(57)【要約】【課題】多色コレステリック層の表面における分子のダイレクタ方向の不均一性の問題を解消してディスプレイ装置の表示品位が低下してしまうことを効果的に抑制することができる、多色光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】多色光学素子１０の多色コレステリック層１２は、支持基材１１の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより形成されている。積層コレステリック層１３は、多色コレステリック層１２上に、コレステリック規則性を有する液晶を直接塗布して配向させ、多色コレステリック層１２の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つ積層コレステリック層１３が形成されている。積層コレステリック層１３の中心選択反射波長λ０は、多色コレステリック層１２の赤色の選択反射波長帯域４１の長波長側エッジ４５から長波長側に２００ｎｍ以上離れている。【選択図】  図１
2004191730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基材の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有する多色コレステリック層を形成する工程と、
前記多色コレステリック層のうち前記支持基材の表面に面する側とは反対側の表面上にコレステリック規則性を有する液晶を直接塗布し、前記多色コレステリック層の表面の配向規制力により当該液晶を配向させることにより、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つ積層コレステリック層を形成する工程とを含むことを特徴とする、多色光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記積層コレステリック層の中心選択反射波長は、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域の長波長側エッジから長波側に２００ｎｍ以上離れていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記多色コレステリック層を形成する工程において、互いに異なる選択反射波長帯域を持つ複数種類の液晶を準備し、前記支持基材の表面上にて前記各種類の液晶を順次配向及び硬化させるとともに、形成されたコレステリック層を前記各表示領域に合わせて順次パターニングすることにより、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有する多色コレステリック層を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
支持基材の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより形成された多色コレステリック層であって、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有する多色コレステリック層と、
前記多色コレステリック層のうち前記支持基材の表面に面する側とは反対側の表面上にコレステリック規則性を有する液晶を直接塗布して配向させることにより形成された積層コレステリック層であって、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つ積層コレステリック層とを備えたことを特徴とする多色光学素子。
【請求項５】
前記積層コレステリック層の中心選択反射波長は、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域の長波長側エッジから長波側に２００ｎｍ以上離れていることを特徴とする、請求項４に記載の多色光学素子。
【請求項６】
前記多色コレステリック層は、赤色、緑色及び青色の選択反射波長帯域を持つ複数の表示領域を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の多色光学素子。
【請求項７】
面状の偏光光を出射する偏光光源装置と、
前記偏光光源装置から出射された偏光光の明暗表示を画素ごとに制御する液晶セルと、
前記偏光光源装置及び前記液晶セルとともにカラーフィルターとして用いられる、請求項４乃至６のいずれかに記載の多色光学素子とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等のディスプレイ装置で用いられる多色光学素子に係り、とりわけ、コレステリック規則性を有する液晶からなる層（コレステリック層）を備えた多色光学素子の製造方法、多色光学素子及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、入射光に含まれる右旋又は左旋の円偏光成分を分離して各円偏光成分を選択的に反射又は透過する光学素子として、コレステリック層を備えた光学素子が知られている。このうち、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有するコレステリック層（多色コレステリック層）を備えた光学素子は、液晶表示装置等のディスプレイ装置において、多色表示板やカラーフィルター等の多色光学素子として用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３０４２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の多色光学素子では、多色コレステリック層の表面における分子のダイレクタ方向の不均一性に起因して、多色光学素子の面内の偏光状態が十分には均一とならない（特願２００２−１０１２２５号参照）。このため、従来の多色光学素子を用いたディスプレイ装置では、ディスプレイ装置の面内に明暗模様が現れやすく、表示品位が低下しやすいという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、多色コレステリック層の表面における分子のダイレクタ方向の不均一性の問題を解消してディスプレイ装置の表示品位が低下してしまうことを効果的に抑制することができる、多色光学素子の製造方法、多色光学素子及びそれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の解決手段として、支持基材の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有する多色コレステリック層を形成する工程と、前記多色コレステリック層のうち前記支持基材の表面に面する側とは反対側の表面上にコレステリック規則性を有する液晶を直接塗布し、前記多色コレステリック層の表面の配向規制力により当該液晶を配向させることにより、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つ積層コレステリック層を形成する工程とを含むことを特徴とする、多色光学素子の製造方法を提供する。
【０００７】
なお、上述した第１の解決手段において、前記積層コレステリック層の中心選択反射波長は、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域の長波長側エッジから長波側に２００ｎｍ以上離れていることが好ましい。
【０００８】
また、上述した第１の解決手段においては、前記多色コレステリック層を形成する工程において、互いに異なる選択反射波長帯域を持つ複数種類の液晶を準備し、前記支持基材の表面上にて前記各種類の液晶を順次配向及び硬化させるとともに、形成されたコレステリック層を前記各表示領域に合わせて順次パターニングすることにより、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有する多色コレステリック層を形成することが好ましい。
【０００９】
本発明は、第２の解決手段として、支持基材の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより形成された多色コレステリック層であって、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域を有する多色コレステリック層と、前記多色コレステリック層のうち前記支持基材の表面に面する側とは反対側の表面上にコレステリック規則性を有する液晶を直接塗布して配向させることにより形成された積層コレステリック層であって、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つ積層コレステリック層とを備えたことを特徴とする多色光学素子を提供する。
【００１０】
なお、上述した第２の解決手段において、前記積層コレステリック層の中心選択反射波長は、前記多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域の長波長側エッジから長波側に２００ｎｍ以上離れていることが好ましい。
【００１１】
また、上述した第２の解決手段において、前記多色コレステリック層は、赤色、緑色及び青色の選択反射波長帯域を持つ複数の表示領域を有することが好ましい。
【００１２】
本発明は、第３の解決手段として、面状の偏光光を出射する偏光光源装置と、前記偏光光源装置から出射された偏光光の明暗表示を画素ごとに制御する液晶セルと、前記偏光光源装置及び前記液晶セルとともにカラーフィルターとして用いられる、上述した第２の解決手段に係る多色光学素子とを備えたことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１３】
本発明によれば、支持基材の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより形成された多色コレステリック層上に、コレステリック規則性を有する液晶を直接塗布して配向させ、多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つ積層コレステリック層を形成する。このため、互いに積層された多色コレステリック層及び積層コレステリック層において、多色コレステリック層及び積層コレステリック層の隣接した表面における分子のダイレクタ方向を一致させて、多色コレステリック層及び積層コレステリック層に亘る連続的なコレステリック構造を形成するとともに、積層コレステリック層のカイラルピッチを多色コレステリック層のカイラルピッチに比べて十分に長くすることができる。このことから、面内の膜厚分布が±３％であるようなコーティング装置によって多色コレステリック層及び積層コレステリック層を形成するような場合でも、偏光光が出射される積層コレステリック層の観察者側の表面の凹凸に起因したツイスト角のムラ（分子のダイレクタ方向の不揃い）を最小限に少なくすることができ、ディスプレイ装置の表示品位が低下してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、積層コレステリック層の中心選択反射波長が多色コレステリック層の最も長波長側の選択反射波長帯域（赤色の選択反射波長帯域）の長波長側エッジから長波長側に２００ｎｍ以上離れるようにすることにより、多色コレステリック層及び積層コレステリック層の選択反射波長帯域が互いに重ならないようにしているので、多色コレステリック層が呈する選択反射波長帯域のスペクトルに崩れが生じることがなく、多色コレステリック層で選択的に反射される光の色純度等が劣化することを効果的に抑えることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
まず、図１乃至図３により、本発明の一実施の形態に係る多色光学素子の構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る多色光学素子１０は、支持基材１１と、支持基材１１上に積層された多色コレステリック層１２と、多色コレステリック層１２上に積層された積層コレステリック層１３とを備えている。なお、多色コレステリック層１２は、複数の表示領域（赤色表示領域１２ａ、緑色表示領域１２ｂ及び青色表示領域１２ｃ）を有している。
【００１８】
このうち、支持基材１１は、配向膜付きのガラス基板や延伸フィルム等からなり、少なくとも一方の表面（図１では上面）は配向規制力を有している。
【００１９】
また、多色コレステリック層１２は、支持基材１１の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより形成されたものである。
【００２０】
さらに、積層コレステリック層１３は、多色コレステリック層１２のうち支持基材１１の表面に面する側とは反対側の表面上にコレステリック規則性を有する液晶を直接塗布して配向させることにより形成されたものである。
【００２１】
なお、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の材料としては、カイラルネマチック液晶やコレステリック液晶等のような、コレステリック規則性を有する重合性モノマー分子又は重合性オリゴマー分子等の重合性材料を用いることができる。ここで、重合性モノマー分子としては、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及びキラル化合物の混合物を用いることができる。また、重合性オリゴマー分子としては、特開昭５７−１６５４８０号公報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。
【００２２】
ここで、以上のようにして形成された多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３は、図２に示すように、物理的な分子配列として、分子のダイレクタ方向が多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造（コレステリック構造）をとっている。なお、図２において、矢印は、分子のダイレクタ方向を示している。
【００２３】
このうち、多色コレステリック層１２は、支持基材１１側に位置する表面と、この表面に対向した表面とを有しており、多色コレステリック層１２のうち支持基材１１側に位置する表面における分子のダイレクタ方向は、支持基材１１の表面の配向規制力により当該表面内で実質的に一致するようになっている。
【００２４】
また、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の隣接した表面における分子のダイレクタ方向は、積層コレステリック層１３が塗布されて形成される多色コレステリック層１２の表面の配向規制力により当該表面内で実質的に一致するようになっている。
【００２５】
なお、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３において、分子のダイレクタ方向が一致する場合としては、分子のダイレクタ方向が完全に一致する場合の他、分子のダイレクタ方向が１８０度ずれている場合も含まれる。これは、多くの場合、分子の頭部と尻部とが光学的に区別できないからである。
【００２６】
上述したように、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３は、図２に示すようなコレステリック構造をとっており、このような物理的な分子配列に基づいて一方向の円偏光成分とこれと逆廻りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。
【００２７】
このような多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３において、コレステリック構造のヘリカル軸に入射した入射光は、右旋の円偏光成分（右円偏光）及び左旋の円偏光成分（左円偏光）に分離され、一方の円偏光成分は透過され、他方の円偏光成分は反射される。
【００２８】
この場合の反射光の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長（中心選択反射波長）λ０で生じる。
λ０＝ｎａｖ・ｐ    …  （１）
ここで、ｐはカイラルピッチ、ｎａｖはヘリカル軸に直交する平面内での平均屈折率である。
【００２９】
このときの反射光の波長バンド幅Δλは、次式（２）で表される。
Δλ＝Δｎ・ｐ    …  （２）
ここで、Δｎは複屈折率、ｐはカイラルピッチである。なお、複屈折率Δｎは通常０．１〜０．３の範囲にある。
【００３０】
すなわち、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３においては、中心選択反射波長λ０を中心とした波長バンド幅Δλの範囲（選択反射波長帯域）の右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円偏光成分及び他の波長領域の光が透過される。なお、反射の際には、右旋又は左旋の円偏光成分は、通常の反射と異なり、旋光方向が反転されることなくそのまま反射される。
【００３１】
ここで、多色コレステリック層１２においては、図３に示すように、赤色表示領域１２ａ、緑色表示領域１２ｂ及び青色表示領域１２ｃごとに異なる中心選択反射波長λ０を中心とした波長バンド幅Δλの範囲（赤色の選択反射波長帯域４１、緑色の選択反射波長帯域４２及び青色の選択反射波長帯域４３）の右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円偏光成分及び他の波長領域の光が透過される。
【００３２】
一方、積層コレステリック層１３においては、多色コレステリック層１２の最も長波長側の選択反射波長帯域（赤色表示領域１２ａの赤色の選択反射波長帯域４１）よりも長波長側に位置する選択反射波長帯域を持つようになっている。ここで、上式（１）及び（２）の関係の下で、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の選択反射波長帯域が互いに重ならないようにするためには、積層コレステリック層１３の中心選択反射波長λ０が、多色コレステリック層１２の赤色の選択反射波長帯域４１の長波長側エッジ４５から長波長側に２００ｎｍ以上離れるようにするとよい。なおここで、長波長側エッジ４５は、基準となる透過率曲線（ベースライン）４４から透過率が２０％減少したところの波長として定義される。これにより、積層コレステリック層１３においては、中心選択反射波長λ０を中心とした選択反射波長帯域Δλの範囲４６の右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円偏光成分及び他の波長領域の光が透過される。
【００３３】
なお、上述したように、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３においては、積層コレステリック層１３の中心選択反射波長が多色コレステリック層１２の最も長波長側の選択反射波長帯域の中心選択反射波長よりも大きいので、両者のカイラルピッチを比較した場合には、図２に示すように、積層コレステリック層１３のカイラルピッチｐ２は、多色コレステリック層１２のカイラルピッチｐ１よりも十分に長くなっている。
【００３４】
次に、図４により、このような構成からなる多色光学素子の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、透明なガラス基板上に配向膜を形成することにより、少なくとも一方の表面に配向規制力を有する支持基材１１を準備する（図４(a)）。
【００３６】
次に、コレステリック規則性を有する液晶として、コレステリック規則性を有する重合性モノマー分子又は重合性オリゴマー分子等の重合性材料を、支持基材１１の配向規制力を有する表面上にて配向及び硬化させることにより、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する多色コレステリック層１２を形成する。
【００３７】
具体的には例えば、図４(b)(c)(d)に示すように、互いに異なる選択反射波長帯域（赤色、緑色及び青色の選択反射波長帯域）を持つ複数種類の液晶を準備し、支持基材１１の表面上にて各種類の液晶を順次配向及び硬化させるとともに、形成されたコレステリック層を順次パターニングすることにより、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する多色コレステリック層１２を形成する。なお、コレステリック規則性を有する重合性材料として、ネマチック液晶分子とカイラル剤分子とを混合したものを用いる場合には、カイラル剤分子の種類を代えてカイラルパワーを変えるか、又はカイラル剤分子の濃度を変化させることにより、重合性材料のコレステリック構造に起因する選択反射波長帯域を制御することができる。
【００３８】
具体的には、まず、支持基材１１上に赤色の選択反射波長帯域を持つ液晶を塗布し、必要に応じて加熱し、支持基材１１の表面の実質的に同一方向の配向規制力により液晶を配向させる。
【００３９】
その後、このようにして形成されたコレステリック液晶塗膜に対して、製造されるべき多色光学素子（カラーフィルター）の画素中の赤色の表示領域に対応する部分が開口しているフォトマスクを介して、所定の照射量だけ紫外線を照射し、照射部分を３次元架橋して露光（硬化）させる。なおこのとき、液晶を３次元架橋する方法としては、液晶に光重合開始剤を添加して紫外線の照射により硬化させる方法の他、液晶に電子線を直接照射して硬化させる方法を用いることができる。ここで、「３次元架橋」とは、液晶中の重合性材料である重合性モノマー分子又は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）構造の状態とすることを意味する。
【００４０】
そして、このようにして露光されたコレステリック液晶塗膜を、配向膜付きのガラス基板とともに有機溶媒に浸漬させることにより、コレステリック液晶塗膜のうち未露光部分のみを溶解させ、配向膜付きのガラス基板から取り除く。なおこのとき、有機溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）やアセトン、トルエン等を用いることができる。
【００４１】
また、このようにして未露光部分が取り除かれたコレステリック液晶塗膜を加熱して乾燥処理を行うことにより、赤色表示領域に対応するパターンで、赤色の右円偏光を選択的に反射する赤色コレステリック層が形成される（図４(b)）。
【００４２】
その後、同様の手法で、赤色コレステリック層が形成された配向膜付きのガラス基板上に、緑色の選択反射波長帯域を持つ液晶を塗布し、緑色表示領域に対応するパターンで、緑色の右円偏光を選択的に反射する緑色コレステリック層を形成する（図４(c)）。
【００４３】
また、同様の手法で、赤色コレステリック層及び緑色コレステリック層が形成された配向膜付きのガラス基板上に、青色の選択反射波長帯域を持つ液晶を塗布し、青色表示領域に対応するパターンで、青色の右円偏光を選択的に反射する青色コレステリック層を形成する（図４(d)）。
【００４４】
以上により、赤色表示領域１２ａ、緑色表示領域１２ｂ及び青色表示領域１２ｃを有する多色コレステリック層１２が形成される。
【００４５】
その後、このようにして配向膜付きのガラス基板上に形成された多色コレステリック層１２のうち支持基材１１の表面に面する側とは反対側の表面上に、コレステリック規則性を有する液晶として、コレステリック規則性を有する重合性モノマー分子又は重合性オリゴマー分子等の重合性材料であって、多色コレステリック層１２の赤色の選択反射波長帯域の長波長側エッジから長波長側に２００ｎｍ以上離れた中心選択反射波長を持つ液晶を直接塗布して、コレステリック液晶塗膜１３′を形成し、必要に応じて加熱することにより、多色コレステリック層１２の表面の実質的に同一方向の配向規制力により液晶を配向させる（図４(e)）。
【００４６】
そして、フォトマスクを介することなく、窒素雰囲気下で所定の照射量だけ紫外線照射することにより、コレステリック液晶塗膜１３′の全面を露光し、人間の眼には認識されない赤外領域の右円偏光を選択的に反射する積層コレステリック層１３を形成する（図４(f)）。
【００４７】
なお、以上のような製造方法の場合、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３用の液晶を溶媒に溶かしてコーティング液としてもよく、その場合には、３次元架橋する前に溶媒を蒸発させるための乾燥工程を行う必要がある。
【００４８】
このように本実施の形態によれば、支持基材１１の配向規制力を有する表面上にてコレステリック規則性を有する液晶を配向及び硬化させることにより形成された多色コレステリック層１２上に、コレステリック規則性を有する液晶を直接塗布して配向させ、多色コレステリック層１２の最も長波長側の選択反射波長帯域よりも長波長側に位置する積層コレステリック層１３を形成する。これにより、互いに積層された多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３において、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の隣接した表面における分子のダイレクタ方向を一致させて、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３に亘る連続的なコレステリック構造を形成するとともに、積層コレステリック層１３のカイラルピッチｐ２を多色コレステリック層１２のカイラルピッチｐ１に比べて十分に長くすることができる。このため、面内の膜厚分布が±３％であるようなコーティング装置によって多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３を形成するような場合でも、偏光光が出射される積層コレステリック層１３の観察者側の表面の凹凸に起因したツイスト角のムラ（分子のダイレクタ方向の不揃い）を最小限に少なくすることができ、ディスプレイ装置の表示品位が低下してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、積層コレステリック層１３の中心選択反射波長が多色コレステリック層１２の最も長波長側の選択反射波長帯域（赤色の選択反射波長帯域）の長波長側エッジから長波長側に２００ｎｍ以上離れるようにすることにより、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の選択反射波長帯域が互いに重ならないようにしているので、多色コレステリック層１２が呈する赤色、緑色及び青色の選択反射波長帯域のスペクトルに崩れが生じることがなく、多色コレステリック層で選択的に反射される赤色、緑色及び青色の光の色純度等が劣化することを効果的に抑えることができる。特に、積層コレステリック層１３の中心選択反射波長を多色コレステリック層１２の赤色の選択反射波長帯域の長波長側エッジから長波長側に２００ｎｍ以上離れるようにすると、その中心選択反射波長は通常９００ｎｍ以上となるので、その領域で生じる、積層コレステリック層１３の表面の凹凸に起因したツイスト角のムラは、人間の眼の分光視感度から見て、ほとんど無視することができるようになる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態においては、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の材料として、コレステリック規則性を有する重合性モノマー分子又は重合性オリゴマー分子等の重合性材料を用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、コレステリック規則性を有する液晶ポリマーを用いることもできる。なお、液晶ポリマーとしては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９−１３３８１０号公報に記載されているような液晶性高分子、特開平１１−２９３２５２号公報に記載されているような液晶性高分子等を用いることができる。
【００５１】
また、上述した実施の形態においては、選択反射波長帯域が互いに異なる複数の表示領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する多色コレステリック層１２を形成するための方法として、支持基材１１の表面上にて各種類の液晶を順次配向及び硬化させるとともに、形成されたコレステリック層を順次パターニングする方法を用いているが、これに限らず、支持基材１１の表面上に塗布された液晶の選択反射波長帯域を、温度による制御や放射線の照射量による制御等により各表示領域単位で制御する方法等を用いることもできる。
【００５２】
さらに、上述した実施の形態においては、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３は、その厚さを十分に厚くして、入射光に含まれる右旋又は左旋の円偏光成分のうちの一方の円偏光成分を完全に（最大反射率が１００％で）反射するようにする他、例えば特開２０００−１９３９６２号公報で提案されている表示装置の偏光反射層のように、その厚さを最大反射率で反射するための必要な厚さよりも小さくして、入射光に含まれる右旋又は左旋の円偏光成分のうちの一方の円偏光成分を部分的に（例えば９５％に満たない最大反射率で）反射するようにしてもよい。なお、この後者の場合には、本発明の作用効果が顕著に顕れる。これは、多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３の選択反射波長帯域では、一方の円偏光成分に対して逆廻りの円偏光成分のみならず、一方の円偏光成分自体も、厚さに依存して透過する（厚さが薄くなる程透過する）こととなり、その一方の円偏光成分に対しても効果が現れるからである。
【００５３】
さらにまた、上述した実施の形態においては、多色光学素子１０として、支持基材１１上に積層された状態の多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３を用いているが、これに限らず、支持基材１１から剥離された状態の多色コレステリック層１２及び積層コレステリック層１３を用いるようにしてもよい。
【００５４】
なお、上述した実施の形態に係る多色光学素子１０は、図５に示すような液晶表示装置３０に組み込んで用いることができる。図５に示すように、液晶表示装置３０は、面状の偏光光を出射する偏光光源装置２０と、偏光光源装置２０から出射された偏光光の明暗表示を画素ごとに制御する液晶セル２７とを備えている。また、光源２０及び液晶セル２７とともにカラーフィルターとして用いられる多色光学素子１０を備えている。なお、液晶セル２７の光源側及び観察者側には、液晶セル２７を挟むように一対の偏光板２６，２８が設けられている。
【００５５】
【実施例】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。
【００５６】
（実施例）
まず、透明なガラス基板上に、溶媒に溶かしたポリイミドをスピンコーティング法によりコーティングし、乾燥処理を行った後、一定方向にラビングして配向膜（膜厚０．０２μｍ）を形成した。
【００５７】
次に、両末端に重合可能なアクリレートを有するとともに中央部のメソゲンと前記アクリレートとの間にスペーサを有する、ネマチック−アイソトロピック転移温度が１１０℃であるネマチック液晶モノマー分子（９５．７重量部）と、片側の末端に重合可能なアクリレートを有するカイラル剤分子（３．３重量部）と、光重合開始剤（１重量部）とをトルエンに溶解させた３６重量％のコレステリック液晶溶液を準備した。
【００５８】
そして、上述した配向膜付きのガラス基板をスピンコータにセットし、その配向膜上に上記コレステリック液晶溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件で塗布した。
【００５９】
次に、このようにして塗布されたコレステリック液晶塗膜を８０℃で１分間加熱し、溶媒を除去することにより、未硬化状態のコレステリック液晶塗膜を得た。
【００６０】
その後、このようにして形成されたコレステリック液晶塗膜に対して、製造されるべき多色光学素子（カラーフィルター）の画素中の赤色の表示領域に対応する部分が開口しているフォトマスクを介して、大気雰囲気下で紫外線（波長３６５ｎｍを含む）を１００ｍＪ／ｃｍだけ照射することにより、照射部分を露光した。これにより、コレステリック液晶塗膜のうち露光部分のみが硬化された。
【００６１】
そして、このようにして露光されたコレステリック液晶塗膜を、配向膜付きのガラス基板とともにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に１分間浸漬させた。これにより、コレステリック液晶塗膜のうち未露光部分のみが溶解され、配向膜付きのガラス基板から取り除かれた。
【００６２】
また、このようにして未露光部分が取り除かれたコレステリック液晶塗膜を、６０℃で１５分間加熱して乾燥処理を行った。これにより、赤色表示領域に対応するパターンで、赤色の右円偏光を選択的に反射する赤色コレステリック層が形成された。
【００６３】
その後、同様の手法で、赤色コレステリック層が形成された配向膜付きのガラス基板上に、ネマチック液晶モノマー分子とカイラル剤分子の組成比を９５．２：３．８に変えた以外は上記コレステリック液晶溶液と同一のコレステリック液晶溶液を塗布し、緑色表示領域に対応するパターンで、緑色の右円偏光を選択的に反射する緑色コレステリック層が形成した。
【００６４】
また、同様の手法で、赤色コレステリック層及び緑色コレステリック層が形成された配向膜付きのガラス基板上に、ネマチック液晶モノマー分子とカイラル剤分子の組成比を９４．４：４．６に変えた以外は上記コレステリック液晶溶液と同一のコレステリック液晶溶液を塗布し、青色表示領域に対応するパターンで、青色の右円偏光を選択的に反射する青色コレステリック層を形成した。
【００６５】
以上により、赤色表示領域、緑色表示領域及び青色表示領域を有する多色コレステリック層が形成された。なおこのとき、各表示領域の中心選択反射波長は６３０ｎｍ、５５０ｎｍ及び４８０ｎｍであり、長波長側エッジの波長は７００ｎｍとなった（図６(a)）。
【００６６】
このようにして配向膜付きのガラス基板上に形成された多色コレステリック層を、クロスニコル状態で配置された二枚の直線偏光板の間に載置し、その偏光状態を観察したところ、面内で明暗模様が多数観察された。
【００６７】
その後、このようにして配向膜付きのガラス基板上に形成された多色コレステリック層上に、ネマチック液晶モノマー分子とカイラル剤分子の組成比を９６．３：２．７に変えた以外は上記コレステリック液晶溶液と同一のコレステリック液晶溶液を直接塗布した。
【００６８】
そして、このようにして塗布されたコレステリック液晶塗膜を８０℃で１分間加熱し、溶媒を除去することにより、未硬化状態のコレステリック液晶塗膜を得た。
【００６９】
その後、フォトマスクを介することなく、窒素雰囲気下で紫外線（波長３６５ｎｍを含む）を１０ｍＪ／ｃｍだけ照射することにより、コレステリック液晶塗膜の全面を露光し、人間の眼には認識されない赤外領域の右円偏光（中心選択反射波長９００ｎｍ）を選択的に反射する積層コレステリック層が形成された。
【００７０】
このようにして配向膜付きのガラス基板上に多色コレステリック層及び積層コレステリック層がこの順番に積層された多色光学素子を、クロスニコル状態で配置された二枚の直線偏光板の間に載置し、その偏光状態を観察したところ、面内での明暗模様は低減され、ほとんど観察されなかった。また、多色コレステリック層で選択的に反射される赤色、緑色及び青色の光は、目視で観察した限り、色純度等の劣化は観察されなかった。また、分光光度計で測定した結果でも、図６(b)に示すように、多色コレステリック層が呈する赤色、緑色及び青色の選択反射波長帯域のスペクトルに崩れがないことが確かめられた。
【００７１】
（比較例）
比較例として、積層コレステリック層の中心選択反射波長が８００ｎｍとなるように、ネマチック液晶モノマー分子とカイラル剤分子の組成比を９５．８：３．２に変えた以外は  上述した実施例と同一の条件で多色光学素子を製造した。
【００７２】
このようにして製造された比較例に係る多色光学素子を、クロスニコル状態で配置された二枚の直線偏光板の間に載置し、その偏光状態を観察したところ、面内での明暗模様の低減の度合いが少なく、また、多色コレステリック層で選択的に反射される赤色、緑色及び青色の光の色純度等が劣化していることが観察された。また、分光光度計で測定した結果でも、図６(c)に示すように、多色コレステリック層が呈する赤色の選択反射波長帯域のスペクトルに崩れがあることが確かめられた。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、多色コレステリック層の表面における分子のダイレクタ方向の不均一性の問題を解消してディスプレイ装置の表示品位が低下してしまうことを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多色光学素子の一実施の形態を示す断面図。
【図２】図１に示す多色光学素子の多色コレステリック層及び積層コレステリック層におけるコレステリック構造を説明するための図。
【図３】図１に示す多色光学素子の分光特性を説明するための図。
【図４】図１に示す多色光学素子の製造方法を説明するための図。
【図５】図１に示す多色光学素子が適用される液晶表示装置の一例を示す断面図。
【図６】本発明を適用した具体的な実施例及び比較例の分光特性を示す図。
【符号の説明】
１０  多色光学素子
１１  支持基材
１２  多色コレステリック層
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  表示領域
１３  積層コレステリック層
２０  偏光光源装置
２６，２８  偏光板
２７  液晶セル
３０  液晶表示装置
【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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