CN102621616B - 光学各向异性层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学各向异性层的制造方法。该光学各向异性层包含多个设有不同慢轴方向的光学各向异性区域。该方法包括1)光取向性聚合物层形成工序；2)以满足必要条件A和B的方式照射第一偏振光的第一照射工序；3)第二照射工序；4)涂布工序；5)取向工序；以及6)聚合工序。必要条件A和B分别是待照射和照射了第一偏振光区域中光取向性聚合物层的吸光度和双折射率分别满足式i和ii。A(b)/A(a)≤0.95 i，式中，A(a)表示照射第一偏振光前波长为314nm时的吸光度。A(b)表示照射第一偏振光后波长为314nm时的吸光度。Δn(550)≥0.005 ii，式中，Δn(550)表示波长为550nm时的双折射率。

Description

光学各向异性层的制造方法
技术领域
本发明涉及光学各向异性层的制造方法。
背景技术
能够立体地显示图像的立体显示装置具备含有多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域的光学各向异性层，即，图案化光学各向异性层。作为像这样的图案化光学各向异性层的制造方法，已知对光取向性聚合物层进行2次介由光掩膜的偏振光曝光、形成图案化取向膜后涂布液晶组合物的方法(参照技术信息协会编，《以液晶显示器·触摸面板为中心的光学膜·片材技术全集》，第1版，株式会社技术信息协会，2008年9月30日，p.124-125，4.3.2通过采用了掩膜的二阶段照射的图案化)。
发明内容
本发明提供如下技术方案：
<1>一种光学各向异性层的制造方法，所述光学各向异性层由含有聚合性液晶化合物的液晶组合物形成，包含多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域；
所述制造方法包括如下工序：
(1)将光取向性聚合物涂布于基板的光取向性聚合物层的形成工序；
(2)以满足下述必要条件A和必要条件B的方式介由光掩模向所述光取向性聚合物层照射第一偏振光的第一照射工序：
必要条件A：待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(i)，
A(b)/A(a)≤0.95   (i)
[式(i)中，A(a)表示照射第一偏振光前在波长为314nm时的吸光度。A(b)表示照射第一偏振光后在波长为314nm时的吸光度。]
必要条件B：照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ii)
Δn(550)≥0.005   (ii) 
[式(ii)中，Δn(550)表示在波长为550nm时的双折射率。]
(3)照射所述第一偏振光后，不介由光掩膜地向光取向性聚合物层照射与第一偏振光振动方向不同的第二偏振光从而形成图案化取向膜的第二照射工序；
(4)在所述图案化取向膜上涂布所述液晶组合物从而形成涂布膜的涂布工序；
(5)将涂布膜保持在所述涂布膜所含有的液晶性成分为液晶状态的温度，由此形成液晶性成分取向了的膜的取向工序；以及
(6)使所述液晶性成分取向了的膜所含有的聚合性液晶化合物聚合的聚合工序。
<2>根据<1>所述的制造方法，其中，所述光取向性聚合物是能够通过光照射形成交联结构的聚合物。
<3>根据<1>或<2>所述的制造方法，其中，所述第一偏振光的振动方向与所述第二偏振光的振动方向形成的角度为70°～90°。
<4>根据<1>～<3>中任一项所述的制造方法，其中，所述液晶组合物是进一步含有聚合引发剂和溶剂的液晶组合物。
<5>一种显示装置，具备根据<1>～<4>中任一项所述的制造方法制造的光学各向异性层。
<6>一种层叠体的制造方法，所述层叠体包含光学各向异性层和基板；所述光学各向异性层由含有聚合性液晶化合物的液晶组合物形成，包含多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域；
所述制造方法包括如下工序：
(1)将光取向性聚合物涂布于基板的光取向性聚合物层的形成工序；
(2)以满足下述必要条件A和必要条件B的方式介由光掩模向所述光取向性聚合物层照射第一偏振光的第一照射工序：
必要条件A：待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(i)
A(b)/A(a)≤0.95   (i)
[式(i)中，A(a)表示照射第一偏振光前在波长为314nm时的吸光度。A(b)表示照射第一偏振光后在波长为314nm时的吸光度。]
必要条件B：照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ii)
Δn(550)≥0.005   (ii) 
[式(ii)中，Δn(550)表示在波长为550nm时的双折射率。]
(3)照射所述第一偏振光后，不介由光掩膜地向光取向性聚合物层照射与第一偏振光振动方向不同的第二偏振光从而形成图案化取向膜的第二照射工序；
(4)在所述图案化取向膜上涂布所述液晶组合物从而形成涂布膜的涂布工序；
(5)将涂布膜保持在所述涂布膜所含有的液晶性成分为液晶状态的温度，由此形成液晶性成分取向了的膜的取向工序；以及
(6)使所述液晶性成分取向了的膜所含有的聚合性液晶化合物聚合的聚合工序。
<7>根据<6>所述的制造方法，其中，所述光取向性聚合物是能够通过光照射形成交联结构的聚合物。
<8>根据<6>或<7>所述的制造方法，其中，所述第一偏振光的振动 方向与所述第二偏振光的振动方向形成的角度为70°～90°。
<9>根据<6>～<8>中任一项所述的制造方法，其中，所述液晶组合物是进一步含有聚合引发剂和溶剂的液晶组合物。
<10>一种显示装置，具备根据<6>～<9>中任一项所述的制造方法制造的层叠体。
附图说明
图1是表示用于本发明制造方法的光掩膜的构成的一例的图。
图2是表示采用图1的光掩膜而得的图案化取向膜的一例的图。
图3是本发明的显示装置的第1方式的剖面示意图。
图4是本发明的显示装置的第2方式的剖面示意图。
图5是说明相位差层(光学各向异性层)功能的示意图。
图6是本发明的显示装置的第3方式的剖面示意图。
图7是本发明的显示装置的第4方式的剖面示意图。
符号说明
1：光掩膜
2：空隙部
3：实部
51A、51B、61A、61B：液晶显示装置
52：背光源
53：偏振片
54、62：显示元件基板
55、63：偏光层
56、64：图案化取向膜
57、65：相位差层
70a：透射轴
71a：、71b：慢轴
71A、71B：相位差区域(光学各向异性区域)
具体实施方式
本发明的第一制造方法是一种光学各向异性层的制造方法，所述光学各向异性层由含有聚合性液晶化合物的液晶组合物形成，包含多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域；
所述制造方法包括如下工序：
(1)将光取向性聚合物涂布于基板的光取向性聚合物层的形成工序；
(2)以满足下述必要条件A和必要条件B的方式介由光掩模向所述光取向性聚合物层照射第一偏振光的第一照射工序：
必要条件A：待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(i)
A(b)/A(a)≤0.95   (i)
[式(i)中，A(a)表示照射第一偏振光前在波长为314nm时的吸光度。A(b)表示照射第一偏振光后在波长为314nm时的吸光度。]
必要条件B：照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ii)
Δn(550)≥0.005   (ii) 
[式(ii)中，Δn(550)表示在波长为550nm时的双折射率。]
(3)照射所述第一偏振光后，不介由光掩膜地向光取向性聚合物层照射与第一偏振光振动方向不同的第二偏振光从而形成图案化取向 膜的第二照射工序；
(4)在所述图案化取向膜上涂布所述液晶组合物从而形成涂布膜的涂布工序；
(5)将涂布膜保持在所述涂布膜所含有的液晶性成分为液晶状态的温度，由此形成液晶性成分取向了的膜的取向工序；以及
(6)使所述液晶性成分取向了的膜所含有的聚合性液晶化合物聚合的聚合工序。
另外，本发明的第二制造方法是一种层叠体的制造方法，所述层叠板包含光学各向异性层和基板，所述光学各向异性层由含有聚合性液晶化合物的液晶组合物形成，包含多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域；所述制造方法包括上述工序(1)～(6)。
一边参照图1、2，一边对本发明的第一和第二制造方法进行说明。图1为表示光掩膜的构成的一例的图。图2为表示采用图1所示的光掩膜而得的图案化取向膜的一例的图。此外，光掩膜的构成、图案化取向膜的形式不限定于图1、图2所示的构成，可以根据所希望的光学各向异性层的图案进行变更。
首先，在工序(1)中，将光取向性聚合物涂布于基板从而形成光取向性聚合物层(以下，有时简写为形成工序(1)。)。接着，在工序(2)中，介由光掩膜1向所形成的光取向性聚合物层照射第一偏振光(以下，有时简写为第一照射工序(2)。)。光掩膜1在实部(遮光部)3之中形成有条纹状的空隙部(偏振光透射部)2。介由该光掩膜1照射第一偏振光，由此向与光掩膜1的空隙部2对应的部分、即图案化取向膜56的第一图案区域12(参照图2)赋予取向控制力。另外，此时由于将第一照射工序中的光取向性聚合物层的吸光度变化、双折射率控制在规定的范围，因此，即使照射后述的第二偏振光时，第一图案化区域12也会保持着在第一照射工序赋予的取向控制力。
接着，在工序(3)中，除去光掩膜，不使用光掩膜地向光取向性聚合物层的整个面照射第二偏振光(以下，有时简写为第二照射(3)。)。此时，由于如上所述第一图案区域12维持着来自第一偏振光的取向控制力，因此，仅在未照射上述第一偏振光的、与光掩膜1的遮光部3对 应的部分、即图案化取向膜56的第二图案区域13(参照图2)赋予由第二偏振光带来的取向控制力。由此，得到如图2所示的具备设有互不相同的慢轴方向的第1图案区域12和第2图案区域13的图案化取向膜56。此外，图2是具有2种慢轴方向、即具有2种设有不同的慢轴方向的图案区域的图案化取向膜，但也可以通过重复进行第一照射工序(2)来得到具有3种以上的慢轴方向、即具有3种设有不同慢轴方向的图案区域的图案化取向膜。
然后，在工序(4)中，在所得的图案化取向膜56上涂布液晶组合物，从而形成涂布膜(以下，有时简写为涂布工序(4)。)。在工序(5)中，使形成的涂布膜所含有的液晶性成分取向(以下，有时简写为取向工序(5)。)，在工序(6)中，使聚合性液晶组合物聚合(以下，有时简写为聚合工序(6)。)，由此得到光学各向异性层。另外，通过经过上述工序(1)～工序(6)，得到包含所述光学各向异性层和基板的层叠体。像这样，通过控制第一照射工序(2)中的光取向性聚合物层的物性，在第二照射工序(3)就无需光掩膜。所以，由于本发明中光掩膜的使用次数减少，因此，能够容易地制造具有慢轴方向不同的多个区域的光学各向异性层，并且可以减少由光掩膜的对准不良而带来的取向图案的位置偏离。另外，即使在通过Roll to Roll(辊对辊式)制造光学各向异性层时，只要使用1次光掩膜，就无需进行第2次的图案曝光，因此，可以进一步抑制图案宽度的变动。进而，含有所得光学各向异性层或者层叠体的立体显示装置其图像显示优异。
形成工序(1)
形成工序(1)中，将光取向性聚合物涂布于基板上，从而形成光取向性聚合物层。作为光取向性聚合物，可以举出具有感光性结构的聚合物。如果向具有感光性结构的聚合物照射光，则被照射部分的感光性结构发生异构化或者交联，由此光取向性聚合物发生取向而显现出使液晶成分按一定方向取向的力(取向控制力)。
作为上述感光性结构，可以举出偶氮苯结构、螺吡喃结构、螺苯并吡喃结构、俘精酸酐等通过光照射而发生异构化的感光性结构；以及马来酰亚胺结构、查尔酮型结构、肉桂酸型结构、1，2-亚乙烯基结构、1，2-双亚乙基(acethylene)结构等通过光照射而发生交联的感光性结构。其中，优选通过光照射而发生交联的感光性结构，更优选查尔酮型结构 (式(a)所表示的结构)、肉桂酸型结构(式(b)所表示的结构)、马来酰亚胺结构、1，2-亚乙烯基结构、1，2-双亚乙基结构，进一步优选查尔酮型结构和肉桂酸型结构。具有通过光照射而发生交联的感光性结构的聚合物其反应所必需的能量较少，而且，由于是不可逆反应，即使多次进行光照射时，也能够稳定地保持通过最初的曝光而赋予的取向控制力。
[式中，Ar相互独立地表示苯基、萘基或者联苯基。＊表示结合位点。]
作为光取向性聚合物，可以举出：通过将具有感光性结构和1个以上自由基聚合性基团(优选乙烯基、丙烯酰基或者甲基丙烯酰基)的单体进行自由基聚合而得的聚合物；通过将具有感光性结构和2个以上氨基的单体与二羧酸化合物进行聚合而得的聚合物；通过将具有感光性结构和2个以上羧基的单体与二胺化合物进行聚合而得的聚合物；通过将具有感光性结构的单体进行阴离子聚合、阳离子聚合等链型聚合、配位聚合或者开环聚合而得到的聚合物。
其中，优选通过将具有感光性结构和1个以上自由基聚合性基团的单体进行自由基聚合而得的聚合物。
光取向性聚合物为通过将具有感光性结构和1个自由基聚合性基团的单体进行自由基聚合而得的聚合物时，在该单体中，优选介由亚烷基来键合感光性结构和自由基聚合性基团。优选该亚烷基的碳原子数在3以上，更优选在5以上；优选该亚烷基的碳原子数在20以下，更优选在10以下。另外，也可以介由酯键(-CO-O-或者-O-CO-)或者醚键(-O-)来键合上述感光性结构和自由基聚合性基团。
光取向性聚合物可以是通过将具有各自不同的感光性结构的两种以上的单体聚合而得的共聚物。另外，光取向性聚合物可以含有来自不具有感光性结构的单体的结构成分(结构单元)。此时，光取向性聚合物的全部结构成分(结构单元)100摩尔％中，来自具有感光性结构的 单体的结构成分(结构单元)的含量优选在50摩尔％以上，更优选在60摩尔％以上，进一步优选在70摩尔％以上。另外，光取向性聚合物的全部结构成分(结构单元)100摩尔％中，来自具有感光性结构的单体的结构成分(结构单元)的含量优选在95摩尔％以下，更优选在90摩尔％以下，进一步优选在80摩尔％以下。
光取向性聚合物的数均分子量优选在20000以上，更优选在25000以上，进一步优选在30000以上。另外，光取向性聚合物的数均分子量优选在100000以下，更优选在80000以下，进一步优选在50000以下。只要数均分子量在上述范围内，在取向工序(5)中使液晶组合物取向时，液晶性成分的取向性就会变得更好。
作为光取向性聚合物的具体例子，可以举出日本专利第4450261号、日本专利第4011652号、日本特开2010-49230号公报、日本专利第4404090号、日本特开2007-156439号公报、日本特开2007-232934号公报等所记载的聚合物。这些光取向性聚合物可以单独使用，也可以2种以上并用。
基板无限制，具体地可以举出玻璃、塑料板、塑料膜、以及透光性膜。作为透光性膜，可以举出聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃膜、聚乙烯醇膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚丙烯酸酯膜、纤维素酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚醚酮膜、聚苯硫醚膜以及聚苯醚膜。通过使用基材可以不产生破损等地、容易地处理图案化取向膜、光学各向异性层。另外，可以在将由本发明的制造方法而得的光学各向异性层用于显示装置时，采用形成有显示元件的显示元件基板作为上述基板。即，可以在显示元件基板(也可以形成偏光层)上直接形成图案化取向膜、光学各向异性膜。
作为涂布方法，可以举出采用浸涂机、棒涂机、旋涂机等涂布机进行涂布的方法、挤出涂布法、直接照相凹版涂布法、反转照相凹版涂布法、CAP涂布法、模涂布法和喷墨法。
优选将光取向性聚合物溶解于溶剂、在溶液的状态下涂布于基板。溶解于溶剂时，能降低粘度，从而可以减少所形成层的厚度的不均。溶剂无限制，具体地可以举出水；甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、 乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚等醇溶剂；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂；丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮、甲基异丁基酮等酮溶剂；戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂；甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂；乙腈等腈溶剂；四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂；三氯甲烷、氯苯等氯系溶剂；等。这些溶剂可以单独使用，也可以多个组合使用。
将光取向性聚合物溶解于溶剂中、以溶液的状态进行涂布时，涂布后除去溶剂，使其干燥从而形成光取向性聚合物层。作为干燥方法，可以举出自然干燥、通风干燥和减压干燥。干燥温度优选在10℃以上，更优选在25℃以上。另外，干燥温度优选在250℃以下，更优选在200℃以下。干燥时间优选在5秒钟以上，更优选在10秒钟以上。另外，干燥时间有些在60分钟以下，更优选在30分钟以下。只要干燥温度和干燥时间在上述范围内，就不会对基材造成不良影响，从而能够形成光取向性聚合物层。
光取向性聚合物膜的膜厚优选在10nm以上，更优选在70nm以上。另外，光取向性聚合物膜的膜厚优选在10000nm以下，更优选在1000nm以下。只要在上述范围，在以后工序中使液晶组合物取向成所希望的角度就会变得容易。
第一照射工序(2)
本发明的制造方法中，采用光取向法作为图案化取向膜的形成方法。光取向法是通过向干燥后的光取向性聚合物层进行偏振光照射(例如，直线偏振光紫外线)来赋予取向控制力的方法。第一照射工序(2)中，介由光掩膜向经形成工序(1)所形成的光取向性聚合物层照射第一偏振光。由此，可以仅对与光掩膜所形成的光透射部分对应的光取向性聚合物层上的区域赋予取向控制力。
作为光掩膜，可以举出石英玻璃、钠钙玻璃等无机玻璃或者在聚酯等膜上设有遮光膜的制品。可以具有由遮光膜覆盖的部分遮挡偏振光、未被覆盖的空隙部透射偏振光的性能。由于存在偏振光照射时的热膨胀的影响，因此，被用于光掩膜的基材优选像石英玻璃这样的热膨胀系数较小的材料。
作为偏振光的光源，可以举出低压汞灯(杀菌灯、荧光化学灯、不可见光线)、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、汞氙灯等、氙闪光灯、准分子灯、卤化物灯等。只要光源能够使光取向性聚合物层的感光性结构反应就无限制，例如可以使用能通过市售而容易获得的高压汞灯、金属卤化物灯。
为了将非偏振光转换成偏振光，可以采用使用格兰汤普森(Glan Thompson)棱镜、线栅网格偏振光元件的方法、使用以与光轴形成布鲁斯特角(Brewster’s角)的形式进行了配置的玻璃板的方法。例如，可以通过采用日本专利第4506412号、日本特开2006-3230609号公报所记载的方法来获得偏振光。
只要第一偏振光的辐射度是能够使光取向性聚合物进行反应的辐射度即可，用波长为365nm时的辐射度来表示时，优选在0.01mW/cm2以上，更优选在0.1mW/cm2以上，进一步优选在1mW/cm2以上。另外，第一偏振光的辐射度用波长为365nm时的辐射度来表示时，优选在200mW/cm2以下，更优选在150mW/cm2以下，进一步优选在100mW/cm2以下。只要辐射度在该范围，就能够使光取向性聚合物进行反应，从而可以无分解地、以较短时间有效地赋予取向控制力。
照射第一偏振光时，由于根据照射时间累积光量会发生变化，因此，照射时间也是重要的因素。以上述照度进行曝光时，必需的累积光量优选为50mJ/cm2以上，更优选为100mJ/cm2以上，进一步优选为200mJ/cm2以上，优选为10000mJ/cm2以下，更优选为8000mJ/cm2以下，进一步优选为5000mJ/cm2以下。只要累积光量在该范围，就可以呈现出足以使后面工序的液晶组合物无取向缺陷地进行取向的取向控制力。
第一偏振光的最大输出波长优选在300nm～500nm的范围内。另外，优选射出的光量中来自波长300nm～400nm的光的光量在50％以上。通过使用该范围的波长的偏振光，使光取向性聚合物的反应有效地进行。
期望与光取向性聚合物层平面略微垂直地进行偏振光的照射。此处“与光取向性聚合物层平面略微垂直地进行偏振光的照射”是指：将与光取向性聚合物层平面垂直方向定义为90°时，在70°～90°的范围 进行偏振光的照射，优选与光取向性聚合物层平面为80°～90°的范围进行偏振光的照射。照射角度越接近90°，光取向性聚合物的反应越会有效地进行。
在第一照射工序(2)中，以满足下述必要条件A和必要条件B的方式来控制光取向性聚合物层的物性、偏振光的照射条件，从而介由光掩膜向光取向性聚合物层照射第一偏振光。
必要条件A：待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(i)。
A(b)/A(a)≤0.95   (i)
[式(i)中，A(a)表示照射第一偏振光前在波长为314nm时的吸光度。A(b)表示照射第一偏振光后在波长为314nm时的吸光度。]
必要条件B：照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ii)。
Δn(550)≥0.005   (ii) 
[式(ii)中，Δn(550)表示在波长为550nm时的双折射率。]
通过满足上述必要条件A和必要条件B，即使在后述的第二照射工序中向本工序中由第一偏振光赋予了取向控制力的部分照射第二偏振光，也能够维持来自第一偏振光的取向控制力。此外，由于必要条件A、B中的任一个欠缺时就无法获得足够的取向控制力，因而就会在图案化光学各向异性层产生取向缺陷等。
必要条件A是指待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(i)。
可以使用一般被采用的分光光度计(例如，“岛津制作所制，UV-3150”等)来测定光取向性聚合物的吸光度。上述A(b)/A(a)的值优选在0.9以下，更优选在0.7以下。上述A(b)/A(a)的值越小越好，但通常在0.5以上。可以通过控制第一偏振光的照射时间来调整上述A(b)/A(a)的值。如果延长照射时间，则A(b)/A(a)的值就会变小。
必要条件B是指在照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ii)。
由式(X)来决定双折射率Δn(λ)。
Δn(λ)＝Re(λ)/d   (X)
[式(X)中，Δn(λ)表示在波长为λnm时的双折射率，Re(λ)表示在波长为λnm时的相位差值，d表示膜厚。]
可以由上述式(X)所表示地通过测定光取向性聚合物层的相位差值和膜厚来求得式(ii)中的双折射率Δn(550)。可以使用一般采用的椭圆偏振器(例如，“日本分光株式会社制，M-220”等)来测定照射第一偏振光后光取向性聚合物层的相位差。可以采用激光显微镜(例如，“OLYMPUS株式会社制，LEXT-3000”等)来测定膜厚。可以通过控制第一偏振光的照射时间来调整上述Δn(550)。如果延长照射时间，则Δn(550)的值就会变大。
在此，由于各光学各向异性区域中慢轴的方向为1种，因此，在获得具有3个以上慢轴方向不同的光学各向异性区域的光学各向异性层时，可以反复进行该第一照射工序(2)。例如，制造具有3个以上慢轴方向不同的光学各向异性区域的光学各向异性层时，可以在照射了第一偏振光后、介由光掩膜向光取向性聚合物层照射与上述第一偏振光和后述第二偏振光的振动方向不同的第三偏振光。此时，在照射第一偏振光时，必需使得第一偏振光不照射到希望通过第三偏振光或者第二偏振光赋予取向控制力的部分(区域)；另外，在照射第三偏振光时，必需使得第三偏振光不照射到希望通过第二偏振光赋予取向控制力的部分(区域)。此外，反复进行第一照射工序(2)时，偏振光的照射条件可以与上述第一偏振光同样地进行。
应说明的是，偏振光的振动方向是指光波的振动方向。
第二照射工序(3)
第二照射工序(3)中，不介由光掩膜地向照射了第一偏振光的光取向性聚合物层照射与第一偏振光振动方向不同的第二偏振光从而形成图案化取向膜。由于第二偏振光的振动方向与第一偏振光的振动方向 不同，因此，由第二照射工序(3)所得的取向膜成为存在着具有来自第一偏振光的取向控制力的区域和具有来自第二偏振光的取向控制力的区域的图案化取向膜。
如上所述，由于在第一照射工序(2)中以满足必要条件A和必要条件B的方式地进行控制从而照射第一偏振光，因此，即使向照射了第一偏振光的部分照射第二偏振光，也会维持来自第一偏振光的取向控制力。所以，本发明的制造方法就无需在第二照射工序(3)中使用光掩膜，从而操作变得容易。另外，由于光掩膜的使用次数减少，因此，能够减少由光掩膜的对准不良而带来的取向图案的位置偏离。进而，即使在通过Roll to Roll(辊对辊式)制造光学各向异性层时，只要使用光掩膜1次，就无需进行第2次的图案曝光，因此，可以进一步抑制图案宽度的变动。
只要第二偏振光的辐射度是能够使光取向性聚合物进行反应的辐射度即可，用波长为365nm时的辐射度来表示时，优选在0.01mW/cm2以上，更优选在0.1mW/cm2以上，进一步优选在1mW/cm2以上。另外，第二偏振光的辐射度用波长为365nm时的辐射度来表示时，优选在200mW/cm2以下，更优选在150mW/cm2以下，进一步优选在100mW/cm2以下。只要辐射度在该范围，就能够使光取向性聚合物进行反应，从而可以无分解地、以较短时间有效地赋予取向控制力。
照射第二偏振光时，由于根据照射时间累积光量会发生变化，因此，照射时间也是重要的因素。以上述照度进行曝光时，必需的累积光量优选为50mJ/cm2以上，更优选为100mJ/cm2以上，进一步优选为200mJ/cm2以上。此外，必需的累积光量优选为10000mJ/cm2以下，更优选为8000mJ/cm2以下，进一步优选为5000mJ/cm2以下。只要累积光量在该范围，就可以呈现出足以使后面工序的液晶组合物无取向缺陷地进行取向的取向控制力。
第二偏振光的最大输出波长优选在300nm～500nm的范围内。另外，优选射出的光量中来自波长300nm～400nm的光的光量在50％以上。通过使用该范围的波长的偏振光，光取向性聚合物的反应有效地进行。另外，期望与光取向性聚合物层平面略微垂直地进行第二偏振光的照射。此处“与光取向性聚合物层平面略微垂直地进行第二偏振光的照射”是指：与上述第一偏振光同样地，将与光取向性聚合物层平面垂直 方向定义为90°时，在70°～90°的范围进行第二偏振光的照射。照射角度越接近90°，光取向性聚合物的反应越会有效地进行。
优选第一偏振光的振动方向与第二偏振光的振动方向所形成的角度为略微正交。在此，“第一偏振光的振动方向与第二偏振光的振动方向所形成的角度”是指第一偏振光的振动方向与第二偏振光的振动方向所形成的角度中较小的角度。另外，“第一偏振光的振动方向与第二偏振光的振动方向所形成的角度为略微正交”意思是指该角度在70°～90°的范围，该角度优选在85°～90°的范围，更优选为90°。只要第一偏振光的振动方向与第二偏振光的振动方向所形成的角度为略微正交，照射了第一偏振光的区域的慢轴方向与照射了第二偏振光的区域的慢轴方向也会正交，由此所得的光学各向异性层或者层叠体就可以用作立体显示用的偏振光更换构件。
涂布工序(4)
涂布工序(4)中，在由第二照射工序(3)而形成的图案化取向膜上涂布上述液晶组合物从而形成涂布膜。上述液晶组合物含有聚合性液晶化合物。聚合性化合物是具有液晶性的化合物，其在分子中具有1个以上的聚合性基团。聚合性基团是指参与聚合性化合物的聚合反应的基团。作为聚合性基团，可以举出乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁烷基。其中，优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁烷基，更优选丙烯酰氧基。
聚合性液晶化合物优选在其分子中具有2个以上的环结构，更优选具有3个以上的环结构。作为环结构，可以举出苯基环(苯环)、环己烷环、萘环、嘧啶环、吡啶环和噻吩环，其中，优选苯基环(苯环)和环己烷环。作为键合2个以上环结构的连结基团，可以举出-CO-O-、-CH2-CH2-、-CO-S-、-CO-NH-、-CH＝CH-、-N＝N-和-C≡C-，其中，优选-CO-O-。
作为聚合性液晶化合物的具体例子，可以举出在《液晶便览(液晶便览编集委员会编，丸善(株)平成12年10月30日发行)》的“3.8.6网络化(完全交联型)”和“6.5.1液晶材料b.聚合性向列型液晶材料”所记载的化合物之中具有聚合性基团的化合物、以及日本特开 2010-31223号所公开的聚合性液晶化合物。作为聚合性液晶化合物，可以使用市售品，作为其具体例子可以举出由BASF JAPAN公司市售的“Palio Color(注册商标)LC242”。这些聚合性液晶化合物可以单独使用，也可以多个组合使用。液晶组合物可以含有不具有聚合性基团的液晶化合物。
液晶组合物优选含有溶剂。作为溶剂，只要是可以将液晶组合物所含有的成分溶解、并对聚合性液晶化合物的聚合反应无活性的溶剂即可。具体地可以举出甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚、苯酚等醇溶剂；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂；丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮、甲基异丁基酮等酮溶剂；戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂；甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂；乙腈等腈溶剂；四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂；三氯甲烷、氯苯等氯系溶剂。这些溶剂可以单独使用，也可以多个组合使用。
液晶组合物100质量％中，优选溶剂的用量为50质量％～95质量％。换言之，优选液晶组合物中固体成分(液晶组合物中除溶剂以外的成分)的含量为5质量％～50质量％。固体成分含量更优选为10质量％以上，进一步优选为15质量％以上；另外，固体成分含量更优选在40质量％以下，进一步优选在35质量％以下。如果固体成分量在5质量％以上，则所得的光学各向异性层就不会过于变薄，就会提供偏振光变换所必需的双折射率。另外，如果固体成分量在50质量％以下，则液晶组合物的粘度变低，光学各向异性层的膜厚难以产生不均。从涂布性的观点考虑，液晶组合物的粘度优选在0.1mPa·s以上，另外，优选在10mPa·s以下，更优选在7mPa·s以下。
液晶组合物优选含有聚合引发剂。作为聚合引发剂，可以举出热聚合引发剂和光聚合引发剂，从能够在低温下进行聚合性液晶化合物的聚合这点考虑，优选光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂，可以举出苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、苯烷基酮化合物、酰基氧化膦化合物、三嗪化合物、碘盐和锍盐。作为光聚合引发剂也可以使用市售品。具体地可以举出IRGACURE(注册商标)907、IRGACURE 184、IRGACURE 651、IRGACURE 819、IRGACURE 250、IRGACURE 369(以上全部为BASF JAPAN(株) 制)；SEIKUOL(注册商标)BZ、SEIKUOL Z、SEIKUOL BEE(以上全部为精工化学(株)制)；KAYACURE(注册商标)BP100(日本化药(株)制)；CYRACURE(注册商标)UVI-6992(DOW CHEMICAL公司制)；ADEKA OPTOMER SP-152、ADEKA OPTOMER SP-170(以上全部为(株)ADEKA制)；TAZ-A、TAZ-PP(以上为DKSH JAPAN公司制)；TAZ-104(三和CHEMICAL公司制)等。
根据需要液晶组合物可以含有手性剂、阻聚剂、光敏化剂、均化剂等添加剂。
作为手性剂，可以举出《液晶装置手册》(第3章4-3项，TN、STN用手性剂，199页，日本学术振兴会第142委员会编，1989)、日本特开2007-269640号公报、日本特开2007-269639号公报、日本特开2007-176870号公报、日本特开2003-137887号公报、日本特表2000-515496号公报、日本特开2007-169178号公报、日本特表平9-506088号公报所记载的化合物。
作为阻聚剂，可以举出氢醌或者具有烷基醚等取代基的氢醌类、丁基邻苯二酚等具有烷基醚等取代基的邻苯二酚类、邻苯三酚类、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶氧基自由基等自由基捕捉剂、噻吩类、β-萘基胺类或者β-萘酚类等。
作为光敏化剂，可以举出呫吨酮和噻吨酮等呫吨酮类、蒽和具有烷基醚等取代基的蒽类、吩噻嗪或者红荧烯等。
作为均化剂，可以举出放射线固化涂料用添加剂(BYK·JAPAN制：BYK-352，BYK-353，BYK-361N)、涂料添加剂(TORAY·DOW CORNING(株)制：SH28PA、DC11PA、ST80PA)、涂料添加剂(信越化学工业(株)制：KP321、KP323、X22-161A、KF6001)或者氟系添加剂(DIC(株)制：F-445、F-470、F-479)等。
在将本发明的制造方法所得的光学各向异性层用作偏光层时，液晶组合物可以含有二色性色素。上述二色性色素无限制，可以为染料，也可以为颜料。优选二色性色素的吸收波长是作为可见光范围的300nm～700nm。可以单独使用二色性色素，也可以将红色、绿色和蓝色这样的多个二色性色素组合使用。作为二色性色素的具体例子，可以举出苝系 二色性色素、萘系二色性色素、偶氮系二色性色素和蒽醌系二色性色素。只要是如上所述的色素，就会容易向聚合物分散，从而优选。
相对于100质量份的聚合性液晶化合物，二色性色素的用量优选在50质量份以下，更优选在20重量份以下，进一步优选在10质量份以下。
可以通过混合上述聚合性液晶化合物、光聚合引发剂、溶剂等在60℃～90℃下对所得的混合物进行搅拌0.5小时～2小时左右来制备液晶组合物。
作为涂布液晶组合物的方法，可以举出使用浸涂机、棒涂机、旋涂机等涂布机进行涂布的方法、挤出涂布法、直接照相凹版涂布法、反转照相凹版涂布法、CAP涂布法、模涂布法和喷墨法等。
所形成的涂布膜优选除去涂布膜中所含有的溶剂等挥发性成分。作为干燥方法，可以举出自然干燥法、通风干燥法和减压干燥法。作为干燥温度，优选为0℃～250℃，更优选为50℃～220℃。另外，作为干燥时间，优选为10秒钟～60分钟，更优选为30秒钟～30分钟。
取向工序(5)
取向工序(5)是通过将上述涂布工序(4)所形成的涂布膜保持在该涂布膜所含有的液晶性成分为液晶状态的温度来形成液晶性成分取向了的膜。此外，在上述涂布工序(4)中除去溶剂时的干燥(加热)可以兼作取向工序(5)。由于图案化取向膜存在着具有来自第一偏振光的取向控制力的区域和具有来自第二偏振光的取向控制力的区域，因此，如果采用该图案化取向膜来使液晶性成分取向，就会在设有互不相同的慢轴方向的区域图案化。
可以通过使上述涂布膜(优选从涂布膜除去了溶剂的膜)为该涂布膜所含有的液晶性成分成为液晶状态的温度来使该涂布膜所含有的液晶成分在各光学各向异性区域进行单畴(monodomain)取向并赋予双折射性。上述液晶成分是指液晶组合物所包含的聚合性液晶化合物和不具有聚合性基团的液晶化合物。作为使其取向的温度，优选为0℃以上，更优选为10℃以上，进一步优选为50℃以上，优选为250℃以下，更优选为150℃以下，进一步优选为120℃以下。
聚合工序(6)
聚合工序(6)是使由上述取向工序(5)而形成的液晶性成分取向了的膜所含有的聚合性液晶化合物聚合。可以在涂布膜所含有的成分取向的状态下、即在涂布膜所含有的液晶成分显示成液晶相的状态下进行聚合，由此，获得图案化光学各向异性层作为保持了液晶相的固化膜。
聚合方法无限制，分别可以通过如下聚合法来进行聚合：上述聚合性液晶化合物是具有光聚合性基团的聚合性液晶化合物时，通过光聚合法来进行聚合；上述聚合性液晶化合物是具有热聚合性基团的聚合性液晶化合物时，通过热聚合法来进行聚合。在此，光聚合性基团是指能够利用光照射而进行聚合的基团，或者能够利用通过光照射由聚合引发剂产生的活性自由基或活性酸而进行聚合的基团。热聚合性基团是指能够利用热的作用而进行聚合的基团，或者能够利用通过热的作用由聚合引发剂产生的活性自由基或活性酸而进行聚合的基团。
本发明的制造方法中，优选通过光聚合法来使聚合性液晶化合物聚合。由于通过光聚合法能够不加热至高温地使其聚合，因此，可以防止基板因热而变形。而且工业方面的制造也较为容易。而且从成膜性的观点考虑也优选光聚合法。作为采用光聚合法所使用的光源，优选可见光、紫外光或者激光。从操作性的观点考虑，优选紫外光(波长300nm～420nm)。可以在涂布膜所含有的成分显示为液晶相的温度下进行光照射。此时，还能够通过掩蔽而获得进一步图案化的光学各向异性层。
只要光聚合时的紫外光的辐射度是聚合性液晶化合物进行聚合的辐射度即可，用波长为365nm时的辐射度来表示时，优选为0.01mW/cm2以上，更优选为0.1mW/cm2以上，进一步优选为1mW/cm2以上，优选为400mW/cm2以下，更优选为300mW/cm2以下，进一步优选为250mW/cm2以下。只要辐射度在该范围，就能够使聚合性液晶化合物进行聚合并使其取向固定化。
另外，光聚合时的紫外光的累积光量优选为100mJ/cm2以上，更优选为500mJ/cm2以上，进一步优选为1000mJ/cm2以上，优选为6000mJ/cm2以下，更优选为4000mJ/cm2以下，进一步优选为3000mJ/cm2以下。只要累积光量在该范围，就可以使液晶组合物无取向缺陷地进行取向。
将本发明所得的光学各向异性层作为相位差层而使其功能化时，优选调整光学各向异性层的各光学各向异性区域的相位差值。具体而言，将光学各向异性层作为λ/4板时，通常在任一个光学各向异性区域均使Re(550)为113nm～163nm，优选为135nm～140nm，进一步优选为137.5±0.5nm。另外，将光学各向异性层作为λ/2板时，通常在任一个光学各向异性区域均使Re(550)为250nm～300nm，优选为273nm～277nm，进一步优选为275.0±0.5nm。
可以通过适当地变更液晶组合物的涂布量、液晶组合物中聚合性液晶化合物的含量来调整光学各向异性层的相位差值。另外，由于所得的光学各向异性层的相位差值(延迟值，Re(λ))如式(Y)所示而确定，因此，为了得到所希望的相位差值，可以调整光学各向异性层的膜厚d。
Re(λ)＝d×Δn(λ)   (Y)
[式中，Re(λ)表示在波长为λnm时的相位差值，d表示膜厚，Δn(λ)表示在波长为λnm时的双折射率。]
其中，光学各向异性层的膜厚优选为0.1μm～10μm，更优选为0.5μm～5μm。
本发明的制造方法可以包含在由聚合工序(6)所形成的光学各向异性层的上形成防反射层的工序。可以通过具有上述防反射层来减少发生来自外光的反射光，而且，还可以抑制来自光学各向异性层的本来的显示用射出光和反射光的干涉。可以通过防反射层来进一步保护光学各向异性层。
作为构成防反射层的材料无限制，可以举出由选自金属膜、金属氧化物膜、金属氟化物膜、高分子材料膜和微粒等中的至少一种构成的层；以及公知的防反射(AR)膜、低反射(LR)膜、蛾眼型防反射膜和具有这些膜的防反射层；等。作为金属，可以举出银等。作为金属氧化物，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钽、氧化钇、氧化锆等。作为金属氟化物，可以举出氟化钙、氟化镁等。作为高分子材料，可以举出硅氧烷聚合物、双(4-甲基丙烯酰基噻吩基)硫醚、乙烯基萘、乙烯基苯基硫醚和4-甲基丙烯酰氧基苯基-4’-甲氧基苯基硫醚、含氟(甲基)丙烯酸酯、含氟衣康酸酯、含氟马来酸酯、含氟硅化合物等的聚合 物、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛等聚乙烯基缩醛树脂、纤维素乙酸酯丁酸酯等纤维素树脂、丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂等。作为微粒，可以举出硫酸钡、滑石、高岭土、硫酸钙、硅胶、含金属微粒的硅胶等无机微粒；聚甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯树脂微粒、丙烯酸苯乙烯树脂微粒、聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、有机硅树脂微粒、聚苯乙烯树脂微粒、聚碳酸酯树脂微粒、苯并胍胺树脂微粒、三聚氰胺树脂微粒、聚烯烃树脂微粒、聚酯树脂微粒、聚酰胺树脂微粒、聚酰亚胺树脂微粒、或者聚氟乙烯树脂微粒等有机微粒；日本特开2010-84018号公报所记载的空心有机-无机混合微粒等。
防反射层可以是单层，也可以是2层以上的多层。可以通过防反射层的层数、用于各层物质的折射率等来适当地选择防反射层的厚度、为多层时各层的厚度。可以采用在光学各向异性层上涂布含有上述材料的溶液的方法、或者在光学各向异性层上粘合具有由上述材料形成的层的膜的方法来形成上述防反射层。作为形成上述防反射层的方法，可以举出日本特开2003-114302号公报、日本特开平7-56002号公报、日本专利第4190337号、日本专利第4259957号、日本专利第4032771号、日本特开2010-122599号公报记载的方法。
本发明的制造方法根据需要可以含有在上述防反射层的光射出侧形成公知的防污层、防静电层和/或硬质涂层的工序。而且，还可以含有从所得的层叠体的基板剥离光学各向异性层和图案化取向膜的工序。进而，除了从基板剥离的工序，还可以进一步包含从图案化取向膜剥离的工序。而且，还可以含有在形成于基板上的光学各向异性层上粘接其它基板、并在该其它基板转印光学各向异性层的工序。
显示装置
本发明还包括具备由上述工序所得的光学各向异性层或者层叠体的显示装置。作为显示装置，可以举出液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置、等离子显示装置、场致发射显示装置(Field Emission Display(FED))、具有表面传导性电子发射元件的显示装置(SED)、电子纸等。
作为上述显示装置中的光学各向异性层的使用方式，可以举出偏光 层、相位差层。例如，形成光学各向异性层的液晶组合物中含有二色相色素时，光学各向异性层可以作为偏光层发挥功能，从而可以用作偏振片的代替品。另外，对光学各向异性层中液晶成分的各向异性进行了调整时，可以作为相位差层发挥功能，从而可以适用于如下所述的多数显示装置。
图3和图4是作为本发明的液晶显示装置的一例的、显示液晶显示装置的剖面示意图。液晶显示装置51A、51B具备：作为发出自然光的面光源的背光源52、具有沿着板面的特定方向的透射轴(图未示出)的偏振片53、形成有液晶显示元件的显示元件基板54、偏光层55、图案化取向膜56和相位差层57。如图4所示的液晶显示装置51B中，在相位差层57的光射出侧形成有防反射层58。这些液晶显示装置51A、51B具备由本发明的制造方法所得的图案化取向膜和光学各向异性层作为图案化取向膜56和相位差层57。
形成有液晶显示元件的显示基板54在2块基板之间填充着作为显示介质的低分子液晶组合物。在上述2块基板中的一块基板设有黑矩阵、滤色器、相对电极、光垫片、取向膜等，在另一块基板设有液晶驱动电极、布线图案、薄膜晶体管、取向膜等。作为液晶显示装置，可以举出透射型、反射型、半透射型。液晶单元的工作模式无特别限制，可以是扭曲向列型(Twisted Nematic)、垂直对准型(Vertical Alighment)、OCB型(光学补偿弯曲排列Optically Compensated)、IPS型(平面内切换型In-Plane Swiching)等的任一种。如图5所示，显示元件基板54具有沿着主面50而排列成矩阵状的多个矩形的像素A1，A2，...；B1，B2，...。
偏光层55具有沿着主面50的特定方向的透射轴70a(如图5中模式地所示，形成相对于水平方向倾斜45度的角度)。另外，相位差层57沿着主面50具备设有与上述透射轴70a的方向不同方向的慢轴71a的相位差区域(光学各向异性区域)71A、和设有与上述透射轴70a和上述慢轴71a的方向不同方向的慢轴71b的相位差区域(光学各向异性区域)71B这样的2个相位差区域(光学各向异性区域)。
参照图5来说明液晶显示装置51A、51B中的相位差层57的功能。图5是说明相位差层(光学各向异性层)的功能的模式图。图5中，仅示出了显示元件基板54、偏振片55和相位差层57，省略图示光取向膜 56等。如图5所示，相位差区域71A的慢轴71a朝向垂直方向，另一方面相位差区域71B的慢轴71b朝向水平方向。即，从光射出侧F观察时，相对于偏光层55的投射轴70a的方向(将其作为0度)，相位差区域71A的慢轴71a形成与透射轴70a的方向45度的角度，相位差区域71B的慢轴71b形成与透射轴70a的方向135度的角度。
通过这样的配置，相位差区域71A、71B将来自偏光层55的直线偏振光转换成相互相反传递的圆偏振光，分别向光射出侧F射出。在该例子中，通过了偏光层55后，通过了相位差区域71A的光成为左圆偏振光而射出，另一方面，通过了偏光层55后，通过了相位差区域71B的光成为右圆偏振光而射出。所以，观察者可以通过使用在每个透镜具有将右圆偏振光变换为直线偏振光的圆偏振片、和将左圆偏振光变换为直线偏振光的圆偏振片的眼镜(图未示出)来观察由上述显示装置射出的图像作为立体的图像。像这样，可以通过使用具备多个设有互不相同的慢轴方向的相位差区域(光学各向异性区域)71A、71B的相位差层57(光学各向异性层)来提供能够显示立体图像的显示装置。
图6和图7是作为本发明的液晶显示装置的一例示出液晶显示装置以外的显示装置的剖面示意图。作为液晶显示装置以外的显示装置61A、61B，可以举出有机EL显示装置、等离子显示装置、场致发射显示装置、具有表面传导性电子发射元件的显示装置、电子纸等。显示装置61A、61B具备形成有显示元件(排列有多个像素)的显示元件基板62、偏光层63、图案化取向膜64和相位差层65。图7所示的显示装置61B中，在相位差层65的光射出侧形成防反射层66。这些显示装置61A、61B可以通过具备由本发明的制造方法所得的图案化取向膜和光学各向异性层作为图案化取向膜64和相位差层65来与上述液晶显示装置51A、51B同样地显示立体图像。
在上述显示装置为有机EL显示装置时，采用形成有有机EL显示元件的显示元件基板作为显示元件基板62。该显示元件基板可以通过以下方法制作：首先通过蒸镀在具备透明电极的玻璃基板上层叠阳极、发光层等有机膜和阴极，从而形成有机EL元件和布线图案；接着，将通过例如SUS、Al等形成的金属制盖(保护板)覆盖层叠于透明电极玻璃的各有机EL元件，通过胶粘剂与透明电极玻璃胶粘；最后，将透明电极玻璃分割成每个有机EL元件，从而制作。作为制造形成有有机EL 显示元件的显示元件基板，例如可以举出日本专利第3626728号所记载的方法。
在上述显示装置为等离子显示装置时，采用形成有等离子显示元件的显示元件基板作为显示元件基板62。由进行面放电的前面板和背面板来构成该显示元件，前面板是由排列扫描电极和维持电极而形成的玻璃基板来构成，背面板是由排列数据电极而形成的玻璃基板来构成。扫描电极和维持电极与数据电极以编入矩阵的方式、且以间隙形成放电空间的方式平行地相对配置。通过玻璃粉等封装材料对其外周部进行封装。然后，在前面板与背面板的两基板之间，设置通过隔壁划分的放电单元，在该隔壁间的单元空间形成荧光体层。在这样构成的等离子显示元件中，通过气体放电来产生紫外线，通过该紫外线激发出红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)的各色荧光体并使其发光，由此进行彩色显示，代表性地可以举出日本专利第4226648号等。
在上述显示装置为场致发射显示装置时，采用场致发射显示基板作为显示元件基板62。场致发射显示装置是在各像素区域内形成作为电子发射源的多个细微阴极电极(微芯片)、通过根据规定的电信号激发对应的像素区域的微芯片来使设在阳极电极侧的荧光体发光的显示装置，例如可以举出日本特开平10-125262号记载的显示基板。
在上述显示装置为具有表面传导性电子发射元件的显示装置时，采用具有表面传导性电子发射元件的显示基板作为显示元件基板62。具有表面传导型电子发射元件的显示基板通过对由超微粒子膜制成的纳米级的裂缝间施加电压，利用隧道效果使电子发射，由此来使荧光体发光。
在上述显示装置为电子纸时，作为显示元件基板62，可以采用使用胆甾液晶等液晶的方法、有机EL、反射膜反射型显示、电泳、扭转球、电致变色方式、机械反射型显示等。
实施例
下面举出实施例来具体地说明本发明，但并不通过实施例来限定本发明。例中的“％”和“份”只要无特别说明均为质量％和质量份。
制备例1[式(Z)所表示的光取向性聚合物的制造例]
按照Macromol.Chem.Phys.197，1919-1935(1996)记载的方法制造式(Z-a)所表示的单体(以下简写为单体(Z-a))。将所得1.5份的单体(Z-a)和0.1份的甲基丙烯酸甲酯溶解在16份的四氢呋喃中，在60℃反应24小时。将反应混合物冷却至室温后，滴加至甲苯和甲醇的混合溶液中，由此得到了式(Z)所表示的光取向性聚合物(以下简写为光取向性聚合物(Z))。光取向性聚合物(Z)的数均分子量为33000。在光取向性聚合物(Z)中，来自单体(Z-a)的结构单元的含量为75摩尔％。
采用GPC法、在以下的条件下进行了所得的光取向性聚合物(Z)的聚苯乙烯换算数均分子量(Mn)的测定。
装置：HLC-8220GPC(TOSOH株式会社制)
色谱柱：TOSOH TSKgel Multipore HXL-M
柱温度：40℃
溶剂：THF(四氢呋喃)
流速：1.0mL/min
检测器：RI
校正用标准物质：TSK STANDARD POLYSTRRENE F-40、F-4、 F-288、A-5000、A-500
[光取向性聚合物物性的确认]
在玻璃基板涂布光取向性聚合物(Z)的5质量％环戊酮溶液，在120℃干燥3分钟从而形成光取向性聚合物层。接着，采用带有偏振光UV照射治具的SPOT CURE(SP-7，USHIO电机(株)制)、在波长为365nm、辐射度为15mW/cm2下照射了直线偏振光300秒钟(累积光量4500mJ/cm2)。对于光取向性聚合物层，以下述方式求得A(b)/A(a)、Δn(550)，将结果示于表1。
[吸光度变化]
采用紫外可见分光光度计(UV-3150，岛津制作所制)测定了照射直线偏振光前的光取向性聚合物层在波长为314nm时的吸光度(A(a))、照射直线偏振光后的光取向性聚合物层在波长为314nm时的吸光度(A(b))。
[双折射率]
采用椭圆偏振器(M-220，日本分光株式会社)测定了照射直线偏振光后的光取向性聚合物层在波长为550nm时的相位差值。另外，采用激光显微镜(OLS-3000，OLYMPUS株式会社制)测定了光取向性聚合物层的膜厚。基于所得的相位差值和膜厚、按照上述式(X)求得双折射率。
[表1]
制备例[液晶组合物的制备]
将表2所记载的成分混合，制备液晶组合物1。
[表2]
聚合性液晶化合物：LC242(BASF JAPAN公司制，式(LC242)所表示的化合物)
聚合引发剂：IRGACURE 369(BASF JAPAN公司制)
均化剂：BYK361N(BYK·JAPAN公司制)
溶剂：PGMEA(丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯，东京化成工业公司制)
实施例1
在玻璃基板涂布光取向性聚合物(Z)的5质量％环戊酮溶液，在120℃干燥3分钟，从而形成了膜厚为307nm的光取向性聚合物层。
接着，在所得的光取向性聚合物层上，放置图1所示的在实部(遮光部)3中形成有条纹状的空隙部(偏振光透射部)2的光掩膜1(不锈钢制，空隙部和实部的宽度各为280μm)，从与光取向性聚合物层垂直的方向，采用带有偏振光UV照射治具的SPOT CURE(SP-7，USHIO电机(株)制)，在表3所记载的条件下，照射第一偏振光UV(直线偏振光UV)。
接着，除去光掩膜，向光取向性聚合物层整个面照射第2偏振光UV，由此，形成了如图3所示的具备设有互不相同的慢轴方向的第1图案区 域12和第2图案区域13的图案化取向膜。第2偏振光UV是在表3记载的照射条件下、照射具有相对于第1偏振光UV的振动方向旋转了90°方向的振动方向的直线偏振光。
在实施了偏振光UV的面采用旋涂机涂布液晶组合物1，形成了涂布膜。将该膜保持在100℃，得到了使液晶组合物中的液晶成分取向的膜。
之后，冷却至室温，采用UNICURE(VB-15201BY-A，USHIO电机株式会社制)在波长为365nm、辐射度为40mW/cm2下照射1分钟紫外线，由此使聚合性液晶化合物聚合，制成了光学各向异性层(相位差层)。
实施例2和3
将第1和第2的偏振光UV的照射条件变更为表3所记载的条件，除此之外，与实施例1同样地进行，在玻璃基板上制成了光学各向异性层(相位差层)。
参考例1
将第1偏振光UV的照射条件变更为在辐射度为15mW/cm2下进行2分钟(累积光量1800mJ/cm2)，将第2偏振光UV的照射条件变更为在辐射度为15mW/cm2下进行5分钟(累积光量4500mJ/cm2)，除此之外，与实施例1同样地进行，在玻璃基板上制成了光学各向异性层(相位差层)。
必要条件A：A(a)1.415，A(b)1.100，A(b)/A(a)＝0.78
必要条件B：相位差1.35nm，厚度304nm，Δn 0.004
[表3]
[光学特性的测定]
无需剥离在玻璃基板上制作的光学各向异性层，通过测量仪(KOBRA-WPR，王子计测仪器公司制)来测量光学各向异性层的相位差值(nm)和取向角。由于用于基材的玻璃基板几乎无双折射性，即使不剥离地进行测定也能得到在玻璃基板上制作的光学各向异性层的相位差值。将光学各向异性层中的液晶成分的取向角、以及波长为549nm时的相位差值的测定结果示于表4。在光学各向异性层中，与图案化取向膜的第1图案区域12相对应的部分和与第2图案区域13相对应的部分的取向角不同时，则意味着具有互不相同的慢轴方向的区域。
[表面状态的观察]
采用偏振光显微镜(BX51，OLYMPUS株式会社制)在400倍的倍率下观察所得光学各向异性层的表面。将无法确认在表面有取向缺陷的情况评价为表面状态良好，即为“A”；将确认了在表面有取向缺陷的情况评价为表面状态不良，即为“B”。将结果示于表4。
[表4]
实施例4[光取向性聚合物层的物性的确认]
在玻璃基板涂布光取向性聚合物(Z)的5质量％环戊酮溶液，在120℃干燥3分钟，从而形成了膜厚为334nm的光取向性聚合物层。接着，采用带有偏振光UV照射治具的SPOT CURE(SP-7，USHIO电机(株)制)、在波长为365nm、辐射度为15mW/cm2下照射了直线偏振光300秒钟(累积光量4500mJ/cm2)。对于光取向性聚合物层，以与上 述相同的方法求得A(b)/A(a)、Δn(550)，将结果示于表5。
[表5]
[图案化相位差层的制作]
在玻璃基板涂布光取向性聚合物(Z)的5质量％环戊酮溶液，在120℃干燥3分钟，从而形成了膜厚为334nm的光取向性聚合物层。接着，在所得的光取向性聚合物层上，放置图1所示的在实部(遮光部)3之中形成有条纹状的空隙部(偏振光透射部)2的光掩膜1(不锈钢制，空隙部和实部的宽度各为280μm)，从与光取向性聚合物层垂直的方向，采用带有偏振光UV照射治具的SPOT CURE(SP-7，USHIO电机(株)制)，在表6所记载的条件下，照射第一偏振光UV(直线偏振光UV)。
接着，除去光掩膜，向光取向性聚合物层整个面照射第2偏振光UV，由此，形成了如图3所示的具备设有互不相同的慢轴方向的第1图案区域12和第2图案区域13的图案化取向膜。第2偏振光UV是在表6记载的照射条件下、照射具有相对于第1偏振光UV的振动方向旋转了90°方向的振动方向的直线偏振光。
在实施了偏振光UV的面采用旋涂机涂布液晶组合物1，形成了涂布膜。将该膜保持在100℃，得到了使液晶组合物中的液晶成分取向的膜。
之后，冷却至室温，采用UNICURE(VB-15201BY-A，USHIO电机株式会社制)在波长为365nm、辐射度为40mW/cm2下照射1分钟紫外线，由此使聚合性液晶化合物聚合，制成了光学各向异性层(相位差层)。
[表6]
[图案边界线的观察]
采用偏振光显微镜(BX51，USHIO电机(株)制)测量所形成的相位差层的图案边界的宽度，结果确认了边界线的粗细为1.8μm。
比较例1[2次使用光掩膜的图案化相位差层的制造例]
在玻璃基板涂布光取向性聚合物(Z)的5质量％环戊酮溶液，在120℃干燥3分钟，从而形成了膜厚为334nm的光取向性聚合物层。接着，在所得的光取向性聚合物层上，放置图1所示的在实部(遮光部)3之中形成有条纹状的空隙部(偏振光透射部)2的光掩膜1(不锈钢制，空隙部和实部的宽度各为280μm)，从与光取向性聚合物层垂直的方向，采用带有偏振光UV照射治具的SPOT CURE(SP-7，USHIO电机(株)制)，在表6所记载的条件下，照射直线偏振光。在放置掩膜时，在掩膜的端部进行标记。
接着，将光掩膜替换为图1所示的实部(遮光部)变为空隙部(偏振光透射部)、且空隙部2变为实部的光掩膜，将其端部与上述标记处对准而放置该光掩膜，向光取向性聚合物层照射第2偏振光UV，由此，形成了如图3所示的具备设有互不相同的慢轴方向的第1图案区域12和第2图案区域13的图案化取向膜。第2偏振光UV是在表6记载的照射条件下、照射具有相对于第1偏振光UV的振动方向旋转了90°方向的振动方向的直线偏振光。
在实施了偏振光UV的面采用旋涂机涂布液晶组合物1，形成了涂布膜。将该膜保持在100℃，得到了使液晶组合物中的液晶成分取向的膜。
之后，冷却至室温，采用UNICURE(VB-15201BY-A，USHIO电机株式会社制)在波长为365nm、辐射度为40mW/cm2下照射1分钟紫 外线，由此使聚合性液晶化合物聚合，制成了光学各向异性层(相位差层)。
采用偏振光显微镜测量由比较例1所得的图案边界的宽度，结果确认了边界线的粗细为7.2μm，与实施例4相比，确认了宽度的偏差变大，即，图案的位置偏差变大。
产业上的可利用性
根据本发明的制造方法，可以图案位置无偏差地、容易地获得含有多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域的光学各向异性层。

Claims (8)

1.一种光学各向异性层的制造方法，所述光学各向异性层由含有聚合性液晶化合物的液晶组合物形成，包含多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域；
所述制造方法包括如下工序：
(1)将光取向性聚合物涂布于基板的光取向性聚合物层的形成工序；
(2)以满足下述必要条件A和必要条件B的方式介由光掩模向所述光取向性聚合物层照射第一偏振光的第一照射工序：
必要条件A：待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(ⅰ)
A(b)/A(a)≤0.95   (ⅰ)
式(ⅰ)中，A(a)表示照射第一偏振光前在波长为314nm时的吸光度，A(b)表示照射第一偏振光后在波长为314nm时的吸光度；
必要条件B：照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ⅱ)
△n(550)≥0.005   (ⅱ)
式(ⅱ)中，△n(550)表示在波长为550nm时的双折射率；
(3)照射所述第一偏振光后，不介由光掩模地向光取向性聚合物层照射与第一偏振光振动方向不同的第二偏振光从而形成图案化取向膜的第二照射工序；
(4)在所述图案化取向膜上涂布所述液晶组合物从而形成涂布膜的涂布工序；
(5)将涂布膜保持在所述涂布膜所含有的液晶性成分为液晶状态的温度，由此形成液晶性成分取向了的膜的取向工序；以及
(6)使所述液晶性成分取向了的膜所含有的聚合性液晶化合物聚合的聚合工序。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述光取向性聚合物是能够通过光照射形成交联结构的聚合物。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一偏振光的振动方向与所述第二偏振光的振动方向形成的角度为70°～90°。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述液晶组合物是进一步含有聚合引发剂和溶剂的液晶组合物。
5.一种层叠体的制造方法，所述层叠体包含光学各向异性层和基板；所述光学各向异性层由含有聚合性液晶化合物的液晶组合物形成，包含多个设有互不相同的慢轴方向的光学各向异性区域；
所述制造方法包括如下工序：
(1)将光取向性聚合物涂布于基板的光取向性聚合物层的形成工序；
(2)以满足下述必要条件A和必要条件B的方式介由光掩模向所述光取向性聚合物层照射第一偏振光的第一照射工序：
必要条件A：待照射第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的吸光度满足式(ⅰ)
A(b)/A(a)≤0.95   (ⅰ)
式(ⅰ)中，A(a)表示照射第一偏振光前在波长为314nm时的吸光度，A(b)表示照射第一偏振光后在波长为314nm时的吸光度；
必要条件B：照射了第一偏振光的区域中的光取向性聚合物层的双折射率满足式(ⅱ)
△n(550)≥0.005   (ⅱ)
式(ⅱ)中，△n(550)表示在波长为550nm时的双折射率；
(3)照射所述第一偏振光后，不介由光掩模地向光取向性聚合物层照射与第一偏振光振动方向不同的第二偏振光从而形成图案化取向膜的第二照射工序；
(4)在所述图案化取向膜上涂布所述液晶组合物从而形成涂布膜的涂布工序；
(5)将涂布膜保持在所述涂布膜所含有的液晶性成分为液晶状态的温度，由此形成液晶性成分取向了的膜的取向工序；以及
(6)使所述液晶性成分取向了的膜所含有的聚合性液晶化合物聚合的聚合工序。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述光取向性聚合物是能够通过光照射形成交联结构的聚合物。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述第一偏振光的振动方向与所述第二偏振光的振动方向形成的角度为70°～90°。
8.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述液晶组合物是进一步含有聚合引发剂和溶剂的液晶组合物。
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