JPH026927A - 積層光学素子の製造方法およびこれにより製造された積層光学素子 - Google Patents

積層光学素子の製造方法およびこれにより製造された積層光学素子

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JPH026927A
JPH026927A JP1045526A JP4552689A JPH026927A JP H026927 A JPH026927 A JP H026927A JP 1045526 A JP1045526 A JP 1045526A JP 4552689 A JP4552689 A JP 4552689A JP H026927 A JPH026927 A JP H026927A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学および電気光学構成素子、特に光学フィル
ター、導波管、ビームスプリッタ−１光学グｌ／−ティ
ング（ｏｐｔｉｃａｌ　ｇｒａｔｉＢｓ）および光学記
録素子のような局部的に異なる特性を有する積層素子（
ｌａｍｉｎａｔｅｄ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ）の製造に関す
るものである。
（従来の技術） 米国特許第４６１５９６２号明細書ムコは、光学および
電気光学構成素子を製造する方法の開発に゛ついて記載
されている。この方法では、先ず基板にＣＡＭ（カップ
リング剤分子）層を設けている。この層に、液晶特性を
有し、かつＣａＰ２層の影響下で配向１−ルジアルケニ
ル・ジアセチレン化合物の層ヲ設けている。次いで、ジ
アセチレン化合物の配向層を熱または放射の影響下で重
合し、化合物の配向を保持している。また、重合はパタ
ーンにより行うことができることが記載されている。こ
の手段において、局部的に異なる特性を有する光学構成
素子のような積層素子が製造されている。上記米国特許
明細書には特に実施例１０および１１から明らかなよう
に、実際的に、かつ具体的に記載されていない。この既
知の方法は、理論的（アカデミツク）な考察に限られて
いる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は局部的に異なる特性を有する積層素子、
特に光学構成素子を製造する方法を提供することである
。
上述する従来の方法に使用されているジアルケニル−ジ
アセチレン化合物の配向は配向するのに難かしく、最適
な結果が得られないと云う問題点がある。更に、液晶ジ
アセチレン化合物を配向するためには、特定のＣＡＭ層
を必要とする。更に、またジアルケニル−ジアセチレン
化合物の重合において、線状重合体だけが形成し、この
ために、特に幾分、高い温度で緩和を生じ、分子の配向
が少なくとも部分的に損失する問題点がある０本発明の
他の目的は架橋重合体を使用する方法を提供することで
ある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の局部的に異なる特
性を有する積層素子の製造方法は、基板に重合液晶単量
体の少なくとも１つのパターン状に規定された区域（ｐ
ａｔｔｅｒｎｗｉｓｅ　ｄｅｆｉｎｅｄ　５ｅｃｔｉｏ
ｎ）を有する被膜を設け、この単量体を先ず外力により
配向し、次いで照射により重合し、式：％式％（１） （式中、Ｐは重合性基を示し、Ｂは架橋基を示し、Ｎは
少なくともＰ−フェニレン基および／またはシクロヘキ
シル基を含むネマチックまたはスメクチック液晶基を示
し、およびＱは基Ｎまたは基ＢＰ（ここにＢおよびＰは
上記と同様の意味を有する）の置換基を示す）で表わさ
れる単量体を開始剤と一緒に用いることを特徴とする。
適当な重合性基ＣＰ）の例としては、アクリレートおよ
びメタクリレート基、すなわち、式（式中、ＲはＨまた
はＣ１１３を示す）を有する基；す に相当するエポキシ基； 弐　Ｃ）Ｉ、＝ＣＨ−０−に相当するビニルエーテル基
；およびエチレン１ｃＨ２−ＣＨ−と結合するチオツー
ル基−５）ｌ　　（この結合物（ｃｏｍｂｉｎｓｔｉｏ
ｎ）はチオレン系（ｔｈｉｏｌｅｎｅ　ｓｙｓｔｅｍ）
として称されている）を挙げることができる。
ネマチックまたはスメクチック基（Ｎ）としては次の式
で示すものを例示できる： （式中Ｒは１−６個の炭素原子を有するアルキル基を示
す） 架橋基の例としては次の基を示すことができるニー（Ｃ
Ｌ）ｘ−：　−（Ｃ）ｌｘ）ｚ−０−；　（−ＣＨ２−
ＣＨ２−０−）　、　；ができる。： （式中ｘ＝１〜４およびｙ＝ｔ−６を示す）ネマチック
／スメクチック基ｃＮ）の置換基の例としては、シアノ
基、ハロゲン原子、水素原子、１〜８個の炭素原子を有
する′１ルキル基、１へ・８個の炭素原子を有するアル
コキシ基、ニトロ基、アミノ基、またはアルキル基が１
〜４個の炭素原子を有するアルキル−置換アミノ基を挙
げることができる。
適当な単量体は、特に式 （式中Ｒ，ＢおよびＮは上記と同様の意味を有する）で
表わされる液晶シアノリレ−■・である。
有効なジアクリレートの例を次の式で示すこと適当な開
始剤としては芳香族カルボ、−ル化合物またはベンジル
ジメチルケクール（商品名「イルガキュアーＴ、Ｍ、　
（ＩｒｇａｃｕｒｅＴ、Ｍ、）　」のようなケタールを
例示できる。
（発明の実施） 式（１）の液晶化合物の比較的に小さい分子は高い移動
度を有している。更に、各分子はネマチック／スメクチ
ックｉＮ（式（１））を含んでいる。移動度および基Ｎ
の存在のために、分子の極めて速く、実質的に瞬間の配
向を夕）力の使用によって達成ごきる。外力としては、
電界または磁界のような力の場が好ましく、この場の方
向（ｆｉｅｌｄ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）は容易に調整で
き、このために液晶単量体化合物の任意の所望の配向を
得ることができる。あるいは、また液晶単量体化合物の
分子を摩擦の方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｕｂ
ｂｉＢ）に配向するように、基板表面をあらかじめ一方
向に摩擦することができる。
配向は液晶単量体化合物の重合によって固定する。
重合中、加えられた場を維持して、分子の配向乱れ（ｄ
ｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を防止する。好ましくは
、重合は光、特にＵＶ光に露光して行う。この目的のた
めに、重合すべき単量体組成物には、露光の結、甲、と
して単量体の重合を開始するラジカルに分解する光開始
剤を含有する。光開始剤は１〜５重量％の量で用いる。
適当な開始剤の例としては次の式で示す化合物を挙げる
ことができる： 式（１）の配向化合物は極めて短時間、例えば数秒から
最大で数分の時間で重合することができる。
本発明により作られた素子は、式（１）の配向および重
合した化合物が存在するパターン状に規定された区域に
おいて変化した特性を有する。特性のこの変化は、式（
１）の化合物の選択によりおよび調整された配向により
主として定められる。特性変化としては、例えば導電率
変化のような電気特性変化、および異なる腫脹係数、ま
たは硬度および耐摩耗性の差のような機械的特性変化を
示すことができる。他の興味ある例は屈折率、反射およ
び透過変化のような光学特性変化によ、って形成される
。
特に、屈折率および吸収は光の偏光の異なる方向によて
実質的に異なる。このために、光学フィルター、特に偏
光フィルター、偏光ビームスプリッタ−５光学グレーテ
イング、導波管、光学記録素子およびインチグレイテッ
ド光学系のような積層光学素子は本発明の方法により得
ることができる。
適当な例において、上記式（２）に相当する液晶ジアク
リレートを本発明の方法に用いることができる。
有効な液晶ジアクリレートとしては、例えば上述する式
３〜６の化合物を示すことができる。ジアクリレート（
メタクリレート）を重合する場合には、架橋構造が形成
する。この事は、重合体分子の配向が高い温度でも保持
されることを意味する。緩和は生じない。
本発明の方法の他の適当な例では、液晶重合体のパター
ンをマトリックスによって設ける。この例では、所望パ
ターンのネガ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）に液晶単量体を設け
る構造を有し、その上に基板を設け、しかる後に単量体
を外力により配向し、および照射により重合して配向の
方向を固定し、基板およびこれに結合する液晶重合体層
をマトリックスから取り去り、重合体層がマトリックス
の表面のパターンの複製（レプリカ）である規定された
パターンを有することにある。
機械的に極めて硬い被膜から構成される重合体層を、例
えば基板の表面に平行に延びる単量体の、およびこれに
よる重合体の配向方向を与えることによって得られる。
配向に用いる外力は外部の力の場（ｅｘｔｅｒｎａｌ　
ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｆｏｒｃｅ）を用いることができる
。あるいは、また基板の表面をあらかじめ一方向に摩擦
することができる。
また、液晶重合体のパターンは、重合体をパターンに従
って照射することによって得ることができる。この原理
に基づく１例においては、液晶単量体の均一な層を基板
に設け、液晶単量体を外力により配向し、および層をパ
ターンにより照射して重合の結果として液晶化合物の配
向を固定する。
本発明の方法の興味ある例によれば、インチグレイテッ
ド導波管カラー　フィルターのようなインチグレイテッ
ド光学系を容易に作ることができる。この好ましい例で
は、液晶単量体の均一層を基板に設け、液晶単量体を外
部の力の場で配向し、層をパターンにより照射して液晶
単量体の配向を重合の結果として固定し、次いで力の場
の方向を変え、および第１の照射段階において照射され
なかった部分を重合するように、層を再び照射し、これ
らの部分に存在する液晶単量体の異なる配向を固定する
。
好ましい例によれば２つの互いに異なる配向を基板に設
けた重合体層に与えるようにする。必要に応じて、また
、上述する第２の照射段階をパターンにより行い、力の
場の方向を再び変えることができ、しかる後に第３の照
射段階を行い、このために第３の配向を得ることができ
る。勿論、このプロセスは随意に繰返すことができ、最
後に基板に重合体分子の互いに異なる配向の多くの区域
を有する重合体層を設けることができる。この事は、基
板表面の多くの個所に、特性を随意に与えることができ
ることを意味する。また、露光段階後、溶剤によって非
露光の、すなわち、また単量体の出発材料を除去するこ
とができ、次いで異なる液晶単量体化合物の層を場によ
って配向し、および配向をパターン照射により単量体を
重合することによって固定する。
この好適な例において、好ましくは、力の場の方向を初
めの方向に対して反対方向に変えることができる。
他の好適な例では、配向液晶単量体を重合するパターン
照射後、層の温度を高めて層の非露光部分における液晶
単量体を等方性相に転換し、および層を照射して等方性
相を液晶単量体の重合により固定する。
更に、本発明は上述する方法によって形成した積層素子
に関する０本発明の素子は基板およびこれに設けた被膜
を含み、この被膜は上記式（１）で表わされる配向し、
かつ放射重合した液晶単量体の少なくとも１つのパター
ン状に規定された区域を含んでいる。
積層素子の好ましい例では、被膜が液晶重合体を配向配
置に存在するパターン状に規定された区域、および重合
体を等方性配置に存在する残留区域を含んでいる。
積層素子の他の好ましい例では、被膜が二色染料を含ん
でいる。この素子は光学フィルターとして、特に偏光フ
ィルターとして適当に用いることができる。
適当な二色染料としては、次の弐で示す染料を例示する
ことができる： （式中、Ｒはアルキル基を示す） 他の二色染料についてはｒＭｏｌ、　Ｃｒｙｓｔ、　Ｌ
ｉｑ。
Ｃｒｙｓｔ、　」Ｖｏｌ、　５Ｓ、　Ｐ、１〜３２（１
９７９）に記載されている。
本発明の積層素子の他の好ましい例では、パターンによ
り規定される区域が光学的に読取りできる情報ビット・
である。
この例において、積Ｎ素子は、電界または磁屑の存在に
おいて情報を変調レーザ光により記録し、低いエネルギ
ーの連続し・−ザ光により読取りできる光学記録素子で
ある。式（１）の液晶単量体の層は電界または磁界で配
向する。変調レーザ光により照射された区域では、例え
ば１〜３ミクロン直径を有する区域が重合して配向を固
定する。これらの区域（ビット）は、例えば周囲との反
射差に基づく低いエネルギー　レーザ光によって読取る
ことができる。
（実施例） ス荀朋−上　ヱ二人グー韮１り８−９製造第１図に示す
よ・うに、液晶単量体化合物の混合物のＮ２をガラスま
たはポリメチルメタクリレート基板１」二に設ける。混
合物は２０重量％の式（３）の化合物、７９重量％の式
（４）の化合物および１重量％のベンジルジメチルケク
ール（開始剤、商品名「イルガキュアＴ、Ｍ、Ｊ）を含
んでいる。この例では、層の厚さを１０　ｌ１ｍにした
。層２を設けるｎｉ］に、基板１の表面を矢３で示す方
向に摩擦した。
使用した混合物の結晶からネマチック（液晶）相への転
移温度を８１゛ｃにした。素子、すなわら、Ｎ２を堆積
した基板１を９０°Ｃに加熱した。得られたネマチック
相において、液晶単量体化合物の分子を矢３で示した摩
擦方向に配向した。配向方向は基板の摩擦方向に等しく
した。摩擦力が作用するほかに（基板に対ｊ７て）、ネ
マチック相における液晶単量体化合物の分子は外部の力
の場、特に磁界または電界によって配向することができ
る。
この目的のために、例えば１０にガウスの強さを有する
磁界を矢３で示した方向に加えた。１．ｃ（液晶）化合
物の分子の得られた配向方向は磁界の場の方向に一致し
た。
次いで、素子１，２を３６０ｎｍの放射波長を有するＵ
ν光で、矢４で示す方向にパターン状に露光した。光源
は５　ｍＷ／ｃｍ”のパワーを有し、露光時間は３００
秒にした。層２の非露光部分はＹ−形部分５を有してい
る。露光中、液晶単量体化合物の重合が生じ、ＬＣ分子
の配向が矢６で示ず部分に固定される。
次いで、素子（１＝　５　）における温度を１２５°Ｃ
以上、例えば１３５°Ｃに上げた。ネマチックから等方
性相に転移する混合物の転移温度は約１２５°Ｃである
。１３５°Ｃに加熱することによっ°ζ、Ｎ２の非露光
部分５は等方性相に転化した。次いで、層２の全表面を
この温度で１１ν光に露光した。このために、層２の部
分５における単量体化合物の分子は重合され、この部分
に存在する等方性相が固定された。Ｎ２のＹ−形部分５
ば１．５７の屈折率を有し７ていた。周囲区域６の屈折
率は光の伝搬の方向において１．５３であった。このた
めに、Ｙ−形部分５は光導体を形成１−７、光ビーム８
はＹ−形部分内に残留する表面７から入射し、Ｙ−形部
分の分岐点９においてザブービーノ、１０．１１に分割
される。必要に応じて、低い屈折率を有する被膜は得ら
れたＹ−スプリッターに適用でき、また液晶化合物層２
をガラス　ブ！／−トまたは合成樹脂ブレート間に設け
ることができる。
！施ｘｉ　　イン−レイ−お　び 第２図において、例えば０．５園の厚さを有するシリコ
ン基板を１２で示す。この基板に、９６重量％の式（３
）で示す液晶単量体化合物、２．５重量％の式（９）で
示す二色アゾ染料および１．５重量％の式（７）で示す
開始剤を含む混合物の層１３をスピン−コーチングによ
り被着した。層１３は５０μｍ厚さにした。
層１３を結晶相からネマチック相への転移温度（１０５
”Ｃ）を越える温度に加熱した。適当な温度は１１０°
Ｃである。液晶単量体化合物の分子は、矢１４で示す場
の方向を有する１０にガウスの磁界の影響下で磁界方向
に平行な方向に配向した。このために、分子はＳｔ基板
１２の表面に対して垂直に延びた０次いで、層１３の区
域１５を３６０ｎｍのＵＶ光に数分間にわたり露光し、
同時に温度および磁界を保持した。
この目的のために用いた低圧水銀灯のパワーは５ａ＋Ｗ
／ｃｍ”であった。層１３の区域１５における配向した
単量体分子を露光により重合し、配向を固定した０次い
で、磁界の方向を、矢１６で示した磁界方向が層１３の
表面に平行になるように変えた０次いで、区域１５の外
側の液晶単量体化合物の分子の配向を、分子が矢１７で
示した方向においてＪｉ１３の表面に平行に配向するよ
うに変えた。この配向方向を加えられた磁界の方向に一
致させた０区域１３の各側部に位置する層１３の区域１
８および１９を区域１５と同様にＵＶ光に露光した。こ
の露光のために、区域１８および１９に存在する単量体
化合物の分子は重合し、配向の方向を固定した０層１３
の非露光部分をテトラヒドロフランに浸して除去した。
その代りに、ポリメチルメタクリレートＦｉ２０を設け
た。
この層はポリメチルメタクリレートを酢酸エチルに溶解
した２０％溶液を用いスピン−コーチング操作で被着し
て設けた。配向区域１５．１８および１９の屈折率は配
向方向に対して平行な方向に１．６８、および配向方向
に対して垂直な方向に１．５３であった。
区域２０の屈折率は１．４９であった。この事は、区域
１５、１８および１９が共に導波管を形成することを意
味する。表面２１を介して入射する光は区域１Ｂ、　１
５゜１９を介して素子の１ｉ１３に伝導する。層１５を
通る際に、入射光の垂直偏光成分は配向染料分子によっ
て吸収される。水平偏光光は透過し、反対側の表面２１
に位置する区域１９の表面２２において素子を離れる。
ス」【例」−カー−フィル　−の制″ 第３図において、ガラス基板２３に、９８．５重量％の
式（５）で示す単量体化合物および１．５重量％の式（
７）で示す開始剤を含む液晶混合物Ｎ２４を設けた。
層の厚さを１００μｍにした。Ｊｉｉ２４を、磁界によ
り上記第１〜２図について記載すると同様に矢２５で示
す方向に配向した。この配向は結晶からネマチック相へ
の転移温度を越える温度で、１４０°Ｃで行った。Ｎ２
４をパターンによりＵＶ光に露光して露光区域２６にお
ける単量体分子の重合を行った。このプロセスにおいて
、これらの分子の配向方向を固定した。配向をハツチン
グ２７で示している。次いで、磁界の場の方向を、層２
４の表面にまだ平行で、初めの場の方向に対して垂直な
方向２８に変化させた。
次いで、区域２９をＵＶ光（λ＝３６０ｎｍ　）に露光
し、この区域における分子を重合した。このプロセスに
おいて固定した配向方向をハツチング３０で示す。
磁界の場の方向を再び変え、１ｊ２４の表面に対して垂
直にした。この方向を矢３１で示す。層２４の区域３２
をＵＶ光に露光した。得られた重合体分子は層２４の表
面に対して垂直の配向を有していた。この配向を点で示
す。次いで、磁界を矢２５で示す方向に再び変えた。層
２４の温度を１４０°Ｃから１００°Ｃに下げた。この
ために、配向度および複屈折が高くなった。この結果と
して、分子の軸に対して垂直に延びる屈折率の成分が減
少した。次いで、層２４の全表面をＵＶ光に露光した。
この結果として、区域３３および３４における高い配向
度を固定した。これらの区域は１．５３の屈折率を有し
ていた。異方性区域２６は１．５４の屈折率を有してい
た。異方性区域２９および３１は、光の伝搬の方向のた
めに、それぞれ１．５３および１．６９の２つの屈折率
（ｎｏおよびｎ、）を有していた。表面３５を介して入
射する光は光導体２６、２９．３１を経て進み、分岐点
３６の位置で左側通路３７または右側通路３８に進行す
る。右側通路において、光の垂直偏光成分は高い屈折率
のために区域２９において阻止される。次の区域３１に
おいて、光の水平偏光成分は阻止される。区域２９およ
び３１を通過した後、、すべての光が阻止され、その相
は左側通路に進む光の相を遅延する。接合部３９を越え
た後、左側通路および右側通路ビームは再び一緒になる
。相差を考慮して、特定波長の光は破壊的干渉（ｄｅｓ
ｔｒｕｃｔｉｖｅ　１ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）により
抑制される。このために、素子はカラー　フィルターと
して作用することができる。抑制する波長は次の式によ
り通路長さにおける光学的差によって定めることができ
る： Ｒ−・　Δｎ λ （式中、Ｒは光学遅延（ｏｐｔｉｃａｌ　ｒｅｔａｒｄ
ａｔｉｏｎ）を示し、ｄは材料の厚さを示し、λは使用
した光の波長を示し、およびΔｎは屈折率の差を示す）
。
次−鮪４．．．．　　：ＬＪＵｔｎ聚例肩猾。
第４図において、ポリカーボネー　ト基板４０の片側に
螺旋状の溝４１を設け、この溝４１には板を光学的に走
査する追従トラック（ｆｏｌｌｏｂ、＋ｅｒ　ｔｒａｃ
ｋ）を形成する。ＡＰの反射層（図に示していない）を
トラックを形成した表面に設ける。この反射層の、Ｌに
、弐（３）で示す液晶単量体化合物の薄い層４２を設け
る。また、庖４２には開始剤として１６５重景Ｘ０ベン
ジルジメチルケタールを含有させた。単量体化合物層４
２を磁界において配向し、この場の方向を矢４３で示す
。単量体分子を板の表面に対して垂直方向に配向した。
この配向は結晶−ネマチック転移温度より高い温度で生
じた。適当な温度は１１０°Ｃである。単量体層を矢４
４で示す方向の低エネルギー　レーザ光ビームで走査し
た。このビームは、光の吸収を生じないために、単量体
層４２において殆んど変化しなかった。レーザ光だけを
用いて、このレーザ光をトラックからおよび１ラツクの
周囲から放射される反射光における相差に基づいて追従
トラックに追従させた。第２レーザ光ビーム４５を、例
えば共通ハウジング４Ｇを介して、第２レーザ光ビーム
にカンプリングし、。第２ビ・−ムから放射される光点
を板に対して半径方向における第１ビームの光点に対し
２て、例えば溝４１と溝間に位置する平坦部分４７とを
合せた幅の部分の−に等しい間隔にわたって移動させる
。第２レーザ光ビームを記録すべき情報に従ってパルス
化した。単量体化合物の重合を相４２の照射区域で生じ
させた。
このプロセスにおいて、化合物の配向方向を固定した。
次いで、配向しおよび重合した材料の１ｎ報ビツトを形
成した。情報を記録した後、磁界を止めた。短時間後、
液晶化合物の非配向ドメインを情報ビットの外側に位置
するＮ４２の部分に形成し、この区域は動的散乱を示す
。情報ビットは動的散乱を示すＬＣドメインの周囲区域
による反射差に基づいて光学的に読取ることができる。
あるいは、また層４２全体の温度を、情報ビットの外側
の区域が等方性相を示すように、例えば情報の記録後、
１６０″Ｃに上げることができる。層４２の全表面を照
射することによって、等方性相は等方性単量体化合物の
重合により固定することができる。配向情報ビットは等
方性周囲による反射差（こ基づいて光学的に読取ること
ができる。
実差−例飄　　　ビーム　スブ１　−の＠Ｉ＋−造７第
造園第５図て、矩形断面８０Ｘ６０＋ａｍおよび高さ１
０ｍｍを有するアルミニウム　マトリックスを５０で示
す。深さ１胴の２個の平行の溝５１および５２をマ［・
リックス５０の」二面に設けるやマトリックス５０の上
面を極めて薄いポリイミド相５３で被覆する。このマト
リックスを真空中、３５０°Ｃの温度で１時間にわたっ
て加熱した。次いで、ポリイミド層をナイロン　ブラシ
で溝に対して平行の方向に摩擦した。
マトリックスを１３０″Ｃの温度に加熱した。この加熱
マトリックスに、１重量％の上記式（８）の光開始剤を
含む上記式（６）の液晶単量体の薄い層Ａ（図に示して
いない）を被着し７た。この単量体ｉＡ上に１２　ｍｍ
　厚さのガラス板５４を設けた。マトリックスの側面に
おいて、ガラス板に液晶単量体のＵｖ−光硬化層（図に
示していない）を設けた。この層を設けたガラス板は、
表面に６０重量部の次に示す式（１１）の液晶単量体化
合物、３６重置部の次に示す弐〇２）の単量体および４
重量部の上記式（８）の光開始剤を含むＵｖ−光硬化性
組成物Ｉの２％テトラヒドロフラン溶液を被着して得た
： 上記溶液はスピン　コーチングで被着した。溶剤を蒸発
後、層をＵＶ光に露光して重合（硬化）した、得られた
重合体ＮＢをベルベット　クロスで満５１および５２に
対して平行な方向に摩擦した。
配合重合体ＪＩＢを上述するようにして設けたガラス板
を単量体ＩＪＡに設けた後、この単量体を１３０°Ｃの
温度でガラス板を介してＵＶ光に露光した。単量体Ａは
配向ポリイミドＪｉ５３と接触することによって配向し
た。単量体Ａの分子のこの配向度はガラス板の配向重合
体層Ｂとの接触により増加した。
ＵＶ光露光の結果として、単量体Ａは配向重合体に重合
した。マトリックスを除去した後、第６図に示す製品を
得た。
第６図において、ガラス板５４の片側に配向重合体のラ
ンド５５および５６を設けた。屈折率は、それぞれｎｏ
−１，４９およびｎ、＝１．５８であった。第２ガラス
板をこれらのランドの上に設け、ガラス板相互間の空間
に上述する硬化性で等方性の組成物Ｉを毛管作用で充填
した。組成物ＩをＵＶ光に露光して重合した屈折率ｎ！
＝　１．５８を有する等方性重合体層５８を得た。得ら
れた偏光ビーム　スプリンタ−を第７図に示す。
第７図の偏光ビーム　スプリッターの作動を第８図によ
り説明する。この第８図はビーム　スプリッターが横切
る層５８の断面の上面図であり、層５８は上述するよう
に屈折率ｎ＋＝１．５８を有する等方性重合体層である
。上述するように、ロッド５５および５６を、２つの成
分、すなわち、ロッドの配向方向に対する平行面におい
て屈折率ｎ、および配向方向に対する垂直面において屈
折率ｎ０に分割できる、異方性屈折率を有する配向液晶
重合体から作った。屈折率ｎ０は１．４９を有し、およ
び屈折率ｎ。
は１．５８を有する。
入射非偏光光ビーム５９が配向重合体のロッド５５に達
するまで、かかるビーム５９を等方性重合体層５８に通
した。この位置において、光ビーム５９の分岐が生じ、
方向は光ビーム５９の偏光の２つの方向に依存する。ロ
ッド５５の重合体の配向方向に対して平行な偏光方向６
０を有する光はｎ、＝ｎ！であることから偏光光ビーム
６１として通過する。ロッド５５の配向に対して垂直な
偏光方向６２を有する光はフレネルの法則に従って反射
し、偏光光ビーム６３を形成する。この段階において、
偏光ビーム　スプリッターの主な機能を達成する。しか
しながら、多くの適用のために、両偏光光ビーム６１お
よび６３を平行にするのが望ましい。これを実現するた
めに、ビーム６４をビーム６１に対して平行に延ばすよ
うに、配向重合体の第２０ツド５６を設けるようにする
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法により作ったインチブレテッド導
波管Ｙ−スプリッターの斜視図、第２図は本発明の方法
により作ったインチブレテッド導波管偏光子の斜視図、 第３図は本発明の方法により作ったインチブレテッド導
波管カラー　フィルターの斜視図、第４図は本発明の方
法により作った光学記録素子の断面図、 第５および６図は本発明の方法に用いる第７図に示すビ
ーム　スプリッターの製造のための素子の斜視図、 第７図は本発明の方法により作った偏光ビームスプリッ
タ−の斜視図、および 第８回は第７図に示すビーム　スプリッターの水平断面
の上面図である。 １、　７．１２．２３．４０・・・基板２、１３．２４
．４２．５８・・・層 ５・・・Ｙ−形部分（非露光部分） ６・・・周囲区域 ７・・・Ｙ−形部分内に残留する表面 ８．５９．６１．６３．６４・・・光ビーム９．３６・
・・分岐点　　　　１０．１１・・・サブ・ビーム１５
、１８．１９．２９．３２．３１・・・区域２０・・・
ポリメチル　メタクリレート層（区域）２６・・・露光
区域　　　　　３０．４６・・・ハツチング３５・・・
表面　　　　　　　３７・・・左側通路３８・・・右側
通路　　　　　４１．５１．５２・・・溝４５・・・第
２レーザ光ビーム ４７・・・平坦部分　　　　　５０・・・マトリックス
５３・・・薄いポリイミド層５４・・・ガラス板５５、
５６・・・ランド（ロッド） ５８・・・等方性重合体層　　６０．６２・・・偏光方
向ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ Ｕつ αフ Ｃフ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、基板に、重合液晶単量体の少なくとも１つのパター
    ン状に規定された区域を有する被膜を設け、この単量体
    を先ず外力により配向し、次いで照射により重合し、配
    向の方向を固定し、式： ＰＢＮＱ（１） （式中、Ｐは重合性基を示し、Ｂは架橋基を示し、Ｎは
    少なくともｐ−フェニレン基および／またはシクロヘキ
    シル基を含むネマチックまたはスメクチック液晶基を示
    し、およびＱはメソゲニック（ｍｅｓｏｇｅｎｉｃ）基
    Ｎまたは基ＢＰ（ここにＢおよびＰは上記と同様の意味
    を有する）の置換基を示す）で表わされる単量体を開始
    剤と一緒に用いることを特徴とする局部的に異なる特性
    を有する積層素子の製造方法。 ２、単量体は式： ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （式中、ＢおよびＮは請求項１に記載すると同様の意味
    を有し、およびＲは水素原子またはメチル基を示す）で
    表われる請求項１記載の方法。 ３、使用する単量体は次の式： ▲数式、化学式、表等があります▼（３） ▲数式、化学式、表等があります▼（４） ▲数式、化学式、表等があります▼（５） で示される１または２種以上の化合物から選択する請求
    項２記載の方法。 ４、所望パターンのネガに液晶単量体を設ける構造を有
    し、その上に基板を設け、しかる後に単量体を外力によ
    り配向し、および照射により重合して配向の方向を固定
    し、基板およびこれに結合する液晶重合体層をマトリッ
    クスから取り去り、重合体層がマトリックスの表面の複
    製（レプリカ）である規定されたパターンを有する請求
    項１、２または３記載の方法。 ５、液晶単量体の均一層を基板に設け、液晶単量体を外
    力により配向し、および層をパターンにより照射して液
    晶化合物の配向を重合の結果として固定する請求項１、
    ２または３記載の方法。 ６、液晶単量体の均一層を基板に設け、液晶単量体を外
    部の力の場で配向し、層をパターンにより照射して液晶
    単量体の配向を重合の結果として固定し、次いで力の場
    の方向を変え、および第１段階において照射されなかっ
    た部分を重合するように、層を再び照射し、これらの部
    分に存在する液晶単量体の異なる配向を固定する請求項
    ５記載の方法。 ７、力の場の方向を、初めの方向とは反対の方向に変え
    る請求項６記載の方法。 ８、照射後、液晶単量体の層の温度を、層の非露光部分
    における液晶単量体が等方性相に転換するように高め、
    このために等方性相を液晶単量体の重合により固定する
    請求項５、６または７記載の方法。 ９、基板および少なくとも１つのパターン状に規定され
    た区域を有する被膜を含み、この被膜は式（１）で表わ
    される配向および放射重合液晶単量体を含む請求項１〜
    ８のいずれ一つの項に規定する方法により製造された局
    部的に異なる特性を有する積層素子。 １０、被膜が、液晶重合体を配向配置に存在するパター
    ン状に規定された区域、および等方性配置に存在する残
    留区域を含む請求項９記載の積層素子。 １１、被膜が二色染料を含む請求項９または１０記載の
    積層素子。 １２、パターン状に規定された区域が光学的に読取りで
    きる情報ビットを形成する請求項９または１０記載の積
    層素子。
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