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CN1520525A - 相位差层层压体及其制造方法 - Google Patents

相位差层层压体及其制造方法 Download PDF

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CN1520525A
CN1520525A CNA028127145A CN02812714A CN1520525A CN 1520525 A CN1520525 A CN 1520525A CN A028127145 A CNA028127145 A CN A028127145A CN 02812714 A CN02812714 A CN 02812714A CN 1520525 A CN1520525 A CN 1520525A
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retardation layer
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鹿岛启二
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

本发明的主要目的在于提供一种相位差层内分子的取向方向的自由度非常高，且容易制造的相位差层层压体。为了实现上述目的，本发明提供一种相位差层层压体，其特征在于，具备有取向能力的基材，以及在上述基材上形成图案状以使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性的相位差层。

Description

相位差层层压体及其制造方法
技术领域
本发明涉及取向方向的自由度高，且容易形成图案的相位差层层压体、其制造方法以及液晶显示装置。
背景技术
以前，液晶显示装置等使用的相位差膜是通过下述方法形成的，即，使高分子膜沿规定方向延伸，利用这种延伸处理使高分子的主链均朝向一定的方向，从而使高分子膜产生折射率各向异性。
按照这种方法，能够比较容易地赋予高分子膜折射率各向异性，在能够容易地形成相位差膜方面非常优良。
但是，采用这种方法制作的相位差膜存在下述问题，即，只能使高分子的主链在延伸方向上一致，只能得到取向方向平行于相位差膜表面的相位差膜。
另一方面，近年来日渐需要取向方向垂直于表面的相位差膜等具有各种取向方向的相位差膜，通过使上述高分子膜延伸得到的相位差膜存在对于取向方向的自由度低，因此不能适应这些需求的问题。
以下列举一个实例，在多畴(multi-domain)方式的液晶显示元件中，各单元液晶池(unit cell)被分割成液晶的导向器(liquidcrystal director)方向不同的多个区域，用以前的相位差膜进行光学补偿时，有时候即使对于一部分区域能够实现合适的光学补偿，但对于其它区域未必能够得到良好的光学补偿。
发明公开
本发明是鉴于上述问题做出的，其主要目的在于提供一种相位差层内分子取向方向的自由度非常高，而且容易制造的相位差层层压体、其制造方法以及液晶显示装置。
为了实现上述目的，本发明如权利要求1所述，可以提供一种相位差层层压体，其特征在于，具备有取向能力的基材，以及在上述基材上形成图案状以使得能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性的相位差层。如上所述，本发明将能够形成向列相的液晶材料用于相位差层，因此，通过选择使用的液晶材料的种类以及具有取向能力的基材，能够容易地决定取向方向，可以提供能够应用于各种光学元件的相位差层层压体。
在上述权利要求1所述的发明中，如权利要求2所述，优选上述能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子中至少1种聚合形成的物质。由于如上所述使用聚合性液晶材料，在硬化步骤中，仅通过图案状地照射使聚合性液晶材料聚合的活性放射线后，进行显像，就能够容易地进行相位差层的图案形成，而且能够形成高精细的图案。
特别是，在上述权利要求1所述的发明中，如权利要求3所述，优选上述能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体聚合形成的物质。这是由于在上述聚合性液晶材料中，聚合性液晶单体的处理最为容易，能够比较容易地形成相位差层层压体。
在上述权利要求1～3中任意一项所述的发明中，如权利要求4所述，上述具有取向能力的基材可以是在透明基板上形成取向膜得到的基材。这是因为通过采取另外设计取向膜的结构，能够使取向方向的自由度变得非常高。
这时，如权利要求5所述，上述取向膜可以是具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，并使上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的多数取向方向形成的取向膜。
通过如上所述形成取向膜，由于能够形成在同一相位差层内具有不同取向方向的相位差部的图案，因此可以应用于各种光学用途。
另一方面，在上述权利要求1～3中任意一项所述的发明中，如权利要求6所述，上述具有取向能力的基材可以是延伸膜。这是由于如上所述以延伸膜作为具有取向能力的基材，具有容易形成基材且工艺上简便的优点。
另外，本发明如权利要求7所述，提供一种相位差层层压体的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：准备基材的基材准备步骤；在上述基材上涂覆具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料，形成折射率各向异性材料层的涂覆步骤；对上述折射率各向异性材料层实施取向处理的取向处理步骤；对上述取向处理步骤中进行了取向处理的折射率各向异性材料层的取向进行固定的取向固定化步骤；使上述折射率各向异性材料层形成图案的图案化步骤。
按照本发明，通过适当选择折射率各向异性材料和取向处理方法，能够比较容易地决定折射率各向异性材料的取向方向，因此能够大幅度提高所得相位差层层压体的设计自由度。
在上述权利要求7所述的发明中，如权利要求8所述，优选上述基材是具有取向能力的基材，上述折射率各向异性材料是能够形成向列相的液晶材料，上述取向处理步骤是使上述折射率各向异性材料层保持在上述液晶材料为液晶相的温度的步骤。这是由于这时在取向处理步骤中，仅通过在具有取向能力的基材上保持液晶材料成为液晶层的温度，就可以容易地进行取向处理，而且通过选择具有取向能力的基材以及液晶材料，可以得到取向方向的自由度非常高的相位差层层压体。
在上述权利要求8记载的发明中，如权利要求9所述，优选上述液晶材料是具有聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物以及聚合性液晶高分子中至少一种的材料，上述取向固定化步骤是照射使上述具有聚合性液晶单体、聚合液晶低聚物以及聚合性液晶高分子中至少一种的材料进行聚合的活性放射线的步骤。这是由于如上所述以聚合性液晶材料作为液晶材料，具有下述优点：通过图案状地进行取向固定化步骤中的活性放射线照射，然后进行显像步骤，能够形成高精细的相位差层图案。
在上述权利要求8记载的发明中，如权利要求10所述，优选上述液晶材料是聚合性液晶单体，这是由于聚合性液晶材料中，聚合性液晶单体的操作性最好。
在上述权利要求9或10所述的发明中，如权利要求11所述，上述活性放射线照射步骤是图案状照射活性放射线的步骤，而且在上述图案状照射活性放射线的步骤之后，可以具有使未聚合部分的液晶材料显像的显像步骤。这是由于通过采取这种构成，能够在工艺上容易地形成高精细的相位差层图案。
在上述权利要求8～11任意一项所述的发明中，如权利要求12所述，优选上述具有取向能力的基材是在透明基板上形成取向膜得到的基材。这是由于如上所述另外设计取向膜，通过选择取向膜的种类，可以使液晶材料的取向方向为各种方向，因此能够大幅度提高相位差层层压体的设计自由度。
在上述权利要求12所述的发明中，如权利要求13所述，优选上述取向膜可以具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的取向方向形成。由于如上所述取向膜具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，在同一相位差层内，可以具有沿不同方向取向的相位差部。因此，具有可以得到能够应用于各种光学用途的相位差层层压体的优点。
另一方面，在上述权利要求8～11中任意一项所述的发明中，如权利要求14所述，上述具有取向能力的基材可以是延伸膜。这时，不需要花费在基材上形成取向膜的工夫，能够在工艺上容易地制备具有取向能力的基材，结果能够降低所得相位差层层压体的成本。
在本发明中如权利要求15所述，提供一种液晶显示装置，其特征在于，使用权利要求1至6中任意一项所述的相位差层层压体。本发明的液晶显示装置具有上述相位差层层压体，因此能够成为品质优良的液晶显示装置。
另外，在本发明中如权利要求16所述，提供一种液晶显示装置，其特征在于，包括液晶显示元件和相位差光学元件，所述液晶显示元件含有液晶层，而且包括构成多个像素的多个单元液晶池，上述液晶层表面的液晶分子能够在上述各单元液晶池内沿规定的多个不同导向器方向取向；相位差光学元件设置在上述液晶显示元件厚度方向的至少一侧，并在对应于上述各单元液晶池中的上述液晶分子的导向器方向分割成多个补偿取向区域，同时在每个该补偿取向区域中液晶性物质受到取向限制并固化。该液晶显示装置由于液晶层的液晶分子进行取向使之具有多个导向器方向，相位差层的(液晶固化后的)分子对应于该多个导向器方向取向，因此能够进行精细的光学补偿，可以大幅度改善视觉依赖性的问题，实现高品位的图像显示。
而且，在权利要求16中，如权利要求17所述，可以在将上述液晶显示元件的上述各单元液晶池分割成多数显示取向区域的同时，使上述液晶层表面的液晶分子取向，使之在上述每个显示取向区域具有不同的导向器方向，而且对应于上述显示取向区域形成上述相位差光学元件的补偿取向区域。通过如上所述对应于液晶显示元件的显示取向区域形成相位差光学元件的补偿取向区域，能够容易地实现优良的光学补偿。
另外，在权利要求17中，如权利要求18所述，可以对应于上述单元液晶池的上述显示取向区域，设计多数上述相位差光学元件的上述补偿取向区域。通过这样处理，能够实现更精细的光学补偿。
另外，在权利要求17或18中，如权利要求19所述，上述液晶显示元件的显示取向区域能够以下述形态形成，即，将对应的上述各单元液晶池围绕其中心以等角度间隔分割成至少4个以上区域。
另外，在权利要求16中，如权利要求20所述，可以使上述液晶显示元件的上述液晶层表面的液晶分子取向，从而具有对于相应的上述单元液晶池的中心对称的导向器的方向。
另外，在权利要求19或20中，如权利要求21所述，上述相位差光学元件的补偿取向区域能够以下述形态形成，即，将对应的上述单元液晶池围绕其中心以等角度间隔分割成至少4个以上区域。
通过采用权利要求19～21的结构，能够改善所有观察方向上的视角依赖性问题。例如，如果使液晶显示元件内的液晶分子沿4个方向取向，再使相位差层内的分子以适合各个液晶分子取向方向的样态取向，则可以降低视角依赖性，得到高显示质量。
另外，在权利要求21中，如权利要求22所述，可以使上述相位差光学元件围绕上述对应的上述单元液晶池中心180°对峙形成的一对上述补偿取向区域的取向方向相同。这样，可以维持良好的光学补偿，并使相位差光学元件的制造更加容易。
另外，在权利要求16～22中任意一项中，如权利要求23所述，上述液晶显示元件的驱动方式可以为TN(Twisted Nematic)方式、STN(Super Twisted Nematic)方式、VA(Vertically Alignment)方式、MVA(Multi-domain Vertically Alignment)方式、PVA(Patterned Vertically Alignment)方式、IPS(In-PlaneSwitching)方式、OCB(0ptically Compensated Birefringence)方式以及ECB(Electrically Controlled Birefringence)方式中任意一种方式。通过如权利要求16～22中任意一项所述的那样构成采用上述任意一种方式的液晶显示装置，可以比较容易且确实地实现高品质液晶显示装置。
另外，权利要求16～23中任意一项所述的发明中，如权利要求24所述，能够以权利要求1～6中任意一项所述的相位差层层压体作为上述相位差光学元件。
附图说明
图1是表示本发明的相位差层层压体的一个实例的截面示意图。
图2是表示本发明的相位差层层压体的另一实例的截面示意图。
图3是表示本发明的相位差层层压体的另一实例的截面示意图。
图4是表示以图案状形成了取向方向的取向膜的平面示意图。
图5是表示本发明相位差层层压体制造方法的一个实例的工艺图。
图6是表示使用本发明相位差层层压体得到的光学元件的一个实例的截面示意图。
图7是表示使用本发明相位差层层压体得到的光学元件的另一实例的截面示意图。
图8是表示本发明实施方式中液晶显示装置的简要结构的分解侧视图。
图9是放大表示相同液晶显示装置的主要部位结构的侧截面图。
图10是表示相同液晶显示装置的补偿取向区域的侧视图。
图11是表示相同液晶显示装置的显示取向区域以及补偿取向区域的侧视图。
发明的最佳实施方式
以下，将本发明分为相位差层层压体和相位差层层压体的制造方法两部分进行说明。
A.相位差层层压体
本发明的相位差层层压体特征在于，具备有取向能力的基材，以及为了使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性而在上述基材上形成的相位差层。
本发明的相位差层层压体由于具有这种结构，因此通过使基材的取向能力为例如使液晶对规定相位差层表面具有规定角度取向的取向能力，使用能够这样取向的液晶材料形成相位差层层压体，从而能够容易地形成对相位差层表面具有规定角度的相位差层。具有这种相位差层的相位差层层压体除了以前的用途以外，还可以扩展新的用途。
以下，通过附图具体说明这种相位差层层压体。图1表示本发明的相位差层层压体的一个实例，表示在表面具有取向能力的基材1上形成了相位差层2，使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性的状态。
在本发明中，如图2所示，具有上述取向能力的基材1可以由透明基板3和透明基板3上形成的取向膜4构成。通过使用取向膜4，如下所述可以大幅度提高相位差层2的取向方向的自由度，从而可以大幅度提高相位差层层压体的取向方向的自由度。
另外，在本发明中，如图3所示，在取向膜4上形成的相位差层可以形成图案状。例如，在通过将偏光状态区分为右眼用和左眼用而能够进行3维显示的3维显示装置等中，必须有以图案状形成了相位差层的相位差层压体，图3所示的相位差层层压体就可以在3维显示装置等中使用。
以下，按照各个要素对这种本发明的相位差层压体进行详细说明。
1.相位差层
本发明的相位差层层压体特征在于如图1所示在具有取向能力的基材1上形成相位差层2，使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性。
(液晶材料)
形成这种相位差层的材料如上所述可以使用液晶材料。本发明中所说的液晶材料是指在规定的温度下能够成为液晶相的材料，本发明的特征在于使用其液晶相为向列相的液晶材料。
在本发明中，在具有取向能力的基材上，通过使液晶材料形成液晶相，使相位差层内的液晶分子方向进行取向，使之具有折射率各向异性，这部分内容将在下述相位差层层压体的制造方法一栏中详细说明。因此，上述规定温度的上限只要是基材不受损坏的温度，或者如下所述在透明基板上形成取向膜时透明基板和取向膜不受损坏的温度，并没有特别的限定。具体而言，从控制加工温度的难易和维持尺寸精度的观点来看，适合使用在120℃以下，优选100℃以下的温度下为液晶相的液晶材料。
另一方面，能够形成液晶相的温度下限可以说是在作为相位差层层压体使用时的温度条件中，液晶材料能够保持取向状态的温度。
其中，作为相位差层层压体使用时液晶材料的状态可以认为有两种状态。也就是说，如下所述在本发明中，可以使用没有聚合性的高分子液晶材料，也可以使用聚合性的液晶材料。而且，聚合性液晶材料的场合，在形成相位差层时，如下述“相位差层层压体的制造方法”一栏中详细说明的那样，通过照射规定的活性放射线使之聚合后使用。因此，这时作为相位差层层压体使用时，液晶材料已经聚合，取向状态被固定。因而，对于聚合性液晶材料，形成液晶相的温度的下限并没有特别限定。
另一方面，使用没有聚合性的高分子液晶材料时，即使是作为相位差层层压体使用的场合，液晶相也呈玻璃状态。因此，在保管或使用时温度上升，会形成各向同性的状态，取向方向紊乱，最终不能作为相位差层使用。因此，可以说在本发明中使用没有聚合性的高分子液晶材料时，优选形成各向同性相的温度为规定温度以上。这时形成各向同性相的温度下限根据用途而不同，但一般为80℃以上，优选100℃以上。
作为本发明中使用的能够形成向列相的液晶材料，如上所述，可以例举聚合性液晶材料和没有聚合性的高分子液晶材料。
作为聚合性液晶材料，可以使用聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子中任意一种。另一方面，作为没有聚合性的高分子液晶材料，由于如上所述取向状态在相位差层层压体的保管或使用温度下必须保持一定，因此适合使用形成各向同性相的温度比较高的液晶材料。
在本发明中，其中优选使用聚合性液晶材料。这是因为这种聚合性液晶材料由于如下所述通过照射活性放射线等使之聚合能够固定取向状态，因此能够在低温状态下容易地进行液晶的取向，而且在使用时由于取向状态已固定，因此不管温度等使用条件如何均可使用。
在本发明中，特别适合使用聚合性液晶单体。这是因为聚合性液晶单体与其它聚合性液晶材料，即聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子相比，能够在更低的温度下取向，而且取向时的灵敏度高，因此容易进行取向。
作为这种聚合性液晶材料的一个实例，可以使用通式(1)包括的化合物或者将下述化合物中2种以上混合使用。另外，通式(1)表示的液晶性单体的场合，X优选为2～5(整数)。
[式1]
Figure A0281271400151
[式2]
[式3]
Figure A0281271400153
[式4]
[式5]
[式6]
Figure A0281271400156
[式7]
Figure A0281271400157
[式8]
Figure A0281271400161
[式9]
Figure A0281271400162
[式10]
Figure A0281271400163
[式11]
Figure A0281271400164
此外，在本发明中还可以使用聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子等。作为这种聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子，可以适当选择以前提出的物质进行使用。
而且，在本发明中根据需要也可以使用光聚合引发剂。这是因为虽然在通过照射电子线使聚合性液晶材料聚合时，有时不需要光聚合引发剂，但是通过一般采用的例如紫外线(UV)照射进行固化时，为了促进聚合通常使用光聚合引发剂。
另外，除光聚合引发剂以外，在不损坏本发明目的的范围内，也可以添加敏化剂。
作为这种光聚合引发剂的添加量，一般在0.01～20重量％，优选0.1～10重量％，更优选0.5～5重量％的范围内添加到本发明的聚合性液晶材料中。
另一方面，在本发明中如上所述也可以使用没有聚合性的液晶材料。作为这种液晶材料，如上所述只要是在使用或保管相位差层层压体时液晶的取向状态不发生变化的材料，并没有特别的限定，一般适合根据与形成液相或液晶相的温度的关系使用高分子材料形成的液晶材料。关于这种液晶材料，只要是在液晶相的状态下能够形成向列相的材料，可以使用一般使用的材料，可以是主链型的液晶高分子，也可以是侧链型的液晶高分子。
具体而言，作为主链型的液晶聚合物的实例，例如聚酯类或聚酰胺类、聚碳酸酯类或聚酯亚胺类等聚合物。
另外，作为侧链型的液晶聚合物的实例，例如以聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷或聚丙二酸酯等为主链骨架，作为侧链具有根据需要通过共轭性原子团构成的间隔部由对位取代环状化合物等构成的低分子液晶化合物(介晶基团(mesogen group))的物质等。
(折射率各向异性)
在本发明中，上述材料有必要形成相位差层使之具有折射率各向异性。该折射率各向异性根据使用的液晶材料和材料表面的取向能力而不同，一般在平行于取向方向的面上，假定X轴与取向方向成直角，Y轴与取向方向平行时，优选X轴方向的折射率nx与Y轴方向的折射率ny的差为Δn，即Δn＝|nx-ny|为0.05以上，优选为0.1以上。这是因为如果不是具有这种程度的折射率各向异性的相位差层，实际使用中在厚度等方面可能会出现问题。
(图案状相位差层)
在本发明中，由上述液晶材料形成的相位差层也可以形成图案状。
例如，在通过将单元液晶池部分分成右眼用和左眼用，使它们的偏光状态不同，从而提供立体图像的三维液晶显示装置等中，适合使用相位差层形成图案状的相位差层层压体。这种图案状相位差层层压体以前可以通过下述方法得到，即通过手工操作等将通常由拉伸薄膜构成的相位差层切断后贴付。但是，采用这种方法在成本方面存在问题，而且在形成该精细的图案方面存在限度。
本发明就解决了这样的课题，本发明提供一种相位差层层压体，在相位差层层压体中，在基材上能够容易地形成以高精细图案状的相位差层。
在本发明中，根据液晶材料的种类不同，图案的形成方法也不同。也就是说，根据使用聚合性液晶材料的场合以及使用通常的液晶材料的场合，图案的形成方法也不同。
关于这种图案的形成方法，将在下述“相位差层层压体的制造方法”一栏中详细说明，聚合性液晶材料的场合，通过图案状地进行用于使液晶材料的取向状态固定的活性放射线照射，并在聚合后用溶剂除去未固化部分的液晶材料，能够容易地进行相位差层的图案化。
在本发明中，在该图案化的难易程度方面，也优选使用上述聚合性液晶材料中的聚合性液晶单体。这是因为使用聚合性液晶单体，显像容易，图案的界限良好，能够形成更高精细的图案。
另一方面，使用没有聚合性的高分子液晶材料时图案的形成方法可以例举通过使用光致抗蚀剂的光刻法形成图案的方法，或者通过喷嘴排出法或印刷法等将通常的液晶材料涂覆成图案状的方法等。
关于如上所述以图案状形成相位差层层压体时的图案，没有特别的限定，例如可以是条状，也可以是锯齿状等。
2.具有取向能力的基材
本发明的相位差层层压体如图1所示，在具有取向能力的基材1上形成上述相位差层2构成。
作为这种具有取向能力的基材，可以例举如图1所示基材1本身具有取向能力的情况，以及如图2所示在透明基板3上形成取向膜4作为具有取向能力的基材1发挥功能的情况。以下，分别作为实施方式1和实施方式2进行说明。
a.实施方式1
本实施方式是基材本身具有取向能力的方式，具体而言可以例举基材为拉伸薄膜的情况。通过使用拉伸薄膜，能够使液晶材料沿其拉伸方向取向。因此，由于基材的制备可以通过简单地准备拉伸薄膜进行，具有工艺非常简便的优点。作为这种拉伸薄膜，可以使用市售的拉伸薄膜，也可以根据需要形成各种材料的拉伸薄膜。
具体而言，可以例举聚碳酸酯类高分子、聚丙烯酸酯或聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯类高分子、聚酰亚胺类高分子、聚砜类高分子、聚醚砜类高分子、聚苯乙烯类高分子、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃类高分子、聚乙烯醇类高分子、醋酸纤维素类高分子、聚氯乙烯类高分子、聚甲基丙烯酸甲酯类高分子等热塑性聚合物等构成的薄膜，或者液晶聚合物构成的薄膜等。
在本发明中，从拉伸倍率的幅度宽，而且容易得到等观点来看，其中优选使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
作为本发明中使用的拉伸薄膜的拉伸率，只要是能够发挥取向能力的程度的拉伸率，并没有特别的限定。因此，即使是双轴拉伸薄膜，只要在双轴间拉伸率不同就可以使用。
该拉伸率根据使用的材料有很大不同，没有特别的限定，一般可以使用150％～300％的材料，优选使用200％～250％的材料。
b.实施方式2
实施方式2是上述具有取向能力的基材由透明基板和透明基板上形成的取向膜构成的方式。
在本实施方式中，具有通过选择取向膜可以选择比较宽范围的取向方向的优点。通过选择在透明基板上涂覆的取向膜形成用涂覆液的种类，可以实现各种取向方向，而且能够进行更有效的取向。
本实施方式中使用的取向膜可以使用通常在液晶显示装置等中使用的取向膜，一般适合使用对聚酰亚胺类的取向膜实施摩擦处理后得到的物质。
另外，作为本实施方式中使用的透明基板，只要是透明材料形成的物质，并没有特别限定，例如石英玻璃、派热克斯(Pyrex，注册商标)玻璃、合成石英板等不具有柔性的透明刚性材料，或者透明树脂薄膜、光学用树脂板等具有柔性的透明柔性材料。
(取向膜表面的取向方向的图案化)
在本实施方式中，也可以使上述取向膜表面的取向方向图案化。也就是说，可以在取向膜上形成取向方向不同的图案，使取向膜表面的取向方向成为至少沿2种不同方向取向的部分构成的图案。
图4是表示形成了取向方向不同的图案的取向膜4的示意图。另外，图中的箭头5表示取向方向。在图4所示的实例中，显示了以棋盘状形成取向膜的不同图案得到的取向膜，但是在本发明中也可以根据用途形成各种图案，例如条状图案等。
通过这样在取向膜表面形成取向方向不同的图案，能够对于其上设置的具有折射率各向异性的液晶材料构成的相位差层，形成沿着取向膜表面图案的方向上具有折射率各向异性的图案。结果，在相位差层层压体中，能够形成得到的相位差不同的部分构成的图案，能够用于各种用途。
作为这种取向膜表面的图案化方法，可以例举在摩擦时使用掩膜的方法，或者在使用通过光进行取向的取向膜时通过掩膜曝光形成图案的方法等。
3.其它
此外，在本发明的相位差层层压体中，根据使用的光学元件的用途，也可以形成保护层等其它功能性层。
另外，将本发明的相位差层层压体作为λ/4相位差层时，可以通过粘结层将偏振片贴付在其上，作为圆偏振片使用。
而且，在本发明中，如图6和图7所示，也可以将2层以上相位差层层压后使用。这时，优选在相位差层上形成取向膜进行摩擦处理后，形成下一相位差层。作为取向膜，可以使用光取向膜。
在图6所示的实例中，在玻璃基板11上通过取向膜12形成λ/2相位差层13，再在其上通过取向膜12形成λ/4相位差层14。另一方面，在图7所示的实例中，在玻璃基板11上通过取向膜形成λ/4相位差层14，再在其上通过取向膜12形成λ/2相位差层13。
对于这种相位差层层压体，通过由λ/2相位差层13侧入射直线偏振光，或者由λ/4相位差层14侧入射圆偏振光，可以得到特开平10-68816号公报记载的宽带域相位差板。而且，如图6所示，如果在玻璃基板11的相反侧表面，通过粘结层15贴付偏振片，则可以得到由偏振片侧入射未偏振光时的宽带域圆偏振片。
另外，λ/2相位差层13和λ/4相位差层14的快轴(fastaxis)有必要以约60°(60±10°)交叉，因此2层取向膜的取向角度呈以约60°(60±10°)交叉的状态。其方法可以采用例如改变摩擦方向等的方法。
B.相位差层层压体的制造方法
本发明的相位差层层压体的制造方法特征在于，具有下述步骤：
准备基材的基材准备步骤；
在上述基材上涂覆具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料，形成折射率各向异性材料层的涂覆步骤；
对上述折射率各向异性材料层实施取向处理的取向处理步骤；
对上述取向处理步骤中进行了取向处理的折射率各向异性材料层的取向进行固定的取向固定化步骤。
采用本发明的相位差层层压体的制造方法具有下述优点，即，由于能够在取向处理步骤中比较自由地决定取向方向，因此能够形成相位差层的快轴(慢轴)方向不同的各种相位差层。
图5表示这种本发明的相位差层的制造方法的一个实例。在该实例中，首先，如图5(a)所示准备在透明基板3上形成取向膜4得到的基材1(基材准备步骤)。接着，在该基材1上形成聚合性液晶材料构成的折射率各向异性材料层6(涂覆步骤)。然后，通过在规定的温度条件下放置，使聚合性液晶材料沿着取向膜的取向方向进行取向(取向处理步骤)。接着，通过光掩膜7照射紫外线等活性放射线8，使聚合性液晶材料中仅照射了能量的部分固化成图案状(图5(c)，取向固定化步骤)，最后，使用溶剂进行显像，形成图案状的相位差层2，从而得到在基材1上以图案状形成了相位差层2的相位差层层压体。
以下，按照各个步骤详细说明这种本发明的相位差层层压体的制造方法。
1.基材准备步骤
在本发明的相位差层层压体的制造方法中，首先进行准备基材的基材准备步骤。
在本发明中，随下述取向处理步骤中的取向方法不同，基材的种类各不相同。也就是说，具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料是液晶材料，取向处理步骤中的取向方法为使用具有取向能力的基材的方法时，必须准备具有取向能力的基材。另一方面，取向方法为其它方法时，基材没有必要特别地具有取向能力。
关于具有取向能力的基材，与上述“A.相位差层层压体”之“2.具有取向能力的基材”一栏中说明的基材同样，因此在这里省略其说明。
另一方面，作为不要求取向能力时的基板，可以根据用途适当选择，由于通常要求有透明性，因此可以使用例如石英玻璃、派热克斯(Pyrex，注册商标)玻璃、合成石英板等不具有柔性的透明刚性材料，或者透明树脂薄膜、光学用树脂板等具有柔性的透明柔性材料。
2.涂覆步骤
接着，进行在上述基材上涂覆具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料的涂覆步骤。
(折射率各向异性材料)
作为本发明中使用的具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料，首先可以例举液晶材料。关于该液晶材料，与上述“A.相位差层层压体”之“1.相位差层”一栏说明的液晶材料相同，因此这里省略说明。
使用这种聚合性液晶材料形成折射率各向异性材料层时，有必要在下述的取向固定化步骤中通过活性放射线使之聚合，这时根据活性放射线的种类，例如利用紫外线进行固化时，根据需要可以使用光聚合引发剂。作为这种光聚合引发剂的具体实例，可以使用ChibaSpeciality Chemicals公司生产的Irg369、Irg907、Irg184等(商品名)。
作为液晶材料以外的折射率各向异性材料，分子的取向方向在某种程度上一致时，可以使用显示折射率各向异性的材料形成层。作为这种材料，只要是一般通过拉伸能够作为相位差层发挥功能的材料，并没有特别的限定，具体而言可以例举聚碳酸酯类高分子、聚丙烯酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯类高分子、聚酰亚胺类高分子、聚砜类高分子、聚醚砜类高分子、聚苯乙烯类高分子、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃类高分子、聚乙烯醇类高分子、醋酸纤维素类高分子、聚氯乙烯类高分子、聚甲基丙烯酸甲酯类高分子等热塑性聚合物等。
在本发明中，其中优选在下述实施取向处理的取向处理步骤中能够通过施加强电场或磁场使上述折射率各向异性材料取向的具有较强极性的材料。具体而言，可以例举引入了4-硝基苯基氨基甲酸酯的侧链改性型苯氧基树脂等。
(涂覆方法)
在该涂覆步骤中，例如可以将上述材料溶解于溶剂等制成涂覆液，采用各种涂覆方法，例如旋涂法、浇铸法、浸涂法、棒涂法、刮涂法、滚涂法、喷涂法等进行涂覆。
这样，使用溶剂进行涂覆时，必须进行涂覆后除去溶剂的干燥步骤。
另一方面，也可以在折射率各向异性材料自身不分解，且不会给基材造成损害的温度下，不加入溶剂，在加热的状态下涂覆融解流动的材料。这时的涂覆方法于上述方法相同。
在本发明中，从容易处理等观点来看，优选将上述材料溶解于溶剂中制成涂覆液后进行涂覆的方法。在本发明中，特别优选如上所述使用聚合性液晶材料，可以说使用将其溶解于溶剂得到的涂覆液的方法是特别优选的方法。
作为这时可以使用的溶剂，只要是能够溶解上述聚合性液晶材料等的溶剂，且不妨碍具有取向能力的基材上的取向能力的溶剂，并没有特别的限定。
具体而言，可以使用苯、甲苯、二甲苯、正丁基苯、二乙基苯、四氢萘等烃类，甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯、二甘醇二甲醚等醚类，丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、2，4-戊二酮等酮类，乙酸乙酯、乙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一乙醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯类，2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类溶剂，氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、间二氯苯等卤素类溶剂，叔丁醇、二丙酮醇、甘油、甘油一乙酸酯、乙二醇、三甘醇、己二醇、乙二醇一甲醚、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇类，苯酚、对氯苯酚等酚类等的1种或2种以上。
有时仅使用一种溶剂，聚合性液晶材料等的溶解性不充分，或者如上所述具有取向能力的基板受到侵蚀。但是，通过混合使用2种以上溶剂，可以避免这种不良情况。上述溶剂中，作为单独溶剂优选的物质是烃类溶剂和二醇一醚乙酸酯类溶剂，作为混合溶剂优选的物质是醚类或酮类与二醇类的混合体系。溶液的浓度依赖于液晶性组合物的溶解性以及所要制造的相位差层的膜厚，不能一概而论，通常在1～60重量％，优选3～40重量％的范围内进行调整。
在本发明中，有时优选如上所述在基板上以图案状形成相位差层。这时，在该涂覆步骤中，可以通过采用例如喷墨法等喷嘴排出法，或者进一步采用凹版印刷等印刷法，涂覆成图案状。这时，必须形成高精细图案的场合，可以预先在基材上形成亲水性区域和疏水性区域构成的润湿性图案，在其亲水性区域涂覆成图案状。
3.取向处理步骤
接着，在本发明中，进行对于在基材上涂覆形成的折射率各向异性材料层实施取向处理的取向处理步骤。在本发明中，该取向处理步骤的方法包括两种方法，即，使用具有取向能力的基材的方法，以及对折射率各向异性材料的分子本身施加外力使之取向的方法。以下分别进行说明。
(使用具有取向能力的基材的方法)
将上述液晶材料作为折射率各向异性材料使用时，在本发明中可以将使用具有取向能力的基材的方法用于取向处理步骤。
使用具有取向能力的基材时，如下所述进行取向，即，在上述涂覆步骤中，将在具有取向能力的基材上形成的折射率各向异性材料，在此时为液晶材料，升温至能够形成液晶相的温度后，保持温度直到沿着基材的取向能力进行取向。
关于这时的温度和保持时间等，根据使用的液晶材料和基材的取向能力等有很大变化，可以根据液晶材料和具有取向能力的基材适当设定。
另外，这时如果使用在透明基板上形成取向膜而得到的具有取向能力的基材，则由于能够扩大取向方法，即相位差层的快轴(慢轴)方向的选择幅度，因而优选，并且使用取向膜时，能够使取向方向形成图案状，关于这两点，与上述“A.相位差层层压体”之“2.具有取向能力的基材”一栏说明的内容相同。
(对分子本身施加外力使之取向的方法)
在本发明中，除使用具有取向能力的基材的方法以外，也可以通过对分子本身施加外力使之取向的方法，使具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料进行取向。
作为这种对分子本身施加外力使之取向的方法，是将上述涂覆步骤中在基材上形成的折射率各向异性材料升温至其分子在层内能够移动的温度，至少超过Tg的温度后，对分子自身施加外力使之沿规定方向进行取向的方法。
作为这种施加外力的方法，可以例举施加强静电场的方法以及施加强磁场的方法等。
在使用上述具有取向能力的基材的方法中，作为折射率各向异性材料可以仅使用液晶材料，但是在本方法中并不限于液晶材料，只要是具有折射率各向异性形成能力的材料，可以使用任何一种材料。
例如，作为对分子本身施加外力的方法采用静电场时，可以使用具有通过静电场受力的分子结构的折射率各向异性材料，具体而言可以使用具有极性的材料。另外，同样采用磁场时，可以使用具有通过磁场受力的分子结构的折射率各向异性材料，这时也同样可以使用具有极性的材料。另外，这时，作为具有极性的材料，必须是具有折射率各向异性的材料，但是并不限于高分子材料，例如也可以是聚合性单体或聚合性低聚物等。这是因为只要在电场或磁场等中进行了取向的状态下，通过例如照射活性放射线使之聚合的方法等能够形成折射率各向异性材料即可。
按照本方法，例如通过控制静电场的位置或磁场的位置，能够容易地改变取向方向，即相位差层的快轴(慢轴)方向。因此，能够使之向任何方向进行取向，故具有相位差层层压体的用途范围变得非常宽的优点。
4.取向固定化步骤
在本发明中，对上述进行了取向处理的折射率各向异性材料层进行取向固定化步骤，使形成的取向固定化。
该取向固定化步骤可以在进行取向处理步骤的同时进行，也可以在取向处理步骤结束后进行。例如上述取向处理步骤为采用静电场的方法时，可以在施加静电场的同时进行取向固定化步骤，此时为降低温度等。
在本发明中，取向固定化步骤根据使用的折射率各向异性材料不同，采用不同的方法进行。具体而言，分为折射率各向异性材料为聚合性材料的情况以及为不具有聚合性的高分子材料的情况。以下分别说明折射率各向异性材料为聚合性材料的情况，以及为不具有聚合性的高分子材料的情况。
(聚合性材料)
在本发明中，如上所述，作为折射率各向异性材料，优选使用聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物以及聚合性液晶高分子这些聚合性液晶材料。
使用这种聚合性液晶材料时的取向固定化步骤为，对于在具有取向能力的基材上形成的由聚合性液晶材料构成的折射率各向异性材料层，照射使聚合活化的活性放射线的步骤。
本发明所说的活性放射线是指对于聚合性材料具有引起聚合的能力的放射线，如果有必要聚合性材料内也可以含有聚合引发剂。
在本发明中，对于聚合引发剂通过紫外线(UV)而产生游离基后聚合性液晶材料进行游离基聚合的聚合性液晶材料，可以说作为活性放射线照射紫外线(UV)的方法是优选的方法。这是因为作为活性放射线使用UV的方法是已经确立的技术，因此包括使用的聚合引发剂，都很容易应用到本发明中。
这种照射活性放射线的取向固定化步骤可以在上述取向处理步骤的处理温度，即聚合性液晶材料为液晶相的温度条件下进行，也可以在比成为液晶相的温度低的温度下进行。这是因为一旦形成了液晶相的聚合性液晶材料即使之后降低温度，取向状态也不会很快紊乱。
另外，作为聚合材料，有时如上所述使用不具有液晶性的常规聚合性材料，这时也同样可以进行取向固定化步骤。
(不具有聚合性的高分子材料)
具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料是不具有聚合性的高分子材料时，作为液晶材料，可以例举上述聚合性液晶材料以外的不具有聚合性的一般液晶高分子。
使用这种液晶高分子时的取向固定化步骤是，使温度由成为液晶相的温度降低至成为固相的温度的步骤。在上述取向处理步骤中，通过进行取向处理，液晶高分子成为沿着具有取向能力的基材的取向具有向列规则性的液晶相。而且，通过在这种状态下使温度达到成为玻璃状态的温度，能够全部形成具有折射率各向异性的相位差层。
另一方面，在上述取向处理步骤中，采用对分子本身施加外力使之取向的方法时，也同样可以在取向状态下降低温度，从而在分子取向的状态下进行固定。这样，可以全部形成具有折射率各向异性的相位差层。这时的温度降低，具体而言优选降低至Tg以下的温度。
(相位差层的图案化)
在本发明中，有时根据使用用途有必要使如上所述在基材上形成的相位差层形成图案。这种图案化可以如上所述在上述涂覆步骤中进行，但是从图案的精度等方面来看，优选在该取向固定化步骤中进行。
也就是说，使用上述聚合性材料时，通过图案状地照射活性放射线，以图案状形成聚合部位后，进行使用溶剂等显像的显像步骤，能够容易地使相位差层形成图案。
其中，作为显像时可以使用的溶剂，例如丙酮、乙酸-3-甲氧基丁酯、二甘醇二甲醚、环己酮、四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、甲乙酮等。
作为这种以图案状照射活性放射线的方法，适合采用例如图5所示使用光掩膜的方法，但是并不限于此，也可以例如通过以激光作为活性放射线，进行描绘照射。
在本发明中，然后使用溶剂等进行显像时，在利用上述活性放射线进行固化时，优选使固化部分的聚合性液晶材料固化至85％以上固化的状态。这是因为在之后使用溶剂进行显像时，能够有效防止固化部分的光学特性劣化或膨润。
另一方面，作为使用不具有聚合性的材料时形成图案的方法，可以采用使用光致抗蚀剂的光刻法进行。
5.其它
在本发明中，通过进行上述取向固定化步骤，能够得到在基材上形成了相位差层的相位差层层压体，而且根据需要也可以进一步形成保护层等其它功能层。
另外，将本发明的相位差层层压体制成λ/4相位差层时，也可以包括通过粘结层在其上贴付偏振片的步骤。这样，可以制造圆偏振片。
而且，在本发明中，由于也可以是图6和图7所示将2层以上相位差层层压得到的相位差层层压体，因此可以反复进行上述涂覆步骤、取向处理步骤、取向固定化步骤2次以上。另外，象图6和图7所示的实例那样，使用取向膜进行取向处理时，优选在取向固定化步骤后进行取向膜形成步骤。
C.液晶显示装置
本发明的液晶显示装置特征在于使用上述“A.相位差层层压体”中说明的相位差层层压体，可以说使用相位差层在基材上形成了图案状的相位差层层压体的液晶显示装置是特别优选的方式。
这是因为如上所述使用聚合性液晶材料，特别是聚合性液晶单体的相位差层层压体，在取向固定化步骤中，例如通过使用光掩膜进行活性放射线的图案照射，能够容易地形成在基材上形成了具有高精细图案的相位差层的相位差层层压体，安装了这种具有高精细相位差层图案的相位差层层压体的液晶显示装置，能够具有迄今为止所没有的高品质。
作为这种液晶装置的实例，可以例举特开平9-304740号公报中记载的3维液晶显示装置，例如，该装置的液晶显示板全面设计成条状的相位差板使用上述在基材上以图案状形成了相位差层的相位差层层压体。
另外，作为其它实例，可以例举特开平8-234205号公报中记载的投影型显示装置，例如该投影型显示装置的形成了图案状的λ/2相位差板使用上述在基材上以图案状形成了相位差层的相位差层层压体。
而且，作为其它优选的实施方式，还可以例举图8～10所示的液晶显示装置50，该液晶显示装置50具备液晶显示元件56和相位差层(相位差光学元件)60，液晶显示元件56包括液晶层52，而且由构成多个像素的多个单元液晶池54构成，液晶层52表面的液晶分子在各单元液晶池54内进行取向，从而具有多个不同的导向器方向(图10中箭头的方向)，相位差层60设置在液晶显示元件56的厚度方向的两侧，对应于各单元液晶池54中的液晶分子的导向器方向，分割为多个(在本实施方式的实例中为4个)补偿取向区域58A、58B、58C、58D，同时在该补偿取向区域58A、58B、58C、58D中液晶性物质受到取向限制并被固化。
液晶显示元件56为MVA方式，如图9所示，在一对取向膜62、63之间密封有液晶层52。另外，图中的符号66为透明电极，符号68为透明基材，符号70为偏振片。
而且，如图10所示，液晶层52表面的液晶分子进行取向，使之具有对于相应的各单元液晶池54的中心对称的导向器方向。具体而言，如图9所示在一侧取向膜62的对应于各单元液晶池54的中心的位置，形成突出成半球状的肋状物62A，液晶层52表面的液晶分子由肋状物62A以放射状突出的方式倾斜。
相位差层56的4个补偿取向区域58A、58B、58C、58D构成如下，即，按照将对应的各单元液晶池54围绕其中心以等角度间隔分割成多个区域(本实施方式的实例中为4个)的形态，在各单元液晶池54中形成4个区域，在这些补偿取向区域58A、58B、58C、58D中液晶性物质分割取向，同时固化。
这样，对应液晶层52的液晶分子的导向器方向，使相位差层60的分子在各补偿取向区域58A、58B、58C、58D进行取向，从而能够进行比以前精细且多样的光学补偿，能够大幅度改善视觉依赖性的问题，实现高品质的图像显示。
作为使液晶性物质在各补偿取向区域进行分割取向并固化的方法，如上所述可以对于每个补偿取向区域反复进行在基板上涂覆具有向列规则性的液晶性物质，用静电场或磁场使之沿规定方向取向，使用光掩膜照射紫外线等使之固化的步骤；也可以准备采用掩膜摩擦法加工使各补偿取向区域的取向方向不同的取向膜，在该取向膜上涂覆液晶性物质在取向的状态下使之固化。
另外，在该实施方式的实例中，液晶层52表面的液晶分子进行取向，使之具有对于相应的各单元液晶池54的中心对称的导向器方向，但是也可以如图11所示，将液晶显示元件56按各单元液晶池54分割成多个(在本实施方式的实例中为4个)显示取向区域72A、72B、72C、72D，同时液晶层5 2表面的液晶分子在各显示取向区域72A、72B、72C、72D中取向，对应各显示取向区域72A、72B、72C、72D形成补偿取向区域58A、58B、58C、58D。
作为对于取向膜59实施取向处理，使每个显示取向区域72A、72B、72C、72D的取向方向不同的方法，除使用四棱锥型的肋状物以外，也可以采用公知的光取向膜法等。
这样，通过对应于各显示取向区域的液晶分子的取向，使相位差层的分子按每个补偿取向区域进行取向，能够实现更精细的光学补偿。
另外，在上述实施方式的实例中，液晶显示元件56的各单元液晶池54分割成4个显示取向区域，但是本发明并不限于此，例如也可以在取向膜上形成三棱柱、三棱锥的肋状物，将液晶显示元件按各单元液晶池分割成2个或3个显示取向区域，还可以在取向膜上形成五棱以上的多棱锥的肋状物，分割成5个以上显示取向区域。这时，不言而喻也能够得到提高显示品质的效果。
另外，上述半球状的肋状物62A可以说将液晶显示元件按单元液晶池分割成无限的显示取向区域。
同样，可以将相位差层按单元液晶池分割成2个或3个显示取向区域，也可以分割成5个以上显示取向区域。
另外，在上述实施方式的实例中，液晶显示元件54的单元液晶池60对应于4个显示取向区域58A、58B、58C、58D一对一地设置相位差层60的补偿取向区域72A、72B、72C、72D，但是本发明并不限于此，对于单元液晶池的一个显示取向区域也可以设置多个光学补偿元件的补偿取向区域。这样可以实现更精细且多样的光学补偿。
另外，在上述实施方式的实例中，相位差层56设置在液晶显示元件54的厚度方向的两侧，但是本发明并不限于此，按照光学补偿的方式也可以只在液晶显示元件的厚度方向的一侧设置相位差层。
另外，在上述实施方式的实例中，液晶显示元件56为MVA方式，但是本发明并不限于此，本发明当然也可以适用于例如PVA方式等其它VA方式、TN方式、STN方式、IPS方式、0CB方式和ECB方式等的液晶显示元件。
而且，本发明并不限于上述实施方式。上述实施方式是例举的实例，只要具有与本发明的权利要求记载的技术思想实质上相同的构成，并发挥了同样的作用效果，均包括在本发明的技术范围内。
例如，在上述“A.相位差层层压体”的说明中，作为相位差层使用的材料，采用了能够形成向列相的液晶材料，但是在本发明中，只要是不形成胆甾醇相的液晶材料，均可以没有问题地使用，因此即使是能够形成近晶相的液晶材料也包括在本发明中。
实施例
以下结合实施例进一步说明本发明。
配制溶解了聚合性液晶单体的甲苯溶液，聚合性液晶单体在两端具有能够聚合的丙烯酸酯，且在中央部的介晶部分(mesogen group)和上述丙烯酸酯之间具有间隔基团，液晶-各向同性转移温度(液晶形成各向同性相的温度)为100℃。另外，在上述甲苯溶液中，相对于上述单体分子添加5重量％的光聚合引发剂(Chiba SpecialityChemicals公司生产的Irg184)。
另一方面，在玻璃基板上涂覆聚酰亚胺成膜，沿一定方向实施摩擦处理，形成取向膜。
然后，将这种带有取向膜的玻璃基板安装在旋涂器上，在取向膜上旋涂上述甲苯溶液达到5μm的膜厚。
接着，在80℃下加热1分钟，使上述甲苯溶液中的甲苯蒸发后，确认取向膜上形成的液晶膜(未固化状态的液晶膜)呈向列相。
然后，通过具有规定图案的开口部的光掩膜，用紫外线照射装置以100mJ/cm2的照射线向上述未固化状态的向列相液晶膜照射紫外线。另外，这时紫外线的照射量设定为能够达到向列相液晶膜中照射了紫外线的部分90％以上发生聚合(固化)的状态。
然后，将这样形成了向列相液晶膜的带取向膜玻璃基板浸渍在丙酮中，摇动1分钟，除去向列相液晶膜中未固化的部分。
最终由丙酮中取出上述玻璃基板，干燥后，制得相位差层层压体，该相位差层层压体仅照射了紫外线的部分形成了所需图案的向列相液晶膜，除此以外的部分按照露出取向膜的图案状形成相位差层。
另外，该实施例中形成的向列相液晶膜具有几乎均一的膜厚(1.5μm)，形成的图案精度非常高。
工业实用性
按照本发明，由于将能够形成向列相的液晶材料用于图案状的相位差层，因此可以发挥下述效果，即通过选择使用的液晶材料的种类以及具有取向能力的基材，能够容易地决定取向方向，提供能够用于各种光学元件的相位差层层压体。

Claims (38)

1.一种相位差层层压体，其特征在于，具备有取向能力的基材，以及在上述基材上形成图案状以使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性的相位差层。
2.如权利要求1所述的相位差层层压体，其特征在于，上述能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子中至少1种聚合形成的物质。
3.如权利要求1所述的相位差层层压体，其特征在于，上述能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体聚合形成的物质。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的相位差层层压体，其特征在于，上述具有取向能力的基材是在透明基板上形成取向膜得到的基材。
5.如权利要求4所述的相位差层层压体，其特征在于，上述取向膜具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，且上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的多个取向方向形成。
6.如权利要求1～3中任意一项所述的相位差层层压体，其特征在于，上述具有取向能力的基材是延伸膜。
7.一种相位差层层压体的制造方法，其特征在于，包括下述步骤：
准备基材的基材准备步骤；
在上述基材上涂覆具有折射率各向异性形成能力的折射率各向异性材料，形成折射率各向异性材料层的涂覆步骤；
对上述折射率各向异性材料层实施取向处理的取向处理步骤；
对上述取向处理步骤中进行了取向处理的折射率各向异性材料层的取向进行固定的取向固定化步骤；以及
使上述折射率各向异性材料层形成图案的图案化步骤。
8.如权利要求7所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述基材是具有取向能力的基材，上述折射率各向异性材料是能够形成向列相的液晶材料，上述取向处理步骤是使上述折射率各向异性材料层保持在上述液晶材料为液晶相的温度的步骤。
9.如权利要求8所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述液晶材料是具有聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物以及聚合性液晶高分子中至少一种的材料，上述取向固定化步骤是照射使上述具有聚合性液晶单体、聚合液晶低聚物以及聚合性液晶高分子中至少一种的材料进行聚合的活性放射线的步骤。
10.如权利要求8所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述液晶材料是聚合性液晶单体。
11.如权利要求9或10所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述活性放射线照射步骤是图案状照射活性放射线的步骤，而且在上述图案状照射活性放射线的步骤之后，具有使未聚合部分的液晶材料显像的显像步骤。
12.如权利要求8～10中任意一项所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述具有取向能力的基材是在透明基板上形成取向膜得到的基材。
13.如权利要求11所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述具有取向能力的基材是在透明基板上形成取向膜得到的基材。
14.如权利要求12所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述取向膜具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的多个取向方向形成。
15.如权利要求13所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述取向膜具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的多个取向方向形成。
16.如权利要求8～10中任意一项所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述具有取向能力的基材是延伸膜。
17.如权利要求11所述的相位差层层压体的制造方法，其特征在于，上述具有取向能力的基材是延伸膜。
18.一种液晶显示装置，其特征在于，使用相位差层层压体，所述相位差层层压体具备有取向能力的基材，以及在上述基材上形成图案状以使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性的相位差层。
19.如权利要求18所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子中至少1种聚合形成的物质。
20.如权利要求18所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体聚合形成的物质。
21.如权利要求18～20中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的具有取向能力的基材是在透明基板上形成取向膜得到的基材。
22.如权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的取向膜具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，且上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的多个取向方向形成。
23.如权利要求18～20中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的具有取向能力的基材是延伸膜。
24.一种液晶显示装置，其特征在于，包括液晶显示元件和相位差光学元件，上述液晶显示元件含有液晶层，而且包括构成多个像素的多个单元液晶池，上述液晶层表面的液晶分子能够在上述各单元液晶池内沿规定的多个不同导向器方向取向；上述相位差光学元件设置在上述液晶显示元件的厚度方向的至少一侧，对应于上述各单元液晶池中上述液晶分子的导向器方向分割成多个补偿取向区域，同时在每个该补偿取向区域中液晶性物质受到取向限制并固化。
25.如权利要求24所述的液晶显示装置，其特征在于，在将上述液晶显示元件的上述各单元液晶池分割成多个显示取向区域的同时，使上述液晶层表面的液晶分子取向，使之在上述每个显示取向区域具有不同的导向器方向，而且对应于上述显示取向区域形成上述相位差光学元件的补偿取向区域。
26.如权利要求25所述的液晶显示装置，其特征在于，对应于上述单元液晶池的一个上述显示取向区域，设计多个上述相位差光学元件的上述补偿取向区域。
27.如权利要求25或26所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件的显示取向区域以下述形态形成，即，将对应的上述各单元液晶池围绕其中心以等角度间隔分割成至少4个以上区域。
28.如权利要求24所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件的上述液晶层表面的液晶分子进行取向，从而具有对于相应的上述单元液晶池的中心对称的导向器的方向。
29.如权利要求27所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差光学元件的补偿取向区域以下述形态形成，即，将对应的上述单元液晶池围绕其中心以等角度间隔分割成至少4个以上区域。
30.如权利要求28所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差光学元件的补偿取向区域以下述形态形成，即，将对应的上述单元液晶池围绕其中心以等角度间隔分割成至少4个以上区域。
31.如权利要求29所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差光学元件围绕上述对应的上述单元液晶池中心180°对峙形成的一对上述补偿取向区域的取向方向相同。
32.如权利要求24～26、28、30中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述液晶显示元件的驱动方式为TN方式、STN方式、VA方式、MVA方式、PVA方式、IPS方式、OCB方式以及ECB方式中的任意一种方式。
33.如权利要求24～26、28、30中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差光学元件具备有取向能力的基材，以及在上述基材上形成图案状以使能够形成向列相的液晶材料具有折射率各向异性的相位差层。
34.如权利要求33所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层压体的能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体、聚合性液晶低聚物和聚合性液晶高分子中至少1种聚合形成的物质。
35.如权利要求33所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的能够形成向列相的液晶材料是使聚合性液晶单体聚合形成的物质。
36.如权利要求33所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的具有取向能力的基材是在透明基板上形成取向膜得到的基材。
37.如权利要求36所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的取向膜具有沿至少2种不同方向取向的部分构成的图案，且上述取向膜上的上述液晶材料的折射率各向异性沿着该取向膜的多个取向方向形成。
38.如权利要求33所述的液晶显示装置，其特征在于，上述相位差层层压体的具有取向能力的基材是延伸膜。
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