KR19980079983A - 액정 광학 소자 및 이를 구비한 액정 장치 - Google Patents

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Abstract

액정층; 및 상기 액정층과 접촉되고, 제1 반응성 메소겐과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로부터 형성된 적어도 하나의 정렬층을 포함하는 광학 소자가 개시되어 있다. 제1 및 제2 반응성 메소겐은 각각 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 포함하며, 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 제1 반응성 메소겐의 그것보다 적다. 혼합물 내 제1 반응성 메소겐에 대한 제2 반응성 메소겐의 비율은 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록 결정된다.

Description

액정 광학 소자 및 이를 구비한 액정 장치
본 발명은 액정 광학 소자 및 이를 구비한 액정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정층 및 상기 액정층 내의 인접한 액정 분자들의 정렬 및 경사각 제어를 위한 적어도 하나의 정렬층을 포함하는 액정 광학 소자에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 그러나 배타적인 것은 아니지만, 액티브 액정 장치, 즉 광학 성질을 변화시키도록 장(field) 스위칭이 가능한 액정층을 구비한 액정 장치에 관한 것이다.
액정층 내의 인접 액정 분자들의 정렬 및 예비 경사각을 제어하기 위한 러빙(rubbing)된 정렬층을 제공하는 것은 널리 알려진 사실이다. 그러나, 예비 경사각의 제어는 액정층과 정렬층의 특정 조합의 사용을 필요로 하며, 이러한 방법으로 매우 높은 예비 경사각을 제어 가능하게 달성하는 것은 어렵다.
액정층과 접촉된 정렬층의 러빙을 필요로 하지 않는 많은 다른 방법들 또한 제안되어 왔다.
EP-A-0689084는 다수의 정렬층을 구비한 액정 장치를 개시하고 있다. 한 정렬층은 단량체(monomer)의 이방성 중합을 실시하기 위해 선형 편광된 광을 사용하여 처리된 광 지향 중합체 망(PPN) 층이다. 또 하나의 정렬층은 디아크릴레이트 액정 단량체들의 광 경화 혼합물로 구성되어 있다. 이러한 혼합물의 사용은 액정층이 실온에서 생성될 수 있도록 하는 과냉각 가능 네마틱 혼합물을 제고하는 것이다. 이러한 정렬층은 용매 중에서 광개시제로 디아크릴레이트 액정 단량체들을 분해하고 스핀 코딩에 의해 혼합물을 미리 생성된 러빙된 하부 졍렬층에 도포함으로써 형성된다. 그 다음, 하부 정렬층에 의해 액정 단량체 분자들에 전달된 방향을 고정시키기 위한 광 경화 공정이 실시된다. 그러나, 이 발명에는 정렬층 중 어느 하나에 의해 생기는 경사각의 제어에 관한 가르침이 없다.
EP-A-0506175는 비반응성 액정 재료가 분산된 방향성 중합체 망으로 이루어진 정렬층을 제공한다. 이 정렬층은 반응성 액정 재료와 비반응성 액정 재료의 혼합물로부터 형성된다. 그러나, 이 발명에는 정렬층에 의해 생기는 경사각의 제어에 관한 가르침이 없다.
US-A-5528401은 정렬층에 의해 생기는 경사각의 제어에 관한 것이다. 정렬층을 이루는 재료는 액정 재료와 중합화 재료를 포함한다. 경사각은 액정 분자들의 경사각을 제어하기 위해 전장 또는 자장을 인가하면서 중합 가능한 재료를 중합함으로써 제어된다.
M. Schadt et al, Nature, Vol. 381 16 May 1996, pages 212 to 215에는 PPN 기술의 변형이 개시되어 있는데, 예비 경사각 제어를 가능케하기 위하여, 쿠마린 부분을 포함하는 새로운 광 예비 중합체 분자들이 사용된다. 이러한 광 예비 중합체 분자들은 분자의 한 단부에 있는 중합 가능 부분에서 중합될 뿐만 아니라, 쿠마린 부분의 피론 링에서 다양한 구조로 함께 융합됨으로써 가교 결합된다. 그러나, 이 기술은 특수한 단량체를 사용해야 하며, 또한 가교 결합용 UV 입사광에 대한 방향 제어를 필요로 한다.
EP-A-0467456에는 인접 액정층 내 액정 분자들의 예비 경사각은 폴리이미드 정렬층이 형성된 유기 기판상에 스핀 형성된 액정 보조 정렬층의 두께를 제어함으로써 제어될 수 있다는 것이 개시되어 있다. 보조 정렬층은 디아크릴레이트 액정 단량체, 광개시제, 및 보조 정렬층의 노출면을 향하고 있는 지방족 화합물 체인과 같은 계면 활성 그룹을 가진 액정 재료를 포함하고 있다. 이것은 인접한 액티브 액정층 내 액정 분자들에 대해 상대적으로 높은 예비 경사각(즉, 정렬층의 평면에 대한 상대적으로 높은 각도)이 달성될 수 있도록 한다. 그러나, 예비 경사각의 제어는 스펀 층의 두께에 대한 정확한 제어를 필요로 하며, 이것은 어렵다.
몇몇 경우에 있어서, 액티브 액정층의 분자들을 수직한 분자 장축을 가진 표면상에 정렬하는 것이 바람직하다(소위 유사 방향(homeotropic) 정렬). L. M. Blinov et al in Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials, Springer Verlag, New York Inc - Chapter 3, 1994에는 일반 액정 재료들의 유사 방향 정렬을 이루는 방법들이 개시되어 있다.
몇몇 경우에 있어서, 유사 방향(90도) 정렬과 다른 근소한 경사(대개 1-10도)를 이루는 것이 바람직하다. 경사 편이된(tilted-off) 유사 방향 정렬 및 네가티브 유전성 비등방 액정 혼합물을 사용한 염색 게스트-호스트 디스플레이는 다소 향상된 다중성 및 휘도를 포함한 다수의 매력적인 특징을 갖고 있다. 이러한 경사 편이 유사 방향 정렬은 유리 기판상에 실리콘 산화물층을 경사 증착함으로써 이루어질 수 있지만(T. Uchida et al, Japanese journal of Applied Physics, Vol. 19, No. 11, November 1980, pp 2127-2136, T. Uchida et al, IEEE Transactions on Electronic Devices, Vol. Ed-26, No. 9, September 1979, pp 1337-1374, T. J. Scheffer, Phil. Trans. R. Soc. Lond., A 309, 189-201 (1983), and US 4635051 참조), 이것은 특수 장비를 필요로 하며, 큰 영역상에 경사 편이 유사 방향 정렬을 재현성있게 달성할 수 있는 믿을 만한 방법이 없다.
본 발명의 목적은 광범위한 응용을 위해 간단하고 적합하며 종래의 액정 장치 제조 기술을 사용하기에도 편리한 방식으로 경사 편이 유사 방향 정렬 각도를 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 광학 소자는 액정층; 및 액정층과 접촉된 적어도 하나의 제1 정렬층을 포함하는데, 적어도 하나의 제1 정렬층은 제1 반응성 메소겐과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로부터 형성된다. 제1 및 제2 반응성 메소겐 각각은 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 갖고 있으며, 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 제1 반응성 메소겐의 기능 그룹 수보다 적다. 혼합물에서 제1 반응성 메소겐에 대한 제2 반응성 메소겐의 비는 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록 결정된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 반응성 메소겐은 각 단부에 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비한 액정 분자이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응성 메소겐은 한 단부에만 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비한 액정 분자이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응성 메소겐은 한 단부에만 단일 중합 가능 기능 그룹을 구비한 액정 분자이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 및 제2 반응성 메소겐의 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹은 아크릴레이트 그룹, 메타아크릴레이트 그룹, 비닐 에테르 그룹 및 에폭시 그룹으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 및 제2 반응성 메소겐의 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹은 아크릴레이트 그룹이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 반응성 메소겐은 디아크릴레이트이며, 제2 반응성 메소겐은 모노아크릴레이트이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응성 메소겐의 비는 실질적으로 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 0 중량 %보다 높은 값에서 40 중량 % 이하까지이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응성 메소겐의 비는 실질적으로 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 5 중량 %보다 높은 값에서 40 중량 % 이하까지이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응성 메소겐의 비는 실질적으로 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 10 중량 % 이상에서 30 중량 % 이하까지이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응성 메소겐의 비는 실질적으로 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 20 중량 % 이상에서 30 중량 % 이하까지이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 액정 표시 장치는 액정층을 포함하는 광학 소자; 및 상기 액정층에 접촉된 적어도 하나의 정렬층을 포함하되, 상기 적어도 하나의 정렬층은 제1 반응성 메소겐과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로부터 형성된다. 제1 및 제2 반응성 메소겐 각각은 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 갖고 있으며, 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 제1 반응성 메소겐의 그것보다 적다. 혼합물에서 제1 반응성 메소겐에 대한 제2 반응성 메소겐의 비는 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각이 제공되도록 결정된다. 액정 표시 장치는 한 쌍의 전극을 포함하는데, 이들은 이들 사이에 삽입된 액정층과 서로 대향 배치되어 있다. 액정층은 액티브 층이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 표시 장치는 액정층; 및 액정층의 대향측들 상에 배치된 정렬층들을 포함하되, 상기 정렬층들 중 적어도 하나는 제1 반응성 메소겐과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로 형성되어 있으며, 또한 상기 액정 표시 장치는 한 쌍의 전극을 포함하되, 이들은 이들 사이에 삽입된 액정층과 서로 대향 배치되어 있다. 제1 및 제2 반응성 메소겐 각각은 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 갖고 있으며, 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 제1 반응성 메소겐의 그것보다 적다. 제1 반응성 메소겐에 대한 제2 반응성 메소겐의 비는 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록 결정된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광학 소자를 제조하기 위한 방법은 (i) 제1 반응성 메소겐과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로부터 하나의 층을 형성하는 단계; (ii) 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐을 중합하여 정렬층을 형성하는 단계; 및 (iii) 상기 정렬층상에 액정층을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 반응성 메소겐 각각은 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 갖고 있으며, 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 제1 반응성 메소겐의 그것보다 적다. 단계 (i)은 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록 혼합물 내 제1 반응성 메소겐에 대한 제2 반응성 메소겐의 비를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 단계 (i)은 (a) 기판상에 제2 정렬층을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 하부 정렬층상에 제1 및 제2 반응성 메소겐의 혼합물을 제공하여 혼합물 층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 단계 (i)은 상기 혼합물을 희석액과 함께 사용하여 수행된다.
본 발명의 일 실시예에서, 희석액은 제1 및 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물의 중량비 당 약 5 내지 20 비율의 양이 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학 소자는 기판 상에 제공된 제2 정렬층을 더 포함하는데, 제2 정렬층은 제1 영역과 제2 영역을 구비하고 있다. 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향과 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향은 서로 다르다. 제1 정렬층은 제2 정렬층 상부에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학 소자는 기판 상에 제공된 제2 정렬층을 더 포함하는데, 제2 정렬층은 제1 영역과 제2 영역을 구비하고 있다. 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각과 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각은 서로 다르다. 제1 정렬층은 제2 정렬층 상부에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학 소자는 기판 상에 제공된 제2 정렬층을 더 포함하는데, 제2 정렬층은 제1 영역과 제2 영역을 구비하고 있다. 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향과 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향은 서로 다르다. 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각과 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각은 서로 다르다. 제1 정렬층은 제2 정렬층 상부에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 단계 (a)는 (c) 제2 정렬층의 제1 영역의 표면에있는 분자들에 제1 예비 경사 방향을 제공하고 제2 정렬층의 제2 영역의 표면에 있는 분자들에 제2 예비 경사 방향을 제공하는 단계 및 (d) 제2 정렬층의 제1 영역의 표면에있는 분자들에 제1 예비 경사각을 제공하고 제2 정렬층의 제2 영역의 표면에 있는 분자들에 제2 예비 경사각을 제공하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다. 제1 예비 경사 방향과 제2 예비 경사 방향은 서로 다르다. 제1 예비 경사각과 제2 예비 경사각은 서로 다르다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 액정층과 적어도 하나의 정렬층을 포함하는 광학 소자가 제공되는데, 상기 정렬층은 제1 및 제2 중합 가능 액정 단량체(이하, 제1 반응성 메소겐 및 제2 반응성 메소겐으로 칭함)의 혼합물로부터 형성되며, 제2 반응성 메소겐은 제1 반응성 메소겐보다 적은 중합 기능을 갖고 있다.
제1 반응성 메소겐은 각 단부에 있는 적어도 하나의 중합 가능 부분에 의해 제공된 중합 기능을 가진 액정 분자인 것이 바람직하다.
제1 반응성 메소겐은 한 단부에만 있는 적어도 하나의 중합 가능 부분(더 바람직하게는 단일 중합 가능 부분)에 의해 제공된 중합 기능을 가진 액정 분자인 것이 바람직하다.
중합 기능은 아크릴레이트 그룹(메타아크릴레이트 그룹 포함), 비닐 에테르 그룹 또는 에폭시 그룹에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 아크릴레이트 그룹에 의해 제공되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 제1 반응성 메소겐은 디아크릴레이트이며, 제2 반응성 메소겐은 모노아크릴레이트이다.
정렬층은 제1 및 제2 반응성 메소겐의 혼합물과 용매 또는 캐리어 내의 광개시제를 러빙된 폴리이미드 층과 같은 예비 형성된 정렬층상에 스핀 코팅하는 것과 같은 공지 기술을 사용하여 형성될 수있다.
제2 반응성 메소겐의 비율이 높을수록 일정 한도까지 달성할 수 있는 예비 경사각이 더 크다는 것을 알 수 있다. 제2 반응성 메소겐은 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 약 40 중량 %, 더 바람직하게는 5 내지 40 중량 %, 가장 바람직하게는 약 10 내지 30 중량 %의 양이 존재할 수 있다. 매우 높은 예비 경사각을 위해(즉, 낮은 경사 편이 유사 방향 정렬이 요구되는 용도를 위해), 제2 반응성 메소겐은 약 20 내지 30 중량 %의 양이 존재할 수 있다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 액정층, 상기 액정층의 대향측들 상에 배치된 정렬층들; 및 액정층을 가로질러 장(field)을 인가하기 위한 수단을 포함하되, 상기 정렬층들 중 적어도 하나는 제1 및 제2 반응성 메소겐의 경화된 혼합물로 형성되며, 상기 제2 반응성 메소겐은 상기 제1 반응성 메소겐보다 낮은 중합 기능을 갖고 있는 액정 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 기판상에 제1 및 제2 중합 가능 액정 단량체(반응성 메소겐)의 혼합물의 층을 형성하는 단계; 반응성 메소겐을 중합하여 정렬층을 형성하는 단계; 및 정렬층 상에 액정층을 제공하는 단계를 포함하되, 제2 반응성 메소겐은 제1 반응성 메소겐보다 작은 중합 기능을 갖는 광학 소자 제조 방법이 제공된다.
따라서, 본 명세서에 설명된 본 발명은 광범위한 응용을 위해 간단하고 적합하며 종래의 액정 장치 제조 기술을 사용하기에도 편리한 방식으로 경사 편이 유사 방향 정렬 각도를 제어하는 방법을 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 상기 및 다른 장점들은 첨부된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명을 읽고 이해할 때 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 소자를 구비한 액정 셀의 개략도.
도 2는 모노아크릴레이트 및 디아크릴레이트 반응성 메소겐을 포함하는 반응성 메소겐 성분 내 모노아크릴레이트 농도에 대한 예비 경사각을 나타내는 그래프.
도 3은 모노아크릴레이트 및 디아크릴레이트 반응성 메소겐을 포함하는 반응성 메소겐 성분 내 톨루엔 농도에 대한 예비 경사각을 나타내는 그래프.
도 4는 모노아크릴레이트 및 디아크릴레이트 반응성 메소겐을 포함하는 반응성 메소겐 성분 내 톨루엔 농도에 대한 광학 두께를 나타내는 그래프.
도 5a, 5b 및 5c는 본 발명에 따른 광학 소자를 구비한 실험적인 액정 장치의 동작시 액정 상태를 나타내는 도면.
도 6은 도 5a 내지 5c의 장치의 사용시에 인가되는 전압에 대한 퍼센트 투과율을 나타내는 그래프.
도 7a 및 7b는 본 발명이 적용될 수 있는 액정 셀의 개략도.
도 8은 본 발명의 적용될 수 있는 다른 액정 셀의 개략도.
도 9는 종래 정렬층 내 액정 분자들의 방향을 나타내는 개략도.
도 10은 이중 반응성 메소겐 분자들의 층 내의 분자 정렬을 나타내는 개략도.
도 11은 단일 반응성 및 이중 반응성 메소겐 분자들을 포함하는 층의 분자 정렬을 나타내는 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 기판
12, 13, 14 : 정렬층
16 : 액정층
18 : 전극
20 : 액정 분자
22 : 염료 분자
24 : 광
26 : 편광기
28 : 광 측정기
아래의 실시예에서, 반응성 메소겐은 적어도 하나의 메소겐 그룹과 이에 결합된 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 포함하는 분자를 나타낸다.
이제, 도 1을 참조하면, 폴리이미드 정렬층(12)을 상부에 각각 구비한 한 쌍의 이격된 ITO 코팅된 유리 기판(10) 및 상부 중합 액정 정렬층(14)을 포함하는 액정 셀이 도시되어 있다. 액정층(16)은 양 정렬층(14)을 접촉시키도록 셀을 채운다.
실시예 1
도 1의 셀의 제조에 있어서, 상업적으로 입수 가능한 2개의 디아크릴레이트 반응성 메소겐 재료(RM 257 및 RM258-Merch Ltd.) 및 2개의 모노아크릴레이트 반응성 메소겐 재료(RM305 및 RM308)가 사용되었다. 디아크릴레이트/모노아크릴레이트 혼합물의 4번의 치환이 이루어져, 모노아크릴레이트는 각 혼합물의 30 중량 %의 양이 존재하게 된다(아래 표 참조). 각 아크릴레이트 혼합물은 6 중량 비율의 톨루엔에 대한 1 비율의 아크릴레이트 혼합물의 비로 톨루엔 안에 녹았다. 소량(1 중량 % 이하)의 광개시제(Daracure 4265-Ciba Geigy)가 첨가되었고 이 액체 몇 방울이 폴리이미드(P12555-DuPont)로 각각 미리 코팅된 기판들(10)상에 스핀 코팅(5 krpm, 10초)되었다. 이러한 P12555 코팅은 20 중량 비율의 특허 용매(T39039-DuPont)에 P12555를 녹이고 이 용액을 PTFE 필터를 사용하여 0.2 μm 이하까지 필터링함으로써 실시되었다. 이 용액 몇 방울이 수산화 나트륨 용액, D.I. 워터(순수) 및 프로판올의 조합을 사용하여 세정된 유리 기판(10)들상에 스핀 코팅(4 krpm, 40초)된다. 유리 기판들(10)은 거의 모든 LCD 장치에서 투명 전극을 형성하기 위해 사용되는 재료인 투명 도전성 인듐 주석 산화물(ITO)의 박층으로 예비 코팅된 채로 구입되었다. 그 다음, 기판들(10)은 과잉 용매를 제거하기 위하여 90℃에서 30분 동안 가열된 후, P12555의 이미드화를 유도하기 위해 250℃에서 1.5 시간 동안 가열되었다. 그 다음, 폴리이미드 막은 무방향 정렬을 유도하기 위하여 부드러운 천으로 무방향 러빙되었다.
아크릴레이트 혼합물 층의 스핀 코팅에 이어, 기판들(10)은 광중합을 유도하기 위하여 질소 분위기에서 UV 광에 노출되었다. 결과적으로 스핀 코팅되어 경화된 아크릴레이트 층들(14)은 대개 100 nm 두께 정도이다. 2개의 기판(10)이 각각의 디아크릴레이트/모노아크릴레이트 혼합물을 위해 준비되었고, 기판들(10)은 4개의 (반평행 러빙된) 액정 셀로 조립되었다. 각 셀은 층(16)을 제공하도록 네마틱 액정 혼합물 E7(Merck Ltd)로써 모세관 방식으로 채워졌으며, 셀의 예비 경사각이 표준 기술(공지된 결정 회전법 및 카노스코피(canoscopy))을 사용하여 측정되었다. E7은 4개의 시아노바이페닐의 공지된 혼합물이며, E. P. Raynes et al in Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 56 (Letters), 1979, pages 63-68에 더 상세히 설명되어 있다.
그 결과가 아래 표에 나타나 있다.
혼합물 예비 경사각(도)
RM257+30%(중량:중량)RM305 86.4
RM257+30%(중량:중량)RM308 88.2
RM258+30%(중량:중량)RM305 86.1
RM258+30%(중량:중량)RM308 89.2
모노아크릴레이트의 비율은 실질적으로 정렬층 내 디아크릴레이트 및 모노아크릴레이트의 총 중량의 0 중량 %보다 큰 값으로부터 40 중량 % 이하까지의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이 범위 내로 비율을 설정하면, 정렬층(14)은 정렬층(14)과 액정층(16) 사이의 계면 근처에 있는 액정 분자들에 원하는 예비 경사각을 제공한다. 위에 지시된 바와 같이, 유사 방향 액정 셀에서는 액정 분자들의 예비 경사각이 80도 이상으로부터 90도까지의 범위에 있는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따라 고화질의 액정 표시 장치가 얻어진다. 모노아크릴레이트의 비율은 실질적으로 디아크릴레이트 및 모노아크릴레이트의 총 중량의 5 중량 %에서 40 중량 %까지의 범위로 설정하는 것이 더 바람직하다. 또한, 이 범위가 실질적으로 20 내지 30 중량 %인 경우, 본 발명의 이점은 더욱 확실해진다.
디아크릴레이트(예컨대 RM257)를 포함하되, 모노아크릴레이트가 첨가되지 않은 혼합물로부터 정렬층이 형성되는 경우, 액정 분자들의 예비 경사각은 0도가 된다(즉, 평면 정렬). 즉, 유사 방향 정렬이 얻어지지 않는다. 정렬층에 인접한 액정 분자들의 예비 경사각은 디아크릴레이트와 모노아크릴레이트의 총 중량에 대한 모노아크릴레이트의 중량 비가 40 중량 %를 초과하는 경우에는 실질적으로 90도이다. 이 경우, 액정층을 가로질러 전압이 인가될 때 액정 분자들의 낙하 방향을 제어할 수 없게 된다. 이것은 전술한 바와 같이 화질에 악영향을 미친다. 따라서, 모노아크릴레이트의 비율은 실질적으로 디아크릴레이트 및 모노아크릴레이트의 총 중량의 0 내지 40 중량 %의 범위에 있는 것이 바람직하다.
반응성 메소겐에 포함된 중합 가능 기능 그룹으로서, 메타아크릴레이트 그룹, 비닐 에테르 그룹 및 에폭시 그룹이 사용될 수 있다. 그러나, 메소겐의 중합 가능 기능 그룹은 다른 수의 중합 가능 기능 그룹을 가진 적어도 2개의 메소겐이 혼합물에 사용되는 한 상기한 것들에 제한되지 않는다.
실시예 2
액정 셀들은 RM257+RM305 및 RM257+RM308의 혼합물을 사용하여 실시예 1에서와 같이 준비되었다. 그러나, 이 경우, 디아크릴레이트에 첨가된 모노아크릴레이트의 중량 %가 변화되었다. 예비 경사각의 변화가 도 2에 도시되어 있다. 중량 퍼센트의 변화는 수평축을 따라 도시되어 있고, 예비 경사각의 변화는 수직축을 따라 도시되어 있다.
실시예 3
액정 셀들은 RM257+RM305 및 RM257+RM308의 혼합물을 사용하여 실시예 1에서와 같이 준비되었다. 그러나, 이 경우, 아크릴레이트 혼합물을 희석시키는 데 사용된 톨루엔의 중량 비율 수가 변화되었다. 몇몇 셀들은 E7로 채워졌고, 다른 셀들은 네마틱 액정 재료 ZL14788-000(Merck Ltd로부터 입수할 수 있는 네가티브 델타-입실론 재료)로 채워졌다. 그 결과가 도 3에 도시되어 있다.
반응성 메소겐(RM) 층을 스핀 코팅할 때 용매로 사용된 톨루엔의 양적 변화 또한 층 두께의 변화를 유발할 수 있으며, 따라서 광학 복굴절률을 변화시킬 수 있다. 도 4는 RM257을 희석시키는 데 사용된 톨루엔의 비율 수의 함수인 RM257 층의 광학 두께 변화를 나타낸다. 스핀 코팅은 폴리이미드(P12555)가 미리 코팅되어 RM257 분자들의 정렬을 유도하기 위해 러빙된 유리 기판(12)상에 5 krpm으로 10초 동안 수행되었다.
실시예 4
톨루엔(톨루엔 중량 6: 아크릴레이트 중량 1의 혼합물)으로부터 스핀 코팅된 정렬층 RM257+30%(중량:중량) RM305를 구비한 하나의 셀이 상기 실시예들과 같이 준비되었다. 셀은 러빙 방향이 평행하고 셀 갭이 약 6 미크론이 되도록 조립되었다. 셀은 2%(중량:중량) LSB278(Mitsui Ltd의 청색 염료)을 포함하는 네가티브 유전성 이방성 재료 ZL14788-000으로 채워졌다.
도 3으로부터, ZL14788-000 혼합물은 반응성 메소겐(1 중량 비율) 및 톨루엔(20 중량 비율)의 혼합물을 사용하여 상기 방법으로 준비된 셀에 대해 87도 영역의 예비 경사각으로 정렬된다는 것을 알 수 있다.
도 5는 ITO 전극(18)으로 각각 코팅된 한 쌍의 유리 기판(10), 러빙된 폴리이미드 층(12), 및 중합된 반응성 메소겐 정렬층(14)으로 구성된 장치의 전자 광학 스위칭 특성을 조사하는 데 사용된 실험 장치의 세부 사항을 나타낸다. 액정 분자들(20) 및 염료 분자들(22)을 포함하는 액정층(16)이 층들(14) 사이에서 층들에 접촉된 셀 안에 넣어졌다.
광(24) 빔이 셀을 통과한 후, 편광기(26)를 통과하였고, 최종적으로 광 측정기(28) 안으로 입사되었다. 도 5a 및 5b는 각각 ITO 전극(18)을 가로질러 인가된 전기장의 있고 없는 셀을 나타내는데, 편광기(26)는 도면 평면의 편광축 방향으로 설정되어 있다. 층들(14) 각각의 표면에 있는 LC 분자들(20)은 약간 높은 각도(거의 90도)로 예비 경사된 상태로 도시되어 있다. 전극들(18) 사이에 전기장이 인가될 때(도 5b), 셀 내 네가티브 유전성 이방성 LC 분자들(20)은 전기장에 수직하게 배치되도록 재정렬되며 인접한 염료 분자들(22)을 공동으로 재정렬하려는 경향을 가진다. 염료 분자들(22)은 포지티브 2색 분자들이며, 따라서 이들의 장축을 따라 편광된 광을 흡수한다. 결과적으로, 도 5a에 도시된 상태에서(즉, 전압 없음) 도 5b에 도시된 상태(전압 있음)로 가는 데 있어서, 광 측정기(28)는 광 투과율의 감소를 나타내게 되는데, 이는 도면 평면에서 편광된 광이 도면 평면에 놓인 염료 분자들(22)에 의해 흡수되기 때문이다. 그러나, 편광기(26)는 90도 회전하기 때문에(도 5c 참조), 광 측정기(28)는 전압 온 상태와 전압 오프 상태 간의 투과율 변화를 검출하지 못하게 되는데, 이는 편광축이 염료 흡수축이 놓인 평면에 수직하게 놓이기 때문이다.
도 6은 전술한 ZL14788-000+2% LSB278 셀에 대한 실제 실험 결과를 나타낸다. 비어 있는 원들은 인가 전압이 변했을 때와 같이 도 5a 및 5b에 개략 도시된 상태를 나타낸다. 채워진 원은 도 5c에 개략 도시된 상태를 나타낸다. 본 명세서에 설명된 장치는 통상 '포지티브 스위칭 헤일메이어 디스플레이'(T. J. Scheffer, supra 참조)로 언급되는데, 이러한 모드의 실험적인 증명은 이전에 적절한 경사 편이 유사 방향 정렬면의 부족에 의해 제한되어 왔다.
여기에 설명된 정렬층(16)은 염료 게스트-호스트 디스플레이에 포함될 수 있는 염료 및/또는 액정의 선택을 제한하지 않는 것이 명백하다. 예컨대, 염료는 원하는 임의의 색, 메소겐 특성, 네가티브 유전성 이방성(전기장이 인가될 때 도 5b 및 5c에서 유리 기판에 평행하게 정렬시키려는 경향을 증가시킴) 및 분자 장축에 대해 임의의 각도로 놓인 주 흡수축을 갖도록 선택될 수 있다(즉, 포지티브 또는 네가티브 2색 염료가 사용될 수 있다). 사용되는 액정은 디스플레이의 전자 광학 특성 변화를 일으키도록 첨가된 키랄 도펀트를 포함할 수 있다(T. J. Scheffer, supra 참조). 액정에 키랄 도펀트를 첨가하면, 90도 트위스트된 헤일메이어 디스플레이 및 수퍼 트위스트된 그 대응부가 형성된다(즉, 트위스트 각도 β는 대개 180도≤β≤270도의 범위에 있다).
실시예 5
본 발명의 또 다른 응용례가 도 7a 내지 7b를 참조하여 설명된다. 이 도면들은 공지된 액정 스위칭 모드, 즉 단부 프리데릭 전이를 나타낸다. 도 7a 및 7b에 도시된 장치에 있어서, 네가티브 유전성 이방성을 가진 액정층(16)은 2개의 유리 기판(10) 사이에 넣어진다. 각 기판은 투명 전도 전극(11)과 정렬층(13)으로 코팅된다.
액정층을 가로질러 전압이 인가되지 않을 때, 액정 분자들은 도 7a에 도시된 바와 같이 유사 방향으로 정렬된다. 전극들(11) 사이에 충분히 큰 전압이 인가되는 경우, 액정 분자들은 이들의 단축을 인가된 장의 방향으로 더 정렬하도록 경사지게 하려는 경향을 가진다. 이것은 도 7b에 도시되어 있다. 액정 셀이 2개의 편광기(도시되지 않음) 사이에 배치되는 경우, 투과 광의 강도는 액정층을 가로질러 인가된 전압에 따라 변하게 된다.
그러나, 도 7a 및 7b에 도시된 장치에서는, 액정 분자들의 진정한 유사 방향 정렬을 사용하는 것이 불리한데, 이 경우 액정층(16)의 다른 영역에 있는 분자들이 다른 방향으로 경사지려는 경향이 있기 때문이다. 모든 분자들이 도 7b에 도시된 바와 같은 지면으로 경사지지는 않고, 몇몇은 예컨대 지면 밖으로 경사질 수 있다-도 7a에 도시된 정렬을 벗어난 모든 경사 방향은 동일하다. 액정 디렉터 구성의 결함 또는 왜곡은 액정 분자들이 다른 방향으로 경사진 2개 영역간의 경계부에서 발생하게 되며, 이것은 바람직하지 않은 광 산란을 일으켜 디스플레이의 광학 콘트라스트를 감소시킨다.
이러한 문제는 종래의 정렬층(13)이 90도와 다르게 예비 경사진 작은 표면을 형성하는 본 발명의 정렬층으로 대체되는 경우에 극복될 수 있다. 이러한 예비 경사는 액정층(16)을 가로질러 전압이 인가될 때 액정 분자들을 경사지게 하기 위해 하나의 선호된 방향을 생성한다.
실시예 6
본 발명의 또 다른 응용예가 도 8을 참조하여 설명된다. 이것은 도 7a 및 7b에 도시된 것과 동일한 구조를 가진 액정 장치이다. 그러나, 이 장치에서는 액정층(16)에 키랄 도펀트가 첨가된다.
액정층을 가로질러 전압이 인가되지 않는 경우, 액정은 도 7a에 도시된 바와 같이 유사 방향 정렬된다. 액정층을 가로질러 전압이 인가되는 경우, 액정 분자들은 도 7a 및 7b와 관련하여 위에 설명된 바와 같이 경사지게 된다. 키랄 도펀트의 존재는 액정 분자의 경사가 액정 디렉터 구조 내 트위스트에 의해 수반되도록 한다. 이것은 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 경사 및 트위스트 프로파일의 정확한 성질은 키랄 도펀트의 양, 사용되는 액정의 유형 및 셀 두께와 같은 인자들에 의존하게 된다. 한 공지 장치는 약간의 인가 전압에서 발생하는 트위스트가 90도가 되도록 배열되어, 공지된 트위스트 네마틱(TN) 액정 디스플레이의 유사 방향 정렬된 변형을 하지만, 다른 트위스트의 선택이 가능하다.
도 7b를 참조하여 전술한 바와 같이, 진정한 유사 방향 정렬의 사용은 액정 분자들에 대한 경사 방향의 독특한 선택을 이루지 못하며, 다른 경사 방향을 가진 영역들을 발생시켜 광 산란 결함을 유발할 수 있다. 도 7a 및 7b에 도시된 장치에서와 같이, 상기 문제는 정렬층(13)이 본 발명의 정렬층으로 대체하는 경우에 극복될 수 있다.본 발명의 정렬층은 액정 분자들의 근소하게 편이된 유사 방향 정렬을 제공한다.
전술한 실시예에서, 기판(10)과 반응성 메소겐 층(14) 사이의 중합체 정렬층(12)은 공간적으로 균일한 러빙 방향 또는 예비 경사각을 가졌다. 그러나, 중합체 정렬층(12)은 공간적으로 변하는 러빙 방향 및/또는 공간적으로 변하는 예비 경사각을 가질 수도 있다. 이것은 관측각이 변함에 따라 불균일한 관측 특성을 가지는 액정 디스플레이의 문제를 다룬다. 당해 분야에 공지된 바와 같이, 액정 디스플레이의 다른 영역들이 다른 방향으로 정렬된 경우, 관측각에 따른 관측 특성의 변화는 평균되며, 따라서 디스플레이의 전반적인 관측 특성이 개선된다.
공간적으로 변하는 러빙 방향을 가진 정렬층이 종래 방법 중 하나에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 선형 중합 가능 광중합체를 선형 편광된 광에 노출시킴으로써 정렬 방향이 정해지는, Schadt et al, Japanese Journal of Applied Physics Vol. 34 (1995), ppL764-767에 설명된 방법에 의해 준비될 수 있다. 이 방법에서는 표면이 마스킹된 후, 선형 편광된 광에 제1 방향으로 노출되어 노출된 표면 영역에 제1 러빙 방향이 정해진다. 그 다음, 제2 마스크를 사용하는 제2 노광 단계가 수행되어 다른 표면 영역이 제2 노광 단계에서 노광된다. 제2 노광 단계는 선형 편광된 광을 사용하여 제1 방향과 다른 제2 방향으로 수행된다.
Schadt의 재료의 대안으로서, Chen 등은 SID 95 다이제스트에서 기계적인 마스크를 통해 종래의 폴리이미드 정렬층을 반복적으로 러빙하는 방법을 설명하고 있다. 이러한 러빙은 표면의 다른 영역들이 다른 방향들로 러빙되도록 수행된다.
폴리이미드 막의 공간적으로 변하는 예비 경사각을 가진 표면을 형성하는 방법으로서, Lien 등이 ASIA DISPLAY 95 pp593-596에서 2 영역 TN 패널을 제조하는 방법을 개시하고 있다. Lien 등의 설명에 따르면, 러빙된 폴리이미드 막의 선택 영역들에 UV 노광을 행하는 단일의 단계가 종래의 단일 영역 LCD 공정에 추가되어 단일 영역 공정이 2 영역 LCD 공정으로 바뀌게 된다.
(이론적 배경)
공기 계면에 있는 액정 분자들은 종종 대개 45-90도의 범위에 있는 높은 예비 경사각을 갖는 경향이 있다는 사실이 공지되어 있다. 액정 분자들이 낮은 예비 경사각을 가진 표면(예컨대 최대 10도)상에 배치되는 경우, 액정 분자들은 도 9에 개략 도시된 바와 같이 벌어진 구조를 갖게 된다.
광경화 중합체를 사용하여 분자를 적절히 로킹(locking)함으로써 상기 벌어진 액정 구조로부터 높은 예비 경사 정렬층이 형성될 수 있다는 것은 공지된 사실이다. 도 9의 실선은 액정 분자들을 벌어진 위치에 로킹하는 중합체 체인 망을 개략적으로 나타내고 있다. 정렬층을 형성하는 이러한 종래 방법은 EP-A-0467456에 개시되어 있다.
본 발명에 있어서, 벌림(splaying) 및 로킹의 기능은 단일형의 분자, 즉 분자의 각 단부에 광 가교 결합 단위들(X로 표시됨)을 구비한 반응성 메소겐에 결합된다. 이러한 반응성 메소겐의 일례는 위에 언급된 RM257 또는 RM258과 같은 디아크릴레이트이다. 메소겐 층이 UV 광에 노출되는 경우, 3D 중합체 망을 형성하기 위하여 모든 X는 다른 X와 결합되어야 한다. 메소겐 층이 광 중합될 때, 가교 결합 과정은 공기 계면에 있는 분자들의 예비 경사각을 감소시킨다. 공기 계면에 있는 분자들의 외측 단부들은 기판을 향해 당겨져 예비 경사각이 감소된다. 따라서, 디아크릴레이트 분자들의 광 가교 결합 과정은 낮은 예비 경사각을 가진 정렬층을 형성한다. 실험적으로, 전체가 RM257 또는 RM258로 구성된 정렬층들은 10도보다 낮은 예비 경사각을 가진다는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 있어서, 정렬층은 2개의 다른 반응성 메소겐으로부터 형성되는데, 제1 메소겐은 제2 메소겐보다 높은 중합 기능을 갖는다. 이것의 한 예는 제1 메소겐이 이중 반응성이고(즉, 각 분자는 2개의 광 가교 결합 단위 X를 가짐), 제2 메소겐은 단일 반응성인(즉, 단 하나의 광 가교 결합 단위 X를 가짐) 경우이다. 단일 반응성 및 이중 반응성 메소겐의 혼합물로 형성된 층이 도 11에 개략적으로 도시되어 있는데, 여기서 이중 반응성 분자들은 B로 표시되어 있다. 광 중합이 발생하는 경우, 이중 반응성 분자들 A는 양 단부가 벌크 중합체 안으로 결합되록 강제되지만, 분자 B는 높은 예비 경사각으로 기판으로부터 떨어지도록 향하는 비반응성 단부를 유지할 수 있다.
본 발명은 몇몇 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 다른 게스트-호스트 장치 구성에도 양호하게 적용될 수 있으며, RM 경사 편이 유사 방향 정렬층의 사용은 전술한 헤일메이어 디스플레이에 한정되지 않는다.
다른 투과 및 반사 게스트-호스트 디스플레이들이 공지되어 있다. 이중 층 게스트-호스트 디스플레이 및 '콜 및 카쉬나우' 반사 장치가 논문에 공지되어 있다(Scheffer 참조). 당업자에게는 전술한 경사 편이 유사 방향 정렬층이 다른 염료 및 LC 재료와 함께, 그리고 다른 게스트-호스트 디스플레이 모드로 사용될 수 있다는 것은 명백하다.
당업자에게는 본 발명의 영역 및 사상을 벗어나지 않고도 다양한 수정 및 변형이 자명하며 쉽게 이루어질 수 있다. 따라서, 여기에 첨부된 청구 범위의 영역은 여기에 기술된 설명에 재한되는 것으로 의도된 것이 아니라, 청구 범위는 넓게 해석되어야 한다.

Claims (21)

  1. 광학 소자에 있어서, 액정층; 및 상기 액정층에 접촉해 있으며, 제1 반응성 메소겐(mesogen)과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로부터 형성된 적어도 하나의 제1 정렬층을 포함하되, 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐은 각각 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비하고, 상기 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 상기 제1 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수보다 적으며, 상기 혼합물에서 상기 제1 반응성 메소겐에 대한 상기 제2 반응성 메소겐의 비율은 상기 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 반응성 메소겐은 각 단부에 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비한 액정 분자인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응성 메소겐은 한 단부에만 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비한 액정 분자인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응성 메소겐은 한 단부에만 단일의 중합 가능 기능 그룹을 구비한 액정 분자인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐들의 상기 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹은 아크릴레이트 그룹, 메타아크릴레이트 그룹, 비닐 에테르 그룹 및 에폭시 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐의 상기 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹은 아크릴레이트 그룹인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 반응성 메소겐은 디아크릴레이트이며, 상기 제2 반응성 메소겐은 모노아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응성 메소겐의 비율은 실질적으로 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 0 중량 %보다 큰 값으로부터 40 중량 % 이하까지인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응성 메소겐의 비율은 실질적으로 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 5 중량 % 이상으로부터 40 중량 % 이하까지인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응성 메소겐의 비율은 실질적으로 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 10 중량 % 이상으로부터 30 중량 % 이하까지인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 반응성 메소겐의 비율은 실질적으로 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐의 총 중량의 20 중량 % 이상으로부터 30 중량 % 이하까지인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  12. 제1항에 따른 광학 소자를 포함하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정층을 사이에 두고 서로 대향된 한 쌍의 전극을 더 포함하되, 상기 액정층은 액티브 층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 액정 표시 장치에 있어서, 액정층; 상기 액정층의 대향측들 상에 배치되고, 그 중 적어도 하나는 제1 반응성 메소겐과 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로 형성된 것인 정렬층들; 및 상기 액정층을 사이에 두고 서로 대향된 한 쌍의 전극을 포함하되, 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐은 각각 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비하고, 상기 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 상기 제1 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수보다 적으며, 상기 혼합물에서 상기 제1 반응성 메소겐에 대한 상기 제2 반응성 메소겐의 비율은 상기 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 광학 소자를 제조하는 방법에 있어서,
    (i) 제1 반응성 및 제2 반응성 메소겐을 포함하는 혼합물로부터 하나의 층을 형성하는 단계;
    (ii) 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐을 중합하여 제1 정렬층을 형성하는 단계; 및
    (iii) 상기 정렬층 상에 액정층을 제공하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 반응성 메소겐은 각각 적어도 하나의 중합 가능 기능 그룹을 구비하고, 상기 제2 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수는 상기 제1 반응성 메소겐의 중합 가능 기능 그룹의 수보다 적으며,
    상기 단계 (i)은 상기 액정층 내 액정 분자들에 선정된 예비 경사각을 제공하도록, 상기 혼합물 내 상기 제1 반응성 메소겐에 대한 상기 제2 반응성 메소겐의 비율을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 단계 (i)은
    (a) 기판 상에 제2 정렬층을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 제2 정렬층 상에 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐의 혼합물을 제공하여 상기 혼합물의 층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 단계 (i)은 상기 혼합물을 희석액과 함께 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 희석액은 상기 제1 및 제2 반응성 메소겐을 포함하는 상기 혼합물에 대한 중량비가 약 5 내지 20인 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서, 기판 상에 제공된 제2 정렬층을 더 포함하되, 상기 제2 정렬층은 제1 영역 및 제2 영역을 구비하고 있으며, 상기 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향과 상기 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향은 서로 다르고, 상기 제1 정렬층은 상기 제2 정렬층 상에 제공된 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  19. 제1항에 있어서, 기판 상에 제공된 제2 정렬층을 더 포함하되, 상기 제2 정렬층은 제1 영역 및 제2 영역을 구비하고 있으며, 상기 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각과 상기 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각은 서로 다르고, 상기 제1 정렬층은 상기 제2 정렬층 상에 제공된 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  20. 제1항에 있어서, 기판 상에 제공된 제2 정렬층을 더 포함하되, 상기 제2 정렬층은 제1 영역 및 제2 영역을 구비하고 있으며, 상기 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향과 상기 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사 방향은 서로 다르고, 상기 제1 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각과 상기 제2 영역의 표면에 있는 분자들의 예비 경사각은 서로 다르며, 상기 제1 정렬층은 상기 제2 정렬층 상에 제공된 것을 특징으로 하는 광학 소자.
  21. 제15항에 있어서, 상기 단계 (a)는
    (c) 상기 제2 정렬층의 제1 영역의 표면에 있는 분자들에 제1 예비 경사 방향을 제공하고 상기 제2 정렬층의 제2 영역의 표면에 있는 분자들에 제2 예비 경사 방향을 제공하되, 상기 제1 예비 경사 방향과 상기 제2 예비 경사 방향은 서로 다른 단계; 및
    (d) 상기 제2 정렬층의 제1 영역의 표면에 있는 분자들에 제1 예비 경사각을 제공하고 상기 제2 정렬층의 제2 영역의 표면에 있는 분자들에 제2 예비 경사각을 제공하되, 상기 제1 예비 경사각과 상기 제2 예비 경사각은 서로 다른 단계
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.
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