JP2001141928A - π／２旋光子、それを利用した偏光変換素子、および液晶プロジェクター用投光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストかつ広帯域で高い光学性能を発揮で
き、且つ耐熱性が良好なπ／２旋光子、およびこれを利
用した偏光変換素子を提供する。 【解決手段】 液晶性分子を含有する複屈折Δｎの旋光
層を有し、前記旋光層において前記液晶性分子はねじれ
ピッチｐ（ｎｍ）およびツイスト角略９０°のねじれ構
造を形成して重合反応により固定化され、かつ４５０ｎ
ｍ以上６５０ｎｍ以下の波長λについて｛（ｐ×Δｎ）
／λ｝が０．７以上であるπ／２旋光子１５である。ま
た、前記π／２旋光子１５を備えた偏光変換素子１３で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直線偏光の振動方
向を９０°回転させる新規なπ／２旋光子、およびこれ
を用いた偏光変換素子ならびに液晶プロジェクタ用投光
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光源からの自然光を単一の直線偏
光（Ｐ偏光またはＳ偏光）に変換する偏光変換素子は、
投射型表示装置等に種々利用されている。偏光変換素子
は、自然光に含まれる直線偏光（Ｐ偏光とＳ偏光）のい
ずれかの偏光面を９０°回転させて、双方の直線偏光の
偏光面を一致させ、Ｐ偏光とＳ偏光の両成分を利用する
ことにより、光の利用効率を上げるものである。偏光変
換素子は、通常、プリズムアレイからなる偏光ビームス
プリッタと、直線偏光の偏光面を９０°変換する１／２
波長板を積層して構成される。偏光変換素子に、マイク
ロレンズアレイにより絞り込んだ入射光を入射すると、
偏光ビームスプリッタのプリズムアレイでプリズムを透
過するＰ偏光成分と、反射されるＳ偏光成分とに分離さ
れ、その後、Ｐ偏光のみが１／２波長板を通過して偏光
面が９０゜回転し、全体の偏光光の振動方向は一致した
状態で出射する（液晶 第２巻 第２号 １９９８のＰ
３７〜Ｐ３８参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、偏光変換素
子を液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に利用する場
合、偏光変換素子は、人間の目で認識できる可視光領域
のいずれの波長においても、直線偏光の偏光面を略９０
°回転可能であることが要求される。従来、この様な広
帯域の偏光変換素子には、複数枚（通常、３枚）の高分
子延伸フイルムを遅層軸を交差させて積層し、貼合した
１／２波長板を用いている。前記１／２波長板は、ビー
ムスプリッタのプリズムアレイの構造に従って、小さな
チップに切断され、プリズムに貼り付けられる。遅層軸
を交差させた延伸フイルム３枚の貼合品を得るために
は、３回の粘着塗工と３回のチップカット及び２回の貼
合が必要である。従って、工程数が多いことによるコス
トアップを招き、また、チップカット時の遅層軸方向の
ずれや貼合時の光弾性による延伸フイルムの位相差のず
れなどが性能上にも悪影響を及ぼす。また、貼合後には
プリズムの構造に合わせた微小チップを形成し、それを
プリズム上に貼り合わせるという煩雑な工程が必要とな
る。より簡易な工程で偏光変換素子を作製できれば、製
造コストを軽減できるとともに、性能の安定した偏光変
換素子を提供できるので有利である。

【０００４】一方、特開平６−３５２５号公報には、直
線偏光を９０°旋光し得る旋光性光学フィルムが開示さ
れている。前記旋光性光学フィルムは、液晶性ポリマー
からなる層を利用して、直線偏光を旋光するものであ
り、作製工程において前記煩雑な工程を要しない点で有
用である。しかし、前記旋光性光学フィルムは、用いる
液晶性ポリマーが加熱により等方相に転移すると旋光性
を失う場合があり、耐熱性が低いという欠点がある。従
って、高温環境で使用される場合、例えば、光源の光を
直接受ける液晶プロジェクター用の偏光変換素子等に利
用する場合は、用いる材料が制限されるという問題があ
る。

【０００５】本発明は、低コストかつ広帯域で高い光学
性能を発揮でき、且つ耐熱性が良好なπ／２旋光子、お
よびこれを利用した偏光変換素子を提供することを目的
とする。また、本発明は、明るい投影画像を投影可能な
液晶プロジェクタ用投影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】上記目的を達成するため
に本発明のπ／２旋光子は、液晶性分子を含有する複屈
折Δｎの旋光層を有し、前記旋光層において前記液晶性
分子はねじれピッチｐ（ｎｍ）およびツイスト角略９０
°のねじれ構造を形成して重合により固定化され、かつ
４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長λについて｛（ｐ
×Δｎ）／λ｝が０．７以上である。また、上記目的を
達成するために本発明のπ／２旋光子は、液晶性分子を
含有する旋光層を有し、前記旋光層において前記液晶性
分子はねじれ構造を形成して重合により固定化され、か
つ直線偏光の旋光度が４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および
６５０ｎｍの波長について９０°±７°である。

【０００７】本発明のπ／２旋光子に自直線偏光が入射
すると、直線偏光は、旋光層に含有される液晶性分子の
ねじれ構造によって、偏光面が９０°変換される。本発
明のπ／２旋光子では、偏光面の変換に液晶性分子のね
じれ構造による旋光モードを利用しているので、延伸フ
ィルムを用いた場合に必須となる複雑かつ高精度のカッ
ト工程や貼合工程が不要であり、低コスト化を実現でき
る。また、本発明では、液晶性分子を重合により架橋し
固定化しているので、ガラス転移点がなく、高い耐熱性
を有する。従って、直接光源からの光が照射される様な
光学系、例えば液晶プロジェクタ用の投光装置等に利用
する場合に特に有効である。

【０００８】本発明のπ／２旋光子においては、旋光層
に含有される液晶性分子は、ディスコティック液晶性分
子または棒状液晶性分子であるのが好ましく、ディスコ
ティック液晶性分子であるのが特に好ましい。

【０００９】上記課題を解決するため本発明の偏光変換
素子は、入射した自然光を互いに直交する２の直線偏光
に分離する偏光分離部材と、分離した２の直線偏光のう
ち１の直線偏光の偏光方向を旋光モードによって変換し
て２の直線偏光の偏光方向を一致させる偏光変換部材と
を備えた偏光変換素子であって、前記偏光変換部材が、
液晶性分子を含有する複屈折Δｎの旋光層を有し、前記
旋光層において前記液晶性分子はねじれピッチｐ（ｎ
ｍ）およびツイスト角略９０°のねじれ構造を形成して
重合により固定化され、かつ４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ
以下の波長λについて｛（ｐ×Δｎ）／λ｝が０．７以
上である。また、上記課題を解決するため本発明の偏光
変換素子は、入射した自然光を互いに直交する２の直線
偏光に分離する偏光分離部材と、分離した２の直線偏光
光のうち１の直線偏光の偏光方向を旋光モードによって
変換して２の直線偏光の偏光方向を一致させる偏光変換
部材とを備えた偏光変換素子であって、前記偏光変換部
材が液晶性分子を含有する旋光層を有し、前記旋光層に
おいて前記液晶性分子はねじれ構造を形成して重合によ
り固定化され、かつ直線偏光の旋光度が４５０ｎｍ、５
５０ｎｍ、および６５０ｎｍの波長について９０°±７
°である。

【００１０】本発明の偏光変換素子に自然光が入射する
と、まず偏光分離部材で、自然光に含まれる２の直線偏
光のうち一方（例えば、Ｐ偏光）が例えば透過され、他
方（例えば、Ｓ偏光）が例えば反射されて、直線偏光の
進路が分離される。進路が分離された直線偏光のうちい
ずれか（例えば、Ｓ偏光）の偏光面が、偏光変換部材に
含まれる旋光層にて旋光モードにより変換され、他方
（例えば、Ｐ偏光）の偏光面と一致する。従って、自然
光に含まれる直線偏光の振動方向を一致させて、双方を
有効に利用することができる。

【００１１】本発明の偏光変換素子は、偏光変換部材に
よって偏光方向が一致した２の直線偏光が各々出射する
領域を、同一平面内で互いに隣合って配置してなる出射
面を備えていてもよい。前記出射面を備えていると、偏
光の振動方向が一致した直線偏光を同一方向に出射させ
ることができ、自然光をより有効利用できる。出射面
を、短冊状の旋光層を一定間隔で、同一平面内に互いに
隣合って配置した構成にすることができる。

【００１２】上記課題を解決するため本発明の液晶プロ
ジェクタ用投光装置は、前記偏光変換素子と、該偏光変
換素子に光を入射する照射手段とを備えた液晶プロジェ
クタ用投光装置である。照射手段によって、偏光変換素
子に自然光が入射されると、偏光変換素子において自然
光に含まれる互いに異なる偏光面を有する２の直線偏光
は分離された後、一方の偏光面が変換され、偏光面が互
いに一致した状態で出射する。出射された直線偏光は、
その後、例えば、液晶用プロジェクタの画像形成素子に
入射し、合成されて、投影画像が形成される。本発明の
液晶プロジェクタ用投光装置では、自然光に含まれる２
の直線偏光を有効に利用しているので、本発明の投光装
置によって投光された液晶プロジェクタは明るい投影画
像を形成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態は、本発明
のπ／２旋光子および偏光変換素子を液晶プロジェクタ
に用いられるＰＳ変換素子に適用したものである。ま
た、本実施の形態において、偏光変換素子の偏光分離部
材として偏光ビームスプリッタを用いている。

【００１４】［液晶プロジェクタ］図１に示すように、
本実施の形態にかかる液晶プロジェクタの光学部１０
は、光源１２を備えており、光源１２の出射側には、本
発明のπ／２旋光子１５と偏光ビームスプリッタ１４
（詳細は後述）とを有するＰＳ変換素子１３、及びハー
フミラー１６が順に設置されている。ハーフミラー１６
の透過側にはハーフミラー１８が設置され、ハーフミラ
ー１８の反射側にはＲ色を担当する画像形成素子２０が
設置されている。ハーフミラー１６の反射側にはハーフ
ミラー２４が設置され、ハーフミラー２４の反射側には
Ｇ色を担当する画像形成素子２６が設置されている。ハ
ーフミラー２４の透過側にはミラー２８、３０が順に設
置され、ミラー３０の反射側にはＢ色を担当する画像形
成素子３２が設置されている。画像形成素子２０、２
６、３２の出射側にはＲＧＢの各色の光を合成して投影
光学系３４へ出射するためのプリズムが設けられてい
る。画像形成素子２０は、光の入射側からガラス２０
Ｇ、１／２波長板２０λ、偏光板２０Ｐ、液晶セル２０
Ｌが順に積層されている。画像形成素子２６は、光の入
射側からガラス２６Ｇ、１／２波長板２６λ、偏光板２
６Ｐ、ＰＳ変換用の１／２波長板２６λ、液晶セル２６
Ｌが順に積層されている。画像形成素子３２は、光の入
射側からガラス３２Ｇ、１／２波長板３２λ、偏光板３
２Ｐ、液晶セル３２Ｌが順に積層されている。

【００１５】［偏光ビームスプリッタ］図３に示すよう
に、偏光ビームスプリッタ１４は、厚さＷのガラス板１
４Ａを複数枚積層し、所定角度θ方向にカットして、厚
さＨの偏光ビームスプリッタ１４を得る構造に形成され
ている。図２に示すように、偏光ビームスプリッタ１４
には、後述するπ／２旋光子が取り付けられている。す
なわち、本実施の形態では、光源１２からの光入射方向
に沿って、偏光ビームスプリッタ１４、π／２旋光子１
５の順に構成されている。偏光ビームスプリッタ１４に
は、光源１２からの自然光ｉが入射される。図２の例で
は、ガラス１４ｂに入射される。自然光ｉの内のＰ偏光
ｉｐは偏光ビームスプリッタ１４のガラス１４ｂをその
まま通過し、積層されたガラス１４ａを通過する。一
方、Ｓ偏光ｉｓは、ガラス１４ｂと積層されたガラス１
４ａの界面で反射し、更に次のガラスとの界面でも反射
を繰り返し、ガラス１４ｂからＳ偏光ｉｓとして出射さ
れる。すなわち、偏光ビームスプリッタ１４からは、長
尺状のＰ偏光ｉｐ及びＳ偏光ｉｓが出射される。

【００１６】尚、本実施の形態においては、偏光ビーム
スプリッタはガラス板１４Ａにより構成されているがこ
れに限定されず、例えば、偏光ビームスプリッタは、金
属板や金属膜、あるいは表面にＳｉＯ₂をコートした金
属板や金属膜を用いて構成してもよい。

【００１７】本実施の形態では、偏光ビームスプリッタ
１４の光の出射側にπ／２旋光子１５が設けられてい
る。π／２旋光子１５は、π／２旋光子１５として機能
する有効領域１５Ａと、そのまま光を通過させる通過領
域１５Ｂとから構成されており、ガラス１４ａの光の出
射側に、π／２旋光子として機能する有効領域１５Ａが
設けられ、π／２旋光子１５の有効領域１５ＡでＰ偏光
ｉｐをＳ偏光ｉｓに変換する。従って、ガラス１４ａか
らのＰ偏光ｉｐはπ／２旋光子１５の有効領域１５Ａで
Ｓ偏光ｉｓに変換されて出射され、ガラス１４ｂからの
Ｓ偏光ｉｓはπ／２旋光子１５の通過領域１５Ｂをその
まま通過して出射される。これにより、ガラス１４ａ、
１４ｂからの光は、π／２旋光子１５を介在させること
で、共にＳ偏光ｉｓとして取り出される。このガラス１
４ａ、１４ｂは繰り返されるので、自然光は全てＳ偏光
に変換され、光の５０％ロスがなく、ほとんど全て有効
に利用できる。

【００１８】［π／２旋光子］次に、上記偏光ビームス
プリッタ１４の光の出射側に設けられるπ／２旋光子１
５について説明する。π／２旋光子は、少なくとも、液
晶性分子を含有する複屈折Δｎの旋光層を有し、前記旋
光層において前記液晶性分子はねじれピッチｐ（ｎｍ）
およびツイスト角略９０°のねじれ構造を形成して重合
により固定化されている。

【００１９】前記旋光層において、液晶性分子はツイス
ト角略９０°のツイスト構造を形成している。ツイスト
角は９０°±１０°であるのが好ましく、９０°±５°
であるのがより好ましい。旋光層において液晶性分子が
ツイスト角略９０°のツイスト構造を形成していること
によって、入射した直線偏光の偏光面を約９０°旋光モ
ードにより変換することができる。

【００２０】前記旋光層の複屈折Δｎと、液晶性分子の
ねじれピッチｐ（ｎｍ）は、可視光線領域においてモー
ガン条件を満たしているのが好ましい。少なくとも、４
５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長λについては、
｛（ｐ×Δｎ）／λ｝が０．７以上である必要があり、
好ましくは同範囲の波長λについて｛（ｐ×Δｎ）／
λ｝が１以上である。｛（ｐ×Δｎ）／λ｝が０．７以
上の条件を満たすには、例えば、複屈折０．１の旋光層
においては、旋光層の厚みは１．２μｍ以上である。ま
た、本実施の形態のπ／２旋光子１５は前記旋光層のみ
からなっていてもよい。その場合は、π／２旋光子１５
を薄層化することができ、装置の軽量化、小型化に寄与
することができる。π／２旋光子１５を前記旋光層のみ
から形成する場合は、π／２旋光子の厚さは１．０μｍ
から２０μｍとすることができる。

【００２１】また、本実施の形態において、π／２旋光
子１５は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６５０ｎｍ
の波長について直線偏光の旋光度が９０°±７°であ
る。従って、青、緑、および赤に各々対応する波長の直
線偏光のいずれについても、その偏光面を約９０°変換
することができるので、画像変換素子２０、２６、３２
の各々に入射する自然光は、全てＳ偏光に変換され、光
の５０％ロスがなく、ほとんど全て有効に利用できる。
即ち、本実施の形態にかかわる液晶用プロジェクタは明
るい多色投影画像を形成できる。

【００２２】本実施の形態において、π／２旋光子１５
は、偏光ビームスプリッタ１４の光の出射側に設けられ
る。π／２旋光子１５は、π／２旋光子１５として機能
する有効領域１５Ａと、そのまま光を通過させる通過領
域１５Ｂとから構成されている。これらの有効領域１５
Ａと通過領域１５Ｂとは、偏光ビームスプリッタ１４か
ら出射される光束形状に対応される。すなわち、一定幅
の有効領域１５Ａと通過領域１５Ｂとが交互に配置され
る。出射面をπ／２旋光子の有効領域１５Ａと通過領域
１５Ｂとを交互に配置して構成することによって、偏光
方向が一致した（本実施の形態ではＳ偏光に一致した）
同一方向に進行する直線偏光を出射面から得ることがで
き、回折等による光量の損失を抑制できる。

【００２３】［π／２旋光子の製造方法］π／２旋光子
は、図４に示すように、支持体４０上に、まず配向膜４
２を塗布し、ラビング処理の後に液晶材料を塗布、熟成
し、その後、重合によりねじれ構造を固定化することで
形成することができる。重合は、光重合、熱重合等いず
れの重合であってもよい。また、液晶性分子として重合
性基を有する分子を使用し、液晶性分子の重合性基を重
合させて固定化してもよいし、架橋剤を添加して、液晶
性分子の重合性基と架橋剤を重合させることによって固
定化してもよい。

【００２４】液晶性分子を光重合により固定化する場合
は、例えば、図５に示す構成のマスク６０を用いること
ができる。マスク６０は、薄い金属（例えば、厚さ０．
２ｍｍ程度のステンレス板）に、所定幅ｕで所定長ｙの
穴６２を、等間隔（本実施の形態では所定幅ｕと同じ長
さ）に並ぶように、複数（本実施の形態では８個）穿設
された構成である。液晶材料（例えば、重合性基を有す
る液晶性分子含む塗布液）を配向膜４２上に塗布し、熟
成して、所定のねじれ構造を形成した塗布層に、前記マ
スク６０を介して光を照射し、光重合を進行させ、液晶
性分子のねじれ構造を固定化することができる。その
後、有機溶媒で洗浄することによって、非光照射部、す
なわち非重合部を除去することができる。

【００２５】次に、π／２旋光子１５の有効領域１５Ａ
を構成する好適な材料を説明する。 〔液晶性分子を含む旋光層〕液晶性分子としては、棒状
液晶性分子またはディスコティック液晶性分子が好まし
く、ディスコティック液晶性分子が特に好ましい。前記
棒状液晶性分子としては、アゾメチン類、アゾキシ類、
シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息
香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエ
ステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置
換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリ
ミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアル
ケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用い
られる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、
高分子液晶性分子も用いることができる。

【００２６】前記ディスコティック液晶性分子について
は、様々な文献（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ．，ｅｔａ
ｌ．，Ｍｏ１．Ｃｒｙｓｒ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖ
ｏｌ．７１，ｐａｇｅ１１１（１９８１）；日本化学会
編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、
第１０章第２節（１９９４）；Ｂ．Ｋｏｈｎｅ ｅｔ
ａｌ．，Ａｎｇｅｗ，Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃ
ｏｍｍ．ｐａｇｅ １７９４（１９８５）；Ｊ．Ｚｈａ
ｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，
Ｖｏｌ．１１６，ｐａｇｅ ２６５５（１９９４））、
および特開平５−５８３７号、同８−２７２８４号、同
８−３３４６２１号、同９−１０４６５６号の各公報に
も記載されていて、これらのディスコティック液晶性分
子を広く利用することができる。

【００２７】前記液晶性分子として、重合性基を有する
液晶性分子を使用すると、重合による固定化が容易とな
るので好ましい。例えば、液晶性分子としてディスコテ
ィック液晶性分子を用いる場合は、重合性基は、ディス
コティック液晶性分子の円盤状コアに、連結基を介して
導入するのが好ましい。即ち、重合性基を有するディス
コティック液晶性分子は、下記式（Ｉ）で表わされる化
合物であるのが好ましい。 一般式（Ｉ） Ｄ（−Ｌ−Ｐ）_n 前記一般式（Ｉ）中、Ｄは円盤状コアを表し、Ｌは二価
の連結基を表し、Ｐは重合性基を表し、ｎは４以上１２
以下の整数を表す。

【００２８】前記一般式（Ｉ）中、Ｄで表される円盤状
コアとしては、前記文献等に記載のディスコティック液
晶性分子の骨格をいずれも利用できる。以下に、前記一
般式（Ｉ）で表されるディスコティック液晶性分子につ
いて、Ｄの円盤状コアを具体的に例示した構造を以下に
示す。尚、以下の各構造式において、ＬＰ（またはＰ
Ｌ）は、二価の連結基（Ｌ）と重合性基（Ｐ）との組み
合わせを意味する。

【００２９】

【化１】

【００３０】

【化２】

【００３１】

【化３】

【００３２】前記一般式（Ｉ）において、二価の連結基
（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン
基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−およびそれら
の組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であ
ることが好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン
基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ
−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群より選ばれる二価の
基を少なくとも二つ組み合わせた基であることがさらに
好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アル
ケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−および−Ｏ−から
なる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わ
せた基であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素
原子数は、１〜１２であることが好ましい。アルケニレ
ン基の炭素原子数は、２〜１２であることが好ましい。
アリーレン基の炭素原子数は、６〜１０であることが好
ましい。アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレ
ン基は、置換基（例、アルキル基、ハロゲン原子、シア
ノ、アルコキン基、アシルオキシ基）を有していてもよ
い。

【００３３】二価の連結基（Ｌ）の例を以下に示す。左
側が円盤状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｐ）
に結合する。ＡＬはアルキレン基またはアルケニレン基
を意味し、ＡＲはアリーレン基を意味する。 Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ− Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ− Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ１１：−Ｏ−ＡＬ− Ｌ１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−

【００３４】Ｌ１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−Ａ
Ｌ− Ｌ１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ− Ｌ１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ
− Ｌ１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ− Ｌ１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
ＣＯ− Ｌ２０：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ２１：−Ｓ−ＡＬ− Ｌ２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ− Ｌ２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ− Ｌ２４：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ− Ｌ２５：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−

【００３５】前記一般式（Ｉ）の重合性基（Ｐ）は、重
合反応の種類に応じて決定する。重合性基（Ｐ）の例を
以下に示す。

【００３６】

【化４】

【００３７】前記一般式（Ｉ）中、重合性基（Ｐ）は、
不飽和重合性基（Ｐｌ〜Ｐ７）、エポキシ基（Ｐ８）、
またはアジルジニル基（Ｐ９）であることが好ましく、
不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン
性不飽和重合性基（Ｐ１〜Ｐ６）であることが最も好ま
しい。

【００３８】前記一般式（Ｉ）において、ｎは４〜１２
の整数を表す。具体的な数字は（ディスコティックコア
（Ｄ）の種類に応じて決定される。尚、複数のＬとＰの
組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であること
が好ましい。

【００３９】液晶性分子は一種類の液晶性分子を単独で
使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。例え
ば、旋光層は、重合性基を有するディスコティック液晶
性分子と、重合性基を有しないディスコティック液晶性
分子とから構成してもよい。

【００４０】前記重合性基を有しないディスコティック
液晶性分子（非重合性ディスコティック液晶性分子）と
しては、前記一般式（Ｉ）で表される化合物の重合性基
（Ｐ）を水素原子またはアルキル基で変更した化合物で
あることが好ましい。非重合性ディスコティック液晶性
分子は、下記一般式（II）で表される化合物であるのが
好ましい。 一般式（II） Ｄ（−Ｌ−Ｒ）_n 前記一般式（II）中、Ｄは円盤状コアを表し、Ｌはニ価
の連結基を表し、Ｒは水素原子またはアルキル基を表
し、ｎは４〜１２の整数を表す。

【００４１】前記一般式（II）中、円盤状コア（Ｄ）と
しては、前記一般式（Ｉ）の円盤状コアの具体例と同様
のものが挙げられる。尚、前記例示化合物の構造式中、
ＬＰ（またはＰＬ）は、ＬＲ（またはＲＬ）に代替され
る。また、前記一般式（II）のニ価の連結基について
も、前記一般式（Ｉ）と同様であり、好ましい例も同様
である。前記一般式（II）中、Ｒで表されるアルキル基
は、炭素原子数が１〜４０であるのが好ましく、１〜３
０であるのがさらに好ましい。前記アルキル基は、環状
アルキル基であっても鎖状アルキル基であってもよい
が、鎖状アルキル基であるのがより好ましく、鎖状アル
キル基の中でも、分岐を有さない、直鎖状のアルキル基
がより好ましい。Ｒは水素原子、または炭素原子数１〜
３０の直鎖状のアルキル基であるのが好ましい。

【００４２】旋光層をディスコティック液晶性分子で構
成する場合、ディスコティック液晶性分子中に不斉炭素
原子を導入することによって、容易にツイスト構造を形
成できる。例えば、ディスコティック液晶性分子とし
て、前記一般式（Ｉ）または前記一般式(II）で表され
る化合物を使用する場合、ニ価の連結基Ｌに不斉炭素を
導入するのが好ましい。特に、ニ価の連結基をＡＬ（ア
ルキレン基またはアルケニレン基）とし、不斉炭素原子
をＡＬに導入するのが好ましい。不斉炭素原子を含むＡ
Ｌ（ＡＬ^*）の例を以下に挙げる。左端が円盤状コア
（Ｄ）が結合する部位であり、右端が重合性基（Ｐ）が
結合する部位である。＊印を付した炭素原子（Ｃ）が不
斉炭素原子である。また、ＡＬ^*の光学活性はＳとＲの
いずれであってもよい。

【００４３】ＡＬ^*１：−ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*２：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂
− ＡＬ^*３：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
− ＡＬ^*４：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*５：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂
− ＡＬ^*６：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃− ＡＬ^*７：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*８：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*９：−ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*10：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂− ＡＬ^*11：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃− ＡＬ^*12：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*13：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*14：−ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂− ＡＬ^*15：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃− ＡＬ^*16：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃− ＡＬ^*17：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂− ＡＬ^*18：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂− ＡＬ^*19：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂− ＡＬ^*20：−ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂− ＡＬ^*21：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂− ＡＬ^*22：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*23：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*24：−ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*25：−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*26：−Ｃ^*ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₈− ＡＬ^*27：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₈− ＡＬ^*28：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）− ＡＬ^*29：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）−ＣＨ₂− ＡＬ^*30：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）−ＣＨ₂ＣＨ₂−

【００４４】ＡＬ^*31：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）−Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*32：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（ｎ−Ｃ₃Ｈ₇）−ＣＨ₂ＣＨ₂
− ＡＬ^*33：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（ｎ−Ｃ₃Ｈ₇）−ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*34：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（ＯＣＯＣＨ₃）−ＣＨ₂ＣＨ₂
− ＡＬ^*35：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（ＯＣＯＣＨ₃）−ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*36：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＦ−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*37：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＦ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*38：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣｌ−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*39：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣｌ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
− ＡＬ^*40：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（ＯＣＨ₃）−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*41：−ＣＨ₂−Ｃ^*Ｈ（ＯＣＨ₃）−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ
₂ＣＨ₂− ＡＬ^*42：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＮ−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*43：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＮ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
− ＡＬ^*44：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＦ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂− ＡＬ^*45：−ＣＨ₂−Ｃ^*ＨＣＦ₃−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂
−

【００４５】また、旋光層に不斉炭素原子を含む光学活
性を示す化合物（カイラル剤）を添加することによって
も、液晶性分子のツイスト構造を容易に形成することが
できる。不斉炭素原子を含む化合物としては、種々の天
然または合成化合物を使用することができる。カイラル
剤の分子構造中に重合性基を導入してもよい。カイラル
剤の分子構造中に重合性基を導入すると、カイラル剤を
旋光層中において固定化することができ、液晶性分子の
ツイスト構造をより調節し易くなるので好ましい。以下
に、前記カイラル剤の例を示す。下記例示化合物中、Ｃ
−１、Ｃ−３およびＣ−４は左ねじれのカイラル剤であ
り、Ｃ−２およびＣ−５は右ねじれのカイラル剤であ
る。

【００４６】

【化５】

【００４７】

【化６】

【００４８】旋光層をディスコティック液晶性分子で構
成する場合、旋光層にセルロースエステルを含有させる
と、液晶性分子の配向を空気界面側においても実質的に
均一に配向させることができるので好ましい。前記セル
ロースエステルとしては、炭素原子数が６以下の低級脂
肪酸のセルロースエステルが好ましい。前記低級脂肪酸
の炭素原子数は２〜５であるのがより好ましく、２〜４
であるのがさらに好ましい。前期脂肪酸は、例えばヒド
ロキシ基等の置換基を有していてもよい。また、異なる
脂肪酸２種以上とセルロースとのエステルであってもよ
い。前記セルロースエステルの好ましい例としては、セ
ルロースエステル、セルロースプロピオネート、セルロ
ースブチレート、セルロースヒドロキシプロピオネー
ト、セルロースブチレート、セルロースヒドロキシプロ
ピオネート、セルロースアセテートプロピオネート、お
よびセルロースアセテートブチレートが挙げられる。前
記セルロースアセテートブチレートのブチリル化度は、
３０％以上であるのが好ましく、３０〜８０％であるの
がより好ましい。また、前記セルロースアセテートブチ
レートのアセチル化度は、３０％以下であるのが好まし
く、１〜３０％であるのがより好ましい。

【００４９】前記セルロースエステルは、旋光層中に、
０．００５〜０．５ｇ／ｍ²含有させるのが好ましく、
０．０１〜０．４５ｇ／ｍ²含有っせるのがより好まし
く、０．０２〜０．４ｇ／ｍ²含有させるのがさらに好
ましく、０．０３〜０．３５ｇ／ｍ²含有させるのが最
も好ましい。また、前記セルロースエステルの含有量
は、旋光層にともに含有されるディスコティック液晶性
分子の含有量に対して、０．１〜５重量％であるのが好
ましい。

【００５０】旋光層は、液晶性高分子、所望により前記
カイラル剤、セルロースエステル、および下記重合開始
剤を含有する塗布液を調製し、これを配向膜上に塗布し
て、乾燥し、その後重合させることによって形成するこ
とができる。前記塗布液の調製に使用する溶媒として
は、有機溶媒が好まい。有機溶媒としては、アミド
（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド
（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、
ビリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、ア
ルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタ
ン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケト
ン（例、アセトン、メチルエチルケトン）、エーテル
（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタ
ン）が挙げられる。中でも、アルキルハライドおよびケ
トンが好ましい。塗布液の溶媒として、二種類以上の有
機溶媒を併用してもよい。

【００５１】前記塗布液を配向膜上へ塗布するには、押
し出しコーティング法、ダイレクトグラビアローティン
グ法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティ
ング法等により実施できる。

【００５２】旋光層において、液晶性分子は実質的に均
一に配向しているのが好ましい。前記液晶性分子として
ディスコティック液晶性分子を用いる場合は、ディスコ
ティック液晶性分子を垂直配向させるのが好ましい。本
発明のπ／２旋光子では、旋光層を形成している液晶性
分子は重合により固定化されているので、配向状態を安
定的に維持し得る。固定化は、液晶性分子として重合性
基（Ｐ）が導入された液晶性分子（液晶性分子としてデ
ィスコティック液晶性分子を用いる場合は、前記一般式
（Ｉ）で表される化合物）を用い、これを配向膜上に配
向させた後に、前記重合性基Ｐを重合して、実施するこ
とができる。前記重合は、熱重合開始剤を用いる熱重合
反応または光重合開始剤を用いる光重合反応により行う
ことができる。中でも、光重合反応が好ましい。ディス
コティック液晶性分子の重合については、特開平５−５
８３７号、同８−２７２８４号、同８−３３４６２１
号、同９−１０４６５６号の各公報に記載されており、
その方法を本発明のπ／２旋光子の製造方法に利用する
ことができる。

【００５３】前記光重合開始剤としては、α−カルボニ
ル化合物（米国特持２３６７６６１号、同２３６７６７
０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許
２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香
族アシロイン化合物（米国特持２７２２５１２号明細書
記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２７
号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリー
ルイミダゾールダイマ−とｐ−アミノフェニルケトンと
の組み合わせ（米国特持３５４９３６７号明細書記
載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０
−１０５６６７号公報、米国特許４２３９８５０号明細
書記載）、およびオキサジアゾール化合物（米国特許４
２１２９７０号明細書記載）が含まれる。尚、前記光重
合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０
重量％であるのが好ましく、０．５〜５重量％であるの
がさらに好ましい。

【００５４】前記一般式（Ｉ）で表される化合物を、光
重合開始剤により重合させる場合、重合を開始させるた
めの光照射は、紫外線を用いることが好ましい。重合開
始のための光照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²〜５
０Ｊ／ｃｍ²であるのが好ましく、１００〜８００ｍＪ
／ｃｍ²であるのがより好ましい。また、光重合反応を
促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。

【００５５】［配向膜］液晶性分子は、配向膜上に配向
させるのが好ましい。特に、ディスコティック液晶性分
子を用いる場合は、配向膜上に実質的に垂直配向させる
のが好ましい。ここで、実質的に垂直配向させるとは、
液晶性分子を平均傾斜角が６０〜９０°で配向させるこ
とをいう。液晶性分子の傾斜角は、ディスコティック液
晶性分子の場合は、円盤面と配向膜とのなす角度をい
い、棒状液晶性分子の場合は、棒状面と配向膜とのなす
角度をいう。配向膜の表面エネルギーを低下させると、
液晶性分子が垂直に配向し易くなるので好ましい。配向
膜は通常、ポリマーから構成されているが、配向膜の表
面エネルギーを低下させるには、例えば、配向膜を構成
しているポリマーに所定の官能基を導入することによっ
て実施できる。配向膜の表面エネルギーを低下させる官
能基としては、炭素原子数が１０以上の炭化水素基が有
効である。前記炭化水素基を配向膜の表面に存在させる
ために、ポリマーの主鎖よりも側鎖に炭化水素基を導入
するのが好ましい。

【００５６】前記炭化水素基としては、脂肪族基、芳香
族基、およびこれらの組み合わせが挙げられる。前記脂
肪族基としては、アルキル基（シクロアルキル基であっ
てもよい）またはアルケニル基（シクロアルケニル基で
あってもよい）であることが好ましい。前記炭化水素基
は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基
を有していてもよい。前記炭化水素基の炭素原子数は、
１０〜１００であるのがが好ましく、１０〜６０である
のがさらに好ましく、１０〜４０であるのが最も好まし
い。

【００５７】配向膜を構成しているポリマーの主鎖が、
ポリイミド構造またはポリビニルアルコール構造を有し
ていると、液晶性分子が垂直に配向する傾向にあるの
で、ディスコティック液晶性分子を用いる場合に好まし
い。前記ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸とジア
ミンとの縮合反応により合成することができる。二種類
以上のテトラカルボン酸あるいは二種類以上のジアミン
を用いて、コポリマーに相当するポリイミドを合成して
もよい。前記炭化水素基は、テトラカルボン酸起源の繰
り返し単位に存在していても、ジアミン起源の繰り返し
単位に存在していても、両方の繰り返し単位に存在して
いてもよい。ポリイミドに炭化水素基を導入する場合、
ポリイミドの主鎖または側鎖にステロイド構造を形成す
ることが特に好ましい。側鎖に存在するステロイド構造
は、炭素原子数が１０以上の炭化水素基に相当し、ディ
スコティック液晶性分子を垂直に配向させる機能を有す
る。本明細書においてステロイド構造とは、シクロペン
タノヒドロフェナントレン環構造またはその環の結合の
一部が脂肪族環の範囲（芳香族環を形成しない範囲）で
二重結合となっている環構造を意味する。

【００５８】液晶性分子を垂直配向させたい場合は、配
向膜として、炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有す
る変性ポリビニルアルコールを用いるのも好ましい。前
記炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基、またはそれらの
組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは
直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基（シ
クロアルキル基であってもよい）またはアルケニル基
（シクロアルケニル基であってもよい）であることが好
ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水
性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の
炭素原子数は、１０〜１００であるのが好ましく、１０
〜６０であるのがさらに好ましく、１０〜４０であるの
が最も好ましい。前記炭化水素基を有する変性ポリビニ
ルアルコールは、炭素原子数が１０以上の炭化水素基を
有する繰り返し単位を２〜８０モル％含むことが好まし
く、３〜７０モル％含むことがさらに好ましい。

【００５９】前記炭素原子数が１０以上の炭化水素基を
有する変性ポリビニルアルコールを、下記式（ＰＶ）で
表す。 （ＰＶ） −（ＶＡ１）_x−（ＨｙＣ）_y−（ＶＡｃ）_z− 前記式（ＰＶ）中、ＶＡ１は、ビニルアルコール繰り返
し単位を表し、ＨｙＣは、炭素原子数が１０以上の炭化
水素基を有する繰り返し単位を表し、ＶＡｃは酢酸ビニ
ルの繰り返し単位を表す。ｘは、２０〜９５モル％（好
ましくは２５〜９０モル％）であり、ｙは、２〜８０モ
ル％（好ましくは３〜７０モル％）であり、ｚは０〜３
０モル％（好ましくは２〜２０モル％）である。

【００６０】前記式（ＰＶ）中の、（ＨｙＣ）の具体
例、（ＨｙＣ−Ｉ）および（ＨｙＣ−II）を以下に示
す。

【００６１】

【化７】

【００６２】（ＨＹＣ−Ｉ）中、Ｌ¹は、−Ｏ−、−Ｃ
Ｏ−、−ＳＯ₂−、−ＮＨ−、アルキレン基、アリーレ
ン基、およびそれらの組み合わせから選ばれる二価の連
結基を表す。（ＨＹＣ−II）中、Ｌ²は、単結合、ある
いは−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ₂−、−ＮＨ−、アルキ
レン基、アリーレン基、およびそれらの組み合わせから
選ばれる二価の連結基を表す。（ＨＹＣ−Ｉ）および
（ＨＹＣ−II）中、Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ炭素原子
数が１０以上の炭化水素基を表す。

【００６３】Ｌ¹およびＬ²になり得る二価の連結基の例
（Ｌ１〜Ｌ９）を以下に示す。 Ｌ１：−Ｏ−ＣＯ− Ｌ２：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−Ｏ− Ｌ３：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−ＣＯ−ＮＨ− Ｌ４：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−ＮＨ−ＳＯ₂−アリ
ーレン基−Ｏ− Ｌ５：−アリーレン基−ＮＨ−ＣＯ− Ｌ６：−アリーレン基−ＣＯ−Ｏ− Ｌ７：−アリーレン基−ＣＯ−ＮＨ− Ｌ８：−アリーレン基−Ｏ− Ｌ９：−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−アリーレン基−ＮＨ−ＣＯ−

【００６４】前記配向膜に用いるポリマーの重合度は、
２００〜５０００であるのが好ましく、３００〜３００
０であるのがより好ましい。前記ポリマーの重量平均分
子量は、９０００〜２０００００であるのが好ましく、
１３０００〜１３００００であるのがさらに好ましい。
尚、配向膜は、１種類のポリマーからなっていても、２
種類以上のポリマーからなっていてもよい。

【００６５】前記配向膜は、ラビング処理を施されてい
るのが好ましい。ラビング処理は、前記ポリマーを含む
膜の表面を、紙や布で一定方向に、数回こすることによ
り行うことができる。尚、前記配向膜を用いてディスコ
ティック液晶性分子を垂直に配向させ、ねじれ構造を形
成してから、ディスコティック液晶性分子を固定化して
旋光層を形成し、旋光層のみをポリマーフイルム（また
は透明支持体）上や、偏光分離部材表面上に転写しても
よい。この方法によれば、前記ポリマーフイルム等に転
写された垂直配向状態のディスコティック液晶性分子
は、前記配向膜がなくても配向状態を維持することがで
きる。従って、本発明のπ／２旋光子において、配向膜
は必須の構成要素ではない。

【００６６】［支持体］支持体には、透明支持体を用い
ることができる。透明支持体の材料は、ポリマーであっ
ても、無機材料であってもよい。特に、ポリマーフイル
ムを用いることが好ましい。透明支持体は、光学異方性
が小さいのが好ましい。支持体が透明であるとは、光透
過性が８０％以上であることを意味する。支持体の波長
分散性は小さいのが好ましく、具体的には、Ｒｅ４００
／Ｒｅ７００の比が１．２未満であることが好ましい。
また、支持体の光学異方性は小さいのが好ましく、具体
的には、面内レターデーション（Ｒｅ）が２０ｎｍ以下
であるのが好ましく、１０ｎｍ以下であるのがさらに好
ましい。支持体の材料としてポリマーを用いる場合、該
ポリマーとしては、セルロースエステル、ポリカーボネ
ート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアク
リレートおよびポリメタクリレート、ポリオレフィン等
が使用できる。中でも、セルロースエステルが好まし
く、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチ
ルセルロースが最も好ましい。ポリマーフイルムは、ソ
ルベントキャスト法により形成することが好ましい。無
機材料支持体としては、ガラス材料が好適に利用され
る。

【００６７】透明支持体の厚さは、２０乃至５００μｍ
であることが好ましく、５０乃至２００μｍであること
がさらに好ましい。透明支持体とその上に設けられる層
（接着層、垂直配向膜あるいは旋光層）との接着を改善
するため、透明支持体に表面処理（例、グロー放電処
理、コロナ放電処理、紫外線（ＵＶ）処理、火炎処理）
を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層（下塗り
層）を設けてもよい。

【００６８】尚、支持体上に旋光層を形成した後、旋光
層を剥離してπ／２旋光子として使用することも可能で
ある。また、偏光ビームスプリッタ等の偏光分離部材と
組み合わせて使用する場合は、偏光分離部材の表面に直
接旋光層を形成することも可能であり、その場合は、支
持体は、本発明のπ／２旋光子の構成要素でなくてもよ
い。

【００６９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。 ・実施例 ［偏光ビームスプリッタの作製］偏光ビームスプリッタ
の作製では、偏光ビームスプリッタ１４は、厚さ２．１
ｍｍのガラス板１４Ａを１６枚積層し、角度４５度方向
にカットして、厚さ３．５ｍｍの偏光ビームスプリッタ
１４を得た（図３参照）。

【００７０】［π／２旋光子の作製］支持体４０として
の５．３ｃｍ×５．３ｃｍの厚さ１ｍｍの透明ガラス板
に、下記組成Ａの配向膜４２を、スピンコーターで塗布
した。その後ラビング処理を行い、下記組成Ｂの旋光層
４４用塗布液を調製し、該塗布液をスピンコーターで配
向膜４２上に塗布した。その後、図５に示すマスクを介
して、５００Ｗ／ｃｍ ²の照度を有する水銀ランプにて
１秒間光照射して、光重合により液晶性分子を架橋して
固定化した。その後、メチルエチルケトンで洗浄したと
ころ、非架橋部は除去された。

【００７１】 ＊配向膜用塗布液組成 配向膜塗布液組成Ａ ステロイド変性ポリアミック酸 ５．０ 重量％ Ｎ−メチル−２−ピロリドン ２５．０ 重量％ エチレングリコールモノブチエーテル ２５．０ 重量％ メチルエチルケトン ４５．０ 重量％

【００７２】 ＊旋光層用塗布液組成 組成Ｂ 下記のディスコティック液晶性分子（１） ３２．６ 重量％ セルロースアセテートブチレート ０．２ 重量％ 下記の変性トリメチロールプロパントリアクリレート ３．２ 重量％ 下記の増感剤 ０．４ 重量％ 下記の光重合開始剤 １．１ 重量％ カイラル剤（Ｃ−２） ０．２７重量％ メチルエチルケトン ６２．２３重量％

【００７３】

【化８】

【００７４】

【化９】

【００７５】旋光層４４のツイスト角を王子計測機器
（株）製ＫＯＢＲＡ２１ＤＨにて、平均配向方向を測定
し、その値の２倍としてツイスト角を求めたところ、ツ
イスト角は９０°であった。また、旋光層４４のＳＥＭ
で測定した厚さと、ツイスト角とから算出したねじれピ
ッチｐは１４μｍであり、３８０ｎｍから７８０ｍの波
長λにおいて、ｐ×Δｎ≧λを満たしていた。また、波
長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍの直線偏光を入
射して、王子計測機器（株）製ＫＯＢＲＡ２１ＤＨによ
り偏光方位角の変化を測定したところ、いずれの波長に
おいても偏光面は９０°±３°の範囲内に変換されるこ
とが確認できた。

【００７６】次にプリズムアレイ、偏光ビームスプリッ
タ１４、π／２旋光子１５を図１の順序で積層した。さ
らに、その上に透過軸がストライプに平行になるように
偏光子を配置し、光の透過率を測定した。その結果、図
６に示す様に、良好な特性が得られた。

【００７７】・比較例 波長５５０ｎｍにおけるレターデーションが２７５ｎｍ
のポリカーボネートフィルムに、粘着材を含有する塗布
液を塗布して粘着層を形成し、該粘着層に離型紙を貼合
したものを３枚用意した。この３枚のフィルムを、遅相
軸が図７に示す角度をなす様に３枚貼合した。この貼合
品は、広帯域１／２波長板としての特性を有していた。
さらに、この貼合品を、３ｍｍ×５０ｍｍにカットし、
実施例のπ／２偏光子の代わりに、偏光ビームスプリッ
タに配置した。実施例と同様にして光透過率を測定した
結果を図８に示す。

【００７８】図６および図８に示す結果から、本発明の
π／２偏光子を備えた偏光変換素子は、従来の１／２波
長板を備えた偏光変換素子と同等以上の光学特性を示す
ことが実証された。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、液晶性
分子を重合により所定のねじれ構造に固定化してなる旋
光層を利用しているので、従来の１／２波長板の作製で
必要であったフイルムの貼り付け等の煩雑な工程を必要
とすることなく、低コストで安定した品質の広帯域で機
能し、且つ耐光性が良好なπ／２旋光子、およびこれを
利用した偏光変換素子を提供することができる。また、
本発明によれば、明るい投影画像を投影可能な液晶プロ
ジェクタ用投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる液晶プロジェクタ
の光学部の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態にかかるＰＳ変換素子にお
ける偏光状態を示す線図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかるＰＳ変換素子の構
成を示す線図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかるπ／２旋光子の構
成を示す線図である。

【図５】本発明の実施の形態にかかるπ／２旋光子を製
造するのに用いるマスクの構造を示す線図である。

【図６】本発明の実施例にかかる偏光変換素子について
光の透過率を測定した結果を示す特性図である。

【図７】比較例で用いたポリマーフィルムからなる１／
２波長板の遅相軸のずれを模式的に示す図である。

【図８】比較例にかかる偏光変換素子について光の透過
率を測定した結果を示す特性図である。

【符号の説明】

１０ 液晶プロジェクタ １３ ＰＳ変換素子 １４ 偏光ビームスピリッタ １５ π／２旋光子 １５Ａ 有効領域 １５Ｂ 通過領域

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶性分子を含有する複屈折Δｎの旋光
   層を有し、前記旋光層において前記液晶性分子はねじれ
   ピッチｐ（ｎｍ）およびツイスト角略９０°のねじれ構
   造を形成して重合により固定化され、かつ４５０ｎｍ以
   上６５０ｎｍ以下の波長λについて｛（ｐ×Δｎ）／
   λ｝が０．７以上であるπ／２旋光子。
2. 【請求項２】 液晶性分子を含有する旋光層を有し、前
   記旋光層において前記液晶性分子はねじれ構造を形成し
   て重合により固定化され、かつ直線偏光の旋光度が４５
   ０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６５０ｎｍの波長について
   各々９０°±７°であるπ／２旋光子。
3. 【請求項３】 液晶性分子がディスコティック液晶性分
   子である請求項１または請求項２に記載のπ／２旋光
   子。
4. 【請求項４】 液晶性分子が棒状液晶性分子である請求
   項１または請求項２に記載のπ／２旋光子。
5. 【請求項５】 入射した自然光を互いに直交する２の直
   線偏光に分離する偏光分離部材と、分離した２の直線偏
   光のうち１の直線偏光の偏光方向を旋光モードによって
   変換して２の直線偏光の偏光方向を一致させる偏光変換
   部材とを備えた偏光変換素子であって、 前記偏光変換部材が、液晶性分子を含有する複屈折Δｎ
   の旋光層を有し、前記旋光層において前記液晶性分子は
   ねじれピッチｐ（ｎｍ）およびツイスト角略９０°のね
   じれ構造を形成して重合により固定化され、かつ４５０
   ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長λについて｛（ｐ×Δ
   ｎ）／λ｝が０．７以上である偏光変換素子。
6. 【請求項６】 入射した自然光を互いに直交する２の直
   線偏光に分離する偏光分離部材と、分離した２の直線偏
   光のうち１の直線偏光の偏光方向を旋光モードによって
   変換して２の直線偏光の偏光方向を一致させる偏光変換
   部材とを備えた偏光変換素子であって、 前記偏光変換部材が液晶性分子を含有する旋光層を有
   し、前記旋光層において前記液晶性分子はねじれ構造を
   形成して重合により固定化され、かつ直線偏光の旋光度
   が４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６５０ｎｍの波長に
   ついて９０°±７°である偏光変換素子。
7. 【請求項７】 偏光変換部材によって偏光方向が一致し
   た２の直線偏光が各々出射する領域を、同一平面内で互
   いに隣合って配置してなる出射面を備えた請求項５また
   は請求項６に記載の偏光変換素子。
8. 【請求項８】 請求項５から請求項７までのいずれか１
   項に記載の偏光変換素子と、該偏光変換素子に光を入射
   する照射手段とを備えた液晶プロジェクタ用投光装置。