JP4402424B2 - Optical element manufacturing method - Google Patents
Optical element manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4402424B2 JP4402424B2 JP2003362696A JP2003362696A JP4402424B2 JP 4402424 B2 JP4402424 B2 JP 4402424B2 JP 2003362696 A JP2003362696 A JP 2003362696A JP 2003362696 A JP2003362696 A JP 2003362696A JP 4402424 B2 JP4402424 B2 JP 4402424B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- ionizing radiation
- pattern layer
- crystal composition
- cured product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
この発明はカラーフイルタ基板や位相差板等の光学素子を得る目的で、重合性液晶組成物を用いて液晶層を形成する際の液晶層の配向性をより良好なものとすることが可能な、光学素子の製造方法に関する。 For the purpose of obtaining an optical element such as a color filter substrate or a retardation plate, the present invention can improve the orientation of the liquid crystal layer when the liquid crystal layer is formed using the polymerizable liquid crystal composition. The present invention relates to a method for manufacturing an optical element.
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、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偏光分離素子、反射型偏光カラーフィルター、もしくは反射板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. Polarization separation element, reflection type polarization color using phase difference layer formed using heavy nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, chiral nematic liquid crystal, or discotic liquid crystal, layer formed using cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal A wide variety of filters and reflectors 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、液晶層の良好な配向状態を得るための方策は特に考慮されていない。特に、液晶カラーフィルターを製造するときのように、２種類以上のパターン層を逐次形成する場合、先に形成したパターン層の存在により、後に形成するパターン層の配向に支障が生じるので、先のパターン層の形成のときと後のパターン層の形成のときに同じ温度で配向させても、後から形成するパターン層の配向が十分に行なえない問題がある。 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, no particular consideration is given to measures for obtaining a good alignment state of the liquid crystal layer. In particular, when two or more kinds of pattern layers are sequentially formed as in the case of manufacturing a liquid crystal color filter, the presence of the pattern layer formed earlier hinders the orientation of the pattern layer to be formed later. Even if the alignment is performed at the same temperature during the formation of the pattern layer and the subsequent pattern layer, there is a problem that the alignment of the pattern layer formed later cannot be sufficiently performed.
本発明における課題は、光学素子の反射中心波長の制御が可能であり、かつ優れた配向性を得ることが可能な光学素子の製造方法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 a method of manufacturing an optical element that can control the reflection center wavelength of the optical element and that can obtain excellent orientation.
発明者の検討によれば、電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物のパターン層を少なくとも２層以上形成する際に、後から形成する方のパターン層を形成する際の配向温度を、形成に使用する電離放射線硬化性液晶組成物の透明点未満の温度とすることにより、課題を解決し得ることが見出され、本発明に到達することができた。 According to the inventor's investigation, when forming at least two or more pattern layers of the cured product of the ionizing radiation curable liquid crystal composition, the orientation temperature when forming the pattern layer to be formed later is formed. It was found that the temperature could be lower than the clearing point of the ionizing radiation curable liquid crystal composition to be used, whereby the problem could be solved and the present invention could be achieved.
課題を解決するための第１の発明は、第１の電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物からなる液晶硬化物の第１のパターン層が積層された基板上に、前記第１のパターン層上も含めて、第２の電離放射線硬化性液晶組成物を適用し、適用された前記第２の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させ、配向後に電離放射線をパターン状に照射し、照射後、現像することにより、前記第２の電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物からなる液晶硬化物の第２のパターン層を前記第１のパターン層とは異なる位置に形成するものであって、前記第２の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させることを、前記第２の電離放射線硬化性液晶組成物の透明点をＴ℃とするときに、Ｔ℃−１０℃≦Ｔ2℃＜Ｔ℃である温度Ｔ2℃で行なうことを特徴とする液晶硬化物のパターン層を有する光学素子の製造方法に関するものである。
According to a first aspect of the present invention for solving the problem, the first pattern layer is formed on a substrate on which a first pattern layer of a liquid crystal cured product made of a cured product of the first ionizing radiation curable liquid crystal composition is laminated. Including the above, the second ionizing radiation curable liquid crystal composition is applied, the applied second ionizing radiation curable liquid crystal composition is aligned, and after alignment, ionizing radiation is irradiated in a pattern, and after irradiation The second pattern layer of the liquid crystal cured product made of the cured product of the second ionizing radiation curable liquid crystal composition is formed at a position different from the first pattern layer by developing, Alignment of the second ionizing radiation curable liquid crystal composition means that the clearing point of the second ionizing radiation curable liquid crystal composition is T ° C. T ° C.−10 ° C. ≦
また、第２の発明は、第１の発明の方法に従って、前記第２のパターン層を形成した後、前記第１のパターン層上および前記第２のパターン層上も含めて、第３の電離放射線硬化性液晶組成物を適用し、適用された前記第３の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させ、配向後に硬化させることにより、第３の電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物からなる液晶硬化物の第３のパターン層を前記第１のパターン層および前記第２のパターン層とは異なる位置に形成するものであって、前記第３の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させることを、前記第３の電離放射線硬化性液晶組成物の透明点をＴ℃とするときに、Ｔ℃−１０℃≦Ｔ3℃＜Ｔ℃である温度Ｔ3℃で行なうことを特徴とする液晶硬化物のパターン層を有する光学素子の製造方法に関するものである。
According to the second invention, after the second pattern layer is formed according to the method of the first invention, the third ionization is performed on both the first pattern layer and the second pattern layer. A radiation curable liquid crystal composition is applied, the applied third ionizing radiation curable liquid crystal composition is aligned, and cured after the alignment, thereby comprising a cured product of the third ionizing radiation curable liquid crystal composition. A third pattern layer of a liquid crystal cured product is formed at a position different from the first pattern layer and the second pattern layer, and the third ionizing radiation curable liquid crystal composition is aligned. Is performed at a temperature T3 ° C where T ° C -10 ° C ≤ T3 ° C <T ° C when the clearing point of the third ionizing radiation curable liquid crystal composition is T ° C. In the manufacturing method of the optical element which has the pattern layer of It is intended to.
第３の発明は、第２の発明において、Ｔ3℃≧Ｔ2℃であることを特徴とする液晶硬化物のパターン層を有する光学素子の製造方法に関するものである。 The third invention is the second invention, a method for manufacturing an optical element having a patterned layer of a liquid crystal cured product, which is a T 3 ℃ ≧ T 2 ℃.
第１の発明によれば、２層目のパターンを形成する際の配向温度を透明点−１０℃から透明点未満とすることにより、透明点以上の温度履歴があると、液晶規則性が復元しない問題が発生せず、液晶の配向不良領域が少なくなり、得られる製品の光学的性能を必要なレベル以上とすることを可能とする光学素子の製造方法を提供することができる。 According to the first invention, the liquid crystal regularity is restored when there is a temperature history equal to or higher than the clearing point by setting the orientation temperature when forming the pattern of the second layer from the clearing point of −10 ° C. to less than the clearing point. Thus, there can be provided a method for manufacturing an optical element that does not cause a problem, that has a poor alignment region of liquid crystal, and that allows the optical performance of a product to be obtained to a required level or more.
第２の発明によれば、３層目のパターンを形成する際の配向温度を透明点−１０℃から透明点未満とすることにより、第１の発明におけるのと同様に、得られる製品の光学的性能を必要なレベル以上とすることを可能とする光学素子の製造方法を提供することができる。 According to the second invention, the optical temperature of the product obtained is the same as in the first invention by setting the orientation temperature when forming the pattern of the third layer from the clearing point of −10 ° C. to less than the clearing point. It is possible to provide a method for manufacturing an optical element that makes it possible to achieve a desired level of performance.
第３の発明によれば、第２の発明の効果に加えて、３層目のパターンを形成する際の配向温度を、２層目のパターンを形成する際の配向温度と等しいか、もしくは高い温度とすることにより、３層目のパターンを形成する際の配向が起こりやすく、短時間での完全配向を達成することを可能とする光学素子の製造方法を提供することができる。 According to the third invention, in addition to the effects of the second invention, the orientation temperature when forming the third layer pattern is equal to or higher than the orientation temperature when forming the second layer pattern. By setting the temperature, it is possible to provide a method for manufacturing an optical element that can easily cause orientation when forming the pattern of the third layer and can achieve complete orientation in a short time.
図１は本発明の製造方法により製造される光学素子を例示する図である。図１（ａ）に例示するように、本発明の製造方法により製造される光学素子１は、基板２の片面（図中の上面）に配向膜３がほぼ全域に渡って積層され、配向膜３の上面に、液晶硬化物からなる二つのパターン状の層４、および層５が積層された積層構造を有するものであるか、もしくは図１（ｂ）に示すように、基板２の片面（図中の上面）に配向膜３がほぼ全域に渡って積層され、配向膜３の上面に、液晶硬化物からなる三つのパターン状の層４、層５、および層６が積層されたものである。便宜上、層４を第１のパターン層、層５を第２のパターン層、層６を第３のパターン層と呼ぶこととする。いずれの場合においても、各層は、通常、微小な面積を有する区域が多数、規則的に配列したものである。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical element manufactured by the manufacturing method of the present invention. As illustrated in FIG. 1A, the optical element 1 manufactured by the manufacturing method of the present invention has an
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並びに液晶硬化物の二つの層４および５を支持する支持体であるか、または、配向膜３並びに液晶硬化物の三つの層４、５、および６を支持する支持体である。
The
配向膜３は、上層の液晶硬化物の層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の形成を省き得る。
The
液晶硬化物の二つの層４および５、もしくは三つの層４、５、および６は、いずれもが電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物で構成されたものであり、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。
The two
液晶硬化物の各々の層４、および５、または４、５、および６は、例えば、互いに、反射中心波長が異なるものどうしであり、このような液晶硬化物の層を有する光学素子１はカラーフィルタとして機能し得るものである。
Each of the
本発明の光学素子１を得るには、基板２上に、第１の電離放射線硬化性液晶組成物の液晶硬化物からなる第１のパターン層４が積層されたものを準備し、次に、第１のパターン上も含めた基板２上に、第２の電離放射線硬化性液晶組成物を適用し、適用された第２の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させ、その後、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のパターン層４とは異なる位置に、第２の電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物からなる液晶硬化物の第２のパターン層５を形成する。
In order to obtain the optical element 1 of the present invention, a substrate is prepared by laminating a
液晶硬化物からなる第１のパターン層４が積層された基板を準備するには、基板２に既に述べたような方法によって配向膜３を形成し、形成された配向膜３上に、液晶硬化物からなる第１のパターン層４を形成する。
In order to prepare a substrate on which the
配向膜３上に、液晶硬化物からなる第１のパターン層４を形成するには、配向膜３が形成された基板２（図２（ａ））上に、第１の電離放射線硬化性液晶組成物４Ａを全面に適用し（図２（ｂ））、適用後、マスクパターン７を介して電離放射線８を照射する（図２（ｃ））等の方法でパターン状に電離放射線８を照射し、照射後、現像することにより不要部分を除去して第１のパターン層４を得る（図２（ｄ））フォトリソグラフィー法、第１の電離放射線硬化性液晶組成物をフレキソ印刷等の各種印刷法によりパターン状に適用し、適用後に電離放射線を照射することからなる印刷法、または全面に適用された第１の電離放射線硬化性液晶組成物に電離放射線を照射して硬化させ、硬化させた後に、エッチングにより不要部分を除去するエッチング法等により、行なうことができる。フォトリソグラフィー法、印刷法、もしくはエッチング法のいずれによるにせよ、配向膜上に第１の電離放射線硬化性液晶組成物を適用した後、液晶性が発現する転移点（液晶転移点）以上の配向温度で配向させた後に、電離放射線を照射する。この場合の配向温度は、転移点以上であって透明点未満であればよく、この範囲であれば、高くても低くてもよい。この理由は、第1のパターン層４を配向させる際には、配向を阻害する物がないためである。なお、透明点とは、液晶相から液相に転移する転移点を指し、透明点は物質固有であるが、他の液晶性物質が混合すると、上昇もしくは下降し得るものである。
In order to form the
第１のパターン層４を形成するための第１の電離放射線硬化性液晶組成物としては、種々のものを利用することができ、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。
As the first ionizing radiation curable liquid crystal composition for forming the
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散乱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。
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”).
また、液晶としては、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を使用することもできる。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、カイラル剤も重合性基を有す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。また、本発明において液晶の透明点とは、重合性液晶化合物の重合前の状態におけるものである。
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、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 addition to the liquid crystal as described above. For example, benzyl (or bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoyl benzoate Acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3, 3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino- 1 (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl -1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-
本発明の光学素子１を得るには、基板上に、第１の電離放射線硬化性液晶組成物の液晶硬化物からなる第１のパターン層４が積層されたもの（図２（ｄ））を準備し、次に、第１のパターン層４が積層された基板２上に、第２の電離放射線硬化性液晶組成物５Ａを適用し（図３（ａ））、適用された第２の電離放射線硬化性液晶組成物５Ａを配向させ、その後、マスクパターン７’を介して電離放射線８を照射する（図３（ｂ））等の方法でパターン状に電離放射線８を照射し、照射後、現像することにより不要部分を除去して、第１のパターン層４とは異なる位置に、第２の電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物からなる第２のパターン層５を形成する（図３（ｃ））。なお、図３（ａ）に示すように、第２の電離放射線硬化性液晶組成物５Ａを第１のパターン層４のすべてにわたって適用してもよいが、必要に応じ、第１のパターン層４の一部を残して適用してもよい。
In order to obtain the optical element 1 of the present invention, a substrate in which a
第２のパターン層５を得る方法は、基本的には、第１のパターン層４を得るためのフォトリソグラフィー法と同じであるが、前記第２の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させることを、前記第２の電離放射線硬化性液晶組成物の透明点をＴ℃とするときに、Ｔ℃−１０℃≦Ｔ2℃＜Ｔ℃である温度Ｔ2℃で行なうことが好ましい。このように第２のパターン層５を得る際の配向温度を高くするのは、第１のパターン層４の存在が、第２の電離放射線硬化性液晶組成物の配向を妨げるからである。この場合の配向温度Ｔ2℃が透明点Ｔ℃以上であると、加熱をやめた後に温度が下がっても、液晶規則性が復元しないので好ましくなく、また、Ｔ2℃が液晶転移点以上であっても、Ｔ℃−１０℃未満であると、配向が十分に行われない箇所が残るからである。配向をより完全にする目的で、Ｔ2℃は、Ｔ℃−５℃＜Ｔ2℃であることがより好ましい。
The method for obtaining the second pattern layer 5 is basically the same as the photolithography method for obtaining the
なお、上記のような配向温度Ｔ2℃で配向を行わせ、電離放射線を照射した後、架橋密度をより向上させる目的で、２００℃から２５０℃程度の高温で加熱してもよい。 Note that to perform the alignment in orientation temperature T 2 ° C. as described above, after irradiation with ionizing radiation, in order to further improve the crosslinking density may be heated at a high temperature of about 250 ° C. from 200 ° C..
以上に説明した方法では、第１のパターン層４が積層された基板２上に第２のパターン層５を形成して光学素子１を得るものであるが、カラー表示用に使用する光学素子１を製造するには、第１のパターン層４および第２のパターン層５に加えて、通常、さらに第３のパターン層６を形成する。
In the method described above, the second pattern layer 5 is formed on the
第３のパターン層６を形成する際、すでに設けられている第１のパターン層４および第２のパターン層５は、種々の方法によって設けられたものであってよく、例えば、上記した方法によって第２のパターン層５が設けられたものであってよい。
When the third pattern layer 6 is formed, the
従って、第２のパターン層５を形成した後、第１のパターン層４上および前記第２のパターン層５上も含めて、第３の電離放射線硬化性液晶組成物を適用し、適用された第３の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させ、配向後に硬化させることにより、第３の電離放射線硬化性液晶組成物の硬化物からなる液晶硬化物の第３のパターン層６を第１のパターン層４および前記第２のパターン層５とは異なる位置に形成する。このとき、第３の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させる配向温度は、やはり、第３の電離放射線硬化性液晶組成物の透明点をＴ℃とするときに、Ｔ℃−１０℃≦Ｔ3℃＜Ｔ℃である温度Ｔ3℃で行なうことが好ましく、上記した方法における第２の電離放射線硬化性液晶組成物を配向させる際の配向温度Ｔ2℃と同じ範囲で選択でき、この範囲とした理由も同様である。また、第２のパターン層５を形成するときと同様、配向をより完全にする目的で、Ｔ2℃は、Ｔ℃−５℃＜Ｔ2℃であることがより好ましい。
Therefore, after the second pattern layer 5 was formed, the third ionizing radiation-curable liquid crystal composition was applied and applied on the
Ｔ3℃とＴ2℃とは、Ｔ℃−１０℃以上、Ｔ℃未満である限り、Ｔ3℃とＴ2℃とが互いに等しくても異なってもよいが、Ｔ3℃≧Ｔ2℃であることが好ましい。この理由は、第２のパターン層５を得る際の配向温度を高くした理由と同様、既に存在する第１のパターン層４および第２のパターン５が、第３の電離放射線硬化性液晶組成物の配向を妨げるからである。なお、Ｔ3℃−Ｔ2℃は１℃以上であることがより好ましく、この理由は、配向温度を設定するための手段、例えばホットプレートの温度の分布や設定精度の問題を解消し、Ｔ3℃≧Ｔ2℃の条件をより確実にするためである。
T3 ° C and T2 ° C may be equal to or different from each other as long as T3 ° C and T2 ° C are equal to or higher than T ° C -10 ° C and lower than T ° C, but preferably T3 ° C ≧ T2 ° C. This is because the
本発明の製造方法においては、２層目以降のパターン層を配向温度を高めて行なうことにより、従来、難しかった厚みの厚いパターン層であっても、完全配向に近い十分な配向状態が得られるので、例えば、第１〜第３の各パターン層の厚みを３μｍ以上となるよう形成してもよく、本発明の製造方法の利点を活かすことができる。また、各パターン層をネマティック液晶層で構成するとき、ネマティック液晶層の複屈折率をΔｎ、および層の厚みをｄとするとき、Δｎ・ｄが９０ｎｍ以上になるよう形成しても、完全配向に近い十分な配向状態が得られ、本発明の製造方法の利点を活かすことができ、あるいは、各パターン層をコレステリック液晶層で構成する場合、液晶層の面内の遅相軸および進相軸をそれぞれｎｘおよびｎｙとし、面内の法線方向の屈折率をｎｚとするとき、（（ｎｘ＋ｎｙ）／２ｎｚ）・ｄが、１５０ｎｍ以上になるよう形成しても、完全配向に近い十分な配向状態が得られ、本発明の製造方法の利点を活かすことができる。 In the production method of the present invention, by performing the second and subsequent pattern layers at an increased orientation temperature, a sufficiently oriented state close to perfect orientation can be obtained even with thick pattern layers that have been difficult in the past. Therefore, for example, the thickness of each of the first to third pattern layers may be 3 μm or more, and the advantages of the manufacturing method of the present invention can be utilized. Further, when each pattern layer is composed of a nematic liquid crystal layer, even if the nematic liquid crystal layer has a birefringence of Δn and the thickness of the layer is d, even if it is formed such that Δn · d is 90 nm or more, complete alignment Sufficient alignment state can be obtained, and the advantages of the production method of the present invention can be utilized, or when each pattern layer is composed of cholesteric liquid crystal layers, the in-plane slow axis and fast axis of the liquid crystal layer Nx and ny, and nz as the refractive index in the normal direction in the plane, sufficient orientation close to perfect orientation even if ((nx + ny) / 2nz) · d is 150 nm or more. A state is obtained and the advantages of the production method of the present invention can be utilized.
１色目の成膜
化学式（６）で示すネマチック液晶相を示す重合可能なモノマー分子（２５部、部数は質量基準である。以下においても同様である。）、化学式（１１）で示すカイラル剤（１．５部）、光重合開始剤としての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」）（１部）、およびシクロヘキサノン（７２．５部）からなる重合性コレステリック液晶溶液を準備した。
Polymerizable monomer molecules showing a nematic liquid crystal phase represented by the chemical formula (6) for the first color (25 parts, the number of parts is based on mass. The same applies hereinafter), a chiral agent represented by the chemical formula (11) ( 1.5 parts), 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator; A polymerizable cholesteric liquid crystal solution comprising Irgacure 907 ") (1 part) and cyclohexanone (72.5 parts) was prepared.
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、基板をスピンコーターにセットし、配向膜上に上記の重合性コレステリック液晶溶液を、乾燥後の塗膜の厚みが５．００μｍになるようスピンコーティングした。予備実験用に同様に作成したものを、偏光顕微鏡下で試料の温度を変えながら観察し、液晶転移点が７３℃、透明点が１１５℃であることをあらかじめ確認しておき、
スピンコーティング後の基板を９０℃の温度で５分間加熱して乾燥させると共に、液晶層の配向を行なった。
Prepare a substrate having an alignment film formed by rubbing a polyimide resin thin film on one side of a glass substrate, set the substrate on a spin coater, and dry the above polymerizable cholesteric liquid crystal solution on the alignment film. The subsequent coating was spin-coated so that the thickness of the coating film was 5.00 μm. What was similarly prepared for the preliminary experiment was observed while changing the temperature of the sample under a polarizing microscope, and confirmed in advance that the liquid crystal transition point was 73 ° C. and the clearing point was 115 ° C.
The substrate after spin coating was dried by heating at 90 ° C. for 5 minutes, and the liquid crystal layer was aligned.
その後、配向した液晶層に対し、超高圧水銀灯を備えた平行光を発光する紫外線照射装置を用いて、フォトマスク（開口部の幅；９０μｍ、遮光部の幅；２１０μｍの繰り返し）を介して紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ2（３６５ｎｍ）照射し、液晶層を重合させ、３次元架橋した散乱した液晶層を形成した。 Thereafter, the aligned liquid crystal layer is irradiated with ultraviolet rays through a photomask (opening width: 90 μm, shading width: 210 μm repetition) using an ultraviolet irradiation device that emits parallel light with an ultrahigh pressure mercury lamp. Was irradiated with 100 mJ / cm 2 (365 nm) to polymerize the liquid crystal layer to form a three-dimensionally crosslinked scattered liquid crystal layer.
紫外線照射後、基板を回転させながら、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）を液晶層に吹きつけることにより、現像処理を行ない、現像処理後、イソプロピルアルコール、および水を順に用いて洗浄し、洗浄後、乾燥処理を施し、その後さらに２３０℃の温度のクリーンオーブン中にて熱焼成を行ない架橋を促進した。こうして得られたものは、ガラス基板上に、赤色を選択反射するコレステリック液晶層が形成されたものであることを、目視および透過率スペクトルを測定することにより確認した。 After UV irradiation, the substrate is rotated, and PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) is sprayed onto the liquid crystal layer to carry out development treatment. After the development treatment, the substrate is washed with isopropyl alcohol and water in that order, and then washed. Then, a drying treatment was performed, and then, heat calcination was performed in a clean oven at a temperature of 230 ° C. to promote crosslinking. What was obtained in this way was confirmed by visual observation and measuring a transmittance spectrum that a cholesteric liquid crystal layer for selectively reflecting red was formed on a glass substrate.
２色目の成膜
１色目の成膜に用いた重合性コレステリック液晶溶液の組成中、カイラル剤の部数を２部、およびシクロヘキサノンの部数を７２．５部とした重合性コレステリック液晶溶液を準備して用い、１色目の成膜が行なわれた基板上に、１色目の成膜と同様に、ただし、配向のための温度を１１３℃とし、また紫外線照射の際のフォトマスクを１色目の場合よりも開口部の幅方向に１００μｍずらして行なった。２色目の成膜により、緑色を選択反射するコレステリック液晶層が形成されたことが確認できた。
Preparation of second color film In the composition of the polymerizable cholesteric liquid crystal solution used for the first color film formation, a polymerizable cholesteric liquid crystal solution was prepared with 2 parts of chiral agent and 72.5 parts of cyclohexanone. In the same manner as the film formation for the first color on the substrate on which the film formation for the first color has been performed, however, the temperature for orientation is 113 ° C., and the photomask for the ultraviolet irradiation is higher than that for the first color. Was also performed by shifting 100 μm in the width direction of the opening. It was confirmed that a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects green was formed by forming the second color.
３色目の成膜
１色目の成膜に用いた重合性コレステリック液晶溶液の組成中、カイラル剤の部数を３部、およびシクロヘキサノンの部数を７１部とした重合性コレステリック液晶溶液を準備して用い、１色目および２色目の成膜が行なわれた基板上に、１色目および２色目の成膜と同様に、ただし、配向のための温度を１１４℃とし、また紫外線照射の際のフォトマスクを２色目の場合よりも開口部の幅方向に１００μｍずらして行なった。３色目の成膜により、青色を選択反射するコレステリック液晶層が形成されたことが確認できた。
In the composition of the polymerizable cholesteric liquid crystal solution used for the film formation of the first color, a polymerizable cholesteric liquid crystal solution having 3 parts of the chiral agent and 71 parts of cyclohexanone was prepared and used. Similar to the film formation of the first and second colors on the substrate on which the first and second color films have been formed, except that the orientation temperature is set to 114 ° C. and a photomask is used for the ultraviolet irradiation. It was shifted by 100 μm in the width direction of the opening from the case of the color. It was confirmed that a cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects blue was formed by the third color film formation.
このようにして、赤色、緑色、および青色をそれぞれ選択反射するコレステリック液晶層の３種類のパターンが形成されたコレステリック液晶カラーフィルターは、顕微鏡にて観察したところ、各々のパターン内に、配向不良に基づく白濁などの欠点はほとんど見られないものであった。 In this way, the cholesteric liquid crystal color filter in which three types of patterns of the cholesteric liquid crystal layer that selectively reflects red, green, and blue are observed with a microscope. There were almost no defects such as cloudiness.
実施例１における１色目、２色目、および３色目の成膜の際の配向のための温度をすべて１１４℃で行なったところ、実施例１で得られたのと同様、欠点がほとんど見られないコレステリック液晶カラーフィルターを得た。 When all the temperatures for orientation during film formation of the first color, the second color, and the third color in Example 1 were performed at 114 ° C., as in Example 1, almost no defects were observed. A cholesteric liquid crystal color filter was obtained.
実施例１における１色目、２色目、および３色目の成膜の際の配向のための温度をすべて１０５℃で行なったところ、実施例１で得られたのと同様、欠点がほとんど見られないコレステリック液晶カラーフィルターを得た。 When all the temperatures for orientation during the film formation of the first color, the second color, and the third color in Example 1 were performed at 105 ° C., almost no defects were observed as in Example 1. A cholesteric liquid crystal color filter was obtained.
比較例１
実施例１における１色目、２色目、および３色目の成膜の際の配向のための温度をすべて９０℃で行なって得たコレステリック液晶カラーフィルターは、２色目、および３色目の液晶層に、配向不良に基づく細かいひび状の欠点が観察されるものであった。
Comparative Example 1
The cholesteric liquid crystal color filters obtained by performing all the alignment temperatures at 90 ° C. during film formation of the first color, the second color, and the third color in Example 1 on the second color and third color liquid crystal layers, A fine crack-like defect based on orientation failure was observed.
比較例２
実施例１における１色目、２色目、および３色目の成膜の際の配向のための温度をすべて１１５℃で行なって得たコレステリック液晶カラーフィルターは、１色目、２色目、および３色目の液晶層に、細かいひび状の欠点が観察されるものであった。
Comparative Example 2
The cholesteric liquid crystal color filters obtained by performing all the orientation temperatures for forming the first color, the second color, and the third color in Example 1 at 115 ° C. are the liquid crystals of the first color, the second color, and the third color. A fine crack-like defect was observed in the layer.
比較例３
実施例１における１色目、２色目、および３色目の成膜の際の配向のための温度をすべて１０４℃で行なって得たコレステリック液晶カラーフィルターは、２色目、および３色目の液晶層に、細かいひび状の欠点が観察されるものであった。
Comparative Example 3
The cholesteric liquid crystal color filters obtained by performing all the temperatures for the alignment during the film formation of the first color, the second color, and the third color at 104 ° C. in Example 1 on the liquid crystal layers of the second color and the third color, A fine crack-like defect was observed.
１……光学素子
２……基板
３……配向膜
４、５、６……液晶硬化物の層
７……マスクパターン
８……電離放射線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
3. The method for producing an optical element having a patterned layer of a liquid crystal cured product according to claim 2, wherein T3 [deg.] C> T2 [deg.] C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003362696A JP4402424B2 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Optical element manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003362696A JP4402424B2 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Optical element manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005128196A JP2005128196A (en) | 2005-05-19 |
| JP4402424B2 true JP4402424B2 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=34642242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003362696A Expired - Fee Related JP4402424B2 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Optical element manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4402424B2 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4923993B2 (en) * | 2005-12-06 | 2012-04-25 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4923995B2 (en) * | 2005-12-06 | 2012-04-25 | 凸版印刷株式会社 | Color filter and liquid crystal display |
| JP4923994B2 (en) * | 2005-12-06 | 2012-04-25 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4752580B2 (en) * | 2006-04-07 | 2011-08-17 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4765736B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-07 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4765737B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-07 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4765738B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-07 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4765739B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-07 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| JP4765740B2 (en) * | 2006-04-10 | 2011-09-07 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
| TWI380070B (en) | 2007-01-17 | 2012-12-21 | Taiwan Tft Lcd Ass | Optical film and manufacturing method thereof and substrate structure and display panel using the optical film |
| JP5076598B2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-11-21 | 凸版印刷株式会社 | Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display |
-
2003
- 2003-10-23 JP JP2003362696A patent/JP4402424B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005128196A (en) | 2005-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4402429B2 (en) | Optical element | |
| JP6713062B2 (en) | Optical film and manufacturing method thereof | |
| KR100474780B1 (en) | Optical compensatory sheet, process for preparation of the same and liquid crystal display | |
| JP4833204B2 (en) | Biaxial films with periodically different local birefringence | |
| US6822713B1 (en) | Optical compensation film for liquid crystal display | |
| JP4553769B2 (en) | Optical element manufacturing method | |
| JP2008508543A5 (en) | ||
| JP4402424B2 (en) | Optical element manufacturing method | |
| JP2006009030A (en) | Optical element | |
| TWI250319B (en) | Method for making optical device with circularly-polarized light control | |
| JP4833205B2 (en) | Biaxial film II | |
| JP2002003845A (en) | Liquid crystal composition, color filter and optical film | |
| JP5768853B2 (en) | Retardation film | |
| JP2005326439A (en) | Retardation plate material, polymer, retardation plate, and image display apparatus | |
| JP4727581B2 (en) | Polymer film with twist pattern | |
| JP4236898B2 (en) | Polarizing element and manufacturing method thereof | |
| JP2004046195A (en) | Manufacturing method for optical compensator | |
| JPH11160708A (en) | Alignment resin film and its production as well as optical element using this alignment resin film | |
| Carroll et al. | Optical control of alignment and patterning in an azobenzene liquid crystal photoresist | |
| JP4605711B2 (en) | Optical element manufacturing method | |
| JP4132779B2 (en) | Selective reflective film and manufacturing method thereof | |
| JP2006209098A (en) | Optical element and method for manufacturing the same | |
| JP3897204B2 (en) | Optical compensation sheet, manufacturing method thereof, and liquid crystal display device using the same | |
| JP2005084271A (en) | Optical functional layer, method for forming the same, and liquid crystal display element | |
| JP2005055486A (en) | Method for manufacturing optical element and optical element obtained by the manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090729 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090924 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091020 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091029 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |