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特許7613470光学素子

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(54)【発明の名称】光学素子

(51)【国際特許分類】

G02B 5/30 20060101AFI20250107BHJP

G02B 3/00 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

G02B5/30

G02B3/00 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022541561

(86)(22)【出願日】2021-08-03

(86)【国際出願番号】 JP2021028750

(87)【国際公開番号】W WO2022030481

(87)【国際公開日】2022-02-10

【審査請求日】2024-02-09

(31)【優先権主張番号】P 2020135092

(32)【優先日】2020-08-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020180362

(32)【優先日】2020-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東忠彦

(72)【発明者】

【氏名】関川賢太

(72)【発明者】

【氏名】永山裕道

(72)【発明者】

【氏名】石戸総

【審査官】池田博一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０８９３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－００６３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／０７５２６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第５７２６７２３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ５／３０

Ｇ０２Ｂ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲面に沿って湾曲する位相差板を含む、光学素子であって、
前記位相差板は、透明基材と、前記透明基材の上に形成された配向層と、前記配向層の上に形成された液晶層と、を含み、
前記配向層の前記液晶層と接する表面には、前記液晶層の液晶分子を配向させる互いに平行な複数の溝が形成されており、
前記溝のピッチが、１０ｎｍ～６００ｎｍであり、
前記配向層は、エネルギー硬化性組成物の共重合体であり、前記表面にフッ素元素を含み、
前記位相差板の厚みが最も薄い部位における前記溝の深さが、前記位相差板の厚みが最も厚い部位における前記溝の深さよりも深い、光学素子。

【請求項2】

前記配向層の前記表面のフッ素元素濃度が、０．１原子％～５０原子％である、請求項１に記載の光学素子。

【請求項3】

前記配向層は、界面活性剤を含む、請求項１又は２に記載の光学素子。

【請求項4】

曲面に沿って湾曲する位相差板を含む、光学素子であって、
前記位相差板は、透明基材と、前記透明基材の上に形成された配向層と、前記配向層の上に形成された液晶層と、を含み、
前記配向層の前記液晶層と接する表面には、前記液晶層の液晶分子を配向させる互いに平行な複数の溝が形成されており、
前記溝のピッチが、１０ｎｍ～６００ｎｍであり、
前記配向層は、エネルギー硬化性組成物の共重合体であり、界面活性剤を含み、
前記位相差板の厚みが最も薄い部位における前記溝の深さが、前記位相差板の厚みが最も厚い部位における前記溝の深さよりも深い、光学素子。

【請求項5】

前記配向層における前記界面活性剤の含有量が、０．０５質量％～４質量％である、請求項３又は４に記載の光学素子。

【請求項6】

前記液晶層の厚みが、０．３μｍ～３０μｍである、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学素子。

【請求項7】

前記液晶層は、位相差層、又は補償層である、請求項１～６のいずれか１項に記載の光学素子。

【請求項8】

前記溝の深さが、３ｎｍ～５００ｎｍである、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光学素子に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の光学素子の製造方法は、（Ａ）微細な溝構造を備える配向層を形成し、（Ｂ）配向層の上に液晶相を示すコーティング材を積層し、（Ｃ）コーティング材層を固化し、液晶相の配向を固定させる。

【0003】

特許文献２に記載の液晶デバイスは、第１の基板と第２の基板とで液晶分子を挟持し、液晶の複屈折により光波を変調する。第１の基板、又は第２の基板には、光波の波長より短いピッチを有するグレーティング構造が設けられる。グレーティング構造は、ナノインプリント法で形成され、液晶分子の配向方向を制御し、かつ、液晶を通過した光波の位相制御を行う。

【0004】

特許文献３に記載の液晶配向フィルムの製造方法は、配向フィルムの非平面上に液晶物質を注入し、液晶層を形成する工程を含む。配向フィルムの製造方法は、（Ａ）被転写層にモールドの凹凸パターンを転写し、（Ｂ）その凹凸パターンの上に二酸化チタン層を形成し、（Ｃ）二酸化チタン層をレンズ形状の曲面に変形し、（Ｄ）曲面に変形した二酸化チタン層をエッチングし、曲面に微細な凹凸パターンを形成する。この凹凸パターンの上に、液晶物質が注入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本国特表２００５－５１６２３６号公報

【文献】日本国特開２０１３－７７８１号公報

【文献】日本国特表２０１６－５０９９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来から、液晶分子を配向させるべく、配向層に微細な溝構造を形成することが検討されている。

【0007】

本開示の一態様は、配向層による配向規制力を向上し、液晶層のリタデーションを大きくする、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る光学素子は、曲面に沿って湾曲する位相差板を含む。前記位相差板は、透明基材と、前記透明基材の上に形成された配向層と、前記配向層の上に形成された液晶層と、を含む。前記配向層の前記液晶層と接する表面には、前記液晶層の液晶分子を配向させる互いに平行な複数の溝が形成されている。前記溝のピッチが、１０ｎｍ～６００ｎｍである。前記配向層は、エネルギー硬化性組成物の共重合体であり、前記表面にフッ素元素を含む。前記位相差板の厚みが最も薄い部位における前記溝の深さが、前記位相差板の厚みが最も厚い部位における前記溝の深さよりも深い。

【0009】

また、本開示の別の一態様に係る光学素子は、曲面に沿って湾曲する位相差板を含む。前記位相差板は、透明基材と、前記透明基材の上に形成された配向層と、前記配向層の上に形成された液晶層と、を含む。前記配向層の前記液晶層と接する表面には、前記液晶層の液晶分子を配向させる互いに平行な複数の溝が形成されている。前記溝のピッチが、１０ｎｍ～６００ｎｍである。前記配向層は、エネルギー硬化性組成物の共重合体であり、界面活性剤を含む。前記位相差板の厚みが最も薄い部位における前記溝の深さが、前記位相差板の厚みが最も厚い部位における前記溝の深さよりも深い。

【発明の効果】

【0010】

本開示の一態様によれば、配向層に含まれるフッ素元素又は界面活性剤によって、配向層による配向規制力を向上でき、液晶層のリタデーションを大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態に係る光学素子を示す断面図である。

【図2】図２（Ａ）は透明基材と配向層の一例を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す配向層によって配向された液晶分子の一例を示す斜視図である。

【図3】図３（Ａ）は第２実施形態に係る光学素子の位相差板とレンズとを接合する前の状態を示す断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す位相差板とレンズとを接合してなる光学素子の断面図であり、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）に示す光学素子の平面図である。

【図4】図４（Ａ）は第２実施形態の第１変形例に係る光学素子を示す断面図であり、図４（Ｂ）は第２実施形態の第２変形例に係る光学素子を示す断面図であり、図４（Ｃ）は第２実施形態の第３変形例に係る光学素子を示す断面図である。

【図5】図５（Ａ）は参考形態に係る光学素子の位相差板とレンズとを接合する前の状態を示す断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示す位相差板とレンズとを接合してなる光学素子を示す断面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）に示す光学素子のＲｄの分布を示す平面図である。

【図6】図６（Ａ）は参考形態の変形例に係る光学素子の位相差板とレンズとを接合する前の状態を示す断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す位相差板とレンズとを接合してなる光学素子を示す断面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）に示す光学素子のＲｄの分布を示す平面図である。

【図7】図７（Ａ）は第３実施形態に係る光学素子の断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の領域Ｂを拡大して示す断面図であり、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の領域Ｃを拡大して示す断面図である。

【図8】図８（Ａ）は第３実施形態の変形例に係る光学素子の断面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の領域Ｂを拡大して示す断面図であり、図８（Ｃ）は図８（Ａ）の領域Ｃを拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。また、明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0013】

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係る光学素子１について説明する。光学素子１は、位相差板３を含む。位相差板３は、例えば平板状である。位相差板３は、例えば、透明基材４と、透明基材４の上に形成される配向層５と、配向層５の上に形成される液晶層６と、を含む。

【0014】

位相差板３は、遅相軸と進相軸を有する。Ｚ軸方向視で、遅相軸はＸ軸方向であり、進相軸はＹ軸方向である。遅相軸は屈折率の最も大きい方向であり、進相軸は屈折率の最も小さい方向である。

【0015】

位相差板３は、例えば１／４波長板である。１／４波長板と、不図示の直線偏光板とが組み合わせて用いられてもよい。直線偏光板の吸収軸と、１／４波長板の遅相軸とは、４５°ずらして配置される。直線偏光板と１／４波長板とで、円偏光板が構成される。

【0016】

透明基材４は、例えばガラス基材又は樹脂基材で構成される。ガラス基材又は樹脂基材は、赤外線、可視光、及び紫外線のいずれか１つ、又は２つ以上に対して反射機能又は吸収機能を有し、特定の波長帯の光を透過する構成としてもよい。透明基材４は、単一の基材の単層構造でもよいし、主基材（ガラス基材又は樹脂基材）に反射や吸収機能を付与する膜を積層し特定の波長帯の光を透過させる複数層構造でもよい。また、透明基材４は、反射機能や吸収機能の他に、防汚などの機能を付与する膜を積層してもよい。

【0017】

例えば、透明基材４は、ガラス基材又は樹脂基材の他に、更に樹脂膜又は無機膜を含んでもよい。樹脂膜は、例えば、色調補正フィルタ、シランカップリング剤等の下地膜、又は防汚膜等の機能を有する膜である。樹脂膜は、例えば、スクリーン印刷、蒸着、スプレーコート又はスピンコート法等で形成される。無機膜は、例えば光干渉膜（反射防止や波長選択フィルタ）としての機能を有する金属酸化物膜等である。無機膜は、例えば、スパッタリング法、蒸着、又はＣＶＤ法等で形成される。

【0018】

透明基材４は、曲げ加工性の観点から、好ましくは樹脂基材である。樹脂基材の樹脂の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー(ＣＯＣ)、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられる。

【0019】

透明基材４の位相差（リタデーション）は、例えば５ｎｍ以下であり、好ましくは３ｎｍ以下である。透明基材４の位相差は、色調のバラツキを低減する観点から、小さいほどよく、ゼロであってもよい。透明基材４の位相差は、例えば平行ニコル回転法により測定する。

【0020】

透明基材４のガラス転移点Ｔｇｆは、例えば８０℃～２００℃であり、好ましくは９０℃～１６０℃である。Ｔｇｆが上記範囲内であれば、曲げ加工性が良い。透明基材４のガラス転移点は、例えば熱機械分析（ＴＭＡ）により測定される。

【0021】

透明基材４の厚みＴ１（図２参照）は、例えば０．０１ｍｍ～０．３ｍｍであり、好ましくは０．０２ｍｍ～０．１ｍｍであり、より好ましくは０．０３ｍｍ～０．０９ｍｍである。Ｔ１が上記範囲内であれば、曲げ加工性と、ハンドリング性とを両立できる。

【0022】

配向層５は、液晶層６の液晶分子を配向させるものである。配向層５の液晶層６と接する表面５１には、液晶層６の液晶分子を配向させる互いに平行な複数の溝５２が形成されている。複数の溝５２は、例えばストライプパターン状に形成される。Ｚ軸方向視で、溝５２の長手方向がＸ軸方向であり、溝５２の幅方向がＹ軸方向である。

【0023】

溝５２の平行度は、例えば０°～５°であり、好ましくは０°～３°であり、より好ましくは０°～１°である。溝５２の平行度とは、Ｚ軸方向視で、隣り合う２つの溝５２のなす角の最大値である。隣り合う２つの溝５２のなす角が０°に近いほど、平行度が良い。

【0024】

溝５２の深さＤは、例えば３ｎｍ～５００ｎｍであり、好ましくは５ｎｍ～３００ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍ～１５０ｎｍである。Ｄが３ｎｍ以上であれば、配向規制力が大きく、液晶分子が配向されやすい。一方、Ｄが５００ｎｍ以下であれば、モールドの凹凸パターンの転写性が良い。また、Ｄが５００ｎｍ以下であれば、回折光も発生しにくい。

【0025】

溝５２のピッチｐは、例えば１０ｎｍ～６００ｎｍであり、好ましくは５０ｎｍ～３００ｎｍであり、より好ましくは８０ｎｍ～２００ｎｍである。ｐが６００ｎｍ以下であれば、配向規制力が大きく、液晶分子が配向されやすい。また、ｐが３００ｎｍ以下であれば、回折光も発生しにくい。一方、ｐが１０ｎｍ以上であれば、モールドの凹凸パターンの形成が容易である。

【0026】

溝５２の開口幅Ｗは、例えば５ｎｍ～５００ｎｍであり、好ましくは２０ｎｍ～２００ｎｍであり、より好ましくは３０ｎｍ～１５０ｎｍである。なお、ピッチｐと開口幅Ｗの差（ｐ－Ｗ：ｐ＞Ｗ）が、溝５２同士の間隔である。

【0027】

溝５２の長手方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面は、図２では矩形であるが、三角形であってもよい。断面三角形の溝５２は、深さが浅くなるほど、幅が広くなる。この場合、インプリント法で使用されるモールドの剥離が容易である。

【0028】

配向層５は、エネルギー硬化性組成物の共重合体である。エネルギー硬化性組成物は、光硬化性組成物、又は熱硬化性組成物である。特に加工性、耐熱性及び耐久性に優れる点から光硬化性組成物が好ましい。光硬化性組成物は、例えば、単量体（モノマー）、光重合開始剤、溶剤、及び必要に応じた添加剤（例えば界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤）を含む組成物である。光硬化性組成物として、例えば特許第５９７８７６１号公報の段落００２８～００６０に記載されているものが使用される。光硬化性組成物は、例えば、フッ素元素を含む含フッ素モノマーと、フッ素元素を含まない光硬化性モノマーとを含む。

【0029】

配向層５は、液晶層６と接する表面５１にフッ素元素を含む。フッ素元素は、含フッ素モノマーに由来する。フッ素元素は、配向層５の内部よりも、配向層５の表面５１に集まる傾向にある。フッ素元素は、配向層５の表面５１の表面自由エネルギーを低下させ、後述する液晶組成物の濡れ性を低下させる。その結果、液晶組成物は、エネルギー的に最も安定な状態、つまり、液晶分子同士が平行に並ぶ状態に導かれる。従って、配向層５による配向規制力を向上でき、液晶層６のリタデーションを大きくできる。

【0030】

配向層５の表面５１のフッ素元素濃度ＦＣは、例えば０．１原子％～５０原子％であり、好ましくは１原子％～４０原子％であり、より好ましくは２原子％～３０原子％であり、更に好ましくは５原子％～２０原子％である。ＦＣが０．１原子％以上であれば、配向規制力を向上する効果が得られる。一方、ＦＣが５０原子％以下であれば、配向層５の白濁を抑制できる。また、ＦＣが５０原子％以下であれば、配向層５と透明基材４の密着性、及び配向層５と液晶層６の密着性を向上できる。例えば、配向層５の材質がＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であってＦＣが５８原子％である場合に、配向層５に対して液晶組成物Ｌ１（実施例の欄参照）をスピンコート法で塗布したところ、液晶組成物Ｌ１が配向層５に密着せず剥離してしまった。

【0031】

配向層５は、フッ素元素に代えて、又はフッ素元素に加えて、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤は、配向層５に均等に分散される。界面活性剤は、例えば、フッ素系又はシリコーン系である。界面活性剤は、フッ素元素と同様に、配向層５の表面５１の表面自由エネルギーを低下させ、後述する液晶組成物の濡れ性を低下させる。その結果、液晶組成物は、エネルギー的に最も安定な状態、つまり、液晶分子同士が平行に並ぶ状態に導かれる。従って、配向層５による配向規制力を向上でき、液晶層６のリタデーションを大きくできる。

【0032】

配向層５における界面活性剤の含有量ＳＣは、例えば０．０５質量％～４質量％であり、好ましくは０．１質量％～３質量％であり、より好ましくは０．２質量％～２質量％である。ＳＣが０．０５質量％以上であれば、配向層５の配向規制力を向上する効果が得られる。一方、ＳＣが４質量％以下であれば、エネルギー硬化性組成物を構成する複数の成分が混ざりやすい。界面活性剤は、モノマーとは異なり、ほとんど重合しない。それゆえ、エネルギー硬化性組成物が溶剤を含まない場合、エネルギー硬化性組成物と配向層５とで、界面活性剤の含有量ＳＣは同程度である。

【0033】

配向層５は、例えばインプリント法で形成される。インプリント法では、透明基材４とモールドの間にエネルギー硬化性組成物を挟み、モールドの凹凸パターンをエネルギー硬化性組成物に転写し、エネルギー硬化性組成物を硬化する。インプリント法を用いれば、溝５２の寸法及び形状を精度良く制御でき、異物の混入も軽減できる。

【0034】

エネルギー硬化性組成物は、透明基材４の上に塗布されてもよいし、モールドの上に塗布されてもよい。その塗布方法は、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、キャスト法、スプレーコート法、ビードコート法、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ローラーコート法、カーテンコート法、スリットダイコート法、グラビアコート法、スリットリバースコート法、マイクログラビア法、又はコンマコート法等である。

【0035】

配向層５の厚みＴ２（図２参照）は、例えば１ｎｍ～２０μｍであり、好ましくは５０ｎｍ～１０μｍであり、より好ましくは１００ｎｍ～５μｍである。配向層５の厚みＴ２は、透明基材４の配向層５が形成される表面４１の各点における法線方向に測定する。配向層５が溝５２を有する場合、本明細書において、配向層５の厚みＴ２とは、溝５２の底と透明基材４の表面４１との間隔のことである。配向層の厚みが２０μｍ以下であれば加工性が良い。

【0036】

配向層５のガラス転移点Ｔｇ＿ａｌは、例えば４０℃～２００℃であり、好ましくは５０℃～１６０℃であり、より好ましくは７０℃～１５０℃である。Ｔｇ＿ａｌが上記範囲内であれば、曲げ加工性が良い。配向層５のガラス転移点は、例えばＴＭＡにより測定される。

【0037】

液晶層６は、遅相軸と進相軸を有する。遅相軸の屈折率ｎｅと進相軸の屈折率ｎｏとの差Δｎ（Δｎ＝ｎｅ－ｎｏ）と、液晶層６のＺ軸方向寸法ｄとの積が、リタデーションＲｄである。つまり、Ｒｄは、Ｒｄ＝Δｎ×ｄの式から求められる。

【0038】

液晶層６は、図２（Ｂ）に示すように、配向層５によって互いに平行に配向される複数の液晶分子６１を含む。Ｚ軸方向視で、液晶分子６１の長軸方向はＸ軸方向であり、液晶分子６１の短軸方向はＹ軸方向である。液晶分子６１は、本実施形態では棒状液晶であるが、ディスコティック液晶であってもよい。

【0039】

液晶層６は、液晶組成物の塗布及び乾燥によって形成される。液晶組成物は、アクリル基又はメタクリル基を含む光硬化性の液晶を含む。液晶組成物は、単独で液晶相を示さない成分を含んでいてもよい。重合によって液晶相が生じればよい。液晶相を示さない成分として、例えば単官能の(メタ)アクリレート、２官能の(メタ)アクリレート、３官能以上の(メタ)アクリレートなどが用いられる。液晶組成物は、光硬化性のモノマーを含んでいてもよい。重合性の液晶組成物は、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、重合開始剤、界面活性剤、カイラル剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、消泡剤、又は二色性色素など用いられる。複数種類の添加剤が併用されてもよい。

【0040】

液晶組成物の塗布方法は、一般的なものであってよい。液晶組成物の塗布方法は、例えば、スピンコート法、バーコート法、押し出しコート法、ダイレクトグラビアコート法、リバースグラビアコート法、又はダイコート法等である。液晶組成物の溶剤は、塗布後の加熱によって除去される。

【0041】

液晶組成物の溶剤は、例えば有機溶剤である。有機溶剤は、アルコール(例えばイソプロピルアルコール)、アミド（例えばＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例えばジメチルスルホキシド）、炭化水素（例えばベンゼン、若しくはヘキサン）、エステル（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、若しくはプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート）、ケトン（例えばアセトン、シクロヘキサノン、若しくはメチルエチルケトン）、又はエーテル（例えばテトラヒドロフラン、若しくは１，２－ジメトキシエタン）である。２種類以上の有機溶剤が併用されてもよい。なお、液晶層６は、溶剤を使用しない蒸着法または真空注入法で形成されてもよい。

【0042】

使用する液晶組成物は、硬化後のΔｎ値の波長分散が正のものを用いても良いし、負のものを用いても良い。

【0043】

液晶組成物は、重合性の化合物として、例えば下記式（ａ－１）～（ａ－１３）に示す化合物を含む。

【0044】

【化1】

【0045】

【化2】

【0046】

【化3】

上記式（ａ－５）及び（ａ－８）中、ｎは２～６の整数である。上記式（ａ－６）及び（ａ－７）中、Ｒは炭素原子数３～６のアルキル基である。上記式（ａ－１１）、（ａ－１２）及び（ａ－１３）中、ｎは「ノルマル」を意味し、直鎖状であることを意味する。

【0047】

液晶層６の厚みＴ３（図２参照）は、光の波長と、位相差と、Δｎ（Δｎ＝ｎｅ－ｎｏ）とに基づいて決められる。例えば、光の波長が５４３ｎｍであり、位相差が１／４波長である場合、Ｒｄは１３６ｎｍである。Ｒｄが１３６ｎｍであってΔｎが０．１である場合、液晶層６の厚みＴ３は１３６０ｎｍである。

【0048】

液晶層６の厚みＴ３は、上記の通り、光の波長と、位相差と、Δｎとに基づいて決められ、特に限定されないが、例えば０．３μｍ～３０μｍであり、好ましくは０．５μｍ～２０μｍであり、より好ましくは０．８μｍ～１０μｍである。Ｔ３が０．３μｍ以上であれば、目的の位相差が得られやすい。また、Ｔ３が３０μｍ以下であれば、液晶分子６１が配向しやすい。

【0049】

なお、液晶層６は、１／４波長板には限定されず、１／２波長板等であってもよい。また、液晶層６は、直交する２つの直線偏光成分間の位相をずらす位相差層には限定されず、補償層であってもよい。補償層は、例えば、液晶ディスプレイの異なる視野角で生じる位相差を補正し、所定の視野角内で画面のコントラストを向上させる。

【0050】

液晶層６の厚みＴ３は、透明基材４の表面４１の各点における法線方向に測定する。配向層５が溝５２を有する場合、本明細書において、液晶層６の厚みＴ３とは、溝５２の底と液晶層６の配向層５とは反対側の表面との間隔のことである。

【0051】

液晶層６のガラス転移点Ｔｇ＿ａは、例えば５０℃～２００℃であり、好ましくは８０℃～１８０℃である。Ｔｇ＿ａが上記範囲内であれば、曲げ加工性が良い。液晶層６のガラス転移点Ｔｇ＿ａは、例えばＴＭＡで測定される。

【0052】

位相差板３の厚みＴ４は、特に限定されないが、例えば０．０１１ｍｍ～０．３０１ｍｍであり、好ましくは０．０２１ｍｍ～０．１０１ｍｍであり、より好ましくは０．０３１ｍｍ～０．０９１ｍｍである。位相差板３の厚みＴ４は、透明基材４の表面４１の各点における法線方向に測定する。

【0053】

位相差板３は、図示しないが、液晶層６の上に積層される第２液晶層を更に含む広帯域位相差板であってもよい。広帯域位相差板に含まれる液晶層の数は、２つ以上であればよく、３つ以上であってもよい。Ｚ軸方向視で、複数の液晶層は、互いに異なる方位の遅相軸を有する。位相差板３は、複数の液晶層を含む場合、複数の配向層を含んでもよく、液晶層と配向層の組を繰り返し有してもよい。複数の配向層は、同じ材質を有してもよいし、異なる材質を有してもよい。

【0054】

位相差板３のリタデーションは、特に限定されないが１／４波長板であれば、例えば１００ｎｍ～１８０ｎｍであり、好ましくは１１０ｎｍ～１７０ｎｍであり、より好ましくは１２０ｎｍ～１６０ｎｍである。位相差板３が１／２波長板の場合のリタデーションは、例えば２００ｎｍ～２８０ｎｍであり、好ましくは２１０ｎｍ～２７０ｎｍであり、より好ましくは２２０ｎｍ～２６０ｎｍである。

【0055】

（第２実施形態）
図３を参照して、第２実施形態に係る光学素子１について説明する。以下、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。光学素子１は、用途によっては、性能の観点から、曲面を有することが望まれる。例えば、光学素子１は、レンズ２を含む。レンズ２は、球面レンズでもよいし、非球面レンズでもよい。また、レンズ２は、両凹レンズ、平凹レンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、平凸レンズ、及び凸メニスカスレンズのいずれでもよい。

【0056】

レンズ２は、曲面２１を有する。曲面２１は、例えば１０ｍｍ～１００ｍｍの曲率半径を全面又は一部に有する。曲面２１の曲率半径は、好ましくは２０ｍｍ～８０ｍｍ、より好ましくは５０ｍｍ～７０ｍｍである。曲面２１は、例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、凹曲面である。凹曲面は、重心Ｐ０が周縁よりも凹む曲面である。Ｘ軸方向に垂直な断面でも、Ｙ軸方向に垂直な断面でも、凹曲面の重心Ｐ０は、凹曲面の周縁よりも凹む。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とは、互いに垂直である。Ｚ軸方向は、凹曲面の重心Ｐ０における法線方向である。ＸＹ平面は、凹曲面の重心Ｐ０における接平面に対して平行である。

【0057】

なお、曲面２１は、本実施形態では凹曲面であるが、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように凸曲面であってもよい。凸曲面は、重心Ｐ０が周縁よりも凸む（突出する）曲面である。Ｘ軸方向に垂直な断面でも、Ｙ軸方向に垂直な断面でも、凸曲面の重心Ｐ０は、凸曲面の周縁よりも凸む。

【0058】

レンズ２の外形は、図３（Ｃ）に示す円形には限定されず、例えば楕円形、又は多角形（四角形を含む）等であってもよい。

【0059】

レンズ２の材質は、樹脂でもよいし、ガラスでもよい。樹脂レンズの樹脂は、例えばポリカーボネート、ポリイミド、ポリアクリレート、または環状オレフィンである。ガラスレンズのガラスは、例えばＢＫ７、または合成石英である。

【0060】

光学素子１は、位相差板３を含む。位相差板３は、レンズ２の曲面２１に沿って湾曲する。位相差板３は、例えば、透明基材４と、透明基材４の上に形成される配向層５と、配向層５の上に形成される液晶層６と、を含む。

【0061】

位相差板３は、例えば１／４波長板である。１／４波長板と、不図示の直線偏光板とが組み合わせて用いられてもよい。直線偏光板は、位相差板３を基準としてレンズ２とは反対側に配置されてもよいし、位相差板３とレンズ２との間に配置されてもよいし、レンズ２を基準として位相差板３とは反対側に配置されてもよい。

【0062】

位相差板３は、例えば、図３（Ｂ）に示すようにレンズ２側から、透明基材４と、配向層５と、液晶層６とを、この順番で含む。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）に示すように、位相差板３は、レンズ２側から、液晶層６と、配向層５と、透明基材４とを、この順番で含んでもよい。

【0063】

透明基材４の厚みＴ１（図２参照）は、レンズ２の曲面２１の各点における法線方向に測定する。溝５２の深さＤ（図２参照）は、レンズ２の曲面２１の全体において一定でもよいが、後述するように場所に応じて差を付けてもよい。溝５２のピッチｐは、レンズ２の曲面２１の全体において一定でもよいが、場所に応じて差を付けてもよい。

【0064】

なお、本実施形態の透明基材４はレンズ２とは別に用意され、レンズ２の曲面２１の上に設けられるが、透明基材４がレンズ２であってもよい。後者の場合、レンズ２の曲面２１の上に直接に配向層５が形成される。

【0065】

位相差板３は、図示しないが、液晶層６の上に積層される第２液晶層を更に含む広帯域位相差板であってもよい。広帯域位相差板に含まれる液晶層の数は、２つ以上であればよく、３つ以上であってもよい。Ｚ軸方向視で、複数の液晶層は、互いに異なる方位の遅相軸を有する。

【0066】

広帯域位相差板は、例えば、配向層５と液晶層６を交互に積層したものである。レンズ２側から、配向層５と液晶層６とがこの順番で積層される。なお、レンズ２とは別の透明基材の上に形成された液晶層と、レンズ２の上に形成された液晶層とを貼り合わせて、広帯域位相差板を形成してもよい。

【0067】

位相差板３は、曲げ加工され、レンズ２と接合される。接合層７は、例えば、透明光学粘着剤（ＯＣＡ）、液体接着剤（ＯＳＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、又は熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）である。

【0068】

接合層７の位相差（リタデーション）は、例えば５ｎｍ以下であり、好ましくは３ｎｍ以下である。接合層７の位相差は、色調のバラツキを低減する観点から、小さいほどよく、ゼロであってもよい。接合層７の位相差は、例えば平行ニコル回転法により測定する。

【0069】

接合層７のガラス転移点は、例えば－６０℃～１００℃であり、好ましくは－４０℃～５０℃である。接合層７のガラス転移点が上記範囲内であれば、曲げ加工性と形状追従性とを両立できる。接合層７のガラス転移点は、例えばＴＭＡにより測定される。

【0070】

接合層７の厚みは、例えば０．００１ｍｍ～０．１ｍｍであり、好ましくは０．００５ｍｍ～０．０５ｍｍである。接合層７の厚みが上記範囲内であれば、曲げ加工性と形状追従性とを両立できる。接合層７の厚みは、レンズ２の曲面２１の各点における法線方向に測定する。

【0071】

位相差板３とレンズ２とは、加熱されながら接合される。加熱温度は、透明基材４のガラス転移点Ｔｇｆを基準として設定され、例えば（Ｔｇｆ－１０）℃以上、（Ｔｇｆ＋３０）℃以下の範囲内で設定され、好ましくは（Ｔｇｆ－１０）℃以上、（Ｔｇｆ＋２０）℃以下の範囲内で設定される。位相差板３とレンズ２の接合は、真空中で実施されてもよい。

【0072】

なお、射出成形用の金型の内部に位相差板３を設置し、位相差板３を曲げ加工した後、レンズ２を射出成形してもよい。インモールド成形によってレンズ２と位相差板３とが一体化される場合、接合層７は不要である。

【0073】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態等に係る光学素子１について説明する。以下、上記第２実施形態との相違点について主に説明する。

【0074】

先ず、図５及び図６を参照して、参考形態に係る光学素子１Ａについて説明する。図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）において、Ｒｄの大きさは、グレースケールで表す。色が白色から黒色に近づくほど、光学素子１ＡのＲｄの大きさが大きい。

【0075】

参考形態に係る光学素子１Ａは、レンズ２Ａと、位相差板３Ａとを含む。位相差板３Ａは、透明基材４Ａと、配向層５Ａと、液晶層６Ａとを含む。レンズ２Ａと位相差板３Ａとは、例えば接合層７Ａを介して接合される。

【0076】

位相差板３Ａの曲げ加工時に、位相差板３Ａの周縁と中央とで、位相差板３Ａの伸び率が異なっている。その結果、位相差板３Ａの厚み及び液晶層６Ａの厚みが、同心円状に変化してしまう。それゆえ、Ｒｄが同心円状にシフトしてしまい、色調が同心円状にシフトしてしまう。なお、伸び率（％）は、曲げ加工前の寸法をＡ１とし、曲げ加工後の寸法をＡ２とすると、「（Ａ２－Ａ１）／Ａ１×１００」の式から求められる。

【0077】

例えば、図５（Ａ）に示すようにレンズ２Ａの曲面２１Ａが凹曲面である場合、図５（Ｂ）に示すように位相差板３Ａが曲げ加工されると、位相差板３Ａの周縁から中央にかけて位相差板３Ａの厚みが連続的に薄くなってしまう。これは、位相差板３Ａの周縁と中央とで曲面２１Ａに接触するタイミングが異なり、位相差板３Ａの中央が周縁よりも後で曲面２１Ａに接触するからである。

【0078】

従って、図５（Ｂ）に示すように、液晶層６Ａの周縁から中央にかけて液晶層６Ａの厚みが連続的に薄くなってしまう。その結果、液晶層６Ａの周縁から中央にかけて、図５（Ｃ）に示すようにＲｄが連続的に小さくなってしまう。従って、色調が同心円状にシフトしてしまう。

【0079】

また、図６（Ａ）に示すようにレンズ２Ａの曲面２１Ａが凸曲面である場合、図６（Ｂ）に示すように位相差板３Ａが曲げ加工されると、位相差板３Ａの中央から周縁にかけて位相差板３Ａの厚みが連続的に薄くなってしまう。これは、位相差板３Ａの周縁と中央とで曲面２１Ａに接触するタイミングが異なり、位相差板３Ａの周縁が中央よりも後で曲面２１Ａに接触するからである。

【0080】

従って、図６（Ｂ）に示すように、液晶層６Ａの中央から周縁にかけて液晶層６Ａの厚みが連続的に薄くなってしまう。その結果、液晶層６Ａの中央から周縁にかけて、図６（Ｃ）に示すようにＲｄが連続的に小さくなってしまう。従って、色調が同心円状にシフトしてしまう。

【0081】

本実施形態に係る光学素子１は、図７及び図８に示すように、レンズ２と、位相差板３とを含む。位相差板３は、透明基材４と、配向層５と、液晶層６とを含む。レンズ２と位相差板３とは、例えば接合層７を介して接合される。配向層５は、液晶層６と接触する面に、互いに平行な複数の溝５２を有する。

【0082】

位相差板３の曲げ加工時に、位相差板３の周縁と中央とで、位相差板３の伸び率が異なっている。その結果、上記参考形態と同様に、位相差板３の曲げ加工後に、位相差板３の周縁と中央とで、位相差板３の厚みＴ４及び液晶層６の厚みＴ３が異なる。

【0083】

例えば、図７（Ａ）に示すようにレンズ２の曲面２１が凹曲面である場合、上記参考形態でも説明したように、位相差板３が曲げ加工されると、位相差板３の周縁から中央にかけて位相差板３の厚みＴ４及び液晶層６の厚みＴ３が連続的に薄くなる。

【0084】

レンズ２の曲面２１が凹曲面である場合、位相差板３の伸び率は下記の通りである。位相差板３の周縁での位相差板３の伸び率は、例えば０．１％～２０％であり、好ましくは１％～１５％である。また、位相差板３の中央での位相差板３の伸び率は、例えば０．５％～４０％であり、好ましくは１％～２０％である。

【0085】

また、図８（Ａ）に示すようにレンズ２の曲面２１が凸曲面である場合、上記参考形態でも説明したように、位相差板３が曲げ加工されると、位相差板３の中央から周縁にかけて位相差板３の厚みＴ４及び液晶層６の厚みＴ３が連続的に薄くなる。

【0086】

レンズ２の曲面２１が凸曲面である場合、位相差板３の伸び率は下記の通りである。位相差板３の中央での位相差板３の伸び率は、例えば０．１％～２０％であり、好ましくは１％～１５％である。また、位相差板３の周縁での位相差板３の伸び率は、例えば０．５％～４０％であり、好ましくは１％～２０％である。

【0087】

そこで、本実施形態等の光学素子１では、位相差板３の厚みＴ４が最も薄い部位における溝５２の深さＤが、位相差板３の厚みＴ４が最も厚い部位における溝５２の深さＤよりも深い。溝５２の深さＤは、例えばインプリント法で使用されるモールドの凹凸パターンで調整される。また、溝５２の深さＤは、配向層５の表面５１を部分的にアッシングすることでも調整できる。

【0088】

溝５２の深さＤが深いほど、配向規制力が大きく、Δｎが大きい。Δｎの増大によるＲｄの増大で、ｄの減少によるＲｄの減少を打ち消すことができ、Ｒｄのバラツキを抑制できる。

【0089】

例えば、図７（Ａ）に示すようにレンズ２の曲面２１が凹曲面である場合、図７（Ｂ）と図７（Ｃ）を比較すれば明らかなように、位相差板３の中央における溝５２の深さＤが、位相差板３の周縁における溝５２の深さＤよりも深い。位相差板３の周縁から中央にかけて、溝５２の深さＤが連続的又は段階的に深くなる。従って、Ｒｄが同心円状にシフトするのを抑制でき、色調が同心円状にシフトするのを抑制できる。

【0090】

また、図８（Ａ）に示すようにレンズ２の曲面２１が凸曲面である場合、図８（Ｂ）と図８（Ｃ）を比較すれば明らかなように、位相差板３の周縁における溝５２の深さＤが、位相差板３の中央における溝５２の深さＤよりも深い。位相差板３の中央から周縁にかけて、溝５２の深さＤが連続的又は段階的に深くなる。従って、Ｒｄが同心円状にシフトするのを抑制でき、色調が同心円状にシフトするのを抑制できる。

【実施例】

【0091】

以下、実験データについて説明する。

【0092】

＜材料＞
材料は、下記の通りであった。
単量体Ｂ１：ＡＧＣ社製品名「Ｃ６ＦＭＡ」ペルフルオロヘキシルエチルメタクリレート単量体Ｂ２：新中村化学工業社製品名「ＮＫエステルＡ－ＤＣＰ」、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート
単量体Ｂ３：新中村化学工業社製品名「ＮＫエステルＡ－ＨＤ－Ｎ」、１，６－ヘキサンジオールジアクリレート
単量体Ｂ４：新中村化学工業社製品名「ＤＰＨＡ」
界面活性剤Ｃ１：ＡＧＣセイミケミカル社製品名「サーフロンＳ－６５１」
界面活性剤Ｃ２：ネオス社製品名「フタージェント７１０ＦＬ」
界面活性剤Ｃ３：ＢＹＫ社製品名「ＢＹＫ３２７」
液晶Ｄ１：ＢＡＳＦ社製品名「ＬＣ２４２」
光重合開始剤Ｅ１：チバスペシャリティーケミカルズ社製品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７」溶剤Ｆ１：メチルエチルケトン
透明基材Ｇ１：ＴＡＣフィルム（富士フイルム社製ＺＲＤ４０ＳＬ厚み４０μｍ）。

【0093】

＜光硬化性組成物Ａ１～Ａ１３＞
光硬化性組成物Ａ１～Ａ１３は、表１に示す配合量で調製した。

【0094】

【表1】

光硬化性組成物Ａ１～Ａ１３は、いずれも、溶剤を含まない無溶剤型であった。光硬化性組成物Ａ１２及びＡ１３は、白濁しており、光を通しにくいので、配向層として不適切であった。

【0095】

＜液晶組成物Ｌ１＞
１００ｇの液晶Ｄ１と、３．０ｇの光重合開始剤Ｅ１とを混合し、得られた混合物を固形分濃度２５質量％となるように溶剤Ｆ１で希釈し、液晶組成物Ｌ１を得た。

【0096】

＜液晶組成物Ｌ２＞
１００ｇの液晶Ｄ１と、０．４ｇの界面活性剤Ｃ１と、３．０ｇの光重合開始剤Ｅ１とを混合し、得られた混合物を固形分濃度２５質量％となるように溶剤Ｆ１で希釈し、液晶組成物Ｌ２を得た。

【0097】

＜モールドＭ１～Ｍ７＞
モールドＭ１～Ｍ７は、下記の通りであった。
モールドＭ１：フォトリソグラフィー法によりシリコンウェハー上に溝のピッチ９０ｎｍ、溝の深さ１３０ｎｍの凹凸パターンを作製したもの
モールドＭ２：フォトリソグラフィー法によりシリコンウェハー上に溝のピッチ１４０ｎｍ、溝の深さ１３０ｎｍの凹凸パターンを作製したもの
モールドＭ３：エドモンド社製ホログラフィー回折格子３６００ＧＰＭＶＩＳ５０ｍｍ
モールドＭ４：エドモンド社製ホログラフィー回折格子２４００ＧＰＭＶＩＳ５０ｍｍ
モールドＭ５：エドモンド社製ホログラフィー回折格子１８００ＧＰＭＶＩＳ５０ｍｍ
モールドＭ６：エドモンド社製ホログラフィー回折格子１２００ＧＰＭＶＩＳ５０ｍｍ
モールドＭ７：エドモンド社製ブレーズド回折格子９００ＧＰＭ５００ｎｍ２５ｍｍ。

【0098】

＜モールドＭ８＞
モールドＭ８は、下記の手順で作製した。先ず、モールドＭ１とＰＥＴフィルム(東洋紡社製コスモシャインＡ４３００、厚み２５０μｍ)との間に光硬化性組成物Ａ１を挟み、その間隙を５μｍに維持した状態で、ＰＥＴフィルムを介して光硬化性組成物Ａ１に１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、光硬化性組成物Ａ１を硬化させた。その後、モールドＭ１を剥離することにより、モールドＭ１－２を作製した。モールドＭ１－２の凹凸パターンは、モールドＭ１の凹凸パターンを反転したものであった。

【0099】

モールドＭ１－２を真空化において酸素２００ｍｌ／ｍｉｎ、出力４００Ｗで５分アッシングした。その後、モールドＭ１－２とＰＥＴフィルム(東洋紡社製コスモシャインＡ４３００、厚み２５０μｍ)との間に光硬化性組成物Ａ１を挟み、その間隙を５μｍに維持した状態で、ＰＥＴフィルムを介して光硬化性組成物Ａ１に１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、光硬化性組成物Ａ１を硬化させた。その後、モールドＭ１－２を剥離することにより、モールドＭ８を作製した。モールドＭ８の凹凸パターンは、モールドＭ１－２の凹凸パターンを反転したものであった。モールドＭ８の溝の深さは２５ｎｍであった。

【0100】

＜モールドＭ９＞
モールドＭ９は、モールドＭ１の代わりにモールドＭ２を使用し、アッシングの時間を８分としたこと以外はモールドＭ８と同様に作製した。モールドＭ９の溝の深さは４０ｎｍであった。

【0101】

＜モールドＭ１０＞
モールドＭ１０は、モールドＭ１の代わりにモールドＭ２を使用し、アッシングの時間を１２分としたこと以外はモールドＭ８と同様に作製した。モールドＭ１０の溝の深さは１５ｎｍであった。

【0102】

＜光学素子＞
下記の例１～例４９では、上記の光硬化性組成物Ａ１～Ａ１１と、上記のモールドＭ１～Ｍ１０と、上記の液晶組成物Ｌ１～Ｌ２を用いて光学素子を作製した。下記の例２～１２、１４、１６、１８、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３８～３９、４１、４３、４５～４６及び４８が実施例であり、下記の例１、１３、１５、１７、１９～２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、４０、４２、４４、４７及び４９が比較例である。

【0103】

（例１）
配向層は、下記の手順で作製した。先ず、モールドＭ２と透明基材Ｇ１との間に光硬化性組成物Ａ１を挟み、その間隙を５μｍに維持した状態で、透明基材Ｇ１を介して光硬化性組成物Ａ１に１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、光硬化性組成物Ａ１を硬化させた。その後、モールドＭ２を剥離することにより、凹凸が形成された配向層と透明基材Ｇ１とからなる積層体を作製した。

【0104】

液晶層は、下記の手順で作製した。先ず、配向層の凹凸の形成された表面に、上記の液晶組成物Ｌ１をスピンコート法により塗布し、９０℃にて５分乾燥させ、厚み１μｍの液膜を形成した。窒素雰囲気下において１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を液膜に照射し、液晶組成物Ｌ１を硬化させた。これにより、液晶層と配向層と透明基材とを含む光学素子を得た。

【0105】

（例２）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ２を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0106】

（例３）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ３を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0107】

（例４）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ４を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0108】

（例５）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0109】

（例６）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ６を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0110】

（例７）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ７を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0111】

（例８）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ８を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0112】

（例９）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0113】

（例１０）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１０を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0114】

（例１１）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0115】

（例１２）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0116】

（例１３）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0117】

（例１４）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ３を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0118】

（例１５）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ３を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0119】

（例１６）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ４を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0120】

（例１７）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ４を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0121】

（例１８）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0122】

（例１９）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0123】

（例２０）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ６を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0124】

（例２１）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ６を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0125】

（例２２）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ７を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0126】

（例２３）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ７を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0127】

（例２４）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ８を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0128】

（例２５）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ８を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0129】

（例２６）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ９を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0130】

（例２７）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ９を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0131】

（例２８）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１０を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0132】

（例２９）
モールドＭ２の代わりにモールドＭ１０を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0133】

（例３０）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１０を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0134】

（例３１）
液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0135】

（例３２）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１０を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0136】

（例３３）
液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0137】

（例３４）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１０を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0138】

（例３５）
液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0139】

（例３６）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0140】

（例３７）
液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0141】

（例３８）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１０を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとした以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0142】

（例３９）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとした以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0143】

（例４０）
液晶層の厚みＴ３を２μｍとした以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0144】

（例４１）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0145】

（例４２）
液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0146】

（例４３）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0147】

（例４４）
液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ１を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0148】

（例４５）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ１０を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとした以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0149】

（例４６）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとした以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0150】

（例４７）
液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとした以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0151】

（例４８）
光硬化性組成物Ａ１の代わりに光硬化性組成物Ａ９を使用し、液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0152】

（例４９）
液晶組成物Ｌ１の代わりに液晶組成物Ｌ２を使用し、液晶層の厚みＴ３を２μｍとし、モールドＭ２の代わりにモールドＭ５を使用した以外、例１と同様に光学素子を作製した。

【0153】

＜配向層の溝の深さＤとピッチｐ＞
例１～４９で作製した配向層の溝の深さＤとピッチｐは、断面ＳＥＭ観察により測定した。より詳細には、Ｄとｐは、それぞれ、５点で測定し、その平均値として求めた。

【0154】

＜配向層の表面のフッ素元素濃度ＦＣ＞
配向層の表面のフッ素元素濃度ＦＣは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定した。ＸＰＳにおける検出深さは約５ｎｍと非常に浅いので、ＸＰＳの測定値をＦＣとして採用した。ＸＰＳの測定条件は、下記の通りであった。
使用機器：サーモフィッシャー社製Ｋ－Ａｌｐｈａ
分析サイズ；Φ０．４ｍｍ
取込領域
Ｓｕｒｖｅｙｓｃａｎ；０ｅＶ～１３５０ｅＶ
Ｎａｒｒｏｗｓｃａｎ；Ｆ１ｓ，Ｃ１ｓ，Ｏ１ｓ，Ｎ１ｓ
Ｐａｓｓｅｎｅｒｇｙ
Ｓｕｒｖｅｙｓｃａｎ；１ｅＶ
Ｎａｒｒｏｗｓｃａｎ；０．１ｅＶ。

【0155】

＜光学素子のリタデーション＞
例１～４９で作製した光学素子のリタデーションＲｄは、大塚電子社製Ｐｈｏｔａｌを用いて測定した。なお、Ｒｄは、波長５８９ｎｍの光のリタデーションである。面内をランダムに５点測定した平均値を測定値とした。

【0156】

＜回折光の有無＞
例１～４９で作成した光学素子の回折光の有無は、光学素子の透明基材側から白色ＬＥＤ光を照射し液晶層側から観察して、確認した。

【0157】

＜まとめ＞
表２に、例１～１１の評価結果を示す。なお、表２において、「〇」はリタデーションＲｄの改善効果が認められたことを意味し、「×」はリタデーションＲｄの改善効果が認められなかったことを意味する。表３～７において、「〇」、「×」は同じ意味である。

【0158】

【表2】

表２から明らかなように、例２～１２では、例１とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤の少なくとも一方を含んでいたので、例１に比べて、Ｒｄを大きくできた。また、例１～１２では、溝のピッチｐが３００ｎｍ以下であったので、回折光が発生しなかった。

【0159】

表３に、例１、９及び１２～２３の評価結果を示す。

【0160】

【表3】

表３から明らかなように、例１２、９、１４、１６及び１８では、例１３、１、１５、１７及び１９とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたので、例１３、１、１５、１７及び１９に比べて、Ｒｄを大きくできた。但し、例２０及び２２では、例２１及び２３とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたが、例２１及び２３に比べて、Ｒｄを大きくできなかった。表３から、溝のピッチｐが６００ｎｍよりも大きければ、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたとしても、Ｒｄの改善効果が得られないことが分かる。また、例１、９及び１２～１５では、例１６～２３とは異なり、溝のピッチｐが３００ｎｍ以下であったので、回折光が発生しなかった。

【0161】

表４に、例２４～２９の評価結果を示す。

【0162】

【表4】

表４から明らかなように、例２４、２６及び２８では、例２５、２７及び２９とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたので、例２５、２７及び２９に比べて、Ｒｄを大きくできた。表４から、溝の深さＤが３ｎｍ以上であれば、配向層がフッ素元素及び界面活性剤の少なくとも一方を含む効果が得られることが分かる。

【0163】

表５に、例３０～３５の評価結果を示す。

【0164】

【表5】

表５から明らかなように、例３０、３２及び３４では、例３１、３３及び３５とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたので、例３１、３３及び３５に比べて、Ｒｄを大きくできた。また、例３２では、例１０とは異なり、液晶組成物として界面活性剤を含むもの（液晶組成物Ｌ２）を用いたので、液晶組成物Ｌ１を用いた例１０に比べて、Ｒｄを大きくできた。なお、液晶組成物が界面活性剤を含む場合、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含むか否かで生じるＲｄの差が小さくなることが分かる（例１、１０、３２及び３３参照。）

【0165】

表６に、例３６～４２の評価結果を示す。

【0166】

【表6】

表６から明らかなように、例３６、３８～３９及び４１では、例３７、４０及び４２とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたので、例３７、４０及び４２に比べて、Ｒｄを大きくできた。また、例３６、３９及び４１では、例１２、９及び１９に比べて液晶層の厚みＴ３が２倍であったが、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含む効果が得られた。

【0167】

表７に、例４３～４９の評価結果を示す。

【0168】

【表7】

表７から明らかなように、例４３、４５～４６及び４８では、例４４、４７及び４９とは異なり、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含んでいたので、例４４、４７及び４９に比べて、Ｒｄを大きくできた。また、例４５では、例３２に比べて液晶層の厚みＴ３が２倍であったが、配向層がフッ素元素及び界面活性剤を含む効果が得られた。また、例４３、４５～４６及び４８では、例３６、３８～３９及び４１とは異なり、液晶組成物として界面活性剤を含むもの（液晶組成物Ｌ２）を用いたので、液晶組成物Ｌ１を用いた例３６、３８～３９及び４１に比べて、Ｒｄを大きくできた。