JP4402429B2 - Optical element - Google Patents

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Description

本発明は位相差基板やカラーフィルタ等として利用可能な、光学素子に関するものである。   The present invention relates to an optical element that can be used as a retardation substrate, a color filter, and the like.

近年、重合性液晶を用いて形成された光学素子が様々な分野で応用され始めている。重合性のネマティック液晶、コレステリック液晶、カイラルネマティック液晶、もしくはディスコティック液晶を用いて形成された位相差層や、重合性のコレステリック液晶もしくはカイラルネマティック液晶を用いて形成された層を用いた反射型の偏光分離素子や偏光カラーフィルター等の多種多様なものが開発されてきている。   In recent years, optical elements formed using polymerizable liquid crystals have begun to be applied in various fields. A reflection type using a retardation layer formed using a polymerizable nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal, or a discotic liquid crystal, or a layer formed using a polymerizable cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal. A wide variety of devices such as a polarization separation element and a polarization color filter have been developed.

例えば、光反応型キラル材を含む重合性コレステリック液晶組成物を用いて、塗布し、フォトマスクを介して紫外線照射して硬化させることにより、カラーフィルタ基板を製造することが開示されている。ここで、各色のカラーフィルタ領域の形成は室温下で紫外線照射することにより行なわれており、また、コレステリック液晶層が等方性になるまで加熱しながら紫外線照射することにより、透明性仕切壁を形成することも開示されている。(特許文献1)。
特開2003−66214号公報。
For example, it is disclosed that a color filter substrate is produced by applying a polymerizable cholesteric liquid crystal composition containing a photoreactive chiral material and curing it by irradiating with ultraviolet rays through a photomask. Here, the formation of the color filter region of each color is performed by irradiating with ultraviolet rays at room temperature, and the transparent partition wall is formed by irradiating with ultraviolet rays while heating until the cholesteric liquid crystal layer becomes isotropic. Forming is also disclosed. (Patent Document 1).
JP2003-66214A.

特許文献1に開示された方法では、紫外線照射しながら、もしくは照射後に、光照射量に応じて異性化した光反応型キラル材に対応して液晶状態を形成し得る温度に加熱するので、コレステリック液晶層の波長特性の制御は可能であるものの、各領域の厚みや位相差を等しくすることや、選択反射波長帯域の幅を調整する等の方策は特に考慮されていない。   In the method disclosed in Patent Document 1, heating is performed at a temperature at which a liquid crystal state can be formed corresponding to the photoreactive chiral material isomerized according to the amount of light irradiation, while irradiating with ultraviolet rays or after irradiation. Although it is possible to control the wavelength characteristics of the liquid crystal layer, measures such as equalizing the thickness and phase difference of each region and adjusting the width of the selective reflection wavelength band are not particularly considered.

本発明における課題は、液晶を用いて構成される光学素子の各領域の厚みや位相差を等しくすることや、選択反射波長帯域の幅を調整することが可能な光学素子を提供することを課題とするものである。   An object of the present invention is to provide an optical element capable of equalizing the thickness and phase difference of each region of an optical element configured using liquid crystal and adjusting the width of a selective reflection wavelength band. It is what.

発明者の検討によれば、光学素子の各領域を形成するための液晶材料として異なるものを用いることにより、各領域の厚み、位相差を制御可能であることが判明し、また、コレステリック液晶を用いて各色光を選択反射するカラーフィルタとする際に、選択反射波長帯域の幅を調整可能であることも判明し、本発明に到達することができた。   According to the inventor's study, it was found that the thickness and phase difference of each region can be controlled by using different liquid crystal materials for forming each region of the optical element. It was also found that the width of the selective reflection wavelength band can be adjusted when using the color filter to selectively reflect each color light, and the present invention has been achieved.

課題を解決する第1の発明は、基板上の複数の領域に液晶規則性を有する架橋した液晶層が配置され、前記液晶層は、前記領域毎に異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成されており、前記基板上に、カラーフィルタ層が積層され、前記重合性液晶組成物は、複屈折率の異なる二種類以上の液晶材料を積層又は配合してなることを特徴とする光学素子に関するものである。
In a first invention for solving the problem, a cross-linked liquid crystal layer having liquid crystal regularity is arranged in a plurality of regions on a substrate, and the liquid crystal layer is a cross-linked cured product of a polymerizable liquid crystal composition that is different for each region. An optical element comprising: a color filter layer stacked on the substrate; and the polymerizable liquid crystal composition is formed by stacking or blending two or more liquid crystal materials having different birefringences. It is about.

また、第2の発明は、第1の発明において、前記液晶層の領域毎の厚みおよび複屈折率は、前記領域毎に対応して入射される互いに異なる波長帯域の中心波長の光に対して、同じ位相差を与えるよう調整されたものであることを特徴とする光学素子に関するものである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the thickness and birefringence of each region of the liquid crystal layer are different from those of central wavelengths in different wavelength bands incident corresponding to the regions. The present invention relates to an optical element that is adjusted to give the same phase difference.

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記液晶層の領域毎の厚みが、実質的に等しいことを特徴とする光学素子に関するものである。   A third invention relates to the optical element according to the first or second invention, wherein the thickness of each region of the liquid crystal layer is substantially equal.

第4の発明は、第1または第2の発明において、前記液晶層の領域毎の厚みが、異なることを特徴とする光学素子に関するものである。   A fourth invention relates to an optical element according to the first or second invention, wherein the thickness of each region of the liquid crystal layer is different.

第5の発明は、第1〜第4いずれかの発明において、前記重合性液晶組成物は、ネマチック規則性を有するものであることを特徴とする光学素子に関するものである。   A fifth invention relates to an optical element according to any one of the first to fourth inventions, wherein the polymerizable liquid crystal composition has nematic regularity.

第6の発明は、第1の発明において、前記各液晶層はコレステリック規則性を有するものであり、領域毎に中心波長が異なる選択反射波長帯域を有していることを特徴とする光学素子に関するものである。
A sixth invention relates to the optical element according to the first invention, wherein each of the liquid crystal layers has a cholesteric regularity and has a selective reflection wavelength band having a different central wavelength for each region. Is.

第7の発明は、第6の発明において、領域毎の前記選択反射波長帯域の幅が、実質的に等しいことを特徴とする光学素子に関するものである。   A seventh invention relates to the optical element according to the sixth invention, wherein the widths of the selective reflection wavelength bands for each region are substantially equal.

第8の発明は、第6の発明において、前記選択反射波長帯域の各々が赤色光、緑色光、および青色光の各々に対応したものであり、青色光の選択反射波長帯域の幅Δλ(G)が、赤色光の選択反射波長帯域の幅Δλ(R)、および青色光の選択反射波長帯域の幅Δλ(B)よりも小さいことを特徴とする光学素子に関するものである。   According to an eighth invention, in the sixth invention, each of the selective reflection wavelength bands corresponds to each of red light, green light, and blue light, and a blue light selective reflection wavelength band width Δλ (G ) Is smaller than the width Δλ (R) of the selective reflection wavelength band of red light and the width Δλ (B) of the selective reflection wavelength band of blue light.

第9の発明は、基板上の複数の領域の各々に、液晶規則性を有する架橋した複数の液晶層が積層されて配置され、前記の複数の液晶層は、前記領域毎に異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成されており、前記基板上に、カラーフィルタ層が積層され、前記重合性液晶組成物は、複屈折率の異なる二種類以上の液晶材料を積層又は配合してなることを特徴とする光学素子に関するものである。
According to a ninth aspect of the present invention, a plurality of cross-linked liquid crystal layers having liquid crystal regularity are laminated in each of a plurality of regions on a substrate, and the plurality of liquid crystal layers are different in polymerizable liquid crystal in each region. It is composed of a crosslinked cured product of the composition , a color filter layer is laminated on the substrate, and the polymerizable liquid crystal composition is obtained by laminating or blending two or more liquid crystal materials having different birefringences. The present invention relates to an optical element.

第1の発明によれば、液晶層が、領域毎に異なる重合性液晶組成物の硬化物で構成されており、前記基板上に、カラーフィルタ層が積層され、前記重合性液晶組成物は、複屈折率の異なる二種類以上の液晶材料を積層又は配合してなるので、液晶層の厚みを各種類間で一定にすることや各種類間で位相差を揃えることが可能な光学素子を提供することができる。
According to the first invention, the liquid crystal layer is composed of a cured product of a polymerizable liquid crystal composition that varies from region to region , a color filter layer is laminated on the substrate, and the polymerizable liquid crystal composition is Since two or more types of liquid crystal materials with different birefringence are laminated or blended, an optical element is provided that can make the thickness of the liquid crystal layer constant between each type and the phase difference between each type. can do.

第2の発明によれば、第1の発明の効果に加えて、入射される光の波長に応じて厚みおよび複屈折率を変えることにより、位相差を一定にすること、もしくは位相差を所望の値とすることが可能な光学素子を提供することができる。   According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, by changing the thickness and birefringence according to the wavelength of incident light, the phase difference is made constant, or the phase difference is desired. The optical element which can be set to the value of can be provided.

第3の発明によれば、第1または第2の発明の効果に加えて、領域毎の液晶層の厚みがほぼ一定な光学素子を提供することができる。   According to the third invention, in addition to the effects of the first or second invention, it is possible to provide an optical element in which the thickness of the liquid crystal layer for each region is substantially constant.

第4の発明によれば、第1または第2の発明の効果に加えて、色毎に駆動する液晶の厚みの異なるマルチギャップタイプの液晶表示素子に適用するのに適した光学素子を提供することができる。   According to the fourth invention, in addition to the effects of the first or second invention, there is provided an optical element suitable for application to a multi-gap type liquid crystal display element having different thicknesses of liquid crystal driven for each color. be able to.

第5の発明によれば、請求項1〜請求項4いずれかの発明の効果に加えて、液晶層がネマティック規則性を有するものであるので、各液晶層の面内に光軸を有する位相差板として利用することが可能な光学素子を提供することができる。
According to the fifth invention, in addition to the effects of any one of the first to fourth inventions, since the liquid crystal layer has nematic regularity, the position of having the optical axis in the plane of each liquid crystal layer. An optical element that can be used as a phase difference plate can be provided.

第6の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、液晶層がコレステリック規則性を有するものであるので、領域毎に、異なる選択反射波長帯域を有する反射フィルタとして利用することが可能な光学素子を提供することができる。また、面内の法線方向に光軸を有する位相差板として利用することが可能な光学素子を提供することができる。
According to the sixth invention, in addition to the effect of the invention of claim 1, since the liquid crystal layer has cholesteric regularity, it can be used as a reflection filter having a different selective reflection wavelength band for each region. Possible optical elements can be provided. Moreover, the optical element which can be utilized as a phase difference plate which has an optical axis in the normal line direction in a surface can be provided.

第7の発明によれば、第6の発明の効果に加えて、カラーディスプレイに適用した際にホワイトバランスを良好にすることが可能な光学素子を提供することができる。   According to the seventh aspect, in addition to the effect of the sixth aspect, it is possible to provide an optical element capable of improving the white balance when applied to a color display.

第8の発明によれば、第6の発明の効果に加えて、各液晶層の選択反射波長帯域が赤色光、緑色光、および青色光の各々に対応しており、そのうち、青色光の選択反射波長帯域の幅を小さくすることにより、視感度係数の小さい赤色光および青色光の輝度を向上させてホワイトバランスを得ることができ、各液晶層の選択反射波長帯域の幅を一定にするのにくらべ、より製造を容易とすることが可能な光学素子を提供することができる。   According to the eighth invention, in addition to the effects of the sixth invention, the selective reflection wavelength band of each liquid crystal layer corresponds to each of red light, green light, and blue light, of which blue light is selected. By reducing the width of the reflection wavelength band, it is possible to improve the brightness of red light and blue light with a low visibility coefficient to obtain white balance, and to make the width of the selective reflection wavelength band of each liquid crystal layer constant. In contrast, an optical element that can be manufactured more easily can be provided.

第9の発明によれば、領域毎に複数の液晶層が積層されており、前記基板上に、カラーフィルタ層が積層され、前記重合性液晶組成物は、複屈折率の異なる二種類以上の液晶材料を積層又は配合してなるので、積層された各々の液晶層の光学特性が複合した特性を有する光学素子を提供することができ、例えば、任意の選択反射波長帯域を設定可能な光学素子を提供することができる。
According to the ninth invention, a plurality of liquid crystal layers are laminated for each region , a color filter layer is laminated on the substrate, and the polymerizable liquid crystal composition comprises two or more types having different birefringence indices. Since the liquid crystal material is laminated or blended, it is possible to provide an optical element having a characteristic in which the optical characteristics of the laminated liquid crystal layers are combined. For example, an optical element capable of setting an arbitrary selective reflection wavelength band Can be provided.

図1は、本発明の光学素子の積層構造を概念的に示す図である。図1(a)に例示するように、本発明の光学素子1は、基板2上に配向膜3を介して液晶層4が積層された積層構造からなるものである。このうち、配向膜3は、基板2の液晶層4側が配向性を有する場合、省くことができ、以降の例においても、液晶層4の下面に接する層の上面が配向性を有していれば省くことができる。液晶層4は複数の領域に配置されたもので、各々の領域毎に異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成され、液晶規則性を有する架橋したものであり、図1(a)に示すように、領域毎に異なる二種類以上の液晶層から構成されたものであり、たとえば、図中、R、G、およびBの文字を付けて示したように、三種類の液晶層からなるものである。液晶層4が、このように三種類の液晶層からなるものは、各々を赤色用、緑色用、および青色用としてカラー表示用に用いるのに適するが、液晶層4は、二種類の液晶層からなるものであってもよい。   FIG. 1 is a diagram conceptually showing the laminated structure of the optical element of the present invention. As illustrated in FIG. 1A, the optical element 1 of the present invention has a laminated structure in which a liquid crystal layer 4 is laminated on a substrate 2 via an alignment film 3. Among these, the alignment film 3 can be omitted when the liquid crystal layer 4 side of the substrate 2 has orientation, and the upper surface of the layer in contact with the lower surface of the liquid crystal layer 4 also has orientation in the following examples. Can be omitted. The liquid crystal layer 4 is disposed in a plurality of regions, and is composed of a cross-linked cured product of a different polymerizable liquid crystal composition for each region, and is a cross-linked one having liquid crystal regularity, as shown in FIG. As shown, it is composed of two or more types of liquid crystal layers that differ from region to region. For example, as shown with the letters R, G, and B in the figure, it consists of three types of liquid crystal layers. Is. The liquid crystal layer 4 is composed of three types of liquid crystal layers as described above, and is suitable for use in color display for red, green, and blue, respectively. However, the liquid crystal layer 4 includes two types of liquid crystal layers. It may consist of.

本発明の光学素子1は、液晶層4以外の光学的要素と組み合わせたものであってもよく、他の光学的要素としては、代表的にはカラーフィルタ層を挙げることができる。従って、図1(b)に示すように、本発明の光学素子1は、基板2上にカラーフィルタ層5、配向膜3、および液晶層4が順に積層された積層構造を有するものであってもよいし、あるいは、図1(c)に示すように、基板2上に配向膜3、液晶層4、およびカラーフィルタ層5が順に積層された積層構造を有するものであってもよい。   The optical element 1 of the present invention may be combined with an optical element other than the liquid crystal layer 4, and a typical example of the other optical element is a color filter layer. Accordingly, as shown in FIG. 1B, the optical element 1 of the present invention has a laminated structure in which a color filter layer 5, an alignment film 3, and a liquid crystal layer 4 are laminated on a substrate 2 in this order. Alternatively, as shown in FIG. 1C, the substrate may have a laminated structure in which an alignment film 3, a liquid crystal layer 4, and a color filter layer 5 are laminated in this order on the substrate 2.

カラーフィルタ層5もまた、液晶層4と同様に、二種類以上の複数種類の区域が配列して構成されたものであってよく、たとえば、図中、R、G、およびBの文字を付けて示したように、三種類の区域からなるものである。カラーフィルタ層5が、このように三種類の区域からなるものは、各々を赤色用、緑色用、および青色用としてカラー表示用に用いるのに適するが、カラーフィルタ層5は、二種類の区域からなるものであってもよい。   Similarly to the liquid crystal layer 4, the color filter layer 5 may also be configured by arranging two or more types of areas. For example, the letters R, G, and B are attached in the drawing. As shown, it consists of three types of areas. The color filter layer 5 having three types of areas is suitable for use in color display as red, green, and blue, respectively. However, the color filter layer 5 has two types of areas. It may consist of.

図1(b)および図1(c)を引用して説明した、カラーフィルタ層5を有する積層構造において、カラーフィルタ層5は、各区域の境界にブラックマトリックス6を伴ってもよい。   In the laminated structure having the color filter layer 5 described with reference to FIGS. 1B and 1C, the color filter layer 5 may be accompanied by a black matrix 6 at the boundary of each area.

基板2は、透明なガラス、石英、もしくはプラスチックで構成され、配向膜3および液晶層4、並びに、必要に応じ、カラーフィルタ層5およびブラックマトリックス6を支持する支持体である。   The substrate 2 is made of transparent glass, quartz, or plastic, and is a support that supports the alignment film 3 and the liquid crystal layer 4 and, if necessary, the color filter layer 5 and the black matrix 6.

配向膜3は、液晶層4中の液晶化合物を配向させるもので、代表的には、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、もしくはポリビニルアルコール樹脂等の樹脂の被膜を、これらの樹脂を溶解した樹脂組成物を塗布し、乾燥させることにより形成した後、レーヨン、綿、ポリアミド、もしくはポリメチルメタクリレート等の布を巻き付けた金属ローラ等により所定の方向に摩擦するラビングを施すことにより形成されたものである。この他、配向膜3としては、SiO2等、もしくは有機材料等の斜方蒸着膜、有機シラン等の有機材料の垂直配向膜や垂直配向膜にラビングを施したもの等であってもよい。なお、延伸されたプラスチックシートのように自身が配向性を有するものである場合には、配向膜3の形成を省くことができ、また、散乱性のコレステリック層やネマチック層を得たい場合にも配向膜3の形成を省くことができ、配向性の無い基材上に製膜することができる。 The alignment film 3 aligns the liquid crystal compound in the liquid crystal layer 4, and typically a resin composition such as a polyamide resin, a polyimide resin, or a polyvinyl alcohol resin is dissolved in the resin composition. After being formed by applying and drying, it is formed by rubbing rubbing in a predetermined direction with a metal roller or the like wrapped with a cloth such as rayon, cotton, polyamide, or polymethyl methacrylate. In addition, the alignment film 3 may be an oblique deposition film such as SiO 2 or an organic material, a vertical alignment film of an organic material such as organic silane, or a film obtained by rubbing a vertical alignment film. If the film itself has orientation, such as a stretched plastic sheet, the formation of the alignment film 3 can be omitted, and also when a scattering cholesteric layer or nematic layer is desired. The formation of the alignment film 3 can be omitted, and the film can be formed on a substrate having no orientation.

液晶層4は、複数の領域に配置されたもので、各々の領域毎に異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成され、液晶規則性を有する架橋したものであり、好ましくは紫外線硬化性液晶組成物もしくは電子線硬化性液晶組成物等の電離放射線硬化性液晶組成物の架橋硬化物からなり、より好ましくは、低分子液晶の液晶規則性を保持したまま三次元的に架橋させたものであるが、高分子液晶を一旦結晶状態とした後、急冷することにより液晶規則性を持たせたものでもよく、これらが混在したものであってもよい。また、二種類以上の液晶層は、少なくとも二種類の液晶層が、互いに異なるものどうしであることが好ましい。   The liquid crystal layer 4 is disposed in a plurality of regions, is composed of a cross-linked cured product of a polymerizable liquid crystal composition that is different for each region, and is a cross-linked one having liquid crystal regularity, preferably UV curable. A crosslinked cured product of an ionizing radiation curable liquid crystal composition such as a liquid crystal composition or an electron beam curable liquid crystal composition, and more preferably a three-dimensionally crosslinked material while maintaining the liquid crystal regularity of a low molecular liquid crystal However, the polymer liquid crystal may be once crystallized and then rapidly cooled to give liquid crystal regularity, or a mixture of these. Moreover, it is preferable that at least two types of liquid crystal layers are different from each other in the two or more types of liquid crystal layers.

液晶層4を得るには、各々の種類の液晶層を形成するための必要な種類の電離放射線硬化性液晶組成物を準備し、まず、基板2上に、第1の電離放射線硬化性液晶組成物を適用し、適用された第1の電離放射線硬化性液晶組成物を加熱する等して配向させ、その後、紫外線もしくは電子線等の電離放射線をパターン状に照射して現像することにより、第1の液晶層を形成した後、用いる電離放射線硬化性液晶組成物を代え、かつ電離放射線をパターン状に照射する際のパターンを変更して、すでに形成された液晶層とは位置を変え、そのほかは第1の液晶層を形成するときと同様な過程を繰り返すことにより行なえばよい。   In order to obtain the liquid crystal layer 4, necessary types of ionizing radiation curable liquid crystal compositions for forming each type of liquid crystal layer are prepared. First, the first ionizing radiation curable liquid crystal composition is formed on the substrate 2. The first ionizing radiation curable liquid crystal composition applied is aligned by heating, etc., and then developed by irradiation with ionizing radiation such as ultraviolet rays or electron beams in a pattern. After forming the liquid crystal layer 1, the ionizing radiation curable liquid crystal composition to be used is changed, and the pattern when the ionizing radiation is irradiated in a pattern is changed to change the position of the liquid crystal layer that has already been formed. May be performed by repeating the same process as that for forming the first liquid crystal layer.

液晶層4を形成するための各種類の電離放射線硬化性液晶組成物としては、アクリレート基等の重合性官能基を有する重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマー、もしくは重合性液晶ポリマーのいずれか一つのグループ、もしくは二以上のグループから選ばれた1一種類もしくは二種類以上の液晶化合物の組み合わせを含むものを用いることができ、液晶のタイプとしては、ネマティック液晶、コレステリック液晶、もしくはスメクチック液晶のいずれのタイプであってもよい。   Each type of ionizing radiation curable liquid crystal composition for forming the liquid crystal layer 4 is any one of a polymerizable liquid crystal monomer having a polymerizable functional group such as an acrylate group, a polymerizable liquid crystal oligomer, or a polymerizable liquid crystal polymer. One group or a combination of two or more liquid crystal compounds selected from two or more groups can be used. The type of liquid crystal can be either nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, or smectic liquid crystal. May be the type.

ここで液晶分子の複屈折率Δnと、液晶硬化物の層の膜厚によりリターデーションや選択反射の強度が決定されるため、Δnは0.03以上が好ましく、さらに好ましくは0.05以上が好ましいものであり、下記の式(1)〜式(7)に挙げる化合物を例示することができる。

Figure 0004402429
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Here, since the retardation and the intensity of selective reflection are determined by the birefringence Δn of the liquid crystal molecules and the thickness of the liquid crystal cured layer, Δn is preferably 0.03 or more, more preferably 0.05 or more. It is a preferable thing and can illustrate the compound quoted in following formula (1)-a formula (7).
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複屈折率Δnの測定については、リターデーションと膜厚の測定より行なうことができ、リターデーションの測定は、自動複屈折計(王子計測機器(株)製、品番;「KOBRA−21シリーズ」)等の市販の装置を用いて行なうことが可能であり、測定光の波長は可視光域(380〜780nm)であることが好ましく、比視感度の最も大きい波長が550nm付近の光で測定することが特に好ましい。また膜厚測定については、触針式段差計(スローン(Sloan)社製、商品名「DEKTAK」)等の市販の装置を用いることが可能である。   The birefringence Δn can be measured by measuring retardation and film thickness. Retardation is measured by an automatic birefringence meter (manufactured by Oji Scientific Instruments, product number; “KOBRA-21 series”). The wavelength of the measurement light is preferably in the visible light range (380 to 780 nm), and the wavelength with the highest specific luminous efficiency is measured with light near 550 nm. Is particularly preferred. For film thickness measurement, it is possible to use a commercially available apparatus such as a stylus type step gauge (manufactured by Sloan, trade name “DEKTAK”).

電離放射線硬化性液晶組成物中には、上記のような液晶に加え、液晶の配向を大きく阻害させない範囲で光重合開始剤を添加することが好ましく、たとえば、ベンジル(もしくはビベンゾイル)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、または1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等を挙げることができる。このような光重合開始剤は、重合性液晶材料100(質量基準)に対し、0.01〜10%程度を配合することが好ましく、より好ましくは0.1〜7%、特に好ましくは0.5〜5%である。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できる。   In the ionizing radiation-curable liquid crystal composition, it is preferable to add a photopolymerization initiator in a range that does not significantly disturb the alignment of the liquid crystal in addition to the liquid crystal as described above. Benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, p -Isoamyl dimethylaminobenzoate, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, -Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl Phenylketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4 -Diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, etc. can be mentioned. Such a photopolymerization initiator is preferably blended in an amount of about 0.01 to 10%, more preferably 0.1 to 7%, particularly preferably 0. 5 to 5%. In addition to the photopolymerization initiator, a sensitizer can be added within a range that does not impair the object of the present invention.

本発明においては、液晶層4を構成する二種類以上の液晶層は、異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成された、好ましくは、二種類の液晶層が、複屈折率の異なるものであり、このような液晶層4は位相差層として利用するのに適している。一般的に、位相差の程度を表わすリターデーション量Rは、R=(n1−n2)・dで表わすことができ、ここで、n1は常光屈折率、n2は異常光屈折率、dは液晶層の厚みであり、光学素子1が二種類以上の液晶層を有するとき、各々の液晶層の厚み(d)を一定になるように形成したとしても、複屈折率(n1−n2)を異ならせることにより、所定の、例えば、各種類において同じリターデーション量を実現することができる。例えば、液晶層に入射する光が、液晶層の種類毎に異なる波長(もしくは波長帯域)のものである場合、液晶層の厚みおよび位相差を揃えたい場合には、複屈折率(n1−n2)を調整することにより、それらの実現を図ることができる。液晶層の複屈折率(n1−n2)を調整するには、複屈折率の大きい液晶材料と、複屈折率の小さい液晶材料とを所定の比で混合することにより、行なうことができる。また、本発明の光学素子1を、色毎に駆動する液晶の厚みの異なるマルチギャップタイプの液晶表示素子に適用する際には、光学素子1の液晶層4の厚みdを領域毎に変える必要があるが、複屈折率(n1−n2)を異ならせることにより、所定のリターデーション量を実現することができる。   In the present invention, the two or more types of liquid crystal layers constituting the liquid crystal layer 4 are composed of cross-linked cured products of different polymerizable liquid crystal compositions. Preferably, the two types of liquid crystal layers have different birefringences. Such a liquid crystal layer 4 is suitable for use as a retardation layer. In general, the retardation amount R representing the degree of phase difference can be represented by R = (n1−n2) · d, where n1 is an ordinary refractive index, n2 is an extraordinary refractive index, and d is a liquid crystal. When the optical element 1 has two or more types of liquid crystal layers, the birefringence index (n1-n2) is different even if each liquid crystal layer has a constant thickness (d). By doing so, the same retardation amount can be realized in a predetermined, for example, each type. For example, when the light incident on the liquid crystal layer has a different wavelength (or wavelength band) depending on the type of the liquid crystal layer, the birefringence (n1-n2) ) Can be realized by adjusting. The birefringence (n1-n2) of the liquid crystal layer can be adjusted by mixing a liquid crystal material having a high birefringence and a liquid crystal material having a low birefringence at a predetermined ratio. Further, when the optical element 1 of the present invention is applied to a multi-gap type liquid crystal display element having different liquid crystal thicknesses driven for each color, it is necessary to change the thickness d of the liquid crystal layer 4 of the optical element 1 for each region. However, a predetermined retardation amount can be realized by making the birefringence (n1-n2) different.

なお、二種類以上の液晶層で液晶層4を構成する場合、個々の液晶層の厚みは、例えば、電離放射線硬化性液晶組成物の塗布条件、および硬化時の収縮等によって決まり、現像の際に若干溶解することによる厚みの減少もあり得るので、本発明の光学素子1における液晶層4を構成する各液晶層の厚みが一定であるとは、種類毎の液晶層の厚み(平均値である。)のうち、最大のものを基準としたときに、その−10%以内であればよいものとする。   When the liquid crystal layer 4 is composed of two or more types of liquid crystal layers, the thickness of each liquid crystal layer is determined by, for example, the application conditions of the ionizing radiation curable liquid crystal composition and the shrinkage at the time of curing. Since the thickness of each liquid crystal layer constituting the liquid crystal layer 4 in the optical element 1 of the present invention is constant, the thickness of the liquid crystal layer for each type (average value) )), The maximum value is within -10%.

本発明において、液晶層4はネマチック規則性を有するものであり得る。液晶層4がネマチック規則性を有するものである光学素子1は、各液晶層の面内に光軸を有する位相差板として利用することが可能なものである。液晶層4はまた、ネマティック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマティック液晶で構成してもよい。コレステリック液晶規則性を有する液晶層4を、液晶層の種類毎に選択反射波長帯域を持たせ、しかも、その中心波長を異ならせることにより、このような液晶層4は、反射型液晶表示装置の反射層として利用するのに適している。   In the present invention, the liquid crystal layer 4 may have nematic regularity. The optical element 1 in which the liquid crystal layer 4 has nematic regularity can be used as a retardation plate having an optical axis in the plane of each liquid crystal layer. The liquid crystal layer 4 may also be composed of chiral nematic liquid crystal having cholesteric regularity obtained by adding a chiral agent to nematic liquid crystal. By providing the liquid crystal layer 4 having cholesteric liquid crystal regularity with a selective reflection wavelength band for each type of liquid crystal layer and by making the center wavelength different, such a liquid crystal layer 4 can be used in a reflective liquid crystal display device. Suitable for use as a reflective layer.

なお、選択反射波長帯域の幅(最大波長から最小波長を引いたもの)は任意に設定し得るが、例えば、三種類の液晶層が、赤色光、緑色光、および青色光に対応するものである場合、それぞれの選択反射波長帯域の幅が同一であると、このような液晶層4を反射層として利用すると、ホワイトバランスが優れた表示が可能となる。なお、それぞれの選択反射波長帯域の幅が同一であるとは、製造上の問題も考慮し、最大のもの基準としたときに、その−10%以内であれば同一であるとみなすものとする。   The width of the selective reflection wavelength band (the maximum wavelength minus the minimum wavelength) can be arbitrarily set. For example, three types of liquid crystal layers correspond to red light, green light, and blue light. In some cases, when the widths of the selective reflection wavelength bands are the same, when such a liquid crystal layer 4 is used as a reflection layer, a display with excellent white balance can be achieved. Note that the widths of the selective reflection wavelength bands being the same are considered to be the same if they are within -10% of the maximum standard, considering manufacturing problems. .

また、三種類の液晶層が、赤色光(R)、緑色光(G)、および青色光(B)に対応するものである場合、それぞれの選択反射波長帯域の幅Δλを、それぞれの色光に対応させて、Δλ(R)、Δλ(G)、およびΔλ(B)とすると、Δλ(G)が、Δλ(R)およびΔλ(B)のいずれよりも小さいことが好ましい。この場合、Δλ(R)およびΔλ(B)は、いずれか大きい方を基準に、小さいほうが、その−10%以内であることがより好ましく、また、Δλ(G)は、Δλ(R)およびΔλ(B)のいずれか小さい方の−5%〜−20%程度であることがより好ましい。   In addition, when the three types of liquid crystal layers correspond to red light (R), green light (G), and blue light (B), the width Δλ of each selective reflection wavelength band is set to each color light. Correspondingly, assuming that Δλ (R), Δλ (G), and Δλ (B), Δλ (G) is preferably smaller than both Δλ (R) and Δλ (B). In this case, it is more preferable that Δλ (R) and Δλ (B) are within -10% of the smaller one based on whichever is larger, and Δλ (G) is Δλ (R) and More preferably, it is about −5% to −20%, whichever is smaller of Δλ (B).

このように、Δλ(G)が、Δλ(R)およびΔλ(B)のいずれよりも小さい場合、このような液晶層4を反射層として利用すると、ホワイトバランスが優れた表示が可能となる。視感度係数の低い赤色光(R)および青色光(B)の輝度を相対的に向上させることができるからであり、設計上の複雑さも少ない。なお、それぞれの選択反射波長帯域の幅が同一であるとは、製造上の問題も考慮し、最大のもの基準としたときに、その−10%以内であれば同一であるとみなすものとする。   Thus, when Δλ (G) is smaller than both Δλ (R) and Δλ (B), when such a liquid crystal layer 4 is used as a reflective layer, a display with excellent white balance can be achieved. This is because the luminance of red light (R) and blue light (B) having a low visibility coefficient can be relatively improved, and the design complexity is small. Note that the widths of the selective reflection wavelength bands being the same are considered to be the same if they are within -10% of the maximum standard, considering manufacturing problems. .

ネマティック液晶に加えるカイラル剤としては、下記式(8)〜式(11)に示すような化合物やキラルドーパント液晶(メルク社製の品番;「S−811」)等を用いることができる。なお、カイラル剤として重合性基を有するものを用いることが、得られる光学素子の耐熱性の観点からは好ましい。

Figure 0004402429
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Figure 0004402429
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As the chiral agent to be added to the nematic liquid crystal, compounds as shown in the following formulas (8) to (11), chiral dopant liquid crystals (product number manufactured by Merck & Co .; “S-811”), and the like can be used. In addition, it is preferable to use what has a polymeric group as a chiral agent from a heat resistant viewpoint of the optical element obtained.
Figure 0004402429
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以上の説明においては、液晶層4は光学素子1の厚み方向には1層のみであるが、2層以上の液晶層が厚み方向に積層されたものであってもよい。2層以上の液晶層が厚み方向に積層された場合、積層された各々の液晶層の光学特性が複合した特性を有する光学素子を提供することができ、例えば、異なる選択反射波長帯域を有する液晶層どうしが積層される結果、両者の選択反射波長帯域が重畳されて、1層の液晶層では実現しにくい任意の選択反射波長帯域を設定することができる。   In the above description, the liquid crystal layer 4 is only one layer in the thickness direction of the optical element 1, but two or more liquid crystal layers may be laminated in the thickness direction. When two or more liquid crystal layers are laminated in the thickness direction, it is possible to provide an optical element having characteristics in which the optical characteristics of the laminated liquid crystal layers are combined. For example, liquid crystals having different selective reflection wavelength bands As a result of the layers being stacked, the selective reflection wavelength bands of both layers are superimposed, and an arbitrary selective reflection wavelength band that is difficult to realize with one liquid crystal layer can be set.

青色用、緑色用、および赤色用の各色用の位相差層として、青色用としては、波長;460nmの光に対するリターデーション値が115nmのもの、緑色用としては、波長;540nmの光に対するリターデーション値が135nmのもの、および赤色用としては、波長;640nmの光に対するリターデーション値が157.5nmとなるよう、下記の組成の各塗布用組成物を準備した。
共通組成
・液晶(下記)………………………………………………………………………100部
・光重合開始剤(下記)…………………………………………………………………5部
・重合禁止剤(下記)……………………………………………………………0.01部
・界面活性剤(下記)………………………………………………………………0.1部
・溶媒(シクロヘキサノン)…………………………………………………… 200部
Retardation layers for blue, green, and red colors, for blue, wavelength: retardation value for light of 460 nm is 115 nm, for green, wavelength: retardation for light of 540 nm For the value of 135 nm and for red, a coating composition having the following composition was prepared so that the retardation value for light having a wavelength of 640 nm was 157.5 nm.
Common composition ・ Liquid crystal (below) ………………………………………………………………… 100 parts ・ Photopolymerization initiator (below) ……………… ………………………………………………… 5 parts ・ Polymerization inhibitor (below) ………………………………………………………… … 0.01 part ・ Surfactant (below) ………………………………………………………… 0.1 part ・ Solvent (cyclohexanone) ……………… ……………………………………… 200 copies

上記共通組成のうち、液晶として、下記の式(12)に示す化合物Aおよび式(13)に示す化合物Bを各色用毎に配合比を変えて用い、青色用においては、A/B=1/0、緑色用においては、A/B=3/1、および赤色用においてはA/B=1/1の配合比とした。なお、組成中の部数および液晶の配合比は、いずれも質量基準であり、以降においても同様である。また、光重合開始剤としては、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名;「イルガキュア907」)を、重合禁止剤としては、ブチルヒドロキシトルエンを、また、界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤(住友スリーエム(株)製、商品名;「フローラッド171」をそれぞれ用いた。

Figure 0004402429
Figure 0004402429
Among the above common compositions, as the liquid crystal, the compound A shown in the following formula (12) and the compound B shown in the formula (13) are used by changing the blending ratio for each color, and for blue, A / B = 1 For A / 0, green, A / B = 3/1, and for red, A / B = 1/1. In addition, both the number of parts in a composition and the compounding ratio of a liquid crystal are mass references | standards, and it is the same also after that. In addition, as a photopolymerization initiator, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., trade name: “Irgacure 907”) ), Butylhydroxytoluene as a polymerization inhibitor, and fluorine surfactant (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., trade name: “Furorad 171”) as a surfactant.
Figure 0004402429
Figure 0004402429

基板としては、ガラス基板の片面にポリイミド樹脂の薄膜をラビングして形成した配向膜を有するものを準備し、この基板をスピンコーターにセットし、配向膜上に上記組成の青色用の塗布用組成物をスピンコーティングして塗膜を形成した後、真空乾燥機中で乾燥させて溶剤を除去し、除去後、表面温度が130℃のホットプレート上で、配向させた。配向は、そのままの状態、および偏光板を介した状態で観察することにより確認した。   Prepare a substrate having an alignment film formed by rubbing a polyimide resin thin film on one side of a glass substrate, set this substrate on a spin coater, and apply the blue coating composition of the above composition on the alignment film After the object was spin-coated to form a coating film, it was dried in a vacuum dryer to remove the solvent, and after removal, the film was oriented on a hot plate having a surface temperature of 130 ° C. The orientation was confirmed by observing the state as it was and the state through the polarizing plate.

配向後の塗膜に対し、超高圧水銀灯とフォトマスクを介して紫外線をパターン状に照射する露光を行ない、露光後、メチルエチルケトンを用いた現像により未露光部を除去した。現像後、さらに温度が230℃のクリーンオーブン中で、アニール処理を行ない、青色用の液晶パターンを形成した。   The aligned coating film was exposed to ultraviolet rays in a pattern through an ultrahigh pressure mercury lamp and a photomask, and after the exposure, unexposed portions were removed by development using methyl ethyl ketone. After the development, an annealing treatment was further performed in a clean oven at 230 ° C. to form a blue liquid crystal pattern.

以上のスピンコーティング、乾燥、配向、露光、現像、およびアニール処理を、塗布用組成物を緑色用、および赤色用に代えて、さらに繰り返すことにより、青色用、緑色用、および赤色用の液晶パターンからなる位相差層を形成して位相差基板を得た。   By repeating the above spin coating, drying, orientation, exposure, development, and annealing treatments in place of the coating composition for green and red, the liquid crystal pattern for blue, green, and red is repeated. A retardation layer made of was formed to obtain a retardation substrate.

得られた位相差基板の各色用液晶パターンのリターデーション値および厚みを測定したところ、リターデーション値については、青色用が116nm、緑色用が134nm、および赤色用が155nmであり、予定したリターデーション値に極めて近く、また、厚みについては、青色用が0.93nm、緑色用が0.95nm、および赤色用が0.95nmであり、各色用液晶パターン間で差がごく少なかった。   When the retardation value and thickness of the liquid crystal pattern for each color of the obtained retardation substrate were measured, the retardation value was 116 nm for blue, 134 nm for green, and 155 nm for red, and the planned retardation. The thickness was 0.93 nm for blue, 0.95 nm for green, and 0.95 nm for red, and there was very little difference between the liquid crystal patterns for each color.

比較例1
青色用、緑色用、および赤色用の各色用の位相差層として、青色用としては、波長;460nmの光に対するリターデーション値が115nm、緑色用としては、波長;540nmの光に対するリターデーション値が135nm、および赤色用としては、波長;640nmの光に対するリターデーション値が157.5nmとなるよう、液晶として式(14)の化合物の1種類のみを配合した下記の組成の塗布用組成物のみを用い、塗布条件を変更して各位相差層の厚みを変えた以外は、実施例1におけるのと同様にして位相差基板を得た。
組成
・液晶(下記式(14))…………………………………………………………100部
・光重合開始剤(下記)…………………………………………………………………5部
・重合禁止剤………………………………………………………………………0.01部
・界面活性剤…………………………………………………………………………0.1部
・溶媒(シクロヘキサノン)…………………………………………………… 200部
上記組成のうち、光重合開始剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名;「イルガキュア651」)を用い、重合禁止剤および界面活性剤としては、実施例1におけるものと同じものを用いた。

Figure 0004402429
Comparative Example 1
As a phase difference layer for each color for blue, green, and red, the wavelength for blue is 115 nm, the retardation value for light of 460 nm is 115 nm, and the color for green is retardation value for light of 540 nm. For 135 nm and red, only the coating composition having the following composition containing only one type of the compound of formula (14) as a liquid crystal so that the retardation value for light having a wavelength of 640 nm is 157.5 nm. A retardation substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating conditions were changed and the thickness of each retardation layer was changed.
Composition ・ Liquid crystal (Formula (14) below) …………………………………………………… 100 parts ・ Photopolymerization initiator (below) …………………… …………………………………………… 5 parts ・ Polymerization inhibitor ……………………………………………………………………… 0.01 parts ・ Surfactant …………………………………………………………………… 0.1 parts ・ Solvent (cyclohexanone) ……………… ……………………………………… 200 parts Of the above composition, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., trade name: “Irgacure 651”), and the same polymerization inhibitor and surfactant as those in Example 1 were used.
Figure 0004402429

得られた位相差基板の各色用液晶パターンの厚みを測定したところ、青色用が0.92nm、緑色用が1.13nm、および赤色用が1.37nmであり、青色用と赤色用とで0.45nmの大きな差が生じた。   When the thickness of the liquid crystal pattern for each color of the obtained retardation substrate was measured, it was 0.92 nm for blue, 1.13 nm for green, and 1.37 nm for red, and 0 for blue and red. A large difference of .45 nm occurred.

青色用、緑色用、および赤色用の各色用の反射層形成用として、下記の組成の塗布用組成物を用いた以外は、実施例1におけるのと同様にして反射基板を得た。
組成
・液晶(下記)………………………………………………………………………100部
・光重合開始剤(下記)…………………………………………………………………5部
・重合禁止剤………………………………………………………………………0.01部
・界面活性剤…………………………………………………………………………0.1部
・溶媒(シクロヘキサノン)…………………………………………………… 200部
上記共通組成のうち、液晶として、下記の式(15)に示す化合物C、下記の式(16)に示す化合物D、および式(17)に示す化合物Eを各色用毎に配合比を変えて用い、青色用においてはC/D/E=0/5.5/94.5緑色用においては、C/D/E=45/4.5/50.5、および赤色用においては、C/D/E=79/3/18の配合比とした。なお、化合物Dはカイラル剤である。また、上記組成のうち、光重合開始剤としては、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名;「イルガキュア369」)を用い、重合禁止剤および界面活性剤としては、実施例1におけるものと同じものを用いた。

Figure 0004402429
Figure 0004402429
Figure 0004402429
A reflective substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating composition having the following composition was used for forming the reflective layer for each color for blue, green, and red.
Composition ・ Liquid crystal (below) ……………………………………………………………………… 100 parts ・ Photopolymerization initiator (below) ………………… ……………………………………………… 5 parts ・ Polymerization inhibitor …………………………………………………………………… … 0.01 parts ・ Surfactant …………………………………………………………………… 0.1 parts ・ Solvent (cyclohexanone) ………… …………………………………… 200 parts Of the above-mentioned common composition, as a liquid crystal, a compound C represented by the following formula (15), a compound D represented by the following formula (16), and The compound E represented by the formula (17) is used by changing the blending ratio for each color. For blue, C / D / E = 0 / 5.5 / 94.5, for green, C / D / E = For 45 / 4.5 / 50.5 and red Was C / D / E = 79/3/18. Compound D is a chiral agent. Moreover, among the above compositions, as a photopolymerization initiator, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., trade name); “Irgacure 369”) was used, and the same polymerization inhibitor and surfactant as those in Example 1 were used.
Figure 0004402429
Figure 0004402429
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得られた反射基板の各色用液晶パターンについて、透過率の波長依存性を求めたところ、「図2」のグラフに示すように、選択反射波長帯域の幅(波長の範囲)がいずれもほぼ等しいものであった。   With respect to the obtained liquid crystal pattern for each color of the reflective substrate, the wavelength dependency of the transmittance was obtained. As shown in the graph of FIG. 2, the widths of the selective reflection wavelength bands (wavelength ranges) were almost equal. It was a thing.

青色用、緑色用、および赤色用の各色用の反射層形成用として、実施例2におけるものと成分が同じであり、ただし、化合物C、化合物D、および化合物Eの配合比を変えた塗布用組成物を用いた以外は、実施例1におけるのと同様にして反射基板を得た。実施例3における反射層形成用の塗布用組成物中、青色用においては、C/D/E=0/5.5/94.5、緑色用においては、C/D/E=95.5/4.5/0、および赤色用においてはC/D/E=79/3/18の配合比とした。

Figure 0004402429
Figure 0004402429
Figure 0004402429
For forming a reflective layer for each color for blue, green, and red, the components are the same as those in Example 2, except that the compounding ratio of Compound C, Compound D, and Compound E is changed. A reflective substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition was used. In the coating composition for forming the reflective layer in Example 3, C / D / E = 0 / 5.5 / 94.5 for blue, and C / D / E = 95.5 for green. For /4.5/0 and red, the compounding ratio was C / D / E = 79/3/18.
Figure 0004402429
Figure 0004402429
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得られた反射基板の各色用液晶パターンについて、透過率の波長依存性を求めたところ、「図3」のグラフに示すように、選択反射波長帯域の幅(波長の範囲)が、両側の赤色用および青色用ではほぼ等しく、緑色用では、赤色用および青色用にくらべて30%程度狭いものであった。   When the wavelength dependency of the transmittance was determined for each color liquid crystal pattern of the obtained reflective substrate, the width of the selective reflection wavelength band (wavelength range) was red on both sides as shown in the graph of FIG. For green and blue, it was almost the same, and for green, it was about 30% narrower than red and blue.

比較例2
青色用、緑色用、および赤色用の各色用の反射層形成用として、実施例2におけるものと同じ組成であり、ただし、液晶としては、化合物Cおよび化合物Dのみ用い、化合物Cおよび化合物Dの配合比を変えた塗布用組成物を用いた以外は、実施例1におけるのと同様にして反射基板を得た。比較例2における反射層形成用の塗布用組成物中、青色用においては、C/D=94.5/5.5、緑色用においては、C/D=95.5/4.5、および赤色用においてはC/D=97/3の配合比とした。
Comparative Example 2
For forming a reflective layer for each color for blue, green, and red, it has the same composition as in Example 2, except that only compound C and compound D are used as the liquid crystal, and compound C and compound D A reflective substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating composition having a different blending ratio was used. In the coating composition for forming a reflective layer in Comparative Example 2, C / D = 94.5 / 5.5 for blue, C / D = 95.5 / 4.5 for green, and For red, the compounding ratio was C / D = 97/3.

得られた反射基板の各色用液晶パターンについて、透過率の波長依存性を求めたところ、「図4」のグラフに示すように、選択反射波長帯域の幅(波長の範囲)が、赤色用が最も広いものであり、以下、緑色用および青色用の順で狭くなるものであった。   Regarding the liquid crystal pattern for each color of the obtained reflective substrate, the wavelength dependence of the transmittance was obtained. As shown in the graph of FIG. 4, the width of the selective reflection wavelength band (wavelength range) is for red. It was the widest, and was narrowed in the order of green and blue.

本発明の光学素子の積層構造を示す図である。It is a figure which shows the laminated structure of the optical element of this invention. 実施例2で得られた光学素子の「透過率〜波長」曲線を示すグラフである。4 is a graph showing a “transmittance to wavelength” curve of the optical element obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られた光学素子の「透過率〜波長」曲線を示すグラフである。6 is a graph showing a “transmittance to wavelength” curve of the optical element obtained in Example 3. FIG. 比較例2で得られた光学素子の「透過率〜波長」曲線を示すグラフである。6 is a graph showing a “transmittance to wavelength” curve of an optical element obtained in Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1……光学素子
2……基板
3……配向膜
4……液晶層
5……カラーフィルタ層
6……ブラックマトリックス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical element 2 ... Substrate 3 ... Orientation film 4 ... Liquid crystal layer 5 ... Color filter layer 6 ... Black matrix

Claims (9)

基板上の複数の領域に液晶規則性を有する架橋した液晶層が配置され、前記液晶層は、前記領域毎に異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成されており、前記基板上に、カラーフィルタ層が積層され、前記重合性液晶組成物は、複屈折率の異なる二種類以上の液晶材料を積層又は配合してなることを特徴とする光学素子。 A cross-linked liquid crystal layer having liquid crystal regularity is disposed in a plurality of regions on the substrate, and the liquid crystal layer is composed of a cross-linked cured product of a different polymerizable liquid crystal composition for each region , on the substrate, A color filter layer is laminated, and the polymerizable liquid crystal composition is obtained by laminating or blending two or more liquid crystal materials having different birefringences . 前記液晶層の領域毎の厚みおよび複屈折率は、前記領域毎に対応して入射される互いに異なる波長帯域の中心波長の光に対して、同じ位相差を与えるよう調整されたものであることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   The thickness and the birefringence of each region of the liquid crystal layer are adjusted so as to give the same phase difference to the light having the center wavelengths in the different wavelength bands incident corresponding to each region. The optical element according to claim 1. 前記液晶層の領域毎の厚みが、実質的に等しいことを特徴とする請求項1または請求項2記載の光学素子。   3. The optical element according to claim 1, wherein the thickness of each region of the liquid crystal layer is substantially equal. 前記液晶層の領域毎の厚みが、異なることを特徴とする請求項1または請求項2記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the thickness of each region of the liquid crystal layer is different. 前記重合性液晶組成物は、ネマチック規則性を有するものであることを特徴とする請求項1〜請求項4いずれか記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the polymerizable liquid crystal composition has nematic regularity. 前記各液晶層はコレステリック規則性を有するものであり、領域毎に中心波長が異なる選択反射帯域を有していることを特徴とする請求項1記載の光学素子。 Wherein each liquid crystal layer is a layer having a cholesteric regularity, optical element according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that it has a selective reflection band center wavelength for each region is different. 領域毎の前記選択反射波長帯域の幅が、実質的に等しいことを特徴とする請求項6記載の光学素子。   The optical element according to claim 6, wherein widths of the selective reflection wavelength bands for each region are substantially equal. 前記選択反射帯域の各々が赤色光、緑色光、および青色光の各々に対応したものであり、青色光の選択反射帯域の幅Δλ(G)が、赤色光の選択反射帯域の幅Δλ(R)、および青色光の選択反射帯域の幅Δλ(B)よりも小さいことを特徴とする請求項6記載の光学素子。   Each of the selective reflection bands corresponds to each of red light, green light, and blue light, and the width Δλ (G) of the selective reflection band of blue light is the width Δλ (R of the selective reflection band of red light. The optical element according to claim 6, wherein the optical element is smaller than a width Δλ (B) of the selective reflection band of blue light. 基板上の複数の領域の各々に、液晶規則性を有する架橋した複数の液晶層が積層されて配置され、前記の複数の液晶層は、前記領域毎に異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物で構成されており、前記基板上に、カラーフィルタ層が積層され、前記重合性液晶組成物は、複屈折率の異なる二種類以上の液晶材料を積層又は配合してなることを特徴とする光学素子。 A plurality of cross-linked liquid crystal layers having liquid crystal regularity are disposed in each of a plurality of regions on the substrate, and the plurality of liquid crystal layers are cross-linked cured products of different polymerizable liquid crystal compositions in each region. A color filter layer is laminated on the substrate, and the polymerizable liquid crystal composition is formed by laminating or blending two or more liquid crystal materials having different birefringences. element.
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