(57)【要約】【課題】広帯域の反射波長帯域を有する光学特性に優れた多層構成の偏光分離素子を簡易にかつ確実に製造することができる、偏光分離素子の製造方法を提供する。【解決手段】まず、ガラス基板１２の配向膜１６上に第１コレステリック液晶溶液１３を塗布し、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８を形成する（図１（ａ）（ｂ））。次に、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８に対して、空気雰囲気中で所定の照射強度の紫外線を照射し、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４を形成する（図１（ｃ）（ｄ））。そして、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４に対して、窒素雰囲気中で所定の照射強度の紫外線を照射し、より硬化度の高い第１コレステリック液晶層１４′を形成する（図１（ｅ）（ｆ））。その後、残存未反応部位を硬化させた後の硬化状態の第１コレステリック液晶層１４′上に第２コレステリック液晶溶液２３を直接塗布し、未硬化状態の第２コレステリック液晶層２８を形成し（図１（ｇ）（ｈ））、最終的に、硬化状態の第２コレステリック液晶層２４を形成する（図１（ｉ）（ｊ））。【選択図】　図１
2004118036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向能を有する基板上に、紫外線硬化型の液晶材料と光重合開始剤とを含有する第１コレステリック液晶溶液を塗布して、未硬化状態の第１コレステリック液晶層を形成する第１の工程と、
前記未硬化状態の第１コレステリック液晶層を、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気中で、当該第１コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら、当該第１コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度よりも弱い照射強度の紫外線を照射して硬化させ、硬化状態の第１コレステリック液晶層を形成する第２の工程と、
前記硬化状態の第１コレステリック液晶層に電離放射線を照射して残存未反応部位を硬化させる第３の工程と、
残存未反応部位を硬化させた後の前記硬化状態の第１コレステリック液晶層上に第２コレステリック液晶溶液を塗布して、未硬化状態の第２コレステリック液晶層を形成する第４の工程と、
前記未硬化状態の第２コレステリック液晶層を、当該第２コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら硬化させ、硬化状態の第２コレステリック液晶層を形成する第５の工程とを含むことを特徴とする、偏光分離素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程における前記紫外線の照射強度は、前記ガス雰囲気中で前記未硬化状態の第１コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度の約１０％〜約１％であることを特徴とする、請求項１に記載の偏光分離素子の製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程において、前記硬化状態の第１コレステリック液晶層に、常圧での酸素濃度が１％以下のガス雰囲気中で紫外線を照射して、残存未反応部位を硬化させることを特徴とする、請求項１に記載の偏光分離素子の製造方法。
【請求項４】
前記第３の工程において、前記硬化状態の第１コレステリック液晶層の温度が、当該第１コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度範囲の下限から３０℃〜９０℃だけ低い温度であることを特徴とする、請求項３に記載の偏光分離素子の製造方法。
【請求項５】
前記第４の工程で塗布される前記第２コレステリック液晶溶液は紫外線硬化型の液晶材料と光重合開始剤とを含有し、
前記第５の工程において、前記未硬化状態の第２コレステリック液晶層を、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気中で、当該第２コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら、当該第２コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度よりも弱い照射強度の紫外線を照射して硬化させることを特徴とする、請求項１に記載の偏光分離素子の製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程における前記紫外線の照射強度は、前記ガス雰囲気中で前記未硬化状態の第２コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度の約１０％〜約１％であることを特徴とする、請求項５に記載の偏光分離素子の製造方法。
【請求項７】
前記硬化状態の第２コレステリック液晶層に電離放射線を照射して残存未反応部位を硬化させる第６の工程と、
残存未反応部位を硬化させた後の前記硬化状態の第２コレステリック液晶層上に第３コレステリック液晶溶液を塗布して、未硬化状態の第３コレステリック液晶層を形成する第７の工程と、
前記未硬化状態の第３コレステリック液晶層を、当該第３コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら硬化させ、硬化状態の第３コレステリック液晶層を形成する第８の工程とをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の偏光分離素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等で用いられる偏光分離素子に係り、とりわけ、広帯域の反射波長帯域を有する偏光分離素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、このような偏光分離素子として、コレステリック規則性を有する液晶層を備え、その螺旋構造のピッチ（螺旋ピッチ）に対応する波長の右旋または左旋の円偏光の一方を所定の反射波長帯域で反射し、残りを透過するものが知られている。なお、本明細書中において「液晶層」という用語は、光学的に液晶の性質を有する層という意味で用い、層の状態としては、流動性のある液晶相の状態の他、液晶相の持つ分子配列を保って固化された固相の状態も含む。
【０００３】
このような偏光分離素子は、液晶表示装置等で広く用いられるものであり、反射波長帯域として可視光領域の全域に亘る広い範囲の帯域が必要となることが多い。このような偏光分離素子において、反射波長帯域を広帯域化する方法としては種々のものが提案されており、例えば、（１）段階的（連続的）に螺旋ピッチを変化させることができるようなコレステリック液晶材料を用い、その螺旋ピッチを厚さ方向に変化させる方法（特許文献１および２）や、（２）２層のコレステリック液晶ポリマー層を圧着した後、熱処理により段階的に螺旋ピッチを変化させる方法（特許文献３および４）が知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法のうち、上記（１）の方法では、液晶材料中に非架橋性の液晶分子を含ませたり（特許文献１）、色素を含ませたりする必要があるので（特許文献２）、耐熱性に乏しく、また、液晶層に色がつくので光学特性も低下してしまうという問題がある。また、上記（２）の方法でも、高温での熱処理が行われることから液晶材料に耐熱性が必要であり、液晶材料の種類が限定されてしまうという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５６９１７８９号明細書
【特許文献２】
特開平６−２８１８１４号公報
【特許文献３】
特開平１０−３１９２３５号公報
【特許文献４】
特開平１１−４４８１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解消するため、本発明者は先に、特願２００１−９４０５７号において、配向能を有する基板上に形成された未硬化状態のコレステリック液晶層に、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気中で紫外線を照射することにより、コレステリック液晶層の反射波長帯域を広帯域化する方法を提案している。なお、この方法は、コレステリック液晶層の表裏における酸素濃度の相違によって液晶分子の硬化速度に相違が生じることを利用したものであり、コレステリック液晶層の厚さ方向に関して液晶分子の硬化速度分布を生じさせることにより、本来的にはコレステリック液晶層内で均一な螺旋ピッチとなるコレステリック相構造を、コレステリック液晶層内で連続的に螺旋ピッチが変化したコレステリック相構造に移行させるものである。
【０００７】
本発明は、上記特願２００１−９４０５７号で提案した方法を基礎にしてなされたものであり、反射波長帯域の広帯域化が図られたコレステリック液晶層上に他のコレステリック液晶層（他の反射波長帯域をカバーする液晶層等）を光学的に良好な状態で積層することを可能にして、広帯域の反射波長帯域を有する光学特性に優れた多層構成の偏光分離素子を簡易にかつ確実に製造することができる、偏光分離素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、配向能を有する基板上に、紫外線硬化型の液晶材料と光重合開始剤とを含有する第１コレステリック液晶溶液を塗布して、未硬化状態の第１コレステリック液晶層を形成する第１の工程と、前記未硬化状態の第１コレステリック液晶層を、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気中で、当該第１コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら、当該第１コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度よりも弱い照射強度の紫外線を照射して硬化させ、硬化状態の第１コレステリック液晶層を形成する第２の工程と、前記硬化状態の第１コレステリック液晶層に紫外線や電子線等の電離放射線を照射して残存未反応部位を硬化させる第３の工程と、残存未反応部位を硬化させた後の前記硬化状態の第１コレステリック液晶層上に第２コレステリック液晶溶液を塗布して、未硬化状態の第２コレステリック液晶層を形成する第４の工程と、前記未硬化状態の第２コレステリック液晶層を、当該第２コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら硬化させ、硬化状態の第２コレステリック液晶層を形成する第５の工程とを含むことを特徴とする、偏光分離素子の製造方法を提供する。
【０００９】
なお、本発明においては、前記第２の工程における前記紫外線の照射強度が、前記ガス雰囲気中で前記未硬化状態の第１コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度の約１０％〜約１％であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明においては、前記第３の工程において、前記硬化状態の第１コレステリック液晶層に、常圧での酸素濃度が１％以下のガス雰囲気中で紫外線を照射して、残存未反応部位を硬化させることが好ましい。なお、前記第３の工程において、前記硬化状態の第１コレステリック液晶層の温度が、当該第１コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度範囲の下限から３０℃〜９０℃だけ低い温度であることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明においては、前記第４の工程で塗布される前記第２コレステリック液晶溶液が紫外線硬化型の液晶材料と光重合開始剤とを含有し、前記第５の工程において、前記未硬化状態の第２コレステリック液晶層を、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気中で、当該第２コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら、当該第２コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度よりも弱い照射強度の紫外線を照射して硬化させることが好ましい。なお、前記第５の工程における前記紫外線の照射強度は、前記ガス雰囲気中で前記未硬化状態の第２コレステリック液晶層に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度の約１０％〜約１％であることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、本発明においては、前記硬化状態の第２コレステリック液晶層に電離放射線を照射して残存未反応部位を硬化させる第６の工程と、残存未反応部位を硬化させた後の前記硬化状態の第２コレステリック液晶層上に第３コレステリック液晶溶液を塗布して、未硬化状態の第３コレステリック液晶層を形成する第７の工程と、前記未硬化状態の第３コレステリック液晶層を、当該第３コレステリック液晶層中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら硬化させ、硬化状態の第３コレステリック液晶層を形成する第８の工程とをさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、配向能を有する基板上に形成された未硬化状態の第１コレステリック液晶層に、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気中で弱い照射強度の紫外線を照射して、硬化状態の第１コレステリック液晶層を形成した後、この硬化状態の第１コレステリック液晶層に対してさらに所定の照射強度の電離放射線を照射して残存未反応部位を硬化させるようにしているので、このようにして形成された第１コレステリック液晶層とその上に形成される第２コレステリック液晶層との間の界面に光学的な不連続性が生じることを効果的に防止することができる。このため、反射波長帯域の広帯域化が図られたコレステリック液晶層上に他のコレステリック液晶層（他の反射波長帯域をカバーする液晶層等）を光学的に良好な状態で積層することが可能となり、広帯域の反射波長帯域を有する光学特性に優れた多層構成の偏光分離素子を簡易にかつ確実に製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る偏光分離素子の製造方法を説明するための工程図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、まず、配向膜１６が形成されたガラス基板１２を準備し、このガラス基板１２の配向膜１６上に、第１コレステリック液晶溶液１３をスピンナー等を用いて塗布する。ここで、第１コレステリック液晶溶液１３は、紫外線硬化型の液晶材料（ネマチック液晶およびカイラル剤を含有するカイラルネマチック液晶材料）と光重合開始剤とを含有する溶液である。なお、第１コレステリック液晶溶液１３に含有される液晶材料としては、重合性モノマー液晶分子や重合性オリゴマー液晶分子を用いることができる。ここで、重合性モノマー液晶分子を用いる場合は、特開平７−２５８６３８号公報や特表平１０−５０８８８２号公報に記載されているような液晶性モノマーおよびキラル化合物の混合物を用いることができる。また、重合性オリゴマー液晶分子を用いる場合は、特開昭５７−１６５４８０に記載されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物を用いることができる。一方、第１コレステリック液晶溶液１３に含有される光重合開始剤としては、一般的に用いられる任意のものを用いることができ、例えば、Ｉｒｇ９０７やＩｒｇ１８４、Ｉｒｇ３６１、Ｉｒｇ６５１（いずれもＣｉｂａ　Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）等を用いることができる。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に示すように、ホットプレート等により７０℃〜９０℃の温度で第１コレステリック液晶溶液１３を加温することにより、第１コレステリック液晶溶液１３中の溶媒を蒸発させ、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８を形成する。
【００１８】
そして、図１（ｃ）に示すように、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８に対して、空気雰囲気中で、第１コレステリック液晶層１８中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら所定の照射強度の紫外線を照射し、予め添加しておいた光重合開始剤と外部から照射した紫外線とによって重合を開始させることにより、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８中の液晶分子を３次元架橋（ポリマー化）して硬化させ、図１（ｄ）に示されるような硬化状態の第１コレステリック液晶層１４を形成する。ここで、「３次元架橋」とは、重合性モノマー分子や重合性オリゴマー分子を互いに３次元的に重合して、網目（ネットワーク）構造の状態にすることを意味する。このような状態にすることによって、液晶分子を、液晶相の持つ分子配列を保ったまま光学的に固定することができ、光学膜としての取り扱いが容易な、常温で安定したフィルム状の膜とすることができる。
【００１９】
ここで、ガラス基板１２の配向膜１６上に形成された未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８は空気雰囲気に曝されており、空気中の酸素（酸素濃度約２０％）により、紫外線の照射によって生じるラジカル重合が阻害される。このため、未硬化状態のコレステリック液晶層１８のうちガラス基板１２側に位置する表面と反対側の表面における液晶分子は、ガラス基板１２側の表面における液晶分子に比べて硬化しにくくなる。このとき、上述したように、紫外線の照射強度を弱くすると、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８内で液晶分子の硬化速度分布が生じる。ここで、コレステリック液晶の主材であるネマチック液晶とカイラル剤とではその反応性（すなわち硬化のしやすさ）が異なっているので、上述した硬化速度分布により、硬化が進行している領域と進行していない領域との間で液晶成分（ネマチック液晶およびカイラル剤）の濃度分布が生じる。このような液晶成分の濃度分布により、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４内で液晶分子の螺旋ピッチを厚さ方向に直線的に変化させることができ、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４の反射波長帯域が広帯域化される。この場合、上述したように、第１コレステリック液晶層１４内での液晶分子の螺旋ピッチの変化は、コレステリック液晶の主材であるネマチック液晶とカイラル剤との反応性の差によって決まり、例えば、主材の反応性がカイラル剤の反応性よりも小さい場合には、ガラス基板１２側がより短ピッチになり、逆の場合には、ガラス基板１２側がより長ピッチになる。
【００２０】
なお、図１（ｃ）に示す工程における紫外線の照射強度は、上述したような空気雰囲気中で未硬化状態のコレステリック液晶層１８に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度よりも弱くし、具体的には、当該照射強度の約１０％〜約１％、より好ましくは約８％〜約２％とすることが好ましい。なお、紫外線の照射強度が強い場合には、未硬化状態のコレステリック液晶層１８内でのラジカルの生成率が大きくなり、コレステリック液晶層１８のガラス基板１２側の表面と空気雰囲気側の表面との間の硬化度の差が小さくなり、液晶成分の濃度分布が生じるよりも早く全体が硬化してしまうため、通常の狭い反射波長帯域を有するコレステリック液晶層が形成されてしまう。また、紫外線の照射強度が弱すぎれば、液晶の硬化が十分に進行しないか、進行に時間がかかりすぎることになる。
【００２１】
続いて、図１（ｅ）に示すように、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４に対して、窒素雰囲気中で所定の照射強度の紫外線を照射し、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４中の残存未反応部位を硬化させることにより、図１（ｆ）に示されるような、より硬化度の高い第１コレステリック液晶層１４′を形成する。ここで、図１（ｅ）に示す工程における窒素雰囲気中の第１コレステリック液晶層１４の温度は、第１コレステリック液晶層１４中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度範囲の下限から３０℃〜９０℃、より好ましくは４０℃〜７０℃だけ低い温度であることが好ましく、これにより、第１コレステリック液晶層１４中の液晶分子の流動性を抑えた状態で、第１コレステリック液晶層１４を硬化させることが可能となり、反射効率等の光学特性に優れたコレステリック膜を得ることができる。
【００２２】
その後、図１（ｇ）に示すように、残存未反応部位を硬化させた後の硬化状態の第１コレステリック液晶層１４′上に、上述した第１コレステリック液晶溶液１３と同様の成分を含有する第２コレステリック液晶溶液２３を直接塗布する。
【００２３】
そして、図１（ｈ）に示すように、ホットプレート等により７０℃〜９０℃の温度で第２コレステリック液晶溶液２３を加温することにより、第２コレステリック液晶溶液２３中の溶媒を蒸発させ、未硬化状態の第２コレステリック液晶層２８を形成する。
【００２４】
最後に、図１（ｉ）に示すように、未硬化状態の第２コレステリック液晶層２８に対して、空気雰囲気中で、第２コレステリック液晶層２８中の液晶分子がコレステリック相を呈する温度で加熱しながら紫外線を照射し、予め添加しておいた光重合開始剤と外部から照射した紫外線とによって重合を開始させることにより、未硬化状態の第２コレステリック液晶層２８中の液晶分子を３次元架橋（ポリマー化）して硬化させ、図１（ｊ）に示されるような硬化状態の第２コレステリック液晶層２４を形成する。なお、図１（ｉ）に示す工程における紫外線の照射強度は、上述したような空気雰囲気中で未硬化状態の第２コレステリック液晶層２８に含まれる液晶分子を均一な螺旋ピッチを保持したまま硬化させるのに必要とされる照射強度の約１０％〜約１％、より好ましくは約８％〜約２％とすることが好ましく、これにより、上述した硬化状態の第１コレステリック液晶層１４と同様に、広帯域化された反射波長帯域を有する第２コレステリック液晶層２４を形成することができる。
【００２５】
このように本実施の形態によれば、ガラス基板１２の配向膜１６上に形成された未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８に、空気雰囲気中で弱い照射強度の紫外線を照射して、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４を形成した後、この硬化状態の第１コレステリック液晶層１４に対してさらに所定の照射強度の紫外線（電離放射線）を照射して残存未反応部位を硬化させるようにしているので、このようにして形成された第１コレステリック液晶層１４′とその上に形成される第２コレステリック液晶層２４との間の界面に光学的な不連続性が生じることを効果的に防止することができる。すなわち、未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８に、酸素が存在する雰囲気（ラジカル重合の阻害を受ける環境）で、比較的弱い照射強度の紫外線を照射すると、硬化状態の第１コレステリック液晶層１４の最表面（界面から数ｎｍ程度）が条件によっては完全に硬化しきれない場合があるが、本実施の形態によれば、このような硬化状態の第１コレステリック液晶層１４に対して窒素雰囲気中でさらに紫外線を照射して残存反応部位を硬化させるようにしているので、このようにして形成された第１コレステリック液晶層１４′とその上に形成される第２コレステリック液晶層２４との間の界面を光学的に良好に保つことができる。このため、反射波長帯域の広帯域化が図られたコレステリック液晶層上に他のコレステリック液晶層（他の反射波長帯域をカバーする液晶層等）を光学的に良好な状態で積層することが可能となり、広帯域の反射波長帯域を有する光学特性に優れた多層構成の偏光分離素子を簡易にかつ確実に製造することができる。なお、本実施の形態によれば、第１コレステリック液晶層１４の特殊な螺旋構造は図１（ｃ）に示す工程で既に固定されているので、図１（ｅ）に示す工程で紫外線を照射しても光学特性が変化することはない。
【００２６】
なお、上述した実施の形態においては、図１（ｃ）に示す工程において未硬化状態の第１コレステリック液晶層１８に対して紫外線を照射する際の雰囲気を空気雰囲気としているが、この雰囲気は空気雰囲気に限定されるものでなく、常圧での酸素濃度が１０％以上のガス雰囲気であればよい。
【００２７】
また、上述した実施の形態においては、図１（ｅ）に示す工程において硬化状態の第１コレステリック液晶層１４に対して紫外線を照射する際の雰囲気を窒素雰囲気としているが、この雰囲気は窒素雰囲気に限定されるものではなく、常圧での酸素濃度が１％以下のガス雰囲気であればよい。また、紫外線の強度を十分に大きくした場合には、空気雰囲気等の任意のガス雰囲気とすることできる。
【００２８】
さらに、上述した実施の形態においては、図１（ｉ）に示す工程において未硬化状態の第２コレステリック液晶層２８に対して紫外線を照射する際の雰囲気を空気雰囲気としているが、この雰囲気は空気雰囲気に限定されるものではなく、窒素雰囲気等の任意の雰囲気とすることができる。
【００２９】
さらに、上述した実施の形態においては、第２コレステリック液晶層２４の液晶材料として紫外線硬化型の液晶材料を用いているが、これに限らず、熱硬化型の液晶材料等の各種の液晶材料を用い、熱硬化手法により第２コレステリック液晶層２４を硬化させるようにしてもよい。
【００３０】
さらにまた、上述した実施の形態においては、２層構成の偏光分離素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１（ａ）〜（ｊ）に示す工程の処理を行った後、硬化状態の第２コレステリック液晶層２４に対して図１（ｅ）〜（ｉ）に示す工程と同様の処理を行うことにより、３層構成の偏光分離素子を製造することが可能である。また、同様にして、最上層のコレステリック液晶層に対して図１（ｅ）〜（ｉ）に示す工程と同様の処理を行うことにより、４層構成以上の偏光分離素子を製造することが可能である。
【００３１】
【実施例】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例を、比較例とともに説明する。
【００３２】
（実施例）
紫外線硬化型のネマチック液晶とカイラル剤とを混合することにより、コレステリック液晶モノマーの３５％トルエン溶液（第１コレステリック液晶溶液）を準備した。なお、この第１コレステリック液晶溶液には、光重合開始剤としてＩｒｇ９０７（Ｃｉｂａ　Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）をコレステリック液晶に対して５％添加した。
【００３３】
上記のように調整された第１コレステリック液晶溶液を、配向処理を施したポリイミド膜付きのガラス基板上にスピンナーを用いて塗布し、次いで、９０℃の温度で乾燥させることによって第１コレステリック液晶溶液中の溶媒（トルエン）を除去した。これにより、厚さが３μｍの未硬化状態の第１コレステリック液晶層を形成した。なお、このようにして形成された第１コレステリック液晶層中の液晶分子は、７０℃から９０℃までの温度範囲でコレステリック相を呈し、中心反射波長が４８０ｎｍ、反射波長帯域の半値幅が４６ｎｍであり、右円偏光を鏡面的に反射するものであった。
【００３４】
次に、このような未硬化状態の第１コレステリック液晶層をガラス基板とともに空気雰囲気中に置き、９０℃の温度で２．６ｍＷ／ｃｍ２（３１０ｎｍ）の照射強度の紫外線を６０秒照射した。これにより、中心反射波長が４８０ｎｍ、反射波長帯域の半値幅が約１５０ｎｍである、広帯域化された硬化状態の第１コレステリック液晶層が形成された。図３に、このようにして形成された硬化状態の第１コレステリック液晶層の右円偏光透過率の波長依存性を示す。
【００３５】
そして、この硬化状態の第１コレステリック液晶層をガラス基板とともに窒素雰囲気（酸素濃度０．２％）中に置き、２５℃の温度で１５ｍＷ／ｃｍ２（３１０ｎｍ）の照射強度の紫外線を３０秒照射した。
【００３６】
その後、第１コレステリック液晶溶液を調整した方法と同様の方法で、中心反射波長が６５０ｎｍとなるようカイラル剤の量を変えた第２コレステリック液晶溶液を準備し、上述した第１コレステリック液晶溶液の場合と同様の手順で、第１コレステリック液晶層上に第２コレステリック液晶溶液を直接塗布し、９０℃の温度で乾燥させ、厚さが４μｍの未硬化状態の第２コレステリック液晶層を形成した。そして最後に、このようにして形成された未硬化状態の第２コレステリック液晶層に、空気雰囲気中で、９０℃の温度で１．４ｍＷ／ｃｍ２（３１０ｎｍ）の照射強度の紫外線を６０秒照射し、硬化状態の第２コレステリック液晶層を形成した。
【００３７】
これにより、第１コレステリック液晶層および第２コレステリック液晶層が積層された、反射波長帯域の半値幅が２８０ｎｍである、広帯域化された偏光分離素子が得られた。図２に、このようにして得られた偏光分離素子の右円偏光透過率の波長依存性を示す。なお、図４は、硬化状態の第２コレステリック液晶層単体での右円偏光透過率の波長依存性を示す図である。
【００３８】
（比較例）
比較例として、硬化状態の第１コレステリック液晶層に窒素雰囲気（酸素濃度０．２％）中で紫外線を照射する工程を除いた以外は、上述した実施例と同様の手順で、第１コレステリック液晶層および第２コレステリック液晶層を形成し、これらが積層された偏光分離素子を得た。図５に、このようにして得られた偏光分離素子の右円偏光透過率の波長依存性を示す。
【００３９】
（評価結果）
実施例で得られた偏光分離素子の分光特性（図２）と、比較例で得られた偏光分離素子の分光特性（図５）とを比較すると、図２に示す分光特性に比べて、図５に示す分光特性では、第１コレステリック液晶層が呈する短波長側の分光特性が変形し、また、全体の反射波長帯域も狭まっていることが分かる。また、図２に示す分光特性に比べて、図５に示す分光特性では、第２コレステリック液晶層が呈する範囲の分光特性が大きく乱れていることが分かる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、広帯域の反射波長帯域を有する光学特性に優れた多層構成の偏光分離素子を簡易にかつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る偏光分離素子の製造方法を説明するための工程図。
【図２】実施例に係る偏光分離素子の右円偏光透過率の波長依存性を示す線図。
【図３】実施例に係る第１コレステリック液晶層単体での右円偏光透過率の波長依存性を示す線図。
【図４】実施例に係る第２コレステリック液晶層単体での右円偏光透過率の波長依存性を示す線図。
【図５】比較例に係る偏光分離素子の右円偏光透過率の波長依存性を示す線図。
【符号の説明】
１２　ガラス基板
１３　第１コレステリック液晶溶液
１４，１４′　硬化状態の第１コレステリック液晶層
１６　配向膜
１８　未硬化状態の第１コレステリック液晶層
２３　第２コレステリック液晶溶液
２４　硬化状態の第２コレステリック液晶層
２８　未硬化状態の第２コレステリック液晶層
【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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