JPH07120761A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一面内に複数の機能を有する光学素子の製
作を可能にする。 【構成】 接着剤を部分的に塗布して転写を繰り返すこ
とにより、同一基板上に光学的特性の異なる複数の液晶
高分子領域層が所定の配列に形成された光学素子を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子用色補償
板、液晶表示素子用視野角改良板、光学位相差板、１／
２波長板、１／４波長板、旋光性光学素子などの光学素
子の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶高分子、とりわけねじれネマチック
構造を固定化した液晶高分子からなる光学素子は、液晶
表示用色補償板や液晶表示用視野角改良板として画期的
な性能を示し、液晶表示装置の高性能化、軽量化および
薄型化に寄与している。この光学素子の製造法として、
配向基板上に形成された液晶高分子からなる層を透光性
基板上に転写する方法が提案されている（特開平４−５
７０１７号、特開平４−１７７２１６号）。かかる製造
法によって、配向基板と透光性基板の役割を分離するこ
とが可能になったために、種々の製品形態の光学素子を
製造することができるようになり、とりわけフィルムタ
イプの液晶高分子からなる光学素子への道が開かれた。

【０００３】しかしながら光学素子、特に液晶表示素子
用の光学素子における技術革新の要求は多様性を増して
きており、同一面内で複数の機能を示す光学素子を容易
に製造する方法の出現が待たれていた。すなわち、同一
基板上に異なる光学的特性を有する領域を形成する場合
には、従来、保護層を設けてレジストなどを用いる複雑
なプロセスが必要とされている。しかし、液晶高分子か
らなる領域を設ける場合には、液晶高分子が高温におけ
る配向処理を必要とするために、このような複雑なプロ
セスに適用することは困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、配向基
板上に形成された液晶高分子からなる層を他の基板上に
転写する方法において、接着剤層を介して液晶高分子層
の剥離を行うと、接着剤が塗布された部分で完全に液晶
高分子層の剥離が起こり、しかもその端部は極めて尖鋭
であることに着目し本発明を完成させた。すなわち、配
向基板上に形成された液晶高分子からなる層を、接着剤
層を介して他の基板上に転写する際、転写したい部分の
みに接着剤を塗布して、硬化後に配向基板の剥離を行う
ことにより、接着剤を塗布した部分のみの液晶高分子層
を他の基板上に転写することが可能であることを見出し
た。上記の方法により１枚の基板上に任意の形状の液晶
高分子層を転写することが可能となった。すなわち、本
発明によれば、１枚の透光基板上に任意の形状で液晶高
分子相と光学的等方性相の２つの光学機能を有する光学
素子が作れることになる。転写個所は複数個にすること
も可能であり、例えば液晶高分子相と光学的等方相が交
互にストライプ状に並んだ光学素子も容易に作ることが
できる。また２種類以上の配光基板上に形成された光学
機能が異なる液晶高分子層を用いて、各液晶高分子層か
ら転写したい部分のみを１枚の基板上に順次転写させる
ことにより、１枚の基板上に任意の形状で２種類以上の
光学機能を有する光学素子が作れることになる。異なる
光学機能とは、例えば液晶高分子のリターデーション、
ねじれ角、配向方向などを変化させることによって実現
される。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
は、配向基板上に一定の面積をもって形成された液晶高
分子層の面内の一部の領域のみを、粘接着剤を介して他
の基板に選択的に粘接着し、次いで配向基板を剥離する
ことからなる、同一基板上に少なくとも一つの液晶高分
子層領域が形成された光学素子の製造方法に関する。ま
た、本発明の第２は、配向基板上に一定の面積をもって
形成された液晶高分子層の面内に所定の配列で設定され
た複数の領域のみを、粘接着剤を介して他の基板に選択
的に粘接着し、次いで配向基板を剥離することからな
る、同一基板上に所定の配列で複数の液晶高分子層領域
が形成された光学素子の製造方法に関する。この配列に
は、例えばストライプ状、格子状、モザイク状またはこ
れらの組合わせなどが挙げられる。本発明の第３は、
（I）配向基板上に一定の面積をもって形成された液晶
高分子層の面内の一部の領域のみを、粘接着剤を介して
他の基板に選択的に粘接着し、次いで配向基板を剥離す
ることにより上記他の基板の上に少なくとも一つの液晶
高分子層領域を形成する工程、および（II）前記工程
（I）で液晶高分子層領域が形成された前記他の基板の
面内の、液晶高分子層領域が形成されていない部分と、
別の配向基板上に形成された液晶高分子層とを、粘接着
剤を介して選択的に粘接着し、次いで上記別の配向基板
を剥離する工程からなる、同一基板上に異なる光学特性
を有する複数の液晶高分子層領域が所定の配列で形成さ
れた光学素子の製造方法に関する。なお、上記光学的特
性としては、例えば、液晶高分子層の配向角、リターデ
ーション値またはねじれ角などが挙げられる。また、上
記いずれの発明においても、液晶高分子が、液晶状態で
はネマチック配向またはねじれネマチック配向し、液晶
転移温度以下の温度領域ではガラス状態となるものであ
る。さらに、上記いずれの発明においても、配向基板上
に形成された液晶高分子層は、好ましくはラビング処理
などにより配向処理が施され、かつその配向が固定化さ
れたものである。

【０００６】以下、本発明をさらに説明する。本発明に
おいて、転写すべき物質は液晶性を示す高分子であっ
て、溶融時に液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマ
ーである。光学素子としては、好ましくは均一でモノド
メインなネマチック液晶相またはねじれネマチック液晶
相を示すものである。ここで選択されるサーモトロピッ
ク液晶ポリマーは、液晶状態ではネマチック配向または
ねじれネマチック配向し、液晶転移温度以下の温度領域
ではガラス状態となる液晶高分子である。かかるネマチ
ック液晶相を示すポリマーとしては、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなど
の主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポ
リメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサンな
どの側鎖型液晶ポリマーを挙げることができる。さら
に、これらの液晶ポリマーの主鎖または側鎖に光学活性
単位を共重合した光学活性液晶高分子、低分子もしくは
高分子の光学活性化合物をブレンドした液晶高分子系な
どを例示することができる。なかでも、合成の容易さ、
配向性およびガラス転移点などから、ポリエステルが好
ましい。用いられるポリエステルとしては、半または全
芳香族ポリエステルなどの芳香族ポリエステルが好まし
い。

【０００７】本発明で用いるポリエステルとしては、オ
ルト置換芳香族単位を構成成分として含むポリマーが最
も好ましいが、オルト置換芳香族単位の代わりにかさ高
い置換基を有する芳香族、あるいはフッ素または含フッ
素置換基を有する芳香族などを構成成分として含むポリ
マーもまた使用することができる。本発明でいうオルト
置換芳香族単位とは、主鎖をなす結合を互いにオルト位
に有するる構造単位を意味する。これらの例としては、
次式化１に示すものが挙げられる。

【化１】 （Ｘは水素原子、Ｃl、Ｂr 等のハロゲン原子、炭素数
が１から４のアルキル基もしくはアルコキシル基または
フェニル基を示す。またｋは０〜２である。）これらの
なかでも特に好ましい例として、次式化２に示すものを
挙げることができる。

【化２】 （Ｍe はメチル基、Ｅt はエチル基、Ｂu はブチル基で
ある。以下同じ。）

【０００８】本発明で用いられるポリエステルとして
は、（ａ）ジオール類から誘導される構造単位（以下、
「ジオール成分」という）およびジカルボン酸類から誘
導される構造単位（以下、「ジカルボン酸成分」とい
う） および／または（ｂ）一つの単位中にカルボキシ
ル基と水酸基とを同時に含むオキシカルボン酸類から誘
導される構造単位（以下、「オキシカルボン酸成分」と
いう）を構成成分として含み、好ましくはさらに前記オ
ルト置換芳香族単位を含むポリマーが例示できる。

【０００９】これらのうち、ジオール成分としては、次
式化３から化５に示す芳香族および脂肪族のジオールを
挙げることができる。

【化３】 （Ｙは水素原子、Ｃl、Ｂr 等のハロゲン原子、炭素数
が１から４のアルキル基もしくはアルコキシル基または
フェニル基を示す。ｍは０〜２である。）

【化４】 （ｎは２〜１２の整数を表す。）

【化５】 なかでも、次式化６に示すものが好ましく用いられる。

【化６】

【００１０】またジカルボン酸成分としては、次式化７
から化９に示すものを例示することができる。

【化７】 （Ｚは水素原子、Ｃl、Ｂr 等のハロゲン原子、炭素数
が１から４のアルキル基もしくはアルコキシル基または
フェニル基を示す。ｍは０〜２である。）

【化８】

【化９】 なかでも、次式化１０に示すものが好ましい。

【化１０】

【００１１】オキシカルボン酸成分としては、具体的に
は次式化１１に示す構造単位を例示することができる。

【化１１】

【００１２】ジカルボン酸とジオールのモル比は、一般
のポリエステルと同様、大略１：１である（オキシカル
ボン酸を用いる場合は、カルボキシル基と水酸基の割
合）。また、ポリエステル中に占めるオルト置換芳香族
単位の割合は、通常５モル％から４０モル％の範囲が好
ましく、さらに好ましくは１０モル％から３０モル％の
範囲である。５モル％より少ない場合は、ネマチック相
の下に結晶相が現れる傾向があり好ましくない。また４
０モル％より多い場合は、ポリマーが液晶性を示さなく
なる傾向があり好ましくない。

【００１３】代表的なポリエステルとしては、次式化１
２から化１９に示す構造単位からなるポリマーを挙げる
ことができる。

【化１２】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１３】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１４】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１５】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１６】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１７】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１８】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化１９】 の構造単位から構成されるポリマー。

【００１４】オルト置換芳香族単位に代えて、次式化２
０から化２２に示すかさ高い置換基を含む芳香族単位、
あるいはフッ素または含フッ素置換基を含む芳香族単位
を構成成分とするポリマーもまた好ましく用いられる。

【化２０】 （Ｐr はプロピル基である。以下同じ。）

【化２１】

【化２２】

【００１５】これらのポリマーの分子量は、各種溶媒、
例えばフェノール／テトラクロロエタン（重量比：６０
／４０）混合溶媒中において、３０℃で測定した対数粘
度が０.０５から３.０に相当するものが好ましく、さら
に好ましくは０.０７から２.０の範囲である。対数粘度
が０.０５より小さい場合は、得られた液晶高分子の強
度が弱くなり好ましくない。また３.０より大きい場合
は、液晶形成時の粘性が高すぎて、配向性の低下や配向
に要する時間の増加などの点で問題が生じる。

【００１６】これらのポリマーの合成法は特に制限され
るものではなく、当該分野で公知の重合法、例えば溶融
重合法あるいは対応するジカルボン酸の酸クロライドを
用いる酸クロライド法で合成される。溶融重合法で合成
する場合は、例えばジカルボン酸とこれに対応するジオ
ールのアセチル化物を、高温、高真空下で重合すること
によって製造することができ、分子量は重合時間の制御
あるいは仕込み組成の制御によって容易に行うことがで
きる。重合反応を促進させるためには、従来から公知の
酢酸ナトリウムなどの金属塩を使用することもできる。
また溶液重合法を用いる場合は、所定量のジカルボン酸
ジクロライドとジオールとを溶媒に溶解し、ピリジンな
どの酸受容体の存在下に加熱することにより、容易に目
的のポリエステルを得ることができる。

【００１７】次に、上記ネマチック液晶性ポリマーにね
じれを与えるために混合される光学活性化合物について
説明する。代表的な例としてまず光学的に活性な低分子
化合物を挙げることができる。光学活性を有する化合物
であればいずれも本発明に使用することができるが、ベ
ースポリマーとの相溶性の観点から、光学活性を有する
液晶性化合物であることが望ましい。具体的には、次式
化２３および化２４に示す化合物ならびにコレステロー
ル誘導体などを例示することができる。なお、各化学式
中の符号＊は、光学活性炭素であることを示す（以下同
じ）。

【化２３】

【化２４】

【００１８】次に、本発明で用いる光学活性化合物とし
て、高分子化合物を挙げることができる。分子内に光学
活性基を有する高分子化合物であればいずれも使用する
ことができるが、ベースポリマーとの相溶性の観点か
ら、液晶性を示す高分子化合物であることが望ましい。
例えば、光学活性基を有する液晶性のポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキ
サン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミ
ド、ポリカーボネート、あるいはポリペプチド、セルロ
ースなどを挙げることができる。なかでもベースとなる
ネマチック液晶性ポリマーとの相溶性の点から、芳香族
主体の光学活性ポリエステルが最も好ましい。具体的に
は次式化２５から化３５に示す構造単位からなるポリマ
ーを挙げることができる。

【化２５】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化２６】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化２７】 （ｎ＝２〜１２）の構造単位から構成されるポリマー。

【化２８】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化２９】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化３０】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化３１】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化３２】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化３３】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化３４】 の構造単位から構成されるポリマー。

【化３５】 の構造単位から構成されるポリマー。

【００１９】これらの光学活性を有する高分子化合物中
に占める光学活性基の割合は、通常０.５〜８０モル％
であり、好ましくは５〜６０モル％である。

【００２０】また、上記光学活性を有する高分子化合物
の分子量は、例えばフェノール／テトラクロロエタン混
合溶媒中で、３０℃で測定した対数粘度が０.０５から
５.０の範囲に相当するものが好ましい。対数粘度が５.
０より大きい場合は、粘性が高すぎて結果的に配向性の
低下を招き、また０.０５より小さい場合は、組成の調
整が難しくなるため、いずれも好ましくない。

【００２１】本発明の光学素子はまた、それ自体が均一
でモノドメインなねじれネマチック配向を示し、かつそ
の配向状態を容易に固定化できる液晶高分子を用いるこ
とによっても製造することができる。これらの液晶高分
子は、主鎖中に光学活性基を有し光学活性であることが
必須であり、具体的には光学活性ポリエステル、ポリア
ミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなどの主
鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポリメ
タクリレート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマ
ーなどを例示することができる。なかでも合成の容易
さ、配向性、ガラス転移点などの点からポリエステルが
好ましい。用いられるポリエステルとしては、オルト置
換芳香族単位を構成成分として含むポリマーが最も好ま
しいが、オルト置換芳香族単位の代わりにかさ高い置換
基を有する芳香族、あるいはフッ素または含フッ素置換
基を有する芳香族などを構成成分として含むポリマーも
また使用することができる。これらの光学活性ポリエス
テルは、上記で説明したネマチック液晶性ポリエステル
に、さらに光学活性ジオール、ジカルボン酸、オキシカ
ルボン酸を用いて、次式化３６および化３７に示すよう
な光学活性基を導入することにより得られる。

【化３６】

【化３７】

【００２２】これらのポリマーの分子量は、各種溶媒、
例えばフェノール／テトラクロロエタン（重量比：６０
／４０）混合溶媒中において、３０℃で測定した対数粘
度が０.０５から３.０に相当するものが好ましく、さら
に好ましくは０.０７から２.０の範囲である。対数粘度
が０.０５より小さい場合は、得られた液晶高分子の強
度が弱くなり好ましくない。また３.０より大きい場合
は、液晶形成時の粘性が高すぎて、配向性の低下や配向
に要する時間の増加などの問題が生じる。これらのポリ
マーの重合は溶融重縮合法、あるいは酸クロライド法に
よって行うことができる。

【００２３】以上説明した本発明の液晶性高分子の代表
的な具体例を、次式化３８から化４８に示す。

【化３８】 で示されるポリマー（ｍ／ｎ：通常９９.９／０.１〜８
０／２０、好ましくは９９.５／０.５〜９０／１０、さ
らに好ましくは９９／１〜９５／５）。

【化３９】 で示されるポリマー（ｍ／ｎ：通常９９.９／０.１〜８
０／２０、好ましくは９９.５／０.５〜９０／１０、さ
らに好ましくは９９／１〜９５／５）。

【化４０】 で示されるポリマー（ｍ／ｎ：通常９９.９／０.１〜７
０／３０、好ましくは９９.５／０.５〜９０／１０、さ
らに好ましくは９９／１〜９５／５；ｐ、ｑ：２〜２０
の整数）。

【化４１】 で示されるポリマー（ｍ／ｎ：通常９９.９／０.１〜７
０／３０、好ましくは９９.５／０.５〜９０／１０、さ
らに好ましくは９９／１〜９５／５；ｐ、ｑ：２〜２０
の整数）。

【化４２】 で示されるポリマー（ｍ／ｎ：通常９９.９／０.１〜８
０／２０、好ましくは９９.５／０.５〜９０／１０、さ
らに好ましくは９９／１〜９５／５）。

【化４３】 で示されるポリマー（ｍ／ｎ：０.５／９９.５〜１０／
９０、好ましくは１／９９〜５／９５）。

【化４４】 で示されるポリマー（ｋ＝ｌ＋ｍ＋ｎ、ｋ／ｎ＝９９.
５／０.５〜９０／１０、好ましくは９９／１〜９５／
５、ｌ／ｍ＝５／９５〜９５／５５）。

【化４５】 で示されるポリマー（ｋ＝ｌ＋ｍ＋ｎ、ｋ／ｎ＝９９.
５／０.５〜９０／１０、好ましくは９９／１〜９５／
５、ｌ／ｍ＝５／９５〜９５／５５）。

【化４６】 で示されるポリマー混合物〔（Ａ）／（Ｂ）は通常９
９.９／０.１〜８０／２０（重量比）、好ましくは９
９.５／０.５〜８５／５、さらに好ましくは９９／１〜
９５／５；ｋ＝ｌ＋ｍ、ｌ／ｍ＝７５／２５〜２５／７
５、ｐ＝ｑ＋ｒ、ｐ／ｑ＝８０／２０〜２０／８０〕。

【化４７】 で示されるポリマー混合物〔（Ａ）／（Ｂ）は通常９
９.９／０.１〜７０／３０（重量比）、好ましくは９
９.５／０.５〜８０／２０、好ましくは９９／１〜９０
／１０；ｍ＝ｋ＋ｌ、ｋ／ｌ＝８０／２０〜２０／８
０〕。

【化４８】 で示されるポリマー混合物〔（Ａ）／（Ｂ）は通常９
９.９／０.１〜７０／３０（重量比）、好ましくは９
９.５／０.５〜８０／２０、好ましくは９９／１〜９０
／１０；ｋ＝ｌ＋ｍ、ｌ／ｍ＝２５／７５〜７５／２
５、ｐ＝ｑ＋ｒ、ｑ／ｒ＝２０／８０〜８０／２０〕。

【００２４】液晶高分子として上記ポリエステル系ポリ
マーを採用すれば、粘接着剤層として使用するアクリル
系樹脂との接着性がよく好ましいものである。液晶高分
子は、配向基板により配向が規制される。配向基板は、
適宜の基材上に形成された高分子フィルムであることも
できる。

【００２５】本発明において用いることができる配向基
板は、任意の角度でラビング処理を行うことができ、こ
のラビング処理面と接触した液晶高分子がラビング処理
に対応して配向し得るものであれば、いずれの基材も採
用できる。配向基板が高分子フィルムの場合にはラビン
グ処理を施さなくとも延伸フィルムをそのまま用いるこ
とも可能である。かかる高分子フィルムとしては、例え
ばポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱
硬化性樹脂、ナイロンなどのポリアミド；ポリエーテル
イミド；ポリエーテルケトン；ポリエーテルエーテルケ
トン；ポリケトン；ポリエーテルスルホン；ポリフェニ
レンサルファイド；ポリフェニレンオキサイド；ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートな
どのポリエステル；ポリアセタール；ポリカーボネー
ト；ポリアクリレート、ポリメタクリレート；トリアセ
テートセルロースなどのセルロース系樹脂；ポリビニル
アルコールなどの熱可塑性樹脂などが例示される。

【００２６】上記高分子フィルムは、それ自体にラビン
グ処理を施すことができ、またこれらの高分子フィルム
を基材として、その表面に上記のような他の高分子から
なる有機薄膜を形成してなるものでもよい。また、この
ような基材上に形成される有機薄膜の基材としては、上
記高分子フィルムの他に、銅、ステンレス鋼、鋼などの
金属箔とすることもできる。その他、前記配向基板それ
自体を、銅、ステンレス鋼、鋼などの金属箔で形成する
こともできる。本発明において特に好ましい配向基板
は、高分子フィルムそれ自体をラビング処理してなり、
特に積層すべき基材などを使用しないものである。かか
る目的に好適なフィルムとしては、上記のフィルムのう
ち、熱可塑性樹脂からなるフィルム、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリビニルアルコールなどの
熱可塑性樹脂である。熱硬化性樹脂フィルムとしては、
ポリイミドが好適に用いられる。これら高分子フィルム
は、長尺のフィルムとしてラビング処理をはじめとする
各工程に供することもできるし、適当な大きさに切断し
て枚葉で供することもできる。

【００２７】配向基板上への液晶高分子層の形成は任意
の方法で行うことができる。膜厚などの品質の点から、
液晶高分子を適宜の溶剤に溶解し、塗布設備を用いて塗
布し、乾燥して液晶高分子層を形成する方法が適当であ
る。塗布の方法としては、特に限定されず、枚葉フィル
ムを用いる際には、例えばスピンコート法、バーコート
法が採用される。また長尺の配向基板フィルムを用いる
場合は、ロールコート法、カーテンコート法、スロット
コートなどのダイコート法などを採用することができ
る。塗布後、溶剤を乾燥により除去する。

【００２８】所定の角度でラビング処理した配向基板上
に、液晶高分子層を形成した後に、所定温度で所定時間
加熱することにより、液晶高分子を配向させ、次にＴｇ
（ガラス転移温度）以下の温度に冷却することによって
液晶構造を固定化する。固定化後の液晶高分子層の膜厚
は特に制限はない。光の波長によって異なるが、例え
ば、ディスプレー用途などの可視光が重要である分野に
おいては、０.１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上、よ
り好ましくは３μｍ以上である。０.１μｍ未満では精
度のよい膜厚の調整が困難となるので好ましくない。ま
た、余り厚くなると光学素子としての規制力が弱まり好
ましくなく、この観点から１,０００μｍ以下、好まし
くは５００μｍ以下の範囲が適当である。本発明におい
ては、下の配向基板が所定の角度でラビング処理されて
いるため、このラビング処理に対応した角度に配向した
液晶高分子フィルムが得られる。

【００２９】次に、配向基板上に形成された液晶高分子
層を基板上に転写するにあたり、配向基板上に形成され
た液晶高分子層あるいは基板の少なくとも一方に粘接着
剤を塗布し、配向基板／液晶高分子層／粘接着剤層／基
板からなる４層の積層体を形成させる。基板としては、
適度な平面性を有するものであれば特に限定されない。
透過型の光学素子の場合には、透明で光学的に等方性の
ガラス板またはプラスチックフィルムが好ましい。かか
るプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリメチル
メタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リアリレート、ポリエチレンサルファイド、アモルファ
スポリエチレン、トリアセチルセルロースなどが例示で
きる。その厚さは０.１〜２００μｍ、好ましくは１〜
１００μｍの範囲である。反射型の光学素子の場合に
は、透明および不透明なガラス板、プラスチックフィル
ム、金属板を例示できる。かかる金属板としては銅、ス
テンレス鋼、アルミニウムなどを挙げることができる。

【００３０】本発明で用いることができる粘接着剤は、
特に限定されないが、光硬化型または電子線硬化型の接
着剤が好ましく、その中でもアクリル系オリゴマーを主
成分とするものが好ましい。接着剤の硬化手段として光
硬化法または電子線硬化法を用いることにより、光学機
能を維持するために必要な液晶高分子のＴｇ以下の温度
における硬化処理が可能となる。また長尺の光学素子を
製造する際には、長尺フィルムの連続処理において必要
とされる高速硬化を可能とする。さらに、このアクリル
系オリゴマーに対して、Ｎ−ビニルピロリドンのような
極性ビニルモノマーを配合することも可能である。接着
剤の粘度は５〜２０,０００ｃｐ、好ましくは５０〜１
０,０００ｃｐ、また塗布後の厚みは０.１〜２００μ
ｍ、好ましくは１〜１００μｍが適している。接着剤の
粘度が低すぎると流動性が大きくなりすぎるために、塗
布厚みが厚い場合には配向基板上の液晶高分子層と基板
とを貼合わせる時に流動を生じて、塗布部の周辺エッジ
の尖鋭さを損なう。その結果として、転写液晶高分子層
部の周辺エッジがシャープさに欠ける光学素子となるた
め好ましくない。

【００３１】次に、配向基板上に形成された液晶高分子
層を接着剤を用いて基板上に転写する際に、接着剤を転
写したい部分にのみ塗布し、硬化後配向基板の剥離を行
い、接着剤を塗布した部分のみの液晶高分子層を基板上
に転写する方法について説明する。本発明における接着
剤の塗布方法としては、特に限定されないが、枚葉で処
理する場合にはスクリーン印刷が好適である。すなわ
ち、スクリーン捺染染色などに用いられているスクリー
ン、すなわち接着剤を塗布したい部分は網目状を呈して
おり、他の部分はマスクされた構造のスクリーンを用い
ることができる。このスクリーンを、配向基板上の液晶
高分子層あるいは基板上の所定の位置にセットした後、
接着剤をバーコーターなどでスクリーンの上から塗布す
ることにより、網目部を通して接着剤を塗布することが
できる。スクリーンとして任意の形状のものを用いるこ
とにより、任意の形状の接着剤の塗布が可能となる。ま
た、ワーク面上でＸＹＺ方向に移動できるマイクロディ
スペンサーから、接着剤を線引吐出や点吐出させること
によって、線状パターンや任意の形状のパターンで塗布
することができるが、このような装置としてマイクロデ
ィスペンサー方式のＸＹＺ自動塗布機を用いることもで
きる。マイクロディスペンサーから接着剤を吐出させる
塗布法は、精密な定量吐出や微量の吐出が可能であるた
め、本発明の接着剤の部分塗布法として有効である。

【００３２】これらの塗布法により、配向基板上に形成
された液晶高分子層の転写したい部分に選択的に接着剤
を塗布することができる。また基板側への塗布も可能で
あり、その場合には転写したい液晶高分子層部に相当す
る基板部分に位置決めして塗布を行う。例えば、配向基
板上の液晶高分子層に、ストライプ状、モザイク状、格
子状あるいはこれらを組合わた所定の配列で接着剤を塗
布する。すなわち、接着剤は液晶高分子層の全面に塗布
せず、所定部分のみに塗布する。なお、転写される側の
基板の対応する箇所にも接着剤を塗布することができ
る。さらに、光硬化型または電子線硬化型の接着剤を用
いる場合には、所定の面に接着剤を塗布した後に、硬化
接着したい部分にのみ選択的に光または電子線を照射し
て、この部分のみを接着することができる。

【００３３】このようにして接着剤を部分的に塗布した
後、両基板を貼合わせる。貼合わせの方法は特に限定さ
れず、任意の方法により行うことができるが、貼合わせ
る時に気泡の混入がなく、塗布した接着剤部の形状を保
持できればいずれの方法でもよい。両基板を貼合わせた
後、接着剤を硬化させる。接着剤の硬化手段としては、
光硬化または電子線硬化が採用される。接着剤の硬化
後、配向基板を剥離することにより、接着剤を塗布した
部分に相当する液晶高分子層部分のみを基板側に転写す
ることができる。

【００３４】以上述べたように、本発明によれば、配向
基板上に形成された液晶高分子層を接着剤層を介して基
板上に転写する際、接着剤を転写したい部分にのみ塗布
して貼合わせ、硬化後に配向基板の剥離を行う方法によ
り、接着剤を塗布した部分のみの液晶高分子を基板上に
転写することができる。

【００３５】本発明の方法により、１枚の基板上に任意
の形状の液晶高分子層を転写することができる。例えば
接着剤をストライプ状に塗布することによって、液晶高
分子層と光学的等方相が交互にストライプ状に並んだ光
学素子を作製することができる。すなわち、１枚の基板
上に任意の形状で液晶高分子相と光学的等方性相の２つ
の光学機能を有する光学素子が得られる。

【００３６】また本発明の方法により、２種類以上の配
向基板上に形成された光学機能が異なる液晶高分子を用
いて、各液晶高分子層から転写したい部分のみを１枚の
基板上に順次転写させ、１枚の基板上に任意の形状で２
種類以上の光学機能を有する特徴ある光学素子を作製す
ることができる。異なる光学機能とは、例えば液晶高分
子層のリターデーション、ねじれ角、配向方向などが例
示できる。

【００３７】面内に複数の光学機能を有する光学素子の
応用としては、例えばＳＴＮ液晶ディスプレー用色補償
板において、補償板の一部分だけに単数もしくは複数の
補償機能を有する液晶高分子層を転写することにより、
ＳＴＮ液晶ディスプレー上で異なる背景色の表示が可能
になる。この表示によって部分強調や情報内容の区分が
可能となり、多彩な表示が実現される。

【００３８】また、液晶ディスプレー用カラーフィルタ
ーを作る新規な方法としても応用できる。すなわち、液
晶高分子層のねじれ角と複屈折を調節して、偏光板間に
一定の角度で配置したときに透過光が複屈折効果によっ
てそれぞれＲ、ＧおよびＢの３原色を表現できる液晶高
分子層を、配向基板上に色別に３枚用意しておく。次
に、Ｒに相当する部分にストライプ状もしくはモザイク
状に接着剤を塗布したガラス基板を用意し、Ｒを表現で
きる液晶高分子層を転写する。同様にして、ＧおよびＢ
に相当する部分に順次液晶高分子層を転写することによ
りカラーフィルターが形成される。このカラーフィルタ
ーを液晶ディスプレーに組み込めばカラー表示が可能と
なる。

【００３９】次に、反射型液晶ディスプレー用のカラー
反射板としての新規な応用について述べる。コレステリ
ック液晶においては、そのねじれのピッチと平均屈折率
の積が可視波長範囲にある場合に、選択反射によって鮮
やかなコレステリックカラーを観察することができる。
液晶高分子のねじれのピッチを調節して、Ｒ、Ｇおよび
Ｂの波長領域で選択反射する液晶高分子層をそれぞれ配
向基板上に形成しておく。カラーフィルター作製時と同
様に、ガラスまたは金属基板上にストライプ状もしくは
モザイク状に接着剤を塗布して、Ｒ、ＧおよびＢに相当
する液晶高分子層を順次転写していく。このカラー反射
板を反射型液晶ディスプレーの反射板の代わりに組み込
めば、カラー表示が実現される。

【００４０】次に、液晶ディスプレーの視野角改良板と
しての応用について述べる。コレステリック液晶を液晶
ディスプレーの視野角特性改良に応用する例としては、
特開平５−４０２７７号、特開平３−６７２１９号など
に開示されている。しかしながら、これらの視野角改良
効果は視野角を全方位にわたって改良するものではな
く、視野角の良好な方位を移動させているにすぎず、視
野角特性改良の技術としては制限があった。しかしなが
ら本発明によれば、容易に視野角を全方位にわたって改
良できる補償板を作製することができる。すなわち、コ
レステリック液晶のパラメーター（ピッチ長、巻き数、
ねじれ方向、Δｎ、ｎ）を調節して液晶ディスプレーと
特定の配置をした場合に、上方向に視野角が改良される
配向基板上に形成された液晶高分子層と下方向に視野角
が改良される配向基板上に形成された液晶高分子層を用
意しておく（左方向と右方向でも差し支えない）。次に
透光性基板にストライプ状もしくはモザイク状に接着剤
を塗布して、まず前者の液晶高分子層を転写し、次いで
同様の操作で後者を転写する。この視野角補償板を液晶
セル内に組み込めば、さらに効果的な補償が可能とな
る。

【００４１】最後に、液晶ディスプレーの視野角改良の
ためにディスプレー面内で液晶の配向方向を変化させた
複数の領域を設ける方法について述べる。従来技術では
面内で複数の領域のラビング方向を変えたガラス配向基
板を用いる方法を開示している（特公平５−１０７５４
４号）が、微小領域でラビング角度を変えるには高度で
複雑なプロセスが要求される。これに対し本発明によれ
ば、容易にかつ安価にかかる配向基板を作製することが
できる。まず、配向基板上にネマチックまたはねじれネ
マチック液晶高分子層を形成させる。次に、ガラス基板
にストライプ状もしくはモザイク状に接着剤を塗布し
て、まず配向方向をある方向に定めて配向基板上に形成
された液晶高分子層を貼合わせ、硬化させた後に液晶高
分子層をガラス基板状に転写する。次いで、再び接着剤
を余白部分に塗布して配向方向を変えて前記液晶高分子
層を貼合わせ、硬化させた後に液晶高分子層を転写す
る。これら２枚の配向基板を組み合わせて液晶ディスプ
レーを組み上げると、全方位にわたって視野角特性を改
良した液晶ディスプレーが製作できる。

【００４２】さらに、前記ねじれネマチック液晶高分子
層として、ねじれ方向の異なる液晶高分子層を配向基板
上に形成させておき、ストライプ状またはモザイク状に
ガラス基板上にねじれ方向の異なる領域を形成させ、こ
の配向基板を２枚組み合わせて液晶ディスプレーを組み
上げると、液晶のねじれ方向が異なる小領域から形成さ
れた液晶セルが得られ、視野角特性を改良することがで
きる。

【００４３】上記のように、本発明の光学素子を用いれ
ば、面内で複数の機能を有する光学機器の製作が可能と
なり、液晶ディスプレー用のカラーフィルターやカラー
反射板の新規な製作法を提供し、液晶ディスプレー用の
新規な視野角補償板および視野角改良用配向基板を製作
することができる。以下に実施例により本発明を詳述す
る。

【００４４】

【実施例】ラビングを施したポリイミドフィルムを配向
基板として、これにネマチック液晶高分子を塗布し、熱
処理を行って配向させたフィルムを２枚用意した。次
に、ガラス基板上にスクリーン印刷機を用いて、１ｃｍ
の間隔で幅１ｃｍのストライプ状に接着剤を塗布した。
次に前記ネマチック液晶高分子層を形成させたポリイミ
ドフィルムの１枚の液晶高分子層の面と前記ガラス基板
とを、ネマチック液晶高分子層の配向方向を接着剤スト
ライプの長さ方向に揃えて、塗布した接着剤を介して貼
合わせた。紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、ポ
リイミドフィルムを剥離することによってガラス基板上
にネマチック液晶高分子層をストライプ状に転写した。
次いで、このようにして得たガラス基板上にスクリーン
印刷機を用いて正確に位置決めを行って、上記工程にお
いて接着剤を塗布しなかった部分（液晶高分子層が転写
されていない部分）に接着剤を隙間なく塗布した。次
に、残りの１枚のネマチック液晶高分子層を形成させた
ポリイミドフィルムを、その配向方向を上記ガラス基板
のストライプの長さ方向と直角に配置して貼合わせた。
硬化後ポリイミドフィルムを剥離して、ストライプ状の
ネマチック液晶高分子層の配向方向が交互に直交する光
学素子を得た。

【００４５】

【発明の効果】本発明の方法を用いれば、面内に複数の
機能を有する光学機器の製作が可能となり、液晶ディス
プレー用のカラーフィルターおよびカラー反射板の新規
な製作法を提供することができる。さらに液晶ディスプ
レー用の新規な視野角補償板および視野角改良用配向基
板を製作することも可能となる。また、本発明の方法に
よれば、液晶高分子層を配向処理しておくことにより、
粘接着剤を用いるのみで簡便に、複数の領域を有する光
学素子を製造することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配向基板上に一定の面積をもって形成さ
   れた液晶高分子層の面内の一部の領域のみを、粘接着剤
   を介して他の基板に選択的に粘接着し、次いで該配向基
   板を剥離することからなる、同一基板上に少なくとも一
   つの液晶高分子層領域が形成された光学素子の製造方
   法。
2. 【請求項２】 配向基板上に一定の面積をもって形成さ
   れた液晶高分子層の面内に所定の配列で設定された複数
   の領域のみを、粘接着剤を介して他の基板に選択的に粘
   接着し、次いで該配向基板を剥離することからなる、同
   一基板上に所定の配列で複数の液晶高分子層領域が形成
   された光学素子の製造方法。
3. 【請求項３】 （I）配向基板上に一定の面積をもって
   形成された液晶高分子層の面内の一部の領域のみを、粘
   接着剤を介して他の基板に選択的に粘接着し、次いで該
   配向基板を剥離することにより該他の基板の上に少なく
   とも一つの液晶高分子層領域を形成する工程、および
   （II）前記工程（I）で液晶高分子層領域が形成された
   前記他の基板の面内の、液晶高分子層領域が形成されて
   いない部分と、別の配向基板上に形成された液晶高分子
   層とを、粘接着剤を介して選択的に粘接着し、次いで該
   別の配向基板を剥離する工程からなる、同一基板上に異
   なる光学特性を有する複数の液晶高分子層領域が所定の
   配列で形成された光学素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記液晶高分子が、液晶状態ではネマチ
   ック配向またはねじれネマチック配向し、液晶転移温度
   以下の温度領域ではガラス状態となる液晶高分子である
   請求項１から３のいずれかに記載の光学素子の製造方
   法。