈折率層被覆層には、光拡散層と複屈折率層との間に、光拡散層よりも光の拡散性の低い介在層が形成され、被覆層除去工程は、介在層が表面に露出するように行われる上記（５）から（９）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１３）被覆層除去工程は、光拡散層を溶解可能な溶剤によるスピンコートにより行われることを特徴とする上記（１）から（７）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１４）被覆層除去工程は、光拡散層が取り除かれて露出する表面に積層形成される構造体を構成するバインダーを溶媒に溶解させてなるとともに光拡散層を溶解可能であるバインダー溶液によるスピンコートにより行われる、ことを特徴とする上記（１）から（７）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１５）被覆層除去工程は、プラズマドライエッチングにより行われることを特徴とする上記（１）から（７）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１６）被覆層除去工程は、研磨剤で表層を研磨する研磨手段により行われる上記（１）から（７）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１７）基材は、着色層を有していることを特徴とする上記（５）から（１６）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１８）基材は、複屈折率層とは異なる複屈折特性を有する異複屈折率層を有していることを特徴とする上記（５）から（１７）のいずれかに記載の光学素子の製造方法、（１９）光透過性を有する基材を載置する載置容器と、機能性物質を含む機能性層組成液を基材表面に塗工可能な塗工部と、載置容器内の気体を脱気する脱気機構とを有する塗工膜形成手段と、塗工膜を形成した基材を焼成する焼成部を有し、基材に形成される塗工膜を機能性層と機能性層被覆層を積層した層構造となす機能性層形成手段と、基材に形成された層構造の表層を機能性層と機能性層被覆層との界面に向かう方向に取り除く除去部と、取り除かれた表層の量に応じて除去部の作動を停止させる停止部とを有する表層除去手段と、を備えることを特徴とする光学素子の製造装置、（２０）機能性層組成液は、紫外線の照射により架橋重合反応を生じるような重合性を有する液晶と、液晶の分子に配向性を付与する配向剤を含有する添加剤とを含んでおり、機能性層形成手段は、塗工膜に含まれる液晶の分子に配向性を付与する配向付与部と、塗工膜に紫外線を照射する光照射部とを備えて基材に形成される塗工膜を機能性層と機能性層被覆層を積層した層構造となす、ように構成している上記（１９）記載の光学素子の製造装置、（２１）機能性層形成手段は、塗工膜の周囲を空気もしくは不活性ガスで充たすガス充填部を備え、光照射部は、塗工膜の周囲を空気もしくは不活性ガスで充填された状態で塗工膜に紫外線を照射可能に配設していることを特徴とする上記（２０）記載の光学素子の製造装置、（２２）除去手段は、基板を回動可能に支持する支持部と、層構造の表層を溶解可能な溶解液を層構造より取り除かれる表層の量に応じて滴下する滴下部と、基板を回動させて溶解液を基板面上に拡散可能に制御する回動制御部と、表層を乾燥させる乾燥部とを有するスピンコート手段である上記（１９）から（２１）のいずれかに記載の光学素子の製造装置、（２３）除去手段は、プラズマドライエッチング手段であることを特徴とする上記（１９）から（２１）のいずれかに記載の光学素子の製造装置、（２４）除去手段は、層構造の表層を研磨可能な研磨手段であることを特徴とする上記（１９）から（２１）のいずれかに記載の光学素子の製造装置、を要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光学素子の製造方法によれば、本発明者らが突き止めたヘイズを上昇させる原因となる層である光拡散層を効果的に取り除くことができるから、ヘイズを効率よく抑えた光学素子を得ることができる。
【００２１】
本発明の光学素子の製造方法によれば、光拡散層を取り除く被覆層除去工程の後に、機能性層と機能性層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分を再度焼成する再焼成工程が行われることで、少なくとも機能性層と機能性層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分について、その部分の硬度や耐溶剤性、機能性層と基材との密着性などといった物性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の光学素子の製造方法によれば、液晶の分子をホメオトロピック配向させた状態で固定した層を有するとともに、ヘイズが０．１以下であって透明度を向上させた光学素子を得ることができる。
【００２３】
また本発明の製造方法によって得られた光学素子は、液晶をホメオトロピック配向状態で固定しているものとすることができるので、例えば位相差を制御する素子、光学補償素子等、光の偏光状態を制御するための素子として用いることができるものであり、上記したように光の散乱を抑制できるため、より精緻に位相差を制御する機能を有する素子となる。すると、この製造方法によれば効率よくヘイズが０．１以下の光学素子を製造できるから、このような光学素子を用いることで、より精密に光漏れを低減できる液晶表示装置を製造できるようになり、視野角のより拡大した、そしてコントラストのより向上した、さらに液晶表示画面の色むらの抑制された液晶表示装置を製造することができるようになる。
【００２４】
また、本発明の製造方法によって得られた光学素子は、液晶の分子同士が架橋重合した構造を有するようにすることができるので、複屈折特性が熱による影響を受け難くなる。
また、本発明の光学素子の製造方法によれば、複屈折率層の表面を覆うように等方性層を形成した光学素子を得ることができ、これによっても複屈折特性が熱による影響を受け難くなる。すると、例えば車内のように比較的高温になり易い環境下で使用される光学機器にも用いることができる。更に、耐熱性が比較的高いので、光学機器に設置された液晶パネル中に設けることも可能である。
【００２５】
さらに、本発明の製造方法によって得られた光学素子は、液晶パネルを構成する部材を基材としてこれに複屈折率層を形成することで、一体的に積層形成でき、別体で位相差を制御するためのフィルム材などの部材（位相差制御部材）を設けることなく光学機器を設計することが可能となる。別体で位相差制御部材を設ける際には、これを固定するために粘着剤などを用いる必要があるが、本発明の製造方法によって得られた光学素子によれば、このような粘着剤を不要とすることができるようになり、粘着剤による光の散乱の虞を低減することが可能となる。
【００２６】
本発明の製造方法によって得られた光学素子は、着色層を設けることで、これを液晶表示装置に用いた場合に、着色層を有する部材とは別体の位相差制御部材を設ける必要がなくなり、液晶表示装置を薄型化することができる。
【００２７】
本発明の光学素子の製造方法によれば、ヘイズを上昇させる原因となる物質は表層付近に集まり層状化して光拡散層をなし、その光拡散層を取り除くものであるから、確実にヘイズを低減させることができる。
【００２８】
本発明の光学素子の製造方法は、光拡散層が取り除かれて露出する表面上に積層形成可能な構造体を構成するバインダーを溶媒に溶解させてなるとともに光拡散層を溶解可能であるバインダー溶液を用いたスピンコートにより、光拡散層を取り除くことができる。したがって、この光学素子の製造方法によれば、光学素子に対して構造体を積層するなどといった光学素子へ加工を施す工程が予定されており、その加工を施す工程に用いる溶液が光拡散層を溶解させるものである場合、その溶液を用いてスピンコートすることで光拡散層を取り除くことができる。
具体的には、例えば光拡散層が取り除かれて露出する表面に予め定められたパターンにて構造体としてスペーサーを積層形成する工程が予定されており、そのスペーサーを構成するバインダーを溶媒に溶解させたバインダー溶液が光拡散層を溶解させるものである場合に、そのバインダー溶液を用いてスピンコートすれば、光拡散層の取り除きが可能となる。
そして、このような製造方法によれば、別途溶剤を調整してスピンコートする必要がないばかりか溶剤を洗浄する必要もなく、光学素子を加工する工程を簡略化することができる。
【００２９】
本発明の光学素子の製造装置によれば、本発明の光学素子の製造方法を実施することができるから、ヘイズを低減した光学素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明において製造される光学素子１は、光透過性を有する基材２の表面上に、光の状態を変化させる機能を有し機能性物質を含有する機能性層３を積層して構成される（図１）。
【００３１】
基材２は、光透過性を有する基板２aからなり、基板単層で構成されても、複数種類の基板２aを重ね合わせて多層に構成されてもよい。また、基材２は、基板２ａの両面に機能性層３の上記機能とは異なる機能を有する機能性層４を形成しても、基板２の片面に機能性層４を形成しているものでもよく、基材２が複数の基板２aを備える場合、複数の基板２aの間に機能性層４を形成しているものでもよい（図２（a）、（b））。
【００３２】
基板２aとしては、光学的に等方性のものが用いられることが好ましいが、部分的に遮光性領域等を設けてもよい。また、基板２aの光透過率は、適宜選定可能である。
基板２aとしては、ガラス基板の他、種々の材質からなる板状体を適宜選択できる。具体的には、基板２ａは、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース等からなるプラスチック基板であってもよいし、またさらにポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン等のフィルムを用いることもできる。なお、光学素子を液晶ディスプレイ用に用いる場合には、基板２ａは無アルカリガラスであることが好ましい。また、基板に用いるフィルムとしては、１軸延伸または２軸延伸したフィルム材を用いることが可能であり、フィルム材の内部にリタデーションを有するトリアセチルセルロース（TAC）フィルムなどを用いることもできる。
【００３３】
機能性層３、４は、具体的には、光を複屈折させる機能を有する複屈折率層や、機能性層に入射した光のうち所定範囲の波長の可視光を透過させる着色層や、光を反射させる反射板、偏光板などが具体的に例示される。また、機能性層３、４は、それぞれ基材２全面に設けられるのみならず、基材２表面に部分的に設けられていてもよい。
【００３４】
なお、機能性層３、４に含まれる機能性物質は、機能性層３や機能性層４がこの層を通る光の状態をどのように変更させる機能を有する層であるかに応じてそれぞれ適宜選定される。
【００３５】
この光学素子１は、次に示すようにして製造される。
光学素子１の基材２に形成される機能性層３を構成する機能性物質を含む機能性層組成液を作成する。この機能性層組成液を基材２（基板２ａもしくは機能性層４）表面に塗工して塗工膜を形成し、塗工膜を表面に形成した基材を焼成する。この焼成により、基材２表面の塗工膜は、機能性層３となるが、その機能性層３の表面には、機能性を被覆する機能性層被覆層１８が形成される。この機能性被覆層には、機能性層３を通過した光を拡散させる光拡散層１５が機能性層被服層１８の表層側から機能性層３との界面方向に向かって形成されている（図3）。
そして、機能性層被覆層１８のうち少なくとも光拡散層１５の除去が行なわれる。すなわち、光拡散層１５の形成されている領域にわたって機能性層被服層の表層から機能性層側との界面方向に向かって所定の深さまで層を取り除く。この取り除きには、例えば、機械的な研磨手段による方法や、スピンコート、プラズマドライエッチングなどの方法が用いられる。これらの方法により、機能性被覆層のうち少なくとも光拡散層１５が除去されて、光学素子が製造される。
【００３６】
次に、光学素子１において、機能性層３を構成する機能性物質が液晶で、機能性層３が液晶の分子をホメオトロピック配向した状態で固定した複屈折率層であり、機能性層被覆層として複屈折率層を覆う複屈折率層被覆層が形成される場合を例として、以下に詳細に説明する。なお、この光学素子を、第１の形態の光学素子ということがある。
図４は、本発明の第１の形態の光学素子１ａの断面構造を示す概略図である。
【００３７】
第１の形態の光学素子１（１a）は、ヘイズが０．１以下であり、光透過性を有する基材２と、基材２に設けられた複屈折率層６とからなる。
【００３８】
光学素子１のヘイズは、光学素子１の厚み方向に測定された値である。このヘイズの値は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６に準拠して測定される。
【００３９】
複屈折率層６は、図４に示すように、やや細長な分子形状の液晶５分子をホメオトロピック配向させた状態で液晶５の分子を相互に架橋させてなる架橋高分子構造を形成している。
なお、図４では、便宜上、液晶５の分子同士の結合状態を示す結合手についての図示を省略している。
【００４０】
複屈折率層６は、液晶５分子の架橋度が８０以上程度であることが好ましく、９０以上程度であることがより好ましい。液晶５分子の架橋度が８０より小さいと、均一な配向性を十分に維持できない虞がある。
【００４１】
複屈折率層６では、架橋高分子構造を構成する単位である液晶５分子のチルト角について、複屈折率層６の基材２により近い位置にある液晶（例えば液晶５ａ）分子のチルト角と、この液晶分子に対して複屈折率層６の厚さ方向（矢印Ｌ、Ｍに沿った方向）に最も離れた位置にある液晶（例えば液晶５ｂ）分子のチルト角とが略等しい。この場合、複屈折率層６における液晶５分子各々のチルト角は、この厚さ方向におよそ均一になる。さらに、複屈折率層６は、複屈折率層６における液晶５分子のチルト角を、厚さ方向に亘って各々相等しくしていることがより好ましい。
【００４２】
複屈折率層６は、これを構成する液晶５分子の屈折率異方性により、複屈折率層６に入射してくる光（入射光）に対してリタデーションを生じさせうる。リタデーションは、入射光に対して生じる常光と異常光との光路差であり、リタデーションの大きさは、常光の屈折率ｎｏと異常光の屈折率ｎｅとすると、複屈折Δｎ（ｎｏとｎｅとの差）とｄ（複屈折率層６の膜厚）の積として与えられる。
したがって、複屈折率層６は、液晶５分子の種類、液晶分子の配向の程度、複屈折率層４の膜厚などを適宜選択することにより、液晶５分子の配向特性、リタデーションの大きさを制御することができる。
【００４３】
複屈折率層６は、この厚さ方向のリタデーションの大きさが小さい値であるように構成され、具体的には、リタデーションの大きさが１ｎｍ以下である。
また、複屈折率層６が結晶分子のチルト角が厚さ方向に均一化したものとなれば、均一に結晶分子がホメオトロピック配向した状態となり、均質化した液晶の層状構造が得られる。
より均一に液晶分子がホメオトロピック配向した複屈折率層６を得ようとする観点からしてみると、リタデーションの大きさは１ｎｍ以下であることが好ましく、０．１ｎｍ以下であることがより好ましく、理想的にはゼロであることが好ましい。
【００４４】
複屈折率層６の膜厚は、液晶５分子をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内、具体的には厚さ方向のリタデーションが１ｎｍ以下となる範囲内で適宜選定することが好ましく、リタデーションが０．１ｎｍ程度以下となる範囲内で適宜選定することが更に好ましい。
【００４５】
複屈折率層６を構成する液晶５分子としては、分子構造中に不飽和２重結合を有し、液晶状態で架橋可能なもの（重合性液晶ということがある）が用いられる。したがって、重合性液晶としては分子の末端に不飽和２重結合を有するものが用いられる。
また、液晶５分子としては、その複屈折Δｎが０．０３〜０．２０程度であるものが好ましく、０．０５〜０．１５程度であるものが更に好ましい。このような液晶分子としては、下記式１から式１１で表される化合物を具体例に例示できる。耐熱性の点から好ましくは３次元架橋可能なものが良く、分子の末端に不飽和２重結合を２以上有するものが用いられる。さらに、複屈折率層６を構成する液晶５分子としては、下記化学式（化１）から（化１１）に表される化合物の複数種類が選択されても良い。
【００４６】
【化１】
2006330660.tif 000003
【００４７】
【化２】
2006330660.tif 000004
【００４８】
【化３】
2006330660.tif 000005
【００４９】
【化４】
2006330660.tif 000006
【００５０】
【化５】
2006330660.tif 000007
【００５１】
【化６】
2006330660.tif 000008
【００５２】
【化７】
2006330660.tif 000009
【００５３】
【化８】
2006330660.tif 000010
【００５４】
【化９】
2006330660.tif 000011
【００５５】
【化１０】
2006330660.tif 000012
【００５６】
【化１１】
2006330660.tif 000013
（なお、Xは、４から６の整数である。）
【００５７】
本実施例においては、複屈折率層６は、上記したような液晶５分子と、液晶分子を垂直に配向させる配向剤（垂直配向剤ということがある）などを含む添加剤１１と、溶媒とを配合してなる複屈折率層組成液を基材２表面に塗工して作製された塗膜を、この塗膜中に含まれる液晶分子をホメオトロピック配向させた状態にしつつその液晶５分子同士を架橋させて形成される。なお、複屈折率層６は、各種印刷方法やフォトリソグラフィー法を用いて基材２上にパターニングされて形成されてもよい。
【００５８】
溶媒としては、液晶を溶解させることができるものであれば特に限定されず、トルエンなどの各種有機溶媒を用いることができる。ただし、溶媒は、複屈折率層組成液を塗工する際、基材面に均一な厚みで塗工することができるものであることが好ましい。
【００５９】
複屈折率組成液に含まれる垂直配向剤としては、ポリイミドや、界面活性剤やカップリング剤が具体的に例示される。
【００６０】
垂直配向剤がポリイミドである場合、ポリイミドとしては、具体的には、日産化学社製のＳＥ−７５１１やＳＥ−１２１１、あるいはＪＳＲ社製のＪＡＬＳ−２０２１−Ｒ２等を例示できる。
なお、垂直配向剤として用いるポリイミドとしては、長鎖アルキル基を有するものであることが、光学素子に形成される複屈折率層６の膜厚を広い範囲で選択することができて好ましい。
【００６１】
垂直配向剤が界面活性剤である場合、界面活性剤としては、分子形状が棒状の重合性液晶をホメオトロピック配向させることができるものであればよいが、ただし、複屈折率層の形成の際に液晶を液晶相への転移温度まで加熱する必要があることから、複屈折率層とともに加熱される垂直配向膜を形成する界面活性剤やカップリング剤は、このような転移温度でも分解されない程度の耐熱性を有していることが必要である。また、複屈折率層の形成の際、液晶は有機溶媒に溶解させることから、複屈折率層に接する垂直配向膜を形成する界面活性剤やカップリング剤は、液晶を溶解させる有機溶媒と親和性が高いことが好ましい。このようなものであれば、界面活性剤はノニオン系、カチオン系、アニオン系等の種類を限定されず、１種類の界面活性剤のみを用いてもよいし、複数種の界面活性剤を併用してもよい。カップリング剤も界面活性剤の場合と同様に種類に限定されず、複数種を併用してもよい。
【００６２】
界面活性剤について、複屈折率層６の膜厚を厚くしても重合性液晶をホメオトロピック配向させるには、界面活性剤は撥水性又は撥油性の強いものが好ましい。そのような界面活性剤としては、たとえば、（ａ）アルキル鎖又は長鎖アルキル側鎖を有しているもの、（ｂ）アルキル鎖又は長鎖アルキル側鎖を有し、かつ、アルキル鎖の少なくとも一部、又は長鎖アルキル側鎖の少なくとも一部がフッ素置換されているもの、又は、（ｃ）側鎖を有する界面活性剤であって、側鎖にフッ素原子が含有されているもの、などを挙げることができる。
【００６３】
具体例には、撥水性又は撥油性が強い界面活性剤としては、（ｉ）レシチン、（ii）オクタデシルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）アンモニウムクロライド、（iii）ヘキサデシルアミン、（iv）アデカミン４ＤＡＣ−８５（旭電化工業社製の界面活性剤の商品名）、（ｖ）ドライポン６００Ｅ（日華化学社製の界面活性剤の商品名）、（vi）ドライポンＺ−７（日華化学社製の界面活性剤の商品名）、及び、（vii）ＮＫガード  ＮＤＮ−７Ｅ（日華化学社製の界面活性剤の商品名）等が挙げられる。
【００６４】
垂直配向剤がカップリング剤である場合、カップリング剤としては、具体的には、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ｎ−ドデシルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどのシラン化合物を加水分解して得られるシランカップリング剤が挙げられる。
【００６５】
複屈折率層６の液晶の分子をより強くホメオトロピック配向させるものとしては、フッ素系シランカップリング剤を挙げることができる。
具体的には、パーフルオロアルキルシラン、ペンタフルオロアルキルシラン、ペンタフルオロフェニルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H,-パーフルオロデシルトリメトキシシラン、1H,1H,2H,2H,-パーフルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2H,-パーフルオロオシルトリメトキシシラン、1H,1H,2H,2H,-パーフルオロオシルトリエトキシシラン、３−（ペプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−（ペプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン等のフッ素系シラン化合物を加水分解して得られるフッ素系シランカップリング剤が挙げられる。
【００６６】
なお、複屈折率組成液には、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤が添加されてもよい。
【００６７】
光重合開始剤としては、例えば、ベンジル（もしくはビベンゾイル）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオサントン等を挙げることができる。
【００６８】
複屈折率層組成液に光重合開始剤が配合される場合、光重合開始剤の配合量は、０．０１〜１０重量％である。なお、光重合開始剤の配合量は、液晶分子の配向をできるだけ損なわない程度であることが好ましく、この点を考慮して、０．１〜７重量％であることが好ましく、０．５〜５重量％であることがより好ましい。
【００６９】
また、複屈折率層組成液に増感剤が配合される場合、増感剤の配合量は、液晶分子の配向を大きく損なわない範囲で適宜選択でき、具体的には０．０１〜１重量％の範囲内で選択される。
また、光重合開始剤及び増感剤は、それぞれ、１種類のみ用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
【００７０】
本実施例においては、光学素子１は、次に示すように製造できる。
まず、重合性液晶である液晶５と添加剤１１とを溶媒に溶解して複屈折率層組成液を調整する。
複屈折率層組成液を光透過性を有する基材２の表面に、ダイコート、バーコート、スライドコート、ロールコート等といった各種印刷法やスピンコートなどの方法で基材２上に塗工膜を作製し、次いでその塗工膜を乾燥させる。
そして、複屈折率層組成液の塗布された基材を乾燥させることにより、複屈折率層用塗膜が形成される。複屈折率層組成液の塗布された基材の乾燥は、減圧乾燥によって減圧状態下で行われる他、大気圧下で行われてもよいが、大気圧下で自然乾燥されることが、より均一にホメオトロピック配向した液晶分子が形成されるようになることから好ましい。
【００７１】
なお、基材表面の撥水性又は撥油性が高い場合には、液晶をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内でＵＶ洗浄やプラズマ処理を介在させることにより、複屈折率層組成液を塗布しようとする基材面の濡れ性を予め高めてもよい。
【００７２】
次に、複屈折率層用塗膜に含まれる液晶を、例えば次に示すようにホメオトロピック配向させる（図５（a））。
すなわち、複屈折率層用塗膜を加熱して、複屈折率層用塗膜の温度を、この塗膜中の液晶が液晶相となる温度（液晶相温度）以上、この塗膜中の液晶が等方相（液体相）となる温度未満にすることで、液晶をホメオトロピック配向させる。このとき複屈折率層用塗膜の加熱手段は、特に限定されず、加熱雰囲気下におく手段でもよいし、赤外線で加熱する手段でもよい。
【００７３】
なお、液晶をホメオトロピック配向させる方法は、上記方法による他、複屈折率層用塗膜に含まれる液晶やこの塗膜の状態に応じ、複屈折率層用塗膜を減圧乾燥する方法によっても、複屈折率層用塗膜に対して所定方向から電場や磁場を負荷する方法によっても実現可能である。
【００７４】
複屈折率層用塗膜を減圧乾燥することによって、液晶をホメオトロピック配向させる場合には、減圧状態とすることで複屈折率層用塗膜を過冷却状態にすることでき、複屈折率層用塗膜中の液晶をホメオトロピック配向させた状態を保持したままこの塗膜を室温までさらに冷却できる。すると、液晶を架橋反応させるまで、効率よく液晶をホメオトロピック配向させた状態が維持される。
【００７５】
複屈折率層用塗膜中においてホメオトロピック配向した液晶は、次にしめすように架橋反応される。
【００７６】
この架橋反応は、液晶の感光波長の光を複屈折率層用塗膜に照射することで進行する（方法Aという）。このとき、複屈折率層用塗膜に照射する光の波長は、この塗膜中に含まれている液晶の種類に応じて適宜選択される。なお、複屈折率層用塗膜に照射する光は、単色光に限らず、液晶の感光波長を含む一定の波長域を持った光であってもよい。
【００７７】
また、液晶の架橋反応は、複屈折率層用塗膜を液晶相温度まで加熱しながら液晶の感光波長の光を塗膜に照射して架橋反応を部分的に進行させ（部分的架橋工程という）、部分的架橋工程の後、液晶が結晶相となる温度（Ｔｃ）まで複屈折率層用塗膜を冷却し、この状態でさらに感光波長の光を複屈折率層用塗膜に照射して架橋反応を進行させて完了させる方法（方法Ｂという）で実施されてもよい。なお、上記した温度Ｔｃは、架橋反応を進行させる前の複屈折率層用塗膜において液晶が結晶相となる温度である。
【００７８】
部分的架橋工程では、温度Ｔｃまで複屈折率層用塗膜を冷却しても、その塗膜中に含まれる液晶のホメオトロピック配向性が維持される程度に、架橋反応が進行している。したがって、部分的架橋工程における架橋反応の進行の程度は、複屈折率層用塗膜中の液晶の種類や、その塗膜の膜厚などに応じて適宜選択されるが、おおよそ、部分的架橋工程では液晶の架橋度が５〜５０となるまで架橋反応を進行させることが好ましい。
【００７９】
上記方法Aや方法Bは、空気雰囲気下で実施される。
この場合、液晶の架橋反応は、液晶が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも１〜１０℃低い温度まで複屈折率層用塗膜を加熱しながら行なわれることが好ましい。こうすることで、この架橋反応の際に液晶のホメオトロピック配向の乱れを低減することができる。また、この観点から、架橋反応を行なう温度は、液晶が液晶相から等方相へ相転移する温度よりも３〜６℃低い温度であることがより好ましい。
【００８０】
液晶の架橋反応が、空気雰囲気下で行なわれる場合は、空気中の酸素により液晶の架橋反応が多少阻害されることで、液晶の架橋反応速度は複屈折率層用塗膜の空気界面近傍程緩やかになり、液晶の表面層に架橋反応されない液晶の分子の存在する部分を形成させることができる。
【００８１】
液晶分子の架橋された複屈折率層用塗膜が積層された基材は、オーブン装置などの焼成装置に導入されて、圧力が大気圧、空気雰囲気の条件下で焼成される。焼成の温度は、200〜250℃であるが、220〜230℃であることが焼成後に機能性層と機能性層被服層との層の境界が明確になる観点から好ましい。焼成の時間は、30〜150分であるが、焼成の温度についての上記観点と同様の観点から、60〜120分であることが好ましい。
【００８２】
なお、複屈折率層用塗膜が積層された基材の焼成にあたり、基材を水平に保ちつつ焼成装置へ導入されて焼成されることが好ましい。複屈折率層用塗膜に含まれる液晶がホメオトロピック配向した状態を形成しても、基材が斜めに傾いた状態になると、液晶の分子の自重によって液晶の配向が基材面に対して斜めに傾斜してしまい、液晶のホメオトロピック配向に乱れを生じる虞がある。
【００８３】
この焼成の際、液晶５分子が架橋されて配向性を維持した液晶を備えた層である複屈折率層６を被覆するように機能性層被覆層１８としての複屈折率層被服層が形成される。この複屈折率層被覆層では、その表層から複屈折率層被覆層と複屈折率層との界面に向かって、光を拡散させる光拡散層１５が形成され、さらに光拡散層１５と複屈折率層６との間にはこれらと異なる層が介在して介在層１６を形成しており、この介在層１６は、架橋されない状態の液晶分子が焼成時の加熱により液晶相から等方相へと相転移してそのまま層状に固定形成される等方性層１７である（図５（b））。なお図５において、符号２０は、液晶５分子が架橋した際の結合手を示す。
光拡散層１５は、複屈折率層６や等方性層１７よりもヘイズが高く、その組成が複屈折率層６や等方性層１７とは異なっている。この光拡散層１５は、複屈折率層６を形成するために用いた低分子量成分や垂直配向剤などの添加剤が、焼成前には複屈折率層用塗膜内部に分散されていたが、焼成時に複屈折率層用塗膜の表面側へ染み出し、焼成時に形成される複屈折率層被覆層の表層位置で層状に形成されたものであると考えることができる。
【００８４】
液晶の架橋反応においては、上記方法Aや方法Bは、空気雰囲気下に限られず、不活性ガス雰囲気中でも実施できる。
この場合、液晶の架橋反応は、加熱せずに感光波長の光が塗膜に照射されることで行なわれる。なお、この架橋反応では、複屈折率層用塗膜を液晶相温度にまで加熱しながら液晶の感光波長の光が塗膜に照射されることで行なわれてもよい。
【００８５】
ただ、液晶の架橋反応が不活性ガス雰囲気下で行われる場合よりも、空気雰囲気下で行われる場合のほうが、架橋反応を行なう工程を実施するための設備を簡略化でき、光学素子の製造コストを抑制できる観点からは好ましい。
【００８６】
また、液晶の架橋反応が不活性ガス雰囲気下で行なわれる場合は、空気雰囲気下で行なわれる場合に比べ、ほぼ完全に架橋反応を進行させることができる（図５（c））。不活性ガス雰囲気下で液晶を十分架橋反応を進行させた複屈折率層用塗膜を形成した基材を焼成されると、複屈折率層の表面を被覆するように、複屈折率層被覆層が形成される。このとき、複屈折率層被覆層には、光拡散層１５が形成されているが、等方性層は殆ど形成されない。
【００８７】
焼成されて複屈折率層６を形成した基材は、次に示すように、複屈折率層被覆層の表層より所定の深さまでの部分を取り除くことで、少なくとも光拡散層１５を取り除かれ、光学素子が製造される。
光拡散層は、研磨手段を用いる方法やスピンコート、プラズマドライエッチングなどの方法を用いて取り除かれる。
【００８８】
研磨手段で光拡散層１５を取り除く場合、テープ研磨やラッピング研磨などの方法を用いることができる。具体的には、フィルムなど光拡散層１５に当接させ、光拡散層１５に外部より物理的な応力を与えて当接部位を擦るようにすることで、光拡散層１５が機械的に取り除かれる。
【００８９】
スピンコートで光拡散層１５を取り除く場合、複屈折率層被覆層を形成した基材の光拡散層１５を溶解させる溶剤を摘下し、基材を回転させて遠心力を与え、この遠心力を通じて光拡散層１５表面全体に溶剤をいきわたらせて光拡散層１５を溶解し、さらに複屈折率層被覆層を形成した基材を洗浄することで、光拡散層１５が溶解して取り除かれる。
【００９０】
また、スピンコートで光拡散層１５を取り除く場合においては、溶剤に換えて、バインダーを溶媒に溶解させたバインダー溶液を用いてもよい。
【００９１】
ここで、光学素子は、基材に複屈折率層と複屈折率被覆層が積層され複屈折率被覆層から光拡散層が取り除かれたもの（光拡散層被除去体という）として得られ、光拡散層が取り除かれて露出する表面上に加工を施されて液晶表示装置に組み込まれて用いられる場合がある。その一例として、柱状体（スペーサー）などの構造体が予め定められたパターンで光拡散層被除去体に積層形成されることにより光学素子に加工が施されて液晶表示装置に組み込まれる場合がある。
バインダーは、このように光拡散層被除去体に構造体が形成されることで光学素子の加工が施される際においてその構造体を構成するもの（組成物質）であり、バインダーとしては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド等、種々の光硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂、あるいは２液硬化型樹脂を用いることができる。このようなバインダーとして、より具体的には、カラーフィルター用着色レジスト、ブラックマトリクス用レジスト、スペーサー用レジストや、保護膜用レジストが挙げられる。溶媒としては、PGMEA（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）などを用いることができる。
【００９２】
なお、上記バインダー溶液を用いる場合、焼成されて複屈折率層６を形成した基材は、スピンコートにより光拡散層１５を取り除かれ、複屈折率層６上にバインダー溶液が塗布された状態を形成し、その状態のまま減圧乾燥され、ホットプレート上で焼成されてもよい。また、さらに、焼成されて複屈折率層６を形成した基材に対して、ホットプレート上で焼成された後、光又は熱によりバインダー溶液を硬化させて層を形成させる処理が行われてもよく、その際に、形成される層に現像などによってパターンが形成されてもよい。
【００９３】
プラズマドライエッチングで光拡散層１５を取り除く場合、プラズマドライエッチング装置における排気口を有する真空容器内にエッチングガスとしての酸素を導入し、ここに高周波電圧を印加してエッチングガス（酸素）を励起してプラズマを発生させ、プラズマによりラジカルなどを生成させて、これらラジカルなどを光拡散層１５に衝突させるとともに光拡散層１５を構成する物質と反応して揮発性物質が生成し、生成した揮発性物質を排気口より外部に排気する事により光拡散層１５が取り除かれる。
また、プラズマドライエッチング装置としてはバレル型、平行平板型、ダウンフロー型など装置を適宜採用することができる。
【００９４】
上記したような光拡散層１５を取り除くための方法、すなわち研磨手段を用いる方法、スピンコート、プラズマドライエッチングなどの各方法は、適宜組合わせて用いられても良い。
【００９５】
こうして、光学素子は、機能性層３としての複屈折率層６、あるいは、介在層１６としての等方性層１７が表面に露出して形成される。
【００９６】
本発明の製造方法によれば、光拡散層１５の取り除かれた光学素子を得ることができる。すなわち、基材２の表面に複屈折率層６のみを形成している光学素子や、複屈折率層６を被覆するように等方性層１７を形成している光学素子を得ることができる。
そして、上記したように光を拡散させる原因となる層である光拡散層１５を取り除くことで、光学素子のヘイズを低めることができる。また、そして光学素子において光の状態を変化させる機能は複屈折率層によるものであるので、光拡散層１５を取り除くことによってその機能が低下する虞は殆どない。
【００９７】
この製造方法によれば、複屈折率層を被覆するように等方性層１７を形成している光学素子が得られる。このとき、この等方性層１７により、外部からの応力により複屈折率層に傷が入ったり、外部から熱を受けることで複屈折率層の層に歪みが生じたりする虞を抑制することができ、外力や熱に対して耐性のある光学素子を得ることができる。
【００９８】
なお、複屈折率層と光拡散層１５との間に等方性層１７が形成されている場合、この等方性層１７は光拡散層１５と同様にして取り除かれてもよい。こうすることで、基材の表面に複屈折率層のみが形成されている光学素子を得ることができ、光学素子の厚みを薄くすることができる。
【００９９】
また、本発明の製造方法では、上記のようにして基材に複屈折率層と複屈折率層被覆層を形成して複屈折被覆層に形成される光拡散層の取り除かれたもの（光拡散層被除去体）を作製した後、複屈折率層と複屈折率層被覆層からなる層より光拡散層を除いた部分を再度焼成（再焼成）する工程（再焼成工程）が実施されてもよい。
【０１００】
再焼成工程は、光拡散層被除去体をオーブン装置などの焼成装置に導入して焼成すること等により具体的に実施できる。
【０１０１】
再焼成工程において、再焼成は、温度が200℃〜250℃で行われることが好ましく、210℃〜240℃で行われることが更に好ましい。再焼成を行う温度が200℃よりも低い場合、複屈折率層の硬化が不十分になる虞があり、再焼成を行う温度が250℃よりも大きい場合、複屈折率層が黄色く変色してしまう虞が高くなる。
再焼成を行う時間は20分〜90分であることが好ましく、30分〜60分であることが更に好ましい。再焼成を行う時間が20分よりも短い場合、複屈折率層の硬化が不十分となる虞を生じ、再焼成を行う時間が90分以上では複屈折率層が黄色く変色する虞が高くなる。
【０１０２】
この製造方法では、再焼成工程が行われることで、基材面に形成された複屈折率層がより硬化してその硬度が一層向上し、塗工膜上にITO電極を積層する際に複屈折率層がひび割れ難くなり（耐ITO性）、さらに複屈折率層の耐溶剤性、密着性も向上する。
【０１０３】
本発明の製造方法で製造される第１の形態の光学素子には、基材と複屈折率層との間に垂直配向膜を介在させてもよい（図６）。なお、このように構成した光学素子を第２の形態の光学素子ということがある。
【０１０４】
第２の形態の光学素子１bは、基材２の表面に、液晶の分子を垂直に配向させる配向膜として垂直配向膜１２を設けるとともに、垂直配向膜１２上に複屈折率層６を積層している。
【０１０５】
垂直配向膜１２は、ポリイミドを含む液を膜組成液として用い、この膜組成液をフレキソ印刷やスピンコート等の方法で塗布したものを硬化させて形成される。
また、ポリイミドを含む膜組成液としては、具体的には、第１の形態の光学素子における複屈折率層６を形成する際に用いたものと同様であり、日産化学社製のＳＥ−７５１１やＳＥ−１２１１、あるいはＪＳＲ社製のＪＡＬＳ−２０２１−Ｒ２等を例示できる。
【０１０６】
垂直配向膜３は、その膜厚が０．０１〜１μｍ程度の範囲であることが好ましい。垂直配向膜３の膜厚が、０．０１μｍよりも薄いと、液晶をホメオトロピック配向させることが困難になる虞がある。また、垂直配向膜３の膜厚が１μｍよりも厚いと、この垂直配向膜３自体が光を乱反射させて光学素子の光透過率が大きく低下する虞がある。
【０１０７】
なお、垂直配向膜３は、ポリイミドを用いて形成される場合に限られず、この他、界面活性剤やカップリング剤を用いて形成されていてもよい。
界面活性剤やカップリング剤としては、第１の形態の光学素子における複屈折率層６を形成する際に用いたものと同様のものを用いることができる。
【０１０８】
基材２、複屈折率層６は、第１の形態の光学素子１aにおける基材、複屈折率層と同様に構成される。
【０１０９】
ただし複屈折率層６は、垂直配向膜１２上に形成されているから、液晶５分子は、垂直配向膜１２に近い位置にあるほど、強くホメオトロピック配向した状態となる。そして液晶５分子が垂直配向膜１２から離れた位置にあると、ホメオトロピック配向が弱くなる。すなわち、垂直配向膜１２から離れた位置にある液晶５分子についても強くホメオトロピック配向した状態となる場合には、複屈折率層６は、結晶５分子のチルト角が均一化したものとなり、均一に液晶５分子がホメオトロピック配向した状態となる。
【０１１０】
第２の形態の光学素子１は、次に示すように製造できる。
まず、上記したような材料を用いてポリイミドを含む膜組成液を調整し、これを光透過性を有する基材の面に、フレキソ印刷やスピンコートなどの方法で塗布して垂直配向膜用塗膜を作製し、さらにこの垂直配向膜用塗膜を硬化させることにより、基材に垂直配向膜の形成された垂直配向膜形成基材を得る。
【０１１１】
次に、重合性液晶である液晶とポリイミドとをトルエンなどの溶媒に溶解して複屈折率層組成液を調整する。これをなお、溶媒としては、複屈折率層組成液を塗工する際、垂直配向膜３に均一な厚みで塗工することができるものが用いられることが好ましい。
【０１１２】
複屈折率層組成液における液晶５分子の配合量は、塗工方法、膜厚、溶媒の種類等に応じて異なるが、１０〜５０重量％の範囲内であることが好ましい。
また複屈折率層組成液においては、側鎖にアルキル基を有するポリイミドと液晶との配合比率が重量比率で１／７から１／３である。複屈折率層組成液におけるポリイミドの配合量は、重合性液晶の総量に対して１２．５〜２５重量％とすることが好ましく、１５〜２２．５重量％とすることが更に好ましい。ポリイミドの配合量が、１２．５重量％より小さいと、十分均一にホメオトロピック配向した複屈折率組成物を得ることが困難になる虞があり、２５重量％よりも大きいと、光の透過率が低下する虞がある。
【０１１３】
この複屈折率層組成液をダイコート、バーコート、スライドコート、ロールコート等といった各種印刷法やスピンコートなどの方法で垂直配向膜形成基材に塗布し、複屈折率層組成液の塗布された基材を乾燥させることにより、複屈折率層用塗膜が形成される。このとき、複屈折率層組成液の塗布された基材は大気圧下で自然乾燥される。
なお、垂直配向膜形成基材表面の撥水性又は撥油性が高い場合には、第１の形態の光学素子を製造する場合と同様に、液晶をホメオトロピック配向させることが可能な範囲内でＵＶ洗浄やプラズマ処理を介在させることにより、複屈折率層組成液を塗布しようとする垂直配向膜形成基材面の濡れ性を予め高めてもよい。
【０１１４】
そして、複屈折率層用塗膜に含まれる液晶を、第１の形態の光学素子の製造方法と同様にして、ホメオトロピック配向させ、架橋反応、焼成し、そして光拡散層１５が取り除かれて、第２の形態の光学素子が製造される。
【０１１５】
本発明の製造方法により製造される第１の形態や第２の形態の光学素子１では、複屈折率層４が液晶５をホメオトロピック配向させた状態を保持しつつ架橋重合化した構造を有することから、この複屈折率層４の厚さ方向をｚ軸にしてｘｙｚ直交座標を想定したとき、ｘ軸方向の屈折率ｎｘ とｙ軸方向の屈折率ｎｙ はほぼ同じ値になり、ｚ軸方向の屈折率ｎｚは、屈折率ｎｘ 、ｎｙ よりも大きくなるようにすることができる。したがって、光学素子１は、複屈折率層４を、屈折率がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙであるような複屈折率特性を有する層、すなわちその厚さ方向（ｚ軸方向）に光軸を有するとともに１軸性の複屈折率特性を有する層とすることができて、いわゆる「＋Ｃプレート」として機能させることができ、光のリタデーションに対して光学補償することができる位相差制御機能を有する部材として機能させることができる。
【０１１６】
第１の形態や第２の形態の光学素子１は、液晶の分子をホメオトロピック配向させた状態で固定した層を有するとともに、ヘイズが０．１以下である。
したがって、この光学素子は、厚み方向の透明度を向上させたものであり、光学素子の厚み方向に、屈折率の不連続な部分の発生が抑えられており、光学素子を厚み方向に通過する光の散乱、拡散を抑制できる。
【０１１７】
本発明の製造方法により得られる光学素子は、液晶をホメオトロピック配向させた状態で固定しているので、例えば位相差を制御する素子、光学補償素子等、光の偏光状態を制御するための素子として用いることができるものであり、上記したように光の散乱を抑制できることとあわせると、より精緻に位相差を制御する機能を有する素子となる。すると、この光学素子によれば、より精密に光漏れを低減できる液晶表示装置を製造できるようになり、視野角のより拡大した、そしてコントラストのより向上した、さらに液晶表示画面の色むらの抑制された液晶表示装置を製造することができるようになる。
【０１１８】
また本発明の製造方法により得られる光学素子１は、複屈折率層６が架橋した構造を有している場合、熱による複屈折特性への影響も低減でき、耐熱性を向上させたものとなる。特に、複屈折率層６を被覆するように等方性層１７が形成されていると、耐熱性の向上の効果は大きい。
【０１１９】
本発明の製造方法により得られる光学素子１によれば、液晶パネルを構成する部材に一体的に積層形成することができ、別体で位相差制御部材を設けることなく光学機器を設計することが可能となる。
【０１２０】
本発明の製造方法により得られる第１の形態や第２の形態の光学素子においては、基材２が機能性層４を形成しており、機能性層４が、複屈折率層とは異なる屈折率特性を有する異複屈折率層であるように構成されてもよい（第３の形態という）
【０１２１】
第３の形態の光学素子１cでは、図７に示すように、基材２は、機能性層４としての異複屈折率層１３と基板２と備えている。
【０１２２】
第３の形態の光学素子１cにおいて、異複屈折率層１３は、第１の形態あるいは第２の形態における複屈折率層の複屈折率特性（+Ｃプレート）とは異なる複屈折率特性を有する層である。
具体的には、異複屈折率層１３は、上記した屈折率がｎｚ＝ｎｘ＜ｎｙあるいはｎｚ＝ｎｙ＜ｎｘであるような複屈折率特性を有する層、いわゆる「+Ａプレート」として機能する層であってもよく、また、上記した屈折率がｎｚ＜ｎｘ＝ｎｙであるような複屈折率特性を有する層、いわゆる「-Ｃプレート」として機能する層であってもよい。
【０１２３】
なお、上記したいわゆる「+Ａプレート」として機能する層は、液晶を水平配向させることが可能な樹脂材料などにより、基材面上や複屈折率層上に水平配向膜形成用塗膜を形成し、水平配向膜形成用塗膜の表面をラビング処理や光配向処理を施すことによって水平配向膜を得て、液晶を溶媒に溶解させた溶液を水平配向膜上に塗工してホモジニアス配向の状態で固定することにより得ることができる。
【０１２４】
また、上記したいわゆる「-Ｃプレート」として機能する層は、液晶とカイラル剤を溶媒に溶解させて得られた溶液を基材面上や複屈折率層上に塗工し固定することで形成されうる。
【０１２５】
カイラル剤は、液晶の分子を螺旋状に配向させるために添加されるが、液晶の分子が近紫外線領域の螺旋ピッチをとると選択反対現象により特定色の反射色を生じることから、カイラル剤の配合量は、選択反対現象が紫外領域になるような螺旋ピッチが得られるような量とすることが好ましい。
【０１２６】
第３の形態の光学素子は、基材２として、異複屈折率層１３と基板２aと備えているものを用いる他は、第１の形態や第２の形態の光学素子と同様にして製造される。
【０１２７】
本発明の製造方法により製造される第３の形態の光学素子は、複屈折率特性の異なる層を積層するので、光学素子を備えた液晶表示装置を製造した場合に、液晶表示装置を通過した通過光を認識する際、通過光のリタデーションの大きさが通過光を看る者の位置に応じて変化することをより効率よく抑えることができる。
【０１２８】
本発明の製造方法により得られる第１の形態、第２の形態、第３の形態の光学素子においては、基材２あるいは光学素子の表面に着色層が形成されて構成されてもよい（第４の形態という）
【０１２９】
第４の形態の光学素子として、第２の形態の光学素子における基材２の基板２aに、機能性層４として着色層７を形成している場合を例として説明する（図８（ａ））。
図８（ａ）は、第４の形態の光学素子の実施例における断面構造を示す概略図である
【０１３０】
光学素子１ｄにおいては、基材２は、基板２ａの片面に着色層７を形成している。着色層７は、所定波長領域の可視光を透過する着色画素部８と、遮光部９（ブラックマトリクスあるいはＢＭということがある）とからなる。
【０１３１】
着色画素部８は、赤色、緑色、青色各々について各色の波長帯の光を透過させる着色画素（それぞれ赤色着色画素８ａ、緑色着色画素８ｂ、及び青色着色画素８ｃという）を所定のパターンで配置して形成される。着色画素部８を構成する赤色着色画素８ａ、青色着色画素８ｂ、緑色着色画素８ｃの配置形態としては、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型等種々な配置パターンを選択することができる。
また、これらの着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）に代えて、各色の補色の波長帯の光を透過させる着色画素を用いることも可能である。
【０１３２】
着色画素部８は、各色の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）毎に、着色画素の着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液の塗膜を、例えばフォトリソグラフィー法で、所定形状にパターニングすることで形成される。
【０１３３】
なお、着色画素部８は、フォトリソグラフィー法のほか、各色の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）毎に、着色材料分散液を所定形状に塗布することによっても形成できる。
【０１３４】
遮光部９は、着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）同士の重なり合いを防止するとともに、着色画素間の隙間を埋めて、近接する着色画素間からの光の漏れ（漏れ光）を抑制し、また、光学素子をアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置用部材に用いた場合におけるアクティブ素子の光劣化等を抑制する。
【０１３５】
したがって、遮光部９は、基板２ａ面上に着色画素の配置される位置に対応する領域を、個々の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）ごとに平面視上区画化するように形成される。そして、各色の着色画素（８ａ、８ｂ、８ｃ）は、それぞれ、遮光部９により区画化された基板２a面上の領域の形成位置に応じて、平面視上その領域を被覆するようにして配置される。
【０１３６】
遮光部９は、例えば、金属クロム薄膜やタングステン薄膜等、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜を所定形状に基板面にパターニングすることにより、形成することができる。また、遮光部は、黒色樹脂等の有機材料を所定形状に印刷することによりを形成することも可能である。
【０１３７】
着色層７は、上記したように、着色画素を複数色備える場合に限定されず、着色画素を単色備えて構成されてもよい。この場合、着色層７は、遮光部９を備えなくてもよい。
【０１３８】
第４の形態の光学素子は、基材２として、着色層７と基板２aと備えているものを用いる他は、第１の形態や第２の形態、第３の形態の光学素子と同様にして製造される。
【０１３９】
なお、上記第４の形態の光学素子の説明では、着色層７を構成する着色画素部８、遮光部９の全てが基板に設けられている場合を実施例として説明したが、これに限定されず、図５（ｂ）に示すように、着色層のうち遮光部９のみを基板２aに形成したものを基材２とした光学素子でもよい。この場合、この光学素子は次のように製造できる。
まず、第１の形態や第２の形態、第３の形態の光学素子の製造方法と同様にして、複屈折率層４を積層された基材２を得る。そして、更に、複屈折率層４あるいは等方性層１７の表面上に、着色画素部８を形成することにより、この光学素子が製造される。
【０１４０】
第４の形態の光学素子によれば、複屈折率層４は、基材2ａ上の着色層７を被覆することができる。そうすると、複屈折率層４の耐熱性が比較的高いことから、垂直配向膜３や複屈折率層４で被覆される着色画素部８の耐熱性も向上させることができる。
【０１４１】
なお、光学素子が着色層を備える場合にあっては、上記したほか、図５（ｃ）に示すように、着色層７は光学素子１ａの複屈折率層４の上に積層されてもよい。
この場合、このような光学素子は、第１の形態や第２の形態、第３の形態の光学素子を製造し、これに着色層を形成することで製造される。
【０１４２】
上記したような各光学素子１の製造方法は、次に示すような製造装置を用いて実行できる。
製造装置は、基材２表面に塗工膜を形成する塗工膜形成手段と、基材２に形成される塗工膜を機能性層３と機能性層被覆層１８を積層した層構造となす機能性層形成手段と、機能性層被覆手段のうち少なくとも光拡散層１５を取り除く表層除去手段とを備え、機能性層形成手段に表層除去手段を接続して構成されている。
【０１４３】
塗工膜形成手段は、光透過性を有する基材２を載置する載置容器と、機能性物質を含む機能性層組成液を載置台上の基材２の表面に塗工可能な塗工部と、載置容器内の気体を脱気する脱気機構とを有する。塗工部としては、具体的にはスピンナーやバーコート装置などを用いることができる。脱気機構としては、容器を密閉する蓋体と、容器に接続された真空ポンプとを有する減圧機構が具体的に例示される。
【０１４４】
機能性層形成手段は、塗工膜を形成した基材を焼成する焼成部を有する。
なお、焼成部としては、オーブン装置などの焼成装置を具体的に例示できる。
【０１４５】
また、機能性層組成液が、重合性を有する液晶と、液晶の分子に配向性を付与する配向剤を含有する添加剤とを含んでいる場合においては、機能性層形成手段は、塗工膜に含まれる液晶の分子に配向性を付与する配向付与部と、塗工膜に紫外線を照射する光照射部とを備える。
【０１４６】
配向付与部としては、赤外線ヒーターなどの加熱部と温度センサを備えた加熱装置を具体的に例示できる。この加熱装置では、温度センサが塗工膜の温度を計測し、計測された塗工膜の温度が液晶相温度と液体相となる温度の間になるまで、加熱部は塗工膜を加熱する。こうすることで、塗工膜に含まれる液晶がホメオトロピック配向される。
【０１４７】
光照射部としては、紫外線ランプが具体的に例示される。
【０１４８】
機能性層形成手段は、塗工膜の周囲を空気もしくは不活性ガスで充たすガス充填部を備えてもよい。ガス充填部としては、基材を載置して密閉可能な容器と、容器に接続されて空気もしくは不活性ガスなどのガスを容器に導入するガス導入装置と、容器に接続されて容器内のガスを排出するガス排出装置とを備えるとともに、容器に対するガス導入装置やガス排出装置の接続部位にガスの導入量や排出量を制御するバルブを夫々設けて構成されたものが具体的に例示される。なお、この場合、光照射部は、塗工膜の周囲を空気もしくは不活性ガスで充填された状態で塗工膜に紫外線を照射可能に配設される。これは、例えばガス充填部の容器内に光照射部としての紫外線ランプを配設することで具体的に実現できる。
【０１４９】
表層除去手段は、基材に形成された層構造の表層を機能性層と機能性層被覆層との界面に向かう方向に取り除く除去部と、取り除かれた表層の量に応じて除去部の作動を停止させる停止部とを有する。
【０１５０】
除去部としては、化学的機械研磨装置（ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing））などの研磨装置、スピンコート装置、プラズマドライエッチング装置などが具体的に例示できる。なお、これらは適宜組合わされてもよい。
【０１５１】
例えば、除去部が、化学的機械研磨装置である場合、基板を層構造を下向きに支持する支持部材と、支持台下方から研磨パッドを押当てる押当部材と、研磨スラリー（研磨剤）を研磨パッドに滴下する研磨スラリー滴下部と、支持部材と押当部材互いに逆方向に回転させる回動機構を備える。このとき、研磨される基材に形成された層構造の表面を下向きに研磨パッドに押しつけ、研磨パッドに研磨剤を研磨スラリー滴下部から滴下し、基材と研磨パッドが互いに逆回転に回転することで、研磨剤の化学的作用と機械的作用を利用して基板に形成された層構造の表面が取り除かれる。
【０１５２】
また例えば、除去部が、スピンコート装置であるような場合、除去部には、基板を回動可能に支持する支持部と、層構造の表層を溶解可能な溶解液を層構造より取り除かれる表層の量に応じて滴下する滴下部と、基板を回動させて溶解液を基板面上に拡散可能に制御する回動制御部と、表層を乾燥させる乾燥部とが備えられる。
【０１５３】
停止部は、基材に形成された層構造の表層より、機能性層と機能性層被覆層との界面方向に向かって、取り除かれた表層の量を認識して、その量が所定量に到達すれば除去部の動作を停止させる。
停止部は、ヘイズ値記憶手段を備えたヘイズ測定装置と、除去部の作動電源スイッチとを備えて構成されていてもよい。ヘイズ値記憶手段には、予め定められたヘイズの値が記憶されている。そして除去部の作動電源スイッチは、除去部の作動後、ヘイズ測定装置によって計測されるヘイズの値が予め定められた値を下回った場合にＯＦＦ状態となる。すると、ヘイズの値を上昇させる光拡散層が取り除かれた場合に予想されるヘイズの値を予めヘイズ値記憶手段に記憶させておけば、光拡散層が除去された場合に除去部の動作が停止するように表層除去手段を構成することができる。
【０１５４】
本発明の製造方法にて製造される光学素子につき、機能性層として複屈折率層が形成される場合を例として上記のように詳細に説明したが、本発明の製造方法では、機能性層として着色層が形成されている光学素子が製造されてもよい。この場合、本発明の製造方法により製造される光学素子に形成される着色層は、上記第４の形態の光学素子における着色層と同様に構成されており、すなわちRGB各色の着色画素からなる着色画素部と、遮光部とから構成されている。
【０１５５】
着色層を機能性層として備える光学素子は、次のように製造される。
【０１５６】
まず、基材面上に所定のパターンで遮光部を形成する。これは、上記第４の形態の光学素子と同様にして形成することができる。
【０１５７】
次に、RGB各色の着色画素部毎に、着色画素部を構成する着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液が作製され、この着色材料分散液が基材表面に塗工されて塗工膜が作製される。
【０１５８】
着色材料分散液を塗工して塗工膜が形成されるにあたり、基板面上、所定形状にパターニングされて塗工膜が形成される。このとき、このパターニングは、フォトリソグラフィー法によるほか、各色の着色画素毎に、着色材料分散液を所定形状に塗布する方法によっても実施できる。例えば、パターニングがフォトリソグラフィー法による場合、塗工膜に対して予め定められたパターンのマスクを介して露光し、その後に現像することで、マスクのパターンに応じて塗工膜のパターニングが具体的に実施できる。
【０１５９】
所定形状にパターニングされた塗工膜はRGB各色の着色材料分散液を用いてRGB各色ごとに作製される。
【０１６０】
RGB各色ごとにパターニングされた塗工膜を形成された基材は、オーブンなどの焼成装置に導入され、焼成される。この焼成により、基材表面の塗工膜に各色の着色画素部となる層が形成され、それらの層と遮光部とで機能性層としての着色層が形成される。そして、さらに着色層を覆うように機能性層被覆層が形成され、この機能性層被覆層が光を拡散させる光拡散層をなしている。
【０１６１】
着色層の形成された基板に対しては、光拡散層の除去が行なわれる。すなわち、その基板について、光拡散層の形成されている領域にわたって、その表層から着色層の界面方向に向かって所定の深さまで層が取り除かれる。
【０１６２】
このとき、上記層について取り除かれる深さは、着色画素を構成する顔料の濃度や添加物の量等の諸条件に応じて適宜選択される。
【０１６３】
光拡散層を取り除く方法としては、機能性層として複屈折率層が形成された光学素子を製造する場合と同様に、例えば、機械的な研磨手段による方法や、スピンコート、プラズマドライエッチングなどの方法が用いられる。
こうして、遮光部と着色画素部とを備える着色層を基材に形成した光学素子が製造される。
【０１６４】
なお、この光学素子の製造方法においては、上記したようなRGB各色について着色材料分散液の塗工膜のパターニングを全て行った後に光拡散層の除去が行われる場合に限定されず、各色について着色材料分散液の塗工膜のパターニングを行うごとに、光拡散層の除去が行われても良い。
【実施例】
【０１６５】
実施例１
［垂直配向膜の作製］
垂直配向膜の溶液（JSR社製、JALS-2021-R2）をγ-ブチロラクトンで２倍に希釈して膜組成液を作製する。
基材としてのガラス基板上に、この膜組成液を塗布して塗膜を作製し、塗膜の形成されたガラス基板を１８０℃で１時間焼成して垂直配向膜形成基材を得る。
【０１６６】
［複屈折率層形成用塗膜の作製］
ポリイミドを含む溶液として、垂直配向膜の溶液（JSR社製、JALS-2021-R2）をジエチレングリコールジメチルエーテルで８倍希釈した溶液を調整する。
ネマチック液晶相を示す重合可能な液晶分子（重合性液晶）として上記化学式（化１１）に示される化合物（ただしＸの値は６である）。２０重量部と、光重合開始剤（チバガイギー社製、「イルガキュア９０７」）０．８重量部と、溶媒としてクロロベンゼン５９．２重量部と、ポリイミドを含む溶液２０重量部と混合して、複屈折率層組成液を作製する。
【０１６７】
垂直配向膜形成基材をスピンコーター（MIKASA社製、「商品名1H-３６０S」）に設置して、垂直配向膜上に複屈折率層組成液をスピンコーティングすることにより、垂直配向膜形成基材に複屈折率層組成液を塗布して複屈折率層形成用塗膜を作製した。
【０１６８】
［液晶のホメオトロピック配向状態の形成］
複屈折率層形成用塗膜の形成された垂直配向膜形成基材を、１００℃で３分間加熱し、複屈折率層形成用塗膜中の液晶の分子が液晶相に転移して配向状態を形成していることを確認した。このとき、複屈折率層形成用塗膜が白濁状態から透明状態となったことが目視にて確認された。
【０１６９】
［液晶の架橋重合反応］
次に、窒素雰囲気下で、透明状態の複屈折率層形成用塗膜に、紫外線照射装置（ハリソン東芝ライティング社製、「商品名TOSCURE751」）を用いて出力が２０ｍW／ｃｍ2の紫外線を１０秒間照射して、複屈折率層形成用塗膜中の液晶を架橋重合反応させて液晶の分子の配向性を固定することで、架橋された液晶の含まれる架橋液晶層を形成した基材が作製された。
【０１７０】
［架橋液晶層を形成した基材の焼成］
架橋液晶層を形成した基材は、焼成装置（アズワン「熱風循環オーブンKLO-60M」）を用いて２３０℃で１時間加熱焼成された。これにより、架橋液晶層を、複屈折率層に複屈折率層被服層を積層した層構造となした。
焼成後、基材表面に積層された架橋液晶層の膜厚を測定した。この膜厚は、約１．５μmであった。なお、この膜厚は、触針式段差計（Sloan社製、製品名「DEKTAK」）を用いて計測された。
【０１７１】
［表層の除去］
架橋液晶層を積層した基材は、上記焼成後、プラズマドライエッチング装置（アネルバ社製「DEA-506T」）の真空容器内に載置して、下記の条件でプラズマドライエッチングして表層より１３００Åの深さまでの部分を取り除かれ、複屈折率層の形成された光学素子が得られた。
エッチングガス  酸素
エッチングガス流量  ６０ｓｃｃｍ
エッチングガス圧  ３０ｍＴｏｒｒ
印加する電力  ５００Ｗ
エッチング時間  ３ｍｉｎ
【０１７２】
得られた光学素子について、次に示すようにして光学素子のリタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
【０１７３】
［リタデーションの測定］
光学素子をリタデーションの計測機に設置して、測定波長５５０ｎｍの条件で複屈折率層の厚さ方向に対して、光学素子のリタデーションを測定した。
このとき、光学素子のリタデーションの大きさは、おおよそ０（ゼロ）ｎｍであった。
また、複屈折率層の厚さ方向に対して４５°の傾きを持った方向について、上記同様に光学素子のリタデーションの大きさを測定した。
このとき、光学素子のリタデーションの大きさは、おおよそ５０ｎｍであった。
なお、リタデーションの計測機として、王子計測機器社製「KOBRA-21」を使用した。
【０１７４】
［光の漏れの測定］
光学素子を、クロスニコルに配した２枚の偏光板の間に介在させ、一方の偏光板側から光を照射し、光学素子を回転させた場合に、２枚の偏光板を光が透過するかを観測した。
光学素子の回転にあたっては、偏光板を通過して光学素子に入射する光の進行方向と光学素子の厚み方向とはほぼ並行な状態を維持している。
このとき、２枚の偏光板を通過する光は、殆ど観測されず、光の漏れが殆ど観測されながった。
リタデーションの測定と光の漏れの測定とから、光学素子の複屈折率層では、液晶の分子がホメオトロピック配向していることがわかる。
【０１７５】
［ヘイズの測定］
光学素子のヘイズは、光学素子をヘイズの計測機に設置して、JIS  K  7136に準拠して測定された。なお、ヘイズの計測機として、日本電色工業社製「NDH-2000」を使用した。
実施例１の光学素子のヘイズは、0.06であった。
【０１７６】
また、複屈折率層に複屈折率層被服層を積層した層構造を備えた表層を除去する前の基材において、複屈折層被覆層の表層尿面から基材界面に向かって膜厚方向にリタデーションの大きさの変化とヘイズの変化が測定された。
このとき、表層表面から1300Å程度基材界面側位置までの領域にはリタデーション変化が殆ど観測されなかったが、ヘイズは徐々に減少し、1300Å程度基材界面側に向かった位置から基材界面までは、リタデーションは徐々に減少したが、ヘイズの変化は観測されなかった。したがって、上記層構造は、表面表層から1300Å程度基材界面側に向かった位置までは、光を拡散させる光拡散層１５が存在して複屈折率層被覆層をなし、1300Å程度基材界面側に向かった位置から基材界面までは、液晶の分子がホメオトロピック配向した複屈折率層を形成していることが分かる。
【０１７７】
実施例２
表層の除去が、スピンコートによって行われたほかは実施例１と同様にして、光学素子を得た。
スピンコートは、次のように実施された。
架橋液晶層表面上にγ-ブチロラクトン  0.015 ｍｌ／cｍ2を滴下した基材を、回転数2000rpmで10sec回転させることで、架橋液晶層表面にほぼ均一にγ―ブチルラクトンを行き渡らせる。さらに、これを５ｍｉｎそのままの状態で乾燥した。
スピンコートを行なって得られた光学素子について、基材表面に積層された架橋液晶層の膜厚を測定した。この膜厚は、約1.35μmであった。なお表層の除去後の膜厚は、実施例１で用いた触針式段差計によって測定された。
得られた光学素子について、実施例１と同様に、リタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
この光学素子は、複屈折率層の厚さ方向に対するリタデーションの大きさはほぼ0（ゼロ）ｎｍであり、厚さ方向に対して45°傾斜した方向のリタデーションが50nmであった。また光の漏れは、殆ど観測されなかった。光学素子のヘイズは、0.06であった。
【０１７８】
実施例３
表層の除去が、研磨手段を用いた方法で行われたほかは実施例１と同様にして、光学素子を得た。
研磨手段としては、化学的機械研磨装置（ラップマスターSFT社製「LGP-612」）を用いて行われた。研磨剤には、PLANERLITE-4000（Fujimi社製）を用い、研磨パッドには、IC1400 （Rodel社製）を用いた。
架橋液晶層を積層した基材は、この研磨手段により、表層より1300Åの深さの部分まで取り除かれ、複屈折率層の形成された光学素子が得られた。
【０１７９】
得られた光学素子について、実施例１と同様に、リタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
この光学素子は、複屈折率層の厚さ方向に対するリタデーションの大きさはほぼ0（ゼロ）ｎｍであり、厚さ方向に対して45°傾斜した方向のリタデーションが50nmであった。また光の漏れは、殆ど観測されなかった。光学素子のヘイズは、0.08であった。
【０１８０】
実施例４
液晶の架橋重合反応を、空気雰囲気下で行ない、表層の除去が、プラズマドライエッチングによって架橋液晶層の表層より1300Åの深さの部分まで取り除いた他は、実施例１と同様にして光学素子を得た。
【０１８１】
得られた光学素子について、実施例１と同様に、リタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
この光学素子は、複屈折率層の厚さ方向に対するリタデーションの大きさはほぼ0（ゼロ）ｎｍであり、厚さ方向に対して45°傾斜した方向のリタデーションが50nmであった。また光の漏れは、殆ど観測されなかった。光学素子のヘイズは、0.08であった。
【０１８２】
また、複屈折率層に複屈折率層被服層を積層した層構造を備えた表層を除去する前の基材において、複屈折層被覆層の表層尿面から基材界面に向かって膜厚方向にリタデーションの大きさの変化とヘイズの変化を測定した。複屈折率層被服層の表層表面から1300Å程度基材界面側の位置までの領域は、リタデーションは変化せず、ヘイズは減少し、表面から1300Å程度基材界面側に向かった位置から2700Å程度基材界面側に向かった位置までの領域では、リタデーションとヘイズに変化が殆ど観測されず、表面から2700Å程度基材界面側に向かった位置から基材界面までは、リタデーションは徐々に減少したが、ヘイズの変化はみられなかった。
したがって、得られた光学素子は、表面から1300Å程度基材界面側の位置までの領域に光拡散層が存在し、表面から1300〜2700Å程度基材界面側位置までの領域に等方性層１７が存在し、2700Å程度基材界面側位置から基材界面まで、液晶の分子がホメオトロピック配向した複屈折率層を形成していることが分かる。
【０１８３】
実施例５
表層の除去が、スピンコートによって行われたほかは実施例４と同様にして、光学素子を得た。
スピンコートは実施例２と同様に実施された。
スピンコートを行なって得られた光学素子について、実施例２と同様にして基材表面に積層された架橋液晶層の膜厚を測定した。この膜厚は、約1.35μmであった。すなわち、表層より約1500Åの深さまで層が取り除かれていた。なお表層の除去後の膜厚は、実施例１で用いた触針式段差計によって測定された。
【０１８４】
得られた光学素子について、実施例４と同様に、リタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
この光学素子は、複屈折率層の厚さ方向に対するリタデーションの大きさはほぼ0（ゼロ）ｎｍであり、厚さ方向に対して45°傾斜した方向のリタデーションが50nmであった。また光の漏れは、殆ど観測されなかった。光学素子のヘイズは、0.08であった。
【０１８５】
実施例６
表層の除去が、研磨手段を用いた方法で行われたほかは実施例４と同様にして、光学素子を得た。
研磨手段を用いた方法は、実施例３と同様に行なわれた。
研磨手段を用いた方法により、表層より1300Åの深さまで層を取り除かれ、複屈折率層の形成された光学素子を得た。
【０１８６】
得られた光学素子について、実施例４と同様に、リタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
この光学素子は、複屈折率層の厚さ方向に対するリタデーションの大きさはほぼ0（ゼロ）ｎｍであり、厚さ方向に対して45°傾斜した方向のリタデーションが50nmであった。また光の漏れは、殆ど観測されなかった。光学素子のヘイズは、0.08であった。
【０１８７】
実施例７
下記のようにスピンコートを実施したほかは、実施例４と同様にして、光学素子を得た。
スピンコートは、基材に形成された架橋液晶層表面上に、柱状体（スペーサー）の形成に用いるバインダーであるスペーサー用レジストNN-780（JSR社製）をPGMEAに溶解したバインダー濃度が0.015ml/cm2のバインダー溶液を架橋液晶層表面上に滴下し、室温にて回転数500rpmの条件で10secスピンコーティングし、架橋液晶層表面ほぼ全域にバインダー溶液を行き渡らせることで実施された。
【０１８８】
基材に形成された架橋液晶層に対してスピンコートを施し、次のように予め定められたパターンで柱状体を形成し（柱状体形成工程）、表層に柱状体の形成された光学素子を得た。
【０１８９】
柱状体形成工程は、架橋液晶層表層にバインダー溶液を行き渡らせた基材を大気圧から0.15Torrまで減圧して乾燥し、これを100℃のホットプレート上で3分焼成し、所定のマスクパターンで紫外線によりパターン露光してパターン上に硬化させ、現像して柱状体をパターン形成することで実施された。
【０１９０】
得られた光学素子について、基材表面に積層された架橋液晶層の厚みを、柱状体を形成していない部分につき、触針式段差計（Sloan社製、製品名「DEKTAK」）を用いて計測した。
その結果、架橋液晶層の厚みは約1.35μmであった。
【０１９１】
また、得られた光学素子について、実施例１と同様に、リタデーション、光の漏れ、ヘイズを測定した。
この光学素子は、複屈折率層の厚さ方向に対するリタデーションの大きさはほぼ0（ゼロ）ｎｍであり、厚さ方向に対して45°傾斜した方向のリタデーションが50nmであった。また光の漏れは、殆ど観測されなかった。光学素子のヘイズは、0.07であった。
【０１９２】
比較例
表層の除去を実施しない他は、実施例１と同様にして、光学素子を製造した。
得られた光学素子について、実施例１と同様にして、ヘイズを測定した。
比較例１の光学素子のヘイズは、1.0であった。
【０１９３】
次に、光拡散層の除去された光拡散層被除去体を再度焼成して光学素子を得る場合の実施例を示す。
【０１９４】
実施例８
まず、実施例５と同様にして、複屈折率層被覆層から光拡散層を取り除いて光拡散層被除去体を作製し、これをオーブンにて温度が230℃で30分間再度焼成を行い（再焼成）、光学素子を得た。
【０１９５】
得られた光学素子について、基材面に形成された複屈折率層の硬度、耐溶剤性、密着性、耐熱性を測定した。
【０１９６】
［硬度］
光学素子について、複屈折率層の硬度は、フィッシャースコープ（（株）フィッシャー・インストルメンツ製、品番；H100VS-HCU Xprog）を用い、DIN50359に準拠しつつ、荷重圧力1.5 mN/40sec、保持時間5 secの測定条件にて、ユニバーサル硬度として測定された。
複屈折率層のユニバーサル硬度を再焼成前後について計測した。再焼成前のユニバーサル硬度は144.1であったが、再焼成後ではユニバーサル硬度は161.2となった。
【０１９７】
［耐溶剤性］
再焼成によって得られた光学素子について、溶剤に5分間浸したものと、溶剤に浸さなかったものを調整し、それぞれ120℃ホットプレート上で5分載置し、オーブンにて220℃で20分間焼成して、光学素子の厚さ方向に対して45度傾斜した方向のリタデーション量を測定し、両者の値の変動（位相差）を計測した。さらに、再焼成しなかったもの（実施例５の光学素子）についても上記と同様にして、溶剤に5分間浸したものと、溶剤に浸さなかったものを調整し、リタデーション量の変動（位相差）を計測した。なお、溶剤としてはγ-ブチロラクトン、NMP（N-メチルピロリドン）が用いられた。その結果、再焼成しなかったものについて、いずれの溶剤を用いた場合も位相差は5nm程度の減少にとどまったが、再焼成によって得られた光学素子では、いずれの溶剤を用いた場合も位相差は１nm程度しか減少せず、耐溶剤性の向上が見られた。
【０１９８】
［密着性］
光学素子の基材面と複屈折率層との密着性はテープ剥離試験により測定された。
テープ剥離試験は、幅が18mmのテープ（スリーエム・カンパニー製、スコッチテープ（登録商標）（品番；#810））を用い、このテープを光学素子の表面に貼付けてテープと基材との間に複屈折率層を介在させ、その後テープを物理的に光学素子から剥離させ、複屈折率層が基材面から剥離するか否かを観測することで実施された。
テープ剥離試験は、再焼成を行って得られた光学素子と、再焼成を行う前の光学素子（実施例５の光学素子）の各々について、連続的に繰り返し実施され、何回目のテープ剥離試験で最初に剥離が見られたかについての測定がなされた。
【０１９９】
再焼成を行う前の光学素子についてテープ剥離試験を行った場合については、テープ剥離試験を20回、25回連続的に行っても基材から複屈折率層が剥離せず、テープ剥離試験を30回連続的に行ったところでようやく剥離が見られたが、それでも剥離の程度は、基材から僅か約2％程であり、密着性が良いものであった。そして、再焼成を行って得られた光学素子については、テープ剥離試験を30回連続的に行っても剥離が見られず、50回連続的に行っても剥離が見られなかった。したがって、光学素子は再焼成されることにより、複屈折率層と基材との密着性をより一層向上させることが確認された。
【０２００】
次に、機能性層として着色層を形成した光学素子の実施例を示す。
【０２０１】
実施例９
［着色レジストの調製］
ブラックマトリクス（ＢＭ）及び赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）着色画素の着色材料分散液として、顔料分散型フォトレジストを用いた。顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物（顔料、分散剤及び溶剤を含有する）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する）とを混合することにより得られた。得られた顔料分散型フォトレジストは、下記に示すような組成である。尚、分散機としては、ペイントシェーカー（浅田鉄工社製）を用いた。
【０２０２】
（ブラックマトリクス用フォトレジスト）
・黒顔料・・・・・１４．０重量部
（大日精化工業（株）製ＴＭブラック＃９５５０）
・分散剤・・・・・１．２重量部
（ビックケミー（株）製Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）
・ポリマー・・・・・２．８重量部
（昭和高分子（株）製ＶＲ６０）
・モノマー・・・・・３．５重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・添加剤・・・・・０．７重量部
（綜研化学（株）製Ｌ−２０）
・開始剤・・・・・１．６重量部
（２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１）
・開始剤・・・・・０．３重量部
（４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン）
・開始剤・・・・・０．１重量部
（２，４−ジエチルチオキサントン）
・溶剤・・・・・７５．８重量部
（エチレングリコールモノブチルエーテル）
【０２０３】
（赤色（Ｒ）着色画素用フォトレジスト）
・赤顔料・・・・・４．８重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製クロモフタールＤＰＰ  Ｒｅｄ  ＢＰ））
・黄顔料・・・・・１．２重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・３．０重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
【０２０４】
（緑色（Ｇ）着色画素用フォトレジスト）
・緑顔料・・・・・３．７重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＧ７（大日精化製セイカファストグリーン５３１６Ｐ））
・黄顔料・・・・・２．３重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・３．０重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
【０２０５】
（青色（Ｂ）着色画素用フォトレジスト）
・青顔料・・・・・４．６重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ））
・紫顔料・・・・・１．４重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＶ２３（クラリアント社製フォスタパームＲＬ−ＮＦ））
・顔料誘導体・・・・・０．６重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース１２０００）
・分散剤・・・・・２．４重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
【０２０６】
尚、上記したポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
【０２０７】
着色材料分散液を用いて、次のように基材にブラックマトリクスを作製した。
【０２０８】
［着色材料分散液の塗工］
厚みが０．７ｍｍの溶融成形アルミノケイ酸薄板ガラス（米国コーニング社製、品番；１７３７）を準備し、表面を洗浄し、これを基板とした。
【０２０９】
基板上にブラックマトリックス形成用フォトレジストを、スピンコート法により塗布して塗工膜を作製した。
【０２１０】
［塗工膜の焼成とパターニング］
塗布後、塗工膜の形成された基板に対し、温度が９０℃、および加熱時間が３分間の条件でプリベーク（予備焼成）を行ない、プリベーク後、所定のパターンを介し、照射線量が１００ｍＪ／ｃｍ2になるよう紫外線露光を行ない、露光後、０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒間行なった後、温度が２００℃、および加熱時間が３０分間の条件でポストベーク（本焼成）を行ない、画素の形成を予定する部位に対応する開孔部を有する厚みが１．２μｍのブラックマトリックスを形成した。
【０２１１】
次に、基材に次のように赤色パターンを作製した。
【０２１２】
［着色材料分散液の塗工］
基板上にブラックマトリックスが形成された上に、赤色パターン形成用フォトレジストをスピンコート法により塗布して塗工膜を作製した。
【０２１３】
［塗工膜の焼成とパターニング］
塗工膜の作製された基材に対して、温度；８０℃、および加熱時間；５分間の条件でプリベークを行なった後、所定のパターンを介し、紫外線光源による照射線量が３００ｍＪ／ｃｍ2になるようアライメント露光を行ない、露光後、０．１％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒間行なった後、焼成工程としてポストベークを温度２００℃で加熱時間６０分間の条件で行ない、ブラックマトリックスの所定の開孔部に相当する位置に、厚みが２．３１μｍの赤色パターンを形成した。
【０２１４】
また、上記の赤色パターンの形成工程と同様にして、緑色パターン形成用フォトレジストを用いて厚みが２．６２μｍの緑色パターンを、また、その後、青色パターン形成用フォトレジストを用いて厚みが２．９０μｍの青色パターンを、赤色、緑色、および青色の各色パターンをブラックマトリックスの異なる開孔部に相当する位置に配列するよう形成し、赤色、緑色、および青色の三色のパターンが配列した塗工膜のパターンを形成した。
【０２１５】
[光拡散層除去工程]
このようにして得られた塗工膜のパターンにおいては、基材面上にブラックマトリクスが積層形成され、さらに各色の着色画素部が積層形成されるとともに着色画素部を覆うように光拡散層が表層を形成している。
塗工膜のパターンを形成した基材について、プラズマエッチングを行うことで光拡散層を削り取り、基板面上に着色画素部とブラックマトリクスとからなる着色層を形成した光学素子を得た。プラズマエッチング条件は、実施例１と同様とし、表層表面より基材面に向かって1000Åの深さの位置までエッチングした。
【０２１６】
この光学素子について、プラズマエッチングが行われる前後でヘイズを測定した。ヘイズの測定は、実施例１と同様に実施された。その結果、プラズマエッチングが行われる前ではヘイズが3.36であり、プラズマエッチングが行われた後ではヘイズが2.5であった。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】本発明の製造方法により製造される光学素子の断面構造を示す概略図である。
【図２】（ａ）基材の断面構造を示す概略図である。（ｂ）機能性層を備えた基材の実施例の断面構造を示す概略図である。
【図３】本発明の製造方法により製造される光学素子の断面構造を示す概略図である。
【図４】本発明の製造方法により製造される光学素子の製造過程における状態を示す概略図である。
【図５】（ａ）本発明の製造方法により製造される光学素子の実施例において、光学素子の製造過程における状態を示す概略図である。（ｂ）本発明の製造方法における実施例の１つにおいて、焼成工程時の状態を示す概略図である。（ｃ）本発明の製造方法における他の実施例において、焼成工程時の状態を示す概略図である。
【図６】本発明の製造方法により製造される光学素子の他の実施例を示す概略図である。
【図７】異複屈折率層を更に積層した光学素子の断面構造を示す概略図である。
【図８】（ａ）着色層を備えた光学素子の断面構造を示す概略図である（ｂ）着色層を備えた光学素子の他の実施例の断面構造を示す概略図である（ｃ）着色層を備えた光学素子の断面構造の他の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０２１８】
１  光学素子
２  基材
２ａ  基板
３、４  機能性層
５  液晶
６  複屈折率層
７  着色層
８  着色画素部
９  遮光部
１１  添加剤
１２  垂直配向膜
１３  異複屈折率層
１５  光拡散層
１６  介在層
１７  等方性層
１８  機能性層被覆層
２０  結合手
【図１】
2006330660.tif 000014
【図２】
2006330660.tif 000015
【図３】
2006330660.tif 000016
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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