JP2003207642A - 光学素子 - Google Patents

光学素子

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JP2003207642A
JP2003207642A JP2002291351A JP2002291351A JP2003207642A JP 2003207642 A JP2003207642 A JP 2003207642A JP 2002291351 A JP2002291351 A JP 2002291351A JP 2002291351 A JP2002291351 A JP 2002291351A JP 2003207642 A JP2003207642 A JP 2003207642A
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liquid crystal
optical element
polymerizable liquid
heat treatment
regularity
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JP2002291351A
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English (en)
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Keiji Kajima
島 啓 二 鹿
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
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    • G02B7/008—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、画像表示装置等の光学機器を製造
する際の加熱に対しても、種々の光学的特性が安定して
いる重合性液晶材料が硬化されてなる光学素子を提供す
ることを主目的とするものである。 【解決手段】 上記目的を達成するために、支持材と前
記支持材上に重合性液晶材料が所定の液晶規則性を有し
て硬化されてなる光学機能層とを有する光学素子であっ
て、前記光学素子が、所定温度で熱処理されてなるもの
であり、前記熱処理後の前記光学機能層の膜厚をＡ、前
記光学素子を、再度前記の熱処理温度で６０分間加熱し
た後の前記光学機能層の膜厚をＢ、とした場合に、（Ａ
−Ｂ）／Ａで定義される前記光学機能層の膜厚減少率が
５％以下であることを特徴とする光学素子を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱が加えられた際
の諸特性が安定している耐熱性の光学素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、画像表示装置等に用いられる
位相差フィルムや円偏光制御光学素子等の光学素子にお
いては、例えば液晶表示装置等の画像表示装置に組み込
まれて用いられる場合がある。このような画像表示装置
の製造に際しては、例えば配向膜に用いられるポリイミ
ド膜の製膜のためや透明電極であるＩＴＯ膜の製膜のた
めに２００℃以上で加熱される場合があり、また車内で
使用されるディスプレイに用いられる場合は、太陽光に
よる温度上昇により１００℃以上に加熱される場合があ
る。したがって、この液晶表示装置等の画像表示装置に
用いられる上述した位相差フィルム等の光学素子も、組
み込まれる順序や用いられる場所によっては、１００℃
以上、場合によっては２００℃以上の温度で加熱される
可能性があった。
【０００３】一方、近年においては、例えば特開２００
１−１０００４５号公報や特表平１０−５０８８８２号
公報等に記載されているように、重合性液晶材料を重合
させることにより得られる光学素子が提案されている
（特許文献１、特許文献２）。このような光学素子は、
液晶が有する特性を重合により固定化してフィルムとし
て用いることができるといった利点を有するものである
ので、種々の用途への展開が期待されている。
【０００４】これらの位相差フィルム等の光学素子につ
いて、特開平５−２１０９号公報には、耐熱性に優れた
延伸位相差フィルムが開示されており（特許文献３）、
また特開平５−１４２５１０号公報には、耐熱性に優れ
た熱重合する液晶性高分子からなる光学素子が開示され
ている（特許文献４）。さらに、特開２００１−１３３
６２８号公報には、耐熱性に優れた高分子液晶及び架橋
性物質を含む液晶材料からなる偏光回折性フィルムが開
示されている（特許文献５）。
【０００５】しかしながら、このような重合性液晶材料
を重合させて得られる光学素子は、加熱された場合に、
例えばコレステリック規則性を有するコレステリック層
の場合は、中心反射波長のシフトが生じてしまうといっ
た問題があった。したがって、上述したように、液晶表
示装置等の画像表示装置に組み込んで用いる場合は、製
造時に加熱されない部位にのみしか用いることができな
いといった問題があった。
【０００６】また、延伸位相差フィルムは、８０℃以
上、特に１００℃以上になると、位相差量が変化し、し
たがって、車載用ＬＣＤ等で表示ムラ等の問題があっ
た。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０００４５号公報
【特許文献２】特表平１０−５０８８８２号公報
【特許文献３】特開平５−２１０９号公報
【特許文献４】特開平５−１４２５１０号公報
【特許文献５】特開２００１−１３３６２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、画像表示装置等の光学機
器を製造する際の加熱に対しても、種々の光学的特性が
安定している重合性液晶材料が硬化されてなる光学素子
を提供することを主目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項１に記載するように、支持材と、
上記支持材上に重合性液晶材料が所定の液晶規則性を有
して硬化されてなる光学機能層とを有する光学素子であ
って、前記光学素子が、所定温度で熱処理されてなるも
のであり、前記熱処理後の前記光学機能層の膜厚をＡ、
前記光学素子を、再度前記の熱処理温度で６０分間加熱
した後の前記光学機能層の膜厚をＢ、とした場合に、
（Ａ−Ｂ）／Ａで定義される前記光学機能層の膜厚減少
率が、５％以下であることを特徴とする光学素子を提供
する。このように、熱処理温度と同じ温度で６０分加熱
した際の膜厚の減少率が上述した範囲内であれば、例え
ば光学素子を位相差板として用いた場合であればリタデ
ーション値、光学素子が円偏光制御光学素子であれば中
心反射波長の変化を最小限とすることができることか
ら、種々の画像表示装置に組み込まれて用いられた場合
でも、光学素子の機能の変化を最小限とすることが可能
である。
【００１０】上記請求項１に記載された発明において
は、請求項２に記載するように、上記重合性液晶材料
が、光重合開始剤を有するものであることが好ましい。
重合性液晶材料を例えば紫外線等により硬化させるため
には、重合促進のために光重合開始剤が含まれることが
好ましいからである。また、光重合開始剤が含まれた重
合性液晶材料を硬化させてなる光学機能層が、本発明の
利点を効果的に発揮するものだからである。
【００１１】上記請求項１または請求項２に記載された
発明においては、請求項３に記載するように、上記支持
材が、配向能を有する基材であってもよい。配向能を有
する基材上に光学機能層を形成し、そのまま用いること
ができるのであれば、特に転写工程等を行う必要がな
く、工程上有利であるからである。
【００１２】本発明はまた、請求項４に記載するよう
に、支持材と、上記支持材上に重合性液晶材料がネマチ
ック規則性もしくはスメクチック規則性もしくはコレス
テリック規則性を有して硬化された位相差層とを有する
位相差層積層体であって、前記位相差層積層体が、所定
温度で熱処理されてなるものであり、前記熱処理後の前
記位相差層のリタデーション値をＲａ、前記位相差層積
層体を、再度前記の熱処理温度で６０分間加熱した後の
前記位相差層のリタデーション値をＲｂ、とした場合
に、（Ｒａ−Ｒｂ）／Ｒａで定義される前記位相差層の
リタデーション減少率が、５％以下であることを特徴と
する位相差層積層体を提供する。種々の画像表示装置内
に組み込まれて用いる場合、加熱によるリタデーション
値の変動がこの程度であれば、問題無く用いることがで
きるからである。
【００１３】上記請求項４に記載された発明において
は、請求項５に記載するように、上記重合性液晶材料
が、光重合開始剤と重合性液晶モノマーとを有すること
が好ましく、また、請求項６に記載するように、前記の
コレステリック規則性を有する重合性液晶材料が、光重
合開始剤と、重合性液晶モノマーと、重合性カイラル剤
とを有することがより好ましい。リタデーション値は、
位相差層の膜厚に関連する値であり、加熱による位相差
層の膜厚の変化は、光重合開始剤の残渣の量に依存する
ものと推察される。したがって、重合性液晶材料中に光
重合開始剤が含まれている場合に、特に本発明の利点を
活かすことができると考えられるからである。
【００１４】上記請求項４〜６に記載された発明におい
ては、請求項７に記載するように、上記支持材が、配向
能を有する基材であってもよい。配向能を有する基材上
に位相差層を形成し、そのまま位相差層積層体として用
いることができるのであれば、特に転写工程等を行う必
要がなく、工程上有利であるからである。
【００１５】本発明は、さらに請求項８に記載するよう
に、支持材と、上記支持材上に重合性液晶材料がコレス
テリック規則性を有して硬化されたコレステリック層と
を有する円偏光制御光学素子であって、前記円偏光制御
光学素子が、所定温度で熱処理されてなるものであり、
前記熱処理後の前記コレステリック層の中心反射波長を
λａ、前記円偏光制御光学素子を、再度前記の熱処理温
度で６０分間加熱した後の前記コレステリック層の中心
反射波長をλｂ、とした場合に、｜λａ−λｂ｜／λａ
で定義される前記中心波長の変化率が、５％以下である
ことを特徴とする円偏光制御光学素子を提供する。例え
ばカラーフィルタ等として画像表示装置内に組み込まれ
て用いる場合、加熱による中心反射波長の変動がこの程
度であれば、問題無く用いることができるからである。
【００１６】上記請求項８に記載された発明において
は、請求項９に記載するように、上記重合性液晶材料
が、光重合開始剤と、重合性液晶モノマーと、重合性カ
イラル剤とを有するものであることが好ましい。コレス
テリック層の中心反射波長は螺旋ピッチに依存するもの
であるが、膜厚変化に伴い螺旋ピッチも変化する。した
がって、上述した場合と同様の理由から光重合開始剤が
含まれていることが好ましいのである。
【００１７】この場合も、上記請求項８または請求項９
に記載された発明においては、請求項１０に記載するよ
うに、上記支持材が、配向能を有する基材であってもよ
い。配向能を有する基材上にコレステリック層を形成
し、そのまま円偏光制御光学素子として用いることがで
きるのであれば、特に転写工程等を行う必要がなく、工
程上有利であるからである。
【００１８】本発明は、さらに請求項１１に記載するよ
うに、支持材と、上記支持材上に重合性液晶材料が所定
の液晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層とを有
する光学素子に対して、所定温度で熱処理を行うことに
より、光学素子に耐熱性を付与することを特徴とする光
学素子の熱処理方法を提供する。上述した範囲内での熱
処理を行うことにより、光学機能層内の加熱に際して除
去される成分を予め除去することができる。また、重合
性液晶材料の重合度（３次元）を高めることも可能であ
る。したがって、その後の加熱、すなわち画像表示装置
等の製造に際して加熱が行われたとしても、膜厚の変化
や、それに伴う特性の変化を防止することが可能であ
り、光学機能層に熱安定性を付与することができるので
ある。
【００１９】また、本発明は、請求項１２に記載するよ
うに、基材と、前記基材上に重合性液晶材料が所定の液
晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層とを有する
光学素子に対して、該重合性液晶材料の重合前の等方層
以上の温度で熱処理を行うことにより、光学素子に耐熱
性を付与することを特徴とする光学素子の熱処理方法を
提供する。このように、重合性液晶材料の重合前の等方
層以上の温度で熱処理を行うことにより、当該光学素子
中の完全には重合していない（架橋していない）分子を
より安定な状態に移行させることができるので、画像表
示装置等の製造に際して加熱が行われたとしても、膜厚
の変化や、それに伴う特性の変化を防止することが可能
であり、光学機能層に熱安定性を付与することができ
る。
【００２０】上記請求項１１または１２に記載された発
明においては、請求項１３に記載するように、前記熱処
理が、１０分間〜６０分間の時間で行われることが好ま
しい。この範囲内の時間で熱処理を行うことにより、よ
り熱安定に優れる光学機能層とすることができるからで
ある。
【００２１】上記請求項１１〜１３までのいずれかの請
求項に記載された発明においては、請求項１４に記載す
るように、上記重合性液晶材料が、光重合開始剤を含有
していることが好ましい。上記加熱に際しての膜厚の変
化は、上述したように膜内に存在する光重合開始剤の残
渣の存在が関係していると考えられるからである。
【００２２】上記請求項１４に記載された発明において
は、請求項１５に記載するように、上記光重合開始剤の
含有量が１質量％以上であることが好ましい。この程度
の量の光重合開始剤が含有されている場合に、特に本発
明の利点を活かすことができるからである。
【００２３】上記請求項１１〜１５までのいずれかの請
求項に記載の発明においては、請求項１６に記載するよ
うに、上記熱処理の温度が、上記光学機能層がその後用
いられる光学機器の製造工程で加えられる温度からその
温度より１０℃高い温度までの範囲内の温度であること
が好ましい。例えば、光学素子が液晶表示装置に用いら
れる場合、液晶表示装置の製造に際してこの光学素子に
加えられる温度からその温度より１０℃高い温度で予め
加熱しておくことにより、加熱により除去される成分が
除去されてしまっていることから、その後の製造に際し
ての加熱において、膜厚が減少する等の問題が生じるこ
とがないからである。
【００２４】上記請求項１１から請求項１６までのいず
れかの請求項に記載された発明においては、請求項１７
に記載するように、上記光学機能層が位相差層であり、
上記重合性液晶材料が、重合性液晶モノマーを含むもの
であり、さらに上記液晶規則性がネマチック規則性、ス
メクチック規則性、またはコレステリック規則性である
ことが好ましい。このように光学素子が位相差層積層体
であった場合は、予め熱処理を施すことにより、リタデ
ーション値の変化を最小限とすることができるからであ
る。なお、上記液晶規則性が、コレステリック規則性で
ある場合は、上記の重合性液晶材料はカイラル剤を含ん
でいる必要がある。
【００２５】一方、上記請求項１１から請求項１７まで
のいずれかの請求項に記載された発明においては、請求
項１８に記載するように、上記光学機能層がコレステリ
ック層であり、上記重合性液晶材料が、重合性液晶モノ
マーと重合性カイラル剤とを含むものであり、さらに上
記液晶規則性がコレステリック規則性であるものであっ
てもよい。このように光学素子が円偏光制御光学素子で
あった場合は、予め熱処理を施すことにより、反射中心
波長の加熱による変化を最小限とすることができる。
【００２６】また、上記請求項１１から請求項１６まで
のいずれかの請求項に記載された発明においては、請求
項１９に記載するように、前記重合性液晶材料が、重合
性液晶モノマーを含むものであり、該重合性液晶モノマ
ー分子が両末端に重合性官能基を有するものであっても
よい。
【００２７】さらに、上記請求項１９に記載された発明
においては、請求項２０に記載するように、前記重合性
液晶材料が、重合性液晶モノマーと重合性カイラル剤を
含むものであり、該重合性カイラル剤分子が両末端に重
合性官能基を有するものであってもよい。このように、
重合性液晶モノマー分子の両末端に重合性官能基を有し
ていれば、隣接する当該モノマー分子の両末端が３次元
ネットワーク的に重合して（架橋して）、より耐熱性の
高い光学素子を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子について
説明した後、このような光学素子を得るための熱処理方
法について説明する。
【００２９】＜光学素子＞本発明の光学素子は、支持材
と、上記支持材上に重合性液晶材料が所定の液晶規則性
を有して硬化されてなる光学機能層とを有する光学素子
であって、前記光学素子が、所定温度で熱処理されてな
るものであり、前記熱処理後の前記光学機能層の膜厚を
Ａ、前記光学素子を、再度前記の熱処理温度で６０分間
加熱した後の前記光学機能層の膜厚をＢ、とした場合
に、（Ａ−Ｂ）／Ａで定義される前記光学機能層の膜厚
減少率が、５％以下であることを特徴とするものであ
る。
【００３０】本発明では、このように、再度熱処理温度
と同じ温度で６０分加熱した際に、光学機能層の膜厚の
加熱による減少率が、上述した範囲内であれば、膜厚の
変動により生じる種々の光学的な特性の変化を防止する
ことができ、熱が加えられる可能性の高い製造工程にお
いても用いることが可能であるので、種々の用途に展開
することが可能となる。ここで、所定の熱処理温度と
は、下記に説明するように基材として高分子延伸フィル
ム等を用いた場合には、当該熱処理温度は、基材が軟化
（変形）する温度よりも低くする必要があるため、一般
的に８０〜１２０℃程度である。一方、基材としてガラ
ス基板等を用いた場合には、基材が変形する温度よりも
低い温度で、基材上に形成した光学機能層の熱分解が起
こるため、一般に、熱処理温度は１８０℃〜２４０℃程
度である。
【００３１】本発明の光学素子における光学機能層の膜
厚の加熱による減少率が少ないのは、以下の理由による
ものと推測される。
【００３２】すなわち、従来の重合性液晶材料を用いた
光学素子は、重合性液晶材料が所定の液晶構造を有する
状態で重合されて固定化されて用いられている。この重
合性液晶材料が重合されて高分子とされただけの状態に
おいては、この液晶構造を有する高分子の他に、例えば
光重合開始剤の残渣および光重合開始剤起因の生成物と
いった重合反応の際に生成された不純物や光重合開始剤
の残渣が存在する可能性がある。このような不純物は、
上記重合された高分子主鎖に対して、化学的に結合され
たものではないので、重合後に加熱された場合は光学機
能層内から抜けていく可能性が高い。このように、加熱
に際して光学機能層内の物質が除去されてしまうと、当
然のことではあるがこの光学機能層の膜厚が減少するこ
とになる。
【００３３】本発明においては、後述するように予めこ
の光学機能層を所定の温度で加熱しておくことにより、
光学機能層内に存在する不純物を予め除去したものであ
り、このように予め不純物が除去された光学機能層であ
ることから、その後に熱が加わった場合でも、膜厚の減
少を問題無い範囲とすることができるのである。
【００３４】本発明の光学素子は、このように加熱によ
る膜厚の減少が少ないことから、以下のような作用・効
果を奏するものである。
【００３５】すなわち、光学機能層の膜厚は、例えば光
学機能層が位相差層であった場合はリタデーション値に
関係する値であり、また光学素子が円偏光制御光学素子
であり、光学機能層がコレステリック層（本発明におい
ては、内部にコレステリック規則性を有する液晶材料が
固定化された層をコレステリック層とすることとす
る。）である場合は、このコレステリック層の中心反射
波長は膜厚（螺旋ピッチ）に依存するものであるが、膜
厚変化に伴い螺旋ピッチも変化する。
【００３６】したがって、加熱により光学機能層の膜厚
が大きく減少する場合は、このような重要な光学的特性
が大幅に変動してしまうことになる。これでは、画像表
示装置に用いた場合に、期待される光学的特性を得るこ
とができず、使用することが困難となる。本発明の光学
素子は、加熱による膜厚の減少率が上述した範囲内であ
ることから、上述した光学素子の光学的特性の加熱によ
る変動を大幅に低減することが可能であるので、製造工
程において熱が加わる可能性の高い画像表示装置等にお
いても、十分に用いることが可能な光学素子とすること
ができるといった効果を奏するものである。
【００３７】以下、このような光学素子について、各要
素毎に説明する。
【００３８】１．支持材 本発明でいう支持材とは、配向能を有する基材、もしく
は転写工程により光学機能層が転写された場合は被転写
材を示すものである。
【００３９】（配向能を有する基材）本発明の光学素子
は、配向能を有する基材上に重合性液晶材料が所定の液
晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層が形成され
てなるものである。
【００４０】このような配向能を有する基材としては、
基材そのものが配向能を有するものである場合と、透明
基板上に配向膜が形成されて配向能を有する基材として
機能するものとを挙げることができる。以下、それぞれ
を第１実施態様および第２実施態様として説明する。
【００４１】ａ．第１実施態様 本実施態様は、基材そのものが配向能を有する態様であ
り、具体的には基材が延伸フィルムである場合を挙げる
ことができる。このように延伸フィルムを用いることに
より、その延伸方向に沿って液晶材料を配向させること
が可能である。したがって、基材の調製は、単に延伸フ
ィルムを準備することにより行うことができるため、工
程上極めて簡便であるという利点を有する。このような
延伸フィルムとしては、市販の延伸フィルムを用いるこ
とも可能であり、また必要に応じて種々の材料の延伸フ
ィルムを形成することも可能である。
【００４２】具体的には、ポリカーボネート系高分子、
ポリアリレートやポリエチレンテレフタレートの如きポ
リエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホ
ン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチ
レン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポ
リオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分
子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分
子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポ
リマーなどからなるフィルムや、液晶ポリマーからなる
フィルムなどを挙げることができる。
【００４３】本発明においては、中でもポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）フィルムが、延伸倍率のレンジ
幅が広い点、さらには入手のしやすさ等の観点から好ま
しく用いられる。
【００４４】本発明に用いられる延伸フィルムの延伸率
としては、配向能が発揮し得る程度の延伸率であれば特
に限定されるものはない。したがって、２軸延伸フィル
ムであっても２軸間で延伸率が異なるものであれば用い
ることが可能である。
【００４５】この延伸率は、用いる材料により大きく異
なるものであり、特に限定されるものではないが、一般
的には１５０％〜３００％程度のものを用いることが可
能であり、好ましくは２００％〜２５０％のものが用い
られる。
【００４６】ｂ．第２実施態様 第２実施態様は、上記配向能を有する基材が、透明基板
と透明基板上に形成された配向膜とからなる態様であ
る。
【００４７】本実施態様においては、配向膜を選択する
ことにより、比較的広範囲の配向方向を選択することが
可能であるという利点を有する。透明基板上に塗布する
配向膜形成用塗工液の種類を選択することにより、種々
の配向方向を実現することが可能であり、かつより効果
的な配向を行うことができる。
【００４８】本実施態様に用いられる配向膜は、通常液
晶表示装置等において用いられる配向膜を好適に用いる
ことが可能であり、一般的にはポリイミド系やポリビニ
ルアルコール系の配向膜をラビング処理したものが好適
に用いられる。また、光配向膜を用いることも可能であ
る。
【００４９】また、本実施態様に用いられる透明基板と
しては、透明材料により形成されたものであれば特に限
定されるものではなく、例えば石英ガラス、パイレック
ス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透
明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹
脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いる
ことができる。
【００５０】（被転写材）本発明において用いられる被
転写材としては、光学素子の用途に応じて適宜選択され
るものではあるが、一般的には光学素子であることから
透明な材料、すなわち透明基板が好適に用いられる。
【００５１】この透明基板に関しては、上記「配向能を
有する基材」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。
【００５２】２．光学機能層 本発明の光学素子は、上記基材上に、重合性液晶材料が
所定の液晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層が
形成されてなるものである。このような光学機能層に
は、液晶規則性を有する高分子を構成する重合性液晶材
料からなるものである。その他、後述する液晶層形成用
塗工液に含まれる、光重合開始剤等の添加剤の残渣も含
有されている場合がある。以下、これらについて説明す
る。
【００５３】（重合性液晶材料）本発明で用いられる重
合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液
晶オリゴマーおよび重合性液晶高分子を挙げることがで
きる。このような重合性液晶材料は、通常、それ自体が
ネマチック規則性やスメマチック規則性を有するものが
用いられるが、特にこれに限定されるものではなく、重
合性液晶材料がコレステリック規則性を有するものであ
ってもよい。また、光学素子によってコレステリック規
則性が必要であり、かつ上記重合性液晶材料自体がネマ
チック規則性もしくはスメクチック規則性を呈する場合
は、コレステリック規則性付与するためにさらに、重合
性カイラル剤を用いてもよい。以下、それぞれについて
説明する。
【００５４】（１）重合性液晶材料 本発明に用いられる重合性液晶材料としては、上述した
ように重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマーや重
合性液晶高分子等を挙げることができる。このような重
合性液晶材料としては、これらのみで液晶相を形成した
場合に、ネマチック規則性、スメクチック規則性、また
はコレステリック規則性を有する液晶相を形成し得る重
合性液晶材料であれば特に限定されるものではないが、
分子の両末端に重合性官能基があることが、耐熱性のよ
い光学素子を得る上で好ましい。
【００５５】このような重合性液晶材料の一例として
は、例えば下記の一般式（１）で表わされる化合物
（Ｉ）や下記に示す化合物を挙げることができる。化合
物（Ｉ）としては、一般式（１）に包含される化合物の
２種を混合して使用することも可能である。
【００５６】重合性液晶材料としては、一般式（１）に
包含される化合物や下記の化合物の２種以上を混合して
使用することもできる。
【００５７】
【化１】
【化２】 化合物（Ｉ）を表わす一般式（１）において、Ｒ1及び
Ｒ2はそれぞれ水素又はメチル基を示し、Ｘは、塩素又
はメチル基であることが好ましい。また、化合物（Ｉ）
のスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂ
は、２〜９の範囲であることが液晶性を発現させる上で
好ましい。
【００５８】上述した例では、重合性液晶モノマーの例
を挙げたが、本発明においては、重合性液晶オリゴマー
や重合性液晶高分子等を用いることも可能である。この
ような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子として
は、従来提案されているものを適宜選択して用いること
が可能である。
【００５９】（２）カイラル剤 本発明においては、上記光学素子が円偏光制御光学素
子、すなわち光学機能層がコレステリック層であり、か
つ重合性液晶材料がネマチック規則性もしくはスメクチ
ック規則性を呈する場合は、上記重合性液晶材料に加え
てカイラル剤を加えることが必要となる。
【００６０】本発明に用いられる重合性カイラル剤と
は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子
量１５００以下の化合物を意味する。カイラル剤は主と
して化合物（Ｉ）が発現する正の一軸ネマチック規則性
に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。この目的
が達成される限り、化合物（Ｉ）や上記の化合物と、溶
液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチッ
ク規則性をとりうる重合性液晶材料の液晶性を損なうこ
となく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであ
れば、下記に示すカイラル剤としての低分子化合物の種
類は特に限定されないが、分子の両末端に重合性官能基
があることが耐熱性のよい光学素子を得る上で好まし
い。液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイ
ラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを
有していることが必須である。本発明の液晶性組成物に
含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤には、螺
旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択する
ことが好ましく、具体的には一般式（２）、（３）また
は（４）で表されるような分子内に軸不斉を有する低分
子化合物（ＩＩ）の使用が好ましい。
【００６１】
【化３】
【化４】
【化５】 カイラル剤（ＩＩ）を表わす一般式（２）、（３）又は
（４）において、Ｒ4は水素又はメチル基を示す。Ｙは
上記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つである
が、なかでも、式（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ），
（ｖ）及び（ｖｉｉ）の何れか一つであることが好まし
い。また、アルキレン基の鎖長を示すｃ及びｄは、２〜
９の範囲であることが好ましい。ｃ及びｄが、２未満ま
たは１０以上であると、液晶性が発現しにくくなる。
【００６２】本発明の重合性液晶材料に配合されるカイ
ラル剤の量は、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる
円偏光制御光学素子のコレステリック性を考慮して最適
値が決められる。具体的には、用いる重合性液晶材料に
より大きく異なるものではあるが、重合性液晶材料の合
計量１００質量部当り、１〜２０質量部の範囲で選ばれ
る。この配合量が上記範囲よりも少ない場合は、重合性
液晶材料に充分なコレステリック性を付与できない場合
があり、上記範囲を越える場合は、分子の配向が阻害さ
れ、活性放射線によって硬化させる際に悪影響を及ぼす
危惧がある。
【００６３】本発明においては、このようなカイラル剤
としては、特に重合性を有することが必須ではない。し
かしながら、得られる光学機能層の熱安定性等を考慮す
ると、上述した重合性液晶材料と重合し、コレステリッ
ク規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤
を用いることが好ましい。特に、分子の両末端に重合性
官能基があることが、耐熱性のよい光学素子を得る上で
好ましい。
【００６４】（光重合開始剤）本発明においては、上述
した重合性液晶材料に、光重合開始剤が添加されている
ことが好ましい。例えば、電子線照射により重合性液晶
材料を重合させる際には、光重合開始剤が不要な場合は
あるが、一般的に用いられている例えば紫外線（ＵＶ）
照射による硬化の場合においては、通常光重合開始剤が
重合促進のために用いられるからである。
【００６５】なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発
明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能であ
る。
【００６６】このような光重合開始剤の添加量として
は、一般的には０．５〜１０質量％の範囲で本発明の重
合性液晶材料に添加することができる。
【００６７】３．液晶規則性 本発明においては、上記重合性液晶材料が所定の液晶規
則性を有して硬化されてなる光学機能層が用いられる。
【００６８】ここで、この液晶規則性とは、ネマチック
規則性、スメクチック規則性およびコレステリック規則
性がある。光学素子が位相差層積層体である場合は、上
記光学機能層は、ネマチック規則性もしくはスメクチッ
ク規則性を有するものである。一方、光学素子が円偏光
制御光学素子である場合は、コレステリック規則性を有
するものである。
【００６９】上記規則性は、基本的には用いる重合性液
晶材料が自ら呈する液晶規則性およびカイラル剤を用い
るか否かにより決定されるものである。
【００７０】このような液晶規則性は、配向能を有する
基材上に、上述した重合性液晶材料および必要に応じて
添加される重合性カイラル剤とからなる液晶層を形成
し、基材の配向能に沿って配向させて得られるものであ
る。そして液晶規則性を有した状態で活性放射線を照射
することにより硬化させて、液晶規則性を有した状態で
硬化された光機能性層とすることができるのである。
【００７１】４．光学機能層の膜厚の加熱による減少率 本発明の特徴は、上述したような光学機能層が、光学素
子を熱処理した温度と同じ温度で６０分加熱した場合
に、その膜厚の減少率が、５％以下、好ましくは３％以
下、特に１％以下であることが好ましい。この範囲内の
減少率であれば、例えば光学素子が位相差板であった場
合や、円偏光制御光学素子である場合等において、その
重要な光学的特性であるリタデーション値もしくは中心
反射波長が、これらの光学素子を用いた画像表示装置等
の製造工程において加熱された場合でも、大幅に変化す
ることが無い。したがって、光学素子を取り付けた後の
工程において加熱を受けるような場合であっても、本発
明の光学素子を用いることが可能となる。
【００７２】５．光学素子の具体例 本発明の光学素子の具体例としては、光学機能層が位相
差層である場合の位相差層積層体および光学機能層がコ
レステリック層である円偏光制御光学素子を挙げること
ができる。以下、それぞれについて説明する。
【００７３】（位相差層積層体）光学素子が位相差層積
層体である場合としては、本発明においては、支持材
と、上記支持材上に重合性液晶材料がネマチック規則
性、スメクチック規則性、又はコレステリック規則性を
有して硬化された位相差層とを有する位相差層積層体で
あって、上記位相差層のリタデーション値の加熱による
変化が、所定の熱処理温度と同じ温度で６０分加熱した
際に、５％以下、好ましくは３％以下、特に１％以下で
ある位相差層積層体を挙げることができる。
【００７４】このように、本発明の光学素子において
は、熱が加えられた場合の膜厚の変動が極めて小さいこ
とから、光学素子を位相差層積層体とした場合に、熱が
加わった際のリタデーション値の変動を極めて小さいも
のとすることができるのである。
【００７５】本発明においては、このように熱が加わっ
た際のリタデーション値の変動が極めて小さいことか
ら、位相差層積層体を組み込んだ後に例えばＩＴＯ膜の
製膜等のために加熱処理を行わなければならないような
場合であっても、用いることが可能となる。したがっ
て、本発明の位相差層積層体の利用範囲を極めて広げる
ことができるといった利点を有するものである。
【００７６】このような、位相差層に用いられる液晶材
料としては、上述した重合性液晶モノマーと、光重合開
始剤とを溶媒に溶解した状態で塗布し、これを硬化させ
たものが好適に用いられる。この際用いることができる
重合性液晶モノマーおよび光重合開始剤としては、上述
したものを用いることができる。
【００７７】なお、その他の構成に関しては、上述した
ものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７８】（円偏光制御光学素子）光学素子が円偏光
制御光学素子である場合としては、本発明においては、
支持材と、上記支持材上に重合性液晶材料がコレステリ
ック規則性を有して硬化されたコレステリック層とを有
する円偏光制御光学素子であって、上記コレステリック
層の中心反射波長の加熱による変化が、所定の熱処理温
度と同じ温度で６０分加熱した際に、５％以下、好まし
くは３％以下、特に１％以下である円偏光制御光学素子
を挙げることができる。
【００７９】この場合も同様に、膜厚の変化がコレステ
リック層の中心反射波長の変化に関連するものであるの
で、光学素子を円偏光制御光学素子とした場合に、画像
表示装置を製造する際に熱が加わっても、中心反射波長
の変動を極めて小さいものとすることができる。
【００８０】このような円偏光制御光学素子において
は、上述したように加熱時の中心反射波長の変動が極め
て小さいことから、円偏光制御光学素子、具体的にはカ
ラーフィルタとして画像処理装置に組み込んだ後に、例
えばＩＴＯ膜の製膜等のために加熱処理を行わなければ
ならないような場合であっても、用いることが可能とな
る。したがって、円偏光制御光学素子の利用範囲を極め
て広げることができるといった利点を有するものであ
る。
【００８１】このような、円偏光制御光学素子のコレス
テリック層に用いられる液晶材料としては、上述した重
合性液晶モノマーと、重合性カイラル剤と、光重合開始
剤とを溶媒に溶解した状態で塗布し、これを硬化させた
ものが好適に用いられる。この際用いることができる重
合性液晶モノマー、重合性カイラル剤および光重合開始
剤としては、上述したものを用いることができる。
【００８２】なお、その他の構成に関しては、上述した
ものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８３】＜熱処理方法＞本発明の光学素子の熱処理
方法は、基材と、上記基材上に重合性液晶材料が所定の
液晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層とを有す
る光学素子に対して、所定の範囲内の温度で熱処理を行
うことにより、又は重合性液晶材料の重合前の等方層以
上の温度で熱処理を行うことにより、光学素子に耐熱性
を付与することを特徴とするものである。この際、熱処
理時間としては、１０分間〜６０分間とすることが好ま
しい。このような熱処理を行うことにより、未硬化又は
十分な３次元ネットワーク構造を形成していない、液晶
成分やカイラル成分を当該層内で安定な状態（位置）へ
動かすことができる。
【００８４】本発明の光学素子の熱処理方法によれば、
予め所定の温度で熱処理されるので、この際に光学機能
層内の不純物が除去される。したがって、その後に加熱
が行われた場合、すなわち例えば画像処理装置内におい
て、上記本発明の熱処理が行われた光学素子を取り付け
た後に透明電極を形成するために加熱が行われるような
場合でも、予め熱処理がなされているため、光学素子の
膜厚が変化することがなく、結果として膜厚に関係する
種々の光学的機能に変化が生じることがない。したがっ
て、このような熱処理がなされた光学素子は、画像処理
装置等に取り付ける際に、その取り付け位置や取り付け
時期に制約が無くなることから、画像処理装置の製造に
際しての自由度や、製品設計の自由度を大幅に向上させ
ることができるといった利点を有するものである。
【００８５】以下、このような熱処理方法を含む、本発
明の光学素子の製造方法を説明する。
【００８６】図１は、本発明の光学素子の製造方法の一
例を示すものである。
【００８７】この例では、まず透明基板１上に配向膜２
が形成された配向能を有する基材３が形成される（基材
調製工程、図1（ａ）参照）。
【００８８】次に、この配向能を有する基材３上に、重
合性液晶材料と光重合開始剤とを溶剤中に溶解させた液
晶層形成用塗工液を塗布し、溶剤を乾燥・除去し、液晶
相を呈する温度の保持することにより液晶層４を形成す
る（液晶層形成工程、図１（ｂ）参照）。この液晶層
は、配向膜２の作用により液晶規則性を有するものとな
る。
【００８９】そして、上記液晶規則性を有する液晶層４
に対して紫外光５を照射することにより、光重合開始剤
から発生させたラジカルで液晶層内の重合性液晶材料を
重合させ、液晶層４を光学機能層６とする（光学機能層
形成工程、図1（ｃ）および（ｄ）参照）。
【００９０】次に、このように基材３上に光学機能層６
が形成された光学素子８を、例えばオーブン中で所定の
温度に保持することにより、熱７を加え、熱処理を行う
（熱処理工程、図１（ｅ）参照）。
【００９１】これにより、熱処理が加えられ、加熱によ
る寸法安定性およびこれに伴う種々の光学機能が安定し
ている光学素子８を得ることができるのである（図１
（ｆ）参照）。
【００９２】以下、このような本発明の光学素子を製造
するための製造方法について説明し、その中で、本発明
の熱処理方法を詳細に説明する。
【００９３】１．基材調製工程 本発明の光学素子を製造するに際しては、まず配向能を
有する基材が準備される。このような配向能を有する基
材としては、基材そのものが配向能を有するものである
場合と、図１に示すように透明基板１上に配向膜２が形
成されて配向能を有する基材３として機能するものとを
挙げることができる。これらについては、上記の＜光学
素子＞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。
【００９４】２．液晶層形成工程 本発明においては、次に図1（ｂ）に示すように、上記
配向能を有する基材３上に液晶層４を形成する。
【００９５】本発明におけるこの液晶層とは、重合性液
晶材料で形成されたものであり、種々の液晶規則性を有
する液晶相を採り得る層であれば特に限定されない。
【００９６】このような液晶層の形成方法としては、例
えば以下の方法を挙げることができる。すなわち、通常
溶媒中に重合性モノマー等の重合性液晶材料、さらに必
要に応じてカイラル剤、さらには光重合開始剤等が溶解
された液晶層形成用塗工液を塗布することにより液晶層
形成用層を形成する。
【００９７】この際、塗布する方法としては、スピンコ
ート法、ロールコート法、スライドコート法、プリント
法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法(ダイコート法)
等が挙げられる。
【００９８】このように液晶形成用層を形成した後、溶
媒を除去することにより、種々の液晶規則性を有する液
晶層が形成されるのである。この際の溶媒の除去方法と
しては、例えば、減圧除去もしくは加熱除去、さらには
これらを組み合わせる方法等により行われる。
【００９９】本発明において、液晶層を形成する方法
は、上述した液晶層形成用塗工液を用いる方法に限定さ
れるものではなく、配向能を有する基材上に液晶材料か
らなるドライフィルムをラミネートし、これを加熱する
ことにより液晶規則性を付与する方法等であってもよ
い。しかしながら、本発明においては工程上の容易性等
の観点から、上述した液晶層形成用塗工液を用いる方法
が好ましい方法であるといえる。
【０１００】この液晶層形成用塗工液に用いられる重合
性液晶材料、カイラル剤および光重合開始剤に関して
は、上記「光学素子」における説明と同様であるのでこ
こでの説明は省略する。以下、この液晶層形成用塗工液
に用いられる溶媒、およびその他の添加剤について説明
する。
【０１０１】（溶媒）上記液晶層形成用塗工液に用いら
れる溶媒としては、上述した重合性液晶材料等を溶解す
ることが可能な溶媒であり、かつ配向能を有する基材上
の配向能を阻害しない溶媒であれば特に限定されるもの
ではない。
【０１０２】単一種の溶媒を使用しただけでは、重合性
液晶材料等の溶解性が不充分であったり、上述したよう
に配向能を有する基板が侵食される場合がある。しかし
２種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合
を回避することができる。溶液の濃度は、液晶性組成物
の溶解性や製造せんとする円偏光制御光学素子の膜厚に
依存するため一概には規定できないが、通常は５〜６０
質量％の範囲で調整される。
【０１０３】また、上記液晶層形成用塗工液には、塗布
を容易にするために界面活性剤等を加えることができ
る。
【０１０４】界面活性剤の添加量は、界面活性剤の種
類、重合性液晶材料の種類、溶媒の種類、さらには溶液
を塗布する配向能を有する基板の種類にもよるが、通常
は溶液に含まれる液晶性組成物の０．０１〜１質量％の
範囲にある。
【０１０５】３．光学機能層形成工程 本発明においては、上述した液晶層形成工程において形
成された重合性液晶材料を主成分とする液晶層に活性照
射線を照射することにより、液晶層がその液晶規則性を
有した状態で硬化させることにより、種々の光学的機能
を有する光学機能層を形成することができる。
【０１０６】この際照射する活性放射線とは、重合性液
晶材料や重合性カイラル剤等を重合せさることが可能な
放射線であれば特に限定されるものではないが、通常
は、波長が２５０〜４５０ｎｍの照射光が用いられる。
【０１０７】照射強度は、液晶層を形成している重合性
液晶材料の組成や光重合開始剤の多寡によって適宜調整
されて照射される。
【０１０８】４．転写工程 本発明においては、必要に応じて、上記光学機能層形成
工程の後、上記配向能を有する基材上に形成された光学
機能層を被転写材上に転写する工程を有するものであっ
てもよい。
【０１０９】これは、光学機能層を他の層と組み合わせ
て用いる場合や、光学機能層は可撓性の無い基材上で形
成することが好ましいが、使用に際しては可撓性のある
フィルム表面において用いたい場合等の必要に応じて行
われる。
【０１１０】転写は、上述した光学機能層形成工程で形
成された光学機能層の表面に被転写材表面を接触させる
ことにより行われる（図１（ｂ）および（ｃ）参照）。
【０１１１】この際の転写方法としては、例えば、被転
写材表面もしくは上記光学機能層表面に接着層を予め形
成しておき、この接着力により転写する方法、基材上の
配向膜等を易剥離性としておく方法等が挙げられる。
【０１１２】さらに有効な方法としては、光学機能層の
被転写材が接触する側の表面の表面硬度を基材側の表面
硬度よりも低くなるように形成し、この状態で転写を行
う方法や、光学機能層の上記被転写材側表面の残存二重
結合率が、上記基材側のものよりも高くするように形成
し、この状態で転写を行う方法等を挙げることができ
る。このように、光学機能層における表面側の重合度を
基材側の重合度より低く形成する方法としては、酸素の
存在下において重合速度が低下する酸素依存性を有する
光重合開始剤を上記重合性液晶材料に用い、表面側にの
み酸素が接触するような条件下で重合させる方法等を挙
げることができる。
【０１１３】この工程において用いられる被転写材とし
ては、用いられる光学素子の用途に応じて適宜選択され
るものではあるが、一般的には光学素子であることから
透明な材料、すなわち透明基板が好適に用いられる。
【０１１４】この透明基板に関しては、上記「配向能を
有する基材」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。
【０１１５】５．熱処理工程 本発明においては、上記光学機能層形成工程の後、熱処
理工程を行うところに特徴を有するものであり、本発明
の光学素子の熱処理方法は、この工程における熱処理方
法を含むものである。
【０１１６】すなわち、本発明の光学素子の熱処理方法
は、上述した支持材と、この支持材上に上述した光学機
能層形成工程により形成された光学機能層とを有する光
学素子に対して、所定の温度で熱処理を行うことを特徴
とするものであり、上記に説明したように、基材として
高分子延伸フィルム等を用いた場合には、当該熱処理温
度は、８０〜１２０℃程度である。より好ましい温度と
しては、９０℃〜１２０℃の範囲内、さらに好ましく
は、９０℃〜１１０℃の範囲内とすることができる。一
方、基材としてガラス基板等を用いた場合には、熱処理
温度は１８０℃〜２４０℃程度である。より好ましく
は、１９０℃〜２３０℃の範囲内、さらに好ましくは２
００℃〜２２０℃の範囲内である。
【０１１７】上記温度は、通常画像処理装置を製造する
際に、例えばＩＴＯ電極を形成する際や、配向膜として
のポリイミド膜を形成する場合に加えられる加熱温度を
考慮して決定されるものである。すなわち、熱処理され
る光学素子は、上述した画像処理装置の製造工程に加え
られる温度において、膜厚の安定性、ひいては膜厚に関
係する光学素子の諸機能が安定していることが求められ
る。したがって、少なくとも光学素子が用いられる画像
処理装置の製造工程に加えられる温度からそれより少な
くとも１０℃高い温度までの間で熱処理が加えられるこ
とが好ましいのである。
【０１１８】本発明においては、上述したような温度
で、１０分〜６０分、好ましくは１５分〜４５分、特に
２０分〜４０分の範囲内の時間で熱処理を行うことが好
ましい。
【０１１９】熱処理の時間は、上述したように内部の不
純物が除去される程度の時間であればよく、このような
観点から上述したような範囲内の時間で行われる。
【０１２０】このような熱処理は、一般的なオーブン等
の熱処理用機器を用いて行うことが可能である。
【０１２１】本発明においては、上記重合性液晶材料
が、光重合開始剤を含有していることが好ましい。本発
明においては、上述したように、加熱に際して光学機能
層内に存在する、主鎖と化学結合を有さない不純物が除
去されることによる膜厚の低下を防止することにより、
加熱時における光学機能層の膜厚の変化を最小限とする
ものである。したがって、予め光重合開始剤等の残渣が
光学機能層内に存在する光学機能層であることが、本発
明の熱処理方法の利点を最大限に活かすことができるも
のだからである。
【０１２２】このような熱処理方法は、光学機能層が位
相差層である位相差積層体において特に有効である。位
相差層の膜厚が、画像表示装置の製造工程において加熱
により変動すると、位相差層のリタデーション値が大幅
に変動することになる。このように位相差層のリタデー
ション値が変動してしまっては、光学的設計上大きな問
題となり、このようなリタデーション値の変動する位相
差層積層体は通常用いることができない。
【０１２３】本発明の熱処理方法によれば、予め上述し
たような熱処理を行うことにより、例えば画像装置の製
造工程において位相差層に熱が加わった場合でも、予め
熱処理がなされていることから、リタデーション値の変
動が最小限である。したがって、製造工程において、熱
が加わるような場合であっても用いることが可能とな
り、位相差層積層体としての用途が大幅に広がるといっ
た利点を有する。
【０１２４】また、上記熱処理方法は、光学機能層がコ
レステリック層である円偏光制御光学素子においても、
特に有効である。このようなコレステリック層は、その
中心反射波長が膜厚に依存するものである。したがって
上述した位相差層と同様に、重要な光学的特性である中
心反射波長が、製造時に加熱された場合でも変動しない
ものであるので、円偏光制御光学素子としての用途が大
幅に拡大するといった利点を有するからである。
【０１２５】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。
【０１２６】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに説明す
る。
【０１２７】Ａ．コレステリック層 （液晶層形成用塗工液の調製）重合性液晶材料、カイラ
ル剤、および光重合開始剤を１００：５：５（質量％）
の割合で混合した粉体を、トルエンに３０質量％になる
ように溶解して液晶層形成用塗工液を調製した。重合性
液晶材料、カイラル剤、および光重合開始剤としては、
下記のものを用いた。
【０１２８】・重合性液晶材料：末端に重合可能な官能
基を有し、５０℃〜１００℃でネマチック液晶性を示す
下記化学式（５）に示す重合性液晶モノマー
【化６】 ・カイラル剤：下記化学式（６）に示す化合物のメソゲ
ン両端にスペーサーを介して、アクリレートを設け、重
合可能にした重合性カイラル剤
【化７】 ・光重合開始剤：チバスぺシャリティケミカルズ社製の
ＩＲＧ９０７（商品名） （配向膜の調製）次に、厚さ０．７ｍｍのガラス基板
に、ポリイミドを主成分とする配向膜溶液をスピンコー
ティングし、溶媒を蒸発させた後に、２００℃でポスト
ベイクし、既知の方法でラビングして配向膜を作製し
た。
【０１２９】また、厚さ７５μｍのＴＡＣフィルムにポ
リビニルアルコールを主成分とする配向膜溶液をバーコ
ーティングし、溶媒を蒸発させた後に、１００℃でポス
トベイクし、既知の方法でラビングして配向膜を作成し
た。
【０１３０】（コレステリック層の形成）上記液晶層形
成用塗工液を、上記のポリイミド配向膜上にスピンコー
ティングした。次に、溶媒を蒸発させた後、８０℃×３
分で液晶分子を配向させ、コレステリック構造特有の選
択反射を示すことを確認した上で、ＵＶを照射して重合
させることによりコレステリック層を形成し、試料１を
作成した。
【０１３１】また、上記液晶形成用塗工液を、上記のポ
リビニルアルコール配向膜上にバーコーティングした。
次に、溶媒を蒸発させた後、８０℃×３分で液晶分子を
配向させ、コレステリック構造特有の選択反射を示すこ
とを確認した上で、ＵＶを照射して重合させることによ
りコレステリック層を形成し、試料２を作成した。
【０１３２】このようにして得た試料１を、２００℃×
６０分で熱処理を施した後、室温まで自然冷却して１日
放置した試料（実施例１）と、熱処理を施さなかった試
料（比較例１）を調整した。
【０１３３】また、試料２を、１００℃×６０分で熱処
理を施した後、室温まで自然冷却して１日放置した試料
（実施例２）と、熱処理を施さなかった試料（比較例
２）を調整した。
【０１３４】（評価）これらの実施例１および比較例１
の試料を２００℃×６０分で加熱し、加熱前と加熱後と
の各試料の選択反射中心波長を測定し、中心波長の変化
率を算出したところ、以下の様な結果が得られた。
【０１３５】 ・実施例１ １％の短波長側への変動 ・比較例１ ６％の短波長側への変動 また、実施例２および比較例２の試料を１００℃×６０
分で加熱し、上記と同様に各試料の中心波長の変化率を
算出したところ、以下の様な結果が得られた。
【０１３６】 ・実施例２ １％の短波長側への変動 ・比較例２ ６％の短波長側への変動 Ｂ．位相差層１ （液晶相形成用塗工液および配向膜の調製）カイラル剤
を用いず、重合性液晶材料および光重合開始剤を１０
０：５（質量％）とした以外は、上記Ａと同様にして液
晶層形成用塗工液を調製した。また、配向膜も上記Ａと
同様にして調整した。
【０１３７】（位相差層の形成）上記液晶層形成用塗工
液を、上記配向膜上にスピンコーティングまたはバーコ
ーティングした。次に、溶媒を蒸発させた後、８０℃×
３分で液晶分子をネマチック配向させた上で、ＵＶを照
射して重合させることにより位相差層を形成し、試料３
および４を作成した。
【０１３８】このようにして得たネマチチック構造を有
する試料３を、２００℃×６０分で熱処理を施した後、
室温まで自然冷却して１日放置した試料（実施例３）
と、熱処理を施さなかった試料（比較例３）を調整し、
また、試料４についても、１００℃×６０分で熱処理を
施した後、室温まで自然冷却して１日放置した試料（実
施例４）と、熱処理を施さなかった試料（比較例４）を
調整した。
【０１３９】（評価）これらの実施例３および比較例３
の試料を２００℃×６０分で加熱し、加熱前と加熱後と
の各試料のリタデーション値を測定し、加熱前後でのリ
タデーション値の変化率を算出したところ、以下の様な
結果が得られた。
【０１４０】 ・実施例３ １％のリタデーション値の変動 ・比較例３ ６％のリタデーション値の変動 また、実施例４および比較例４の試料を１００℃×６０
分で加熱し、上記と同様に各試料のリタデーション値の
変化率を算出したところ、以下の様な結果が得られた。
【０１４１】 ・実施例４ １％のリタデーション値の変動 ・比較例４ ６％のリタデーション値の変動 Ｃ．位相差層２ （液晶相形成用塗工液および配向膜の調製）重合性液晶
材料、カイラル剤、および光重合開始剤を１００：１
５：５（質量％）の割合とした以外は、上記Ａと同様に
して液晶層形成用塗工液を調製した。また、配向膜も上
記Ａと同様にして調整した。
【０１４２】（位相差層の形成）上記液晶層形成用塗工
液を、上記のポリイミド配向膜上にスピンコーティング
した。次に、溶媒を蒸発させた後、８０℃×３分で液晶
分子を配向させ、ＵＶを照射して重合させることにより
コレステリック層を形成し、試料５を作成した。上記液
晶層用塗工液は、実施例１で用いた液晶形成用塗工液よ
りもカイラル剤成分を多く含むため、作成された試料５
の選択反射中心波長は、紫外光領域であった。なお、こ
のようにして作成された位相差層は、負の位相差補償板
として機能するものであった。
【０１４３】また、上記液晶形成用塗工液を、上記のポ
リビニルアルコール配向膜上にバーコーティングした。
次に、溶媒を蒸発させた後、８０℃×３分で液晶分子を
配向させ、ＵＶを照射して重合させることによりコレス
テリック層を形成し、試料６を作成した。試料６におい
ても、選択反射中心波長は、紫外光領域であった。
【０１４４】このようにして得たネマチチック構造を有
する試料３を、２００℃×６０分で熱処理を施した後、
室温まで自然冷却して１日放置した試料（実施例５）
と、熱処理を施さなかった試料（比較例５）を調整し、
また、試料６についても、１００℃×６０分で熱処理を
施した後、室温まで自然冷却して１日放置した試料（実
施例６）と、熱処理を施さなかった試料（比較例６）を
調整した。
【０１４５】（評価）これらの実施例５および比較例５
の試料を２００℃×６０分で加熱し、加熱前と加熱後と
の各試料のリタデーション値を測定し、加熱前後でのリ
タデーション値の変化率を算出したところ、以下の様な
結果が得られた。
【０１４６】 ・実施例５ １％のリタデーション値の変動 ・比較例５ ６％のリタデーション値の変動 また、実施例６および比較例６の試料を１００℃×６０
分で加熱し、上記と同様に各試料のリタデーション値の
変化率を算出したところ、以下の様な結果が得られた。
【０１４７】 ・実施例６ １％のリタデーション値の変動 ・比較例６ ６％のリタデーション値の変動
【０１４８】
【発明の効果】本発明は、１００℃で６０分加熱した際
の膜厚の減少率が極めて小さい光学素子であるので、例
えば光学素子を位相差板として用いた場合であればリタ
デーション値、光学素子が円偏光制御光学素子であれば
中心反射波長の変化を最小限とすることができる。した
がって、種々の画像表示装置に組み込まれて用いられた
場合でも、光学素子の機能の変化を最小限とすることが
可能であることから、種々の用途展開を図ることができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子の製造方法の一例を示す工程
図である。
【符号の説明】
３ 基材 ４ 液晶層 ６ 光学機能層 ８ 光学素子

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】支持材と、前記支持材上に重合性液晶材料
    が所定の液晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層
    とを有する光学素子であって、前記光学素子が、所定温
    度で熱処理されてなるものであり、前記熱処理後の前記
    光学機能層の膜厚をＡ、前記光学素子を、再度前記の熱
    処理温度で６０分間加熱した後の前記光学機能層の膜厚
    をＢ、とした場合に、（Ａ−Ｂ）／Ａで定義される前記
    光学機能層の膜厚減少率が、５％以下であることを特徴
    とする、光学素子。
  2. 【請求項２】前記重合性液晶材料が、光重合開始剤を有
    する、請求項１に記載の光学素子。
  3. 【請求項３】前記支持材が、配向能を有する基材であ
    る、請求項１または２に記載の光学素子。
  4. 【請求項４】支持材と、前記支持材上に重合性液晶材料
    がネマチック規則性もしくはスメクチック規則性もしく
    はコレステリック規則性を有して硬化された位相差層と
    を有する位相差層積層体であって、前記位相差層積層体
    が、所定温度で熱処理されてなるものであり、前記熱処
    理後の前記位相差層のリタデーション値をＲａ、前記位
    相差層積層体を、再度前記の熱処理温度で６０分間加熱
    した後の前記位相差層のリタデーション値をＲｂ、とし
    た場合に、（Ｒａ−Ｒｂ）／Ｒａで定義される前記位相
    差層のリタデーション減少率が、５％以下であることを
    特徴とする、位相差層積層体。
  5. 【請求項５】前記のコレステリック規則性を有する重合
    性液晶材料が、光重合開始剤と、重合性液晶モノマー
    と、重合性カイラル剤とを有する、請求項４に記載の位
    相差層積層体。
  6. 【請求項６】前記重合性液晶材料が、光重合開始剤と重
    合性液晶モノマーとを有する、請求項４に記載の位相差
    層積層体。
  7. 【請求項７】前記支持材が、配向能を有する基材であ
    る、請求項４〜６のいずれか１項に記載の位相差層積層
    体。
  8. 【請求項８】支持材と、前記支持材上に重合性液晶材料
    がコレステリック規則性を有して硬化されたコレステリ
    ック層とを有する円偏光制御光学素子であって、前記円
    偏光制御光学素子が、所定温度で熱処理されてなるもの
    であり、前記熱処理後の前記コレステリック層の中心反
    射波長をλａ、前記円偏光制御光学素子を、再度前記の
    熱処理温度で６０分間加熱した後の前記コレステリック
    層の中心反射波長をλｂ、とした場合に、｜λａ−λｂ
    ｜／λａで定義される前記中心波長の変化率が５％以
    下、であることを特徴とする、円偏光制御光学素子。
  9. 【請求項９】前記重合性液晶材料が、光重合開始剤と、
    重合性液晶モノマーと、重合性カイラル剤とを有する、
    請求項８に記載の円偏光制御光学素子。
  10. 【請求項１０】前記支持材が、配向能を有する基材であ
    る、請求項８または９に記載の円偏光制御光学素子。
  11. 【請求項１１】基材と、前記基材上に重合性液晶材料が
    所定の液晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層と
    を有する光学素子に対して、所定温度で熱処理を行うこ
    とにより光学素子に耐熱性を付与する、ことを特徴とす
    る、光学素子の熱処理方法。
  12. 【請求項１２】基材と、前記基材上に重合性液晶材料が
    所定の液晶規則性を有して硬化されてなる光学機能層と
    を有する光学素子に対して、該重合性液晶材料の重合前
    の等方層以上の温度で熱処理を行うことにより光学素子
    に耐熱性を付与する、ことを特徴とする、光学素子の熱
    処理方法。
  13. 【請求項１３】前記熱処理が、１０分間〜６０分間の時
    間で行われる、請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記重合性液晶材料が、光重合開始剤を
    含有している、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】前記光重合開始剤の含有量が、１質量％
    以上である、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記熱処理の温度が、前記光学機能層が
    その後用いられる光学機器の製造工程で加えられる温
    度、または前記光学機器が使用される温度から、その温
    度より１０℃高い温度までの範囲内の温度である、請求
    項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記光学機能層が位相差層であり、前記
    重合性液晶材料が、重合性液晶モノマーを含むものであ
    り、さらに前記液晶規則性がネマチック規則性、スメク
    チック規則性、またはコレステリック規則性である、請
    求項１１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記光学機能層がコレステリック層であ
    り、前記重合性液晶材料が、重合性液晶モノマーと重合
    性カイラル剤とを含むものであり、さらに前記液晶規則
    性がコレステリック規則性である、請求項１１〜１７の
    いずれか１項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記重合性液晶材料が、重合性液晶モノ
    マーを含むものであり、前記重合性液晶モノマー分子が
    両末端に重合性官能基を有する、請求項１１〜１６のい
    ずれか１項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】前記重合性液晶材料が、重合性液晶モノ
    マーと重合性カイラル剤を含むものであり、前記重合性
    カイラル剤分子が、両末端に重合性官能基を有する、請
    求項１９に記載の方法。
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