(57)【要約】【課題】  液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、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位相差層を提供する。【解決手段】  位相差層１０は、コレステリック規則性の分子構造を有する複数の微細な単位（ドメイン）１２からなる。位相差層１０は、分子構造に起因した選択反射光の選択反射波長が、位相差層１０に入射する入射光の波長よりも小さくなるように分子構造の螺旋ピッチが調整されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、前記位相差層の２つの主たる表面のうち、少なくとも一方の表面において１００μｍの間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とする位相差層。
【請求項２】
前記位相差層の２つの主たる表面のうち、他方の表面においても１００μｍの間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とする請求項１に記載の位相差層。
【請求項３】
コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、前記位相差層の２つの主たる表面のうち、少なくとも一方の表面において半径５０μｍの領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とする位相差層。
【請求項４】
コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、前記位相差層の主たる表面において１００μｍの間隔内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することを特徴とする位相差層。
【請求項５】
コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、前記位相差層の主たる表面において半径５０μｍの領域内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することを特徴とする位相差層。
【請求項６】
コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、前記位相差層表面に立てた法線を含む断面において半径５０μｍの領域内に前記法線と前記コレステリック構造を有するヘリカル軸構造領域のヘリカル軸とのなす角が、前記法線方向を基準に右回りに鋭角である前記ヘリカル軸構造領域と、前記法線方向を基準に左回りに鋭角である前記ヘリカル軸構造領域とを有することを特徴とする位相差層。
【請求項７】
前記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項８】
コレステリック構造の螺旋ピッチが１ピッチ以上である範囲で固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、前記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなることを特徴とする位相差層。
【請求項９】
前記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短いことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１０】
前記微小単位（ドメイン）表面の内接楕円の最大長径が、４０μｍ以下であることを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１１】
前記微小単位（ドメイン）表面の内接楕円の最大長径が、前記入射光の波長以下であることを特徴とする請求項１０に記載の位相差層。
【請求項１２】
前記微小単位（ドメイン）間の配向欠陥（ディスクリネーション）の距離が、前記入射光の波長以下であることを特徴とする請求項７項から請求項１１までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１３】
前記位相差層をＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して測定した際のヘーズ値が２％以下であることを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１４】
偏光板をクロスニコル状態にして法線方向から測定した際の漏れ光を０％、偏光板をパラレル状態で法線方向から測定した際の漏れ光を１００％とし、前記位相差層を偏光板クロスニコル状態の間に挟んで測定した際の３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した漏れ光の最大値が１％以下であることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１５】
前記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）のヘリカル軸と前記位相差層表面に立てた法線とが実質的に一致していないことを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１６】
前記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）のヘリカル軸と前記位相差層表面に立てた法線とのなす角度の平均値が実質的に０度であることを特徴とする請求項１５に記載の位相差層。
【請求項１７】
前記位相差層の主たる表面の上に、さらに、第２の位相差層を積層してなることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項１８】
前記位相差層および前記第２の位相差層の選択反射光がいずれも、実質的に同一な選択反射波長を有することを特徴とする請求項１６に記載の位相差層。
【請求項１９】
前記位相差層は、カイラルネマチック液晶が３次元架橋された分子構造を有することを特徴とする請求項１から請求項１８までのいずれかの請求項に記載の位相層。
【請求項２０】
前記位相差層は、高分子コレステリック液晶がガラス状態にされた分子状態を有することを特徴とする請求項１から請求項１８までのいずれかの請求項に記載の位相差層。
【請求項２１】
透明基材と、前記透明基材表面に形成された、請求項１から請求項２０までのいずれかの請求項に記載の位相差層とを有することを特徴とする位相差光学素子。
【請求項２２】
前記透明基材と、前記位相差層との間に、配向膜が形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の位相差光学素子。
【請求項２３】
前記透明基材と、前記位相差層との間に、カラーフィルター層が形成されていることを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の位相差光学素子。
【請求項２４】
請求項２１から請求項２３までのいずれかの請求項に記載の位相差光学素子の透明基材における、位相差層が形成されていない側の表面に、偏光層が配置されていることを特徴とする偏光素子。
【請求項２５】
液晶セルと、前記液晶セルを挟むように配置された一対の偏光板と、前記液晶セルと前記一対の偏光板の少なくとも一方との間に配置された、請求項２１から請求項２３までのいずれかの請求項に記載の位相差光学素子とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２６】
透明基材上に配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜上に、コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する液晶材料を含む位相差層形成用塗工液を、前記配向膜に対してラビング処理を施さない状態で塗布する塗布工程と、前記塗布工程により配向膜上に形成された位相差層に配向処理を施す配向処理工程と、前記配向処理で配向させた位相差層に固化処理を施し固化させ、前記位相差層内における液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する固定化工程とを有することを特徴とする位相差光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等に組み込まれて用いられる位相差層に係り、とりわけ、コレステリック規則性からなる負のＣプレートとして作用する位相差層を備え、液晶セルの法線から傾斜した方向の光の偏光状態を補償する位相差層、位相差層を備えた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な液晶表示装置としては、図１５に示すように、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０４とを有するものを挙げることができる。偏光板１０２Ａおよび１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光（図中、矢印で模式的に図示）のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０４は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａと１０２Ｂとの間に配置されている。
【０００３】
ここで、このような液晶表示装置１００において、液晶セル１０４が、負の誘電異方性を有するネマチック液晶が封止されたＶＡ（Vertical Alignment）方式（図中、液晶のダイレクターを点線で模式的に図示）を採用している場合を例に挙げると、入射側の偏光板１０２Ａを透過した直線偏光は、液晶セル１０４のうち非駆動状態のセルの部分を透過する際に、位相シフトされずに透過し、出射側の偏光板１０２Ｂで遮断される。これに対し、液晶セル１０４のうち駆動状態のセルの部分を透過する際には、直線偏光が位相シフトされ、この位相シフト量に応じた量の光が出射側の偏光板１０２Ｂを透過して出射される。これにより、液晶セル１０４の駆動電圧を各セル毎に適宜制御することにより、出射側の偏光板１０２Ｂ側に所望の画像を表示することができる。なお、液晶表示装置１００としては、上述したような光の透過および遮断の態様をとるものに限らず、液晶セル１０４のうち非駆動状態のセルの部分から出射された光が出射側の偏光板１０２Ｂを透過して出射される一方で、駆動状態のセルの部分から出射された光が出射側の偏光板１０２Ｂで遮断されるように構成された液晶表示装置も考案されている。
【０００４】
ところで、上述したようなＶＡ方式の液晶セル１０４のうち非駆動状態のセルの部分を直線偏光が透過する場合を考えると、液晶セル１０４は複屈折性を有しており、厚さ方向の屈折率と面方向の屈折率とが異なるので、入射側の偏光板１０２Ａを透過した直線偏光のうち液晶セル１０４の法線に沿って入射した光は位相シフトされずに透過するものの、入射側の偏光板１０２Ａを透過した直線偏光のうち液晶セル１０４の法線から傾斜した方向に入射した光は液晶セル１０４を透過する際に位相差が生じて楕円偏光となる。この現象は、液晶セル１０４内で垂直方向に配向した液晶分子が、正のＣプレートとして作用することに起因したものである。なお、液晶セル１０４を透過する光（透過光）に対して生じる位相差の大きさは、液晶セル１０４内に封入された液晶分子の複屈折値や、液晶セル１０４の厚さ、透過光の波長等にも影響される。
【０００５】
以上の現象により、液晶セル１０４内のあるセルが非駆動状態であり、本来的には直線偏光がそのまま透過され、出射側の偏光板１０２Ｂで遮断されるべき場合であっても、液晶セル１０４の法線から傾斜した方向に出射された光の一部が出射側の偏光板１０２Ｂから洩れてしまうことになる。
【０００６】
このため、上述したような従来の液晶表示装置１００においては、正面から観察される画像に比べて、液晶セル１０４の法線から傾斜した方向から観察される画像の表示品位が主にコントラストが低下することが原因で悪化するという問題（視角依存性の問題）があった。
【０００７】
上述したような従来の液晶表示装置１００における視角依存性の問題を改善するため、現在までに様々な技術が開発されており、その一つとして、例えば特許文献１または特許文献２に開示されているように、コレステリック規則性の分子構造を有する位相差層（複屈折性を示す位相差層）を用い、このような位相差層を液晶セルと偏光板との間に配置することにより光学補償を行うようにした液晶表示装置が知られている。
【０００８】
ここで、コレステリック規則性の分子構造を有する位相差光学素子では、λ＝ｎａｖ・ｐ（ｐ：液晶分子の螺旋構造における螺旋（ヘリカル）ピッチ、ｎａｖ：螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率）で表される選択反射波長が、例えば特許文献１または特許文献２に開示されているように、透過光の波長よりも小さくなる、または大きくなるように調整している。
【０００９】
上述したような位相差光学素子においては、上述した液晶セルの場合と同様に、位相差層の法線から傾斜した方向に入射する直線偏光は、位相差層を透過する際に位相差が生じて楕円偏光となる。この現象は、コレステリック規則性の分子構造が、負のＣプレートとして作用することに起因したものである。なお、位相差層を透過する光（透過光）に対して生じる位相差の大きさは、位相差層内の液晶分子の複屈折値や、位相差層の厚さ、透過光の波長等にも影響される。
【００１０】
したがって、上述したような位相差光学素子を用いれば、正のＣプレートとして作用するＶＡ方式の液晶セルで生じる位相差と、負のＣプレートとして作用する位相差層で生じる位相差とが相殺するように、位相差層を適宜設計することにより、液晶表示装置の視角依存性の問題を大幅に改善することが可能である。
【００１１】
一方、特許文献３には、ＴＮ（Twisted Nematic）方式の液晶セルとして、径数μｍ〜数十μｍ程度の固定化されていない多数のミクロドメインからなる液晶表示素子が開示されている。ＴＮ液晶として用いられているカイラルネマチック液晶層は、旋光層として作用し、位相差層として作用しないように設定されている。そのために、上記ＴＮ液晶のツイスト角は０度〜約２７０度（カイラルピッチに換算すると０〜０．７５ピッチ）の範囲で上記多数のミクロドメインのツイスト角が一致するように設定されている。なお、ＴＮ液晶のカイラルピッチを１ピッチ以上と仮定した場合のＴＮ液晶の選択反射波長は、入射する可視光の波長より長い。
【００１２】
非特許文献１には、同じくＴＮ方式の液晶セル形成方法として、固定化されていないアモルファス状態の液晶層からなる液晶表示素子が開示されている。ＴＮ液晶として用いられているカイラルネマチック液晶層は、旋光層として作用し、位相差層として作用しないように設定されている。そのために、上記ＴＮ液晶のツイスト角は９０度（カイラルピッチに換算すると０．５ピッチ）になるように設定されている。ＴＮ方式には、２枚の偏光板の吸収軸を平行にした間にＴＮセルを挟み込むノーマリーブラックモードと、偏光板クロスニコルの間にＴＮセルを挟み込むノーマリーホワイトモードとがあるが、非特許文献１では固定化されていないアモルファス状態の液晶層からなるＴＮ液晶表示素子をノーマリーブラックモードにした場合の透過率は３％もあり、コントラスト低下を招いている。なお、ＴＮ液晶のカイラルピッチを１ピッチ以上と仮定した場合のＴＮ液晶の選択反射波長は、入射する可視光の波長より長い。
【００１３】
非特許文献２にも、同じくＴＮ方式の液晶セル形成方法として、アモルファス状態の液晶層からなる液晶表示素子が開示されている。上記アモルファス状態の液晶層は、ブラッシュ幅が１０〜１００μｍでその間にいくつかのドメインが存在しており、隣接したドメインのダイレクターは殆ど連続している。ＴＮ液晶として用いられているカイラルネマチック液晶層は、旋光層として作用し、位相差層として作用しないように設定されている。そのために、上記ＴＮ液晶のツイスト角は９０度（カイラルピッチに換算すると０．５ピッチ）になるように設定されている。なお、ＴＮ液晶のカイラルピッチを１ピッチ以上と仮定した場合のＴＮ液晶の選択反射波長は、入射する可視光の波長より長い。
【００１４】
また、特許文献４には、コレステリック規則性を有する液晶層表面の全範囲における液晶分子のダイレクターを一致させモノドメインとした円偏光抽出光学素子が開示されている。そうすることによって、偏光板をクロスニコル状態にしてコレステリック液晶を挟み込んだときに観測される明暗模様を解消している。
【００１５】
しかしながら、上述したような位相差光学素子（コレステリック規則性の分子構造を有する位相差層）を液晶セルと偏光板との間に配置した場合には、視角依存性の問題を改善することはできるものの、特許文献４の場合を除いて、表示画像に明暗模様が発生して、表示品位を著しく低下させるという問題があった。
【００１６】
【特許文献１】特開平３−６７２１９号公報
【特許文献２】特開平４−３２２２２３号公報
【特許文献３】特開平７−１７５０６５号公報
【特許文献４】特開２００２−２５８０５３号公報
【非特許文献１】R. Holding et al., SID  '93 Digest, 622 (1993)
【非特許文献２】Y. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明はこのような問題点を考慮してなされたものであり、液晶セルと偏光板との間に位相差層を配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、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位相差層、この位相差層を用いた位相差光学素子および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記目的を達成するために、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、少なくとも一方の表面において所定の間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とする位相差層を提供する。
【００１９】
本発明によれば、上記位相差層は、少なくとも一方の表面において所定の間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を有する位相差光学素子を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な間隔内にダイレクターの異なる液晶分子が存在するため、明暗模様は人間の目では事実上視認不可能になるので、確実に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができ、従って見た目の表示品位の低下を抑制することができる。
【００２０】
更に、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、他方の表面においても所定の間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することが好ましい。これにより、より効果的に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができ、従って表示品位の低下をより効果的に抑制することができるからである。
【００２１】
また、本発明は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、少なくとも一方の表面において所定の半径の領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とする位相差層を提供する。
【００２２】
本発明によれば、上記位相差層は、少なくとも一方の表面において所定の半径の領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を有する位相差光学素子を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な領域内にダイレクターの異なる液晶分子が存在するため、表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができ、従って見た目の表示品位の低下を抑制することができる。
【００２３】
さらに、本発明は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の主たる表面において所定の間隔内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することを特徴とする位相差層を提供する。
【００２４】
本発明によれば、上記位相差層は、所定の間隔内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を有する位相差光学素子を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な間隔内にツイスト角の異なるものが存在するため、明暗模様は人間の目では事実上視認不可能になるので、確実に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができ、従って見た目の表示品位の低下を抑制することができる。
【００２５】
本発明は、また、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の主たる表面において所定の半径の領域内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することを特徴とする位相差層を提供する。
【００２６】
本発明によれば、所定の半径の領域内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を有する位相差光学素子を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な領域内にツイスト角の異なるものが存在するため、表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができ、従って見た目の表示品位の低下を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層表面に立てた法線を含む断面において所定の半径の領域内に上記法線と上記コレステリック構造を有するヘリカル軸構造領域のヘリカル軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記ヘリカル軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記ヘリカル軸構造領域とを有することを特徴とする位相差層を提供する。
【００２８】
本発明によれば、位相差層が、この位相差層表面に立てた法線を含む断面において所定の半径の領域内に上記法線とコレステリック構造を有するヘリカル軸構造領域のヘリカル軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角であるヘリカル軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角であるヘリカル軸構造領域とを有することから、隣り合った複数のヘリカル軸構造領域が合体して、大きなドメインになることを防止できる。これにより、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。
【００２９】
上述した発明においては、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなることが好ましい。例えば、微小単位（ドメイン）同士の液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないか、あるいは微小単位（ドメイン）同士のコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していなく、このような微小単位（ドメイン）が互いに接した状態で複数存在すれば、更に確実に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができ、従って表示品位の低下を更に確実に抑制することができるからである。
【００３０】
さらに、本発明は、コレステリック構造の螺旋ピッチが１ピッチ以上である範囲で固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなることを特徴とする位相差層を提供する。
【００３１】
本発明によれば、上記位相差層には上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を有する位相差光学素子を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、ドメインは微小であるため、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。
【００３２】
上述した発明においては、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短いことが好ましい。選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、上述したような明暗模様が観察されなくなるからである。
【００３３】
また、上述した発明においては、上記微小単位（ドメイン）表面の内接楕円の最大長径が、４０μｍ以下であることが好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、表示画像に明暗模様を認識することがなく、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からである。
【００３４】
この際、上記微小単位（ドメイン）表面の内接楕円の最大長径が、上記入射光の波長以下であることがより好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合、ドメインの大きさ起因の明暗模様を発生させないようにできる。その理由は、ドメインの大きさが上記入射光の波長以下なので、ドメインの大きさを光で識別することが困難となるからである。
【００３５】
また、上述した発明においては、上記微小単位（ドメイン）間の配向欠陥（ディスクリネーション）の距離が、上記入射光の波長以下であることが好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合、ディスクリネーション起因の散乱を発生させないようにできる。その理由は、ディスクリネーションの大きさが上記入射光の波長以下なので、ディスクリネーションを光で識別することが困難となるからである。
【００３６】
さらに、上述した発明においては、上記位相差層をＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して測定した際のヘーズ値が２％以下であることが好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、コントラストの低下を効果的に抑制することができるからである。
【００３７】
また、上述した発明においては、偏光板をクロスニコル状態にして法線方向から測定した際の漏れ光を０％、偏光板をパラレル状態で法線方向から測定した際の漏れ光を１００％とし、上記位相差層を偏光板クロスニコル状態の間に挟んで測定した際の３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した漏れ光の最大値が１％以下であることが好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、コントラストの低下を効果的に抑制することができるからである。
【００３８】
さらに、上述した発明においては、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）のヘリカル軸と上記位相差層表面に立てた法線とが実質的に一致していないことが好ましい。中でも、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）のヘリカル軸と上記位相差層表面に立てた法線とのなす角度の平均値が実質的に０度であることが好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、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からである。
【００３９】
また、上述した発明においては、上記位相差層の主たる表面の上に、さらに、第２の位相差層を積層してなる積層位相差層であってもよい。これにより、単層では発現不可能だった位相差量を実現できるからである。
【００４０】
さらに、上述した発明においては、上記位相差層および上記第２の位相差層の選択反射光がいずれも、実質的に同一な選択反射波長を有することが好ましい。これにより、二つの位相差層間で物質移動が生じた際における光学的特性の劣化を抑止することができるからである。
【００４１】
また、上述した発明においては、上記位相差層は、カイラルネマチック液晶が３次元架橋された分子構造、または、高分子コレステリック液晶がガラス状態にされた分子状態を有することが好ましい。これにより、コレステリック規則性の分子構造を安定に保つことができからである。
【００４２】
さらに、本発明は、透明基材と、上記透明基材表面に形成された、上述した位相差層とを有することを特徴とする位相差光学素子を提供する。
【００４３】
この際、上記透明基材と、上記位相差層との間に、配向膜が形成されていることが好ましい。これにより、コレステリック規則性の分子構造を機械的に安定に保つことができるからである。
【００４４】
さらに、上記透明基材と上記位相差層との間にカラーフィルター層が形成されていることが好ましい。これにより、透明基材、カラーフィルター層、および位相差層間の表面反射を防いでより透過率を高くすることができるからである。
【００４５】
本発明は、また、上述した位相差光学素子の透明基材における、位相差層が形成されていない側の表面に、偏光層が配置されていることを特徴とする偏光素子を提供する。本発明によれば、位相差光学素子の少なくとも片面に偏光層が設けられているため、位相差光学素子の表面での反射が極端に少なくなり、明暗模様の発生を効果的に抑制するとともにコントラストを向上させることができ、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。
【００４６】
さらに、本発明は、液晶セルと、上記液晶セルを挟むように配置された一対の偏光板と、上記液晶セルと上記一対の偏光板の少なくとも一方との間に配置された、上述した位相差光学素子とを有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。これにより、液晶表示装置における明暗模様の発生を抑制するとともにコントラストを向上させることができ、表示品位の低下を抑制することができる。
【００４７】
本発明は、また、透明基材上に配向膜を形成する配向膜形成工程と、上記配向膜上に、コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する液晶材料を含む位相差層形成用塗工液を、上記配向膜に対してラビング処理を施さない状態で塗布する塗布工程と、上記塗布工程により配向膜上に形成された位相差層に配向処理を施す配向処理工程と、上記配向処理で配向させた位相差層に固化処理を施し固化させ、上記位相差層内における液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する固定化工程とを有することを特徴とする位相差光学素子の製造方法を提供する。
【００４８】
本発明によれば、ラビング処理を施さない状態の配向膜上に位相差層が形成されるものであるので、微小単位（ドメイン）の小さな位相差層とすることが可能となり、液晶表示装置等に用いた場合に表示品位の良好な位相差光学素子を製造することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の位相差層は、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、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という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明は、位相差層、それを用いた位相差光学素子、さらには液晶表示装置を含むものである。以下、それぞれについて詳述する。
【００５１】
Ａ．位相差層
まず、本発明の位相差層について説明する。本発明の位相差層は、６つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様について説明する。
【００５２】
１．第１実施態様
本発明の位相差層の第１実施態様は、コレステリック構造の螺旋ピッチが１ピッチ以上である範囲で固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなることを特徴とするものである。また、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が主要な入射光の波長より短いものであればなおよいものである。
【００５３】
本実施態様によれば、上記位相差層には上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、ドメインは微小であるため、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。その理由は、選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、例えば上述したY. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994) の図２で見られる様な凹凸模様が観察されなくなり、明暗模様が生じることがなくなるからである。
【００５４】
上述した現象が何故起こるかについては、明白な証拠は現在のところないが、以下のように考えることができる。すなわち、コレステリック構造の選択反射波長が長波長側に設定されている場合、ラビング処理を施さない配向膜上で形成される微小単位（ドメイン）の大きさは比較的大きく、目視可能な大きさであり、散乱現象による白濁が生じてしまう。一方、コレステリック構造の選択反射波長が短波長側に設定されている場合は、ラビング処理を施さない配向膜上で形成される微小単位（ドメイン）の大きさは比較的小さく、目視不可能な大きさであり、散乱現象も起きない。
【００５５】
以下、本実施態様の位相差層について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本実施態様の位相差層の一例の断面を示す模式図である。図１に示すように、本実施態様の位相差層１０は、コレステリック規則性の分子構造（螺旋構造）を有する多数の微小単位（ドメイン）１２からなるものである。
【００５６】
ここで、コレステリック規則性の分子構造を有する微小単位（ドメイン）は、液晶分子の物理的な分子配列（プレーナ配列）に基づいて、一方向の旋光成分（円偏光成分）と、これと逆回りの旋光成分とを分離する旋光選択特性（偏光分離特性）を有している。このような現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における旋回方向を適宜選択すると、この旋回方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
【００５７】
この場合の最大旋光偏光光散乱（選択反射のピーク）は、次式（１）の波長λ０で生じる。
λ０＝ｎａｖ・ｐ          …  （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ、ｎａｖは螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率である。
【００５８】
一方、このときの選択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は常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率との差として表される複屈折値である。
【００５９】
すなわち、このようなコレステリック規則性の分子構造を有する微小単位（ドメイン）において、入射した無偏光は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射波長λ０を中心とした波長バンド幅Δλの範囲の光の右旋または左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円偏光成分および選択反射波長以外の他の波長領域の光（無偏光）が透過される。なお、反射された右旋または左旋の円偏光成分は、通常の反射とは異なり、旋回方向が反転されることなく反射される。
【００６０】
また、本実施態様においては、微小単位（ドメイン）は、分子構造に起因した選択反射光の選択反射波長が、微小単位（ドメイン）に入射する入射光の波長より短くなるように分子構造の螺旋ピッチが調整されている。
【００６１】
本実施態様においては、上記選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短いことが好ましい。また、入射光が可視光である場合が一般的であるので、上記選択反射波長は、可視光の波長より短いことが好ましく、具体的には３８０ｎｍ以下であることが好ましく、特に２８０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、下限に関しては、特に限定されるものではないが、通常は１５０ｎｍ以上とされる。
【００６２】
このように、選択反射光の選択反射波長が入射光、特に可視光の波長よりも小さくなるように調整するのには、以下の３つの理由がある。
【００６３】
１つ目の理由は、コレステリック規則性の分子構造による選択反射によって入射光が反射されてしまうことを防止するために、選択反射波長が入射光の波長よりも小さくなる、または大きくなるようにする必要があるからである。したがって、微小単位（ドメイン）に入射する入射光が可視光（波長バンド幅：３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）である場合には、上記範囲のバンド幅をはずすことが好ましく、選択反射波長は３８０ｎｍより小さいまたは７８０ｎｍより大きいことが好ましい。
【００６４】
２つ目の理由は、微小単位（ドメイン）に負のＣプレートとしての作用（位相差層としての作用）を発現させ、ＴＮ液晶のような旋光作用を発現させないために、選択反射波長が入射光の波長よりも小さくなるようにすることが好ましいからである。微小単位（ドメイン）に入射する入射光が可視光である場合には、上述したように選択反射波長は３８０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００６５】
３つ目の理由は、選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すれば、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定した場合よりもかなり小さくなり、明暗模様が観察されなくなるからである。上述した現象が何故起こるかについては、明白な証拠は現在のところないが、以下のように考えることができる。
【００６６】
すなわち、コレステリック構造の選択反射波長が長波長側に設定されている場合、ラビング処理を施さない配向膜上で形成される微小単位（ドメイン）の大きさは比較的大きく、目視可能な大きさになり、散乱現象による白濁が生じてしまう。一方、コレステリック構造の選択反射波長が短波長側に設定されている場合は、ラビング処理を施さない配向膜上で形成される微小単位（ドメイン）の大きさは比較的小さく、目視不可能な大きさになり、散乱現象が起きない。
【００６７】
また、本実施態様においては、図１に示すように、位相差層１０に存在する複数の微小単位（ドメイン）１２は、ＴＮ液晶のような旋光作用を用いていないので、それぞれ、螺旋ピッチが１ピッチ以上、好ましくは５ピッチ以上となるように膜厚が調整されているものである。具体的なピッチ数は、所望する膜厚から計算することができる（K. Kashima et al., IDW '02, 413(2002) 参照）。
【００６８】
本実施態様においては、位相差層に存在する複数の微小単位（ドメイン）同士のコレステリック構造におけるツイスト角は実質的には一致しなくてもよい。
【００６９】
例えば図２に示すように、位相差層１０に膜厚分布がある場合には、微小単位（ドメイン）１２同士のツイスト角は一致しない。このような状況は、旋光作用を利用するＴＮモードの液晶の場合には致命的な欠陥となるが、本発明においては、旋光作用を利用するのではなく、偏光の位相をシフトさせることが目的であるため、位相シフト量がごくわずかにずれるだけで大きな問題は生じないからである。
【００７０】
また、図１に示すように、位相差層１０は、厚さ方向に直交するように配置された互いに対向する２つの主たる表面（広い方の表面）１２Ａおよび１２Ｂを有するものである。本実施態様においては、位相差層１０の２つの主たる表面１２Ａおよび１２Ｂのうち、一方の表面１２Ａの複数の微小単位（ドメイン）１２の液晶分子のダイレクターＤａの方向は実質的に一致していないことが好ましく、さらに、他方の表面１２Ｂの微小単位（ドメイン）１２の液晶分子のダイレクターＤｂの方向も実質的に一致していないことが好ましい。また、本実施態様においては、それぞれの微小単位（ドメイン）１２表面の液晶分子のダイレクターは実質的にランダムであることが好ましい。
【００７１】
上記位相差層に膜厚分布がある場合、位相差層表面の全ての液晶分子のダイレクターを一致させてモノドメインを作ろうとすると、モノドメインになりきれない複数の大きな島状ドメイン（ドメイン表面の内接楕円の最大長径が、５〜１００ｍｍ）が、明暗模様として視認されてしまうという不具合が生じる。一方、本発明においては、位相差層に複数の微小単位（ドメイン）が存在し、これらの複数の微小単位（ドメイン）表面の液晶分子のダイレクターが一致していないことにより、位相差層に膜厚分布がある場合でも、明暗模様が発生することなく、表示品位の低下を抑制することができるという利点を有する。
【００７２】
なお、モノドメインを作りたい場合は、ラビング処理を施した配向膜を用いればよく、複数の微小単位（ドメイン）を作りたい場合は、ラビング処理を施さない配向膜を用いればよい。これらに関しては、特開平７−１７５０６５号公報、R. Holding et al., SID  '93 Digest, 622 (1993)、Y. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994)に開示されているので、ここでの説明は省略するが、一言で言えば、ラビング処理を施さない配向膜は液晶分子に対する水平方向の配向規制力を有しているが、その力の方向は面内でランダムになっていることに起因している。
【００７３】
ここで、微小単位（ドメイン）の表面における、液晶分子のダイレクターの方向が実質的に一致しているか否かは、位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察することによって判別することができる。詳細には、例えば図３に示すように、透過型電子顕微鏡により、コレステリック規則性の分子構造のまま固化された位相差層１０の断面を観察すると、コレステリック規則性の分子構造特有の、分子螺旋のピッチに相当する明暗模様が観察される。したがって、このとき、各表面（例えば表面１２Ａ）において、面に沿って明暗の濃度にばらつきがあれば、この面内の液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものと判断することができる。
【００７４】
なお、「液晶分子」という用語は、一般的には液体の流動性と結晶の異方性とを兼ね備えた分子という意味で用いられるが、本明細書においては、流動性を有する状態で有していた異方性を保持しつつ固化された分子についても便宜上、「液晶分子」という用語を用いることとする。分子が流動性を有する状態で有していた異方性を保持しつつ固化させる方法としては、例えば、重合可能な基を有する液晶性分子（重合性モノマー分子または重合性オリゴマー分子）を架橋させる方法や、高分子液晶（液晶ポリマー）をガラス転移温度以下に冷却する方法等がある。
【００７５】
また、本実施態様のコレステリック規則性の分子構造を有する位相差層は、異方性、すなわち複屈折性を有しており、厚さ方向の屈折率と面方向の屈折率とが異なるので、負のＣプレートとして作用する。
【００７６】
ここで、位相差層は、光学軸の向きと、光学軸に直交する方向の屈折率に対する光学軸方向の屈折率の大きさとにより分類されるものである。光学軸の方向が位相差層の平面に沿っているものをＡプレート、光学軸の方向が位相差層に垂直な法線方向に向いているものをＣプレート、光学軸の方向が法線方向から傾いているものをＯプレートと呼ぶ。また、光学軸方向の屈折率が光学軸に直交する方向の屈折率より大きいものを正のプレート、光学軸方向の屈折率が光学軸に直交する方向の屈折率より小さいものを負のプレートという。したがって、正のＡプレート、負のＡプレート、正のＣプレート、負のＣプレート、正のＯプレート、負のＯプレートの区別がある。本実施態様においては、位相差層は負のＣプレートとして機能しているものである。負のＣプレートとは、光学軸の方向が位相差層に垂直な法線方向に向いており、光学軸方向の屈折率が光学軸に直交する方向の屈折率より小さいものである。
【００７７】
すなわち、３次元直交座標系で、位相差層の面方向の屈折率をＮｘ、Ｎｙ、厚さ方向の屈折率をＮｚとすると、Ｎｚ＜Ｎｘ＝Ｎｙの関係となっている。このため、例えば図１に示すように、位相差層１０に直線偏光が入射する場合には、位相差層１０の法線１２Ｃの方向に入射した直線偏光は位相シフトされずに透過されるものの、位相差層１２の法線１２Ｃから傾斜した方向に入射した直線偏光は位相差層１０を透過する際に位相差が生じて楕円偏光となる。なお逆に、位相差層１０の法線１２Ｃから傾斜した方向に楕円偏光が入射した場合には、入射した楕円偏光を直線偏光にすることも可能である。
【００７８】
なお、位相差層１０の各々の微小単位（ドメイン）１２内においては、主たる表面１２Ａおよび１２Ｂの全範囲における液晶分子のダイレクターＤａおよびＤｂの方向が実質的に一致している。
【００７９】
ここで、図１中１２Ｄは各微小単位（ドメイン）１２間の境界を示し、図１中１２Ｅは各微小単位（ドメイン）１２のヘリカル軸を示している。
【００８０】
本実施態様においては、微小単位（ドメイン）表面の大きさが、目視で判別できない程度であることが好ましい。具体的には、内接楕円の最大長径が４０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、特に５μｍ以下であることが好ましい。微小単位（ドメイン）表面の大きさが、上記範囲であることにより、微小単位（ドメイン）を目視により判別することが不可能となり、目視により明暗模様を捕らえることができないことから、実質的に明暗模様に起因する不具合を抑制することができるからである。
【００８１】
さらに、上記微小単位（ドメイン）表面の大きさが、入射波長以下であることが好ましく、特に可視光の波長以下、すなわち３８０ｎｍ以下であるであることが好ましい。この場合も同様に、微小単位（ドメイン）表面の大きさが、上記範囲であることにより、実際に明暗模様が発生することを抑制することができるからである。
【００８２】
このように、微小単位（ドメイン）表面の大きさをより小さくしたい場合は、選択反射波長をより短くすればよいことは上述した通りであるが、具体的には選択反射波長を３８０ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以下にすればよいものである。
【００８３】
本実施態様における微小単位（ドメイン）表面の大きさは、偏光顕微鏡による実測値を用いることができる。微小単位（ドメイン）表面の大きさが、偏光顕微鏡では識別できない場合は、ＡＦＭ、ＳＥＭ、またはＴＥＭといった光ではなく電子等を用いた分析手法が用いられる。
【００８４】
また、本実施態様においては、複数の微小単位（ドメイン）それぞれのヘリカル軸と位相差層表面に立てた法線とが実質的に一致しないことが好ましい。例えば図１に示すように、複数の微小単位（ドメイン）１２のヘリカル軸１２Ｅと位相差層表面に立てた法線１２Ｃとが実質的に一致していないようにすれば、複数の微小単位をさらに小さくすることができるからである。その理由は、隣り合った複数の微小単位（ドメイン）が合体して、より大きなドメインになることを防止することができるからである。
【００８５】
このように、複数の微小単位（ドメイン）のヘリカル軸と位相差層表面に立てた法線とが実質的に一致していないようにするためには、位相差層を製造する際に、位相差層表面に風を当てる等の方法を用いればよいものである。
【００８６】
さらに、コレステリック構造を有する上記複数の微小単位（ドメイン）それぞれのヘリカル軸と上記位相差層表面に立てた法線とのなす角度の平均値が実質的に０度であることが好ましい。コレステリック構造を有する上記複数の微小単位（ドメイン）それぞれのヘリカル軸と上記位相差層表面に立てた法線とのなす角度の平均値が実質的に０度であれば、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位が低下してしまうことをさらに効果的に抑制することができるからである。
【００８７】
また、本実施態様においては、微小単位（ドメイン）間の配向欠陥（ディスクリネーション）の距離が、入射光の波長以下であることが好ましい。具体的には、可視光の波長以下、すなわち３８０ｎｍ以下、中でも２８０ｎｍ以下であることが好ましい。微小単位（ドメイン）間の配向欠陥（ディスクリネーション）の距離が上記範囲であることにより、ディスクリネーションによる散乱が起こらなくなるからである。
【００８８】
このように、微小単位（ドメイン）間の配向欠陥（ディスクリネーション）の距離をより小さくしたい場合は、選択反射波長をより短くすればよいことは上述した通りであるが、具体的には選択反射波長を３８０ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以下にすればよいものである。
【００８９】
また、上記位相差層をＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して測定した際のヘーズ値が、１０％以下であることが好ましく、中でも２％以下、特に１％以下であることが好ましい。上記ヘーズ値が上述した範囲であることにより、微小単位（ドメイン）間のディスクリネーションによる散乱が起こらなくなり、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、コントラストの低下を効果的に抑制することができるからである。
【００９０】
上記微小単位（ドメイン）間のディスクリネーションによる散乱を抑えることにより、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して測定した際のヘーズ値を１０％以下、中でも２％以下、さらには１％以下に抑えることができるものであるが、そのためには、選択反射波長をより短くすればよいことは上述した通りであり、具体的には選択反射波長を３８０ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以下にすればよいものである。
【００９１】
本実施態様においては、偏光板をクロスニコル状態にして法線方向から測定した際の漏れ光を０％、偏光板パラレル状態で法線方向から測定した際の漏れ光を１００％としたとき、上記位相差層をクロスニコル状態の偏光板間に挟んで測定した際の３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した漏れ光の最大値が１％以下であることが好ましく、中でも０．１％以下であることが好ましい。上記漏れ光の最大値が上述した範囲であることにより、液晶セルと偏光板との間に上記位相差層を配置した場合でも、コントラストの低下を効果的に抑制することができるからである。
【００９２】
上記ヘーズ値を小さくすることにより、上記漏れ光の最大値を１％以下、さらには０．１％以下に抑えることができるが、そのためには、選択反射波長をより短くすればよいことは上述した通りであり、具体的には選択反射波長を３８０ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以下にすればよいものである。
【００９３】
また、上記位相差層に用いられる材料としては、コレステリック液晶相を呈する液晶材料を用いることができる。このような液晶材料としては、コレステリック規則性を有するものであれば特に限定されるものではないが、重合性の液晶材料（重合性モノマーまたは重合性オリゴマー）または液晶ポリマーを使用することができる。
【００９４】
本実施態様においては、上記材料の中でも、３次元架橋可能な重合性モノマーまたは重合性オリゴマーを用いることが好ましい。液晶分子をコレステリック液晶の状態のままで光学的に固定化することができ、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からである。なお、「３次元架橋」とは、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）構造の状態にすることを意味する。
【００９５】
また、冷却によりガラス状態に固化することが可能な液晶ポリマー（高分子コレステリック液晶）を用いることもできる。この場合も同様に、液晶分子をコレステリック液晶の状態のままで光学的に固定化することができ、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からである。
【００９６】
上記３次元架橋可能な重合性モノマーとしては、特開平７−２５８６３８号公報、特表平１１−５１３０１９号公報や特表平９−５０６０８８号公報、特表平１０−５０８８８２号公報に開示されているような、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。例えば、ネマチック液晶相を呈する液晶性モノマーにカイラル剤を添加することによりカイラルネマチック液晶（コレステリック液晶）が得られるものである。コレステリック薄膜の製造法に関しては、特開２００１−５６８４号公報や特開２００１−１００４５号公報にも記載されている。このような液晶性モノマーとしては、例えば一般式（１）〜（１１）に示す化合物を用いることができる。ここで、一般式（１１）で示される液晶性モノマーの場合には、Ｘは２〜５（整数）であることが好ましい。
【００９７】
【化１】
2005049866.tif 000003
【００９８】
【化２】
2005049866.tif 000004
【００９９】
【化３】
2005049866.tif 000005
【０１００】
【化４】
2005049866.tif 000006
【０１０１】
【化５】
2005049866.tif 000007
【０１０２】
【化６】
2005049866.tif 000008
【０１０３】
【化７】
2005049866.tif 000009
【０１０４】
【化８】
2005049866.tif 000010
【０１０５】
【化９】
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【０１０６】
【化１０】
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【０１０７】
【化１１】
2005049866.tif 000013
【０１０８】
また、上記カイラル剤としては、例えば一般式（１２）〜（１４）に示す化合物を用いることが好ましい。なお、一般式（１２）および（１３）で示されるカイラル剤の場合、Ｘは２〜１２（整数）であることが好ましく、また、一般式（１４）で示されるカイラル剤の場合、Ｘは２〜５（整数）であることが好ましい。ここで、一般化式（１２）において、Ｒ４は水素またはメチル基を示す。
【０１０９】
【化１２】
2005049866.tif 000014
【０１１０】
【化１３】
2005049866.tif 000015
【０１１１】
【化１４】
2005049866.tif 000016
【０１１２】
また、上記３次元架橋可能な重合性オリゴマーとしては、特開昭５７−１６５４８０号公報に開示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等を用いることができる。
【０１１３】
さらに、上記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、あるいは主鎖およ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号公報に開示されているような液晶性高分子、特開平１１−２９３２５２号公報に開示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。
【０１１４】
本実施態様の位相差層は、１層であることに限定されるものではなく、位相差層の主たる表面上に第２の位相差層、必要であればさらに複数の位相差層を積層して形成された積層位相差層であってもよい。
【０１１５】
このように位相差層を複数の位相差層の積層体とすることにより、各位相差層として、複屈折値や螺旋ピッチ等が異なるものを用いることにより、多様な光学補償を実現することもできる。
【０１１６】
なお、このような多層構成の積層位相差層においては、各位相差層の最外面に位置する互いに対向する２つの主たる表面はそれぞれ、各微小単位（ドメイン）内の液晶分子のダイレクターは実質的に一致しているが、各微小単位（ドメイン）同士のダイレクターは実質的に一致していない。
【０１１７】
また、上記位相差層および上記第２の位相差層の選択反射光がいずれも、実質的に同一な選択反射波長を有することが好ましく、さらに各位相差層を形成するために用いる液晶性材料は、実質的に同一成分であることが好ましい。これにより、上記位相差層と上記第２の位相差層との間での物質移動を殆どなくすことができ、さらに均一な位相差層の積層体としての積層位相差層を製造することができる。
【０１１８】
２．第２実施態様
本発明の位相差層の第２実施態様は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、少なくとも一方の表面において１００μｍの間隔内、好ましくは１０μｍの間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とするものである。
【０１１９】
また、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、他方の表面においても所定の間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することが好ましい。
【０１２０】
このとき、上記位相差層は、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなり、微小単位（ドメイン）内においては液晶分子のダイレクターが実質的に一致しており、このような微小単位（ドメイン）が互いに近接している状態であることが好ましい。
【０１２１】
更に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短ければなおよい。
【０１２２】
本実施態様によれば、上記位相差層の主たる表面において所定の間隔内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な間隔内にダイレクターの異なる液晶分子が存在するため、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。その理由は、微小な間隔内にダイレクターの異なる液晶分子が存在するため、明暗模様が人間の目では識別できなくなると共に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、例えば上述したY. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994) の図２で見られる様な凹凸模様が観察されなくなり、明暗模様が生じることがなくなるからである。
【０１２３】
なお、液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することは、上記第１実施態様と同様に、位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察することによって確認することができる。
【０１２４】
また、本実施態様において液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないとは、液晶分子のダイレクターが１０度〜１７０度の範囲で異なることを意味する。
【０１２５】
なお、位相差層のその他の点については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
３．第３実施態様
本発明の位相差層の第３実施態様は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、少なくとも一方の表面において半径５０μｍの領域内、好ましくは半径５μｍの領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することを特徴とするものである。
【０１２７】
また、上記位相差層の２つの主たる表面のうち、他方の表面においても所定の半径の領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することが好ましい。
【０１２８】
このとき、上記位相差層は、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなり、微小単位（ドメイン）内においては液晶分子のダイレクターが実質的に一致しており、このような微小単位（ドメイン）が互いに近接している状態であることが好ましい。
【０１２９】
更に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短ければなおよい。
【０１３０】
本実施態様によれば、上記位相差層の主たる表面において所定の半径の領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な領域内にダイレクターの異なる液晶分子が存在するため、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。その理由は、微小な領域内にダイレクターの異なる液晶分子が存在するため、明暗模様が人間の目では識別できなくなると共に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、例えば上述したY. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994) の図２で見られる様な凹凸模様が観察されなくなり、明暗模様が生じることがなくなるからである。
【０１３１】
なお、液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが存在することは、上記第１実施態様と同様に、位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察することによって確認することができる。
【０１３２】
また、液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないとは、上記第２実施態様の項に記載したものと同様の意味である。
【０１３３】
本実施態様においては、所定の半径の領域内に液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが１０％以上存在することが好ましく、より好ましくは５０％以上である。液晶分子のダイレクターが実質的に一致していないものが上記範囲で存在すれば、確実に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができるからである。
【０１３４】
なお、位相差層のその他の点については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
４．第４実施態様
本発明の位相差層の第４実施態様は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の主たる表面において１００μｍの間隔内、好ましくは１０μｍの間隔内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することを特徴とするものである。
【０１３６】
このとき、上記位相差層は、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなり、微小単位（ドメイン）内においてはコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致しており、このような微小単位（ドメイン）が互いに近接している状態であることが好ましい。
【０１３７】
更に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短ければなおよい。
【０１３８】
本実施態様によれば、上記位相差層の主たる表面において所定の間隔内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な間隔内にツイスト角の異なるものが存在するため、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。その理由は、微小な間隔内にツイスト角の異なるものが存在するため、明暗模様が人間の目では識別できなくなると共に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、例えば上述したY. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994) の図２で見られる様な凹凸模様が観察されなくなり、明暗模様が生じることがなくなるからである。
【０１３９】
ここで、コレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが存在することは、位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察することによって確認することができる。詳細には、例えば図４に示すように、透過型電子顕微鏡により、コレステリック規則性の分子構造のまま固化された位相差層１０の断面を観察すると、コレステリック規則性の分子構造特有の、分子螺旋のピッチに相当する明暗模様が観察される。したがって、このピッチが異なるものが存在すれば、コレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが存在すると判断することができる。なお、図４において、１２Ａおよび１２Ｂは位相差層１０の主たる表面であり、この位相差層１０には膜厚分布がある。また、１３はＴＡＣフィルムおよび配向膜であり、ＴＡＣフィルム、配向膜、位相差層の順に積層されている。
【０１４０】
また、本実施態様においてコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないとは、ツイスト角が１０度以上異なることを意味するものであり、中でも９０度以上異なることが好ましい。
【０１４１】
なお、位相差層のその他の点については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１４２】
５．第５実施態様
本発明の位相差層の第５実施態様は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層の主たる表面において半径５０μｍの領域内、好ましくは半径５μｍの領域内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致してないものが存在することを特徴とするものである。
【０１４３】
このとき、上記位相差層は、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなり、微小単位（ドメイン）内においてはコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致しており、このような微小単位（ドメイン）が互いに近接している状態であることが好ましい。
【０１４４】
更に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短ければなおよい。
【０１４５】
本実施態様によれば、上記位相差層の主たる表面において所定の半径の領域内にある位置にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが存在することから、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、微小な領域内にツイスト角の異なるものが存在するため、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。その理由は、微小な領域内にツイスト角の異なるものが存在するため、明暗模様が人間の目では識別できなくなると共に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、例えば上述したY. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994) の図２で見られる様な凹凸模様が観察されなくなり、明暗模様が生じることがなくなるからである。
【０１４６】
ここで、コレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが存在することは、上記第４実施態様と同様に、位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察することによって確認することができる。
【０１４７】
また、コレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないとは、上記第４実施態様に記載したものと同様の意味である。
【０１４８】
本実施態様においては、所定の半径の領域内にコレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが１０％以上存在することが好ましく、より好ましくは５０％以上である。コレステリック構造におけるツイスト角が実質的に一致していないものが上記範囲で存在すれば、確実に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができるからである。
【０１４９】
なお、位相差層のその他の点については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５０】
６．第６実施態様
本発明の位相差層の第６実施態様は、コレステリック構造を固定化した負のＣプレートとして機能する位相差層であって、上記位相差層表面に立てた法線を含む断面において半径５０μｍの領域内、好ましくは半径５μｍの領域内に上記法線と上記コレステリック構造を有するヘリカル軸構造領域のヘリカル軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記ヘリカル軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記ヘリカル軸構造領域とを有することを特徴とするものである。
【０１５１】
ここで、本実施態様におけるヘリカル軸構造領域とは、例えば図５に示すように、コレステリック構造の中で実質的に一定方向のヘリカル軸１２Ｅを持ったコレステリック液晶のブロック構造Ｈで、螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上のものをいうこととする。
【０１５２】
また、位相差層１０は、例えば図５に示すように、ヘリカル軸１２Ｅが、位相差層１０の法線１２Ｃに対して右回り方向に鋭角αを形成するヘリカル軸構造領域Ｈと、ヘリカル軸１２Ｅが位相差層１０の法線１２Ｅに対して左回り方向に鋭角βを形成するヘリカル軸構造領域Ｈとを有するものである。
【０１５３】
このとき、上記位相差層は、上記コレステリック構造を有する微小単位（ドメイン）が複数存在してなり、微小単位（ドメイン）内においてはヘリカル軸構造領域のヘリカル軸の角度が実質的に一致しており、このような微小単位（ドメイン）が互いに近接している状態であることが好ましい。
【０１５４】
更に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短ければなおよい。
【０１５５】
本実施態様によれば、位相差層が、この位相差層表面に立てた法線を含む断面において所定の半径の領域内に上記法線とコレステリック構造を有するヘリカル軸構造領域のヘリカル軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角であるヘリカル軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角であるヘリカル軸構造領域とを有することから、隣り合った複数のヘリカル軸構造領域が合体して、大きなドメインになることを防止することができる。これにより、例えば製造上の理由で膜厚分布が±５％となった位相差層を、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。その理由は、位相差層が、微小な領域内にヘリカル軸の角度が異なる複数のヘリカル軸構造領域を有するため、明暗模様が人間の目では識別できなくなると共に、上記コレステリック構造の選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より短くなるように設定すると、微小単位（ドメイン）は選択反射光の選択反射波長が入射光の波長より長くなるように設定されている場合よりもかなり小さくなり、例えば上述したY. Iimura et al., SID  '94 Digest, 915 (1994) の図２で見られる様な凹凸模様が観察されなくなり、明暗模様が生じることがなくなるからである。
【０１５６】
本実施態様においては、位相差層は、例えば図５に示すように、上記位相差層１０の法線方向にヘリカル軸１２Ｅを有するヘリカル軸構造領域Ｈも有するものであってもよい。
【０１５７】
ここで、ヘリカル軸と位相差層表面に立てた法線とが形成する角度として、具体的には、０度〜３０度の範囲内、中でも０度〜１０度の範囲内であるヘリカル軸構造領域を有するものであることが好ましい。上記角度が大きすぎると、幅の広いディスクリネーションが生じて、明暗模様が発生したり、ヘーズ値が大きくなって光漏れの原因となったりするからである。
【０１５８】
また、ヘリカル軸構造領域のそれぞれのヘリカル軸と位相差層表面に立てた法線とのなす角度の平均値が実質的に０度であることが好ましい。これにより、液晶セルと偏光板との間に配置した場合でも、表示画像に明暗模様を発生させることがなく、表示品位の低下をさらに効果的に抑制することができるからである。
【０１５９】
本実施態様においては、上記角度を有するヘリカル軸構造領域が、所定の半径の領域内に１０％以上、中でも５０％以上含有されていることが好ましい。上記角度を有するヘリカル軸構造領域が上記範囲で含有されていれば、確実に表示画像に発生する明暗模様を見難くすることができるからである。
【０１６０】
なお、上記ヘリカル軸の角度は、透過電子顕微鏡により撮影された断面構造の写真から、例えば図６に示すように、コレステリック構造の螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上のヘリカル軸構造領域のヘリカル軸１２Ｅと、位相差層１０表面に立てた法線１２Ｃとの角度を測定することにより得た値をいうこととする。ここで、上記コレステリック構造の螺旋ピッチは、透過電子顕微鏡において、例えば図６に示すように、白色で観察される線と黒色で観察される線とからなる組が、二組で１ピッチとなる。また上記ヘリカル軸１２Ｅの軸方向は、白色で観察される線または黒色で観察される線の垂線方向とする。なお、図６において、１３はＴＡＣフィルムおよび配向膜であり、ＴＡＣフィルム、配向膜、位相差層の順に積層されている。
【０１６１】
なお、位相差層のその他の点については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６２】
Ｂ．位相差光学素子
次に、本発明の位相差光学素子について説明する。本発明の位相差光学素子は、透明基材と、上記透明基材表面に形成された、上記「Ａ．位相差層」の欄で説明した位相差層とを有することを特徴とするものである。
【０１６３】
本発明の位相差光学素子は、上記透明基材上に配向膜を形成し、その表面に上述した位相差層が形成されていることが好ましい。以下、これらの基材および配向膜について説明する。なお、位相差層に関しては、上記「Ａ．位相差層」の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
１．透明基材
本発明の位相差光学素子に用いられる透明基材としては、可視光を透過する材料であれば特に限定されないが、光学的不具合の少ない材料で形成されたものが好ましい。具体的には、ガラス基板またはＴＡＣ（三酢酸セルロース）フィルム等の高分子フィルムが好適に用いられる。
【０１６５】
２．配向膜
本発明に用いられる配向膜は、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥ（ポリエステル）、ＰＶＣｉ（ポリビニルシンナメート）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、シンナモイルを含むポリシラン、クマリン、カルコン等の既知の配向膜として用いられているものを用いることができる。
【０１６６】
本発明においては、特にラビング処理がなされていない配向膜が好適に用いられる。これにより位相差層中の微小単位（ドメイン）を小さくすることができ、明暗模様の発生を抑えることができるからである。
【０１６７】
３．その他
本発明においては、上記透明基材と、上記位相差層との間に、カラーフィルター層が形成されているものであってもよい。これにより、透明基材、カラーフィルター層、および位相差層間の表面反射を防いでより透過率を高くすることができるからである。
【０１６８】
Ｃ．位相差光学素子の製造方法
次に、本発明の位相差光学素子の製造方法について説明する。
本発明の位相差光学素子の製造方法は、透明基材上に配向膜を形成する配向膜形成工程と、上記配向膜上に、コレステリック液晶構造を形成するコレステリック規則性を有する液晶材料を含む位相差層形成用塗工液を、上記配向膜に対してラビング処理を施さない状態で塗布する塗布工程と、上記塗布工程により配向膜上に形成された位相差層に配向処理を施す配向処理工程と、上記配向処理で配向させた位相差層に固化処理を施し固化させ、上記位相差層内における液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する固定化工程とを有することを特徴とするものである。
【０１６９】
このような、本発明の位相差光学素子の製造方法は、位相差層に用いられる液晶材料の種類および位相差層の層数等によって態様が異なるものである。以下、本発明の位相差光学素子の製造方法を各態様に分けて説明する。
【０１７０】
１．第１の態様
本発明の位相差光学素子の製造方法の第１の態様は、重合性モノマーまたは重合性オリゴマーを用いて一層の位相差層を形成する態様である。
【０１７１】
図７は、本態様の位相差光学素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、透明基材１４上に配向膜１６を形成し（図７（Ａ）：配向膜形成工程）、上記配向膜１６上に重合性モノマーまたは重合性オリゴマー１８をコーティングし（塗布工程）、上記配向膜１６の配向規制力によって配向させる（図７（Ｂ）：配向処理工程）。このとき、コーティングされた重合性モノマーまたは重合性オリゴマー１８は液晶層を構成している。次に、この配向状態のままで、重合性モノマーまたは重合性オリゴマー１８を、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１１０とによって重合を開始させるか、または電子線１１０で直接重合を開始させることにより、３次元架橋（ポリマー化）して固化すれば、上述したような負のＣプレートとして作用する一層の位相差層１０が形成される（図７（Ｃ）：固定化工程）。
【０１７２】
本態様においては、配向膜の配向規制力の方向をラビングせずにランダムな状態のままにしておけば、これと接触する液晶分子のダイレクターの方向を、その接触面内で実質的にランダムにし、複数の微小単位（ドメイン）を作ることができる。
【０１７３】
また、本態様に用いられる重合性モノマーまたは重合性オリゴマーは、コーティングし易いように粘度を低下させるため、溶媒に溶かしてコーティング液としてもよいものである。この場合には、紫外線や電子線の照射により３次元架橋する前に溶媒を蒸発させるための乾燥工程が必要となる。好ましくは、コーティング液をコーティングするコーティング工程を行った後、溶媒を蒸発させる乾燥工程を行い、次いで、液晶を配向させる配向工程を行うようにするとよい。
【０１７４】
さらに、上記重合性モノマーまたは重合性オリゴマーを所定の温度で液晶層にした場合には、これがネマチック状態になるが、ここに任意のカイラル剤を添加すれば、カイラルネマチック液晶相（コレステリック液晶相）となる。具体的には、重合性モノマーまたは重合性オリゴマーに、カイラル剤を数％〜２０％程度入れるとよい。また、カイラル剤の種類を変えてカイラルパワーを変えるか、あるいは、カイラル剤の濃度を変化させることにより、重合性モノマーまたは重合性オリゴマーの分子構造に起因する選択反射波長を制御することができる。本態様においては、選択反射波長を３８０ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【０１７５】
また、本態様に用いられる配向膜は、従来から知られている方法で形成することができる。例えば、基材上にＰＩ（ポリイミド）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥ（ポリエステル）、ＰＶＣｉ（ポリビニルシンナメート）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、シンナモイルを含むポリシラン、クマリン、カルコン等の既知の配向膜として用いることが可能な膜を成膜してラビングしない方法等を用いることができる。
【０１７６】
上記基材として、ＴＡＣフィルム等の高分子フィルムを用いる場合には、重合性モノマーまたは重合性オリゴマーを溶かしたコーティング液中の溶媒で基材が侵されないように、基材上にバリア層を設けることが好ましい。この場合、上記配向膜がバリア層を兼ねるようにしても良く、例えば、ＰＶＡ等の水溶性物質を配向膜として用いればよいものである。
【０１７７】
２．第２の態様
次に、本発明の位相差光学素子の製造方法の第２の態様について説明する。本発明の位相差光学素子の製造方法の第２の態様は、液晶ポリマーを用いて一層の位相差層を形成する態様である。
【０１７８】
図８は、本態様の位相差光学素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、透明基材１４上に配向膜１６を形成し（図８（Ａ）：配向膜形成工程）、次に、配向膜１６上に、コレステリック規則性を有する液晶ポリマー３４をコーティングし（塗布工程）、配向膜１６の配向規制力によって配向させる（図８（Ｂ）：配向処理工程）。このとき、コーティングされた液晶ポリマー３４は液晶層を構成している。その後、液晶ポリマー３４をガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷却してガラス状態にすれば、一層の位相差層１０が形成される（図８（Ｃ）：固定化工程）。
【０１７９】
本態様に用いられる液晶ポリマーは、コーティングし易いように粘度を低下させるため、溶媒に溶かしてコーティング液としてもよいものである。この場合には、冷却する前に溶媒を蒸発させるための乾燥工程が必要となる。好ましくは、コーティング液をコーティングするコーティング工程を行った後、溶媒を蒸発させる乾燥工程を行い、次いで、液晶を配向させる配向工程を行うようにするとよい。
【０１８０】
また、本態様に用いられる基材としてＴＡＣフィルム等の高分子フィルムを用いる場合には、液晶ポリマーを溶かしたコーティング液中の溶媒で基材が侵されないように、基材上にバリア層を設けて、その上に液晶をコーティングするようにすることが好ましい。この場合、上記配向膜がバリア層を兼ねるようにしても良く、例えば、ＰＶＡ等の水溶性物質を配向膜として用いればよい。
【０１８１】
本態様に用いられる液晶ポリマーとしては、液晶ポリマーそれ自体にカイラル能を有しているコレステリック液晶ポリマーそのものを用いてもよく、ネマチック系液晶ポリマーとコレステリック系液晶ポリマーの混合物を用いてもよいものである。
【０１８２】
このような液晶ポリマーは、温度によって状態が変わり、例えばガラス転移温度が９０℃、アイソトロピック転移温度が２００℃である場合は、９０℃〜２００℃の間でコレステリック液晶の状態を呈し、これを室温まで冷却すればコレステリック構造を有したままでガラス状態に固化させることができる。
【０１８３】
また、上記液晶ポリマーのコレステリック規則性の分子構造に起因する、入射光の選択反射波長を調整する方法としては、コレステリック液晶ポリマーを用いる場合には、公知の方法で液晶分子中のカイラルパワーを調整すればよいものである。また、ネマチック系液晶ポリマーとコレステリック系液晶ポリマーの混合物を用いる場合は、その混合比を調整すればよいものである。本態様においては、選択反射波長を３８０ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以下にする。
【０１８４】
また、本態様に用いられる配向膜の配向規制力の方向を配向膜上の全範囲でランダムにしておけば、これと接触する位相差層の一方の表面における液晶分子のダイレクターを、その接触面内で実質的にランダムにし、複数の微小単位（ドメイン）を形成させることができる。
【０１８５】
３．第３の態様
次に、本発明の位相差光学素子の製造方法の第３の態様について説明する。本発明の位相差光学素子の製造方法の第３の態様は、重合性モノマーまたは重合性オリゴマーを用いて多層の積層位相差層を形成するものである。
【０１８６】
上述した第１および第２の態様における位相差光学素子はいずれも、一層の位相差層からなる単層構成の位相差光学素子の製造方法であったが、本発明はこれに限定されるものでなく、多層の積層位相差層を有する位相差光学素子の製造方法をも含むものである。
【０１８７】
具体的には、図９（Ｅ）に示されるように、プレーナー配向されたコレステリック規則性の分子構造を有する複数の位相差層４２、４４が順次直接積層されていてもよい。なお、このような多層構成の積層位相差層４０においては、各位相差層４２、４４として、複屈折値や螺旋ピッチ等が異なるものを用いることにより、多様な光学補償を実現することもできる。
【０１８８】
このような多層構成の位相差層４０においては、位相差層４２、４４の最外面に位置する互いに対向する２つの主たる表面はそれぞれ、各微小単位（ドメイン）内の液晶分子のダイレクターは実質的に一致しているが、各微小単位（ドメイン）同士のダイレクターは実質的に一致していない。
【０１８９】
図９は、本態様の位相差光学素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、透明基材１４上に配向膜１６を形成し（図９（Ａ）：配向膜形成工程）、配向膜１６上に液晶分子としての重合性モノマーまたは重合性オリゴマーを含有する塗工液１８をコーティングし（塗布工程）、配向膜１６の配向規制力によって配向させる（図９（Ｂ）：配向処理工程）。次に、この配向状態のままで、光重合開始剤を用いての紫外線１１０の照射または電子線１１０の単独照射により、重合性モノマーまたは重合性オリゴマー１８を３次元架橋して固化すれば、第１の位相差層４２が形成される（図９（Ｃ）：固定化工程）。さらに、３次元架橋された第１の位相差層４２上に別途用意しておいた他の重合性モノマー分子または重合性オリゴマー分子を含有する第２塗工液１９を直接コーティングする（図９（Ｄ））。このとき、図１０に示すように、３次元架橋された位相差層４２の各微小単位（ドメイン）表面の配向規制力によって配向させ、この状態で、光重合開始剤を用いての紫外線の照射１１０または電子線１１０の単独照射により３次元架橋して固化すれば、第２の位相差層４４が形成される（図９（Ｅ））。
【０１９０】
また、３層以上の多層構成とする場合には、上述したのと同様の工程（図９（Ｄ）〜（Ｅ））を繰り返し、必要な数だけ順次位相差層を重ねていけばよいものである。
【０１９１】
本態様に用いられる重合性モノマーまたは重合性オリゴマーは、コーティングし易いように粘度を低下させるため、溶媒に溶かしてコーティング液としてもよく、この場合には、紫外線や電子線の照射により３次元架橋する前に溶媒を蒸発させるための乾燥工程が必要となる。好ましくは、コーティング液をコーティングするコーティング工程を行った後、溶媒を蒸発させる乾燥工程を行い、次いで、液晶を配向させる配向工程を行うようにするとよい。
【０１９２】
また、本態様に用いられる配向膜の配向規制力の方向を配向膜上の全範囲で実質的にランダムにしておけば、これと接触する液晶分子のダイレクターを、その接触面内で実質的にランダムにすることができる。
【０１９３】
また、位相差層および第２の位相差層を形成するために用いる液晶性材料は、実質的に同一成分であることが好ましい。これにより、位相差層４２と第２の位相差層４４との間での物質移動を殆どなくすことができ、さらに均一な位相差層の積層体としての位相差光学素子を製造することができる。
【０１９４】
４．第４の態様
次に、本発明の位相差光学素子の製造方法の第４の態様について説明する。本発明の位相差光学素子の製造方法の第３の態様は、液晶ポリマーを用いて多層の積層位相差層を形成するものである。
【０１９５】
図１１は、本態様の位相差光学素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、透明基材１４上に配向膜１６を形成し（図１１（Ａ）：配向膜形成工程）、次に配向膜１６上にコレステリック規則性を有する液晶ポリマー３２をコーティングし（塗布工程）、配向膜１６の配向規制力によって配向させ（図１１（Ｂ）：配向処理工程）、液晶ポリマー３２をガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷却してガラス状態にすることにより、第１の位相差層４２´を形成する（図１１（Ｃ）：固定化工程）。その後、第１の位相差層４２´上に、別途用意しておいたコレステリック規則性を有する他の液晶ポリマー３４を直接コーティングし、ガラス状態にした第１の液晶層４２´の表面の配向規制力によって配向させ（図１１（Ｄ））、液晶ポリマー３４をガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷却してガラス状態にすることにより、第２の位相差層４４´が形成される（図１１（Ｅ））。
【０１９６】
また、上記位相差層を３層以上の多層構成とする場合には、上述したのと同様の工程（図１１（Ｄ）〜（Ｅ））を繰り返せばよいものである。
【０１９７】
本態様に用いられる配向膜の配向規制力の方向を配向膜上の全範囲で実質的にランダムにしておけば、これと接触する液晶分子のダイレクターを、その接触面内で実質的にランダムにすることができる。
【０１９８】
Ｄ．偏光素子
次に、本発明の偏光素子について説明する。
本発明の偏光素子は、上記「Ｂ．位相差光学素子」の欄で説明した位相差光学素子の透明基材における、位相差層が形成されていない側の表面に、偏光層が配置されていることを特徴とするものである。
【０１９９】
このような偏光素子は、上記位相差光学素子の少なくとも片面に偏光層が設けられたものであるので、位相差光学素子の表面での反射が極端に少なくなり、明暗模様の発生を効果的に抑制するとともにコントラストを向上させることができ、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。
【０２００】
図１２は、本発明の偏光素子の一例を示す概略斜視図である。図１２に示すように、本発明の偏光素子５０は、偏光層５１Ａと、偏光層５１Ａの入光側の表面に配置された位相差光学素子２０とを有するものである。なお、図１２において、位相差光学素子２０と偏光層５１Ａとは互いに離間して描かれているが、これらは互いに貼り合わされた状態で構成されているものとする。
【０２０１】
このようにして、位相差光学素子２０の透明基材における、位相差層が形成されていない側の表面に偏光層５１Ａを貼り合わせるようにすれば、位相差光学素子２０の表面での反射が極端に少なくなり、明暗模様の発生を効果的に抑制すると共にコントラストを向上させることができ、表示品位の低下を効果的に抑制することができる。
【０２０２】
なお、この際用いられる偏光層は、通常液晶表示装置において用いられているものを用いることができる。また、本発明に用いられる位相差光学素子に関しては、上述した「Ａ．位相差光学素子」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０２０３】
Ｅ．液晶表示装置
最後に、本発明の液晶表示装置について説明する。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、上記液晶セルを挟むように配置された一対の偏光板と、上記液晶セルと上記一対の偏光板の少なくとも一方との間に配置された、上記記載の位相差光学素子とを有する液晶表示装置であって、上記位相差光学素子は、上記液晶セルの法線から傾斜した方向の光の偏光状態を補償することを特徴とするものである。これにより、液晶表示装置における明暗模様の発生を抑制するとともにコントラストを向上させることができ、表示品位の低下を抑制することができる。
【０２０４】
図１３は、本発明の液晶表示装置の一例を示す斜面図である。図１３に示すように、本発明の液晶表示装置６０は、入射側の偏光板１０２Ａと、出射側の偏光板１０２Ｂと、液晶セル１０４とを有するものである。偏光板１０２Ａ、１０２Ｂは、所定の振動方向の振動面を有する直線偏光のみを選択的に透過させるように構成されたものであり、それぞれの振動方向が相互に直角の関係になるようにクロスニコル状態で対向して配置されている。また、液晶セル１０４は画素に対応する多数のセルを含むものであり、偏光板１０２Ａ、１０２Ｂの間に配置されている。
【０２０５】
ここで、液晶表示装置６０において、液晶セル１０４は、負の誘電異方性を有するネマチック液晶が封止されたＶＡ方式を採用しており、入射側の偏光板１０２Ａを透過した直線偏光は、液晶セル１０４のうち非駆動状態のセルの部分を透過する際には、位相シフトされずに透過し、出射側の偏光板１０２Ｂで遮断される。これに対し、液晶セル１０４のうち駆動状態のセルの部分を透過する際には、直線偏光が位相シフトされ、この位相シフト量に応じた量の光が出射側の偏光板１０２Ｂを透過して出射される。これにより、液晶セル１０４の駆動電圧を各セル毎に適宜制御することにより、出射側の偏光板１０２Ｂ側に所望の画像を表示することができる。
【０２０６】
このような構成からなる液晶表示装置６０において、液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂ（液晶セル１０４から出射された所定の偏光状態の光を選択的に透過させる偏光板）との間に、上述した実施の形態に係る位相差光学素子２０が配置されており、位相差光学素子２０により、液晶セル１０４から出射された所定の偏光状態の光のうち液晶セル１０４の法線から傾斜した方向に出射される光の偏光状態を補償することができるようになっている。
【０２０７】
以上のとおり、上述した構成からなる液晶表示装置６０によれば、液晶表示装置６０の液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間に、上述した実施の形態に係る位相差光学素子２０を配置し、液晶セル１０４から出射された光のうち液晶セル１０４の法線から傾斜した方向に出射される光の偏光状態を補償するので、視角依存性の問題を効果的に改善しながら、液晶表示装置６０における明暗模様の発生を抑制するとともにコントラストを向上させることができ、表示品位の低下を抑制することができる。
【０２０８】
なお、図１３に示す液晶表示装置６０は、光が厚さ方向の一方の側から他方の側へ透過する透過型であるが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、上述した実施の形態に係る位相差光学素子２０は反射型の液晶表示装置にも同様に組み込んで用いることができる。
【０２０９】
また、図１３に示す液晶表示装置６０では、上述した実施の形態に係る位相差光学素子２０を液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間に配置しているが、光学補償の態様によっては、位相差光学素子２０を液晶セル１０４と入射側の偏光板１０２Ａとの間に配置してもよい。また、位相差光学素子２０を液晶セル１０４の両側（液晶セル１０４と入射側の偏光板１０２Ａとの間、及び液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間）に配置してもよい。なお、液晶セル１０４と入射側の偏光板１０２Ａとの間、又は液晶セル１０４と出射側の偏光板１０２Ｂとの間に配置される位相差光学素子は一つに限らず、複数配置されていてもよい。
【０２１０】
本発明においては、特に上記液晶セル１０４が、ＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶層で形成されていることが好ましい。液晶表示装置における明暗模様の発生を抑制するとともにコントラストを向上させることができ、表示品位の低下をさらに抑制することができるからである。
【０２１１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０２１２】
次に、本発明について実施例および比較例を参照しながら述べる。
（実施例１）
実施例１では、単層の位相差層をガラス基板上に形成した。
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上記アクリレートとの間にスペーサーを有する、ネマチック−アイソトロピック転移温度が１１０℃であるモノマー分子（上記化学式（１１）で示されるような分子構造を有するもの）９０重量部と、両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（上記化学式（１４）で示されるような分子構造を有するもの）１０重量部とを溶解させたトルエン溶液を準備した。なお、上記トルエン溶液には、上記モノマー分子に対して５重量％の光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、イルガキュア（登録商標）９０７）を添加した。一方、透明なガラス基板上に、溶媒に溶かしたポリイミド（ＪＳＲ株式会社製、オプトマー（登録商標）ＡＬ１２５４）をスピンコーターによりスピンコーティングし、乾燥後、２００℃で成膜し（膜厚０．１μｍ）、配向膜としたが、ラビングしなかった。
【０２１３】
そして、このような配向膜付きのガラス基板をスピンコーターにセットし、上記モノマー分子等を溶解させたトルエン溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件でスピンコーティングした。次に、８０℃で上記トルエン溶液中のトルエンを蒸発させた。
【０２１４】
そして、上記塗膜に紫外線を照射し、塗膜中の光重合開始剤から発生するラジカルによってモノマー分子のアクリレートを３次元架橋してポリマー化し、単層の位相差層を有する位相差光学素子を作製した。このときの塗膜の膜厚は２μｍ±１．５％であった。また、分光光度計で測定したところ、塗膜の選択反射波長の中心波長は２８０ｎｍであった。硬化した液晶分子の屈折率は約１．５であったので、Ｐ＝λ／ｎから計算した１ピッチ当たりの膜厚は約１９０ｎｍであるので、位相差層のピッチ数は、２０００／１９０＝約１１ピッチであった。
【０２１５】
また、このようにして作製した位相差光学素子を、自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製、ＫＯＢＲＡ（商標登録）２１ＡＤＨ）を用いて測定したところ、面方向での位相差は1ｎｍで測定装置の誤差範囲内となり、厚さ方向の位相差は約１００ｎｍとなり、負のＣプレートとして作用していることが確認できた。
【０２１６】
作製された位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、複数の微小単位（ドメイン）が観測され、表面のダイレクターはランダムな状態で一致しておらず、複数の微小単位（ドメイン）同士のツイスト角は一致していなかった。そして、微小単位（ドメイン）表面の大きさは裸眼では見えなかった。
【０２１７】
作製した位相差層をＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して測定したヘーズ値は２％で、偏光板をクロスニコル状態にして法線方向から測定した際の漏れ光を０％、偏光板をパラレル状態で法線方向から測定した際の漏れ光を１００％とし、上記位相差層を偏光板クロスニコル状態の間に挟んで測定した際の３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した漏れ光の最大値は１％だった。
【０２１８】
更に、図１４に示されているように、直線偏光板７０Ａ、７０Ｂをクロスニコル状態にして、その間に、作製した位相差光学素子２０を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される明暗模様はなかった。
【０２１９】
（実施例２）
実施例２では、重合性モノマー分子からなる単層の位相差層を高分子フィルム上に形成した。すなわち、濃度が２重量％となるように純水に溶かしたＰＶＡ溶液を、バーコートによって透明なＴＡＣフィルム上にコーティングし、乾燥後、１００℃で成膜し（膜厚０．２μｍ）、配向膜として機能するようにした以外は、実施例１と同様にして位相差光学素子を作製した。その結果、このようにして作製された位相差光学素子では、実施例１と同様な結果が得られたが、ヘーズ値と漏れ光の最大値は実施例１よりも小さく、それぞれ、１％、０．８％だった。偏光顕微鏡で実施例１で作製した位相差層と実施例２で作製した位相差層を見比べたところ、複数の微小単位（ドメイン）の大きさは実施例２の方が小さく、微小単位（ドメイン）の内接楕円の最大長径は５μｍであったが、複数の微小単位（ドメイン）間のディスクリネーションから光漏れが観測された。
【０２２０】
（実施例３）
実施例３では、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）を、配向膜として機能するようにした以外は、実施例２と同様にして位相差光学素子を作製した。その結果、このようにして作製された位相差光学素子では、実施例２と同様な結果が得られたが、ヘーズ値と漏れ光の最大値は実施例２よりも小さく、それぞれ、０．５％、０．０８％だった。偏光顕微鏡で実施例２で作製した位相差層と実施例３で作製した位相差層を見比べたところ、複数の微小単位（ドメイン）の大きさは実施例３の方が小さく、ＴＥＭ写真で実測したところ、微小単位（ドメイン）の内接楕円の最大長径は１．５μｍであった。また、ディスクリネーションは、ＴＥＭ写真からは計測できない程度であった。
【０２２１】
（実施例４）
実施例４では、重合性モノマー分子からなる単層の位相差層の膜厚を不均一にした。すなわち、スピンコーターの条件を変更して膜厚を２μｍ±５％にした以外は実施例１と同様に作製した位相差光学素子を、同様に観察したところ、実施例１と同様に面内には明暗模様は観察されなかったが、作製された位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、複数の微小単位（ドメイン）のヘリカル軸と位相差層表面に立てた法線とは一致していなかったが、各ヘリカル軸と上記法線とのなす角の平均値は０度だった。
【０２２２】
（比較例１）
比較例１では、重合性モノマー分子からなる単層の位相差層が形成される配向膜をラビングして、液晶分子のダイレクターを一致させた。すなわち、配向膜のラビング方向を面内で均一にした以外は実施例１と同様に作製した位相差光学素子を、同様に観察したところ、面内にははっきりとした明暗模様が観察された。
【０２２３】
（実施例５）
実施例５では、重合性モノマー分子からなる多層の位相差層を有する位相差素子を作製した。
実施例１で作製した位相差層を第１の位相差層として、その配向膜と反対側の表面に、実施例１と同様に調整したトルエン溶液を、実施例１よりは速い回転数でスピンコーティングした。次に、８０℃で上記トルエン溶液中のトルエンを蒸発させた。
【０２２４】
そして、上記塗膜に紫外線を照射し、塗膜中の光重合開始剤から発生するラジカルによってモノマー分子のアクリレートを３次元架橋してポリマー化し、第２の位相差層を形成し、多層の位相差光学素子を作製した。このときの総膜厚は３．５μｍ±１．５％であった。また、分光光度計で測定したところ、多層構成の位相差層の塗膜の選択反射波長の中心波長は２８０ｎｍだった。
【０２２５】
作製された複数の位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、ポリマー化した各位相差層間の明暗模様は互いに平行な状態で（このことから、螺旋軸の方向が一致していることが分かる）、位相差層間には断層が観察されなかった（このことから、近接する位相差層の表面間の、液晶分子のダイレクターが一致していることが分かる）。また、複数の微小単位（ドメイン）が観測された。
【０２２６】
更に、図１４に示されているように、直線偏光板７０Ａ、７０Ｂをクロスニコル状態にして、その間に、作製した位相差光学素子２０を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される明暗模様はなかった。
【０２２７】
（実施例６）
実施例６では、重合性モノマー分子からなる多層の位相差層の膜厚を不均一にした。すなわち、スピンコーターの条件を変更して総膜厚を３．５μｍ±５％にした以外は実施例４と同様に作製した位相差光学素子を、同様に観察したところ、面内には明暗模様は観察されなかった。
【０２２８】
（実施例７）
実施例７では、液晶ポリマーからなる多層の位相差層を作製した。
ガラス転移温度が８０℃でアイソトロピック転移温度が２００℃であるアクリル系の側鎖型液晶ポリマーを溶解させたトルエン溶液を準備した。一方、透明なガラス基板上に、溶媒に溶かしたポリイミド（ＪＳＲ株式会社製、オプトマー（登録商標）ＡＬ１２５４）をスピンコーターによりスピンコーティングし、乾燥後、２００℃で成膜し（膜厚０．１μｍ）、配向膜として機能するようにしたがラビングしなかった。
【０２２９】
そして、このような配向膜付きのガラス基板をスピンコーターにセットし、上記液晶ポリマーを溶解させたトルエン溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件でスピンコーティングした。
【０２３０】
次に、９０℃で上記トルエン溶液中のトルエンを蒸発させ、更に、配向膜上に形成された塗膜を１５０℃で１０分間保持した。更に、上記塗膜を室温まで冷却して液晶ポリマーをガラス状態にして固定化し、位相差層を形成した。このときの膜厚は２μｍ±１．５％だった。また、分光光度計で測定したところ、第１の位相差層の選択反射波長の中心波長は３７０ｎｍだった。
【０２３１】
更に、ガラス状態にして固定化した位相差層上に、ガラス転移温度が７５℃で、アイソトロピック転移温度が１９０℃であるアクリル系の側鎖型液晶ポリマーを溶解させたトルエン溶液を、前回よりは速い回転数でスピンコーティングした。
【０２３２】
次に、９０℃で上記トルエン溶液中のトルエンを蒸発させ、更に、上記塗膜を１５０℃で１０分間保持した。更に、上記塗膜を室温まで冷却して液晶ポリマーをガラス状態にして固定化し、第２の位相差層を形成し、多層の位相差光学素子を作製した。このときの総膜厚は３．５μｍ±１．５％だった。また、分光光度計で測定したところ、多層構成の位相差層の塗膜の選択反射波長の中心波長は３７０ｎｍだった。
【０２３３】
作製された複数の位相差層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、固定化した各位相差層間の明暗模様は互いに平行な状態で（このことから、螺旋軸の方向が一致していることが分かる）、位相差層間には断層が観察されなかった（このことから、近接する液晶層の表面間の、液晶分子のダイレクターが一致していることが分かる）。また、複数の微小単位（ドメイン）が観測された。
【０２３４】
更に、図１４に示されているように、直線偏光板７０Ａ、７０Ｂをクロスニコル状態にして、その間に、作製した位相差光学素子２０を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される明暗模様はなかった。
【０２３５】
（実施例８）
実施例８では、液晶ポリマーからなる多層の液晶層の膜厚を不均一にして、液晶分子のダイレクターを乱した。すなわち、スピンコーターの条件を変更して総膜厚を３．５μｍ±５％にした以外は実施例６と同様に作製した位相差光学素子を、同様に観察したところ、面内には明暗模様は観察されなかった。
【０２３６】
（比較例２）
比較例２では、コレステリック構造の選択反射波長を、それぞれ、６００ｎｍ、８００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして位相差層を作製した。その結果、選択反射波長が６００ｎｍ、８００ｎｍの位相差層は、目視ではっきりと分る白濁現象が観測され、白濁度合いは選択反射波長が８００ｎｍの位相差層の方が大きく、位相差層として使えないレベルだった。また、選択反射波長が６００ｎｍの位相差層は、緑色の光を反射し、これも位相差層として使えないレベルだった。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明の一例としての位相差層の一部を拡大した模式的断面図である。
【図２】本発明の他の例としての位相差層の一部を拡大した模式的断面図である。
【図３】本発明の位相差層の断面の一例を示す透過型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の位相差層の断面の他の例を示す透過型電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明の位相差層を説明するための説明図である。
【図６】本発明の位相差層の断面の他の例を示す透過型電子顕微鏡写真である。
【図７】本発明の位相差光学素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。
【図８】本発明の位相差光学素子の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【図９】本発明の位相差光学素子の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【図１０】本発明の一例に係る位相差層のうち多層構成の位相差層における層間の隣接表面での液晶分子のダイレクターを示す模式図である。
【図１１】本発明の位相差光学素子の製造方法の他の例を説明するための工程図である。
【図１２】本発明の位相差層を備えた偏光素子の一例を示す概略分解斜視図である。
【図１３】本発明の位相差層を備えた液晶表示装置の一例を示す概略分解斜視図である。
【図１４】位相差光学素子を偏光板により挟んで観察する場合の構成を示す概略分解斜視図である。
【図１５】従来の液晶表示装置を示す概略分解斜視図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１０、４０、４０´  …  位相差層
２０  …  位相差光学素子
１４  …  透明基板
１６  …  配向膜
４２、４２´  …  位相差層
４４、４４´  …  第２の位相差層
５０  …  偏光素子
６０、１００  …  液晶表示装置
７０Ａ、７０Ｂ、１０２Ａ、１０２Ｂ  …  偏光板
【図１】
2005049866.tif 000017
【図２】
2005049866.tif 000018
【図３】
2005049866.tif 000019
【図４】
2005049866.tif 000020
【図５】
2005049866.tif 000021
【図６】
2005049866.tif 000022
【図７】
2005049866.tif 000023
【図８】
2005049866.tif 000024
【図９】
2005049866.tif 000025
【図１０】
2005049866.tif 000026
【図１１】
2005049866.tif 000027
【図１２】
2005049866.tif 000028
【図１３】
2005049866.tif 000029
【図１４】
2005049866.tif 000030
【図１５】
2005049866.tif 000031