(57)【要約】【課題】ＶＡモード液晶パネルを位相補償することにより、面内でのバラツキが少ない高コントラスト比の液晶光学素子を得る。【解決手段】ＶＡモード液晶パネル３と、その透過軸が直交するように配置された一対の偏光板２、３と、前記一対の偏光板間に配置された２枚の位相差板４、５とからなる位相補償素子６とを有し、２枚の位相差板の光学軸が直交しており、位相差板の波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおける面内位相差を夫々Ｒｄ（４５０）、Ｒｄ（５５０）およびＲｄ（６５０）としたときに、下記式（１）および（２）の関係を満たす。Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（５５０）≦１．００      （１）Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（６５０）≦１．００      （２）【選択図】図１
2011053524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＡモード液晶パネルと、前記ＶＡモード液晶パネルの両側にその透過軸が直交するように配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置された位相補償素子とを有する液晶光学素子において、前記位相補償素子が平面内に一つの光学軸を有する２枚の位相差板からなり、前記位相差板はネマチック相を示す重合性液晶組成物を重合してなる位相差が同一の位相差板であり、前記２枚の位相差板はその光学軸が直交するように配置され、前記位相差板の波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおける面内位相差を夫々Ｒｄ（４５０）、Ｒｄ（５５０）およびＲｄ（６５０）としたときに、下記式（１）および（２）の関係を満たすことを特徴とする液晶光学素子。
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（５５０）≦１．００      （１）
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（６５０）≦１．００      （２）
【請求項２】
ＶＡモード液晶パネルと一方の偏光板との間に、２枚の位相差板が積層した状態で配置されている請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記位相差板が、重合性液晶性組成物を配向膜を備えた一対の透明基材間に挟持し、前記重合性液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ液晶が配向した状態で重合させたものである請求項１または２に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに１項に記載の液晶光学素子を、光源と投射レンズの間に配置した投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型液晶表示装置用の液晶光学素子およびそれを用いた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投射型液晶表示装置の画像を形成する液晶光学素子は、液晶パネルの前後に一組の偏光板を配置し、透過光を制御し投影像を形成するものがある。そして、このような投射型液晶表示装置においては、高コントラスト比が得られるとして垂直配向（ＶＡ）モードの液晶パネルが使用されている。
【０００３】
このようなＶＡモードの液晶パネルの位相補償用の位相補償素子としては、ポリマーフィルムを一軸延伸したポリマー延伸フィルムや、高分子コレステリック液晶フィルム等が用いられている。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、透過型の液晶プロジェクタ装置に垂直配向型の液晶素子を搭載し、その液晶素子が２枚の偏光板の間に、垂直配向型の液晶パネルと光学異方性素子を傾斜させて配置することにより、高コントラスト比、高透過率で応答速度の速い、液晶プロジェクタ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１２９８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、高分子液晶または高分子コレステリック液晶からなる位相フィルムの場合、その製法としては、一般に配向処理が施された基板上に重合性液晶性組成物を配向させた後に、光もしくは熱により重合することで一軸配向性または螺旋配向したフィルムを得るという製造法が一般的に知られている。この製造法において、重合後の高分子液晶が良好な配向特性を得る為には、用いる重合性液晶性組成物が安定な液晶性を発現する必要がある。
【０００７】
このため、重合性液晶組成物を構成する化合物の分子骨格には芳香環およびエステル基に代表される極性基を多く導入し、分子内に安定な分極構造を導入することで液晶性の安定化を図っている。しかし、このような化合物は、短波長になるほど複屈折率が大きくなる、いわゆる正の波長分散性の傾向が強く、生じる位相差が波長により異なるため、広い波長帯域において均一な補償効果が得られず、結果として色むらを発生させる原因となっていた。
【０００８】
一方、短波長になるほど複屈折率が小さくなる負の波長分散性を発現するポリマー延伸フィルムに関する報告がなされているが、延伸したフィルムにより位相補償素子を得ることは面内の位相差分布の均一性および位相差の大きさの制御の点から容易ではなく、色おムラを生じたり、生産性に課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する為に、本発明は以下の構成による液晶光学素子およびそれを用いた投射型表示装置を提供する
【００１０】
［１］ＶＡモード液晶パネルと、前記ＶＡモード液晶パネルの両側にその透過軸が直交するように配置された一対の偏光板と、前記一対の偏光板間に配置された位相補償素子とを有する液晶光学素子において、前記位相補償素子が平面内に一つの光学軸を有する２枚の位相差板からなり、前記位相差板はネマチック相を示す重合性液晶組成物を重合してなる位相差が同一の位相差板であり、前記２枚の位相差版はその光学軸が直交するように配置され、前記位相差板の波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおける面内位相差を夫々Ｒｄ（４５０）、Ｒｄ（５５０）およびＲｄ（６５０）としたときに、下記式（１）および（２）の関係を満たすことを特徴とする液晶光学素子。
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（５５０）≦１．００      （１）
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（６５０）≦１．００      （２）
【００１１】
［２］ＶＡモード液晶パネルと一方の偏光板との間に、２枚の位相差板が積層した状態で配置されている［１］に記載の液晶光学素子。
【００１２】
［３］前記位相差板が、重合性液晶性組成物を配向膜を備えた一対の透明基材間で挟持し、前記重合性液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ液晶が配向した状態で重合させたものである［１］または［２］に記載の液晶光学素子。
【００１３】
［４］［１］〜［３］のいずれかに記載の液晶光学素子を、光源と投射レンズの間に配置した投射型表示装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液晶光学素子は、ＶＡモードの液晶パネルに、特定の負の波長分散性を有する高分子液晶による位相差板による位相補償素子を用いることにより、ＶＡモードの高コントラスト比の特性を生かしつつ、色ムラを生じにくい液晶光学素子を容易に得ることができる。また、この高分子液晶を用いた位相差板は生産性も良い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の液晶光学素子の断面図。
【図２】本発明の液晶光学素子を用いた投射型表示装置の模式図。
【図３】本発明に用いる位相差板の製造工程における断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の液晶光学素子を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の液晶光学素子の具体的な例を示す断面図である。
図中、１、２は偏光板、３はＶＡモードの液晶パネル、４、５は位相補償素子を構成する２枚の位相差板を示している。さらに、ＶＡモードの液晶パネルは、一対の透明基板１１Ａ、１１Ｂの相対向する面側に夫々透明電極１２Ａ、１２Ｂ、配向膜１３Ａ、１３Ｂ］を配置し、その間に液晶１４を挟持し、周辺をシール材１５で封止した構造を持っている。
【００１８】
図２は、本発明のＶＡモードの液晶パネルを用いた投射型表示装置の例を示す模式図である。
図２において、２１は光源、２２はコリメーターレンズ、２３、１５はダイクロイックミラー、２４、２６、２７はミラー、２８はダイクロイックプリズム、２９は投射レンズ、３１〜３３はＶＡモードの液晶パネルである。
【００１９】
本発明の偏光板１、２はその透過軸が直交するように配置される。この透過軸の交差角は、コントラスト比に大きく影響するので、できるだけ９０°に近い角度で交差することが好ましいが、所望のコントラスト比が得られる範囲内であれば、わずかにずれても使用はできる。
【００２０】
本発明のＶＡモード液晶パネルは、通常のＶＡモード液晶パネルの液晶パネルを用いることができる。パネルの構成は、ガラス、プラスチックのような透明基板に、透明電極による画素が形成され、垂直配向膜が形成された電界オフ時に液晶分子が基板面に垂直配向をし、電圧オン時に水平配向をするものである。図１に示した素子構成は基本的な構成であり、表示画素数に応じて能動素子が配置されたアクティブマトリクス液晶パネルが通常用いられる。
【００２１】
このため、ガラス基板上にトランジスタを形成したアモルファスシリコンＴＦＴやポリシリコンＴＦＴを用いたものや、シリコン基板上にトランジスタを形成したものでもよい。また、液晶パネルは上記のような透過型液晶パネルの場合には、２枚の透明基板と透明電極の組み合わせなるが、反射型液晶パネルの場合には、片側の基板は不透明であってもよいし、片側の電極は不透明であってもよい。
【００２２】
画素電極になる透明電極はＩＴＯ、ＳｎＯ２等が用いられるが、透明電極であればこれに限られなく、また、給電用の金属電極も必要に応じて併用される。配向膜も垂直配向が可能な配向膜であればよく、たとえば、ポリイミド等の樹脂系の垂直配向膜や、無期化合物の斜方蒸着膜などが使用できる。耐光性の点からは斜方蒸着膜、もしくはポーラスシリカ等の無機配向膜を用いるのがより好ましい。
【００２３】
液晶は電界オフ時に垂直配向する液晶であれば使用できる。このようにして構成されたＶＡモード液晶パネルは、電界オフ時に垂直配向し、電界オン時に水平配向をする。なお、この垂直配向、水平配向は通常の液晶パネルの場合と同様に基板面に対して垂直方向からわずかな角度ティルトしていたり、水平方向からわずかな角度ティルトしている。通常はティルト角は１０°以内である。
【００２４】
このＶＡモード液晶パネルは、通常のＶＡモード液晶パネルでよく、本発明は上記の例示の構成に限定されるものではない
本発明の位相補償素子で使用する２枚の位相差板は、重合性液晶組成物を重合してなる高分子液晶で構成され、その光学軸が直交するように一対の偏光板の間に配置される。その個々の位相差板の波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおける面内位相差であるリターデーション値を夫々Ｒｄ（４５０）、Ｒｄ（５５０）およびＲｄ（６５０）としたときに、下記式（１）および（２）の関係を満たすようにされる。
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（５５０）≦１．００      （１）
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（６５０）≦１．００      （２）
【００２５】
本発明の位相差板は、重合性液晶組成物を重合してなる高分子液晶で構成されているので、面内の位相差分布が均一にしやすく、かつ、値を調整しやすい。また、上記式（１）、（２）を満足するような特定の負の波長分散性を有するものを用いるので、ＶＡモード液晶パネルの本来持つ高コントラスト比の特性を生かすことができる。
【００２６】
この２枚の位相差板は、同じもの、すなわち、同じリターデーション値をもつものを、その光学軸が直交するように配置する。これにより、入射光の偏光方向によらず位相補償が可能になる。ここで同じものとは、通常は同じものを用いればよいが、リターデーション値が±１０％程度以下のずれであれば使用できる。また、光学軸が直交することも、９０°で交差することが最も好ましいが、８０〜１００°でも使用可能であり、８５〜９５°で使用することがより好ましい。
【００２７】
この２枚の位相差板は、図１に示すように、ＶＡモード液晶パネル３と一方の偏光板２との間に、２枚の位相差板４、５が積層した状態で配置される構成の他、ＶＡモード液晶パネルの両側に１枚ずつに分けて配置することもできる。また、ＶＡ型液晶パネルを構成する透明基板の内面側に位相差板を配置したり、透明基板自体を位相差板で構成することもできる。本発明では、２枚の偏光板の間に、変調用のＶＡモードの液晶層と、２枚の位相差板が配置されていれば良い。
【００２８】
ただし、上記したように、ＶＡモード液晶パネル３と一方の偏光板２との間に、２枚の位相差板４、５が積層した状態で配置するか、ＶＡモード液晶パネルの両側に１枚ずつ位相差板を配置することが、製造が容易になるので好ましい。
【００２９】
高分子液晶フィルム自体は薄くて弱いため、高分子液晶による位相差板は、通常高分子液晶を製造する際に用いた基板を片面または両面に残したまま使用されることが多く、その場合には、１枚の基板の上に２層の高分子液晶フィルムを載せた状態の位相補償素子とする方が取扱いが容易になるので、図１のような構成を採ることが好ましい。
【００３０】
高分子液晶の位相差板の製造方法を図３を参照して、説明する。
【００３１】
図３は、本発明に用いる位相差板の製造工程における断面図であり、基板４１Ａ、４１Ｂ、配向膜４３Ａ、４３Ｂ、液晶（重合性液晶組成物または重合後の高分子液晶）４４、シール材４５を示している。
【００３２】
本発明の位相差板の製造は、通常の重合性液晶組成物を用いた高分子液晶による位相差板の製造方法が使用できる。具体的には、まず、透明基板を準備する。透明基板としては、例えば、可視光に対する透過率が高い材料からなる基板を用いることができる。具体的には、アルカリガラス、無アルカリガラスおよび石英ガラスなどの無機ガラスの他に、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、および、ポリフッ化ビニルなどのフッ素含有ポリマーなどの透明樹脂からなる基板が挙げられる。剛性が高い点で、無機ガラスからなる基板を用いることが好ましい。透明基板の厚みは、特に限定は無いが、通常は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができ、好ましくは０．３ｍｍ〜１．１ｍｍである。この透明基板には、必要に応じて、アルカリ溶出防止、接着性向上、反射防止またはハードコートなどを目的とした、無機物または有機物などからなる表面処理層が設けられていてもよい。
【００３３】
次に、透明基板の表面に配向処理を施す。例えば、透明基板の上に配向膜を形成し、配向膜に対して配向処理を行う。配向膜は、液晶を配向させる機能を有するものであればよく、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルシンナメートおよびポリスチレンなどの有機材料、または、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３などの無機材料を用いることができる。配向処理は、具体的には、ラビング法などを用いて行うことができる。例えば、ナイロンやレーヨンなどのラビング布で、配向膜の表面を一方向に擦ることによって、その方向に液晶分子が配向するようにする。また、ラビング法以外にも、ＳｉＯ２の斜め蒸着、イオンビーム法または光配向膜などによって、液晶分子の配向を揃えることもできる。
【００３４】
次に、配向膜の上に高分子液晶を形成する。以下、説明を分かりやすくするため、図３を参照して、上記の透明基板を便宜上透明基板４１Ａと称する。このため、その上に形成された配向膜は配向膜４３Ａとなる。これとは別に、表面に配向膜４３Ｂが形成された透明基板４１Ｂを新たに準備する。この配向膜４３Ｂについては、透明基板４１Ａと同様にして形成すればよい。次いで、配向膜４３Ｂが形成された側の透明基板４１Ｂの表面に離型処理を行う。離型剤としては、例えば、フルオロシラン系または含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体などを使用することができる。次に、この透明基板４１Ｂに透明基板４１Ａを重ね合わせて間隔をおいてシール材４５で仮接着する。このとき、透明基板４１Ｂの離型処理された面と、透明基板４１Ａの配向膜４３Ｂとが形成された面とが互いに内側を向くようにする。また、外部から重合性液晶性組成物を充填可能な開口部を設けておく。
【００３５】
次いで、この開口部を通じて、基板間に重合性液晶性組成物を注入する。注入には、真空注入法を用いてもよいし、大気中で毛細管現象を利用した方法を用いてもよい。重合性液晶性組成物を注入した後は、所定の波長の光を照射して重合性液晶性組成物を重合させて高分子液晶にする。必要に応じて、光照射の後でさらに加熱処理を行ってもよい。その後、仮接着していた透明基板４１Ｂを取り除くことによって、透明基板４１Ａの上に、配向膜と高分子液晶とが形成された構造を得ることができる。本実施の形態では、重合性液晶性組成物は、透明基板４１Ａの表面と略平行な方向に配向し、高分子液晶は、この配向が固定された状態で得られる。
【００３６】
もちろん、透明基板４１Ａの配向膜４１Ａの表面も離型処理をしておき、透明基板４１Ａも剥離して高分子液晶フィルム単体として用いることもできる。図１の例のように、２枚の位相差板を積層した構造をとるときには、一方の位相差板は１枚の透明基板を残したままとし、その上に、２枚の透明基板を剥離した高分子液晶フィルムからなる位相差板を接着剤で貼り付けた構成とすることにより、高分子液晶フィルムの補強をしながら透明基板は１枚で済み、重量の点で有利である。
【００３７】
もちろん、２枚の位相差板ともに夫々、透明基板を１枚または２枚残した状態で積層することもできるし、透明基板を全て剥離して高分子液晶フィルム単体として用いることもできる。
【００３８】
また、高分子液晶の形成は、例えば、次のようにして行うこともできる。
まず、配向膜４３Ａが形成された透明基板４１Ａと、配向膜４３Ｂが形成された上に離型剤が施された透明基板４１Ｂとを準備する。次いで、透明基板４１Ａに形成された配向膜４３Ａの上に、光硬化性の重合性液晶性組成物を滴下する。その後、透明基板４１Ｂを、離型剤の塗布面が重合性液晶性組成物の側になるようにして、透明基板４１Ａと重ね合わせる。次いで、所定の波長の光を照射して重合性液晶性組成物を重合させて高分子液晶とする。その後、透明基板４１Ｂを除去すると、上記と同様に、透明基板４１Ａの上に、配向膜と高分子液晶とが形成された構造を得ることができる。
【００３９】
本発明で用いる位相差板を製造するのに用いる重合性液晶組成物は、ネマチック相を有する重合性液晶組成物の種々のものが使用でき、重合後の高分子液晶による位相差板として前記の式（１）、（２）の関係を満足するものを用いる。たとえば、以下のような化合物を主成分とする重合性液晶組成物がある。
Ａ１−Ｅ１−Ｚ１−Ｅ２−Ｚ２−Ｅ３−Ｚ３−Ｅ４−Ａ２      （１１）
Ａ３−Ｅ５−Ｚ４−Ｅ６−Ｚ５−Ｅ７−Ｚ６−Ｅ８−Ｒ４    （１２）
【００４０】
但し、式（１）中、
Ａ１は、ＣＨ２＝ＣＲ１−ＣＯＯ−（Ｌ１）ｍ１−であり、
Ａ２は、ＣＨ２＝ＣＲ２−ＣＯＯ−（Ｌ２）ｍ２−であり、
Ａ３は、ＣＨ２＝ＣＲ３−ＣＯＯ−（Ｌ３）ｍ３−であり、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、
Ｒ４は、炭素数１〜８のアルキル基またはフッ素原子であり、アルキル基の場合には、炭素炭素結合間または環基と結合する末端にエーテル結合性の酸素原子を有していてもよく、水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、ｐがそれぞれ独立に２〜８の整数である−（ＣＨ２）ｐ−であって、ｍ１〜ｍ３は、それぞれ独立に０または１であるが、１のとき−（ＣＨ２）ｐ−の炭素-炭素結合間またはＥ１若しくはＥ４若しくはＥ５と結合する側の末端にエーテル結合性の酸素原子を有していてもよく、水素原子の一部または全部がフッ素原子、塩素原子またはメチル基で置換されていてもよい。
【００４１】
Ｅ１、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ８は、それぞれ独立に、１、４−フェニレン基またはトランス−１、４−シクロヘキシレン基であり、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ６、Ｅ７は、夫々独立に１、４−フェニレン基、トランス−１、４−シクロヘキシレン基または単結合であり、Ｅ１〜Ｅ４の内およびＥ５〜Ｅ８の内、夫々１〜２個の環基が、１、４−ナフタレン基、１、５−ナフタレン基、２、６−ナフタレン基、１、４−デカヒドロナフタレン基、１、５−デカヒドロナフタレン基、２、６−デカヒドロナフタレン基、１、４−アントラセン基、１、５−アントラセン基、１、１０−アントラセン基、４、９−アントラセン基、５、９−アントラセン基または９、１０−アントラセン基に置換されていてもよく、それら環基は、それぞれ独立に環基を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部または全部がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【００４２】
特に、青色光に耐光性のある、トランス−１、４−シクロヘキシレン基や１、４−デカヒドロナフタレン基、１、５−デカヒドロナフタレン基または２、６−デカヒドロナフタレン基の脂肪族環状化合物を含む化合物とすることが好ましい。
【００４３】
Ｚ１〜Ｚ６は連結基であり、それぞれ独立に単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−または−Ｍ１−（ＣＨ２）ｎ−Ｍ２−であり、Ｍ１は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＯＯ−または−ＣＨ２ＯＣＯ−であり、Ｍ２は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ２−または−ＯＣＯＣＨ２−であり、ｎは、それぞれ独立に、１〜８の整数であり、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ６およびＥ７の内いずれか単結合の場合には、当該単結合に隣接する２つのＺ１〜Ｚ６の内、少なくとも一方は単結合であり、さらに、これらの基中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
【００４４】
これら式（１１）および／または式（１２）で示される液晶性重合性化合物またはそれに類似構造を有する重合性化合物を主成分として含む重合性液晶組成物の使用が好ましい。上記以外の成分としては、単なる重合性化合物、液晶性非重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、カイラル剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤および各種色素等が挙げられる。
【００４５】
重合性液晶組成物が液晶相を示す状態に保つためには、雰囲気温度をネマチック相−等方相相転移温度（Ｔｃ）以下にすればよいが、Ｔｃに近い温度では重合反応時に起こる再配向により均一なＲｄの発現が困難となるため、雰囲気温度の上限は（Ｔｃ−１０）以下とすることが好ましい。
【００４６】
重合としては、光重合および熱重合等が挙げられ、光重合が好ましい。光重合に用いる光としては、紫外線または可視光線が好ましい。光重合を行う場合は光重合開始剤を用いることが好ましく、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、およびチオキサントン類等から適宜選択される光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤は１種または２種以上を使用できる。光重合開始剤の量は、液晶組成物の全体量に対して０．００５〜５質量％が好ましく、０．０１〜１質量％が特に好ましい。
【００４７】
なお、図１は本発明の液晶光学素子の構成要素である、ＶＡ型液晶パネル、偏光板、位相差板の組み合わせを模式的に図示したものである。このため、現実のものとしては、各構成要素は接着剤、粘着剤、固定治具等を用いて接着固定されていてもよい。また、カラーフィルター、レンズ等を積層したり、反射防止膜を形成したりしてもよい。
【００４８】
また、
本発明の液晶光学素子は、各種用途に使用可能であるが、投射型表示装置として使用することに最も適している。前記した図２は、その代表的な例であり、３枚の液晶光学素子を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色用に用いた例を示している。
【００４９】
図２では、たとえば、光源２１から出射した光はコリメーターレンズ２２で平行光化され、ダイクロイックミラー２３で赤色の光は透過し、残りの色の光は反射される。ダイクロイックミラー２３を透過した光はミラー２４で反射され、液晶光学素子３１で変調されてダイクロイックプリズム２８で反射されて投射レンズ２９に向かう。
【００５０】
ダイクロイックミラー２３で反射された光は、ダイクロイックミラー２５で青色の光は透過し、緑色の光は反射される。ダイクロイックミラー２５で反射された緑色の光は液晶光学素子３２で変調されてダイクロイックプリズム２８を通過して投射レンズ２９に向かう。
【００５１】
ダイクロイックミラー２５を透過した光はミラー２６、２７で反射され、液晶光学素子３３で変調されてダイクロイックプリズム２８で反射されて投射レンズ２９に向かう。
【００５２】
これにより赤色、緑色および青色の３色毎に変調された光が、投射レンズ２９から投射される。
【００５３】
また、画素毎に設けたカラーフィルターを設けた液晶光学素子を１個のみ使用した投射型表示装置や、光源として順次、赤、緑、青で発光する光源を用いて１個の液晶光学素子でフィールドシ−ケンシャルで駆動する投射型表示装置の場合には、１個の液晶光学素子を３色の光が透過するので、本発明の液晶光学素子を用いるメリットが大きい。また、上記の説明では透過型の投射型表示装置で説明したが、反射型の投射型表示装置でも使用は可能である。投射型表示装置に用いる場合には、耐光性に優れたものであることが好ましい。
【実施例】
【００５４】
以下に本発明に係る液晶光学素子の実施例と比較例を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。
【００５５】
［１］位相差板の作製
実施例として、ガラス基板に水平配向用ポリイミド溶液をスピンコータで塗布して乾燥した後、ナイロンクロスで一定方向にラビング処理して配向膜を設けた透明基板を作製して、第１透明基板とした。同様にして作製した配向膜を設けた透明基板の配向膜表面をフルオロシラン系の離型剤を塗布し、第２の透明基板とした。この第１透明基板と第２の透明基板とを、配向処理を施した面が向かい合うように、２枚の透明基板の周辺を注入口を除いてシール材を用いて仮接着してセルを作製した。シール材には、直径２．５μｍのガラスビーズを添加し、２枚の透明基板の間隔が２．５μｍになるように調整した。
【００５６】
つぎに、下記式に示した化合物を、重量％比で以下の割合にて調合して重合性液晶組成物Ａとした（化合物（１３）：３２％、化合物（１４）：９％、化合物（１５）：９％、化合物（１６）：５０％）。重合性液晶組成物Ａには光重合開始剤としてチバスペシャリティーケミカルズ社製の「イルガキュアー７５４」を外割で０．５重量％を添加して、重合性液晶組成物Ａ１とした。この重合性液晶組成物Ａ１は、冷却時に７８℃から４３℃の間でネマチック相を発現した。
【００５７】
重合性液晶組成物に用いた化合物
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｎｐ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７        （１３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７        （１４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１        （１５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＯＣＯ−（ＣＨ２）７−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ２        （１６）
ただし、−Ｎｐ−はトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基、−Ｃｙ−はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を示す。
【００５８】
前記セル内に、重合性液晶組成物Ａ１を注入し、５０℃において、強度５０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を積算光量が９０００ｍＪ／ｃｍ2となるよう照射して光重合を行って、高分子液晶化した。その後、離型処理した第２の透明基板を剥離して、片面に透明基板を残した状態の位相差板を得た。同様の手順で得られたもう一つの位相差板と各々のラビング方向が、直交するように接着剤を介して貼り合せ位相補償素子を得た。なお、この際、後で組み合わせるＶＡモード液晶パネルの液晶分子の水平配向方向に対して、位相板のラビング方向が夫々４５°と１３５°となるようにした。
【００５９】
比較例として、位相差板を実施例の重合性液晶組成物で製造した高分子液晶の代わりにポリカーボネート系延伸フィルムを用いたこと以外は実施例と同様の製法により積層し位相補償素子を得た。
【００６０】
［２］位相差板のＲｄ値とその標準偏差の評価
実施例と比較例の位相補償素子のＲｄ値の測定は、１２ｃｍ×１２ｃｍの面積内を縦横ほぼ等間隔に３０点以上測定し、式（１）、および式（２）の値を計算した。また、それらの測定結果から標準偏差を算出した。その結果を表１に示す。
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（５５０）      （１）
Ｒｄ（４５０）／Ｒｄ（６５０）      （２）
【００６１】
［３］位相補償能の評価
実施例および比較例で作製した位相補償素子を、ＶＡモード液晶パネルと、ＶＡモード液晶パネルの液晶分子の水平配向方向に対して、位相板のラビング方向が夫々４５°と１３５°となるように貼り合せた。その後、その両面に、ＶＡモード液晶パネルの液晶分子の水平配向方向に対して、偏光板を透過軸が各々０°と９０°となるように配置し、液晶光学素子を作製した。
【００６２】
液晶光学素子の位相補償能を、電圧無印加（暗視野）での液晶光学素子の法線方向から見て視野角３０°以内の円錐内における波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの透過率を測定することで評価した。その結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2011053524.tif 000003
【００６４】
表１からも明らかなように、実施例の位相補償素子は、面内での均一性に優れ、各波長での位相補償能も優れたものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の液晶光学素子は、ＶＡモードの高コントラスト比の特性を生かしつつ、色ムラを生じにくい液晶光学素子を容易に得ることができる。このため、各種用途の液晶光学素子として使用できるほか、特に、投射型表示装置に好適である。
【符号の説明】
【００６６】
１、３１、３２、３３：ＶＡモード液晶パネル
２、３：偏光板
４、５：位相差板
６：位相補償素子
１１Ａ、１１Ｂ、４１Ａ、４１Ｂ：透明基板
１２Ａ、１２Ｂ：透明電極
１３Ａ、１４Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ：配向膜
１４、４４：液晶
１５、４５：シール材
２１：光源
２２：コリメーターレンズ
２３、２５：ダイクロイックミラー
２４、２６、２７：ミラー
２８：ダイクロイックプリズム
２９：投射レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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