JP2003004948A

JP2003004948A - 光学素子の製造方法

Info

Publication number: JP2003004948A
Application number: JP2001191460A
Authority: JP
Inventors: Keiko Sekine; 根啓子関
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の表面に付着した異物による液晶のはじ
き現象の及ぶ範囲を低減することにより当該異物に起因
した表示欠陥を最小限に抑えることができる、光学素子
の製造方法を提供する。【解決手段】まず、基板１１の表面に配向処理を施す
ため、基板１１の表面に配向膜１２を形成し（図１
(a)）、次いで、その配向膜１２の表面をラビング用ロ
ール２１によりラビングする（図１(b)）。次に、この
ようにして配向処理が施された基板１１の配向膜１２の
表面に紫外線照射ランプ２２により紫外線（ＵＶ）を照
射して洗浄処理を施す（図１(c)）。その後、このよう
にして洗浄処理が施された基板１１の配向膜１２の表面
にコレステリック規則性を有する液晶を塗布して当該液
晶を配向させることにより、コレステリック液晶層１３
を形成する（図１(d)）。これにより、コレステリック
液晶層１３を備えた光学素子１０が製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円偏光分離素子等
の光学素子の製造方法に係り、とりわけ、基板の表面に
付着した異物（汚れや塵等）に起因した表示欠陥を最小
限に抑えることができる、光学素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、基板上に液晶を塗布することに
より製造される光学素子においては、配向処理が施され
た基板の表面に汚れや塵等の異物が存在すると、当該表
面に塗布される液晶に配向欠陥や突起欠陥が生じたり、
異物を中心にしてその周囲の液晶がはじかれる現象（い
わゆる「はじき現象」）が生じ、当該異物に起因した表
示欠陥が引き起こされることとなる。このため、基板の
表面に配向処理を施した後には、基板の表面を洗浄する
洗浄処理を行う必要がある。特に、基板の表面に配向膜
を形成し、その配向膜の表面をラビングすることにより
配向処理を施す場合には、基板の表面にラビングかす等
の異物が多数付着することとなるので、この場合には、
上述した洗浄処理を必ず行う必要がある。

【０００３】なお、配向処理が施された後の基板の表面
に対しては擦り洗いができないので、従来の洗浄処理方
法としては一般に、ドライクリーナーや超音波等を用い
た非接触式の方法が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の洗浄処理方法では、基板の表面に付着した異物
を完全に取り除くことが困難であり、液晶のはじき現象
等が依然として生じるという問題がある。

【０００５】この点につき、本発明者が鋭意研究を進め
た結果、液晶のはじき現象に関しては、異物を完全に取
り除くことができない場合でも、基板の表面の濡れ性
（すなわち表面張力）を変化させることにより、当該は
じき現象の及ぶ範囲（深さおよび広がり等）を低減する
ことができることを見出した。

【０００６】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであり、基板の表面に付着した異物による液晶の
はじき現象の及ぶ範囲を低減することにより当該異物に
起因した表示欠陥を最小限に抑えることができる、光学
素子の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板の表面に
配向処理を施す工程と、配向処理が施された基板の表面
に紫外線を照射して洗浄処理を施す工程と、洗浄処理が
施された基板の表面に液晶を塗布して当該液晶を配向さ
せる工程とを含むことを特徴とする、光学素子の製造方
法を提供する。

【０００８】なお、本発明においては、前記洗浄処理に
おいて、紫外線の照射を間欠的に繰り返すことが好まし
い。また、前記洗浄処理における紫外線の照射量が１８
ｍＪ以下であることが好ましい。さらに、前記基板の表
面に塗布される前記液晶は、コレステリック規則性を有
する液晶であることが好ましい。

【０００９】本発明によれば、液晶が塗布される基板の
表面に紫外線を照射して洗浄処理を施しているので、基
板の表面の濡れ性（すなわち表面張力）が変化し、当該
基板の表面張力が、塗布される液晶の表面張力に近づ
く。これにより、基板の表面に汚れや塵等の異物が存在
している場合でも、当該異物による液晶のはじき現象の
及ぶ範囲を低減することができ、このため、当該異物に
起因した表示欠陥を最小限に抑えることができる。

【００１０】また、発明によれば、洗浄処理において、
紫外線の照射を間欠的に繰り返すことにより、紫外線の
照射による発熱を防止して被照射物である基板等の熱損
傷を防止するとともに、紫外線の照射量を効果的に制御
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１(a)(b)(c)(d)は本発明
による光学素子の製造方法の一実施の形態を説明するた
めの工程図である。

【００１２】図１(a)(b)(c)(d)に示すように、まず、基
板１１の表面に配向処理を施すため、基板１１の表面に
配向膜１２を形成し（図１(a)）、次いで、その配向膜
１２の表面をラビング用ロール２１によりラビングする
（図１(b)）。

【００１３】次に、このようにして配向処理が施された
基板１１の配向膜１２の表面に紫外線照射ランプ２２に
より紫外線（ＵＶ）を照射して洗浄処理を施す（図１
(c)）。なお、具体的な洗浄処理方法としては例えば、
１８５ｎｍの波長の紫外線により酸素をオゾンにした
後、２５４ｎｍの波長の紫外線によりオゾンをラジカル
に分解する方法を用いることができ、これにより基板１
１の配向膜１２の表面の有機物を除去することができ
る。ここで、このような洗浄処理方法においては、その
過程で、基板１１の配向膜１２の表面の濡れ性（すなわ
ち表面張力）が変化し、当該配向膜１２の表面張力が、
塗布される液晶の表面張力に近づく。これにより、基板
１１の配向膜１２の表面に汚れや塵等の異物が存在して
いる場合でも、当該異物による液晶のはじき現象の及ぶ
範囲（深さおよび広がり等）を低減することができる。

【００１４】なお、図１(c)に示す洗浄処理において
は、紫外線照射ランプ２２の点灯および消灯を制御する
ことにより紫外線の照射を間欠的に繰り返すようにする
とよく、これにより、紫外線の照射による発熱を防止し
て被照射物である配向膜１２や基板１１の熱損傷を防止
するとともに、紫外線の照射量を効果的に制御すること
ができる。なお、紫外線の照射は、１０秒の点灯と５秒
の消灯とを交互に繰り返すようにするとよい。また、図
１(c)に示す洗浄処理における紫外線の照射量は１８ｍ
Ｊ以下であるとよい。これは、配向処理が施された基板
１１の配向膜１２の表面に紫外線を照射し過ぎると、基
板１１の配向膜１２の表面に塗布される液晶が配向しな
くなるからである。

【００１５】その後、このようにして洗浄処理が施され
た基板１１の配向膜１２の表面にコレステリック規則性
を有する液晶を塗布して当該液晶を配向させることによ
り、コレステリック液晶層１３を形成する（図１
(d)）。

【００１６】これにより、コレステリック液晶層１３を
備えた光学素子１０が製造される。なお、コレステリッ
ク液晶層１３は特定の波長領域（例えば可視光領域）の
光を選択的に反射する波長選択特性を有しており、この
ようなコレステリック液晶層１３を備えた光学素子１０
は、例えば円偏光分離素子として用いることが可能であ
る。なお、コレステリック液晶層１３は、異なる波長領
域の光を選択的に反射する複数の液晶層の積層体として
構成することも可能であり、これにより選択的に反射さ
れる光の波長帯域を広帯域化することができる。

【００１７】このように本実施の形態によれば、コレス
テリック規則性を有する液晶が塗布される基板１１の配
向膜１２の表面に紫外線を照射して洗浄処理を施してい
るので、基板１１の配向膜１２の表面の濡れ性（すなわ
ち表面張力）が変化し、当該配向膜１２の表面張力が、
塗布される液晶の表面張力に近づく。これにより、基板
１１の配向膜１２の表面に汚れや塵等の異物が存在して
いる場合でも、当該異物による液晶のはじき現象の及ぶ
範囲を低減することができ、このため、当該異物に起因
した表示欠陥を最小限に抑えることができる。

【００１８】また、本実施の形態によれば、洗浄処理に
おいて、紫外線照射ランプ２２の点灯および消灯を制御
することにより紫外線の照射を間欠的に繰り返すことに
より、紫外線の照射による発熱を防止して被照射物であ
る配向膜１２や基板１１の熱損傷を防止するとともに、
紫外線の照射量を効果的に制御することができる。

【００１９】

【実施例】次に、上述した実施の形態の具体的実施例に
ついて述べる。

【００２０】（実施例）ガラス基板上に配向膜としてポ
リイミド膜を成膜し、そのポリイミド膜の表面をラビン
グすることにより配向処理を施した。

【００２１】次に、このようなラビング済みのポリイミ
ド膜付きガラス基板に紫外線を１５ｍＪ照射し、ポリイ
ミド膜の表面に洗浄処理を施した。

【００２２】その後、洗浄処理が施されたポリイミド膜
付きガラス基板をスピンコータにセットし、ポリイミド
膜の表面にコレステリック液晶溶液を厚さが約２μｍと
なるように塗布した。

【００２３】なお、コレステリック液晶溶液としては、
ネマチック液晶に対して５ｗｔ%のカイラル剤を添加し
たコレステリック液晶モノマー分子を、溶剤（トルエン
や、キシレン、ＴＨＦ等）に溶解させた３５％希釈溶液
を用いた。なお、前記コレステリック液晶溶液には、ネ
マチック液晶に対して５ｗｔ％の光重合開始剤を添加し
た。ここで、このようにして得られたコレステリック液
晶溶液は、５２０ｎｍの波長の光を選択的に反射するコ
レステリック液晶溶液となった。

【００２４】その後、コレステリック液晶溶液が塗布さ
れたガラス基板上で認識される異物の周囲の様子をデッ
クタックによって深さ方向に測定したところ、図２に示
すようになった。図２から分かるように、ガラス基板上
の位置Ａに高さが約４１５００ｎｍの異物が存在してい
る場合において、その周囲で、最大深さが約９０ｎｍ
で、広がりが約１６６μｍのはじき現象が生じた。

【００２５】（比較例）ラビング済みのポリイミド膜付
きガラス基板に対して洗浄処理を施すことなく、ポリイ
ミド膜の表面に前記のコレステリック液晶溶液を厚さが
約２μｍとなるように塗布した。

【００２６】ここで、ガラス基板上で認識される異物の
周囲の様子をデックタックによって深さ方向に測定した
ところ、図３に示すようになった。図３から分かるよう
に、ガラス基板上の位置Ｂに高さが約４００００ｎｍの
異物が存在している場合において、その周囲で、最大深
さが約２００ｎｍで、広がりが約２００μｍのはじき現
象が生じた。すなわち、異物の高さは実施例のものより
も低いにもかかわらず、そのはじき現象は広範囲に及ん
だ。

【００２７】なお、ラビング済みのポリイミド膜付き基
板に照射される紫外線の照射量を５ｍＪ、１８ｍＪ、２
０ｍＪ、３０ｍＪと変えて、同様にコレステリック液晶
溶液の塗布を行ったところ、ポリイミド膜の表面がラビ
ングにより配向処理を施しているにもかかわらず、コレ
ステリック液晶溶液中の液晶分子は、紫外線の照射量が
１８ｍＪを越える場合には、配向しなかった。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の表面に汚れや塵等の異物が存在している場合でも、
当該異物による液晶のはじき現象の及ぶ範囲を低減する
ことができ、このため、当該異物に起因した表示欠陥を
最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学素子の製造方法の一実施の形
態を説明するための工程図。

【図２】実施例１の測定結果を示す図。

【図３】比較例の測定結果を示す図。

【符号の説明】

１１基板１２配向膜１３コレステリック液晶層２１ラビング用ロール２２紫外線照射ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に配向処理を施す工程と、配向処理が施された基板の表面に紫外線を照射して洗浄
処理を施す工程と、洗浄処理が施された基板の表面に液晶を塗布して当該液
晶を配向させる工程とを含むことを特徴とする、光学素
子の製造方法。
【請求項２】前記洗浄処理において、紫外線の照射を間
欠的に繰り返すことを特徴とする、請求項１記載の光学
素子の製造方法。
【請求項３】前記洗浄処理における紫外線の照射量が１
８ｍＪ以下であることを特徴とする、請求項１または２
記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】前記基板の表面に塗布される前記液晶は、
コレステリック規則性を有する液晶であることを特徴と
する、請求項１乃至３のいずれか記載の光学素子の製造
方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか記載の製造方法
により製造される光学素子。