KR100727199B1

KR100727199B1 - 위상차층 적층체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100727199B1
Application number: KR1020037014649A
Authority: KR
Inventors: 가시마게이지
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2007-06-13
Also published as: CN1520525A; EP1967873A3; EP1452892A4; US7411645B2; EP2309292A3; KR20040023598A; TWI253522B; EP1967873A2; JP2003207641A; US20070076153A1; EP2309292A2; WO2003040786A1; US20040189909A1; TW200300219A; EP1452892A1; US20080180619A1

Abstract

본 발명은 위상차층 내의 분자의 배향방향의 자유도가 매우 높고, 또한 제조가 용이한 위상차층 적층체를 제공하는 것을 주목적으로 하는 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 배향능을 가진 기재와, 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 굴절률 이방성을 갖도록 상기 기재 상에 패턴형상으로 형성된 위상차층을 갖는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체를 제공한다.

Description

위상차층 적층체 및 그 제조방법{PHASE DIFFERENCE LAYER LAMINATE AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 배향방향의 자유도가 높고, 또한 패터닝도 용이한 위상차층 적층체, 그 제조방법 및 액정표시장치에 관한 것이다.

종래부터 액정표시장치 등에 이용되는 위상차 필름은 고분자 필름을 소정의 방향으로 연신하는 것에 의해 실행되고 있고, 이 연신처리에 의해 고분자의 주쇄(主鎖)를 일정방향으로 갖추고, 고분자 필름에 굴절률 이방성을 발생시키는 것에 의해 형성되고 있다.

이 방법에 의하면, 비교적 용이하게 굴절률 이방성을 고분자 필름에 부여하는 것이 가능하게 되고, 용이하게 위상차 필름을 형성하는 것이 가능하게 되는 점에서 우수한 것이었다.

그러나 이와 같은 방법으로 제작된 위상차 필름은 연신방향으로 밖에 고분자의 주쇄를 갖출 수 없고, 배향의 방향이 위상차 필름의 표면에 평행방향인 위상차 필름밖에 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다.

한편 근래에는 배향의 방향이 표면에 대해 수직인 위상차 필름 등 다양한 배향방향을 갖는 위상차 필름이 요망되게 되었고, 상기 고분자 필름을 연신하는 것에 의해 얻을 수 있는 위상차 필름은 배향방향에 대한 자유도가 낮아서 이들 요망에 따를 수 없다고 하는 문제가 있었다.

일례를 나타내면, 멀티도메인 방식의 액정표시소자는 각 단위셀이 액정의 다이렉터 방향이 다른 복수의 영역으로 분할되어 있고, 종래의 위상차 필름에서 광학보상을 실행하면, 일부의 영역에 대해 적합한 광학 보상을 실현할 수 있다고 해도, 다른 영역에 대해서는 반드시 양호한 광학보상이 되지 않는 일이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 위상차층 내의 분자의 배향방향의 자유도가 매우 높고, 또한 제조가 용이한 위상차층 적층체, 그 제조방법 및 액정표시장치를 제공하는 것을 주목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명 (1)은 배향능을 갖는 기재와, 상기 기재 상에 네마틱상(nematic phase)을 형성할 수 있는 액정재료가 굴절률 이방성을 갖도록 패턴형상으로 형성된 위상차층을 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체를 제공한다. 본 발명은 이와 같이 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료를 위상차층에 이용하는 것이기 때문에, 이용하는 액정재료의 종류 및 배향능을 가진 기재를 선택하는 것에 의해 용이하게 배향방향을 결정하는 것이 가능하고, 다양한 광학소자에 응용하는 것이 가능한 위상차층 적층체를 제공할 수 있다.

(2)의 발명에서는 상기 (1)의 발명에서, 상기 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 중합성 액정모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 1종류를 중합시켜 형성한 것이 바람직하다. 이와 같이 중합성의 액정재료를 이용하는 것에 의해 경화공정에서 중합성 액정재료를 중합시키는 활성방사선을 패턴형상으로 조사한 후, 현상하는 것뿐으로 용이하게 위상차층의 패터닝을 실행하는 것이 가능하고, 또한 고정밀 패터닝이 가능하게 되기 때문이다.

(3)의 발명에서는 상기 (1)의 발명에서, 상기 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 중합성 액정 모노머를 중합시켜 형성한 것이 바람직하다. 상기한 중합성 액정재료 중에서도 중합성 액정모노머의 취급이 가장 용이하고, 위상차층 적층체를 비교적 용이하게 형성할 수 있기 때문이다.

(4)의 발명에서는 상기 (1)~(3)중 어느 하나의 발명에서, 상기 배향능을 가진 재료가 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어진 것이어도 좋다. 배향막을 별도로 설치하는 구성으로 하는 것에 의해 배향방향의 자유도를 극히 높은 것으로 할 수 있기 때문이다.

이 경우는 발명 (5)와 같이, 상기 배향막이 적어도 2종류의 다른 방향에 배향된 부분으로 이루어진 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성이 이 배향막의 복수의 배향방향을 따르도록 형성되어 있는 것이어도 좋다.

이와 같이 형성하는 것에 의해, 동일 위상차층 내에 다른 배향방향을 갖는 위상차부의 패턴을 형성하는 것이 가능한 것에서 다양한 광학적 용도로 응용하는 것이 가능하게 된다.

한편 발명 (6)과 같이, 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 발명에서, 상기 배향능을 가진 기재가 연신 필름이어도 좋다. 이와 같이 배향능을 가진 기재를 연신 필름으로 하는 것에 의해 기재의 형성이 용이하고, 공정상 간편하게 된다고 하는 이점을 갖기 때문이다.

또 본 발명 (7)은 기재를 준비하는 기재준비공정과, 상기 기재 상에 굴절률 이방성 형성능을 갖는 굴절률 이방성 재료를 도포하고, 굴절률 이방성 재료층을 형성하는 도포공정과, 상기 굴절률 이방성 재료층에 대해 배향처리를 실시하는 배향처리공정과, 상기 배향처리공정에서 배향처리된 굴절률 이방성 재료층의 배향을 고정화하는 배향고정화 공정과, 상기 굴절률 이방성 재료층을 패턴형상으로 하는 패턴화 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 굴절률 이방성 재료 및 배향처리방법을 적당히 선택하는 것에 의해 비교적 용이하게 굴절률 이방성 재료의 배향방향을 결정할 수 있으므로 얻게 되는 위상차층 적층체의 설계의 자유도를 대폭 향상시킬 수 있다.

발명 (8)에서는 상기 (7)에 기재된 발명에서, 상기 기재가 배향능을 가진 기재이고, 상기 굴절률 이방성 재료가 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료이고, 상기 배향처리공정이 상기 액정재료가 액정상이 되는 온도에 상기 굴절률 이방성 재료층을 유지하는 공정인 것이 바람직하다. 이 경우는 배향처리공정에서 배향능을 갖는 기재 상에서 액정재료를 액정층이 되는 온도로 유지하는 것만으로 용이하게 배향처리를 실행하는 것이 가능하고, 또한 배향능을 가진 기재 및 액정재료를 선택하는 것에 의해, 배향방향의 자유도가 극히 높은 위상차층 적층체로 할 수 있기 때문이다.

발명 (9)에서는 상기 (8)에 기재된 발명에서, 상기 액정재료가 중합성 액정모노머, 중합성 액정올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 하나를 갖는 재료이고 상기 배향고정화 공정이 상기 중합성 액정 모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 하나를 갖는 재료를 중합시키는 활성방사선을 조사하는 공정인 것이 바람직하다. 이와 같이 액정재료를 중합성 액정재료로 하는 것에 의해 배향고정화 공정에서의 활성방사선의 조사를 패턴형상으로 실행하고, 그 후 현상공정을 실행하는 것에 의해, 고정밀 위상차층의 패터닝을 실행하는 것이 가능하다고 하는 이점을 갖기 때문이다.

발명 (10)에서는 상기 (8)에 기재된 발명에서, 상기 액정재료가 중합성 액정모노머인 것이 바람직하고, 중합성 액정재료 중에서도 중합성 액정 모노머의 핸들링이 가장 양호하기 때문이다.

발명 (11)에서는 상기 (9) 또는 (10)에 기재된 발명에서, 상기 활성 방사선 조사공정이 패턴형상으로 활성 방사선을 조사하는 공정이고, 또 상기 패턴형상으로 활성방사선을 조사하는 공정 후, 미중합부분의 액정재료를 현상하는 현상공정을 갖는 것이어도 좋다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해 고정밀 위상차층의 패터닝을 공정상 용이하게 실행할 수 있기 때문이다.

발명 (12)에서는 상기 (8)~(11) 중 어느 하나에 기재된 발명에서, 상기 배향능을 가진 기재가 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어진 것이 바람직하다. 이와 같이 배향막을 별도로 설치하는 것에 의해, 배향막의 종류를 선택하는 것에 의해, 액정재료의 배향방향을 다양한 방향으로 할 수 있으므로 위상차층 적층체의 설계의 자유도를 대폭 향상시킬 수 있기 때문이다.

발명 (13)에서는 상기 (12)에 기재된 발명에서, 상기 배향막이 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어지는 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성이 이 배향막의 배향방향을 따르도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 배향막이 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어지는 패턴을 갖는 것에 의해 동일 위상차층 내에서 다른 방향으로 배향된 위상차부를 갖는 것이 가능하게 된다. 따라서 다양한 광학적 용도로 응용가능한 위상차층 적층체를 얻는 것이 가능하게 된다고 하는 이점을 갖는다.

한편, 발명 (14)에서는 상기 (8)~(11) 중 어느 하나에 기재된 발명에서, 상기 배향능을 가진 기재가 연신 필름이어도 좋다. 이 경우는 배향막을 기재 상에 형성하는 수고가 없고, 공정상 용이하게 배향능을 가진 기재를 조제하는 것이 가능하며, 결과적으로 얻을 수 있는 위상차층 적층체의 비용을 저하시키는 것이 가능하게 되기 때문이다.

본 발명 (15)에서는 (1)부터 (6)까지 어느 하나에 기재한 위상차층 적층체를 이용한 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다. 본 발명의 액정표시장치는 상기한 바와 같은 위상차층 적층체를 갖는 것이기 때문에 양호한 품질의 것으로 하는 것이 가능하다.

또 본 발명 (16)에서는 액정층을 포함하고, 또한 다수의 화소를 구성하는 복수의 단위셀로 이루어지고, 상기 액정층의 표면에서의 액정분자가 상기 각 단위 셀 내에서 소정의 복수의 다른 다이렉터 방향으로 배향될 수 있는 액정표시소자와, 상기 각 단위셀에서의 상기 액정분자의 다이렉터 방향에 대응하여 복수의 보상배향영역에 분할되고, 또한 상기 보상배향영역마다 액정성 물질이 배향규제되어 고화되어 있고, 상기 액정표시소자의 두께방향의 적어도 한쪽에 배치된 위상차 광학소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다. 이 액정표시장치는 액정층의 액정분자가 복수의 다이렉터 방향을 갖도록 배향되고, 이 복수의 다이렉터 방향에 대응하여 위상차층의 (액정이 고화된) 분자가 배향되어 있기 때문에, 정밀한 광학보상이 가능하여, 시각의존성의 문제를 대폭 개선하여 고품위 화상표시를 실현할 수 있다.

발명 (17)에서는 (16)에서, 상기 액정표시소자의 상기 각 단위셀을 복수의 표시배향영역으로 분할하고, 또한 상기 액정층의 표면에서의 액정분자를 상기 표시배향영역마다 다른 다이렉터 방향을 갖도록 배향하고, 또한 상기 표시배향영역에 대응하여 상기 위상차 광학소자의 보상배향영역을 형성해도 좋다. 이와 같이 액정표시소자의 표시배향영역에 대응하여 위상차 광학소자의 보상배향영역을 형성하는 것에 의해 적합한 광학보상을 용이하게 실현할 수 있다.

발명 (18)에서는 또 (17)에서, 상기 단위셀의 하나의 상기 표시배향영역에 대해 상기 위상차 광학소자의 상기 보상배향영역을 복수 설치해도 좋다. 이와 같이 하는 것으로 한층 정밀한 광학보상이 가능하게 된다.

또 발명 (19)에서는 (17) 또는 (18)에서, 상기 액정표시소자의 표시배향영역을, 대응하는 상기 각 단위셀을 그 중심주위에 등각도 간격으로 적어도 4 이상으로 분할하는 형태로 형성하면 좋다.

또 발명 (20)에서는 (16)에서, 상기 액정표시소자의 상기 액정층 표면에서의 액정분자를, 대응하는 상기 단위셀의 중심에 대해 대칭적인 다이렉터 방향을 갖도록 배향해도 좋다.

또 발명 (21)에서는 (19) 또는 (20)에서, 상기 위상차 광학소자의 보상배향영역을, 대응하는 상기 단위셀을 그 중심 주위에 등각도 간격으로 4 이상으로 분할하는 형태로 형성해도 좋다.

발명 (19)~(21)과 같이 구성하는 것으로, 모든 관찰방향에서의 시각의존성의 문제를 개선할 수 있다. 예를 들면 액정표시소자 내의 액정분자를 4방향으로 배향하고, 또 각각의 액정분자의 배향방향마다 적합한 형태로 위상차층 내의 분자를 배향하면, 시야각 의존성을 저감할 수 있어 높은 표시품위를 얻을 수 있다.

또 발명 (22)에서는 (21)에서, 상기 위상차 광학소자의 상기 대응하는 상기 단위셀의 중심주위에 180°대향하여 형성되어 있는 한쌍의 상기 보상배향영역에서의 배향방향을 동일하게 해도 좋다. 이와 같이 하면 양호한 광학보상을 유지하면서 위상차 광학소자의 제조의 용이화를 꾀할 수 있다.

또 발명 (23)에서는 (16)~(22) 중 어느 하나에서, 상기 액정표시소자의 구동방식을 TN(Twisted Nematic)방식, STN(Super Twisted Nematic)방식, VA(Vertically Alignment)방식, MVA(Multi-domain Vertically Alignment)방식, PVA(Patterned Vertically Alignment)방식, IPS(In-Plane Switching)방식, OCB(Optically Compensated Birefringence)방식 및 ECB(Electrically Controlled Birefringence)방식 중 어느 하나의 방식으로 하면 좋다. 이들 어느 하나의 방식을 채용하는 액정표시장치를 (16)~(22)중 어느 하나에 기재한 바와 같이 구성하는 것으로 고품위 액정표시장치를 비교적 용이하게, 또한 확실하게 실현할 수 있다.

또 발명 (24)에서는 (16)~(23) 중 어느 하나에 기재한 발명에서는, (1)~(6) 중 어느 하나에 기재한 위상차층 적층체를 상기 위상차 광학소자로 하면 좋다.

도 1은 본 발명의 위상차층 적층체의 일례를 나타낸 개략 단면도,

도 2는 본 발명의 위상차층 적층체의 다른 예를 나타낸 개략 단면도,

도 3은 본 발명의 위상차층 적층체의 다른 예를 나타낸 개략 단면도,

도 4는 배향방향이 패턴형상으로 형성된 배향막을 나타내는 개략 평면도,

도 5는 본 발명의 위상차층 적층체의 제조방법의 일례를 나타낸 공정도,

도 6은 본 발명의 위상차층 적층체를 이용한 광학소자의 일례를 나타낸 개략 단면도,

도 7은 본 발명의 위상차층 적층체를 이용한 광학소자의 다른 예를 나타낸 개략 단면도,

도 8은 본 발명의 실시형태에 관련된 액정표시장치의 개략 구조를 나타낸 분 해사시도,

도 9는 상기 액정표시장치의 요부 구조를 확대하여 나타낸 측단면도,

도 10은 상기 액정표시장치의 보상배향영역을 나타낸 사시도 및

도 11은 상기 액정표시장치의 표시배향영역 및 보상배향영역을 나타낸 사시도이다.

이하 본 발명을 위상차층 적층체와 위상차층 적층체의 제조방법으로 나누어 설명한다.

A. 위상차층 적층체

본 발명의 위상차층 적층체는 배향능을 가진 기재와, 상기 기재 상에 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 굴절률 이방성을 갖도록 형성된 위상차층을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 위상차층 적층체는 이와 같은 구성을 갖는 것이기 때문에, 기재의 배향능을 예를 들면 소정의 위상차층 표면에 대해 소정의 각도를 갖는 배향을 액정에 대해 부여하는 배향능으로 하고, 이와 같은 배향이 가능한 액정재료를 이용하여 위상차층 적층체를 형성하는 것에 의해 위상차층 표면에 대해 소정의 각도를 갖는 위상차층을 용이하게 형성할 수 있다. 이와 같은 위상차층을 갖는 위상차층 적층체는 종래의 용도에 더하여 더욱 새로운 용도전개를 가능하게 하는 것이다.

이하 이와 같은 위상차층 적층체에 대해 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 위상차층 적층체의 일례를 나타낸 것이고, 표면에 배향능을 갖는 기재(1) 상에 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 굴절률 이방성을 갖도록 형성된 위상차층(2)이 형성된 상태를 나타낸 것이다.

본 발명에서는 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 배향능을 가진 기재(1)가 투명기판(3)과 투명기판(3) 상에 형성된 배향막(4)으로 구성된 것이어도 좋다. 이와 같은 배향막(4)을 이용하는 것에 의해 후술하는 바와 같이, 위상차층(2)의 배향방향의 자유도를 매우 높게 하는 것이 가능하게 되어, 위상차층 적층체의 배향방향의 자유도를 매우 높게 할 수 있다.

또 본 발명에서는 도 3에 나타낸 바와 같이 배향막(4) 상에 형성된 위상차층이 패턴형상으로 형성된 것이어도 좋다. 예를 들면 우목용(右目用)과 좌목용(左目用)으로 편광상태를 달리 하는 것에 의해 3차원 표시를 가능하게 한 3차원 표시장치 등에서는 위상차층이 패턴형상으로 형성된 위상차층 적층체가 필요하게 되고, 도 3에 나타낸 바와 같은 위상차층 적층체는 이와 같은 3차원 표시장치 등에서 이용되는 것이다.

이하 이와 같은 본 발명의 위상차층 적층체에 대해 각 요소마다 상세하게 설명한다.

1. 위상차층

본 발명의 위상차층 적층체는 도 1에 나타낸 바와 같이 배향능을 가진 기재(1) 상에 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 굴절률 이방성을 갖도록 형성된 위상차층(2)이 형성된 것에 특징을 갖는 것이다.

(액정재료)

이와 같은 위상차층을 형성하는 재료는 상기한 바와 같이 액정재료가 이용된다. 본 발명에서 말하는 액정재료란 소정의 온도에서 액정상이 될 수 있는 재료를 나타낸 것이고, 본 발명에서는 이 액정상이 네마틱상인 액정재료를 이용하는 것에 특징을 갖는다.

본 발명에서는 후술하는 위상차층 적층체의 제조방법 난에서 상세하게 설명하는데, 배향능을 가진 기재 상에서 액정재료를 액정상으로 하는 것에 의해 위상차층 내의 액정분자의 방향을 배향시키고, 굴절률 이방성을 갖도록 하는 것이다. 따라서, 상기 소정의 온도 상한은 기재 또는 후술하는 바와 같이 투명기판 상에 배향막이 형성되어 있는 경우는 투명기판 및 배향막이 손상을 받지 않는 온도이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 프로세스 온도의 컨트롤의 용이성과 치수 정밀도 유지의 관점에서 120℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하의 온도로 액정상이 되는 액정재료가 적합하게 이용된다.

한편 액정상이 될 수 있는 온도의 하한은 위상차층 적층체로서 이용하는 경우의 온도조건에서 액정재료가 배향상태를 유지할 수 있는 온도라 할 수 있다.

여기에서 위상차층 적층체로서 이용하는 경우의 액정재료의 상태로서 두 가지 상태를 생각할 수 있다. 즉 후술하는 바와 같이 본 발명에서는 중합성이 없는 고분자 액정재료를 이용해도 좋고, 또 중합성의 액정재료를 이용해도 좋다. 그리고 중합성 액정재료의 경우는 위상차층으로 할 때에 후술하는 「위상차층 적층체의 제조방법」 난에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 소정의 활성방사선을 조사하는 것에 의해 중합시켜 이용하는 것이다. 따라서 이 경우는 위상차층 적층체로서 이 용하는 경우, 액정재료는 이미 중합되어 있고 배향상태는 고정화된다. 따라서 중합성 액정재료에 대해서는 액정상이 되는 온도의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니다.

한편 중합성이 없는 고분자 액정재료를 이용하는 경우는 위상차층 적층체로서 이용하는 경우라도 액정상이 유리상태가 된 상태이다. 따라서 보관 또는 사용시에 온도가 상승하고, 아이소트로픽 상태가 되어 버려서는 배향방향이 흐트러져 버려 위상차층으로서 사용할 수 없게 된다. 따라서 본 발명에서 중합성이 아닌 고분자 액정재료를 이용한 경우는 아이소트로픽상이 되는 온도는 소정의 온도 이상인 것이 바람직하다고 할 수 있는 것이다. 이와 같은 경우의 아이소트로픽상이 되는 온도의 하한은 용도에도 따르지만, 일반적으로는 80℃ 이상, 바람직하게는 100℃ 이상이라 할 수 있다.

본 발명에 이용되는 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료로서는 상기한 바와 같이, 중합성 액정재료와 중합성이 없는 고분자 액정재료를 들 수 있다.

중합성 액정재료로서는 중합성 액정모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정고분자 중 어느 하나를 이용하는 것이 가능하다. 한편 중합성을 갖지 않은 고분자 액정재료로서는, 상기한 바와 같이 배향상태가 위상차층 적층체의 보관 또는 사용온도에서 일정할 필요성이 있기 때문에, 비교적 아이소트로픽상이 되는 온도가 높은 액정재료가 적합하게 이용된다.

본 발명에서는 그 중에서도 중합성 액정재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 중합성 액정재료는 후술하는 바와 같이 활성 조사선의 조사 등에 의해 중합시켜 배향상태를 고정화하는 것이 가능하기 때문에, 액정의 배향을 저온상태로 용이하게 실행하는 것이 가능하고, 또한 사용시에는 배향상태가 고정화되어 있기 때문에, 온도 등의 사용조건에 관계없이 사용할 수 있기 때문이다.

본 발명에서는 특히 중합성 액정 모노머가 적합하게 이용된다. 중합성 액정모노머는 다른 중합성 액정재료, 즉 중합성 액정 올리고머나 중합성 액정고분자와 비교하여 보다 저온에서 배향이 가능하고, 또한 배향시에 감도도 높은 것에서 용이하게 배향시킬 수 있기 때문이다.

이와 같은 중합성 액정재료의 일례로서는 화학식 1에 포함되는 화합물이나 하기 화합물의 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또 일반 화학식 1에서 나타낸 액정성 모노머의 경우, X는 2~5(정수)인 것이 바람직하다.

기타 본 발명에서는 중합성 액정 올리고머나 중합성 액정고분자 등을 이용하는 것이 가능하다. 이와 같은 중합성 액정 올리고머나 중합성 액정 고분자로서는 종래 제안되어 있는 것을 적절히 선택하여 이용하는 것이 가능하다.

또 본 발명에서는 필요에 따라 광중합 개시제를 이용해도 좋다. 예를 들면 전자선 조사에 의해 중합성 액정재료를 중합시킬 때에는 광중합 개시제가 불필요한 경우는 있지만, 일반적으로 이용되고 있는 예를 들면 자외선(UV) 조사에 의한 경화의 경우에는 통상 광중합 개시제가 중합촉진을 위해 이용되기 때문이다.

또 광중합 개시제 이외의 증감제를 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위에서 첨가하는 것도 가능하다.

이와 같은 광중합 개시제의 첨가량으로서는 일반적으로는 0.01~20중량%, 바람직하게는 0.1~10중량%, 보다 바람직하게는 0.5~5중량%의 범위에서 본 발명의 중합성 액정재료에 첨가할 수 있다.

한편 본 발명에서는 상기한 바와 같이 중합성을 갖지 않는 액정재료도 이용할 수 있다. 이와 같은 액정재료로서는 상기한 바와 같이 위상차층 적층체의 사용시 또는 보관시에 액정의 배향상태가 변화하지 않는 재료이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로 고분자 재료로 형성된 것이 액상 또는 액정상이 되는 온도와의 관계에서 적합하게 이용된다. 이와 같은 액정재료에 관해서는 액정상의 상태에서 네마틱상을 형성할 수 있는 재료이면 일반적으로 이용되고 있는 재료를 이용할 수 있고, 주쇄형의 액정고분자, 측쇄형의 액정고분자여도 좋다.

구체적으로는 주쇄형의 액정폴리머의 예로서는, 예를 들면 폴리에스테르계나 폴리아미드계 폴리카보네이트계나 폴리에스테르이미드계 등의 폴리머를 들 수 있다.

또 측쇄형의 액정 폴리머의 예로서는 폴리아크릴레이트나 폴리메타크릴레이트, 폴리실록산이나 폴리마로네이트 등을 주쇄골격으로 하고, 측쇄로서 공역성의 원자단(原子團)으로 이루어지는 스페이서부를 필요에 따라 사이에 두고 파라-치환 환형상 화합물 등으로 이루어지는 저분자 액정화합물(메소겐부)을 갖는 것 등을 들 수 있다.

(굴절률 이방성)

본 발명에서는 상기한 재료가 위상차층으로서 굴절률 이방성을 갖도록 형성될 필요가 있다. 이 굴절률 이방성은 이용하는 액정재료나 기재 표면의 배향능에 의해 다른 것이지만, 일반적으로는 배향방향에 평행한 면에서 배향방향에 직각인 X축과, 배향방향에 평행한 Y축을 가정한 경우에 X축 방향의 굴절률(nx)과 Y축 방향 의 굴절률(ny)의 차인 △n, 즉

△n=│n_x-n_y│

가 0.05 이상, 바람직하게는 0.1 이상인 경우가 바람직하다. 이 정도의 굴절률 이방성을 가진 위상차층이 아니면, 실용상 두께 등에서 문제가 생길 가능성이 있기 때문이다.

(패턴형상 위상차층)

본 발명에서는 상기한 바와 같은 액정재료에 의해 형성된 위상차층이 패턴형상으로 형성된 것이어도 좋다.

예를 들면 우목용과 좌목용으로 단위셀부의 그룹을 나누고, 이들 편광상태를 달리 하는 것에 의해 입체적인 화상을 제공하는 삼차원 액정표시장치 등에서는 위상차층이 패턴형상으로 형성된 위상차층 적층체가 적합하게 이용된다. 이와 같은 패턴형상 위상차층 적층체는 종래는 예를 들면 통상의 연신 필름으로 이루어지는 위상차층을 수작업 등에 의해 절단하여 붙이는 수법에 의해 얻을 수 있는 것이었다. 그러나 이와 같은 수법으로는 비용면에서 문제가 있고, 또한 고정밀 패턴의 형성에는 한도가 있었다.

본 발명에서는 이와 같은 과제를 해결한 것이고, 위상차층 적층체에서 기재 상에 고정밀 패턴으로 형성된 위상차층을 용이하게 형성할 수 있는 위상차층 적층체를 제공하는 것이다.

본 발명에서는 액정재료의 종류에 의해 패턴의 형성방법이 다르다. 즉 중합 성 액정재료를 이용한 경우와, 통상의 액정재료를 이용한 경우에 의해 패턴의 형성방법이 다른 것이다.

이 패턴형성방법에 관해서는 후술하는 「위상차층 적층체의 제조방법」 난에서 상세하게 설명하지만, 중합성 액정재료의 경우는 액정재료의 배향상태를 고정화하기 위해 실행하는 활성방사선의 조사를 패턴형상으로 실행하고, 중합 후에 미경화부분의 액정재료를 용제에 의해 제거하는 것에 의해 용이하게 위상차층의 패터닝을 실행할 수 있다.

본 발명에서는 이 패터닝의 용이성 면에서도 상기한 중합성 액정재료 중, 중합성 액정 모노머를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 중합성 액정 모노머를 이용하는 편이 현상이 용이하고, 패턴의 잘라짐이 좋아서, 보다 고정밀 패턴을 형성할 수 있기 때문이다.

한편 중합성이 없는 고분자 액정재료를 이용한 경우의 패턴형성방법은 예를 들면 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피법에 의한 방법이나, 통상의 액정재료를 노즐토출법이나 인쇄법 등에 의해 패턴형상으로 도포하는 방법 등에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다.

이와 같이 패턴형상으로 위상차층 적층체를 형성하는 경우의 패턴에 관해서는 특별히 한정하는 것은 없고, 예를 들면 스트라이프 형상이어도 갈짓자 형상이어도 좋다.

2. 배향능을 갖는 기재

본 발명의 위상차층 적층체는 예를 들면 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기한 바와 같은 위상차층(2)이 배향능을 갖는 기재(1) 상에 형성되어 이루어진 것이다.

이와 같은 배향능을 가진 기재로서는 도 1에 나타낸 바와 같이 기재(1) 그 자체가 배향능을 가진 것인 경우와, 도 2에 나타낸 바와 같이 투명기판(3) 상에 배향막(4)이 형성되어 배향능을 가진 기재(1)로서 기능하는 것을 들 수 있다. 이하 각각을 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태로서 설명한다.

a. 제 1 실시형태

본 실시형태는 기재 그 자체가 배향능을 가진 형태이고, 구체적으로는 기재가 연신 필름인 경우를 들 수 있다. 이와 같이 연신 필름을 이용하는 것에 의해 그 연신 방향을 따라 액정재료를 배향시키는 것이 가능하다. 따라서 기재의 조제는 단지 연신 필름을 준비하는 것에 의해 실행할 수 있기 때문에, 공정상 극히 간편하다고 하는 이점을 갖는다. 이와 같은 연신 필름으로서는 시판되는 연신 필름을 이용하는 것도 가능하고, 또 필요에 따라 다양한 재료의 연신 필름을 형성하는 것도 가능하다.

구체적으로는 폴리카보네이트계 고분자, 폴리아릴레이트나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리설폰계 고분자, 폴리에테르설폰계 고분자, 폴리스틸렌계 고분자, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 고분자, 폴리비닐알콜계 고분자, 초산셀룰로스계 고분자, 폴리염화비닐계 고분자, 폴리메틸메타크릴레이트계 고분자 등의 열가소성 폴리머 등으로 이루어지는 필름이나, 액정 폴리머로 이루어지는 필름 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이(PET) 필름이 연신 배율 의 레인지폭이 넓은 점, 또한 입수의 용이함 등의 관점에서 바람직하게 이용된다.

본 발명에 이용되는 연신 필름의 연신률로서는 배향능을 발휘할 수 있는 정도의 연신률이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 따라서 2축 연신필름이어도 2축간에 연신률이 다른 것이면 이용하는 것이 가능하다.

이 연신률은 이용하는 재료에 의해 크게 다른 것이고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로는 150%~300% 정도의 것을 이용하는 것이 가능하고, 바람직하게는 200%~250%의 것이 이용된다.

b. 제 2 실시형태

제 2 실시형태는 상기 배향능을 가진 기재가 투명기판과 투명기판 상에 형성된 배향막으로 이루어지는 형태이다.

본 실시형태에서는 배향막을 선택하는 것에 의해 비교적 광범위한 배향방향을 선택하는 것이 가능하다고 하는 이점을 갖는다. 투명기판 상에 도포하는 배향막 형성용 도공액의 종류를 선택하는 것에 의해, 다양한 배향방향을 실현하는 것이 가능하고, 또한 보다 효과적인 배향을 실행할 수 있다.

본 실시형태에 이용되는 배향막은 통상 액정표시장치 등에서 이용되는 배향막을 적합하게 이용하는 것이 가능하고, 일반적으로는 폴리이미드계의 배향막을 러빙처리한 것이 적합하게 이용된다.

또 본 실시형태에 이용되는 투명기판으로서는 투명재료가 형성된 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 석영 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 합성석영판 등의 가요성이 없는 투명한 리지트재, 또는 투명수지 필름, 광학용 수지판 등의 가요성을 가진 투명한 플렉시블재를 이용할 수 있다.

(배향막 표면의 배향방향의 패터닝)

본 실시형태에서는 상기 배향막 표면의 배향방향의 패터닝을 실행해도 좋다. 즉 배향막 표면의 배향방향을 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어지는 패턴이 되도록 배향방향이 다른 패턴을 배향막 상에 형성해도 좋은 것이다.

도 4는 배향방향이 다른 패턴이 형성된 배향막(4)을 나타낸 모식도이다. 또, 도면 중의 화살표 5는 배향방향을 나타낸 것이다. 도 4에 나타낸 예에서는 바둑판 형상으로 배향막이 다른 패턴을 형성한 것을 나타냈는데, 본 발명에서는 용도에 따라 다양한 패턴으로 하는 것이 가능하고, 예를 들면 스트라이프형상의 패턴 등이어도 좋다.

이와 같이 배향막 표면에 배향방향이 다른 패턴을 형성하는 것에 의해, 그 위에 설치된 굴절률 이방성을 갖는 액정재료로 이루어지는 위상차층에 대해 배향막 표면의 패턴을 따른 방향의 굴절률 이방성을 가진 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 위상차층 적층체에서 얻을 수 있는 위상차가 다른 부분으로 이루어지는 패턴을 형성하는 것이 가능하게 되고, 다양한 용도로 응용하는 것이 가능하게 된다.

이와 같은 배향막 표면의 패터닝 방법으로서는 러빙시에 마스크를 이용하는 방법이나, 광에 의해 배향되는 배향막을 이용한 경우는 마스크 노광에 의해 패터닝하는 방법 등을 들 수 있다.

3. 기타

본 발명의 위상차층 적층체에서는 기타 이용되는 광학소자의 용도에 따라 예를 들면 보호층 등의 다른 기능성층을 형성하는 것이 가능하다.

또 기타 본 발명의 위상차층 적층체를 λ/4 위상차층으로 한 경우는 이것에 점착층을 통해 편광판을 접합시키는 것에 의해 원편광판으로서 이용할 수 있다.

또 본 발명에서는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 위상차층을 2층 이상 적층하여 이용해도 좋다. 이 경우는 위상차층 상에 배향막을 형성하여 러빙처리를 한 후, 다음 위상차층을 형성하도록 하는 것이 바람직하지만, 배향막으로서 광배향막을 이용해도 좋다.

도 6에 나타낸 예에서는 유리기판(11) 상에 배향막(12)을 통해 λ/2 위상차층(13)을 형성하고, 또 그 위에 배향막(12)을 통해 λ/4 위상차층(14)을 형성한다. 한편 도 7에 나타낸 예에서는 유리기판(11) 상에 배향막을 통해 λ/4 위상차층(14)을 형성하고, 또 그 위에 배향막(12)을 통해 λ/2위상차층(13)을 형성한다.

이와 같은 위상차층 적층체에 대해 λ/2위상차층(13)쪽에서 직선편광을 입사하거나, λ/4위상차층(14)쪽에서 원편광을 입사하는 것에 의해, 일본 특개평 10-68816호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 광대역 위상차판으로 할 수 있다. 또 도 6에 나타낸 바와 같이, 유리기판(11)의 반대쪽 표면에 점착층(15)을 통해 편광판을 부착하도록 하면 편광판측에서 무편광을 입사하는 경우의 광대역 원편광판으로 할 수 있다.

또 λ/2위상차층(13) 및 λ/4 위상차층(14)의 진상축(進相軸)은 대략 60°(60±10°)로 교차시킬 필요가 있기 때문에, 2층 있는 배향막의 배향각도는 대 략 60°(60±10°)로 교차한 상태로 한다. 그 방법은 예를 들면 러빙방향을 바꾸는 등의 방법을 이용할 수 있다.

B. 위상차층 적층체의 제조방법

본 발명의 위상차층 적층체의 제조방법은

기재를 준비하는 기재준비공정과,

상기 기재 상에 굴절률 이방성 형성능을 가진 굴절률 이방성 재료를 도포하고 굴절률 이방성 재료층을 형성하는 도포공정과,

상기 굴절률 이방성 재료층에 대해 배향처리를 실시하는 배향처리공정과,

상기 배향처리공정에서 배향처리된 굴절률 이방성 재료층의 배향을 고정화하는 배향고정화 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 위상차층 적층체의 제조방법에 의하면, 배향처리공정시에 배향방향을 비교적 자유롭게 결정할 수 있기 때문에, 위상차층의 진상축(지상축(遲相軸))의 방향이 다른 다양한 위상차층을 형성할 수 있다고 하는 이점을 갖는 것이다.

도 5는 이와 같은 본 발명의 위상차층의 제조방법의 일례를 나타낸 것이다. 이 예에서는 우선 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 투명기판(3) 상에 배향막(4)이 형성된 기재(1)를 준비한다(기재준비공정). 이어서 이 기재(1) 상에 중합성 액정재료로 이루어지는 굴절률 이방성 재료층(6)을 형성한다(도포공정). 그리고 소정의 온도조건 하에서 방치하는 것에 의해, 배향막의 배향방향을 따르도록 중합성 액정재료를 배향시킨다(배향처리공정). 이어서 포토마스크(7)를 통해 자외광 등의 활성방사선(8)을 조사하는 것에 의해 중합성 액정재료를 에너지 조사부분만 패턴형 상으로 경화시키고(도 5의 (c), 배향고정화 공정), 마지막으로 용매를 이용하여 현상하는 것에 의해 패턴형상의 위상차층(2)을 형성하는 것에 의해, 위상차층(2)이 기재(1) 상에 패턴형상으로 형성된 위상차층 적층체를 얻을 수 있다.

이하 이와 같은 본 발명의 위상차층 적층체의 제조방법에 대해 각 공정마다 상세하게 설명한다.

1. 기재준비공정

본 발명의 위상차층 적층체의 제조방법에서는 우선 기재를 준비하는 기재준비공정이 실행된다.

본 발명에서는 후술하는 배향처리공정에서의 배향방법에 의해 기재의 종류가 다르다. 즉 굴절률 이방성 형성능을 가진 굴절률 이방성 재료가 액정재료이고, 배향처리공정에서의 배향방법이 배향능을 가진 기재를 이용하는 방법의 경우는 배향능을 가진 기재를 준비할 필요가 있다. 한편 배향방법이 다른 방법인 경우는 기재는 배향능을 특별히 가질 필요는 없다.

배향능을 가진 기재에 관해서는 상기 「A. 위상차층 적층체」의 「2. 배향능을 가진 기재」 난에서 설명한 것과 같기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

한편 배향능을 요구받지 않는 경우의 기판으로서는 용도에 따라 적당히 선택되는 것이고, 통상은 투명성이 요구되는 것인 점에서 예를 들면 석영 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 합성석영판 등의 가요성이 없는 투명한 리지트재, 또는 투명수지 필름, 광학용 수지판 등의 가요성을 가진 투명한 플렉시블재를 이용할 수 있다.

2. 도포공정

다음에 상기 기재 상에 굴절률 이방성 형성능을 가진 굴절률 이방성 재료를 도포하는 도포공정이 실행된다.

(굴절률 이방성 재료)

본 발명에서 이용되는 굴절률 이방성 형성능을 가진 굴절률 이방성 재료로서는 우선 첫째로 액정재료를 들 수 있다. 이 액정재료에 관해서는 상기 「A. 위상차층 적층체」의 「1. 위상차층」난에서 설명한 것과 같기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

이와 같은 중합성 액정재료를 이용하여 굴절률 이방성 재료층을 형성하는 경우는 후술하는 배향고정화 공정에서 활성 방사선에 의해 중합시킬 필요가 있지만, 이 때 활성방사선의 종류, 예를 들면 자외광에 의한 경화의 경우는 필요에 따라 광중합 개시제를 이용할 수 있다. 이와 같은 광중합 개시제의 구체예로서는 Ciba Specialty Chemicals사제의 Irg369, Irg907, Irg184 등(상품명)을 이용할 수 있다.

액정재료 이외의 굴절률 이방성 재료로서는 분자의 배향방향이 어느 정도 갖추어진 경우에 층으로서 굴절률 이방성을 나타내는 재료를 이용할 수 있다. 이와 같은 재료로서는 일반적으로 연신에 의해 위상차층으로서 기능하는 재료이면 특별히 한정되는 것은 없고, 구체적으로는 폴리카보네이트계 고분자, 폴리아릴레이트나 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리설폰계 고분자, 폴리에테르설폰계 고분자, 폴리스틸렌계 고분자, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 고분자, 폴리비닐알콜계 고분자, 초산셀롤로스계 고분자, 폴리염화비닐계 고분자, 폴리메틸메타크릴레이트계 고분자 등의 열가 소성 폴리머 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 그 중에서도 후술하는 배향처리를 실시하는 배향처리공정에서 강한 전장이나 자장을 끼치는 것에 의해 상기 굴절률 이방성 재료를 배향시킬 수 있는, 비교적 강한 극성을 가진 재료인 것이 바람직하다. 구체적으로는 4-니트로페닐카르바메이트가 도입된 측쇄수사형 페녹시수지 등을 들 수 있다.

(도포방법)

이 도포공정에서는 예를 들면 상기한 재료를 용매 등에 용해하는 것에 의해 도공액으로 하고, 이것을 다양한 도포방법, 예를 들면 스핀코팅법, 캐스팅법, 디핑법, 바코트법, 블레이드 코트법, 롤코트법, 스프레이코트법 등을 이용하여 도포하는 것이 가능하다.

이와 같이, 용매를 이용하여 도포한 경우는 도포 후에 용매를 제거하는 건조공정을 실행할 필요가 있다.

한편 굴절률 이방성 재료 자체가 분해되는 일 없이, 또한 기재에 손상을 주지 않는 온도에서 융해하여 유동화하는 재료에 관해서는 용매를 부가하는 일 없이, 가열한 상태에서 도포하도록 해도 좋다. 이 경우의 도포방법도 상기한 것과 같다.

본 발명에서는 취급의 용이성 등의 관점에서 상기한 바와 같은 재료를 용매에 용해하여 도공액으로 하고, 이것을 도포하는 방법이 바람직하다. 본 발명에서는 특별히 상기한 바와 같이 중합성 액정재료를 이용하는 것이 바람직하고, 이것을 용매에 용해한 도공액을 이용하는 방법이 특히 바람직한 방법이라 할 수 있다.

이 때 이용할 수 있는 용매로서는 상기한 중합성 액정재료 등을 용해하는 것 이 가능한 용매이고, 또한 배향능을 가진 기재 상의 배향능을 저해하지 않는 용매이면 특별히 한정되는 것은 아니다.

구체적으로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, n-부틸벤젠, 디에틸벤젠, 테트라린 등의 탄화수소류, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 2,4-펜탄디온 등의 케톤류, 초산에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤 등의 에스테르류, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드계 용매, 클로로포름, 디클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 올소디클로로벤젠 등의 할로겐계 용매, t-부틸알콜, 디아세톤알콜, 글리세린, 모노아세틴, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브 등의 알콜류, 페놀, 파라클로로페놀 등의 페놀류 등의 1종 또는 2종 이상이 사용가능하다.

단일종의 용매를 사용하는 것뿐으로는, 중합성 액정재료 등의 용해성이 불충분하거나, 상기한 바와 같이 배향능을 가진 기판이 침식되는 경우가 있다. 그러나 2종 이상의 용매를 혼합사용하는 것에 의해 이 문제를 회피할 수 있다. 상기한 용매 중에서 단독용매로서 바람직한 것은 탄화수소계 용매와 글리콜모노에테르아세테이트계 용매이고, 혼합용매로서 바람직한 것은 에테르류 또는 케톤류와, 글리콜류와의 혼합계이다. 용액의 농도는 액정성 조성물의 용해성이나 제조성으로 하는 위 상차층의 막두께에 의존하기 때문에 일괄적으로는 규정할 수 없지만, 통상은 1~60중량%, 바람직하게는 3~40중량%의 범위에서 조정된다.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 위상차층을 기판 상에 패턴형상으로 형성하는 것이 바람직한 경우가 있다. 이 경우는 이 도포공정에서 예를 들면 잉크젯법 등의 노즐토출법을 이용하거나, 또한 그라비아인쇄 등의 인쇄법을 이용하는 것에 의해 패턴형상으로 도포하도록 해도 좋다. 이 때 고정밀 패턴을 필요로 하는 경우는 미리 기재 상에 친수성 영역과 발수성 영역으로 이루어지는 습윤성의 패턴을 형성하고, 그 친수성 영역에 패턴형상으로 도포하도록 해도 좋다.

3. 배향처리공정

다음에 본 발명에서는 기재 상에 도포되어 형성한 굴절률 이방성 재료층에 대해 배향처리를 실시하는 배향처리공정이 실행된다. 본 발명에서는 이 배향처리공정의 방법에는 배향능을 가진 기재를 이용하는 방법과, 굴절률 이방성 재료의 분자자체에 힘을 가하여 배향시키는 방법의 두 가지 방법이 포함된다. 이하 각각에 대해 설명한다.

(배향능을 가진 기재를 이용하는 방법)

본 발명에서 배향능을 가진 기재를 이용하는 방법을 배향처리공정에 이용할 수 있는 것은 상기한 액정재료를 굴절률 이방성 재료로서 이용한 경우이다.

이와 같이 배향능을 가진 기재를 이용하는 경우는 상기 도포공정에서 배향능을 가진 기재 상에 형성된 굴절률 이방성 재료, 이 경우는 액정재료를 액정상을 형성할 수 있는 온도까지 승온한 후, 기재의 배향능을 따라 배향하기까지 유지하는 것에 의해 배향이 실행된다.

이 때의 온도 및 유지시간 등에 관해서는 이용하는 액정재료 및 기재의 배향능의 능력 등에 의해 크게 변동하는 것이고, 액정재료 및 배향능을 가진 기재에 의해 적당히 설정되어 실행되는 것이다.

또 이 때 투명기판 상에 배향막을 형성하여 이루어지는 배향능을 가진 기재를 이용하면, 배향방법, 즉 위상차층의 진상축(지상축) 방향의 선택의 폭을 넓힐 수 있기 때문에 바람직한 점, 및 배향막을 이용한 경우는 배향방향을 패턴형상으로 형성할 수 있는 점에 관해서는 상기 「A. 위상차층 적층체」의 「2. 배향능을 가진 기재」난에서 설명한 것과 같다.

(분자 자체에 힘을 부가하여 배향시키는 방법)

본 발명에서는 배향능을 갖는 기재를 이용하는 방법 이외에, 분자 자체에 힘을 가하여 배향시키는 방법에 의해 굴절률 이방성 형성능을 가진 굴절률 이방성 재료를 배향시킬 수 있다.

이와 같이 분자 자체에 힘을 가하여 배향시키는 방법으로서는 상기 도포공정에서 기재 상에 형성된 굴절률 이방성 재료가 그 분자가 층내에서 이동가능한 온도, 적어도 Tg를 넘는 온도까지 승온한 후, 분자 자체에 힘을 가하여 소정의 방향으로 배향시키는 방법이다.

이와 같이 힘을 가하는 방법으로서는 예를 들면 강력한 정전장을 가하는 방법이나 강력한 자장을 가하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 배향능을 가진 기재를 이용하는 방법에서는 굴절률 이방성 재료로서는 액정재료만 이용할 수 있었지만, 본 방법에서는 액정재료에 한하지 않고 굴절률 이방성 형성능을 가진 재료이면 어떤 재료라도 이용할 수 있다.

예를 들면 분자 자체에 힘을 가하는 방법으로서 정전장을 이용하는 경우는 정전장에 의해 힘을 받는 분자구조를 갖는 굴절률 이방성 재료를 이용하면 좋고, 구체적으로는 극성을 가진 재료를 이용할 수 있다. 또 마찬가지로 자장을 이용하는 경우도 자장에 의해 힘을 받는 분자구조를 갖는 굴절률 이방성 재료를 이용하면 좋고, 이 경우도 마찬가지로 극성을 갖는 재료를 이용할 수 있다. 또 이 경우 극성을 갖는 재료로서는 굴절률 이방성을 갖는 재료일 필요가 있지만, 고분자 재료에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 중합성 모노머나 중합성 올리고머 등이어도 좋다. 전장이나 자장 등에서 배향한 상태에서 예를 들면 활성 방사선을 조사하여 중합시키는 등의 방법에 의해 굴절률 이방성 재료가 되는 것이면 좋기 때문이다.

본 발명에 의하면 예를 들면 정전장의 위치나 자장의 위치를 제어하는 것에 의해, 용이하게 배향방향, 즉 위상차층의 진상축(지상축) 방향을 용이하게 변화시키는 것이 가능하게 된다. 따라서 어떤 방향으로도 배향시키는 것이 가능한 점에서 얻을 수 있는 위상차층 적층체의 용도범위는 극히 넓은 것이 되는 이점을 갖는 것이다.

4. 배향고정화 공정

본 발명에서는 상기한 배향처리가 실행된 굴절률 이방성 재료층에 대해 얻을 수 있는 배향을 고정화하기 위한 배향고정화 공정이 실행된다.

이 배향고정화 공정은 배향처리공정을 계속하면서 실행해도 좋고, 또 배향처 리공정을 종료시킨 후에 실행하도록 해도 좋다. 예를 들면 상기 배향처리공정이 정전장을 이용하는 방법인 경우는 정전장을 부가하면서 배향고정화 공정, 이 경우는 온도의 저하 등을 실행하도록 해도 좋은 것이다.

본 발명에서 배향고정화 공정은 이용되는 굴절률 이방성 재료에 의해 다른 방법에 의해 실행된다. 구체적으로는 굴절률 이방성 재료가 중합성의 재료인 경우와, 중합성을 갖지 않는 고분자 재료인 경우로 나뉜다. 이하 굴절률 이방성 재료가 중합성 재료인 경우와, 중합성을 갖지 않은 고분자 재료인 경우로 나누어 설명한다.

(중합성 재료)

본 발명에서는 상기한 바와 같이 굴절률 이방성 재료로서는 중합성 액정모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정 고분자 등의 중합성 액정재료를 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 중합성 액정재료를 이용한 경우의 배향고정화 공정은 배향능을 갖는 기재 상에 형성된 중합성 액정재료로 이루어지는 굴절률 이방성 재료층에 대해 중합을 활성화하는 활성방사선을 조사하는 공정으로 이루어진다.

본 발명에서 말하는 활성방사선이란 중합성의 재료에 대해 중합을 일으키는 능력이 있는 방사선을 말하고, 필요하다면 중합성 재료 내에 중합개시제가 포함되어 있어도 좋다.

본 발명에서는 중합개시제가 자외선(UV)으로 래디컬을 발생하고, 중합성 액정재료가 래디컬 중합하는 중합성 액정재료에 대해 자외선(UV)을 활성방사선으로서 조사하는 방법이 바람직한 방법이라 할 수 있다. 활성방사선으로서 UV를 이용하는 방법은 이미 확립된 기술인 점에서, 이용하는 중합개시제를 포함하여 본 발명의 응용이 용이하기 때문이다.

이와 같은 활성조사선의 조사에 의한 배향고정화 공정은 상기한 배향처리 공정에서의 처리온도, 즉 중합성 액정재료가 액정상이 되는 온도조건으로 실행해도 좋고, 또 액정상이 되는 온도보다 낮은 온도로 실행해도 좋다. 일단 액정상이 된 중합성 액정재료는 그 후 온도를 저하시켜도 배향상태가 급하게 흐트러지는 일은 없기 때문이다.

또 중합재료로서는 상기한 바와 같이 액정성을 갖지 않은 통상의 중합성 재료를 이용하는 경우도 있지만, 이와 같은 경우도 마찬가지로 배향고정화 공정을 실행할 수 있다.

(중합성을 갖지 않은 고분자 재료)

굴절률 이방성 형성능을 가진 굴절률 이방성 재료가 중합성을 갖지 않은 고분자 재료인 경우란 액정재료로서는 상기 중합성 액정재료 이외의 중합성을 갖지 않은 일반적인 액정고분자를 들 수 있다.

이와 같은 액정고분자를 이용한 경우의 배향고정화 공정은 온도를 액정상이 되는 온도로부터 고상이 되는 온도로 저하시키는 공정이다. 상기 배향처리공정에서 배향처리를 실행하는 것에 의해 액정고분자는 배향능을 갖는 기재의 배향을 따른 네마틱 규칙성을 갖는 액정상이 된다. 그리고 이 상태에서 온도를 유리상태가 되는 온도로 하는 것에 의해 전체적으로 굴절률 이방성을 가진 위상차층으로 할 수 있는 것이다.

한편 상기한 배향처리공정에서 분자 자체에 힘을 가하여 배향시키는 방법을 이용한 경우도 마찬가지로, 배향상태에서 온도를 저하시키는 것에 의해 분자가 배향한 상태에서 고정화시킬 수 있다. 이것에 의해 전체적으로 굴절률 이방성을 가진 위상차층으로 할 수 있다. 이 경우의 온도저하는 구체적으로는 Tg 이하의 온도까지 저하시키는 것이 바람직하다.

(위상차층의 패터닝)

본 발명에서는 상기한 바와 같이 기재 상에 형성되는 위상차층이 패터닝되어 있는 것이 이용하는 용도에 따라서는 필요하게 되는 경우가 있다. 이와 같은 패터닝은 상기한 바와 같이 상기 도포공정에서도 실행할 수 있지만, 패턴 정밀도 등의 면에서 이 배향고정화 공정에서 실행하는 것이 바람직하다.

즉 상기한 중합성 재료를 이용한 경우는 활성방사선을 패턴형상으로 조사하고, 패턴형상으로 중합부위를 형성한 후, 용매 등을 이용하여 현상하는 현상공정을 실행하는 것에 의해 위상차층의 패터닝을 용이하게 실행할 수 있는 것이다.

그래서 현상시에 이용할 수 있는 용매로서는 예를 들면 아세톤, 초산-3-메톡시부틸, 디그라임(Diglyme), 시클로헥사논, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 염화 메틸렌, 메틸에틸케톤 등을 들 수 있다.

이와 같은 활성 방사선을 패턴형상으로 조사하는 방법으로서는 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이, 포토마스크를 이용하는 방법이 적합하게 이용되는데, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 활성 방사선을 레이저광으로 하는 것에 의해 묘화조사를 실행하도록 해도 좋다.

본 발명에서는 이와 같이 그 후 용매 등을 이용하여 현상이 실행되는 경우는 상기 활성방사선을 이용한 경화시에는 경화된 부분의 중합성 액정재료가 85% 이상 경화된 상태까지 경화시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해 그 후의 용매에 의한 현상시에 경화부분의 광학적 특성이 열화되거나, 팽윤되거나 하는 것을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

한편 중합성을 갖지 않은 재료를 이용한 경우의 패터닝 방법으로서는 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피법에 의해 실행할 수 있다.

5. 기타

본 발명에서는 상기 배향고정화 공정을 실행하는 것에 의해 기재 상에 위상차층이 형성된 위상차층 적층체를 얻을 수 있는 것이지만, 또 필요에 따라 보호층 등의 다른 기능층을 형성하도록 해도 좋다.

또 기타 본 발명의 위상차층 적층체를 λ/4 위상차층으로 한 경우는 이것에 점착층을 사이에 두고 편광판을 접합시킨 공정이 포함되어 있어도 좋다. 이것에 의해 원편광판을 제조할 수 있다.

또 본 발명에서는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 위상차층을 2층 이상 적층한 위상차층 적층체여도 좋은 점에서, 상기한 도포공정, 배향처리공정, 배향고정화 공정을 2회 이상 반복하는 것이어도 좋다. 또 도 6 및 도 7에 나타낸 예와 같이, 배향처리가 배향막을 이용하여 실행되는 경우는 배향고정화 공정 후에 배향막 형성공정을 실행하는 것이 바람직하다.

C. 액정표시장치

본 발명의 액정표시장치는 상기 「A. 위상차층 적층체」에서 설명한 위상차층 적층체를 이용한 것에 특징을 갖는 것이고, 특히 위상차층이 기재 상에 패턴형상으로 형성된 위상차층 적층체를 이용한 액정표시장치가 바람직한 형태라 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 중합성 액정재료, 특히 중합성 액정모노머를 이용한 위상차층 적층체는 배향고정화 공정에서 예를 들면 포토마스크를 이용한 활성방사선의 패턴 조사를 실행하는 것에 의해 고정밀 패턴을 갖는 위상차층이 기재 상에 형성된 위상차층 적층체를 용이하게 형성할 수 있는 것이고, 이와 같은 고정밀 위상차층의 패턴을 갖는 위상차층 적층체를 끼워넣은 액정표시장치는 지금까지 없는 고품질의 것으로 할 수 있기 때문이다.

이와 같은 액정표시장치의 예로서는 예를 들면 일본 특개평 9-304740호 공보에 기재된 3차원 액정표시장치를 들 수 있고, 이 장치의 액정표시 패널의 전면에 스트라이프 형상으로 설치되는 위상차판에 상기한 패턴형상으로 위상차층이 기재 상에 형성된 위상차층 적층체를 이용한 예를 들 수 있다.

또 다른 예로서는 예를 들면 일본 특개평 8-234205호 공보에 기재된 투사형 표시장치를 들 수 있고, 이 투사형 표시장치의 패턴형상으로 형성된 λ/2 위상차판에 상기한 패턴형상으로 위상차층이 기재 상에 형성된 위상차층 적층체를 이용하는 예를 들 수 있다.

또 다른 바람직한 실시형태로서 도 8~10에 나타낸 바와 같은, 액정층(52)을 포함하고, 또한 다수의 화소를 구성하는 복수의 단위 셀(54)로 이루어지고, 액정층(52)의 표면에서의 액정분자가 각 단위 셀(54) 내에서 복수의 다른 다이렉터 방향(도 10의 화살표 방향)을 갖도록 배향된 액정표시소자(56)와, 각 단위 셀(54)에서의 액정분자의 다이렉터 방향에 대응하여 복수(본 실시형태의 예에서는 4개)의 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)으로 분할되고, 또한 상기 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)마다 액정성 물질이 배향규제되어 고화되어 이루어지고, 액정표시소자(56)의 두께방향의 양쪽에 배치된 위상차층(위상차 광학소자)(60)을 구비한 액정표시장치(50)를 들 수 있다.

액정표시소자(56)는 MVA방식으로 도 9에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 배향막(62, 63) 사이에 액정층(52)이 시일되어 있다. 또 도면 중의 부호 '66'은 투명전극, 부호 '68'은 투명기재, 부호 '70'은 편광판이다.

또 도 10에 나타낸 바와 같이 액정층(52)의 표면에서의 액정분자는 대응하는 각 단위셀(54)의 중심에 대해 대칭적인 다이렉터 방향을 갖도록 배향되어 있다. 구체적으로는 도 9에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 배향막(62)의 각 단위셀(54) 중심에 대응하는 위치에는 반구형상으로 돌출된 리브(62A)가 형성되어 있고, 액정층(52)의 표면에서의 액정분자는 리브(62A)에서 방사형상으로 돌출되는 형태로 경사져 있다.

위상차층(56)의 4개의 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)은 대응하는 각 단위 셀(54)을 그 중심 주위로 등각도 간격으로 복수(본 실시형태의 예에서는 4개)로 분할하는 형태이고, 각 단위 셀(54)마다 4개씩 형성되어 있고, 이들 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)마다 액정성 물질이 분할배향되고, 또한 고화된 구성으로 되어 있다.

이와 같이, 액정층(52)의 액정분자의 다이렉터 방향에 대응하여 위상차층(60)의 분자를 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)마다 배향하는 것에 의해 종래보다도 정밀하고 다양한 광학보상이 가능하게 되고, 시각의존성의 문제를 대폭 개선하여 고품위 화상표시를 실현할 수 있다.

보상배향 영역마다 액정성 물질을 분할배향하여 고화하는 방법으로서는 상기한 바와 같이, 네마틱 규칙성을 갖는 액정성 물질을 기판상에 코팅하여 정전장 또는 자장으로 소정의 방향으로 배향시키고, 포토마스크를 이용하여 자외선 등을 조사하여 고화시키는 공정을 각 보상배향영역마다 반복해도 좋고, 마스크러빙법에 의해 각 보상배향영역마다 배향방향이 다르도록 가공한 배향막을 준비하고, 이 배향막 위에 액정성 물질을 코팅하여 배향시킨 상태에서 고화시켜도 좋다.

또 이 실시형태의 예에서는 액정층(52) 표면에서의 액정분자는 대응하는 각 단위셀(54)의 중심에 대해 대칭적인 다이렉터 방향을 갖도록 배향되어 있는데, 도 11에 나타낸 바와 같이, 액정표시소자(56)를 각 단위 셀(54)마다 복수(본 실시형태의 예에서는 4개)의 표시배향영역(72A, 72B, 72C, 72D)으로 분할하고, 또한 액정층(52)의 표면에서의 액정분자를 표시배향영역(72A, 72B, 72C, 72D)마다 배향하고, 표시배향영역(72A, 72B, 72C, 72D)마다 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)을 형성해도 좋다.

표시배향영역(72A, 72B, 72C, 72D)마다 배향방향이 다르게 배향막(59)을 배 향처리하는 방법으로서는 사각추형의 리브를 이용하는 것 이외에, 공지된 광배향막법 등을 이용할 수도 있다.

이와 같이 각 표시배향영역마다 액정분자의 배향에 대응하여 위상차층의 분자를 보상배향영역마다 배향하는 것에 의해 한층 정밀한 광학보상을 실현할 수 있다.

또 상기 실시형태의 예에서는 액정표시소자(56)의 각 단위셀(54)은 4개의 표시배향영역으로 분할되어 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 삼각기둥, 삼각추의 리브를 배향막에 형성하여 액정표시소자를 단위 셀마다 2 또는 3의 표시배향영역으로 분할해도 좋고, 오각 이상의 다각추의 리브를 배향막에 형성하여 5 이상의 표시배향영역으로 분할해도 좋다. 이 경우도 표시품위를 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.

또 상기 반구형상의 리브(62A)는 액정표시소자를 단위 셀마다, 소위 무한의 표시배향영역으로 분할한 것이다.

마찬가지로 위상차층을 단위셀마다 2 또는 3의 보상배향영역으로 분할해도 좋고, 5 이상의 보상배향영역으로 분할해도 좋다.

또 상기 실시형태의 예에서는 액정표시소자(56)의 단위셀(54)의 4개의 표시배향영역(72A, 72B, 72C, 72D)에 대응하여 위상차층(60)의 보상배향영역(58A, 58B, 58C, 58D)이 일대일로 설치되어 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 단위 셀의 하나의 표시배향영역에 대해 광학보상소자의 보상배향영역을 복수 설치해도 좋다. 이와 같이 하여 한층 정밀하고 다양한 광학보상을 실현할 수 있다.

또 상기 실시형태의 예에서는 위상차층(60)은 액정표시소자(56)의 두께방향의 양쪽에 배치되어 있는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 광학보상의 형태에 의해 액정표시소자의 두께방향의 한쪽에만 위상차층을 배치해도 좋다.

또 상기 실시형태의 예에서는 액정표시소자(56)는 MVA방식인데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 PVA방식 등의 다른 VA방식 이외에, TN방식, STN방식, IPS방식, OCB방식 및 ECB방식 등의 액정표시소자에 대해서도 본 발명은 당연히 적용가능하다.

또 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이고, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 같은 작용효과를 나타내는 것은 어떤 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

예를 들면 상기 [A. 위상차층 적층체]의 설명에서 위상차층에 이용되는 재료로서, 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료로 했는데, 본 발명에서는 콜레스테릭상이 되지 않는 액정재료이면 특별한 문제없이 이용되는 것인 점에서, 예를 들면 이것이 스멕틱(Smectic)상을 형성할 수 있는 액정재료여도 본 발명에 포함되는 것이다.

[실시예]

이하에 실시예를 나타내고 본 발명을 추가로 설명한다.

양단에 중합가능한 아크릴레이트를 갖고, 또한 중앙부의 메소겐과 상기 아크릴레이트와의 사이에 스페이서를 갖는 액정 아이소트로픽 전이온도(액정이 아이소 트로픽상이 되는 온도)가 100℃인 중합성 액정모노머를 용해시킨 톨루엔 용액을 조제했다. 또 상기 톨루엔 용액에는 상기 모노머 분자에 대해 5중량%의 광중합 개시제(Ciba Specialty Chemicals사제의 Irg184)를 첨가했다.

한편 유리기판 상에 폴리이미드를 도포하여 성막하고, 일정방향으로 러빙처리를 실시하는 것에 의해 배향막을 형성했다.

그리고 이와 같은 배향막부착 유리기판을 스핀코터에 세팅하고, 배향막 상에 상기 톨루엔 용액을 5㎛ 정도의 막두께로 스핀코팅했다.

다음에 80℃에서 1분간 가열하고, 상기 톨루엔 용액 중의 톨루엔을 증발시킨 후, 배향막 상에 형성된 액정막(미경화 상태의 액정막)이 네마틱상을 나타내는 것을 확인했다.

그리고 소정의 패턴의 개구부를 갖는 포토마스크를 통해 상기 미경화 상태의 네마틱 액정막에 자외선 조사장치에 의해 100mJ/㎠의 조사선으로 자외선을 조사했다. 또 이 때 자외선의 조사량은 네마틱 액정막 중의 자외선이 조사된 부분이 90% 이상 중합(경화)된 상태가 되도록 설정했다.

그 후 이와 같이 하여 네마틱 액정막이 형성된 배향막 부착의 유리기판을 아세톤 중에 침지시켜 1분간 요동시키는 것에 의해 네마틱 액정막 중 미경화부분을 제거했다.

최종적으로 아세톤 중에서 상기 유리기판을 취출하고, 건조시킨 바, 자외선이 조사된 부분에만 소망하는 패턴의 네마틱 액정막이 형성되고, 그 이외의 부분에는 배향막이 노출된 패턴형상으로 위상차층이 형성된 위상차 적층체가 제조되었다.

또 이 실시예에서 형성된 네마틱 액정막은 거의 균일한 막두께(1.5㎛)를 갖고, 형성된 패턴도 매우 정밀도가 높은 것이었다.

본 발명에 의하면 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료를 패턴형상의 위상차층에 이용하는 것이기 때문에, 이용하는 액정재료의 종류 및 배향능을 갖는 기재를 선택하는 것에 의해 용이하게 배향방향을 결정하는 것이 가능하고, 다양한 광학소자에 응용하는 것이 가능한 위상차층 적층체를 제공할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

Claims

배향능을 갖는 기재와, 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 2종류 이상의 영역을 구성하도록 상기 기재 상에 패턴형상으로 형성된 위상차층을 가지고, 상기 2종류 이상의 영역에서의 액정재료는 위상차층 면내에서 서로 다른 굴절율 이방성의 방향을 가지고, 또한 그 상태에서 배향이 고정되는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료는 중합성 액정모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 1종류를 중합시켜 배향을 고정화하여 형성된 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체.
제 1 항에 있어서,

상기 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료는 중합성 액정 모노머를 중합시켜 배향을 고정화하여 형성된 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배향능을 가진 기재는 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체.
제 4 항에 있어서,

상기 배향막이 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어진 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성이 이 배향막의 복수의 배향방향을 따르도록 배향을 고정화하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배향능을 가진 기재는 연신 필름인 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체.
기재를 준비하는 기재준비공정과,

상기 기재 상에 굴절률 이방성 형성능을 갖는 굴절률 이방성 재료를 도포하고, 굴절률 이방성 재료층을 형성하는 도포공정과,

상기 굴절률 이방성 재료층에 대해, 배향방향이 배향면내에서 서로 다른 2종류 이상의 영역으로 이루어지는 패턴형상으로 하는 배향처리를 실시하는 배향처리공정과,

상기 배향처리공정에서 배향처리된 굴절률 이방성 재료층의 배향을 고정화하는 배향고정화 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 기재는 배향능을 가진 기재이고,

상기 굴절률 이방성 재료는 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료이고,

상기 배향처리공정은 상기 액정재료가 액정상이 되는 온도로 상기 굴절률 이방성 재료층을 유지하는 공정인 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 액정재료는 중합성 액정모노머, 중합성 액정올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 하나를 갖는 재료이고,

상기 배향고정화 공정은 상기 중합성 액정 모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 하나를 갖는 재료를 중합시키는 활성방사선을 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 액정재료가 중합성 액정모노머인 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 활성 방사선 조사공정은 패턴형상으로 활성 방사선을 조사하는 공정이고,

상기 패턴형상으로 활성방사선을 조사하는 공정 후, 미중합부분의 액정재료를 현상하는 현상공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배향능을 가진 기재는 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 11 항에 있어서,

상기 배향능을 가진 기재는 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 배향막이 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어지는 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성은 상기 배향막의 복수의 배향방향을 따르도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

상기 배향막이 적어도 2종류의 다른 방향에 배향된 부분으로 이루어진 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성이 상기 배향막의 복수의 배향방향을 따르도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배향능을 갖는 기재는 연신 필름인 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
제 11 항에 있어서,

상기 배향능을 갖는 기재는 연신 필름인 것을 특징으로 하는 위상차층 적층체의 제조방법.
배향능을 가진 기재와, 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 2종류 이상의 영역을 구성하도록 상기 기재 상에 패턴형상으로 형성된 위상차층을 가지고, 상기 2종류 이상의 영역에서의 액정재료는 위상차층 면내에서 서로 다른 굴절율 이방성의 방향을 가지고, 또한 그 상태에서 배향이 고정되는 위상차층 적층체를 이용한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 18 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료는 중합성 액정 모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정고분자의 적어도 1종류를 중합시켜 배향을 고정화하여 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 18 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료는 중합성 액정 모노머를 중합시켜 배향을 고정화하여 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 배향능을 갖는 기재는 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 21 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 배향막은 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어진 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성은 상기 배향막의 복수의 배향방향을 따르도록 배향을 고정화하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 배향능을 갖는 기재는 연신 필름인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
액정층을 포함하고, 또한 다수의 화소를 구성하는 복수의 단위 셀로 이루어지고, 상기 액정층 표면에서의 액정분자가 상기 각 단위셀 내에서 소정의 복수의 다른 다이렉터 방향으로 배향될 수 있는 액정표시소자, 및

상기 각 단위 셀에서의 상기 액정분자의 다이렉터의 방향에 대응하여 복수의 보상배향영역으로 분할되고, 또한 상기 보상배향영역마다 액정성 물질이 배향규제되어 패턴형상으로 고화되어 이루어지고, 상기 액정표시소자의 두께방향의 적어도 한쪽에 배치된 위상차 광학소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 24 항에 있어서,

상기 액정표시소자는 상기 각 단위셀이 복수의 표시배향영역으로 분할되고, 또한 상기 액정층의 표면에서의 액정분자가 상기 표시배향영역마다 다른 다이렉터 방향을 갖도록 배향되고, 또한 상기 표시배향영역에 대응하여 상기 위상차 광학소자의 보상배향영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 25 항에 있어서,

상기 단위셀의 하나의 상기 표시배향영역에 대해 상기 위상차 광학소자의 상기 보상배향영역이 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,

상기 액정표시소자의 표시배향영역은 대응하는 상기 각 단위 셀을 그 중심주위에 등각도 간격으로 적어도 4 이상으로 분할하는 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 24 항에 있어서,

상기 액정표시소자는 상기 액정층의 표면에서의 액정분자가 대응하는 상기 단위셀의 중심에 대해 대칭적인 다이렉터 방향을 갖도록 배향된 것을 특징으로 하 는 액정표시장치.
제 27 항에 있어서,

상기 위상차 광학소자의 보상배향영역은 대응하는 상기 단위셀을 그 중심주위에 등각도 간격으로 4이상으로 분할하는 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 28 항에 있어서,

상기 위상차 광학소자의 보상배향영역은 대응하는 상기 단위셀을 그 중심주위에 등각도 간격으로 4 이상으로 분할하는 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 29 항에 있어서,

상기 위상차 광학소자는 상기 대응하는 상기 단위셀의 중심 주위에 180°대향하여 형성되어 있는 한쌍의 상기 보상배향영역에서의 배향방향이 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 24 항 내지 제 26 항, 제 28 항, 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액정표시소자의 구동방식은 TN방식, STN방식, VA방식, MVA방식, PVA방식, IPS방식, OCB방식 및 ECB방식 중 어느 하나의 방식인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 24 항 내지 제 26 항, 제 28 항, 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위상차 광학소자는 배향능을 가진 기재와, 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료가 2종류 이상의 영역을 구성하도록 패턴 형상으로 형성된 위상차층을 가지고, 상기 2종류 이상의 영역에서의 액정재료는 위상차층 면내에서 서로 다른 굴절률 이방성의 방향을 가지고, 또한 그 상태에서 배향이 고정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 33 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료는 중합성 액정모노머, 중합성 액정 올리고머 및 중합성 액정 고분자의 적어도 1종류를 중합시켜 배향을 고정화하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 33 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 네마틱상을 형성할 수 있는 액정재료는 중합성 액정 모노머를 중합시켜 배향을 고정화하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 33 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 배향능을 가진 기재는 투명기판 상에 배향막이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 액정표시장치.
제 36 항에 잇어서,

상기 위상차 적층체의 배향막은 적어도 2종류의 다른 방향으로 배향된 부분으로 이루어지는 패턴을 갖고, 상기 배향막 상의 상기 액정재료의 굴절률 이방성은 상기 배향막의 복수의 배향방향을 따르도록 배향을 고정화하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 33 항에 있어서,

상기 위상차 적층체의 배향능을 갖는 기재는 연신 필름인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.