KR100474131B1 - Optical member and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광학 부재는 1개의 기판, 또는 이격되어 있는 2개의 기판으로 이루어진 셀(cell), 기판 위의 하나 이상의 배향 층, 및 액정 분자의 배향이 국소적으로 상이한 가교결합된 액정 단량체 또는 올리고머로 구성된 하나 이상의 비등방성 층을 포함한다. 액정 층에 인접한 배향 층의 표면은 국소적으로 제한된 영역 내에 한정된 평행하거나 팬형(fan-like)인 라인 구조를 갖는 배향 패턴을 함유한다. 라인들 사이의 평균 간격은 액정 층의 두께 이하이고 인접한 라인들 사이의 각도는 3°이하이다.The optical member of the present invention is a liquid crystal display device comprising a substrate, a cell made of two substrates spaced apart, at least one orientation layer on the substrate, and a cross-linked liquid crystal monomer or oligomer having locally different orientation of liquid crystal molecules And at least one anisotropic layer. The surface of the alignment layer adjacent to the liquid crystal layer contains an alignment pattern having a line structure that is parallel or fan-like defined within a locally limited area. The average spacing between the lines is less than the thickness of the liquid crystal layer and the angle between adjacent lines is less than 3 degrees.

Description

광학 부재 및 이의 제조방법Optical member and manufacturing method thereof

본 발명은 1개의 기판, 또는 이격되어 있는 2개의 기판으로 이루어진 셀, 각각의 기판 위의 하나 이상의 배향 층, 및 기판 위에 또는 기판들 사이의, 액정 분자의 배향이 국소적으로 상이한 가교결합된 액정 단량체 또는 올리고머로 구성된 하나 이상의 비등방성 층을 포함하는 광학 부재에 관한 것이다. 본 발명은 또한 당해 부재의 제조방법 및 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device comprising a substrate, a cell made up of two substrates spaced apart, at least one orientation layer on each substrate, and a liquid crystal layer disposed on the substrate or between the substrates, wherein the orientation of the liquid crystal molecules is locally different, And an optical member comprising at least one anisotropic layer composed of a monomer or an oligomer. The present invention also relates to a method of production and use of said member.

입체 배향의 고 해상도 광축이 예비 설치되어 있는 비등방성의 투명하거나 착색된 중합체 네트워크 층은 디스플레이 기술, 집적된 광학장치 및 위조 방지에 매우 중요하다.Anisotropic transparent or colored polymer network layers in which stereoscopic orientation high resolution optical axes are pre-installed are very important for display technology, integrated optics and anti-counterfeiting.

유럽 공개특허공보 제545 234호에는 배향이 한정되게 상이하여서 굴절 지수가 상이한 영역을 포함하는, 미세한 구조의 액정 셀이 기재되어 있다. 액정의 당해 종류의 굴절 지수 패턴은 스캐닝력(scanning force) 현미경[스캐닝 프로보(probe) 또는 원자력 현미경(AFM)]의 스캐닝 펜에 상응하게 이동하는 철필을 사용하여 액정이 인접한 배향 층의 표면 위에 라인 구조를 미세기계적으로 생성시켜 제조된다. 철필에 의해 제공되는 압력에 따라, 라인은 비교적 뚜렷한 홈(groove)으로 이루어지거나 균일하게 정렬된 분자 열들로만 이루어질 수 있다. 이후, 용어 "스크래칭"은 철필을 사용하여 라인 구조를 생성시키는 방법을 나타내는데 사용한다. 이러한 방식으로 구조화된 플레이트 셀에서, 배향 층 위의 패턴은 액정으로 전달되는 배향 패턴을 구성한다. 광학적 비선형 액정 구조 또는 임의의 고정된 광학 도파관 구조물은 중요한 적용분야이다.EP-A-545 234 discloses a liquid crystal cell having a fine structure in which the orientation is limited so that the region includes regions having different refractive indices. This kind of refractive index pattern of the liquid crystal can be obtained by using a stylus which moves correspondingly to a scanning pen of a scanning force microscope (scanning probe or atomic force microscope (AFM)), Lt; RTI ID = 0.0 > mechanically < / RTI > Depending on the pressure provided by the stylet, the line may consist of relatively sharp grooves or only uniformly aligned molecular rows. Hereinafter, the term "scratching" is used to indicate how to create line structures using stylets. In a plate cell structured in this manner, the pattern on the alignment layer constitutes an alignment pattern that is transferred to the liquid crystal. Optical nonlinear liquid crystal structures or any fixed optical waveguide structures are important applications.

유럽 공개특허공보 제611 981호에는 가교결합에 의해 단량체성 액정의 배향 구조를 안정화시키는 물질과 안정화 방법이 기재되어 있다. 액정의 배향 구조는 광 배향성 중합체 네트워크의 배향 층(PPN 층)에 의해 유도된다. 이를 위해, 제1 단계에서 PPN 배향 층에서 원하는 패턴을 편광을 사용하여 광화학적으로 생성시키고, 이를 제2 단계에서, 스핀 피복으로 배향 층 위에 침착시킨 액정 층으로 전달한다(PPN 방법). 이어서, 액정 구조를 가교결합시켜 안정화시킨다. 이러한 종류의 가교결합된 액정 층을 이후 간단히 LCP(액정 중합체)라고 한다. EP-A-611 981 discloses a substance stabilizing the alignment structure of a monomeric liquid crystal by cross-linking and a stabilization method. The orientation structure of the liquid crystal is induced by the orientation layer (PPN layer) of the photo-orientable polymer network. For this purpose, in the first step, a desired pattern is formed in the PPN alignment layer by using the polarization, and in a second step, it is transferred to the liquid crystal layer deposited on the alignment layer by spin coating (PPN method). Then, the liquid crystal structure is stabilized by crosslinking. This type of crosslinked liquid crystal layer is hereinafter simply referred to as LCP (liquid crystal polymer).

유럽 특허원 제689 084호에는 층 구조가, 다수의 PPN 배향 층과 가교결합된 액정 단량체의 비등방성 층으로 된 광학 부재(이들은 모두 PPN 방법의 제한성, 즉 제한된 해상도, 아주 조금 변화가능한 디렉터의 방향 및 제한된 경사각 조절이라는 제한성을 갖는다)가 기재되어 있다. European Patent Application No. 689 084 discloses an optical member whose layer structure is composed of an anisotropic layer of a liquid crystal monomer crosslinked with a plurality of PPN alignment layers, all of which are limited in the PPN process, i.e., limited resolution, And limited tilt angle adjustment).

미공개된 스위스 특허원 제2036/95호에는, 예를 들면, 편광 패턴을 편광 민감성 층으로 전달시키기 위한 마스크로서 사용되는 광학 부재의 제조방법과 이의 용도가 기재되어 있다.Unpublished Swiss Patent Application No. 2036/95 discloses, for example, a method of manufacturing an optical member used as a mask for transferring a polarization pattern to a polarized light sensitive layer and its use.

유럽 특허원 제689 065호에는 특허 위조 방지용으로 사용하기 적합한, 층 구조를 갖는 광학 PPN 부재와 이의 제조방법이 기재되어 있다. European Patent Application No. 689 065 discloses an optical PPN member having a layered structure suitable for use in preventing forgery of a patent and a method of manufacturing the same.

본원에서 미세기계적으로 스크래칭된 배향 층과 함께 가교결합성 액정을 사용함으로써 특징이 훨씬 우수하거나 심지어 완전히 새로운 구조가 생성될 수 있는 것으로 밝혀졌다.It has been found herein that by using a cross-linkable liquid crystal with a micromechanically scratched orientation layer, features can be much better or even entirely new structures can be created.

본 발명에 따르면, 앞서 기재된 부재는 액정 층에 인접한 배향 층의 표면이 국소적으로 제한된 영역 내에 한정된 평행하거나 팬형인 라인 구조를 갖는 배향 패턴을 갖고 라인들 사이의 평균 간격이 액정 층의 두께 이하이고 인접한 라인들 사이의 각은 3°이하인 것이 특징이다.According to the present invention, the above-described member has an alignment pattern having a line structure in which the surface of the alignment layer adjacent to the liquid crystal layer is limited within a locally limited area, and the average interval between the lines is equal to or less than the thickness of the liquid crystal layer The angle between adjacent lines is characterized by less than 3 degrees.

예를 들면, 당해 방법으로 PPN 방법과는 대조적으로 더 작은 구조를 제조할 수 있다. 바람직한 방향 외에 분자의 경사각을 조절하고 변경시킬 수 있으며, 바람직한 방향은 연속적으로 국소적으로 변화시킬 수 있다. 당해 부재에는 유럽 공개특허공보 제545 234호에 기재된 액정 셀과는 대조적으로 1개의 기판만이 필요하다. 또한, 입체 구조(다층)도 구성될 수 있다.For example, smaller structures can be fabricated in contrast to the PPN process in this manner. In addition to the preferred orientation, the tilt angle of the molecules can be controlled and varied, and the preferred orientation can be continuously localized. This member requires only one substrate as opposed to the liquid crystal cell described in EP 545 234. Further, a three-dimensional structure (multi-layer) can also be constituted.

도 1에서 보는 바와 같이, 배향 층(2)을 기판(1)(예: 유리) 위에 배치한다. 층은 바람직하게는 폴리이미드로 이루어지고 바람직하게는 당해 분야의 숙련가에게 공지된 방법으로 스핀 피복시킨다. 제1 단계에서, 배향 층을 도 1의 y 방향에 평행하게 통상적인 수단으로 마찰시킨다. 공지된 바와 같이 이와 같이 하는 목적은 마찰 방향에 평행한 실제로 균일하게 배향된 인접한 액정 층을 수득하기 위한 것이다. 이어서, 원하는 배향 패턴을 미세기계적 철필을 사용하여 스크래칭한다. 철필의 조절 방법은 스캐닝 프로브 현미경(scanning probe microscopy) 기술로부터 공지되어 있다. 철필을 x축에 평행하게 이동시켜 표면 위에 도 1에 홈(4)으로 도시된 미세 구조를 생성시킨다. 이어서, 원하는 두께의 적합한 액정 단량체 혼합물을 스핀 피복시켜 도포한다. 스크래칭되지 않는 영역(5)에서 액정 층은 본래의 마찰 방향 y에 평행하게 배향되고 스크래칭된 영역(4)에서 액정 층은 스크래칭 방향 x에 평행하게 배향된다. 배향 패턴은 단일 철필로 또는 다수의 평행한 철필로 기록할 수 있다.As shown in Fig. 1, the alignment layer 2 is arranged on the substrate 1 (e.g. glass). The layer is preferably made of polyimide and is preferably spin-coated by methods known to those skilled in the art. In the first step, the orientation layer is rubbed by conventional means parallel to the y-direction of Fig. As is well known, the purpose of this is to obtain a substantially uniformly oriented adjacent liquid crystal layer parallel to the direction of friction. The desired alignment pattern is then scratched using a micro-mechanical stylet. The method of adjusting the stylus is known from scanning probe microscopy techniques. The stylet is moved parallel to the x-axis to create the microstructure shown in Fig. A suitable liquid crystal monomer mixture of the desired thickness is then applied by spin coating. In the unscratched region 5 the liquid crystal layer is oriented parallel to the original rubbing direction y and in the scratched region 4 the liquid crystal layer is oriented parallel to the scratch direction x. The orientation pattern can be recorded with a single stylus or with multiple parallel stylus.

이어서, 액정 층을 화학적 또는 광화학적 가교결합으로 안정화시킨다. 광화학적 가교결합의 경우, 층의 각 부분을 고정시킬 필요가 없으면, 위에 언급된 최종 단계에서 적합한 마스크를 통해 노광시킬 수 있다. 그러므로, 이러한 경우 최종 LCP 층은 액정 분자가 마찰 방향 y에 평행하게 배향된 영역(7)과 당해 분자가 마찰 방향 x에 평행하게 배향된 영역(6)을 포함한다. The liquid crystal layer is then stabilized by chemical or photochemical cross-linking. In the case of photochemical cross-linking, if it is not necessary to fix each part of the layer, it can be exposed through a suitable mask in the last stage mentioned above. Thus, in this case, the final LCP layer comprises a region 7 in which the liquid crystal molecules are oriented parallel to the direction of friction y and a region 6 in which the molecules are oriented parallel to the direction of friction x.

또한 철필을 조절하여 액정 분자의 경사각을 조절하고 조정할 수 있다. 공지된 바와 같이, 액정 분자는 표면에 반드시 평행하지는 않고, 배향 층의 중합체에 따라 평면과 각도를 이루고 경사진다. 마찰 또는 스크래칭 방향은 당해 분자가 x 방향에 대해 경사진 각이 음의 값인지 양의 값인지에 따라 결정한다. 이를 본 발명에 따라 사용할 수 있는 방법을 도 5에 나타낸다; 스크래칭 이동은 항상 동일한 방향으로 일어날 수 있고, 도 5a의 경우 철필이 복귀될 때 올리거나, 도 5b의 경우 복귀되는 동안 각각 이미 기록된 트랙에 다시 기록된다. 따라서, 후자의 경우, y 방향의 스크래칭은 항상 동시에 일어나야 한다. 이러한 두 가지의 스크래칭 방법에서는 중합체 특이적 최대 경사각이 생긴다. 도 5c의 스크래칭 패턴은 경사각은 0이고, 반면 도 5d 또는 도 5e의 패턴으로 가능한 최대값보다 작은 값의 경사각이 생긴다. 그러므로, 경사각은 스크래칭 방법을 선택하므로써 조절 및 조정할 수 있다. In addition, it is possible to adjust and adjust the inclination angle of the liquid crystal molecules by adjusting the stylus. As is well known, the liquid crystal molecules are not necessarily parallel to the surface but are inclined at an angle to the plane depending on the polymer of the orientation layer. The direction of friction or scratching is determined by whether the molecule is an angular negative value or a negative value that is inclined with respect to the x direction. A method which can be used according to the present invention is shown in Fig. 5; Scratching movements can always occur in the same direction, and are recorded again in the track already recorded, respectively, while the stylus is raised in the case of Fig. 5A or returned in the case of Fig. 5B. Therefore, in the latter case, the scratching in the y direction must always occur at the same time. Both of these scratching methods result in polymer-specific maximum tilt angles. The scratch pattern of Fig. 5c has a tilt angle of 0, while a tilt angle of less than the maximum possible value of the pattern of Fig. 5d or Fig. 5e results. Therefore, the tilt angle can be adjusted and adjusted by selecting a scratching method.

가교결합된 중합체는 기계적으로 안정하기 때문에, 위의 방법을, 완충 중합체 층을 사용하거나 사용하지 않고 반복적으로 사용할 수 있다. 이를 도 2에 나타낸다. 층(21, 22 및 23)은 도 1의 층(1, 2 및 3)에 상응한다. 층(23)을 가교결합시킨 후, 이를 다시 마찰시키고 미세기계적으로 스크래칭한다. 또는, 마찰 및 스크래칭하기 전에 추가의 층을 도포하여, 예를 들면, 광학 특성 또는 배향 특성을 개선시킬 수 있다. 층(24)을 스핀 피복한 다음, 가교결합시켜 추가의 배향 패턴(25 및 26)을 생성시킨다. 당해 방법을 필요한 만큼 자주 반복하여 구조화된 입체 굴절 지수 패턴을 z 방향으로도 수득할 수 있다.Because the crosslinked polymer is mechanically stable, the above method can be used repeatedly, with or without the buffer polymer layer. This is shown in Fig. Layers 21, 22 and 23 correspond to layers 1, 2 and 3 of FIG. After crosslinking layer 23, it is rubbed again and micro-mechanically scrunched. Alternatively, additional layers can be applied before friction and scratching to improve, for example, optical or orientation properties. Layer 24 is spin coated and then cross-linked to produce additional orientation patterns 25 and 26. The method can be repeated as often as necessary to obtain a structured three dimensional refractive index pattern in the z direction.

본 발명은 정전, 즉 전류가 통하지 않는 고 해상도의 굴절 지수 패턴이 필요할 경우라면 언제든지 사용한다. 또한, 적용 범위에는 PPN 방법에 의해 제조된 부재가 사용될 수 있는 모든 분야가 포함된다. 그러나, 본 발명은 또한 미세한 구조, 디렉터 방향의 연속적인 변화 및 경사각의 추가의 조절이 가능하여 이미 공지된 PPN 적용 분야 이외에 완전히 새로운 가능성을 여는데 사용할 수 있다.The present invention is used at any time when a power failure, that is, a high-resolution refractive index pattern in which no current flows, is required. Also, the scope of application includes all fields in which members manufactured by the PPN method can be used. However, the present invention is also capable of controlling the fine structure, the continuous change of the director direction and the addition of the inclination angle, so that it can be used for completely new possibilities in addition to the already known PPN applications.

이러한 가능성에는, 예를 들면, 커플러, 커플링-인(coupling-in) 구조물(예: 격자), 딜레이 라인 또는 편광 영향 구조물(polarisation-influencing structure)과 같은 집적 광학 장치의 광학 도파관 구조물이 포함된다. 이러한 광학 도파관 구조물은 또한 활성 또는 NLO 활성 부재와 조합되어 간단한 방식으로 연결 네트워크로서 사용될 수 있다. 입체 네트워크는 특히 층들간의 커플링 또는 광학 도파관의 상호작용이 없는 교차에 사용할 수 있다. 본 발명에서 가능한 한가지 예는 도 3의 180° 광학 도파관 굴곡부(bend)이다. 광(32)이 도파관(33)에 전달되고 180° 굴곡되어 지점(32)에 도달한다. 이러한 종류의 도파관 구조를 제조하기 위해, 스크래칭 방향을 굴곡부 안쪽 영역(34)과 굴곡부 바깥쪽 영역(35) 모두에서, 즉 도파관(33) 자체에서 국소적으로 연속적으로 변화시켜야 한다. 이는 이미 공지된 어떠한 방법으로도 불가능하다.Such possibilities include, for example, optical waveguide structures of integrated optics such as couplers, coupling-in structures (e.g. lattices), delay lines or polarization-influencing structures . This optical waveguide structure can also be used as a connection network in a simple manner in combination with an active or NLO active member. Stereo networks can be used for crossing, especially where there is no coupling between layers or optical waveguide interaction. One possible example in the present invention is the 180 ° optical waveguide bend of FIG. Light 32 is transmitted to waveguide 33 and is bent 180 degrees to reach point 32. In order to produce this kind of waveguide structure, the scratch direction must be changed continuously locally in both the inside bend region 34 and outside bend region 35, that is, the waveguide 33 itself. This is not possible with any method already known.

또한, 정전 굴절 지수 패턴을 예를 들면, PPN 노광용 고 해상도 마스크를 제조하는데 사용할 수 있다. 본 발명을 사용하여 스위스 특허원 제2036/95호에 기재되어 있는 사진석판법 경우보다 해상도가 높고 복잡한 마스크를 제조할 수 있다. In addition, the electrostatic refractive index pattern can be used, for example, to produce a high resolution mask for PPN exposure. By using the present invention, it is possible to produce masks having higher resolution and higher complexity than the photolithography method described in Swiss Patent Application No. 2036/95.

정전 굴절 지수 패턴은 또한 모든 종류의 신분증과 서류의 위조를 방지하는데 매우 중요하다. 본 발명에 따르는 스크래칭된 패턴의 고 해상도로 인해 회절 효과는 추가의 보안 소자로서 사용될 수 있다. 즉 굴절 지수 패턴이 편광 의존성 홀로그램으로서 작동할 수 있다. 입체 구조(용적 홀로그램)를 위에 기재한 대로 제조할 경우 산란 효능면에서 매우 개선될 수 있다. The electrostatic refractive index pattern is also very important to prevent counterfeiting of all kinds of identification and documents. Due to the high resolution of the scratch pattern in accordance with the present invention, the diffraction effect can be used as an additional security element. That is, the refractive index pattern can operate as a polarization-dependent hologram. When a three-dimensional structure (volume hologram) is produced as described above, the scattering efficiency can be greatly improved.

본 발명은 또한 PPN 방법과 함께 조합되어 매우 중요하다. PPN 방법에 의해 면적이 큰 영역이 광학적으로 구조화될 수 있고, 이후 본 발명에 따르는 방법에 의해 미세 구조가 적용될 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 도 1의 배향 층(2) 또는 도 2의 층(22)은 마찰된 중합체 층으로 이루어지지 않거나, 층들(23 및 24) 사이의 가능한 중간 층은 스크래칭된 중합체 층으로 이루어지지 않고 추가의 패턴이 가교결합후 스크래칭되는 광구조화된 중합체 네트워크로 이루어진다. 이후 기재된 모든 실시예에 동일하게 적용된다.The present invention is also very important in combination with the PPN method. The area having a large area can be optically structured by the PPN method, and then the microstructure can be applied by the method according to the present invention. In this case, for example, the orientation layer 2 of FIG. 1 or the layer 22 of FIG. 2 does not consist of a rubbed polymer layer, or a possible intermediate layer between the layers 23 and 24 is a layer of scratched polymer And an additional pattern is scratched after cross-linking. The same applies to all embodiments described hereinafter.

[실시예][Example]

본 발명에 따르는 부재의 제조Preparation of a member according to the invention

하기 화학식 1, 2 및 3의 디아크릴레이트 성분들(각각 단량체 1, 2 및 3)을 가교결합성 단량체로서 사용한다.Diacrylate components (monomers 1, 2 and 3, respectively) of the following formulas 1, 2 and 3 are used as cross-linking monomers.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

[화학식 2](2)

[화학식 3](3)

위의 성분들은 실온에서 제조될 수 있는 특히 융점이 낮은(약 35℃) 초냉각성 네마틱 혼합물 MLCP를 개발하는데 사용한다. 혼합물 중의 단량체 1, 2 및 3의 비율은 80:15:5이다. 시바-가이기(Ciba-Geigy)의 광 개시제 IRGACURE 369 2%를 또한 당해 혼합물에 가한다.The above ingredients are used to develop supercooled nematic mixture MLCP, especially at low temperature (about 35 ° C), which can be prepared at room temperature. The ratio of Monomers 1, 2 and 3 in the mixture is 80: 15: 5. 2% of the photoinitiator IRGACURE 369 from Ciba-Geigy is also added to the mixture.

두께가 약 100nm인 폴리이미드 층을 공지된 방법으로 ITO(인듐-산화티탄) 피복된 유리인 시험 플레이트에 스핀 피복시켜 도포한다. 층을 통상적인 마찰 기구로 마찰시킨다. 이어서, 격자 상수가 변화가능하고 본래의 마찰 방향과 45°의 각을 이루는 격자 구조물을 압전기로 구동되는 철필을 사용하여 스크래칭한다. 이는 도 4에 개략적으로 나타낸다; 피복된 샘플(41)을 방향(45)으로 기계적으로 이동(v=3.6mm/s)되는 테이블에 고정시킨다. 철필(43)은 작은 막대(44)에 고정시키고 양 방향(46 및 47)으로 압전기적으로 이동시킨다. 일정한 진동수 240Hz를 방향(46)에 적용하는데, 이는 스크래칭된 라인의 평균 간격 7.5nm 및 라인 길이 10μm에 상응한다. 격자 주기는 주기적으로 중지시켜 조절하여 결정한다. 또는, 철필을 방향(47)으로 주기적으로 올리거나 내릴수 있다. A polyimide layer having a thickness of about 100 nm is spin-coated on a test plate, which is ITO (indium-titanium oxide) coated glass, by a known method. The layer is rubbed with a conventional friction mechanism. Then, the grating structure whose lattice constant is variable and which forms an angle of 45 DEG with respect to the original rubbing direction is scratched using a piezo-driven stylus. This is shown schematically in Figure 4; The coated sample 41 is fixed to a table which is mechanically moved in the direction 45 (v = 3.6 mm / s). The stylet 43 is fixed to the small rod 44 and moves piezo-electricly in both directions 46 and 47. A constant frequency of 240 Hz is applied in direction 46, corresponding to an average spacing of 7.5 nm of the scratch lines and a line length of 10 μm. The grating period is determined by stopping and periodically stopping. Alternatively, the stylus can be raised or lowered periodically in the direction 47.

이어서, LCP를 스핀 피복(파라미터 : 2000rpm에서 2분)시켜 도포한다. 층 두께는 아니솔 용매 속의 MLCP 농도를 선택하여 광범위하게 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 농도가 5%일 때 약 65nm 두께의 층이 생성된다. 이어서, 층을 진공 속에서 광 가교결합시킨다(Hg 아크 램프, 30분). 가교결합된 구조를 편광 현미경과 원자력 현미경(AFM)으로 조사한다. 편광 현미경으로는 격자가 현미경의 해상도 한계 까지(즉, 격자 주기 720nm까지) 명확하게 관찰된다. 즉 도 4의 스트립(42)은 샘플의 다른 부분과 상이하게 배향된 이중 굴절을 갖는다. AFM 하에서 관찰한 결과 격자 주기가 240nm이다. 이러한 측정으로 극히 미세한 굴절 지수 패턴이 가교결합된 비등방성 중합체에 생성될 수 있는 것을 알 수 있다.Then, LCP is applied by spin coating (parameter: 2000 rpm for 2 minutes). The layer thickness can be varied widely by selecting the MLCP concentration in the anisole solvent. For example, when the concentration is 5%, a layer about 65 nm thick is produced. The layer is then photocrosslinked in a vacuum (Hg arc lamp, 30 minutes). The cross-linked structure is examined with a polarizing microscope and an atomic force microscope (AFM). With a polarization microscope, the lattice is clearly observed up to the resolution limit of the microscope (i.e., up to the grating period of 720 nm). That is, the strip 42 of Figure 4 has a double refraction that is oriented differently than other portions of the sample. Observation under AFM revealed a lattice period of 240 nm. It can be seen from these measurements that an extremely fine refractive index pattern can be generated in the crosslinked anisotropic polymer.

본 발명의 광학 부재는 미세한 구조, 디렉터 방향의 연속적인 변화 및 경사각의 추가의 조절이 가능하여 마스크, 광학 도파관 또는 광학 도파관 네트워크, 신분증 또는 서류의 보안 소자 등에 효과적으로 사용된다.The optical member of the present invention is effectively used for a mask, an optical waveguide or an optical waveguide network, a security device of an identification card, or a document by enabling fine structure, continuous change of a director direction, and addition of an inclination angle.

도 1은 본 발명에 따르는 부재의 한 양태의 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a member according to the invention,

도 2는 본 발명에 따르는 부재의 다른 양태의 개략적인 단면도이며,Figure 2 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a member according to the invention,

도 3은 본 발명에 따르는 부재의 또다른 양태의 개략적인 상부 투시도이고,Figure 3 is a schematic top perspective view of another embodiment of a member according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따르는 부재를 제조하기 위한 배열을 도시한 도면이고,4 is a view showing an arrangement for manufacturing a member according to the present invention,

도 5는 철필(stylus)을 가이드하는 다양한 방법을 도시한 도면이다.Figure 5 illustrates various methods of guiding a stylus.

Claims (12)

기판, 하나 이상의 배향 층, 및 액정 분자의 배향이 국소적으로 상이한 가교 결합된 액정 단량체 또는 올리고머로 구성된 하나 이상의 비등방성 층을 포함하고, 액정 층에 인접한 배향 층의 표면이 국소적으로 제한된 영역 내에 한정된 평행하거나 팬형(fan-like)인 라인 구조를 갖는 배향 패턴을 갖고 라인들 사이의 평균 간격이 액정 층의 두께 이하이며 인접한 라인들 사이의 각도가 3°이하인 광학 부재.A liquid crystal display device comprising a substrate, at least one orientation layer, and at least one anisotropic layer composed of a crosslinked liquid crystal monomer or oligomer having locally different orientation of liquid crystal molecules, wherein the surface of the orientation layer adjacent to the liquid crystal layer is in a locally limited region Wherein an average interval between lines is equal to or less than a thickness of the liquid crystal layer and an angle between adjacent lines is equal to or less than 3 占 with an alignment pattern having a limited parallel or fan-like line structure. 이격되어 있는 2개의 기판으로 이루어진 셀, 각각의 기판 위의 하나 이상의 배향 층, 및 당해 층들 사이에 배치되어 있고 액정 분자의 배향이 국소적으로 상이한 가교결합된 액정 단량체 또는 올리고머로 구성된 하나 이상의 비등방성 층을 포함하고, 액정 층에 인접한 배향 층의 표면이 국소적으로 제한된 영역 내에 한정된 평행하거나 팬형인 라인 구조를 갖는 배향 패턴을 갖고 라인들 사이의 평균 간격이 액정 층의 두께 이하이며 인접한 라인들 사이의 각도가 3°이하인 광학 부재.A cell comprising two substrates spaced apart, at least one orientation layer on each substrate, and at least one anisotropic layer comprising a cross-linked liquid crystal monomer or oligomer disposed between the layers and having a locally different orientation of the liquid crystal molecules Wherein the liquid crystal layer has an alignment pattern having a line structure in which the surface of the alignment layer adjacent to the liquid crystal layer is confined within a locally limited region and an average interval between the lines is equal to or less than a thickness of the liquid crystal layer, Is not more than 3 DEG. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배향 층이 광구조화된 중합체 네트워크로 이루어지는 광학 부재.3. The optical member according to claim 1 or 2, wherein the alignment layer comprises a polymer network having a light-tuned structure. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라인 구조가 미세기계적으로 제조된 홈형(groove-like) 구조 소자로 이루어지는 광학 부재.3. The optical member according to claim 1 or 2, wherein the line structure is made of a groove-like structured element made by micromachining. 미세 구조를 배향 층 표면에 미세기계적으로 생성시키고, 액정 올리고머 또는 단량체 층을 도포한 다음, 액정 층을 가교결합시킴을 포함하여, 제1항 또는 제2항에 따르는 광학 부재를 제조하는 방법.A method for producing an optical member according to any one of claims 1 to 3, comprising micromachining the microstructure on the surface of the alignment layer, applying a liquid crystal oligomer or a monomer layer, and then cross-linking the liquid crystal layer. 제5항에 있어서, 광축 방향이 스크래칭된 라인의 방향에 따라 변하는 방법.The method according to claim 5, wherein the direction of the optical axis changes along the direction of the scratched line. 제6항에 있어서, 셀 속의 2개의 기판 중의 하나가 가교결합 후에 제거되는 방법.7. The method of claim 6, wherein one of the two substrates in the cell is removed after crosslinking. 제1항 또는 제2항에 있어서, 한정된 편광 패턴, 즉 국소적으로 편광이 변화가능한 광 빔을 생성시키기 위한 마스크로서 사용되는 광학 부재.The optical member according to claim 1 or 2, used as a mask for generating a limited polarization pattern, that is, a light beam whose locally polarized light can be changed. 제1항 또는 제2항에 있어서, 편광 민감성 광 층에 광 유도된 배향 패턴을 생성시키는데 사용되는 광학 부재. 3. Optical element according to claim 1 or 2, used to create a light-induced alignment pattern in the polarization-sensitive light layer. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광학 도파관 또는 광학 도파관 네트워크로서 사용되는 광학 부재.3. Optical element according to claim 1 or 2, used as an optical waveguide or optical waveguide network. 제1항 또는 제2항에 있어서, 신분증 또는 서류의 보안 소자로서 사용되는 광학 부재.The optical member according to claim 1 or 2, used as a security element of an identification card or document. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광 굴절 소자로서 사용되는 광학 부재.The optical member according to claim 1 or 2, wherein the optical member is used as a photorefractive element.
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