(57)【要約】【課題】        配向欠陥がなく、解像度の高い異なった光学異方性を有する部分構造からなる光学異方体を、簡便に得る方法を提供する。【解決手段】        ２枚の基板間に形成された光学異方体であって、一方の基板に対しては基板に略平行であって配向方向が異なる複数の配向領域を有し、他方の基板に対しては基板に略垂直な配向を有する光学異方体、及び、基板に対して略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する基板と、基板に対して略垂直の液晶配向能を有する２枚の基板を、液晶配向能を有する面を内側にして対向させた基板間に重合性官能基を有する液晶化合物を含有する重合性液晶材料を挟持し、該液晶材料を配向させた状態で活性エネルギー線または熱により重合させる光学異方体の製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の基板間に形成された光学異方体であって、一方の基板に対しては基板に略平行であって配向方向が異なる複数の配向領域を有し、他方の基板に対しては基板に略垂直な配向を有することを特徴とする光学異方体。
【請求項２】
前記光学異方体の配向方向が異なる複数の配向領域は、光配向膜により形成され、前記略垂直な配向は、垂直配向膜により形成される請求項１に記載の光学異方体。
【請求項３】
前記光配向膜がアゾベンゼン誘導体を含有する組成物からなる、請求項２に記載の光学異方体。
【請求項４】
基板に対して略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する基板と、基板に対して略垂直の液晶配向能を有する基板を、液晶配向能を有する面を内側にして対向させた基板間に重合性官能基を有する液晶化合物を含有する重合性液晶材料を挟持し、該液晶材料を配向させた状態で活性エネルギー線または熱により重合させることを特徴とする光学異方体の製造方法。
【請求項５】
基板に対して略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する基板が、基板上に形成した光配向膜に、フォトマスクを通して偏光または配向膜面に対して斜め方向から非偏光を照射することにより、光配向膜に複数の液晶配向能領域を生じさせた基板である請求項４に記載の光学異方体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の基板に対する配向方向が異なったハイブリッド構造を有する光学異方体に関するものであり、重合性液晶組成物を一方の基板に対して異なった配向状態で重合させて得られるハイブリッド構造を有する光学異方体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は表示素子として使用されるほか、最近では、配向した液晶の複屈折を利用し光の位相を制御することも行われている。中でも、光学的な性質が部分的に異なるように液晶の配向方向をパターン状に変化させた、ハイブリッド配向等の異なる複数の配向領域を有する光学異方体は、パターンの設計や、屈折率の分布等を制御することで、様々な応用が期待されている。例えば、従来無機の複屈折性結晶からなる、回折格子、層状の導波路構造、あるいは偏光ビームスプリッタ等の光学異方体を、安価に実現することが可能である。
【０００３】
液晶の配向を利用して光学異方体を作製する方法の一つの例として、重合性液晶モノマーを重合してなる光学異方性ポリマーにより膜に回折格子の凹凸パターンを形成させた、波長板と回折格子の機能を有した光ヘッド用の部品の作製方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）具体的には、フォトマスクを用いて重合性液晶モノマーを紫外線硬化させた後、未重合の液晶モノマーを溶出除去するという方法で凹凸パターンを作製している。しかし、パターンの凹凸部に別の光学異方性ポリマーを充填する必要があり、作製工程が複雑で、かつ位相差の調整が困難であった。
【０００４】
凹凸パターンによらないでパターンを形成する方法としては光配向膜を用いる方法がある。例えば、光配向可能なポリマーからなる配向膜を偏光紫外線で位置選択的に照射することにより、光配向可能なポリマー網状組織（ＰＰＮ）からなり液晶層と接している配向層を形成し、次いで液晶モノマーを塗布し、紫外線照射を行うことで、液晶分子の配向が局所的に変わるように架橋させた液晶モノマーの異方性フィルムを備えた光学素子を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。紫外線照射により配向領域を作製するので、精細なパターンが得られる。
しかし、偏光ビームスプリッタ等の高解像度を要する回折格子を得る場合、光学異方体の厚み方向にパターンの狂いが生じるおそれがあることから、通常は、塗布法ではなく、（１）異なる複数の液晶配向能領域を有する光配向膜付きの基板２枚を、上下のパターンが揃うように位置合わせしてセルを作成し、該セル中に重合性液晶モノマーを注入し、重合性液晶モノマーを配向させる方法や、（２）異なる複数の液晶配向能領域を有する光配向膜上に重合性液晶モノマーを塗布し、重合性液晶モノマーを配向させる方法がとられる。
【０００５】
一方、回折格子のパターンは通常数十μｍである。従って（１）の方法では、上下の配向膜パターンの位置合わせの精度が最大１０％であっても、数μｍの位置合わせをひとつひとつ顕微鏡で行う必要があった。またこれを工業的に行うには特殊な位置合わせ装置を必要とする。
また、（２）の方法では、前記位置合わせは必要としないが、片面が配向膜ではなく空気に接しているため配向欠陥が生じ、良好なパターンは得られにくく、十分な解像度の素子を得ることが難しかった。
【特許文献１】特開平９−５０６４２号公報
【特許文献２】特開平６−２８９３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、配向欠陥がなく、解像度の高い異なった光学異方性を有する部分構造からなる光学異方体を、簡便に得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、片側の基板は、略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有し、もう片側の基板は、略垂直の液晶配向能を有し、該２枚の基板間に、重合性官能基を有する液晶化合物を含有する重合性液晶材料を挟持させ、該液晶材料を配向させた状態で活性エネルギー線または熱により重合させることで、微細な配向パターンからなり、配向欠陥等のない光学異方体を安価に作製できることを見出した。
【０００８】
即ち本発明は、２枚の基板間に形成された光学異方体であって、一方の基板に対しては基板に略平行であって配向方向が異なる複数の配向領域を有し、他方の基板に対しては基板に略垂直な配向を有する光学異方体を提供する。
【０００９】
また、本発明は、基板に対して略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する基板と、基板に対して略垂直の液晶配向能を有する２枚の基板を、液晶配向能を有する面を内側にして対向させた基板間に重合性官能基を有する液晶化合物を含有する重合性液晶材料を挟持し、該液晶材料を配向させた状態で活性エネルギー線または熱により重合させる光学異方体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光学異方体は、素子の両面に配向規制能を付与した状態で、かつ、片側の基板は、略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する状態で、もう片側の基板は、略垂直の液晶配向能を有する状態で、重合性官能基を有する液晶化合物を配向させるので、配向欠陥等が生じず解像度の高い、連続的に配向方向が変化したハイブリッド配向の光学異方体が得られる。
また、本発明の製造方法によれば、上下の配向膜パターンの位置合わせの必要がないので、高解像度の光学異方体を安価かつ容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の光学異方体は、基板に対して略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する基板（以下、基板（Ａ）と略す）と、基板に対して略垂直の液晶配向能を有する基板（以下、基板（Ｂ）と略す）とを、液晶配向能を有する面を内側にして対向させた間に挟持された、重合性官能基を有する液晶化合物（以下、重合性液晶化合物と略す）の重合体からなる。
以下、「異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域」を「パターン配向領域」と略すことがある。
【００１２】
基板としては実質的に透明であれば材質には特に限定はなく、ガラス、セラミックス、プラスチック等を使用することができる。プラスチック基板としては、セルロース、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルサルホン、ポリアリレートなどを用いることができる。
【００１３】
（基板（Ａ））
基板（Ａ）は、基板に対して略平行であって異なる方向に対する液晶配向能を持つ複数の領域を有する基板である。ここで言う略平行とは、液晶分子の分子長軸が、基板面に対して平行な面内にあるか、又は、基板面に対して２０°以下の角度（チルト角）を有する状態を指す。
基板（Ａ）は、ラビング法、斜め蒸着、イオンビーム法、LB法、光配向法などにより作製された配向膜付きのガラス基板やプラスチック基板等があげられる。中でも、光配向可能なポリマーからなる配向膜（以下光配向膜という）付きの基板であることが、フォトマスク等によりパターン配向領域を容易に得ることができるので好ましい。
【００１４】
光配向膜は、アゾ色素などの二色性色素や、アゾベンゼン、桂皮酸エステル、クマリン、カルコン等の光異性化や光二量化が可能な構造を有するポリマー、またポリイミドなどの光反応性化合物を含有する組成物（以下、光配向膜用組成物と略す）を基板上に塗布し、偏光又は配向膜面に対して斜め方向から非偏光を照射することにより得られる。中でも、二色性色素の誘導体を含有する組成物が好ましく、フォトマスクによりパターン配向領域を最も容易に得ることができることから、アゾベンゼン誘導体を含有する組成物がもっとも好ましい。アゾベンゼン誘導体による光配向膜は、光照射に伴う化学結合の生成や、分解を伴う他の配向膜とは異なり一旦光で配向した後も再配向が可能である。従って、一旦膜全体を特定の方向に配向させた後、フォトマスクを用いて光が照射された部分のみ別の方向に配向させることができるので、簡便に、かつ精度良くパターン配向領域を得ることができる。
【００１５】
アゾベンゼン誘導体としては、例えば、特開２００２−２５０９２４号公報に記載の化合物や、ＳＩＤ‘０１  Ｄｉｇｅｓｔ，１１７０（２００１）に記載の化合物を使用することができる。該化合物は、数種類を混合して使用することもできる。
【００１６】
これらのアゾベンゼン誘導体は、適当な良溶媒に溶解し、スピンコート法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法などの塗布法やフレキソ印刷法等の方法で基板上に塗布する。溶媒としては特に限定はないが、ガラス等の基板に対する光配向膜用化合物の溶液の塗布性が良好で、かつ、均一な膜が得られるので、Ｎ−メチルピロリドン、ブチルセロソルブ、ガンマ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミドなどが特に好ましい。
【００１７】
光配向膜に液晶配向能を付与するには、光配向膜用組成物が含有する光反応性化合物が吸収しうる波長の直線偏光もしくは楕円偏光を配向膜面あるいは配向膜面とは反対の基板側から、面に対して垂直にあるいは斜め方向から、または偏向していない平行光を該配向膜面に対して斜め方向から照射する。斜め方向から照射する場合の角度は基板面に対して１０°から８０°の範囲が好ましく、３０°から６０°の範囲が特に好ましい。パターン配向させるには、例えば、光配向膜を形成した基板にフォトマスクを被せて全面に偏光もしくは非偏光を照射し、パターン状に露光部分に液晶配向能を与えればよい。必要に応じてこれを複数回繰り返すことで、パターン配向領域を得ることができる。
また、一旦膜全体を特定の方向に配向させた後、フォトマスクを用いて光が照射された部分のみ別の方向に配向させることによっても、パターン配向領域を得ることもできる。例えば、光配向膜全面に対し偏光または斜め方向からの無偏光を照射して基板面内の一方向に液晶配向能を与え、次に、該配向膜面上にフォトマスクを重ね、最初の照射とは偏光面の方向が異なる偏光を照射することで、パターン状に最初の方向とは異なった方向の液晶配向能を得ることができる。
パターンの形状に特に限定はなく、目的に応じて様々なパターンを形成することができる。例えば、矩形状に配向領域が交互に並ぶパターンや、格子状に配向領域が並ぶパターンや、絵柄状にパターンを形成することもできる。矩形状に配向領域が交互に並ぶパターンであれば、得られる光学異方体は回折格子として機能する。
【００１８】
光配向膜に液晶配向能を付与するための光は、光配向膜用組成物が含有するアゾベンゼン誘導体等の光反応性化合物が吸収しうる波長領域の光であれば良い。例えばアゾベンゼン誘導体を使用する場合、アゾベンゼンのπ→π＊遷移による強い吸収帯に対応する波長３５０〜５００ｎｍの範囲の紫外光もしくは可視光が特に好ましい。照射光の光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、紫外光レーザー等が挙げられる。特に超高圧水銀ランプはほぼ点光源であるため、平行光を得ることが容易であることから特に好ましい。前記光源からの光を偏光フィルタや偏光プリズムを通すことで直線偏光を得ることができる。
【００１９】
光配向膜が重合性官能基を有する場合は、後述の光重合開始剤、もしくは熱重合開始剤を光配向膜用組成物に添加し、基板への塗布および光の照射を行う。フォトマスクによる光照射を行った後、光照射による光重合もしくは加熱により熱重合を行うが、光の照射が得られた配向を損なう恐れがあることから、熱重合が好ましい。
【００２０】
（基板（Ｂ））
基板（Ｂ）は、基板に対して略垂直の液晶配向能を有する基板である。ここで言う略垂直とは、液晶分子の分子長軸が、基板面に対して垂直であるか、又は、基板面法線に対して１０°以下の角度（チルト角）を有する状態を指す。
本発明で使用する垂直配向膜は、基板上に塗膜として設けることで、液晶分子の分子軸を略垂直配向させる機能を有するものであればよい。具体的には、例えば、レシチン、シラン系界面活性剤、チタネート系界面活性剤、ピリジニウム塩系高分子界面活性剤、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン等のシランカップリング系垂直配向膜用組成物、長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有する可溶性ポリイミドや長鎖アルキル基や脂環式構造を側鎖に有するポリアミック酸等のポリイミド系垂直配向膜用組成物が挙げられる。本発明においては、前記垂直配向膜用組成物として、ジェイエスアール（株）製のポリイミド系垂直配向膜用組成物「ＪＡＬＳ−２０２１」や「ＪＡＬＳ−２０４」、日産化学工業（株）製の「ＲＮ−１５１７」や「ＳＥ−１２１１」等の市販品をそのまま使用することができる。
【００２１】
前記垂直配向膜は、例えば不揮発分濃度が１％程度となるように有機溶剤に溶解し、基板上にスピンコーティング法等の方法で塗工した後、有機溶剤を除去することで得られる。該垂直配向膜は、塗膜表面が疎水性であるので、液晶分子の分子軸を略垂直配向させることができる。中でも、無極性の長鎖アルキル基や脂環式構造を有するポリイミド系の垂直配向膜用組成物は、基板に塗布しやすいことや、耐熱性に優れた垂直配向膜が得られることから特に好ましい。
基板（Ｂ）は、パターン配向ではなく、基板全域で一様な略垂直配向を行い、基板（Ａ）のパターン配向領域との位置合わせをする必要がない。
【００２２】
（重合性液晶化合物）
本発明で使用する重合性液晶化合物は、単独又は他の液晶化合物との組成物において液晶性を示す、重合性官能基を有する化合物であれば特に限定はない。例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ  （Ｄ．  Ｄｅｍｕｓ，  Ｊ．  Ｗ．  Ｇｏｏｄｂｙ，  Ｇ．  Ｗ．  Ｇｒａｙ，  Ｈ．  Ｗ．  Ｓｐｉｅｓｓ，  Ｖ．  Ｖｉｌｌ編集、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  社発行、１９９８年）、季刊化学総説Ｎｏ．２２、液晶の化学（日本化学会編、１９９４年）、あるいは、特開平７−２９４７３５号公報、特開平８−３１１１号公報、特開平８−２９６１８号公報、特開平１１−８００９０号公報、特開平１１−１４８０７９号公報、特開２０００−１７８２３３号公報、特開２００２−３０８８３１号公報、特開２００２−１４５８３０号公報に記載されているような、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基等の構造が複数繋がったメソゲンと呼ばれる剛直な部位と、（メタ）アクリロイル基、ビニルオキシ基、エポキシ基といった重合性官能基とを有する棒状重合性液晶化合物、あるいは、例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ  （Ｄ．  Ｄｅｍｕｓ，  Ｊ．  Ｗ．  Ｇｏｏｄｂｙ，  Ｇ．  Ｗ．  Ｇｒａｙ，  Ｈ．  Ｗ．  Ｓｐｉｅｓｓ，  Ｖ．  Ｖｉｌｌ編集、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  社発行、１９９８年）、季刊化学総説Ｎｏ．２２、液晶の化学（日本化学会編、１９９４年）や、特開平０７−１４６４０９号公報に記載されているディスコティック重合性化合物があげられる。中でも、重合性基を有する棒状液晶化合物が、液晶温度範囲として室温前後の低温を含むものを作りやすく好ましい。
【００２３】
（光重合開始剤）
前記重合性液晶化合物を重合させる際には、公知慣用の光重合開始剤や熱重合開始剤を配合することが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア１８４」）、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（メルク社製「ダロキュア１１１６」）、２−メチル−１−［（メチルチオ）フェニル］−２−モリホリノプロパン−１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア９０７」）、ベンジルメチルケタ−ル（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア６５１」）。２，４−ジエチルチオキサントン（日本化薬社製「カヤキュアＤＥＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル（日本化薬社製「カヤキュアＥＰＡ」）との混合物、アシルフォスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社製「ルシリンＴＰＯ」）、などが挙げられる。一方、熱重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパ−オキサイド、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパ−オキシベンゾエイト、メチルエチルケトンパ−オキサイド等の有機過酸化物、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−フェニルプロピオン−アミヂン）ジハイドロクロライド等のアゾアミヂン化合物、２，２’アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝等のアゾアミド化合物、２，２’アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等のアルキルアゾ化合物等を使用することができる。これらの重合開始剤の使用量は組成物に対して１０質量％以下が好ましく、０．５〜５質量％が特に好ましい。（以下、前記重合性液晶化合物と重合開始剤等を含有する組成物を、重合性液晶組成物と略す。）
【００２４】
（光学異方体の製造方法）
本発明の光学異方体は、例えば、前記基板（Ａ）と前記基板（Ｂ）とを、各々の基板を、液晶配向能を有する面を内側にし、スペーサー、およびシール剤を用いて一定の間隙を設けて貼り合わせてセルを作成し、該セルに重合性液晶組成物を注入する方法や、前記基板（Ａ）上に重合性液晶組成物を滴下し、その上から前記基板（Ｂ）を対向させて貼り合わせる方法により、両基板間に重合性液晶組成物を狭持させた後、該重合性液晶組成物を配向させた状態で、重合性液晶組成物を重合させることで得られる。
基板の間隔は、所望する光学異方体の位相差によって異なるが、概ね２μｍ〜２０μｍとなるようにするのが好ましい。基板の間隔即ち得られる重合性液晶組成物の重合体の厚さを調整することで、所望の位相差を有する光学異方体を得ることができる。
スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、重合性液晶組成物の注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【００２５】
配向させた状態の重合性液晶組成物を重合固定化させる方法としては、活性エネルギー線を照射する方法や熱重合法等が挙げられるが、加熱を必要とせず、室温で反応が進行することから活性エネルギー線を照射する方法が好ましく、中でも、操作が簡便なことから、紫外線等の光を照射する方法が好ましい。照射時の温度は、重合性液晶組成物が液晶相を保持できる温度とし、重合性液晶組成物の熱重合の誘起を避けるため、可能な限り２５℃以下とすることが好ましい。尚、液晶組成物は、通常、昇温過程において、Ｃ（固相）−Ｎ（ネマチック）転移温度（以下、Ｃ−Ｎ転移温度と略す。）から、Ｎ−Ｉ転移温度範囲内で液晶相を示す。一方、降温過程においては、熱力学的に非平衡状態を取るため、Ｃ−Ｎ転移温度以下でも凝固せず液晶状態を保つ場合がある。この状態を過冷却状態という。本発明においては、過冷却状態にある液晶組成物も液晶相を保持している状態に含めるものとする。紫外線照射強度は、１Ｗ／ｍ２〜１０ｋＷ／ｍ２の範囲が好ましい。特に、１０Ｗ／ｍ２〜２ｋＷ／ｍ２の範囲が好ましい。紫外線強度が１Ｗ／ｍ２未満の場合、重合を完了させるのに多大な時間がかかる。一方、２ｋＷ／ｍ２を超える強度では、重合性液晶組成物中の液晶分子が光分解する傾向にあることや、重合熱が多く発生して重合中の温度が上昇し、重合性液晶のオーダーパラメーターが変化して、重合後のフィルムのリタデーションに狂いが生じる可能性がある。
【００２６】
本発明の光学異方体は基板をつけた状態で使用しても良いが、一方もしくは両側の基板を剥離して、フィルム状として使用することもできる。
【実施例】
【００２７】
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。
（重合性液晶組成物の調製）
式（ａ）で表される化合物２０質量部、式（ｂ）で表される化合物４０質量部、式（ｃ）で表される化合物４０質量部からなる液晶組成物を調製し、孔径０．１μｍのフィルタ−で濾過し、重合性液晶組成物とした。
該重合性液晶組成物のＣ−Ｎ転移温度は３１℃、Ｎ−Ｉ転移温度は４８℃であった。液晶組成物を４８℃から降温させたところ、３１℃以下で過冷却状態となり、２５℃においても液晶相を示した。
【００２８】
【化１】
2005292241.tif 000002
【００２９】
（光配向膜用組成物の調整）
式（ｄ）で表される化合物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶かして、固形分１重量％溶液とした。この溶液を孔径０．５μｍのフィルタ−で濾過し、光配向膜用組成物とした。
【００３０】
【化２】
2005292241.tif 000003
（ｄ）
【００３１】
（チルト角測定）
後述の配向膜付き基板（Ａ−１）〜（Ａ−３）、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）について、チルト角を測定した。測定は、同種類の基板２枚をアンチパラレル状態に配置して作製した液晶セル（セルギャップ５μｍ）に、重合性液晶組成物を注入し、クリスタルローテーション法により測定した。
【００３２】
（実施例１）
前記光配向膜用組成物を、スピンコート法にてガラス基板上に均一に塗布し、１００℃で１分間の乾燥を行った。このようにして得られた塗膜表面に超高圧水銀ランプを光源とし、３６５ｎｍ付近のバンドパスフィルタおよびコリメーターミラーを用いてほぼ平行光とした非偏光の紫外線を基板面に対して４５°の角度から５Ｊ／ｃｍ２の光量を照射した。
次に、周期２０μｍの矩形状スリットを有するフォトマスクを上記の光照射した光配向膜面に重ね、最初に照射した光の入射面と９０°の角度をなし、かつ、基板面に対し４５°の角度から５Ｊ／ｃｍ２の光量を照射することで、光配向膜の面内配向方向が９０°異なる矩形状の配向領域が交互に並ぶパターン化処理を行った略平行配向の光配向膜付き基板（Ａ−１）を作製した。基板（Ａ−１）のチルト角は５°であった。
別の基板にはポリイミド系垂直配向膜用組成物「ＪＡＬＳ−２０２１」（ジェイエスアール（株）製）をスピンコート法にてガラス基板上に塗布し、１９０℃で１．５時間焼成を行うことで垂直配向膜付き基板（Ｂ−１）を作製した。基板（Ｂ−１）のチルト角は基板面法線に対して０°であった。
基板（Ａ−１）の光配向膜が形成された面の外縁部に直径５μｍのスチレンビーズを含んだ光硬化性接着剤を液晶注入口が残るように塗布し、これに基板（Ｂ−１）を配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、紫外線を照射することで接着剤を硬化させ、セルを作成した。
【００３３】
次に、前記重合性液晶組成物に、光重合開始剤「イルガキュア９０７」（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）を、質量比が９８対２となるように添加した組成物を、上記セルに真空注入法にて注入した。超高圧水銀ランプを使用して、０．２５Ｗ／ｃｍ２の強度の紫外線を、基板面に垂直の方向から４秒間照射して、注入した重合性液晶組成物の光重合反応を行い、光学異方体（１）を作製した。
偏光板を通したＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を基板面に垂直に、かつ偏光の振動方向が、矩形状パターンの一方の配向方向に平行になるように入射したところ、Ｒａｍａｎ−Ｎａｔｈ散乱を示し、±５次の回折ピークまで観測され、回折格子として機能することが確認できた。また、レーザー光の透過率は９８．５％であった。
偏光顕微鏡でこの光学異方体（１）の観察を行ったところ、矩形の明暗のパターンが明瞭に観察され、液晶の配向欠陥によるパターンの乱れは認められなかった。
【００３４】
（比較例１）
実施例１において、垂直配向膜付き基板（Ｂ−１）の代わりに配向膜のないガラス基板（Ｂ−２）を使用した以外は実施例１と同様にして光学異方体（２）を作成した。偏光板を通したＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を基板面に垂直に、かつ偏光の振動方向が、矩形状のパターンの一方の配向方向に平行になるように入射したところ、Ｒａｍａｎ−Ｎａｔｈ散乱を示し、±５次の回折ピークまで観察され、回折格子として機能することが確認できた。しかし、レーザー光の透過率は９４．０％であった。
偏光顕微鏡でこの光学異方体（２）の観察を行ったところ、矩形の明暗パターンは観察されるものの、配向欠陥が多く、これによる光の散乱のために光透過率が低下していることがわかった。
【００３５】
（比較例２）
前記光配向膜用組成物を、一辺が２０ｍｍの正方形の基板二枚にスピンコート法にて均一に塗布し、１００℃で１分間の乾燥を行った。
このうちの一枚の基板には、塗膜表面に、実施例１と同様の紫外線を基板面に対して垂直で基板の一辺に対して＋４５°の角度をなす面内、かつ基板面に対して４５°の方向から５Ｊ／ｃｍ２の光量で照射した。次に、周期２０μｍの矩形状スリットを有し、基板と同じ形状のフォトマスクを上記の光照射した光配向膜面に基板と揃えて重ね、基板面に対して垂直で最初に照射した光の入射面と９０°の角度をなす面内、かつ基板面に対して４５°の方向から５Ｊ／ｃｍ２の光量で照射することで、光配向膜の面内配向方向が９０°異なる矩形状の配向領域が交互に並ぶパターン化処理を行った光配向膜付き基板（Ａ−２）を作製した。基板（Ａ−２）のチルト角は５°であった。
もう一枚の基板には、同様の紫外線を、基板面に対して垂直で基板の一辺に対して−４５°の角度をなす面内、かつ基板面に対して４５°の方向から５Ｊ／ｃｍ２の光量で照射した。次に、周期２０μｍの矩形状スリットを有し、基板と同じ形状のフォトマスクを上記の光照射した光配向膜面に基板と揃えて重ね、基板面に対して垂直で最初に照射した光の入射面と９０°の角度をなす面内、かつ基板面に対して４５°の方向から５Ｊ／ｃｍ２の光量で照射することで、光配向膜の面内配向方向が９０°異なる矩形状の配向領域が交互に並ぶパターン化処理を行った光配向膜付き基板（Ａ−３）を作製した。基板（Ａ−３）のチルト角は５°であった。
基板（Ａ−２）の光配向膜が形成された面の外縁部に直径５μｍのスチレンビーズを含んだ光硬化性接着剤を液晶注入口が残るように塗布し、これに基板（Ａ−３）を基板の各辺を精密に揃えながら、配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、紫外線を照射することで接着剤を硬化させた。
【００３６】
次に、前記重合性液晶組成物を、上記のようにして貼り合わせたガラス基板の間隙に真空注入法にて注入した。超高圧水銀ランプを使用して、０．２５Ｗ／ｃｍ２の強度の紫外線を、基板面に垂直の方向から４秒間照射して、重合性液晶組成物の光重合反応を行い、光学異方体（３）を作製した。
偏光顕微鏡でこの光学異方体（３）の観察を行ったところ、液晶の配向欠陥によるパターンの乱れは認められないが、約１０μｍの上下の基板の配向パターンのズレが認められた。
偏光板を通したＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を基板面に垂直に、かつ偏光の振動方向が、矩形状パターンの一方の配向方向に平行になるように入射したところ、光の回折パターンはほとんど観測されなかった。
【００３７】
（比較例３）
比較例２の基板（Ａ−２）に基板（Ａ−３）を重ね合わせる工程において、偏光顕微鏡で観察しながら上下基板の相対位置を微調整し、上下基板のパターンが１μｍ以内の精度で一致したことを確認した後、これらを圧着した以外は、比較例２と同様にして、光学異方体（４）を作製した。
偏光板を通したＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を基板面に垂直に、かつ偏光の振動方向が、矩形状パターンの一方の配向方向に平行になるように入射したところ、Ｒａｍａｎ−Ｎａｔｈ散乱を示し、±５次の回折ピークまで観測され、回折格子として機能することが確認できた。また、レーザー光の透過率は９８．５％であった。
偏光顕微鏡でこの光学異方体（４）の観察を行ったところ、矩形の明暗のパターンが明瞭に観察され、液晶の配向欠陥によるパターンの乱れは認められなかった。
しかし、本方法は偏光顕微鏡による上下基板の厳密な相対位置の微調整が必要であり、量産には不適切である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の光学異方体は、回折格子、層状の導波路構造、偏光ビームスプリッタ等に応用可能であり、特に、CD、DVD、MOなどの光ヘッド装置における波長板や回折格子への応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の光学異方体の具体的態様を模式的に示した平面図及び側面断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  基板（Ｃ）のパターン化処理を行った光配向膜付近の重合性液晶の配向方向
２  基板
３  パターン化配向処理を行った光配向膜
４  垂直配向膜
５  重合した重合性液晶層
【図１】
2005292241.tif 000004