KR20130062258A - 액정 소자를 제조하는 방법 및 액정 소자 - Google Patents

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Abstract

액정 소자를 제조하는 방법 및 액정 소자를 제공한다. 배향 처리가 실시된 기판 및 패턴을 갖는 고분자 액정의 층을 포함하는 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정, 가교성 고분자 액정의 메소겐을 배향시키는 공정, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높고, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점 온도보다 낮은 온도에서, 고분자 액정의 층이 갖는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 공정, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압한 상태로 가교성 고분자 액정을 가교시켜 경화물로 하는 공정, 및 경화물로부터 몰드를 박리하는 공정을 포함하는 액정 소자의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조되는 액정 소자.

Description

액정 소자를 제조하는 방법 및 액정 소자{PROCESS FOR PRODUCTION OF LIQUID CRYSTAL ELEMENT, AND LIQUID CRYSTAL ELEMENT}
본 발명은, 미세 가공을 실시한 액정 소자를 제조하는 방법, 및 그 방법으로 얻어지는 정밀도가 높은 액정 소자에 관한 것이다.
액정 소자를 제조하는 방법에 관해서는, 종래부터 몇 가지 기술이 알려져 있다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-353207호 (특허문헌 1) 에는, 이하와 같은 고분자 결정을 일방향으로 배향시킨 상태로 중합시키는 것을 특징으로 하는 편광 홀로그램 소자의 제조 방법이 개시되어 있다. 즉, 일방의 면에 요철 격자를 구비한 수지제의 제 1 투명 기판과, 제 1 투명 기판의 상기 요철 격자 상에 형성된 제 1 투명 도전막과, 제 1 투명 도전막을 피복한 제 1 절연막과, 제 1 투명 기판에 대향한 제 2 투명 기판과, 제 2 투명 기판의 제 1 투명 기판측의 면에 형성된 제 2 투명 도전막과, 제 2 투명 도전막을 피복한 제 2 절연막과, 제 1 절연막과 제 2 절연막 사이에 충전된, 일방향으로 배향한 고분자 액정을 적어도 포함하는 액정층을 갖는 편광 홀로그램 소자, 및 제 1 절연막과 제 2 절연막 사이에 미경화의 자외선 경화형의 상기 고분자 결정을 사이에 끼우고, 제 1 투명 도전막과 제 2 투명 도전막에 전압을 인가하여 상기 고분자 결정을 일방향으로 배향시킨 후에 노광을 실시하는 상기 편광 홀로그램 소자의 제조 방법이다.
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 편광 홀로그램 소자의 제조 방법에 있어서는, 제 1 절연막과 제 2 절연막 사이에 미경화의 자외선 경화형의 고분자 결정을 사이에 끼우고, 제 1 투명 도전막과 제 2 투명 도전막에 전압을 인가하여 고분자 결정을 일방향으로 배향시킨 후에 노광을 실시할 필요가 있다.
또, 액정 배향성을 갖는 기판에 있어서 배향 제어된 고분자 액정의 층을 드라이 에칭함으로써, 고분자 액정의 층에 격자상의 요철 구조를 형성하는 방법이 알려져 있다.
이와 같은 방법에 의하면, 드라이 에칭에 의해 고분자 액정의 분자가 절단되어 라디칼이 발생하기 때문에, 고분자 액정의 층의 내광성이 저하되는 경우가 있다. 또, 드라이 에칭에 의해 형성된 요철 구조의 형상의 정밀도를 향상시키는 것은 곤란하다. 또한 미크론 정도 사이즈의 요철 구조를 형성하는 것은 가능할지도 모르지만, 나노미터 정도 사이즈의 요철 구조를 형성하는 것은 곤란하다.
또, 예를 들어, 액정 배향성을 갖는 기판에 있어서 배향 제어된 광 경화성의 저분자 액정 (액정 모노머) 의 층에, 격자상의 요철 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 가압함과 함께 광 경화성의 저분자 액정을 중합시킴 (경화시킴) 으로써, 저분자 액정을 중합시킴으로써 얻어진 고분자 액정의 층에 격자상의 요철 패턴을 형성하는 방법이 알려져 있다.
이와 같은 방법에 의하면, 보다 양호한 내광성 및 보다 양호한 형상의 정밀도를 구비한 고분자 액정의 층을 형성하는 것이 가능하다고 생각되지만, 몰드의 배향 규제력 (앵커링 (anchoring) 력) 때문에 광 경화성 저분자 액정의 배향 방향이 흐트러져 버린다. 따라서, 얻어지는 고분자 액정의 메소겐 (Mesogen) 기의 배향 방향을 격자의 방향에 대해 조정하는 것은 곤란하다. 또한 몰드의 배향 규제력에 의해 나노미터 정도 사이즈의 요철 패턴에 있어서의 광 경화성 저분자 액정의 배향성을 제어하는 것은 가능하다고 생각되지만, 미크론 정도 사이즈의 요철 패턴에 있어서 광 경화성 저분자 액정의 배향성을 제어하는 것은 곤란한 경우가 있다.
또한 비특허문헌 1 에는, 이하와 같은 요지가 나타나 있다.
즉, 광 반응성 고분자 액정은, 편광 UV 광을 조사함으로써 배향 제어를 실시할 수 있고, 광 반응성 고분자 액정에 열나노 프린트를 실시하여, 몰드 패턴에 의한 배향 제어를 실시하는 것이 가능하다. 먼저, 광 반응성 고분자 액정을 유리 기판에 스핀 코트하고, 열나노 프린트를 실시하는데, 이 때, 몰드로서 SiO2/Si 몰드를 사용하고, 이형제로서 OPTOOL DSX (다이킨 공업 (주) 제조) 를 사용하였다. 열나노 프린트는, 몰드측과 기판측을 150 ℃ 까지 승온시키고, 압력 20 ㎫, 유지 시간 1 분으로 실시하였다. 편광 현미경으로 광 반응성 고분자 액정을 관찰하는 경우, 배향이 랜덤한 것이면 암시야가 되고, 일정 방향으로 배향하고 있으면 명시야가 된다. 광 반응성 고분자 액정 상의 2 ㎛ L＆S (라인 앤드 스페이스) 임프린트 패턴의 편광 현미경 사진에 있어서, L＆S 패턴의 부분은 명시야가 되고, L＆S 패턴이 없는 부분은 암시야가 되어 있었다. 이것은, 광 반응성 고분자 액정에 열나노 프린트를 실시하는 것은, 광 반응성 고분자 액정을 배향할 수 있음을 의미한다.
그러나, 비특허문헌 1 은, 배향이 랜덤한 광 반응성 고분자 액정에 열나노 프린트를 실시하고, 몰드 패턴의 배향 규제력에 의한 배향 제어에 의해, 광 반응성 고분자 액정이 배향하는 것이 개시되어 있는 것에 지나지 않는다. 즉, 몰드에 의한 광 반응성 고분자 액정의 미리 제어된 배향의 혼란을 예방 또는 저감시킴과 함께, 광 반응성 고분자 액정에 몰드를 가압하여, 광 반응성 고분자 액정에 L＆S 패턴을 부여하는 것에 관한 기재는 눈에 띄지 않는다. 또, 비특허문헌 1 에는, 몰드 패턴에 의한 배향 제어를 하기 위해서, 몰드측과 기판측을 150 ℃ 의 고온까지 승온시키는 것이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2005-353207호
2009년 가을, 응용 물리 학회 강연 예고집 9a-D-2
본 발명의 목적은, 액정 소자를 제조하는 방법, 및 그 제조 방법에 의해 제조되는 액정 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은, 배향 처리가 실시된 기판 및 패턴을 갖는 고분자 액정의 층을 포함하는 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정, 상기 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 배향시키는 공정, 상기 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도이면서, 또한 상기 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도에서, 상기 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 공정, 상기 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압한 상태로 상기 가교성 고분자 액정을 가교시켜 경화물로 하는 공정, 및 상기 경화물로부터 상기 몰드를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법이다.
상기 액정 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의 상기 가교성 고분자 액정의 층의 점도는, 103 ㎩·초 이상106 ㎩·초 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 가교성 고분자 액정의 수평균 분자량은, 2000 이상 50000 이하인 것이 바람직하다.
또, 상기 가교성 고분자 액정을 가교시켜 경화물로 하는 공정은, 상기 가교성 고분자 액정을 광 경화시키는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 패턴을 갖는 고분자 액정의 층은, 격자 형상의 패턴을 갖는 고분자 액정의 층인 것이 바람직하다.
또, 상기 고분자 액정의 층의 패턴의 홈부에 경화성 조성물을 충전하고, 상기 경화성 조성물을 경화시키는 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 가교성 고분자 액정의 층은, 가교성 고분자 액정, 광중합 개시제, 및 계면 활성제를 함유하는 가교성 고분자 액정의 층의 형성용 용액에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기한 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 액정 소자이다.
본 발명의 액정 소자의 제조 방법에 의하면, 전압을 인가하지 않고 액정의 배향을 제어하고, 미세 가공이 실시된 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해지고, 그 제조 방법에 의해 내광성 등 양호한 광학 특성을 갖고, 정밀도가 높은 액정 소자를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1 은 본 발명에 있어서의 가교성 고분자 액정층에 패턴을 전사하기 위한 몰드의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법의 예를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 액정 소자의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법은, 배향 처리가 실시된 기판 및 패턴을 갖는 고분자 액정의 층을 포함하는 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 배향 처리가 실시된 기판에 메소겐기를 함유하는 가교성 고분자 액정 (즉, 메소겐기를 함유하는 가교성 고분자 액정) 의 층을 형성하는 공정, 상기 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 배향시키는 공정, 상기 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높고 또한 상기 가교성 고분자 액정의 투명점보다 낮은 온도에서, 상기 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 공정, 상기 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압한 상태로 상기 가교성 고분자 액정을 가교시켜 경화물로 하는 공정, 및 상기 경화물로부터 상기 몰드를 박리하는 공정을 상기 기재된 공정의 순서로 포함한다.
여기서, 배향 처리가 실시된 기판은, 러빙 처리된 막을 갖는 기판과 같은 배향막을 갖는 기판 또는 패터닝된 기판 등이다. 액정에 대한 배향 처리가 실시된 기판으로는, 예를 들어, 러빙 처리된 폴리이미드의 막을 갖는 기판 등을 들 수 있다. 러빙 처리된 폴리이미드의 막을 갖는 기판의 배향 규제력 (앵커링력) 은, 바람직하게는 0.5×10-3 J/㎡ 이상이다. 러빙 처리된 폴리이미드의 막을 갖는 기판의 배향 규제력이 0.5×10-3 J/㎡ 이상인 경우에는, 기판의 배향 규제력에 의해, 가교성 고분자 액정의 층에 포함되는 가교성 고분자 액정의 메소겐을 배향시키는 것이 가능해진다. 또한, 가교성 고분자 액정은, 메소겐기 및 가교성의 기를 갖는다.
가교성 고분자 액정의 이방성에 기여하는 메소겐기에 대해서는, 예를 들어, 지환식 탄화수소의 고리, 방향족 탄화수소의 고리 및 복소 고리 등을 들 수 있다. 또한, 메소겐기에 복수의 고리가 포함되는 경우에는, 복수의 고리는, 서로 직접적으로 결합하는 것, 또는, 연결기를 개재하여 간접적으로 결합하는 것이 있다. 또, 메소겐기에 복수의 고리가 포함되는 경우에는, 메소겐기에 포함되는 복수의 고리는, 동종의 또는 이종의 고리의 조합을 들 수 있다. 메소겐기에 포함되는 고리의 수는, 바람직하게는 2 개 이상 4 개 이하이고, 보다 바람직하게는 2 개 또는 3 개이다. 메소겐기에 포함되는 고리의 수가 2 개 이상인 경우에는, 가교성 고분자 액정의 액정성을 발현시키는 것이 가능해진다. 메소겐기에 포함되는 고리의 수가 4 개 이하인 경우에는, 가교성 고분자 액정의 융점이 낮아진다. 이 4 개 이하의 경우에는, 가교성 고분자 액정을 가교하는 공정에 있어서의 결정의 석출이 저감되어, 경화시킨 가교성 고분자 액정의 헤이즈값을 낮게 하는 것이 가능해진다.
가교성의 기에 대해서는, 예를 들어, 아크릴로일옥시기 (CH2＝CHCOO-), 메타크릴로일옥시기 (CH2＝C(CH3)COO-), 비닐기, 알릴기, 및 고리형 에테르기 등을 들 수 있는데, 가교성의 기는, 보다 바람직하게는 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기이다.
가교성 고분자 액정은, 메소겐기를 갖는 액정성의 모노머 유닛의 메소겐기가, 가교성 고분자 액정의 측사슬을 구성하는 측사슬형 고분자 액정인 것이 바람직하다.
가교성 고분자 액정을 구성하는 액정성의 모노머 유닛은, 가교성의 기를 갖는 액정성의 모노머 유닛만으로 구성되어도 되고, 가교성의 기를 갖는 액정성 모노머와 가교성의 기를 갖는 것이 아닌 액정성의 모노머 유닛으로 구성되어도 된다. 액정성의 모노머 유닛의 수에 있어서의 가교성의 기를 갖는 액정성의 모노머 유닛의 수의 비가 보다 큰 경우에는, 가교시킨 가교성 고분자 액정이 보다 안정된 것이다. 즉, 보다 높은 내열성 및/또는 보다 높은 내용제성 및/또는 내수성을 갖는다. 한편, 액정성의 모노머 유닛의 수에 있어서의 가교성의 기를 갖는 액정성의 모노머 유닛의 수의 비가 보다 작은 경우에는, 가교성 고분자 액정이 가교되어 경화될 때의 경화 수축을 예방 또는 저감시키는 것이 가능해진다. 예를 들어, 가교성의 기가 아크릴로일옥시기인 경우에는, 액정성의 모노머 유닛의 수에 있어서의 가교성의 기를 갖는 액정성의 모노머 유닛의 수의 비가 40 ∼ 50 ％ 일 때, 가교시킨 고분자 액정이 비교적 높은 내용제성 및 내수성을 가짐과 함께, 경화 수축이 비교적 적다.
이와 같은 가교성 고분자 액정은, 중합성 관능기를 갖는 액정성 모노머를 중합시켜 이루어지는 고분자 액정에 가교성의 기를 도입함으로써 얻는 것이 바람직하다. 이 고분자 액정은, 일종의 액정성 모노머를 단독 중합시킨 것이어도 되고, 복수의 액정성 모노머를 공중합시킨 것이어도 되며, 액정 소자에 요구되는 특성 등에 의해 적절히 선택할 수 있다. 또한, 여기서, 중합성 관능기로는 상기 가교성기와 동일한 기를 들 수 있고, 바람직한 양태도 동일하다.
액정성 모노머로는, 하기 식 (A) 로 나타내는 액정성 모노머를 들 수 있다.
CH2＝CR1-COO-(CH2)m-(O)n-X-M…(A)
여기서, R1 은 수소 원자 또는 메틸기이고, m 은 0 ∼ 12 인 정수이고, n 은, m 이 0 인 경우에는 0 이고, m 이 1 ∼ 12 인 정수인 경우에는 1 이고, X 는, 단결합, -COO-, -OCO-, 또는 -CO- 이고, M 은, 복수의 고리가 직접적으로 또는 연결기를 개재하여 간접적으로 결합한 메소겐기이다. 또한, M 에 있어서의 고리의 수소 원자는, 메틸기, 메톡시기, 시아노기 등으로 치환되어 있어도 된다. m 은, 바람직하게는 1 ∼ 12 의 정수이고, 보다 바람직하게는 2 ∼ 6 의 정수이다.
식 (A) 로 나타내는 액정성 모노머로는, 예를 들어 이하의 모노머를 들 수 있다.
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-Ph-Ph,
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-Ph-Cy,
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-Ph-COO-Ph,
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-Ph≡Ph,
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-Ph-Z1-Ph-Z2-Ph,
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-COO-Ph-Z1-Ph-Z2-Ph,
CH2＝CR1-COO-(CH2)mO-CO-Ph-Z1-Ph-Z2-Ph.
여기서, R1 및 m 은 상기와 동일한 의미이고, Z1 및 Z2 는 각각 독립적으로, 단결합, -COO-, -OCO-, 또는 -CO- 이고, Ph 는 1,4-페닐렌기 (단, 고리의 수소 원자는, 메틸기, 메톡시기, 또는 시아노기로 치환되어 있어도 된다) 이고, Cy 는 1,4-시클로헥실렌기이다.
또한, 액정성 모노머의 적어도 일부는, 후에 가교성기를 도입하기 위해, 메소겐기 (M) 에 포함되는 말단의 고리기에 수산기 등의 반응성기를 갖는다. 본 발명에 있어서의 가교성 고분자 액정은, 상기 액정성 모노머의 중합체에, 에스테르 화 반응 등의 수법에 의해 가교성기를 도입함으로써 얻어진다.
가교성 고분자 액정에 대해서는, 예를 들어, 후술하는 실시예에 기재된 가교성 고분자 액정 (B-2) 를 들 수 있다.
또한, 복수 종류의 가교성 고분자 액정이 병용되는 경우도 있다. 이 경우에 있어서의 복수 종류의 가교성 고분자 액정의 조합 및 비율은, 액정 소자의 용도 및/또는 요구되는 특성에 따라 적절히 설정된다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서는, 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성함으로써, 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 배향시키는 것이 가능해진다.
여기서, 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정이란, 예를 들어, 배향 처리가 실시된 기판의 편측에 가교성 고분자 액정을 포함하는 용액을 도포하는 공정, 배향 처리가 실시된 복수의 기판 사이에 가교성 고분자 액정의 층을 사이에 끼우는 공정을 포함한다. 후자의 경우에는, 가교성 고분자 액정의 층의 두께를 (수십 미크론 정도의 두께까지) 증가시키는 것이 가능해짐과 함께, 그에 따라, 가교성 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 사이즈를 증가시키는 것이 가능해진다.
또, 배향 처리된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정이란, 예를 들어, 가교성 고분자 액정의 층 또는 가교성 고분자 액정을 포함하는 용액을 가열하는 공정을 포함한다. 가교성 고분자 액정의 층 또는 가교성 고분자 액정을 포함하는 용액을 가열하면, 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 랜덤하게 배향시키는 것이 가능해진다. 다음으로, 가교성 고분자 액정의 층 또는 가교성 고분자 액정을 포함하는 용액의 온도를 내리면, 액정 온도 범위에 있어서의 어느 온도에서 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 재배향시키는 것이 가능해져, 메소겐기의 배향을 제어하기 쉬워진다. 상기한 액정 온도 범위에 있어서의 어느 온도는 가교성 고분자 액정의 재료의 종류에도 의존하는데, 예를 들어, 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도의 -20 ℃ 이상, 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도의 -10 ℃ 이하의 온도이다. 이 투명점 (Tc) 이란, 액정의 온도를 올려 가면 액정상으로부터 등방성 액체로 변화되는데, 액정상이 이 등방성 액체 (투명 액체) 로 변화하는 변화 온도를 말한다.
본 발명에 있어서, 가교성 고분자 액정의 층은 계면 활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층으로부터 몰드를 박리하는 것이 보다 용이해진다. 또, 가교성 고분자 액정이 계면 활성제를 함유함으로써, 가교성 고분자 액정의 층의 대기와의 계면 근방에 존재하는 메소겐기를 기판의 액정 배향성에 따라 배향시키는 것이 보다 용이해진다.
계면 활성제에 대해서는, 예를 들어, 플루오로알킬기, 실리콘 사슬, 및 탄소수 4 ∼ 24 의 알킬기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 이들 화합물은, 에테르성 산소 원자를 갖고 있어도 된다. 바람직하게는, 플루오로알킬기를 갖는 화합물이다. 플루오로알킬기에 대해서는, 예를 들어, 퍼플루오로알킬기, 폴리플루오로알킬기, 및 퍼플루오로폴리에테르기 등을 들 수 있다. 실리콘 사슬에 대해서는, 예를 들어, 디메틸 실리콘 및 메틸페닐 실리콘 등을 들 수 있다. 탄소수 4 ∼ 24 의 알킬기에 대해서는, 예를 들어, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-도데실기, 라우릴기, 및 옥타데실기 등을 들 수 있다. 탄소수 4 ∼ 24 의 알킬기는, 직쇄상의 기 또는 분기상의 기인 것이 바람직하다. 가교성 고분자 액정의 층에 포함되는 계면 활성제의 양은, 가교성 고분자 액정이 가교된 경화물의 층으로부터의 몰드의 박리 용이성 및 배향 처리가 실시된 기판에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐의 배향 용이성 등에 따라 적절히 선택된다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서는, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도이고, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도에서, 가교성 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압한다. 이로써, 가교성 고분자 액정의 층에 포함되는 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 배향시킨 상태로, 몰드에 의한 배향의 혼란을 예방 또는 저감시킴과 함께, 몰드에 의해 가교성 고분자 액정의 층에 패턴을 부여하는 것이 가능해진다.
여기서, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시키기 때문에, 가교성 고분자 액정의 층에 패턴을 부여하는 것이 가능해진다. 상기 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의 압력은, 가압시킬 때의 온도, 가교성 고분자 액정의 재료, 배향막, 기판 및 몰드의 배향 규제력, 몰드의 패턴 등에 따라 적절한 압력이 선택된다. 특별히 한정되지 않지만, 이 가압시의 압력으로서 예를 들어 0.01 ∼ 10 ㎫ 의 압력을 들 수 있다.
또, 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도에서, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시키기 때문에, 가교성 고분자 액정의 층에 패턴을 부여할 때, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란을 방지 또는 저감 시키는 것이 가능해진다.
추가하여, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도이면서, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도는, 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 배향시킬 때의 가교성 고분자 액정의 층의 온도보다 낮은 온도이다.
또, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도는, 가교성 고분자 액정의 재료의 점도 특성, 배향 처리가 실시된 기판의 배향 규제력, 및 몰드의 배향 규제력 등에 의존한다. 예를 들어, 배향 처리가 실시된 기판의 배향 규제력에 대한 몰드의 배향 규제력의 비가 작은 경우에는, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도는, 가교성 고분자 액정의 투명점에 가까운 온도이다. 또, 배향 처리가 실시된 기판의 배향 규제력에 대한 몰드의 배향 규제력의 비가 증가하면, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란을 방지 또는 저감시키기 위해서, 경화성의 액정 중합체 (가교성 고분자 액정) 의 유리 전이 온도보다 높으면서, 또한 경화성의 액정 중합체 (가교성 고분자 액정) 의 투명점의 온도보다 낮은 온도는 보다 낮은 온도가 된다. 상기 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의 가교성 고분자 액정의 층의 온도는, 상기한 바와 같이 가교성 고분자 액정의 재료, 배향막, 몰드의 배향 규제력, 몰드의 패턴 등에 따라 적절한 온도가 선택된다. 특별히 한정되지 않지만, 이 가압시의 가교성 고분자 액정의 층의 온도로서 예를 들어 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도 (Tg) 로부터 Tg＋50 ℃ 의 범위를 들 수 있다.
또한, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도에서, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시키기 때문에, 비교적 낮은 온도에서 몰드가 가교성 고분자 액정의 층에 가압된다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서는, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킨 상태로 가교성 고분자 액정을 가교시킨다. 이로써, 가교성 고분자 액정의 층에 포함되는 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 실질적으로 유지한 상태로, 또한, 몰드에 의해 가교성 고분자 액정의 층에 패턴이 부여된 상태로, 가교성 고분자 액정을 가교시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서는, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층으로부터 몰드를 박리함으로써, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 실질적으로 유지한 상태로 패턴이 부여된, 가교성 고분자 액정의 경화물의 층을 얻는 것이 가능해진다. 즉, 배향 처리가 실시된 기판 및 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 실질적으로 유지한 상태로 패턴이 부여된 가교성 고분자 액정의 경화물의 층을 포함하는 액정 소자를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층으로부터 몰드를 박리했을 때의 당해 층의 온도는, 가교성 고분자 액정의 층에 몰드를 가압시킬 때의 온도보다 낮은 온도이지만, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도의 온도보다 높은 온도, 또는 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 낮은 온도이다.
이와 같이, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의하면, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층에 있어서의 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 방향이, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 부여된 패턴과 실질적으로 독립적인 것, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 부여된 방향성을 갖는 패턴의 방향과 실질적으로 동일한 또는 상이한 것인, 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의하면, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층이 보다 양호한 내광성을 갖는, 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
또한 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의하면, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 부여된 패턴의 형상이 보다 양호한 정밀도를 갖는, 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
추가하여, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 것에 의하면, 미크론 정도 (수 미크론 ∼ 수십 미크론) 의 사이즈 또는 나노미터 정도 사이즈의 패턴이 부여된 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층을 갖는, 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
또, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의하면, 가교성 고분자 액정의 층에 전압을 인가하는 것이 필요하지 않은 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 배향 처리가 실시된 기판에 형성되는 가교성 고분자 액정의 층의 두께 (가교 처리를 실시하고, 경화된 고분자 액정층의 두께) 는, 그 하한으로서 고분자 액정층에 형성되는 패턴의 높이 (즉 깊이) 등에 의해, 또 그 상한으로서 액정을 배향시킬 수 있는 범위의 두께에 의해, 적절히 선택된다. 특별히 한정되지 않지만, 그 상한의 두께의 일례는, 20 ㎛ 정도이다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 바람직하게는, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의, 가교성 고분자 액정의 층의 점도는, 103 ㎩·초 이상 106 ㎩·초 이하, 보다 바람직하게는 104 ㎩·초 이상 105 ㎩·초 이하이다.
상기 점도가 103 ㎩·초 이상인 경우에는, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란을 보다 유효하게 방지 또는 저감시키는 것이 가능해진다. 특히, 몰드가 배향 규제력 (앵커링력) 을 가질 때에 있어서도, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란을 보다 유효하게 방지 또는 저감시키는 것이 가능해진다.
한편, 몰드를 경화성의 액정 중합체의 층에 가압시킬 때의 경화성의 액정 중합체의 층의 점도가 106 ㎩·초 이하인 경우에는, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 보다 용이하게 가압하는 것이 가능해진다.
상기 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 바람직하게는, 가교성 고분자 액정의 수평균 분자량은 2000 이상 50000 이하, 보다 바람직하게는 4000 이상 25000 이하이다.
가교성 고분자 액정의 수평균 분자량이 2000 이상인 경우에는, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란을 보다 유효하게 방지 또는 저감시키는 것이 가능해진다. 특히, 몰드가 배향 규제력 (앵커링력) 을 가질 때에 있어서도, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란을 보다 유효하게 방지 또는 저감시키는 것이 가능해진다.
한편, 경화성의 액정 중합체 (가교성 고분자 액정) 의 수평균 분자량이 50000 이하인 경우에는, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 보다 용이하게 가압하는 것이 가능해진다. 또, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향도가 보다 높아져, 투명한 액정 소자를 얻는 것이 가능해진다. 또한 배향 처리를 위해서 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
상기 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 가교성 고분자 액정을 가교시키는 방법으로는, 가교성 고분자 액정을 광 가교시키는 것이 바람직하다.
예를 들어, 가교성 고분자 액정이 자외선에 대해 감응하는 가교성기를 갖는 경우에는, 자외선을 가교성 고분자 액정에 조사함으로써, 가교성 고분자 액정을 경화 (가교) 시킬 수 있다.
가교성 고분자 액정의 가교를 광 가교에 의해 실시하는 경우에는, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 실질적으로 유지한 상태로, 또한, 몰드에 의해 가교성 고분자 액정의 층에 패턴이 부여된 상태로, 가교성 고분자 액정을 경화 (가교) 시키는 것을 보다 용이하게 달성할 수 있다.
또한, 가교성 고분자 액정을 광 가교시키는 경우에는, 가교성 고분자 액정에 광중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제는, 광에 의해 경화성 (가교성) 의 고분자 액정에 라디칼 중합 반응 또는 이온 중합 반응을 일으키는 화합물이다. 예를 들어, 가교성 고분자 액정의 층은, 가교성 고분자 액정을 99 ∼ 90 질량％, 및 광중합 개시제를 1 ∼ 10 질량％ 포함하는 가교성 고분자 액정의 층의 형성용 용액에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 광중합 개시제의 잔류물을 저감시키는 것이 가능해지고, 가교성 고분자 액정의 물성 열화의 저감 또는 물성 열화의 방지가 가능해짐과 함께, 가교성 고분자 액정을 보다 용이하게 가교시키는 것이 가능해진다. 특히 바람직하게는, 가교성 고분자 액정을 95 ∼ 98 질량％, 및 광중합 개시제를 2 ∼ 5 질량％ 함유하는 광중합성의 조성물이다.
광중합 개시제에 대해서는, 예를 들어, (A) 아세토페논계 광중합 개시제, (B) 벤조인계 광중합 개시제, (C) 벤조페논계 광중합 개시제, (D) 티오크산톤계 광중합 개시제, (E) 퍼플루오로(tert-부틸퍼옥사이드), 퍼플루오로벤조일퍼옥사이드 와 같은 불소 원자를 함유하는 광중합 개시제, 추가로는 (F) α-아실옥심에스테르, 벤질-(o-에톡시카르보닐)-α-모노옥심, 아실포스핀옥사이드, 글리옥시에스테르, 3-케토쿠마린, 2-에틸안트라퀴논, 캠퍼퀴논, 테트라메틸티우람술파이드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, tert-부틸퍼옥시피발레이트 등과 같은 그 밖의 광중합 개시제를 들 수 있다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 바람직하게는, 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정은, 경화성의 액정 중합체 (가교성 고분자 액정) 의 투명점 온도 이상의 온도에서 경화성의 액정 중합체 (가교성 고분자 액정) 의 층을 가열하는 공정을 포함한다. 이 경우, 가교성 고분자 액정의 투명점 온도 이상의 온도에서 가교성 고분자 액정의 층을 가열함으로써, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 랜덤한 것으로 하는 것이 가능해진다. 그리고, 가교성 고분자 액정의 층의 온도를 가교성 고분자 액정의 투명점 미만의 온도까지 저하시킴으로써, 메소겐기를 보다 효율적으로 재배향시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 바람직하게는, 몰드의 배향 규제력 (앵커링력) 은, 1×10-1 J/㎡ 이하이다. 몰드의 배향 규제력이 1×10-1 J/㎡ 이하인 경우에는, 몰드에 의한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 혼란이 보다 유효하게 방지 또는 저감되고, 몰드에 의해 가교성 고분자 액정의 층에 패턴을 보다 용이하게 부여하는 것이 가능해진다.
도 1 은, 본 발명에 있어서의 가교성 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 반전 패턴 (11) 을 갖는 몰드 (10) 의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 몰드 (10) 의 예는, 피치 (P), 폭 (W), 및 높이 (H) 의 라인 앤드 스페이스 (격자 형상) 의 패턴을 갖는다. 도 1 에 나타내는 몰드의 예에 있어서는, 몰드의 배향 규제력 (앵커링력) 은 대개 라인 앤드 스페이스의 높이 (H) 의 2 승에 비례함과 함께, 라인 앤드 스페이스의 피치 (P) 의 3 승에 역비례한다. 그 때문에, 라인 앤드 스페이스의 높이 (H) 가 감소 (증가) 할수록, 몰드의 배향 규제력 (앵커링력) 은 감소 (증가) 한다. 또, 라인 앤드 스페이스의 피치 (P) 가 증가 (감소) 할수록, 몰드의 배향 규제력 (앵커링력) 은 감소 (증가) 한다.
본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서, 가교성 고분자 액정의 층에 몰드를 가압할 때의 몰드의 속도는, 가교성 고분자 액정의 층의 점도 및 몰드에 가하는 압력에 의존한다. 몰드에 압력을 가하는 수단으로는, 예를 들어, 롤러로 몰드에 압력을 가하는 수단을 들 수 있다. 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 몰드의 속도가 작은 경우에는, 가교성 고분자 액정의 층에 대한 몰드의 압력이 작기 때문에, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향에 대한 몰드의 가압의 영향을 저감시키는 것이 가능해진다. 그것에 의해, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의 당해 층의 온도를 보다 높게 하는 것이 가능해진다. 한편, 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 몰드의 속도가 큰 경우에는, 가교성 고분자 액정의 층에 대한 몰드의 압력이 크기 때문에, 당해 층에 몰드를 보다 용이하게 가압하는 것이 가능해진다. 그것에 의해, 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의 당해 층의 온도를 보다 낮게 하는 것이 가능해진다.
도 2 는, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법의 예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 2(a) 는, 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정의 예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 2(b) 는, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높은 온도, 또한 경화성의 액정 중합체 (가교성 고분자 액정) 의 투명점의 온도보다 낮은 온도에서, 가교성 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 공정, 및 몰드를 가교성 고분자 액정의 층에 가압한 상태로 가교성 고분자 액정을 가교시키는 공정의 예를 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 2(c) 는, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층으로부터 몰드를 박리하는 공정의 예를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2 에 있어서, 배향 처리가 실시된 기판 (21) 및 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층 (24) 을 포함하는 액정 소자 (20) 를 제조하는 방법을 나타낸다.
먼저, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 배향 처리가 실시된 기판 (21) 에 가교성 고분자 액정의 층 (22) 을 형성한다. 여기서, 배향 처리가 실시된 기판 (21) 은, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 장축을 기판 (21) 의 표면에 대해 수평한 방향으로 배향시키는, 러빙 처리된 폴리이미드의 막을 갖는 기판이다. 또, 가교성 고분자 액정의 층 (22) 은, 메소겐기 및 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 와 같은 가교성의 기를 갖는 가교성 고분자 액정 외에, 광중합 개시제, 및 계면 활성제를 함유한다. 또한, 가교성 고분자 액정은, 액정성의 모노머 유닛의 메소겐기가 가교성 고분자 액정의 측사슬을 구성하는 측사슬형 고분자 액정이다.
여기서, 가교성 고분자 액정의 투명점 (Tc) 이상의 온도에서 가교성 고분자 액정의 층 (22) 을 가열한다. 이로써, 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 포함되는 가교성 고분자 액정의 메소겐의 배향을 랜덤한 배향으로 한다. 그리고, 가교성 고분자 액정의 층 (22) 의 온도를, 가교성 고분자 액정의 투명점 (Tc) 미만의 온도 (예를 들어, 광 가교성의 고분자 액정의 투명점 (Tc) 온도보다 10 ∼ 20 ℃ 낮은 온도) 까지 저하시킴으로써, 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 재배향시킨다. 이 때, 가교성 고분자 액정의 층 (22) 이 계면 활성제를 함유하므로, 가교성 고분자 액정은, 배향 처리가 실시된 기판 (21) 의 표면에 대해 수평한 방향에 의해 용이하게 배향된다.
다음으로, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 재배향시킬 때의 온도 (예를 들어, 광 경화성의 액정 중합체의 투명점 (Tc) 의 온도보다 10 ∼ 20 ℃ 낮은 온도) 보다 낮고, 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도 (Tg) 보다 높은 온도, 또한 가교성 고분자 액정의 투명점 (Tc) 의 온도보다 낮은 온도 (예를 들어, 광 경화성의 액정 중합체의 투명점 (Tc) 보다 70 ∼ 80 ℃ 낮은 온도) 에서, 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 부여하는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드 (23) 를 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 가압한다. 이와 같이, 몰드 (23) 를 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 가압시킬 때의 당해 층 (22) 의 점도는, 바람직하게는, 103 ㎩·초 이상 106 ㎩·초 이하이다.
여기서, 몰드 (23) 를 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 가압시키기 위한 몰드 (23) 에 압력을 가하는 수단으로는, 롤러로 몰드에 압력을 가하는 수단이 대표적으로 사용된다. 또, 몰드 (23) 는, 라인 앤드 스페이스의 패턴을 갖는다. 이로써, 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 포함되는 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 실질적으로 유지한 상태로, 몰드 (23) 에 의한 메소겐기의 배향의 혼란을 예방 또는 저감시킴과 함께, 몰드 (23) 에 의해 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 라인 앤드 스페이스의 패턴을 부여한다.
계속해서, 몰드 (23) 를 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 가압한 상태로 가교성 고분자 액정을 광 가교시킨다. 보다 구체적으로는, 자외선을 가교성 고분자 액정에 조사함으로써, 광 가교성의 고분자 액정을 경화 (즉 가교) 시킨다.
마지막으로, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 몰드 (23) 를 가교성 고분자 액정의 층 (22) 에 가압시킬 때의 온도보다 낮은 온도 (예를 들어, 가교성 고분자 액정의 유리 전이점 (Tg) 부근의 온도) 에서, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층 (24) 으로부터 몰드 (23) 를 박리한다. 이로써, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향을 실질적으로 유지한 상태로 라인 앤드 스페이스의 패턴이 부여된, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층 (24) 이 얻어진다. 즉, 배향 처리된 기판 (21) 및 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층 (24) 을 포함하는 액정 소자 (20) 가 얻어진다. 또한, 라인 앤드 스페이스의 패턴의 피치는, 나노미터 정도의 피치로부터 미크론 정도 (20 ∼ 30 미크론) 의 피치까지가 가능하다.
이와 같이, 도 2 에 나타내는 액정 소자 (20) 를 제조하는 방법에 의하면, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층 (24) 에 있어서의, 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 방향 (기판 (21) 의 표면에 대해 수평으로 방향한, 메소겐기의 장축의 방향) 이, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층 (24) 에 부여된 라인 앤드 스페이스의 패턴의 길이 방향과는 상이한 것이고, 또한, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층 (24) 이 보다 양호한 내광성 및 보다 양호한 정밀도를 구비한 라인 앤드 스페이스의 패턴을 갖는, 액정 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명의 액정 소자는, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의해 제조되는 액정 소자이다.
본 발명의 액정 소자는, 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하기 때문에, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 있어서의 고분자 액정의 메소겐기의 배향의 방향이, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 부여된 패턴과 실질적으로 독립적인 것, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 부여된 방향성을 갖는 패턴의 방향과 실질적으로 동일한 것 또는 상이한 것인, 액정 소자를 제공하는 것이 가능해진다. 또, 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층이 보다 양호한 내광성을 갖는 액정 소자를 제공하는 것이 가능해진다. 또한 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층에 부여된 패턴의 형상이 보다 양호한 정밀도를 갖는, 액정 소자를 제공하는 것이 가능해진다. 또한, 미크론 정도 (수 미크론 ∼ 수십 미크론) 의 사이즈 또는 나노미터 정도 사이즈의 패턴이 부여된 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층을 갖는, 액정 소자를 제공하는 것이 가능해진다. 또, 배향을 제어할 때에 있어서 가교성 고분자 액정에 전압을 인가하는 수단이 필요하지 않은 액정 소자의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
가교성 고분자 액정의 층에 부여되는 패턴의 형상으로는, 액정 소자의 목적으로 하는 용도에 따라, 각종 패턴이 적절히 선택된다. 예를 들어, 위상차판, 파장판 등의 용도에는 직사각형상 홈 패턴이 사용되고, 회절 격자 용도에는 직사각형상 홈 패턴 외에, 톱니상 홈, 정현파상 홈 패턴, 또는 그들을 조합한 패턴이 사용되는데, 본 발명은 이들 패턴에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 미크론 정도 (수 미크론 ∼ 수십 미크론) 의 사이즈의 패턴이 부여된 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층을 갖는 액정 소자에 대해서는, 예를 들어, 회절 격자 등의 용도를 들 수 있다. 또, 나노미터 정도 사이즈의 패턴이 부여된 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층을 갖는 액정 소자에 대해서는, 예를 들어, 파장판 등의 용도를 들 수 있다.
도 3 은, 본 발명의 액정 소자의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 2 에 나타내는 본 발명의 액정 소자를 제조하는 방법의 예에 의해 제조된 액정 소자를 개략적으로 나타낸다. 도 2 에 나타나는 액정 소자 (20) 와 동일하게, 도 3 에 나타내는 액정 소자 (40) 는, 배향 처리가 실시된 기판 (41) 및 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층 (42) 을 포함한다. 액정 소자 (20) 에 대해 상기 서술한 것과 동일하게, 액정 소자 (40) 에 있어서는, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층 (42) 에 있어서의 메소겐기의 배향의 방향, 즉, 기판 (41) 의 표면에 대해 수평한 방향에 있는 (도 3 에 있어서 점선으로 나타내는 타원형의 장축 방향) 메소겐기의 길이 방향이, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층 (42) 에 부여된 라인 앤드 스페이스의 패턴의 장축 방향과는 상이한 것이다. 또, 액정 소자 (40) 에 있어서는, 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층 (42) 이 보다 양호한 내광성을 갖고, 보다 양호한 정밀도를 구비한 라인 앤드 스페이스의 패턴을 갖는다.
이상과 같이 하여 제작된 라인 앤드 스페이스 (격자 형상) 의 패턴을 갖는 액정 소자는, 또한 적어도 가교성 고분자 액정의 경화물의 층의 패턴의 홈부에 경화성 조성물을 충전하고, 그 경화성 조성물을 경화시키는 것을 실시해도 된다. 이 때, 경화성 조성물에 의해 상기 패턴의 볼록부의 표면을 덮고, 그 경화성 조성물을 경화시켜도 된다. 홈부에 충전하는 경화성 재료로는, 상기와 같은 가교성 고분자 액정이어도 되고, 액정성 모노머여도 된다. 또, 메소겐기 등을 갖지 않은, 등방성의 경화성 조성물 (UV 경화성 수지 등) 이어도 된다.
특히, 액정 재료를 사용하여 상기 홈부를 충전하는 경우, 고분자 액정층에 형성된 라인 앤드 스페이스에 의해 액정 재료의 메소겐기를 배향시킬 수 있다. 즉, 상기와 같이 형성된 패턴을 갖는 고분자 액정의 층은, 광을 변조하는 역할을 가짐과 함께, 액정 재료를 배향시키는 역할을 갖는다. 이와 같이, 액정 재료를 사용하여 홈부를 충전하는 경우, 액정 소자의 두께를 작게 할 수 있다. 또, 액정 소자에 있어서 등방성 재료로 이루어지는 층이 포함되지 않음으로써, 광학 특성의 열화를 억제할 수 있다. 또한 광의 입사각의 각도 의존성을 작게 할 수 있다.
[실시예]
다음으로, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하지만, 이들에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 예 1 ∼ 4, 10, 및 11 은 실시예이고, 예 5 ∼ 8 은 비교예이고, 또한 예 9 는 내광성의 평가예이다.
[합성예 1] 고분자 액정 (B-1) 의 합성
하기의 화학 반응식 (1) 에 따라, 고분자 액정 (B-1) 을 합성하였다.
[화학식 1]
Figure pct00001
또한, 화학 반응식 (1) 중의 x 는, 액정성 모노머 (P6OCB) 의 단위의 수 및 액정성 모노머 (P6BCOH) 의 단위의 수의 합계에 대한 액정성 모노머 (P6BCOH) 의 단위의 수의 비율 (몰비) 을 나타낸다.
10 ㎖ 의 나사구 시험관에 2.0 g 의 액정성 모노머 (P6OCB), 1.92 g 의 액정성 모노머 (P6BCOH), 40 mg 의 중합 개시제 (와코 순약사 제조, 상품명 「V40」), 120 mg 의 1-도데칸티올 (연쇄 이동제), 및 4.8 g 의 N,N-디메틸포름아미드를 투입하고, 나사구 시험관 내의 공기를 질소로 치환한 후, 나사구 시험관을 밀폐하였다. 나사구 시험관을 80 ℃ 의 항온조에서 18 시간 교반 진탕시켜, 상기 액정성 모노머의 중합을 실시하였다. 여기서, P6OCB 와 P6BCOH 의 몰비는 0.5：0.5 였다.
반응 후, 생성물을 메탄올 중에서 세정하여 미반응의 액정성 모노머를 제거한 후, 생성물을 테트라하이드로푸란에 용해시켜, 얻어진 용액을 메탄올 중에 적하하여, 생성물의 재침 정제를 실시하였다. 그 후, 생성물을 진공 건조기로 40 ℃ 에서 2 시간 건조시켜, 3.68 g (수율 92 ％) 의 백색의 고분자 액정 (B-1) 을 얻었다.
합성예 1 에서 얻어진 고분자 액정 (B-1) 의 수평균 분자량 (Mn) 은 5900, 융점 (Tm) 은 66 ℃, 유리 전이점 (Tg) 의 온도는 21 ℃, 폴리머 순도는 99 ％ 초과였다. 또한, 투명점 (Tc) 은 관측되지 않았다.
[합성예 2] 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 합성예
합성예 1 에서 얻어진 고분자 액정 (B-1) 을 사용하여, 하기의 화학 반응식 (2) 에 따라, 가교성 고분자 액정 (B-2) 를 얻었다.
[화학식 2]
Figure pct00002
200 ㎖ 의 3 구 플라스크에, 3.5 g 의 고분자 액정 (B-1), 3.35 g (12.9 mmol) 의 4-(4-아크릴록시-부틸옥시)벤조산 (SYNTON 사 제조, ST1680), 2.58 g (21.4 mmol) 의 디시클로헥실카르보디이미드, 0.466 g (3.82 mmol) 의 1,4-디메틸 아미노피리딘, 및 200 ㎖ 의 디클로로메탄을 투입하고, 내용물을 실온에서 하루 밤낮 교반하였다.
얻어진 반응 용액을 여과하고, 액을 헥산 중에 적하하여, 10 분간 교반한 후에, 폴리머를 꺼냈다. 또한 이 폴리머를 테트라하이드로푸란에 용해시키고, 얻어진 용액을 메탄올 중에 적하하여, 폴리머의 재침 정제를 실시하였다. 그 후, 폴리머를 진공 건조기로 실온에서 2 시간 건조시켜, 3.2 g (수율 90 ％) 의 백색의 가교성 고분자 액정 (B-2) 을 얻었다.
합성예 2 에서 얻어진 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 수평균 분자량 (Mn) 은 10000, 유리 전이점 (Tg) 의 온도는 20 ℃, 투명점 (Tc) 의 온도는 134 ℃, 및 폴리머 순도는 99 ％ 초과였다. 또한, 융점 (Tm) 은 관측되지 않았다. 또, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 점도는, 45 ℃ 에서 약 105 ㎩·초, 50 ℃ 에서 약 104 ㎩·초, 80 ℃ 에서 약 200 ㎩·초였다.
[가교성 고분자 액정 용액의 조제]
[조제예 1]
325 질량부의 시클로헥사논에 100 질량부의 가교성 고분자 액정 (B-2) 및 1 질량부의 중합 개시제 (치바 스페셜리티 케미컬즈 제조의 이르가큐어 184) 를 혼합하고, 얻어진 혼합물을 세공경 0.5 ㎛ 의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 사용해서 여과하여, 가교성 고분자 액정 용액 (b-22) 을 얻었다. 여기서, 가교성 고분자 액정 용액 (b-22) 에는, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 100 질량부에 대해 0.2 질량부의 계면 활성제 (세이미 케미컬사 제조의 S420) 도 첨가하였다. 또한, 계면 활성제는 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 수평 배향을 제어하기 위해서 사용하였다.
[조제예 2]
시클로헥사논의 양을 500 질량부로 변경하는 것 이외에는 조제예 1 과 동일하게 하여, 가교성 고분자 액정 용액 (b-23) 을 얻었다.
[조제예 3]
635 질량부의 시클로헥사논에, 100 질량부의 가교성 고분자 액정 (B-2), 1 질량부의 중합 개시제, 및 0.2 질량부의 계면 활성제를 혼합하고, 얻어진 혼합물을 세공경 0.5 ㎛ 의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 필터를 사용해서 여과하여, 가교성 고분자 액정 용액 (b-24) 을 얻었다. 계면 활성제는, 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 수평 배향을 제어하기 위해서 사용하였다.
[조제예 4]
시클로헥사논을 325 질량부로 하는 것 이외에는, 조제예 3 과 동일하게 하여, 가교성 고분자 액정 용액 (b-25) 을 얻었다.
[액정 소자의 제작]
[예 1]
하기의 공정 [a], [b], 및 [c] 를 순차 실시함으로써, 배향 처리가 실시된 유리 기판 상에, 표면에 패턴이 형성된 고분자 액정층을 갖는 액정 소자 (1) 를 얻었다.
[a] 가교성 고분자 액정층의 형성
수평 배향 처리가 실시된 유리 기판 상에, 가교성 고분자 액정 용액 (b-22) 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 50 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 용제를 휘발시키고, 가교성 고분자 액정의 층을 형성하였다. 다음으로, 100 ℃ 에서 3 분간 유지함으로써, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기의 배향 처리를 실시하였다. 이 배향 처리에 의해, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기가, 유리 기판의 표면에 대해 수평으로 배향하였다. 이와 같이 하여, 가교성 고분자 액정층이 형성된 유리 기판 A 가 얻어졌다.
또, 수평 배향 처리가 실시된 유리 기판 상에, 가교성 고분자 액정 용액 (b-24) 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 50 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 용제를 휘발시키고, 가교성 고분자 액정의 층을 형성하였다. 다음으로, 100 ℃ 에서 3 분간 유지함으로써, 가교성 고분자 액정 용액 (b-24) 에 함유되는 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기의 배향 처리를 실시하였다. 이 배향 처리에 의해, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기가, 유리 기판의 표면에 대해 수평으로 배향하였다. 이와 같이 하여, 가교성 고분자 액정이 형성된 유리 기판 B 가 얻어졌다.
얻어진 기판 B 의 막두께는 0.92 ㎛, 리타데이션 (Retardation) 값은 138 ㎚, 헤이즈 (Hage)값은 0.2 였다.
[b] 가교성 고분자 액정의 가교
공정 [a] 에서 얻어진 가교성 고분자 액정층에 형성된 유리 기판 A 및 B 를 45 ℃ 로 가열하고, 가교성 고분자 액정층에 몰드 A 를 가압하였다. 몰드 A 에 압력을 가하는 수단으로서 롤러를 사용하였다. 몰드 A 에 가해진 압력은, 0.2 ㎫ 였다. 여기서, 몰드 A 는, 도 1 및 표 1 에 나타내는 직사각형상의 패턴을 갖는 것이었다 (표 1 에 있어서의 P, L, 및 H 는, 각각, 도 1 에 나타내는 P, W, 및 H 를 나타낸다).
Figure pct00003
유리 기판 A：그 때, 몰드 A 의 패턴의 길이 방향에 대한 가교성 고분자 액정의 메소겐기의 배향 방향이 이루는 각도 (전사 방향) 가 0°가 되도록, 몰드 A 및 가교성 고분자 액정층이 형성된 유리 기판의 배치를 조정하였다. 다음으로, 몰드 A 를 가교성 고분자 액정층에 가압하여 몰드 A 의 패턴의 반전 패턴을 가교성 고분자 액정층에 전사하고, 그 상태를 유지한 채로, 질소 분위기하, 실온에서 조도 260 mW/㎠ 의 자외선을 가교성 고분자 액정층에 5 분간 조사하여, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 광 가교를 실시하였다.
[c] 몰드의 박리
가교성 고분자 액정층으로부터 몰드 A 를 실온에서 박리하고, 표면에 몰드 A 의 반전 패턴이 형성된 고분자 액정층을 갖는 액정 소자 (1) 를 얻었다.
[예 2, 예 3, 예 4, 및 예 11]
공정 [b] 에 있어서, 몰드, 전사 방향, 전사 온도 (가교성 고분자 액정층에 몰드 A 를 가압하여 몰드의 패턴을 전사했을 때의 온도) 등을 표 2 에 기재된 바와 같이 변화시킨 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여, 액정 소자 (2), 액정 소자 (3), 액정 소자 (4), 및 액정 소자 (6) 을 얻었다.
Figure pct00004
또한, 몰드 B 는, 도 1 및 표 3 에 나타내는 직사각형상의 패턴을 갖는 것이었다 (표 3 에 있어서의 P, L, 및 H 는, 각각, 도 1 에 나타내는 P, W, 및 H 를 나타낸다).
Figure pct00005
예 1, 예 2, 예 3, 및 예 4 에서 각각 얻어진 액정 소자 (1), 액정 소자 (2), 액정 소자 (3), 및 액정 소자 (4) 에 있어서의, 고분자 액정층의 두께, 파장 589 ㎚ 의 광에 대한 리타데이션값 (Rd 값) (nm), 헤이즈값 (％), 액정의 배향 상태 등을 표 4 에 나타낸다.
또한, 표 4 에 있어서의 리타데이션값, 및 후기하는 표 5 에 있어서의 리타데이션값 (Rd 값) 및 타원율은, 오오츠카 전자 (주) 제조의 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 (RETS-100) 를 사용하여, 회전 검광자법에 의해 측정하여 구한 데이터이다. 또, 헤이즈값은, 스가 시험기 (주) 제조의 헤이즈미터를 사용하여, JIS K 7105 에 준거해서 측정하여 구한 데이터이다.
Figure pct00006
또, 예 1, 예 2, 예 3, 및 예 4 에서 각각 얻어진 액정 소자 (1), 액정 소자 (2), 액정 소자 (3), 및 액정 소자 (4) 를, 크로스 니콜 하에서 편광 현미경에 의해 관찰한 결과, 패턴을 전사하고 있지 않은 부분 (미전사부) 과 동일하게 암시야가 얻어져, 몰드의 패턴의 전사에 의해 가교성 액정 고분자의 배향 상태가 변화되어 있지 않은 것이 확인되었다.
또한 예 2 에서 얻어진 액정 소자 (2) 에 있어서는, 전사된 패턴 유래의 구조성의 복굴절 (리타데이션값 Rd＝27 ㎚) 이 관찰되었다.
추가하여, 예 1 및 예 2 에서 각각 얻어진 액정 소자 (1) 및 액정 소자 (2) 의 패턴이 전사된 부분 (전사부) 을 원자간력 현미경으로 관찰한 결과, 몰드 A 의 패턴의 반전 형상이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
또, 예 3 및 예 4 에서 얻어진 액정 소자 (3) 및 액정 소자 (4) 를 절단하고, 액정 소자 (3) 및 액정 소자 (4) 의 절단면을 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 몰드 B 의 패턴과 동등한 형상이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
[예 5]
수평 배향 처리가 실시된 유리 기판 상에, 가교성 고분자 액정 용액 (b-22) 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 50 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 용제를 휘발시키고, 가교성 고분자 액정층에 형성된 유리 기판을 얻었다. 본 예에서는, 예 1 과는 달리, 용제를 휘발시킨 후에, 100 ℃ 에서 3 분간 유지하지 않았기 때문에, 메소겐기는 랜덤한 상태였다.
다음으로, 예 1 과 동일하게, 가교성 고분자 액정이 형성된 유리 기판을 45℃ 로 가열하고, 가교성 고분자 액정층에 몰드 A 를 가압하였다. 그 때, 몰드 A 의 패턴의 길이 방향에 대한 기판의 러빙 방향이 이루는 각도 (전사 방향) 가 45° 가 되도록, 몰드 A 및 가교성 고분자 액정층이 형성된 유리 기판의 배치를 조정하였다. 다음으로, 몰드 A 를 가교성 고분자 액정층에 가압하여 몰드 A 의 패턴의 반전 패턴을 가교성 고분자 액정층에 전사하고, 그 상태를 유지한 채로, 질소 분위기하, 실온에서 조도 260 mW/㎠ 의 자외선을 가교성 고분자 액정층에 5 분간 조사하여, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 광 가교를 실시하였다. 얻어진 고분자 액정층의 메소겐기는 랜덤한 상태 그대로였다.
[예 6]
몰드로서 몰드 B 를 채용하는 것 이외에는 예 5 와 동일하게 실험을 실시한 결과, 얻어진 고분자 액정층의 메소겐기는 랜덤한 상태 그대로였다.
예 5 및 6 의 결과로부터, 패턴의 전사 과정에 있어서는, 몰드의 배향 규제력에 의한 배향 변화는 발생되어 있지 않은 것을 알 수 있다.
[예 7]
예 1 의 공정 [a] 를 실시한 후, 몰드 가압에 의한 패턴 전사를 실시하지 않고, 실온에서 조도 260 mW/㎠ 의 자외선을 가교성 고분자 액정층에 5 분간 조사하고, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 광 가교를 실시하여, 고분자 액정층을 형성하였다.
산소 플라즈마 에칭에 의해, 고분자 액정층에 몰드 A 의 반전 패턴을 형성하고자 했지만, 패턴의 사이즈가 작기 때문에 형성할 수 없었다.
[예 8]
예 7 과 동일하게 하여 형성된 고분자 액정층에, 산소 플라즈마 에칭에 의해 몰드 B 의 반전 패턴의 형성을 시도하였다. 에칭은 가능했지만, 직사각형상의 모서리가 둥글어져, 원하는 패턴 형상의 것이 얻어지지 않았다.
[내광성의 평가]
[예 9]
액정 소자 (4) 및 예 8 에서 얻어진 액정 소자에, 청색 레이저 광을 40 mW/㎟ 의 강도로 조사한 결과, 액정 소자 (4) 는 20 Wh 이상 투과율의 저하가 없었던 것에 대해, 예 8 의 액정 소자는 5 Wh 로 투과율이 대폭 저하되었다.
[고분자 액정의 홈부가 충전된 액정 소자의 제작]
[예 10]
예 2 에서 얻어진 액정 소자 (2) 의 홈부에 가교성 고분자 액정 용액 (b-23) 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 50 ℃ 에서 10 분간 건조시키고, 다음에 110 ℃ 에서 3 분간 유지함으로써, 가교성 고분자 액정 용액 (b-23) 에 함유되는 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기를 배향시켰다. 이 배향 처리를 실시함으로써, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기가 유리 기판의 표면에 대해 수평으로 배향하였다.
이어서, 질소 분위기하, 실온에서 조도 260 mW/㎠ 의 자외선을 5 분간 조사하고, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 광 가교를 실시하여, 액정 소자 (5) 를 얻었다.
액정 소자 (5) 의 고분자 액정층의 두께는 합계로 2.45 ㎛ 이고, 상층의 두께는 0.85 ㎛ 였다. 또, 액정 소자 (5) 의 헤이즈값은 0.4 였다. 또한 상층의 고분자 액정의 메소겐기는 수평 배향하고 있었다.
액정 소자 (5) 의 파장 589 ㎚ 에서의 리타데이션값을 측정하면, 240 ㎚ 로 변화가 없었지만, 소자를 45 도 회전시킨 상태로 리타데이션값을 측정하면, 리타데이션값은 126 ㎚ 였다. 이 점에서, 상층의 고분자 액정의 메소겐기는 패턴의 길이 방향으로 1 축 배향하고 있는 것을 알 수 있다.
[예 12]
예 11 에서 얻어진 액정 소자 (6) 의 홈부에, 가교성 고분자 액정 용액 (b-25) 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 50 ℃ 에서 10 분간 건조시킨 후에 110 ℃ 에서 3 분간 유지함으로써, 가교성 고분자 액정 용액 (b-25) 에 함유되는 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 메소겐기를 홈 방향 (고분자 액정층 (1) 의 배향축과 60° 방향) 으로 평행, 또한 기판의 표면에 대해 수평으로 배향시켰다.
그 후, 질소 분위기하, 60 ℃ 에서 조도 260 mW/㎠ 의 자외선을 5 분간 조사하여, 가교성 고분자 액정 (B-2) 의 가교를 실시함으로써, 고분자 액정 적층 (2) 을 액정 소자 (6) 상에 제작하였다.
이와 같이 하여 얻어진 액정 소자 (7) 의 두께는 2.73 ㎛ (고분자 액정층 (2) 의 두께는 1.81 ㎛), 헤이즈값은 0.4 였다.
또, 얻어진 액정 소자 (7) 의, 450 ㎚, 550 ㎚, 및 650 ㎚ 의 파장에 있어서의 리타데이션 (Rd) 값 및 타원율을 측정하였다. 결과를 표 5 에 나타낸다.
Figure pct00007
450 ∼ 650 ㎚ 의 파장에 있어서의 액정 소자 (7) 의 타원율이 0.85 이상이고, 액정 소자 (7) 은 광대역 4 분의 1 파장판으로서 기능하는 것이 확인되었다.
얻어진 액정 소자 (7) 에, 청색 레이저 광을 40 mW/㎟ 의 강도로 조사한 결과, 액정 소자 (7) 은 20 Wh 이상 투과율의 저하가 없고, 내광성이 우수한 것을 알수 있었다.
상기와 같이, 하층의 고분자 액정층에 형성하는 패턴의 배향 규제력을, 하층의 고분자 액정과 상층의 고분자 액정 사이에 작용하는 분자간력보다 상대적으로 높게 함으로써, 상층의 고분자 액정의 메소겐기의 배향 방향을, 하층의 고분자 액정의 메소겐기의 배향 방향과 상이한 축으로 제어한 2 축의 액정 소자 (파장판) 의 제작이 가능하였다.
본 발명은 본 발명의 실시형태 및 실시예를, 본 발명의 주지 및 범위를 일탈하지 않고, 변경 또는 변형할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 전압을 인가하지 않고 액정의 배향을 제어하고, 미세 가공이 실시된 액정 소자를 제조하는 것이 가능하고, 이 액정 소자는, 내광성이 우수한 회절 격자 혹은 파장판 등의 광학 소자로서 유용하다.
또한, 2010년 4월 15일에 출원된 일본 특허 출원 2010-094424호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.
10 : 몰드
11 : 반전 패턴
20, 40 : 액정 소자
21, 41 : 기판
22 : 가교성 고분자 액정의 층
23 : 몰드
24 : 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 경화물의 층
42 : 광 가교시킨 가교성 고분자 액정의 층

Claims (8)

  1. 배향 처리가 실시된 기판 및 패턴을 갖는 고분자 액정의 층을 포함하는 액정 소자를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 배향 처리가 실시된 기판에 가교성 고분자 액정의 층을 형성하는 공정,
    상기 가교성 고분자 액정의 메소겐기를 배향시키는 공정,
    상기 가교성 고분자 액정의 유리 전이 온도보다 높고, 또한 상기 가교성 고분자 액정의 투명점의 온도보다 낮은 온도에서, 상기 고분자 액정의 층에 부여하는 패턴의 반전 패턴을 갖는 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압하는 공정,
    상기 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압한 상태로 상기 가교성 고분자 액정을 가교시켜 경화물로 하는 공정, 및
    상기 경화물로부터 상기 몰드를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰드를 상기 가교성 고분자 액정의 층에 가압시킬 때의 상기 가교성 고분자 액정의 층의 점도는 103 ㎩·초 이상 106 ㎩·초 이하인 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가교성 고분자 액정의 수평균 분자량은 2000 이상 50000 이하인 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교성 고분자 액정을 가교시켜 경화물로 하는 공정은, 상기 가교성 고분자 액정을 광 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴을 갖는 고분자 액정의 층은, 격자 형상의 패턴을 갖는 고분자 액정의 층인 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고분자 액정의 층의 패턴의 홈부에 경화성 조성물을 충전하고, 상기 경화성 조성물을 경화시키는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교성 고분자 액정의 층은, 가교성 고분자 액정, 광중합 개시제, 및 계면 활성제를 함유하는 가교성 고분자 액정의 층의 형성용 용액에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는, 액정 소자를 제조하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 소자를 제조하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 액정 소자.
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