(57)【要約】【課題】  光学異方フィルムを構成要件とする液晶表示素子において光透過率の低下が小さく、明るい表示が可能な、光学異方フィルム及び当該液晶表示素子を提供する。【解決手段】  少なくとも２つの６員環を有する液晶性骨格を部分構造として有する環状アルコール又はフェノールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルである第１の単官能アクリレート又は第１の単官能メタクリレートを含有し、室温で液晶相を示す重合性液晶組成物の光重合物であって、且つ部分的に光学位相差が異なる重合層を有することを特徴とする光学異方フィルム。  本発明の光学異方フィルムを用いた液晶表示素子は、発色が光学位相差に基づいた偏光フィルムとの組み合わせによるため、色素等の吸収を利用して発色する液晶表示素子と比較して、光透過率の低下が小さく、明るい表示が得られる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの６員環を有する液晶性骨格を部分構造として有する環状アルコール又はフェノールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルである第１の単官能アクリレート又は第１の単官能メタクリレートを含有し、室温で液晶相を示す重合性液晶組成物の光重合物であって、且つ部分的に光学位相差が異なる重合層を有することを特徴とする光学異方フィルム。
【請求項２】
第１の単官能アクリレート又は第１の単官能メタクリレートが一般式（Ｉ）
【化１】
2004185028.tif 000012
（式中、Ｘは水素原子又はメチル基を表わし、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、
【化２】
2004185028.tif 000013
を表わし、ｎは０又は１の整数を表わし、ｍは１から４の整数を表わし、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−を表わし、Ｙ３は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基又はアルケニルオキシ基を表わす。）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項１記載の光学異方フィルム。
【請求項３】
一般式（Ｉ）において、６員環Ａ、Ｂ、及びＣはそれぞれ独立的に、
【化３】
2004185028.tif 000014
を表わし、ｍは１又は２の整数を表わし、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立的に、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−を表わし、Ｙ３はハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアルコキシ基を表わすことを特徴とする請求項２記載の光学異方フィルム。
【請求項４】
重合性液晶組成物が、液晶性骨格を部分構造として有する第２の単官能アクリレート又は第２の単官能メタクリレートを含有することを特徴とする請求項２又は３記載の光学異方フィルム。
【請求項５】
第２の単官能アクリレート又は第２の単官能メタクリレートが一般式（ＩＩ）
【化４】
2004185028.tif 000015
（式中、Ｒは水素原子又はメチル基を表わし、ｐは２〜１２の整数を表わし、Ｙ４は単結合又は−ＣＯＯ−を表わし、Ｙ５はシアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表わす。）で表わされることを特徴とする請求項４記載の光学異方フィルム。
【請求項６】
重合性液晶組成物が、室温においてエナンチオトロピックなネマチック液晶相を示すことを特徴とする請求項５記載の光学異方フィルム。
【請求項７】
透明性基板及び前述重合層からなることを特徴とする請求項２又は３記載の光学異方フィルム。
【請求項８】
請求項１乃至７記載の光学異方フィルムを有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】
液晶表示素子がツイステッドネマチック型であることを特徴とする請求項８記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
液晶表示素子が高分子分散型の調光層を有することを特徴とする請求項８記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重合性液晶組成物の光重合物であって、且つ部分的に光学位相差が異なることを特徴とする光学異方フィルム及び該光学異方フィルムを有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のカラー液晶表示素子は、明るい表示を得るために消費電力が大きいバックライトを内蔵しており、その消費電力の大きさがカラー液晶表示素子を携帯用の機器に搭載するにあたっての問題となっている。これを解決するための手段として西野等は、バックライトを必要とせず、液晶と位相差フィルムの双方の複屈折性を利用してカラー表示を行う反射型カラー液晶表示素子を提案している（非特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、その原理から配色数を増やそうとすると複数の位相差フィルムの積層が必要となるため、光透過率の低下を招き、明るい表示が得られにくいという問題があった。
【０００３】
【非特許文献１】日経マイクロデバイス、１９９４年１月号９９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、配色数と透過率の兼ね合いに制限されることなく、カラー表示を可能にする光学異方フィルム及びその製造方法、該光学異方フィルムを用いた液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は上記課題を解決するための手段について鋭意検討した結果、かかる課題が、位相差フィルムとして、液晶表示素子の画素に対応する部分ごとに、光学位相差が異なる一枚の光学異方フィルムを用いることによって解決できることを見いだし本発明を提供するに到った。
【０００６】
即ち、本発明は第一の発明として、少なくとも２つの６員環を有する液晶性骨格を部分構造として有する環状アルコール又はフェノールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルである第１の単官能アクリレート又は第１の単官能メタクリレートを含有し、室温で液晶相を示す重合性液晶組成物の光重合物であって、且つ部分的に光学位相差が異なる重合層を有することを特徴とする光学異方フィルム、第２の発明として、該光学異方フィルムを有する液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光学異方フィルムは、その光学位相差に基づき偏光フィルムとの組み合わせにより発色し、液晶表示素子用カラーフィルターとして用いることができる。また各画素に対応して光学位相差が異なるため、位相差フィルムを積層することなく配色数を増やすことができる。またこの光学異方フィルムを用いた液晶表示素子は、発色が光学位相差に基づいた偏光フィルムとの組み合わせによるため、色素等の吸収を利用して発色する液晶表示素子と比較して、光透過率の低下が小さく、明るい表示が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず第一の発明の光学異方フィルムについて詳細に説明する。本発明の光学異方フィルムは、重合液晶組成物の光重合物であって、且つ部分的に光学位相差が異なる重合層を有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明で使用する重合性液晶組成物としては、液晶状態での光重合の際の意図しない熱重合の誘起を避け、均一な配向状態を固定するために、少なくとも２つの６員環を有する液晶性骨格を部分構造として有する環状アルコール又はフェノール又は芳香族ヒドロキシ化合物のアクリル酸又はメタクリル酸エステルである第１の単官能アクリレート又は第１の単官能メタクリレートを含有し、液晶相を示すことを特徴とする重合性液晶組成物を用いることが好ましい。このような単官能アクリレート又は単官能メタクリレートは液晶性骨格を部分構造として有する単官能アクリレート又は単官能メタクリレートとしては、例えば、一般式（Ｉ）
【００１０】
【化１】
2004185028.tif 000002
（式中、Ｘは水素原子又はメチル基を表わし、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、
【００１１】
【化２】
2004185028.tif 000003
【００１２】
を表わし、ｎは０又は１の整数を表わし、ｍは１から４の整数を表わし、Ｙ1及びＹ2はそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2ＣＨ2−又は−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨ−を表わし、Ｙ3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基又はアルケニルオキシ基を表わす。）で表わされる化合物を挙げることができる。その中でも特に、上記一般式（Ｉ）において、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、
【００１３】
【化３】
2004185028.tif 000004
を表わし、ｍは１又は２の整数を表わし、Ｙ1及びＹ2はそれぞれ独立的に、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−を表わし、Ｙ3はハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアルコキシ基を表わす化合物が好ましい。
【００１４】
このような化合物の代表的なものの例と、その相転移温度を示すが、本発明で使用することができる単官能アクリレート又は単官能メタクリレート化合物は、これらの化合物に限定されるものではない。
【００１５】
【化４】
2004185028.tif 000005
【００１６】
【化５】
2004185028.tif 000006
【００１７】
（上記中、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、また相転移温度スキームのＣは結晶相、Ｎはネマチック相、Ｓはスメクチック相、Ｉは等方性液体相を表わし、数字は相転移温度を表わす。）また、本発明で使用する重合性液晶組成物には、これまでに知られている液晶性骨格を部分構造として有する第２の単官能アクリレート又は、第２の単官能メタクリレート化合物を添加してもよい。このとき、得られる重合性液晶組成物は、室温においてエナンチオトロピックなネマチック液晶相を示すことが望ましい。ここで用いることができる単官能アクリレート又は単官能メタクリレートとしては、例えば一般式（ＩＩ）
【００１８】
【化６】
2004185028.tif 000007
（式中、Ｒは水素原子又はメチル基を表わし、ｐは２〜１２の整数を表わし、Ｙ4は単結合又は−ＣＯＯ−を表わし、Ｙ5はシアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。）で表わされる化合物を挙げることができ、具体的には以下の化合物を挙げることができる。
【００１９】
【化７】
2004185028.tif 000008
【００２０】
（式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立的に、水素原子又はメチル基を表わし、ｊ、ｋ及びｌはそれぞれ独立的に、２〜１２の整数を表わし、Ｒ4は炭素原子数１〜６のアルキル基又はフェニル基を表わす。）このように、本発明で使用する重合性液晶組成物は、第１の単官能（メタ）アクリレートのみを含有しても良く、あるいは第２の単官能（メタ）アクリレートのみを含有しても良く、第１及び第２の単官能（メタ）アクリレートを併用しても良い。
【００２１】
重合性組成物として第１及び第２の単官能（メタ）アクリレートを併用する場合は、第２の単官能（メタ）アクリレートの含有量は、第１の単官能（メタ）アクリレートに対して５０重量％以下であることが好ましい。これは第２の単官能（メタ）アクリレートの含有量が増えるに従って、得られる光学異方フィルムの機械的強度及び耐熱性が劣る傾向があるからである。
【００２２】
また、光学異方フィルム製造の際に、電場によって重合性液晶組成物の配向状態を部分的に制御する場合は、重合性液晶組成物の誘電率異方性が正であることが好ましく、誘電率の異方性Δεが０．５以上であることが特に好ましい。このような重合性液晶組成物を得るためには、シアノ基を有する第１及び第２の単官能（メタ）アクリレートを含有することが好ましい。
【００２３】
また、本発明で用いる重合性液晶組成物には重合性官能基を有していない液晶化合物を、重合性液晶組成物中の総量が１０重量％を超えない範囲で添加してもよい。重合性官能基を有していない液晶化合物としてはネマチック液晶化合物、スメクチック液晶化合物、コレステリック液晶化合物等の通常この技術分野で液晶と認識されるものであれば特に制限なく用いることができる。しかしながらその添加量が増えるに従い、得られる光学異方フィルムの機械的強度が低下する傾向にあるので、添加量を適宜調整する必要がある。
【００２４】
また、重合性官能基を有しているが、液晶性を示さない化合物も添加することができる。このような化合物としては、通常この技術分野で高分子形成性モノマーあるいは高分子形成性オリゴマーとして認識されるものであればよいが、アクリレート化合物が特に好ましい。
【００２５】
これらの液晶化合物又は重合性化合物は適宜選択して組み合わせて添加してもよいが、少なくとも得られる重合性液晶組成物の液晶性が失われないように、各成分の添加量を調整することが必要である。
【００２６】
また、本発明で使用する重合性液晶組成物には、その重合反応性を向上させることを目的として、光重合開始剤や増感剤を添加してもよい。ここで、使用することができる光重合開始剤としては、例えば、公知のベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類等を挙げることができる。その添加量は、重合性液晶組成物に対して１０重量％以下が好ましく、５重量％以下が特に好ましい。
【００２７】
また、本発明で使用する重合性液晶組成物には、その保存安定性を向上させるために、安定剤を添加してもよい。ここで使用することができる安定剤としては公知のヒドロキノン、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール等を挙げることができる。その安定剤の添加量は０．０５重量％以下が好ましい。更に、本発明で用いる重合性液晶組成物には、ねじれネマチック配向、又はコレステリック配向等の螺旋構造を導入する目的で、光学活性化合物を添加してもよい。ここで使用することができる光学活性化合物は、それ自体が液晶性を示す必要はなく、また重合性官能基を有していても、有していなくてもよい。またそのねじれの向きは使用する目的によって適宜選択することができる。そのような光学活性化合物としては、例えば、光学活性基としてコレステリル基を有するペラルゴン酸コレステロール、ステアリン酸コレステロール、光学活性基として２−メチルブチル基を有する「ＣＢ−１５」、「Ｃ−１５」（以上ＢＤＨ社製）、「Ｓ−１０８２」（メルク社製）、「ＣＭ−１９」、「ＣＭ−２０」、「ＣＭ」（以上チッソ社製）、光学活性基として１−メチルヘプチル基を有する「Ｓ−８１１」（メルク社製）、「ＣＭ−２１」、「ＣＭ−２２」（以上チッソ社製）を挙げることができる。
【００２８】
また、本発明の光学異方フィルムの光学位相差（リタデーション）は画素に対応する部分によって各々異なる値をとるが、その値は０〜１．８ミクロンの範囲にあるのが好ましく、更に好ましくは０〜１．２ミクロンの範囲である。均一なリタデーションをとる画素に対応する部分の形と大きさは、全く自由に設定することができ、一辺が６０ミクロン程度の四辺形の微小な画素から大きさが数十センチ程度の円、三角、絵柄等のパターンまでその用途に応じて適宜選択するのが好ましい。
【００２９】
本発明の光学異方フィルムにおける重合層の厚さは、０．１〜１００ミクロンの範囲が好ましく、特に０．５〜５０ミクロンの範囲が好ましい。また、本発明の光学異方フィルムは前述のような重合層単独であってもよく、この重合層が透明性基板上に担持されたもの、あるいは２枚の透明性基板間に挟持されたものであってもよい。また、重合層を第３の透明性基板へ転写したものも同様に使用することができる。
【００３０】
また、本発明の光学異方フィルムの表面を保護する目的で、熱硬化性もしくは光硬化性の樹脂を用いて光学異方フィルムの表面に保護層を形成してもよい。更に、本発明の光学異方フィルム表面に、ＩＴＯ等の透明電極を形成することにより、この光学異方フィルムを液晶セルの構成部品として用いることができる。この場合には、ＩＴＯ電極形成時の熱等による光学異方フィルムの損傷を避けるため、光学異方フィルム表面に耐熱性を有する熱硬化性もしくは光硬化性の樹脂の保護層を形成するのが好ましい。
【００３１】
次に、第２の発明である該光学異方フィルムの製造方法について詳細に説明する。本発明の光学異方フィルムは、液晶表示素子の画素に対応する部分ごとに印加電圧を制御して重合性液晶組成物の配向状態を変化させ、この状態で重合性液晶組成物に紫外線や電子線等のエネルギー線を照射することにより、配向状態を固定することによって製造することができる。このような製造方法として、本発明は特に以下の３つの製造方法を提供する。
（製造方法１）
（１）電極層を有する配向処理された第１の透明性基板と、電極層を有する配向処理された第２の基板の間に重合性液晶組成物を介在させる第１工程、（２）前記２枚の基板間に画素ごとに印加電圧を制御しながら、第１の透明性基板の側から光を照射する第２工程、及び（３）第１の透明性基板及び第２の基板を剥離する第３工程
（製造方法２）
（１）電極層を有する配向処理された第１の透明性基板と、電極層を有する配向処理された第２の基板の間に重合性液晶組成物を介在させる第１工程（２）前記２枚の基板間に画素ごとに印加電圧を制御しながら、第１の透明性基板の側から光を照射する第２工程、及び（３）第２の基板を剥離する第３工程
（製造方法３）
（１）電極層を有する配向処理された２枚の透明性基板の間に重合性液晶組成物を介在させる第１工程（２）前記２枚の基板間に画素ごとに印加電圧を制御しながら、光を照射する第２工程
を有する光学異方フィルムの製造方法を提供する。
【００３２】
また、上記の本発明製造方法の他に、電圧印加により異なる配向状態を得る方法として、電極層を有する配向処理された２枚の基板間に、重合性液晶組成物を挟持させた後、この基板上面に所望の画素に対応する部分にのみエネルギー線が透過するマスクをかぶせ、所定の電圧を印加しながらエネルギー線を照射し、所定の電圧による配向状態を固定化させた後、更に、マスクを外して、エネルギー線が未照射の部分についても同様にして、画素に対応する部分によって変化させた電圧を印加しながらエネルギー線を照射することにより、所定の電圧により異なる配向状態が固定化された光学異方フィルムを製造する方法もある。
【００３３】
本発明の光学異方フィルムの製造方法について、更に詳細に説明する。本発明は、（製造方法１）及び（製造方法２）においては、電極層を有する配向処理された第１の透明性基板と、電極層を有する配向処理された第２の基板を、（製造方法３）においては電極層を有する配向処理された２枚の透明性基板を電圧印加可能なように配置し、この２枚の基板間に前述の重合性液晶組成物を介在させる。
【００３４】
この時使用する透明性基板としては、電極層を有する基板が必要である。具体的な例を挙げると、ＩＴＯ付きガラス基板、ＩＴＯ付きプラスチック基板等を挙げることができる。また、これらの基板には配向処理をするのが好ましい。配向処理としては、例えば、基板表面を布等でこするラビング処理あるいはＳｉＯ2の斜方蒸着法等を挙げることができる。特にラビング処理法は、その簡便性から好ましい。基板表面を布等でラビングすることによって適当な配向性を得られないときは、公知の方法に従ってポリイミド薄膜又はポリビニルアルコール薄膜等の有機薄膜を基板表面に形成し、これを布等でラビングしてもよい。
【００３５】
次いで、２枚の基板の画素ごとに印加電圧を制御しながら、透明性基板の側から光を照射する。電極層間に電圧を印加する手段としては、通常の液晶表示素子に使用されるスタティック駆動又は時分割駆動法が使用でき、好ましい印加電圧は重合性液晶組成物の誘電率異方性や基板間の距離によって適宜調整されるが、０．５Ｖ以上の交流電圧が好ましい。
【００３６】
他に、液晶表示素子の画素に対応する部分ごとに重合性液晶組成物の配向状態を変化させる方法としては、２枚の基板間に重合性液晶組成物を挟持させた後、この基板上面に所望の画素に対応する部分にのみエネルギー線を透過するマスクをかぶせ、重合性液晶組成物を任意の方向と強さをもつ磁場で配向させながらエネルギー線を照射し、磁場による配向状態を固定化させ、更にエネルギー線が未照射の部分も同様にして、磁場の強さと方向を変化させながらエネルギー線を照射させることにより、画素に対応する部分により異なる配向状態が固定化された光学異方フィルムを製造することができる。
【００３７】
また、磁場の印加によって重合性液晶組成物の配向を固定化する場合には、基板に電極層を設ける必要はなく、基板として有機材料、無機材料を問わずに用いることができる。具体的な例を挙げると有機材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、セルロース、ポリエーテルエーテルケトン、また無機材料としては例えば、シリコン、ガラス等を挙げることができる。
【００３８】
更に、電場や磁場などの外場を印加していない部分での重合性液晶組成物の配向構造は、基板の配向処理と重合性液晶組成物中の光学活性化合物の濃度に依存するが、その配向構造は、光学異方フィルムの用途によって適当な配向状態を選ぶのが好ましく、具体的には以下の配向構造を挙げることができる。
【００３９】
ねじれ角が９０度以下のねじれネマチック配向は、例えばラビングした２枚の基板を、それぞれのラビング方向が所望のねじれ角をなすように一定の間隔をもって対向させて配置し、この間に重合性液晶組成物を挟持させることによって得ることができる。
【００４０】
カイラルネマチック配向又はコレステリック配向は、例えば水平配向が得られる２枚の基板を一定の間隔をもって対向させ、この間に螺旋ピッチ（Ｐ）を調整した重合性液晶組成物を挟持させることによって得ることができる。また水平配向が得られる１枚の基板上に螺旋ピッチ（Ｐ）を調整した重合性液晶組成物を一定の厚さで担持させることによっても得ることができる。
【００４１】
また、上記のように、重合性液晶組成物中に光学活性化合物を含有しない場合、光学異方フィルムの配向状態は基板の配向処理に依存するが、その配向構造は、光学異方フィルムの用途によって適当な配向状態を選ぶのが好ましく、具体的には以下の配向構造を挙げることができる。
【００４２】
ホメオトロピック配向は、例えば垂直配向が得られる２枚の基板を一定の間隔をもって対向させ、この間に重合性液晶組成物を挟持させることによって得ることができる。
【００４３】
ホモジニアス配向は、例えばラビングした２枚の基板を、それぞれのラビング方向が０又は１８０度の角度をなすように一定の間隔をもって対向させて配置し、この間に重合性液晶組成物を挟持させることによって得ることができる。
【００４４】
重合性液晶組成物層の厚さ方向に垂直配向から水平配向まで連続的に変化するハイブリッド配向は、例えばラビングした基板と垂直配向が得られる基板を一定の間隔をもって対向させ、この間に重合性液晶組成物を挟持させることによって得ることができる。
【００４５】
以上のように電場や磁場などの外場による配向と基板の配向処理との組み合わせによって、部分的に重合性液晶組成物の配向状態を変化させることができる。光重合は紫外線又は電子線等のエネルギー線を、前述の２枚の基板間に担持された重合性液晶組成物に照射することによって行うことが好ましく、従って、少なくとも照射面側の基板は、適当な透明性が与えられていなければならない。重合の際の温度は、重合性液晶組成物の液晶状態が保持される温度でなければならないが、意図しない熱重合の誘起を避ける意味から室温に近い温度で重合させることが好ましい。
【００４６】
以上のようなことから、２枚の基板の間に重合性液晶組成物を挟持させて光重合を行う場合は、少なくとも照射面側の基板には適当な透明性が与えられていなければならない。
【００４７】
次いで、使用目的に応じて、前述のように製造の際に使用した基板を１枚あるいは２枚とも剥離する。このとき、基板を容易に剥離するためには、基板に良好な剥離性を付与するために、あらかじめ、基板表面に有機材料の薄膜等を形成することが好ましい。このような有機材料として、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素化ポリマーやポリビニルアルコールと１，８−オクタンジオール等のジオール化合物との混合物、及びレシチン等を挙げることができる。
【００４８】
以上のような製造方法により、部分的に異なる配向構造が固定された重合層を有する本発明の光学異方フィルムを得ることができる。次に第３の発明である液晶表示素子について詳しく説明する。本発明の液晶表示素子は第一の発明である光学異方フィルムを有することを特徴とする。本発明の液晶表示素子に用いることができる光学異方フィルムとしては、製造の際に用いた２枚の透明性基板間に重合層が挟持された状態、１枚の透明性基板上に重合体が担持された重合層のみの状態、又は少なくとも１枚の基板を剥離した後に第３の透明性基板へ重合層を転写した状態のものをあげることができる。また、本発明の液晶表示素子としては、ツイステッドネマチック型、スーパーツイステッドネマチック型、相転移型、ゲストホスト型、強誘電液晶表示素子を用いることができ、高分子分散型の調光層を有する液晶表示素子、例えばＮＣＡＰ、ＰＤＬＣも用いることができる。また、調光層として透明性固体物質の三次元網目状構造を有することを特徴とするポリマーネットワーク型液晶表示素子（ＰＮ−ＬＣＤ）は駆動電圧も低く好適に用いることができる。これらの液晶表示素子の駆動方法は、液晶表示素子の種類によって適宜選択するのが好ましいが、ツイステッドネマチック型や高分子分散型はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式のようなアクティブ素子を用いて駆動するのが表示容量の点から好ましい。
【００４９】
本発明の液晶表示素子の構造を以下に述べる。本発明の液晶表示素子は、前述のような光学異方フィルムを有するものであり、この光学異方フィルムは通常、偏光板と液晶セルの間に配置するが、前述のような電極層を有する光学異方フィルムは、液晶セル内に配置して用いることができる。
【００５０】
本発明の液晶表示素子においては、２枚の偏光板のうち、１枚を反射板に置き換えることもでき、反射板を用いる場合には、液晶表示素子の一方の電極面に反射板としての機能も兼ね合わせるようにすると、液晶表示素子の視差が改善されるために好ましい。
【００５１】
また、偏光板の偏光軸と本発明の光学異方フィルムの光軸のなす角度は、構成する液晶表示素子によって適宜調整されるが、一般に４５度の角度をなすように配置するのが好ましい。また、２枚の偏光板を用いる場合には、その２枚の偏光板の偏光軸は互いに平行か直交するように配置するのがコントラストの点から好ましい。
【００５２】
また、本発明の液晶表示素子には、光学位相差に基づく発色の色純度を向上させるため、通常用いられているマイクロカラーフィルターを付加して用いても良い。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
式（ａ）
【００５４】
【化８】
2004185028.tif 000009
【００５５】
の化合物４７．５重量部及び式（ｄ）
【００５６】
【化９】
2004185028.tif 000010
【００５７】
の化合物４７．５重量部及び式（ｇ）
【００５８】
【化１０】
2004185028.tif 000011
【００５９】
の化合物５重量部からなる重合性液晶組成物（Ａ）を調整した。得られた組成物は室温（２５℃）でエナンチオトロピックなネマチック相をしめし、ネマチック相から等方性液体相への転移温度は５２℃であった。また２５℃におけるｎe（異常光屈折率）は１．６７、ｎo（常光屈折率）は１．５１、誘電率の異方性は＋０．７であった。重合性液晶組成物（Ａ）９９重量部に光重合開始剤「ＩＲＧ−６５１」（チバガイギー社製）１重量部からなる重合性液晶組成物（Ｂ）を得た。
次に３．０ｇのポリビニルアルコール（重合度約５００）と３．０ｇの１，８−オクタンジオールを水１００ｇとエタノール１００ｇからなる混合溶媒に溶解させて液晶配向処理剤用組成物の溶液を作製した。この溶液を、第１図に示すような大きさ２５ｍｍ×３０ｍｍ、ＩＴＯ透明電極層として電極層（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を有するガラス基板（ｉ）にスピンコートした。このスピンコートで溶媒はほとんど乾燥した。この時のガラス基板上には１，８−オクタンジオールの析出がみられ、均一な膜が得られていなかった。次に、このガラス基板を１１０℃で５分間加熱した後に室温まで冷却し、１，８−オクタンジオールの析出のない均一な膜を得た。これを第１図に示してある方向にラビング処理して、配向処理されたガラス基板（ｉ−Ｒ）を作製した。
【００６０】
次に第２図に示すようにガラス基板（ｉ）と同じ大きさで且つ基板全面にＩＴＯ透明電極層を有するガラス基板（ｉｉ）上に、ポリイミド配向処理剤「ＡＬ−１２５４」（日本合成ゴム社製）をスピンコートした。この基板を１８０℃で８０分間保ち、基板上にポリイミド膜を形成した。このポリイミド膜を第２図に示してある方向にラビング処理して、配向処理されたガラス基板（ｉｉ−Ｒ）を作製した。ガラス基板（ｉ−Ｒ）とガラス基板（ｉｉ−Ｒ）をラビング処理した面を対向させ、この間に重合性液晶組成物（Ｂ）を挟持させた。この時のガラス基板間の間隔は９ミクロンに、互いのラビング方向のなす角度は１８０度になるように設定した。２枚のガラス基板間に挟持された重合性液晶組成物を、２枚の直交する偏光板の間において観察したところ、均一な１軸配向（ホモジニアス配向）が得られていることが確かめられた。次に、ガラス基板（ｉ−Ｒ）の電極層（Ａ）と対向電極間に４．１Ｖｒｍｓ、電極層（Ｂ）と対向電極間に２．９Ｖｒｍｓ、電極層（Ｃ）と対向電極間に３．３Ｖｒｍｓの周波数１ＫＨｚの正弦波を印加した。この重合性液晶組成物に電圧を印加した状態で、室温において紫外線ランプ（ＵＶＰ社製、ＵＶＧＬ−２５）を用いて、１６０ｍＪ／ｃｍ2 の光量の紫外線を照射して、重合性液晶組成物を光重合させて２枚のガラス基板に挟持された光学異方フィルムを得た。これを１５０℃に５分間保った後、室温において冷却した。室温まで冷却後、光学異方フィルムからガラス基板（ｉ−Ｒ）を剥離して、ガラス基板（ｉｉ−Ｒ）に担持された光学異方フィルムを得た。この光学異方フィルムを、光学異方フィルムの光軸（ラビング方向）と偏光板の偏光軸と
のなす角度が４５度になるように、２枚の直交する偏光板の間において干渉色を観察したところ、第３図に示すような結果を得た。電極層（Ａ）に接していた部分の干渉色は赤、電極層（Ｂ）に接していた部分の干渉色は緑、電極層（Ｃ）に接していた部分の干渉色は青、その他の部分は黄緑色と、１枚の光学異方フィルムの部分的に異なる電極層に均一な干渉色を呈した。従って、各画素に対応して部分的に光学位相差が異なる光学異方フィルムが得られたのは明かである。またこの光学異方フィルムを１５０℃の温度に保っても、均一な干渉色は変化せず耐熱性も何等問題なかった。
【００６１】
（実施例２）第４図に示すような大きさ２５ｍｍ×３０ｍｍ、ＩＴＯ透明電極層として電極層（Ａ’）、（Ｂ’）、（Ｃ’）を有するガラス基板（ｉｉｉ）にポリイミド配向処理剤「ＡＬ−１２５４」をスピンコートした。この基板を１８０℃で８０分間保ちガラス基板上にポリイミド膜を形成した。このポリイミド膜を第４図に示してある方向にラビング処理して、配向処理されたガラス基板（ｉｉｉ−Ｒ）を作製した。次に、第５図に示すように、ガラス基板（ｉｉｉ）と同じ大きさで且つ基板全面にＩＴＯ透明電極層を有するガラス基板（ｉｖ）上にポリイミド配向処理剤「ＡＬ−１２５４」をスピンコートした。この基板を１８０℃で８０分間保ち、ガラス基板上にポリイミド膜を形成した。このポリイミド膜を第５図に示してある方向にラビング処理して、配向処理されたガラス基板（ｉｖ−Ｒ）を作製した。ガラス基板（ｉｉｉ−Ｒ）とガラス基板（ｉｖ−Ｒ）をラビング処理した面を対向させ、この間に屈折率の異方性がグ処理した面を対向させ、この間に屈折率の異方性が０．１８９、誘電率の異方性が７．２のネマチック液晶組成物「ＰＮ−０１９」（ロディック社製）を挟持させた。このときのガラス基板間の間隔は５．３ミクロンに、互いのラビング方向のなす角度は９０度になるように設定し、ツイステッドネマチック液晶セルを作製した。このツイステッドネマチック液晶セルに実施例１で作製した光学異方フィルムを重ね、これを偏光軸が互いに平行な２枚の偏光フィルムの間に配置した。このとき２枚の偏光フィルムの偏光軸は、光学異方フィルムの光軸（ラビング方向）に対して４５度の角度をなすようにした。またツイステッドネマチック液晶セルを構成する２枚の基板のそれぞれのラビング方向は偏光フィルムの偏光軸に対して平行又は直角になるようにし、液晶セルの電極層（Ａ’）の部分に光学異方フィルムの干渉色が赤の部分が重なり、液晶セルの電極層（Ｂ’）の部分に光学異方フィルムの干渉色が緑の部分が重なり、液晶セルの電極層（Ｃ’）の部分に光学異方フィルムの干渉色が青の部分が重なるように液晶セルと光学異方異方フィルムを重ね合わせた。このようにして作製した液晶表示素子は、電圧が無印加時には、電極層（Ａ’）の部分が赤、電極層（Ｂ’）の部分が緑、電極層（Ｃ’）の部分が青色の鮮やかな発色が得られた。また電圧の印加によって電極層（Ａ’）の部分は緑、電極層（Ｂ’）の部分は赤、電極層（Ｃ’）の部分は黄色の鮮やかな発色が得られた。
【００６２】
（実施例３）実施例２で使用したネマチック液晶組成物「ＰＮ−０１９」８０重量部、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルギリコールジアクリレート「ＨＸ−２２０」（日本化薬株式会社製）１３．６重量部、ラウリルアクリレート「Ｌ−Ａ」（共栄社油脂化学工業株式会社製）６重量部、光重合開始剤「ＩＲＧ−６５１」（チバガイギー社製）０．４重量部からなる重合性組成物（Ｃ）を調製した。次に、第６図に示すような大きさ２５ｍｍ×３０ｍｍ、ＩＴＯ透明電極層として電極層（Ａ''）、（Ｂ''）、（Ｃ''）を有するガラス基板（ｖ）と、第７図に示すようにガラス基板（ｖ）と同じ大きさで且つ基板全面にＩＴＯ透明電極層を有するガラス基板（ｖｉ）を用意し、ガラス基板（ｖ）及びガラス基板（ｖｉ）の電極層面を対向させ、この間に調製した重合性組成物（Ｃ）を挟持させた。このときのガラス基板間の間隔は１２ミクロンになるように設定した。この２枚の基板に挟持された重合性組成物に８０Ｗのメタルハライドランプを用いて５００ｍＪ／ｃｍ2 に相当するエネルギーの紫外線を照射することによって重合性組成物を重合させ、２枚の基板の間に透明性固体物質及び液晶材料からなる調光層を有する液晶セルを作製した。この液晶セルに実施例１で作製した光学異方フィルムを重ね、これを偏光軸が互いに直交する２枚の偏光フィルムの間に配置した。このとき光学異方フィルムの光軸（ラビング方向）は偏光フィルムの偏光軸に対して４５度の角度をなすようにした。また液晶セルの電極層（Ａ”）の部分に光学異方フィルムの干渉色が赤の部分が重なり、且つ液晶セルの電極層（Ｂ”）の部分に光学異方フィルムの干渉色が緑の部分が重なり、且つ液晶セルの電極層（Ｃ”）の部分に光学異方フィルムの干渉色が青の部分が重なるように液晶セルと光学異方異方フィルムを重ね合わせた。このようにして作製した液晶表示素子は、電圧が無印加時には、電極層（Ａ”）、（Ｂ”）、（Ｃ”）の部分が白濁（白）の表示が得られた。また電圧の印加によって電極層（Ａ”）の部分は赤、電極層（Ｂ”）の部分は緑、電極層（Ｃ”）の部分は青色の鮮やかな発色が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１で使用したガラス基板（ｉ）を示した図である。
【図２】実施例１で使用したガラス基板（ｉｉ）を示した図である。
【図３】実施例１における本発明の液晶表示素子用カラーフィルターの観察結果を示した図である。
【図４】実施例２で使用したガラス基板（ｉｉｉ）を示した図である。
【図５】実施例２で使用したガラス基板（ｉｖ）を示した図である。
【図６】実施例３で使用したガラス基板（ｖ）を示した図である。
【図７】実施例３で使用したガラス基板（ｖｉ）を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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