JPH08304626A

JPH08304626A - 光学素子

Info

Publication number: JPH08304626A
Application number: JP7128909A
Authority: JP
Inventors: Hajime Hara; 肇原; Toshihiro Ichizuka; 敏博市塚; Teruaki Yamanashi; 輝昭山梨
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】光散乱板、光屈折板、複屈折カラーフィルタ
ー、カラー反射板および視野角補償板などに優れた性能
を発揮する光学素子を提供する。【構成】多数の微小液晶高分子層領域が基板上に所定
の配列で形成されてなる光学素子、および同一基板上に
２種以上の液晶高分子からなる微小液晶高分子層領域が
形成されてなる上記光学素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子に用いる
光学素子に係るものであり、詳しくは高コントラスト
化、カラー化および透過率の向上、ならびにコントラス
トや表示色などの視角依存性の改良を図ることができる
光学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示用色補償板や液晶表示用視野角
改良板として、画期的な性能を示す液晶高分子、特にね
じれネマチック構造を固定化した液晶高分子フィルムが
提案されている。一方、光学素子、特に液晶表示用の光
学素子に対する技術革新の要求は多様性を増してきてお
り、同一面内において単一あるいは複数の光学機能を有
する微細パターンで形成された光学素子の出現が望まれ
ている。すなわち、従来の液晶表示用色補償板や液晶表
示用視野角改良板として画期的な性能を示す液晶高分子
の形態は、一つの基板上に形成された単に一枚のフィル
ム状素子であって、同一面内で単一あるいは複数の光学
機能を有する微細パターンにより形成された光学素子で
はない。同一基板上に単一あるいは異なる光学機能を有
する微細パターンを形成する場合には、保護層を設けて
レジストなどを用いる複雑なプロセスが必要である。し
かも、液晶高分子からなる領域を設ける場合には、液晶
高分子の配向を保持しなければならず、従って、このよ
うな複雑なプロセスを適用することは困難である。

【０００３】同一面内で単一の光学機能を有する微細パ
ターンにより形成された光学素子は、ミクロレンズアレ
イ、光散乱板、光屈折板として利用することができ、し
かも比較的安価に生産することができるので有用であ
る。一方、同一面内で複数の光学機能を有する微細パタ
ーンにより形成された光学素子は、複屈折カラーフィル
ター、カラー反射板または視野角補償板として有用であ
る。

【０００４】すなわち、従来型の複屈折カラーフィルタ
ーでは、顔料を使わないために光線透過率が高く明るい
表示が得られるが、原理的に印加された階調電圧の違い
による液晶分子の配向の違いにより複屈折カラーを表示
するために、色純度が悪いという欠点がある。位相差フ
ィルムを併用して色特性を改良する技術が開発されてい
るが（特開平６−１７５１２５号公報など）、その効果
は不十分である。位相差フィルムをミクロパターン化す
る技術はまだ知られていない。もしこれが実現すれば、
液晶駆動セルは光シャッターとしての機能を、ミクロパ
ターン化された複屈折カラーフィルターは光線透過率の
良いカラーフィルターの機能を果たすことになり、明る
くて、色純度のよいカラー液晶表示素子が得られる。本
発明の光学素子はこれらを実現することができるもので
ある。

【０００５】反射型液晶光学素子においてカラー反射板
を用いると、カラーフィルターが不要になり、より単純
なディスプレイ形態が得られることが期待される。しか
し従来の反射板では光の反射効率が悪いため、まだ実用
化に至っていない。反射板としてコレステリック液晶を
用いると、入射光の５０％近くが選択反射されるため、
効率のよい反射板となることが期待される。しかしなが
らコレステリック液晶フィルムをミクロパターン化する
技術はこれまでに知られていない。本発明の光学素子を
用いることにより、Ｒ、ＧおよびＢに対応するコレステ
リック液晶反射層をミクロパターン化することが可能と
なり、反射型カラー液晶光学素子を実現することができ
る。

【０００６】さらに、コレステリック液晶を液晶ディス
プレーの視野角特性の改良に応用した例が特開平５−４
０２７７号公報、特開平３−６７２１９号公報などに開
示されている。しかしながら、これらの視野角改良効果
は視野角を全方位にわたって改良するものではなく、視
野角の良好な方位を移動させているにすぎず、視野角特
性改良の技術としては制限がある。さらに視野角を改良
するために、面内で複数の領域において液晶のねじれ方
向を変えた液晶セルを用いる方法が開示されたが（特開
平５−１０７５４４号公報）、微小領域でラビング角度
やねじれ方向を変えるには高度で複雑なプロセスが要求
される。これに対し本発明によれば、微小領域において
ラビング角度のみならず、ねじれの方向も変変化させた
光学素子を容易に製造することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示素子の技術分
野においては、同一面内で複数の機能を発揮させようと
する場合に、各機能を発揮する領域は微細であることが
必要であり、しばしば液晶表示素子のピクセルの大きさ
と同等かまたはそれより小さいことが要求される。本発
明の光学素子は、このような要求を満足させるために、
一枚の基板上に異なる光学的機能を有する微小な多数の
高分子液晶層領域を一定の配列で形成した光学素子を提
供するものである。本発明の光学素子は、例えば、高性
能で安価な複屈折カラーフィルター、カラー反射板、視
野角補償板として有用である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、多数の
微小液晶高分子層領域が基板上に所定の配列で形成され
た光学素子を提供するものである。本発明の第二は、同
一基板上において、２種以上の液晶高分子からなる多数
の微小液晶高分子層領域がそれぞれ所定の配列で形成さ
れた光学素子を提供するものである。また、前記微小液
晶高分子層領域の最小径は１０ｍｍ以下であり、その形
状は円、楕円、正方形、長方形、三角形、五角形、六角
形および七角形から選ばれる。また、前記所定の配列形
状は市松配置型、モザイク型、デルタ型およびストライ
プ型の中から選ばれる。前記微小液晶高分子層領域にお
いて、液晶高分子層は実質上モノドメインであり、液晶
状態においてネマチック、コレステリック、スメクチッ
クおよびキラルスメクチックから選ばれる液晶相を形成
し、かつ液晶転移温度以下においてその液晶相の状態で
固定化されたことを特徴とするものである。

【０００９】以下に本発明をさらに説明する。本発明に
おいて、一枚の基板上に形成された多数の微細な領域
は、液晶性を示す高分子、すなわち溶融時に液晶性を示
すサーモトロピック液晶ポリマーからなる。光学素子と
しては、均一でモノドメインな液晶相を示すものが好ま
しい。ここで選択されるサーモトロピック液晶ポリマー
は、溶融時の液晶状態ではネマチック、コレステリッ
ク、スメクチックおよびキラルスメクチックの中から選
ばれる液晶相を形成し、液晶転移温度以下で液晶相が固
定化されることを特徴とするものである。本発明の液晶
高分子は、光学機能を発揮する使用状態では固相である
から、溶融時の液晶状態を冷却後の固化時においても発
現させるために液晶相が固定化される必要がある。すな
わち、溶融時の液晶状態にある間に液晶を適宜の方法、
例えばラビングを施した配向基板などにより配向させ、
そのまま固定化することができれば配向した液晶状態が
固相として得られる。従って、本発明においては、液晶
転移温度以下に冷却することにより液晶相が固定化され
る液晶であれば、液晶転移温度以下の相の状態にかかわ
らず使用することができる。通常は液晶転移温度の直下
の温度でガラス相を示すものが好ましい。この温度で結
晶相を示すものは、溶融時の液晶相が乱されるため好ま
しくないが、光学的機能に影響を及ぼすことがなければ
この限りでない。

【００１０】上記のように液晶相を示し、かつ固定化が
可能なポリマーとしては、ポリエステル、ポリアミド、
ポリカーボネート、ポリエステルアミドなどの主鎖型液
晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポリメタクリ
レート、ポリマロネート、ポリシロキサンなどの側鎖型
液晶ポリマーを挙げることができる。また、これらの液
晶ポリマーの主鎖または側鎖に光学活性単位を共重合し
た光学活性液晶高分子も例示することができる。さら
に、低分子量または高分子量の光学活性化合物の適宜の
量を混合してなる液晶高分子組成物などを例示すること
ができる。なかでも合成の容易さ、配向性およびガラス
転移点などからポリエステルが好ましい。

【００１１】次に、液晶性ポリマーに混合することので
きる上記低分子量または高分子量の光学活性化合物につ
いて説明する。代表的な例として、まず光学的に活性な
低分子化合物を挙げることができる。光学活性を有する
化合物であればいずれも本発明に使用することができる
が、ベースポリマーとの相溶性の観点から、液晶性化合
物であることが望ましい。

【００１２】次に、光学活性化合物として用いることが
できる高分子化合物としては、分子内に光学活性基を有
する高分子化合物であればいずれも使用することができ
るが、ベースポリマーとの相溶性の観点から、液晶性を
示す高分子化合物であることが望ましい。光学活性基を
有する液晶性のポリアクリレート、ポリメタクリレー
ト、ポリマロネート、ポリシロキサン、ポリエステル、
ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、
あるいはポリペプチド、セルロースなどを挙げることが
できる。なかでもベースとなる液晶性ポリマーとの相溶
性の点から、芳香族主体の光学活性ポリエステルが最も
望ましい。

【００１３】固体化された高分子液晶層に光学的な捻れ
を発現させたり、あるいはその捻れを調整したりするた
めには、高分子液晶層に光学活性を付与することが好ま
しく、この場合には前述のように、光学活性単位を共重
合した光学活性液晶高分子を用いるか、または低分子量
もしくは高分子量の光学活性化合物の適宜の量を混合し
てなる液晶高分子組成物などを用いる。目的とする光学
素子の所要機能として光学的な捻れを必要としない場
合、例えば、液晶高分子層の複屈折性などを主として利
用する光学素子の場合には、特に液晶高分子層に光学活
性を付与する必要はない。なお、微小液晶高分子層領域
において液晶高分子層が実質上モノドメインであること
が好ましい。

【００１４】本発明において、多数の微小な液晶高分子
層領域を基板上に形成する方法については特に制限がな
い。配向した液晶性モノマーを光重合させるホトリソグ
ラフィーなどの手段を用いて、基板上に直接形成するこ
とも可能である。しかし、このような方法では、一般に
工程が複雑となりコストが高い。一方、あらかじめ配向
基板上に作製した液晶高分子層を、別の基板に粘着剤ま
たは接着剤（以下、「粘接着剤」という）を介して転写
して作製する方法は、簡便であり、コストの低い方法で
ある。以下、後者の方法について説明する。

【００１５】上記の配向基板としては、任意の角度でラ
ビング処理を行うことができ、そのラビング面と接触し
た液晶高分子がラビング処理に対応して配向し得るもの
であれば、金属板、高分子シートなどいずれの基板用基
材も採用することができる。このような高分子シートと
しては、例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂などの熱硬化性樹脂、ナイロンなどのポリアミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリケトン、ポリエーテルスル
ホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレン
テレフタレートなどのポリエステル、ポリアセタール、
ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート、トリアセテートセルロースなどのセルロース系樹
脂、ポリビニルアルコールなどの熱可塑性樹脂が例示さ
れる。配向基板が延伸可能な高分子フィルムの場合に
は、ラビング処理を施さずに延伸フィルムをそのまま用
いてもよい。

【００１６】上記高分子フィルムは、それ自体にラビン
グ処理を施すことができるものであっても、またこれら
の高分子フィルムを基材として、その表面に上記のよう
な他の高分子からなる有機薄膜を形成したものでもよ
い。その他、前記配向基板を銅、ステンレス鋼、ガラス
板などで構成することもでき、さらにその表面に上記の
高分子からなる有機薄膜を形成したものでもよい。

【００１７】本発明において特に好ましい配向基板は、
高分子フィルム自体をラビング処理した耐熱性のもので
あり、基材などに積層したものは好ましくない。このよ
うな目的に好適なフィルムとしては、上記樹脂の内、熱
可塑性樹脂からなるフィルム、例えば、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリビニルアルコールなどからな
るものである。熱硬化性樹脂フィルムとしてはポリイミ
ドが好適に用いられる。これらの高分子フィルムは、長
尺のフィルム、あるいは適当な大きさの枚葉として使用
することができる。

【００１８】配向基板面上には、常法に従い、所定の角
度で配向処理、好ましくはラビング処理を施す。ラビン
グの角度等はあらかじめ設定するが、特に制限はない。

【００１９】配向基板上への液晶高分子層の形成は、任
意の方法で行うことができる。膜厚精度などの観点か
ら、液晶高分子を適宜の溶剤に溶解し、適宜の塗布手段
により配向基板上に塗布し、乾燥して液晶高分子層を形
成する方法が適当である。塗布方法としては、特に限定
されず、枚葉フィルムを用いる場合には、例えば、スピ
ンコート法、バーコート法などが採用される。また長尺
の配向基板フィルムを用いる場合には、ロールコート
法、カーテンコート法、およびスロットコートなどのダ
イコート法を採用することができる。溶液を塗布した場
合には、塗布後、溶剤を適宜に乾燥して除去することに
より液晶高分子層が形成される。この液晶高分子層形成
の段階で、後述のように所定の配列で溶液塗布を行うこ
とにより、その配列に従って液晶高分子層を形成するこ
とが可能である。しかしながら、通常、この段階では配
列形成を行わず、単に塗布のみを行うことが好ましい。

【００２０】所定の角度でラビング処理を施した配向基
板上に液晶高分子層を形成した後に、所定温度で所定時
間加熱することにより、液晶高分子を配向させる。加熱
は液晶高分子の分子が移動して配向し得る条件で行えば
よく、適宜に加熱温度や時間を設定することができる。
この加熱処理により、液晶高分子は配向基板の配向に従
って配向する。なお、加熱温度を一定の範囲で変化させ
ることにより、ある程度配向の程度を変えることができ
る。

【００２１】加熱に続いて、Ｔg（ガラス転移温度）以
下の温度に冷却することにより配向構造を固定化する。
Ｔg の直下の温度においてガラス相を示す場合には、固
定化が容易であるが、光学機能に影響を及ぼさない限り
結晶相でもよく、いずれの場合も固定化は可能である。

【００２２】固定化後の液晶高分子層の膜厚には特に制
限はない。光の波長によって異なるが、例えば、ディス
プレー用などの可視光が重要である分野においては、通
常０.１μｍ以上の厚みとする。好ましくは０.５μｍ以
上、５００μｍ以下である。０.１μｍ未満の厚みで
は、精度の高い膜厚の調製が困難であり、不経済である
ため好ましくない。また、厚すぎると液晶高分子の配向
規制力が弱まり、液晶高分子層に配向の不足した部分が
生じることがあるので好ましくない。

【００２３】次いで、配向基板上に形成された、配向し
てなる液晶高分子層を、他の基板上に転写することによ
り本発明の光学素子を製造する。転写は粘接着剤を用い
て常法により行うことができる。転写される他の基板と
しては、適度な平面性を有するものであれば、光学素子
の用途に応じて適宜の基板を使用することができ、特に
制限されない。光線が透過する透過型の光学素子の場合
には、透明で光学的に等方性のガラス板またはプラスチ
ック製のフィルムもしくはシートが好ましい。このよう
なプラスチックとしては、例えば、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテ
ルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレ
ート、アモルファスポリエチレン、トリアセチルセルロ
ースなどが例示される。その厚みは、０.１μｍ〜１０
ｍｍ、好ましくは１μｍ〜２ｍｍの範囲である。光線が
光学素子部で反射する反射型の光学素子の場合には、基
板としては透明か否かにかかわらず使用することがで
き、例えば透明または不透明なガラス板、プラスチック
フィルムまたは金属板を例示することができる。

【００２４】転写するために、上記基板、液晶高分子層
またはその両方に粘接着剤を常法により塗布する。本発
明で用いることができる粘接着剤は、特に限定されない
が、熱硬化型、光硬化型または電子線硬化型の接着剤が
好ましく、その中でもアクリル系オリゴマーを主成分と
するものが好ましい。接着剤の硬化手段として光硬化法
または電子線硬化法を用いることにより、光学機能とし
ての配向性を維持するために必要な液晶高分子のＴg 以
下の低温度における硬化処理が可能となるため好まし
い。接着剤の粘度は１〜２０,０００ｃｐ、好ましくは
１０〜１０,０００ｃｐであり、また塗布後の厚みは０.
１〜２００μｍ、好ましくは０.５〜１０μｍである。

【００２５】配向基板上に形成された液晶高分子層およ
び／または他の基板の上の特定の領域に粘接着剤を塗布
する方法は、特に限定されるものではない。従来公知の
微細な字体や図形を印刷するための精密印刷に用いられ
るスクリーン、オフセット、グラビアまたはフレキソ印
刷等の適宜の精密印刷方法において、それらに用いる印
刷インクを粘接着剤に代えることにより、微細な特定領
域のみに粘接着剤を塗布することができる。

【００２６】配向基板上に形成された液晶高分子層およ
び他の基板の少なくとも一方に粘接着剤を塗布し、これ
らを相互に貼り合わせることにより、配向基板／液晶高
分子層／粘接着剤層／基板からなる４層の積層体を形成
する。粘接着剤層として接着剤を用いた場合には、その
後、接着剤を適宜の方法、例えば前述の光硬化法または
電子線硬化法により硬化させる。粘着剤の場合には硬化
手段は不要である。その結果、微細な領域の粘接着剤を
介して、配向した液晶高分子層と他の基板とが粘接着す
る。十分に粘接着したことを確認した後、両者を剥離す
ることにより、微小液晶高分子層領域が配向基板から他
の基板に転写される。必要に応じて、一旦適当な他の基
板に転写し、再度これを目的の基板上に再転写すること
も可能である。

【００２７】転写された微小領域の形状は、各配列ごと
に一定であればよく、特に限定されないが、通常は円、
楕円、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形および
七角形から選ばれる。

【００２８】また、多数の微小液晶高分子層領域の配列
は、市松配置型、モザイク型、デルタ（トライアング
ル）型、ストライプ型などの形状にすることができる。
二種以上の液晶高分子層を転写する場合にも、各液晶高
分子層の配列は上記形状の中から選ばれる。例えば、複
屈折カラーフィルター、カラー反射板などの場合には、
三原色をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）で表
示すると、図１（ａ）に示すモザイク型、同（ｂ）に示
すデルタ型または同（ｃ）に示すストライプ型に従って
各色を配列することができる。そのほか、図１（ｄ）に
示す４画素配置型とすることもできる。また、二原色配
列（例えば、ＲとＧ）の場合には、図１（ｅ）に示す市
松配置型とすることも可能である。同一面内で単一の光
学機能を有する微細パターンを形成する場合には、その
配列を図１（ｅ）の市松配置型とすることができる。す
なわち、図１（ｅ）において、一方の色に相当する部分
を単一の光学機能を発揮する領域とし、他の色の部分に
非液晶性の隣接領域を配置する。

【００２９】図１（ａ）〜（ｅ）の配列においては、各
領域の形状が長方形である場合を示したが、これに限定
されることなく、上記例示のように円、楕円等の形状と
することができる。円や楕円の場合のみならず、方形の
場合においても、各液晶高分子層領域の間には適宜に非
液晶性の隣接領域を配置することができる。

【００３０】さらに、前述のように、同一面内で複数の
光学的機能を発揮させようとする場合に、各光学機能を
発揮する領域は微細であることが必要であり、しばし
ば、液晶表示素子のピクセルの大きさより小さいことが
要求され、具体的には微小領域の最小の差渡しが１０ｍ
ｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、さらに好ましくは５０
０μｍ以下である。ただし最小の差渡しが０.１μｍ未
満の極微小領域では、十分に光学的機能を発揮し難い場
合がある。ここで、最小の差渡しとは、円の場合はその
直径、楕円の場合には短径、また長方形の場合には短辺
の長さをいう。三角形および五角形以上の多角形の場合
には、その多角形と外接する２本の平行線の線間距離の
うち最小のものをいう。同一面内に単一の光学機能を有
する微細パターンにより形成された光学素子は、上述の
方法により製造することができる。

【００３１】光学性能の異なる複数の液晶高分子からな
る光学素子の製造方法について、二種類の光学機能を有
する微小液晶高分子層領域が配列する場合の例について
具体的に説明する。初めに第一の配向基板上に、配向し
た第一の液晶高分子層を形成する。同様に第二の配向基
板上に、配向した第二の液晶高分子層を形成する。さら
に転写される他の基板を用意する。そして、第一の配向
基板上に形成された第一の液晶高分子層を他の基板上に
転写する際に、液晶高分子層の一部分のみに粘接着剤を
塗布し、粘接着剤を介して他の基板を貼り合わせる。接
着剤が硬化した後に（粘着剤を用いる場合は、硬化は不
要である）、第一の配向基板を剥離することによって、
第一の液晶高分子層のうち粘接着剤を塗布した部分のみ
が他の基板上に転写される。次に、上記他の基板上の液
晶高分子層が転写されていない領域と、第二の配向基板
上に形成された第二の液晶高分子層とを、同様にして粘
接着剤を介して貼り合わせる。第二の配向基板を剥離す
ることによって、第二の液晶高分子層が転写され、異な
る光学性能を持つ液晶高分子層をそれぞれ他の基板上に
形成することができる。

【００３２】本発明の光学素子は、同一面上に光学機能
において同一または異なる微小液晶高分子層領域を多数
有し、かつ各領域が微小であることにより、液晶表示装
置用素子としての光学的機能を発揮する。すなわち、同
一面上に光学機能が同一の微小液晶高分子層領域を多数
有する場合には、例えばミクロレンズアレイ、光散乱
板、光屈折板として用いることができる。また、同一面
上に光学機能が異なる微小液晶高分子層領域を多数有す
る場合には、例えば液晶光学素子用の複屈折カラーフィ
ルター、カラー反射板、視野角補償板などとして優れた
光学機能を発揮する。より具体的には、例えば配向した
コレステリック液晶高分子が光を反射し、その選択反射
光が可視領域に含まれるように光学的ねじれの程度など
の光学的パラメーターを調整することが可能である。す
なわち、３枚の配向基板上に、選択反射波長が可視波長
領域に属する赤、緑、青になるようにそれぞれ別に調製
し配向させたコレステリック液晶高分子層をそれぞれ形
成し、それらを前述の方法に準じて所定の配列で他の一
枚の反射性基板上に転写すれば、三原色の微小領域がそ
れぞれ所定の形状で配列したカラー反射板が得られる。
三原色の各色に対応する液晶高分子としては、同一のも
のも、異なる種類のものも用いることができる。同一の
高分子であっても、熱固定化温度等の処理条件を変える
ことにより選択反射波長を変えることができるものであ
ればよい。なお、三原色の場合について説明したが、必
要に応じて１色〜４色とすることもできる。

【００３３】また、本発明の光学素子は、配向後固定化
された液晶高分子層が光学的異方体であれば、その複屈
折性により偏光板と組み合わせたときに透過光が着色す
ることを利用して、複屈折カラーフィルターとすること
もできる。すなわち、１〜４色の液晶高分子層を、必要
に応じ光学的ねじれを付与し、配向後固定化して偏光板
を配したときに透過光が着色するように調整し、これを
前述のように透過性基板上に転写すれば、複屈折カラー
フィルターとすることができる。

【００３４】さらに本発明の光学素子は、固定化された
光学的ねじれを有する液晶高分子を用い、その各微小領
域の液晶高分子のねじれ方向やラビング角を変えること
により、視野角補償板とすることができる。例えば、前
記特開平５−１０７５４４号公報では、微細な液晶セル
を同一面上に配列させ、各液晶セルの光学的ねじれ角や
ラビング角を適宜に変えた素子を視野角補償板として提
案している。ここで、上記公報の各微小な液晶セルのれ
じれ角やラビング角を本願の光学素子の微小な液晶高分
子層領域に対応させれば、液晶高分子により同様な視野
角補償板を得ることができる。すなわち、光学的ねじれ
を有する微細な液晶高分子層領域を同一面上に配列さ
せ、各微細な高分子層領域の光学的ねじれ角やラビング
角を適宜に変えた素子は視野角補償板として有用であ
る。

【００３５】以下、本発明の光学素子の実施例を詳細に
説明する。＜実施例１＞ラビング処理を施した枚葉のポリイミドフ
ィルムを配向基板とし、これにコレステリック液晶高分
子溶液をスピンコートして、乾燥後熱処理を行い、配向
したフィルムＡ、ＢおよびＣを作製した。フィルムＡ、
ＢおよびＣは、それぞれ熱処理温度を変え、選択反射波
長が可視波長領域に入る赤、緑、青になるように調製し
たものである。次に、フィルムＡの液晶高分子層にフレ
キソ印刷法でＵＶ硬化型接着剤を１μｍの厚みでミクロ
パターン状に塗布した後、ガラス基板と貼り合わせてＵ
Ｖ照射し、配向基板を剥離してガラス基板上にフィルム
Ａの液晶高分子層を転写した。同様に、フィルムＢおよ
びＣの液晶高分子層に順次接着剤を塗布し、上記のガラ
ス基板上に正確に位置決めを行って貼り合わせ、ＵＶ照
射および剥離の一連の操作を繰り返した。その結果、フ
ィルムＡ、ＢおよびＣの微細な液晶高分子層領域がガラ
ス基板上の全面にわたり秩序正しく形成された、図１
（ｂ）に示すデルタ型配列の光学素子を作製することが
できた。各液晶高分子層領域の大きさは３００×１００
μｍであった。この光学素子はカラー反射板として機能
することが確かめられた。

【００３６】＜実施例２＞ラビングを施した枚葉のポリ
イミドフィルムを配向基板とし、これにねじれネマチッ
ク液晶高分子溶液をスピンコートして、乾燥後熱処理を
行い、配向したフィルムＤおよびＥを作製した。フィル
ムＤの液晶高分子は右ねじれ、フィルムＥの液晶高分子
は左ねじれであるが、ねじれ角および△ｎ・ｄは同一で
ある。まず、スクリーン印刷法により、フィルムＤの液
晶高分子層に格子目状に接着剤を塗布した。格子目の大
きさは３００×１００μｍである。次に、トリアセチル
セルロース（ＴＡＣ）フィルムを貼り合わせ、ＵＶ硬化
した後配向基板を剥離することにより、ＴＡＣフィルム
上に３００×１００μｍの大きさのフィルムＤの液晶高
分子層が一つおきに形成された。次に同様にして、ＴＡ
Ｃフィルム上の液晶高分子が転写されていない領域に、
フィルムＥを用いて液晶高分子層を転写した。その結
果、一枚のＴＡＣフィルム上にフィルムＤとＥの液晶高
分子層領域が３００×１００μｍの大きさで図１（ｅ）
に示す市松配置型に秩序正しく配列した光学素子を製作
することができた。この光学素子は、ＴＦＴ（thin fil
m transistor）液晶ディスプレイの視野角補償板とし
て、従来の単一液晶高分子層からなる補償板に比べて視
野角をさらに拡大することができる。

【００３７】＜実施例３＞ラビング処理を施した枚葉の
ポリイミドフィルムを配向基板とし、これにスメクチッ
ク液晶高分子溶液をスピンコートして、乾燥後熱処理を
行い、配向したフィルムを作製した。このフィルムの液
晶高分子層に、スクリーン印刷により、１００×５０μ
ｍの大きさの微小領域からなる格子目状に電子線硬化型
接着剤を塗布した。次に、ＴＡＣフィルムを貼り合わ
せ、電子線照射を行い、接着剤を硬化させた。最後に、
ポリイミド配向基板を剥離することにより、ＴＡＣフィ
ルム上に硬化接着剤を介して１００×５０μｍの微小領
域からなる多数のスメクチック液晶高分子層が規則的に
形成された。この光学素子は光散乱板として機能するこ
とが確認された。

【００３８】

【発明の効果】本発明の微小液晶高分子層領域が基板上
に所定の配列で形成された光学素子は、比較的簡便かつ
安価な方法で製造することができ、また同一面上に光学
機能において同一または異なる微小液晶高分子層領域を
多数有し、かつ各領域が微小であることから、液晶表示
装置用素子としての光学的機能を発揮することができ
る。同一面上に光学機能が同一の微小液晶高分子層領域
を多数有する場合には、例えばミクロレンズアレイ、光
散乱板、光屈折板として用いることができる。また、同
一面上に光学機能が異なる微小液晶高分子層領域を多数
有する場合には、例えば透過型または反射型液晶光学素
子用の複屈折カラーフィルター、カラー反射板、視野角
補償板などに優れた光学機能を発揮する。すなわち、液
晶光学素子用の複屈折カラーフィルターの場合には、光
線透過率が良好で、明るくて色純度の優れたカラー液晶
表示素子が得られる。またカラー反射板としては、コレ
ステリック液晶を用いると入射光の５０％近くを選択反
射するため、効率の高い反射板が得られる。さらに、液
視野角補償板の場合には、ラビング角度のみならず、ね
じれの方向も容易に変えることができるため、安価でし
かも光学的パラメーターが精密に調整された視野角補償
板が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】微小液晶高分子層領域の配置の例を示す模式図
である。（ａ）はモザイク型、（ｂ）はデルタ型、
（ｃ）はストライプ型、（ｄ）は４画素配置型および
（ｅ）は市松配置型である。

【符号の説明】

Ｒ赤色Ｇ緑色Ｂ青色

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の微小液晶高分子層領域が基板上に
所定の配列で形成されてなる光学素子。
【請求項２】同一基板上において、２種以上の液晶高
分子からなる多数の微小液晶高分子層領域がそれぞれ所
定の配列で形成されてなる光学素子。
【請求項３】前記微小液晶高分子層領域の最小の差渡
しが１０ｍｍ以下である請求項１または２に記載の光学
素子。
【請求項４】前記微小液晶高分子層領域が、円、楕
円、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形および七
角形から選ばれる形状を有する請求項１または２に記載
の光学素子。
【請求項５】前記所定の配列が、市松配置型、モザイ
ク型、デルタ型およびストライプ型から選ばれたいずれ
かの形状である請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項６】前記微小液晶高分子層領域において、液
晶高分子層が実質的にモノドメインである請求項１また
は２に記載の光学素子。
【請求項７】前記液晶高分子が、液晶状態においてネ
マチック、コレステリック、スメクチックおよびキラル
スメクチックから選ばれる液晶相を形成し、かつ液晶転
移温度以下において該液晶相の状態で固定化されたもの
であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学
素子。