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JP2003508820A - 同時アライメント及び相分離による整列液晶セル／膜の製造 - Google Patents

同時アライメント及び相分離による整列液晶セル／膜の製造

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Publication number
JP2003508820A
JP2003508820A JP2001522129A JP2001522129A JP2003508820A JP 2003508820 A JP2003508820 A JP 2003508820A JP 2001522129 A JP2001522129 A JP 2001522129A JP 2001522129 A JP2001522129 A JP 2001522129A JP 2003508820 A JP2003508820 A JP 2003508820A
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JP
Japan
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liquid crystal
mixture
substrate
alignment
polarization
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001522129A
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English (en)
Inventor
サティエンドラ クマル
リャン−チー チェン
ジェ−ホン キム
Original Assignee
ケント ステート ユニバーシティ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ケント ステート ユニバーシティ filed Critical ケント ステート ユニバーシティ
Publication of JP2003508820A publication Critical patent/JP2003508820A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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Abstract

(57)【要約】 相分離有機膜及び所望のアライメントを持つ液晶を有する微細構造を同時に製造する方法が開示されている。この方法は、液晶材料、プレポリマー、及び偏光に敏感な材料の混合物を調整する方法を含む。この方法は、基板上に配置され、紫外線あるいは可視光あるいは熱処理の組合せが、用いられる同時に基板に隣接する適切に整列された液晶材料の層あるいは微細構造を形成するように相分離を同時に誘起する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、自己整列層を使用する複合有機材料で作られている光変調装置の技
術に属する。特には、本発明は、偏光された紫外線（ＵＶ）露光を使用するイン
シトゥフォトアライメントと、プレティルトがある、あるいはないポリマー層に
隣接して整列液晶膜を調整するひとつあるいは複数の工程の処理を使用する相分
離複合有機膜（ＰＳＣＯＦ）を使用する異方性相分離と、の２つの処理を組合せ
る。特に、この方法は、各基板上の２つの予め製造されたアライメント層に対す
る要求もなしに整列された液晶セルの調整を可能にする。
【０００２】 背景技術 ＰＳＣＯＦ方法は、ポリマー及び液晶の隣接平行層を調整するために最近発明
され、ケント・ステート・ユニバーシティで使用された。この方法は、米国特許
第５，９４９，５０８号に開示され、ここに参照して組み込まれる。このＰＳＣ
ＯＦ方法は、ポリマー分散液晶膜の製造で使用される処理と同様な処理を含む。
ポリマー及び液晶は、所定の割合で混合され、明確な厚さを有する２つの基板間
あるいは１つの基板の上に置かれる。紫外線光のビームが片側から入射を行われ
る場合、相分離処理が開始される。重合化（及び相分離）の速度は、より高い強
度による紫外線放射源の近くでより速い。相分離が開始すると、有機あるいは液
晶材料は、重合化部から追い出され、紫外線放射源から離れた所に移動し始める
。結果として、ポリマーの均一膜は、セルの片側に得られ、液晶のほぼ均一の層
は、紫外線光源から離れた所のセルの反対側に形成される。ポリマーからの液晶
の分離は、液晶材料が紫外線源から離れた基板上で湿らすことにしている予め配
置されたアライメント層によって促進できる。それ自体、整列液晶膜が形成され
てもよい。
【０００３】 アライメント層は、一般的には、表面特性を変えるように機械的ラビングある
いは紫外線露光のような処理を従来後で受ける長い鎖の重合材料で作られている
。液晶装置の基板上にアライメント層を形成するためのいくつかの通常認められ
た技術がある。普通用いられる方法は、有機／ポリマー膜のラビングあるいはフ
ォトアライメント、及び無機材料の蒸発である。各方法は液晶材料を整列させる
ことができるが、各方法は特異の欠点を有する。
【０００４】 アライメント層を形成する最も商業的に使用されている方法は、ラビング方法
である。この方法では、例えば、ポリアミド酸は、基板上にスピン塗布されるか
あるいは他の方法で付着される。ポリアミド酸は、２つの熱処理、ソフトベーク
及びハードベークを受け、ポリイミド（ＰＩ）膜を形成する。適切な冷却期間後
、ＰＩ膜は、均一な単一の方向にベルベットのような布によってラビングされる
。液晶が後でラビングされた表面と接触する場合、液晶はラビング方向に沿って
整列する。あいにく、この方法は、その両方が液晶ディスプレイ、特に薄膜トラ
ンジスタを使用する液晶ディスプレイに悪影響を及ぼす、機械的損傷を生じ、静
電電荷を生成する。ラビング方法は、液晶材料を汚染するかもしれない布及びＰ
Ｉからの塵も発生する。
【０００５】 アライメント層を形成する他の方法は、前述のようにＰＩ膜を基板上に形成す
ることを含む。直線的に偏光された紫外線は、この表面上に投射され、所望の分
子アライメントを生成する。紫外線放射線は、イミドの光電性結合を含むＰＩの
光電性結合を異方性的に光解離する。これは、選択的にＰＩ分子の分極率を減少
させ、表面特性及び形態を変える。あいにく、この方法は、液晶の弱いアンカリ
ング及び好ましくない熱的及び化学的安定性を有するアライメント層を生じる。
さらに、この方法は高価な複数工程処理を必要とする。この方法のさらにもう一
つの欠点は、この方法が限られた電荷保持比及びラビング技術と比較される場合
わり少ない熱安定性をもたらすだけであるということである。
【０００６】 感光性ポリマーを使用することによってアライメント層を調整する同様な方法
も既知である。例えば、ポリ（ビニル）４−メトキシ−シンナマート（ＰＶＭＣ
）膜、ポリ（ビニル）シンナマート（ＰＶＣ）膜及びポリシロキサンシンナマー
ト膜のような感光性ポリマーは、液晶材料を整列させるために使用し得る。直線
的に偏光された紫外光（ＬＰＵＶ）に露光される場合、これらの材料は、溶剤の
蒸発後光反応を開始する。この方法は、架橋結合（結合）及び線形偏光の方向に
よって決定された方向の単軸方向の側鎖の結果として生じる配向を生じる。しか
しながら、この方法は、分子の配向を化学的に固定しなくて、アライメントは、
偏光されない紫外光を通常生じるためために露光の際に消失される。さらに、材
料の化学成分は時のたつにつれて消失される。したがって、このように生成され
たアライメント層は、液晶材料の一定の安定配向を行わない。
【０００７】 アライメント層を基板上に形成するさらにもう一つの方法は、様々な入射角の
基板の表面上への無機材料の蒸着である。これは、液晶の配向ベクトルを物理的
に配向するアライメント層を形成する。使用された無機材料は、シリコン酸化膜
及びマグネシウム酸化膜を含む。この付着方法は、製造過程で使用するのがわず
らわしく、困難であることが分かっている。
【０００８】 ケント・ステート・ユニバーシティによって開発されたアライメント層を形成
する他の方法はインシトゥ紫外線露出方法である。この方法は、米国特許第５，
９３６，６９１号に開示され、ここに参照して組み込まれる。インシトゥ方法は
、偏光された紫外光にＰＩ膜を露光する従来の方法と同様である。しかしながら
、インシトゥ方法は、ポリイミド膜（ＰＩ）を紫外線放射線に露光するが、この
膜はソフトベークされ、ハードベークされる。結果として生じるアライメント層
は、より高いアンカリングエネルギーを有し、従来の紫外線露光技術に比べて熱
的により安定している。例えば、従来の方法で調整されたセルは、１２時間１０
０℃に保持される場合にアライメントをなくするのに対して、インシトゥ方法に
よって調整されたセルは、１２時間３００℃で劣化の兆候を全然示していない。
アライメント層を形成するインシトゥ方法は、当該技術分野で既知の他の方法の
欠点の多くを避けるが、より少ない工程及びより簡単な処理工程を必要とする。
【０００９】 インシトゥ方法は有効的であると示されているが、アライメント膜はなお適切
に配置され、処理されねばならないことをなお必要とする。さらに、前述の全ア
ライメント方法の場合、製造装置間で基板を移送する際に注意が全然払われてい
ない場合、このアライメントは損傷され得る。現在のところ既知のアライメント
層はそれに隣接する液晶材料に直接に影響を及ぼすだけであることも理論化され
る。
【００１０】 前述に照らして、本技術では、相分離複合有機膜を含む光変調技術、及び組成
中均質に整列された膜のような製造方法を必要とし、したがって別個の明瞭なア
ライメント層の調整及び処理を不要とすることは明らかである。
【００１１】 発明の開示 前述に照らして、本発明の第１の態様は、相分離された複合有機膜あるいは微
細構造を含む光変調装置及びこのような装置を製造する方法を提供することにあ
り、ここで、この装置は、２つの別個のアライメント層に対する要求なしに液晶
材料を均質に整列させる。
【００１２】 本発明の他の態様は、同時の相分離及びフォトアライメントの１工程あるいは
複数工程の方法を使用することによって作られた自己整列相分離された複合有機
膜を提供することにある。
【００１３】 本発明のさらにもう一つの態様は、同時のフォトアライメント及び光重合の方
法によって作られる異方性膜あるいは微細構造を提供することにある。
【００１４】 本発明のさらにもう一つの態様は、同時のフォトアライメント及び溶剤誘起相
分離の方法によって作られる異方性膜あるいは溶剤誘起相分離の方法によって異
方性膜あるいは微細構造を提供することにあり、ここで、液晶アライメントは、
微細構造の全内部ポリマー界面（壁）で得られる。
【００１５】 本発明の他の態様は、同時フォトアライメント及び熱誘起重合の方法によって
作られた膜あるいは微細構造を提供することにある。
【００１６】 本発明のさらにもう一つの態様は、複数の工程を使用して調整された２つある
いはそれ以上の層を含む異方性膜あるいは微細構造を提供することにあり、ここ
で、液晶材料層は、膜の各表面で別個に整列され、異なる配向を有してもよい。
【００１７】 本発明の他の態様は、光架橋結合できるポリイミドを基板上にスピン塗布する
工程と、反応性液晶モノマーをポリイミド上にスピン塗布する工程と、偏光を用
い、同時にポリアミド酸を架橋結合し、反応性モノマーを光整列し、重合する工
程とを含む異方性膜を製造する方法によって得られる。紫外光は、ポリイミド／
液晶界面に適切な形態を生じ、この形態は今度は液晶材料を配向する。
【００１８】 さらに、本発明の他の態様は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を基板上にスピン塗布
する工程と、反応性モノマーをＬＣＰ上にスピン塗布する工程と、偏光を印加し
、同時にＬＣＰを光整列させ、反応性モノマーを光整列させ、重合する工程とを
含む異方性膜を製造する方法によって得られる。
【００１９】 本発明のさらにもう一つの態様は、液晶、ポリマー及び溶剤の混合物を調整す
る工程と、偏光を印加し、同時に液晶材料を光整列させ、相分離する工程とを含
む異方性膜を製造する方法によって得られる。
【００２０】 本発明のさらにもう一つの態様は、液晶材料及び熱重合モノマーの混合物を調
整する工程と、この混合物を基板上に配置する工程と、この混合物を熱処理にさ
らし、モノマーを重合し、偏光を受け、液晶材料を光整列する工程とを含む異方
性膜を製造する方法によって得られる。
【００２１】 本発明の他の態様は、２つあるいはそれ以上の層あるいは微細構造で構成する
異方性膜及び／又は微細構造を製造する方法によって得られ、この方法は、２つ
あるいはそれ以上の上記の方法を逐次実行する工程を含み、それによって整列材
料の複数の層を調整し、ここで液晶は各界面／表面で個別に独自に整列される。
【００２２】 詳細な説明が進行するにつれて明らかになる本発明の前述の目的及び他の目的
は、液晶、プレポリマー及び偏光に敏感な材料の混合物を調整し、この混合物を
基板に配置し、光源からの偏光を印加し、ポリマー及び偏光に敏感な材料の層に
隣接する均質に整列された液晶材料の層を基板上に形成するように同時混合物の
相分離及び相分離された液晶のアライメントを誘起することとを含む、アライメ
ントを有する相分離誘起膜を同時に製造する方法によって得られる。
【００２３】 本発明の他の態様は、基板を提供し、少なくとも第１の偏光に敏感な化学薬品
及びプレポリマーを含む第１の混合物を提供し、少なくとも第２の偏光に敏感な
化学薬品及びプレポリマーを含む第２の混合物を提供し、第１あるいは第２の混
合物の中に液晶を混合し、第１の混合物を基板上に配置し、第２の混合物を第１
の混合物の上に配置し、少なくとも可視光偏光、紫外光偏光、熱誘導、化学誘導
、及び溶剤誘導からなるグループからの第１の混合物の処理を開始し、少なくと
も可視光偏光、紫外光偏光、熱誘導、化学誘導、及び溶剤誘導からなるグループ
からの第２の混合物の処理を開始することを含むアライメント特性を有する液晶
装置を製造する方法によって得られ、及びこの処理は、配向アライメントを液晶
に与える。
【００２４】 本発明のさらのもう一つの目的は、少なくとも１つの基板及び基板上に配置さ
れた混合物を含むアライメント特性を有するセルによって得られ、この混合物は
、少なくとも液晶材料と、プレポリマー材料と、偏光に敏感な材料とを含み、同
時重合及び偏光を用いることは混合物の相分離及びフォトアライメントを生じる
ので、アライメント特性を液晶材料に与えるポリマーの微細構造を形成する。
【００２５】 本発明のこれらの目的及び他の目的、ならびに下記の説明から明らかになる既
存の先行技術より優れたその長所は、以下に説明され、クレームされた改良によ
って達成される。
【００２６】 本発明の目的、技術及び構造の完全な理解のために、下記の詳細な説明及び添
付図面を参照すべきである。
【００２７】 発明を実施するための最良の形態 次に図１を参照すると、本発明により作られる光変調装置の前駆体が通常数字
１０で示されていることが分かる。明らかになるように、光変調セル前駆体１０
は、設けられてもよいが、別個の明確なアライメント層を含まない。本発明の光
変調装置は、アライメント層前駆体材料を基板上に付着するために別個のスピン
塗布工程を必要としない方法によって製造されてもよい。この方法は、アライメ
ント層をソフトベーキング及び／又はハードベーキングを必要としない。さらに
、この方法は、液晶材料に後で影響を及ぼす特性を与えるようにアライメント層
をラビングするかあるいは他の方法で物理的に接触させる必要がない。
【００２８】 図１に示された光変調装置前駆体は、一般に当業者に既知であるガラス、プラ
スティックあるいは他の材料であってもよい一対の対向する光学的に透明な基板
１２を含む。有利なことには、この装置は、先行技術のアライメント層をイミド
化する必要がある温度に耐える必要がない。明らかになるように、今まで基板と
して適していない温度に敏感な材料は本発明で使用できる。換言すれば、プラス
ティックあるいはポリマーのシートのような可撓性基板材料は、ハードベーク及
びソフトベークアライメント層形成処理で通常使用される高温に耐える必要がな
い液晶装置のために今使用されてもよい。
【００２９】 偏光子１４は、透過モードで動作するためのセルを提供するために透過光の光
学特性を修正する目的のために各基板１２の外部表面上に配置されてもよい。電
極１８は、基板１２の各々の内部表面上に設けられてもよい。好ましい実施例で
は、各電極１８は、インジウム−錫酸化膜材料である。一方、反射モードで動作
する装置を設けるために、ミラーあるいは光拡散器は、光源に対向する基板の外
側に付加されてもよい。
【００３０】 電源２０は、スイッチ２２を通して電極１８に取り付けられる。このスイッチ
は、電源を接続し、２つの電極を短絡し、電極を切り離しために使用し、電極に
電荷を蓄積できる。電界あるいは電磁界あるいは他の外部の力の印加は、基板間
に配置される液晶あるいは有機材料の光学スイッチングを生じる。スイッチ２２
の動作は適切に示された電子駆動装置によって駆動されてもよい。電子ドライバ
回路の使用によって、順に領域間の高コントラストの形成を可能にするマトリッ
クスセル装置の特定の領域がアドレスできる。図１に示されるように、電極間の
セルギャップ厚さは寸法２６によって規定される。
【００３１】 少なくとも下記の構成要素、有機あるいは液晶材料、プレポリマー及び低温硬
化可能ポリイミドのような整列剤を含む複合有機材料２８は基板１２間に獲得さ
れる。この材料２８を得るために、液晶材料は、プレポリマー及びポリイミドと
溶液で結合され、毛細管動作によって基板１２間に充填される。もちろん、他の
既知の充填方法が使用されてもよい。基板１２のエッジは、既知の方法を使用し
て密封される。一方、材料２８は単一基板上にスピン塗布されてもよい。
【００３２】 次に図２を参照すると、本発明による１つの工程の同時相分離及びアライメン
ト方法によって製造される光変調セルが通常数字３０によって示されることが分
かる。
【００３３】 通常、「１工程の方法」は、少なくとも有機あるいは液晶材料、プレポリマー
、発色団のような偏光に敏感な整列剤を含む材料の層が例えばスピン塗布によっ
て基板上に配置される方法であり、それにおいて、被覆基板は、可視光放射線、
あるいは偏光された紫外光放射線、及び若干の種類の相分離から選択された処理
にさらされる。１工程の方法は、全成分が相分離された液晶材料成分を均質に整
列するように同じ処理を同時にさらすことに点でこのように特徴付けられる。
【００３４】 紫外線あるいは可視光のような光源３２は、線形偏光子３６の下に近接して配
置される。付勢される場合、直線的に偏光された光線３８を基板１２を通して、
セルギャップ２６の中に向ける線形偏光子３６に衝突する光線３４を発生する。
光、あるいは示されている若干の他の処理は、主に整列剤と混合されるプレポリ
マーの重合を誘起する。重合が進行するにつれて、液晶材料とポリマー／整列と
の間で相分離が生じる。これは重合誘起相分離として既知である。特に、光透過
性固形ポリマー層４０は、光源３２に隣接する基板１２の電極１８上に形成され
る。液晶膜層４２は、他の電極１８に隣接する反対の基板１２上に形成される。
相分離と同時に、直線的に偏光された光線３８は、プレポリマー／ポリイミド層
の光電性結合を破り、ポリマーセグメントを直線的に偏光された光線の偏光の方
向に垂直な方向に沿ってポリマーセグメントを整列させる。さらに、この材料の
化学的特性に応じて、この光線３８は、ポリマーセグメントを基板に平行あるい
は垂直に向けてもよいしあるいはポリマー材料を基板に平行な特定の方向に架橋
結合してもよい。これは、ポリマー層４０と液晶層４２との間の界面４４での液
晶膜４２のアライメントを容易にする。界面４４で、液晶は、相分離中のアライ
メントの適合したアンカリング状態に影響を及ぼすようにみえる。最小量のポリ
イミド材料は対向する基板に付着し、界面４４でアライメント配向に類似するこ
とも信じられている。所望される場合、別個で、特異なアライメント層は、界面
４４に対する基板上に設けられてもよい。
【００３５】 図２で分かるように、ポリマー層の厚さは、寸法５２によって規定され、液晶
の厚さは寸法５４によって示される。液晶膜の厚さ、アライメント状態及び液晶
材料のような液晶膜の物理的パラメータは、組成を調整し、適切なサイズの空間
の使用によって所望の目的のために選択できる。ネマティック液晶を使用する均
質に整列されたセルは、本発明の方法で形成された。さらに、このような構造の
強誘電体及び反強誘電体は、グレースケール及びなめらかな双安定性を有するこ
とが分かった。これらのセルは、非常に低い閾値電圧を持ち、ほとんど光を全然
散乱しなく（全然かすんでいない）、機械的、電気的に堅固である。いくつかの
液晶材料は、相分離された複合有機膜の修正された電気−光学（ＥＯ）の働きを
示す。光学的に制御可能な複屈折装置は、この方法を使用しても形成できる。こ
の方法は、均一の非常に薄い液晶膜の製造を可能にする。赤い光の波長に匹敵す
る厚さを有するいくつかの均一の膜は、本発明の方法で調整された。
【００３６】 本発明の実施で、相分離は熱誘導技術、化学誘導技術、あるいは溶剤誘導技術
によって行うことができることは当業者によって分かる。これらの技術のいずれ
かは同時相分離及びフォトアライメントを実行するために照射とともに使用でき
る。理論によって拘束されたくないが、偏光された光線は、界面４４及び４６で
均一の方法で液晶材料を整列させる際に重要であると信じられている。
【００３７】 本発明の実施のための適当なプレポリマーは、紫外光の偏光の方向に敏感であ
る光重合可能モノマーであるので、紫外光にさらすことは、同時に及び方向上に
モノマーを重合し、巨視的にポリマーを整列させる。通常紫外光の偏光に敏感で
ないプレポリマーは、例えば発色団成分の添加によって修正される場合有用であ
り得る。したがって、適当なプレポリマーは、ＮＯＡ−６５（ノーランドプロダ
クト社から市販されている）、ビニルエーテル、アクリレート、エポキシー、ジ
アセチレン、ビニル等を含むが、これに限定されない。発色団の場合、アゾベン
ゼン、スチルベンゼン、シンナメート、カルコン、クマリン、ジマルエミエイミ
ド等のような材料を使用できる。有用なポリイミドは、低光吸収を有する側鎖を
有するホモポリイミドあるはコポリイミドであり、ＳＥ−１１８０，６１０（ニ
ッサンケミカル工業から市販されている）及びここに組み込まれる発色団を有す
る機能グループを含む。
【００３８】 液晶材料は、所望された種類の光変調装置に応じて選択できる。適当な液晶材
料は、ネマティック液晶材料、強誘電体、反強誘電体、コレステリック液晶材料
及び関連液晶材料を含むが、これに限定されない。
【００３９】 上記に示されるように、本発明の方法を使用することによって、ポリマー及び
整列された液晶の平行膜をセル内部あるいは基板上のいずれかに調整することが
できる。次に図３を参照すると、本発明の１工程あるいは複数工程の方法のいず
れかを実行するために使用される装置が数字６０によって通常示されることが分
かる。熱誘起重合が使用される場合、この装置は熱源６２内に囲まれている。適
切である場合、光源３２からの熱も使用されてもよい。
【００４０】 上記に規定されるような１工程の方法の１つの実施例では、反応性液晶モノマ
ー、光モノマー及び低温硬化ポリイミドの混合物は異方性膜を調整するために調
合される。反応性液晶モノマーは、アクリレート重合可能グループを有するネマ
ティックジアクリレートモノマー及びカイラルなジアクリレートドーパントから
選択できる。ＮＯＡ−６５のようなフォトモノマー及びＳＥ−１１８０のような
低温硬化ポリイミドは、反応性液晶モノマーと混合され、光電性材料を形成する
。この混合は基板上にスピン塗布される。図２に示されるように、紫外線光源３
２は、線形偏光子３６を通過する光線３４を放射する。直線的に偏光された光線
３８は、基板１２及び電極１８を通過し、被覆混合物を照射する。界面４４で同
時の偏光された紫外光誘起相分離及び反応性液晶モノマーが得られる。本発明の
１工程の方法は、別個のアライメント層がなければ界面４６に液晶のアライメン
トを生じ、それによって付加的スピン塗布工程及びラビング工程に対する要求を
取り除く。
【００４１】 同様に、反応性液晶モノマーは、エポキシー重合可能グループを有するネマテ
ィックジエポキシーモノマー及びカイラルジエポキシードーパントから選択でき
る。フォトモノマー、フォトイニシエータ、及び低温硬化ポリイミドは、反応性
エポキシーベースモノマーと混合される。この混合物は、基板上にスピン塗布さ
れ、前述されるように照射される。偏光された紫外光照射は同時相分離及びフォ
トアライメントを生じる。
【００４２】 前述の１工程の方法は、別個の明確なアライメント層がなければ均質に整列さ
れた液晶装置を形成するのに最も有効で、効率的であると信じられている。光放
射、熱及び／又は溶剤蒸発を利用する方法のような前述の他の方法は、ほぼ同じ
結果を得るために前述の教示に基づいて実行されてもよい。
【００４３】 １工程の方法の他の例では、シンナメートあるいはクマリンのような機能サイ
ドグループを含む光架橋結合が調整され、基板上にスピン塗布される。液晶ジア
クリレート、ジビニルエーテル、ジエポキシー、液晶ジアセチレン、あるいは２
以上の官能団を有する他のモノマー及びフォトイニシエータの反応性液晶モノマ
ーは、次にポリイミド膜の上部にスピン塗布される。その後の偏光された紫外線
照射は、同時フォトアライメント及び光重合を生じる。ポリイミドが硬化される
前に反応性液晶モノマーをポリイミド上にスピン塗布することは、この表面をわ
ずかに非均一にしてもよいが、液晶材料のアライメントを妨害しない。
【００４４】 液晶の複数のアライメントが必要とされる例では、複数工程が使用されてもよ
い。「複数工程の方法」は、基板が被覆され、１工程の方法ではアライメント層
及び／又は液晶材料の層／微細構造を生じるものとして処理され、その後、他の
層は、前述に用いられた層の上にスピン塗布され、可視放射あるいは紫外線放射
、熱処理と組合せの放射、あるいは溶剤蒸発と組合せの放射のような前述の１つ
あるいはそれ以上の処理によってさらに処理される方法を示す。複数工程の方法
は、一連の少なくとも２つの材料配置工程を含み、それにおいて各工程中少なく
とも１つの種類の材料が用いられる。より詳細には、本発明の複数工程の方法を
利用することによって、独特に整列された液晶材料界面の異なる層あるいは微細
構造を得ることができる。さらに、図４で明らかなように、適切な開口を有する
マスク７０は、偏光子と基板との間に置かれ、様々な工程で再位置決めされ、整
列され、電気的に制御可能な微細構造７２の形成を助ける。
【００４５】 通常、本発明の複数工程の方法を使用して得ることができる形状の例は図３に
示されている。電極層１８は基板１２に隣接して配置されてもよく、１工程の方
法に記載されるように液晶材料を有する様々な層のアライメント誘起ポリマーが
その上に配置されることが分かる。
【００４６】 ポリイミドドープポリマー層であってもよいしあるいは基板あるいは等しい膜
を形成してもよい異なる材料の層あるいは微細構造に隣接する液晶材料の界面に
異なる液晶配向ベクトル配向を行うことが望ましい複数工程の方法が使用されて
もよい。あるいは、複数工程の方法は、アライメント層を形成する材料が基板上
に最初に配置され、液晶材料、プレポリマー及び整列剤を含む他の材料がそれの
上に配置されている異方性膜を形成するように使用されてもよい。この材料は、
次に異方性膜を形成するように相分離され、光整列される。最低で、複数工程の
方法の最終結果は、基板１２に隣接する少なくともアライメント界面層６３及び
界面層６３に隣接する液晶層６６を提供する。さらに、液晶層６６に隣接する第
２のアライメント界面層６８も形成されてもよい。複数工程の方法は、第１のア
ライメント界面層６３の配向とは異なる配向を液晶層６６に与えるように第２の
アライメント界面層を可能にする。複数工程の方法がツイストネマティック装置
、超ツイストネマティック装置、光学的あるいは電気的に制御可能な複屈折装置
あるいは液晶材料の配向変化を必要とする任意の装置の構成に非常に有用である
と考えられる。層６３、６６及び６８を構成する材料は、望まれる最終結果に応
じて配置され、形成されてもよい。複数工程の方法が他の方法で形成できない異
方性膜を形成するために使用されてもよいことも分かる。この方法は、膜がスピ
ン塗布材料なしに２回形成できることでも有利である。通常、前駆体装置は、異
なる偏光された紫外線光波長の利用、異なる偏光された可視光波長の利用、偏光
された紫外線及び可視光、同時可視光放射及び熱、同時紫外線光放射及び溶剤蒸
発、及び紫外線光放射の利用からなるグループから選択された処理にさらされる
。複数工程の方法及びその結果生じる装置の様々な例は次に検討される。
【００４７】 複数工程の方法の一例では、アゾベンゼン液晶ポリマー（ＬＣＰ）は、基板上
にスピン塗布される。液晶ジアクリレート、ジビニルエーテル、ジエポキシー、
液晶ジアセチレン、あるいは２以上の官能団を有する他のモノマー及び適当なフ
ォトイニシエータのような反応性モノマーは、アゾベンゼンＬＣＰ膜の上部に被
覆される。偏光された紫外線照射のその後の利用は、同時フォトアライメント及
び光重合及び層６３及び６６の形成を生じる。第２のスピン塗布は、第１の膜の
表面をわずかに非均一にしてもよいが、アライメントに対する問題を生じない。
【００４８】 複数工程の方法の他の例では、発色団材料を含む、ＮＯＡ６５及びポリイミド
のようなフォトモノマーは、混合され、基板上に被覆される。被覆された基板は
、直線的に偏光された紫外線光で照射され、ポリマー表面の周期的起伏を生じ、
層６３を形成する。反応性液晶モノマーは、ポリマー表面上にスピン塗布され、
紫外線光による照射によって重合される。この結果は異方性膜である。
【００４９】 複数工程の方法の他の例では、ビニルエーテルと、フォトイニシエータと、発
色団成分を有するポリイミドとを含む第１の混合物は、基板上にスピン塗布され
、例えば、約３２０ナノメートルよりも小さいかあるいは等しい波長を有する直
線的に偏光された紫外光によって照射される。アクリレートと、フォトイニシエ
ータと、発色団を有するポリイミドとを含む第２の混合物は、第１の層上にスピ
ン塗布され、例えば、約３５０ナノメートルよりも大きいかあるいは等しい波長
を有する直線的に偏光された紫外光によって照射される。所望の液晶材料は、第
１あるいは第２の混合物の中に組み込まれてもよいことが分かる。さらに、線形
偏光子３６の配向は、所望の第２の配向を得るように第１の材料の第１の露光後
に必要に応じて変えられる。さらに、選択された光の波長は、選択された発色団
／光整列材料によって決まる。どの混合物が液晶材料を含むかに応じて、光源３
２の位置はそれに応じて調整されてもよい。この結果は、多層異方性膜であり、
ここで各層は、光学補償及び異なる基板表面の配向の変化を必要とするディスプ
レイ装置に有用である、個別に、独特に配向される。混合物が用い、逆の順序で
処理できることは当業者によって分かる。換言すると、この層は、連続して用い
られ、紫外線光の印加にさらされてもよい。あるいは、１つの層は、配置され、
紫外線光にさらしてもよく、次に第２の層は配置され、紫外線光にさらしてもよ
い。
【００５０】 同様に、適切な成分の組合せを選択することによって、本発明の複数工程の方
法は、被覆基板を製造するために利用でき、それにおいて、１つの層は、ビニル
エーテル、フォトイニシエータ、及び発色団を有するポリイミドを含み、前述の
ような紫外線放射線で処理され、第２の層は、アクリレート及び発色団を有する
ポリイミドを含み、可視放射線で処理される。材料が可視光に敏感であるように
材料を重合し、整列させるために、十分な量の少なくとも約１％のマレインイミ
ドは混合物に含まれる。結果として、混合物は、例えば、４１０ナノメートルよ
りも大きいかあるいは等しい波長を有する可視光にさらされる。前述のように、
液晶材料は、第１あるいは第２の混合物のいずれかにあってもよい。もちろん、
偏光方向は、液晶材料の配向を必要に応じて変更するように変えられてもよい。
このような複数工程の方法は、他の電気−光学的成分と同様に遅延膜の製造のた
めの使用法を有する。
【００５１】 本発明の複数工程の方法の他の実施例では、エポキシーモノマー及び硬化剤を
含む第１の層は、基板上に被覆され、重合を誘起するために熱処理される。紫外
線硬化可能モノマーと、フォトイニシエータと、フォトアライメントのためのポ
リイミドは、第１の層上に被覆され、直線的に偏光された紫外線放射線で照射さ
れる。この層は、所望ならば逆の順序で用いられてもよい。これがこの事例であ
る場合、発色団を有するポリイミドは熱形成層に含まれる。上記に示すように、
液晶材料は、第１あるいは第２の層のどちらかの混合物に含められてもよい。こ
のような装置は、光学遅延、光学補償及び調整可能遅延に対して異なる液晶配向
を行う。
【００５２】 さらにもう一つの実施例では、反応性液晶モノマーと、フォトイニシエータと
、ポリイミドとを含む第１の層は、基板上に被覆され、上記に教示されているよ
うに直線的に偏光された可視放射線で照射される。エポキシー樹脂と、硬化剤と
を含む第２の層は、第１の層上に加えられ、上記に教示されているように第２の
層の溶剤誘起相分離を生じるように加熱される。この層を加えることも所望の場
合、逆にされてもよい。
【００５３】 同様に、熱誘起層分離は、本発明の複数工程の方法で利用できる。ＰＭＭＡと
反応性液晶モノマーとを含む層は、紫外線あるいは可視光照射層が処理前後のい
ずれかに付着できる。紫外線光が使用される場合、ＰＭＭＡあるいはポリイミド
のようなプレポリマーは、反応性モノマー、紫外線フォトイニシエータ及び液晶
材料とともに使用される。可視光が使用される場合、紫外線フォトイニシエータ
は可視光フォトイニシエータと取り換えられる。
【００５４】 本発明の長所が多数であることは当業者によって分かる。先ず第一に、本発明
の光変調装置は、光学的及び電気的に制御可能な装置である。単一の紫外線露光
工程で別々に形成されたアライメント層なしに整列液晶装置を製造する開示され
た方法は、より簡単であり、より対費用効果がよく、現在のところアライメント
層を使用するいかなる液晶装置も製造するための既知の方法に取って代わる。ラ
ビング手順の除去は、装置に対してより少ない損傷を生じ、製造歩留まりを改善
する。先行技術で使用される高温ベーキング工程はプラスティック基板の使用を
可能にする。
【００５５】 本発明の方法は、非常に用途が広く、少しは名前を上げるネマティック材料、
強誘電体、反強誘電体、コレステリック液晶材料とともに使用されてもよい。本
発明の方法は、多層異方性膜を製造するために使用でき、ここで、各層は個別で
独特の配向を有する。照射の入射角を調整することによって、液晶層で分子プレ
ティルトを得ることができる。紫外線あるいは可視光の印加中マスクを利用する
パターン化微細構造は、光学的、電気的に切り替えることができるか、あるいは
機械的刺激に敏感である能動装置あるいは何かを製造するたるに使用できる。さ
らに、この開示によって教示された方法は、アライメントを必要とするいかなる
液晶も応用可能である。
【００５６】 したがって、本発明の目的は、上記に示されたこの構造及び使用のためのその
方法によってかなえられることが分かる。特許法によれば、ベストモード及び好
ましい実施例だけが示されて詳細に説明されているが、本発明はこれにあるいは
これによって限定されないことを理解すべきである。したがって、本発明の実際
の範囲及び広がりを理解するために、上記のクレームを参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 重合及びアライメント前における本発明による光変調装置の前駆体の拡大部分
断面概略図である。
【図２】 本発明による同時の１つの工程アライメント及び重合後における光変調装置の
拡大部分断面概略図である。
【図３】 本発明による複数の工程方法の実行後における装置の拡大部分断面概略図であ
る。
【図４】 本発明による複数の工程方法の実行後における微細構造装置の拡大部分断面概
略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１０月２６日（２００１．１０．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 同時アライメント及び相分離による整列液晶セル／膜の製造
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、自己整列層を使用する複合有機材料で作られている光変調装置の技
術に属する。特には、本発明は、偏光された紫外線（ＵＶ）露光を使用するイン
シトゥフォトアライメントと、プレティルトがある、あるいはないポリマー層に
隣接して整列液晶膜を調整するひとつあるいは複数の工程の処理を使用する相分
離複合有機膜（ＰＳＣＯＦ）を使用する異方性相分離と、の２つの処理を組合せ
る。特に、この方法は、各基板上の２つの予め製造されたアライメント層に対す
る要求もなしに整列された液晶セルの調整を可能にする。
【０００２】 背景技術 ＰＳＣＯＦ方法は、ポリマー及び液晶の隣接平行層を調整するために最近発明
され、ケント・ステート・ユニバーシティで使用された。この方法は、米国特許
第５，９４９，５０８号に開示され、ここに参照して組み込まれる。このＰＳＣ
ＯＦ方法は、ポリマー分散液晶膜の製造で使用される処理と同様な処理を含む。
ポリマー及び液晶は、所定の割合で混合され、明確な厚さを有する２つの基板間
あるいは１つの基板の上に置かれる。紫外線光のビームが片側から入射を行われ
る場合、相分離処理が開始される。重合化（及び相分離）の速度は、より高い強
度による紫外線放射源の近くでより速い。相分離が開始すると、有機あるいは液
晶材料は、重合化部から追い出され、紫外線放射源から離れた所に移動し始める
。結果として、ポリマーの均一膜は、セルの片側に得られ、液晶のほぼ均一の層
は、紫外線光源から離れた所のセルの反対側に形成される。ポリマーからの液晶
の分離は、液晶材料が紫外線源から離れた基板上で湿らすことにしている予め配
置されたアライメント層によって促進できる。それ自体、整列液晶膜が形成され
てもよい。
【０００３】 アライメント層は、一般的には、表面特性を変えるように機械的ラビングある
いは紫外線露光のような処理を従来後で受ける長い鎖の重合材料で作られている
。液晶装置の基板上にアライメント層を形成するためのいくつかの通常認められ
た技術がある。普通用いられる方法は、有機／ポリマー膜のラビングあるいはフ
ォトアライメント、及び無機材料の蒸発である。各方法は液晶材料を整列させる
ことができるが、各方法は特異の欠点を有する。
【０００４】 アライメント層を形成する最も商業的に使用されている方法は、ラビング方法
である。この方法では、例えば、ポリアミド酸は、基板上にスピン塗布されるか
あるいは他の方法で付着される。ポリアミド酸は、２つの熱処理、ソフトベーク
及びハードベークを受け、ポリイミド（ＰＩ）膜を形成する。適切な冷却期間後
、ＰＩ膜は、均一な単一の方向にベルベットのような布によってラビングされる
。液晶が後でラビングされた表面と接触する場合、液晶はラビング方向に沿って
整列する。あいにく、この方法は、その両方が液晶ディスプレイ、特に薄膜トラ
ンジスタを使用する液晶ディスプレイに悪影響を及ぼす、機械的損傷を生じ、静
電電荷を生成する。ラビング方法は、液晶材料を汚染するかもしれない布及びＰ
Ｉからの塵も発生する。
【０００５】 アライメント層を形成する他の方法は、前述のようにＰＩ膜を基板上に形成す
ることを含む。直線的に偏光された紫外線は、この表面上に投射され、所望の分
子アライメントを生成する。紫外線放射線は、イミドの光電性結合を含むＰＩの
光電性結合を異方性的に光解離する。これは、選択的にＰＩ分子の分極率を減少
させ、表面特性及び形態を変える。あいにく、この方法は、液晶の弱いアンカリ
ング及び好ましくない熱的及び化学的安定性を有するアライメント層を生じる。
さらに、この方法は高価な複数工程処理を必要とする。この方法のさらにもう一
つの欠点は、この方法が限られた電荷保持比及びラビング技術と比較される場合
わり少ない熱安定性をもたらすだけであるということである。
【０００６】 感光性ポリマーを使用することによってアライメント層を調整する同様な方法
も既知である。例えば、ポリ（ビニル）４−メトキシ−シンナマート（ＰＶＭＣ
）膜、ポリ（ビニル）シンナマート（ＰＶＣ）膜及びポリシロキサンシンナマー
ト膜のような感光性ポリマーは、液晶材料を整列させるために使用し得る。直線
的に偏光された紫外光（ＬＰＵＶ）に露光される場合、これらの材料は、溶剤の
蒸発後光反応を開始する。この方法は、架橋結合（結合）及び線形偏光の方向に
よって決定された方向の単軸方向の側鎖の結果として生じる配向を生じる。しか
しながら、この方法は、分子の配向を化学的に固定しなくて、アライメントは、
偏光されない紫外光を通常生じるためために露光の際に消失される。さらに、材
料の化学成分は時のたつにつれて消失される。したがって、このように生成され
たアライメント層は、液晶材料の一定の安定配向を行わない。
【０００７】 アライメント層を基板上に形成するさらにもう一つの方法は、様々な入射角の
基板の表面上への無機材料の蒸着である。これは、液晶の配向ベクトルを物理的
に配向するアライメント層を形成する。使用された無機材料は、シリコン酸化膜
及びマグネシウム酸化膜を含む。この付着方法は、製造過程で使用するのがわず
らわしく、困難であることが分かっている。
【０００８】 ケント・ステート・ユニバーシティによって開発されたアライメント層を形成
する他の方法はインシトゥ紫外線露出方法である。この方法は、米国特許第５，
９３６，６９１号に開示され、ここに参照して組み込まれる。インシトゥ方法は
、偏光された紫外光にＰＩ膜を露光する従来の方法と同様である。しかしながら
、インシトゥ方法は、ポリイミド膜（ＰＩ）を紫外線放射線に露光するが、この
膜はソフトベークされ、ハードベークされる。結果として生じるアライメント層
は、より高いアンカリングエネルギーを有し、従来の紫外線露光技術に比べて熱
的により安定している。例えば、従来の方法で調整されたセルは、１２時間１０
０℃に保持される場合にアライメントをなくするのに対して、インシトゥ方法に
よって調整されたセルは、１２時間３００℃で劣化の兆候を全然示していない。
アライメント層を形成するインシトゥ方法は、当該技術分野で既知の他の方法の
欠点の多くを避けるが、より少ない工程及びより簡単な処理工程を必要とする。
【０００９】 インシトゥ方法は有効的であると示されているが、アライメント膜はなお適切
に配置され、処理されねばならないことをなお必要とする。さらに、前述の全ア
ライメント方法の場合、製造装置間で基板を移送する際に注意が全然払われてい
ない場合、このアライメントは損傷され得る。現在のところ既知のアライメント
層はそれに隣接する液晶材料に直接に影響を及ぼすだけであることも理論化され
る。
【００１０】 ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）素子が、光二量化可能構造及び低分子量液晶
を有する重合可能化合物を含む重合可能組成にレーザ干渉光を印加することによ
って製造されてもよいことが米国特許第６，０８３，５７５号にも開示された。
レーザ干渉光は、ポリマー相分離を生じる。偏光は、次に低分子液晶を配向する
ために印加される。この特許に示されているように、ポリマー分散型液晶は、液
晶が３次元構造のポリマーのすき間に分散される表示素子である。しかしながら
、米国特許第６，０８３，５７５号は、光電性ポリマーの使用を教示しているが
、この特許の教示は、ポリマー分散型液晶セルに限定される。しかしながら、い
ろいろな制限は、例えば相分離複合有機膜を使用するセルに比べて、ＰＤＬＣセ
ルに固有である。ＰＤＬＣセルは、より高い電圧要求、より遅いスイッチング速
度及び非常に低い多重化性を有する。相分離複合有機膜は、特にバルク形の液晶
ディスプレイのより明確な幾何学的形状の形成及び使用も可能にする。本出願あ
るいはアライメント膜を形成するための光電性ポリマーの使用にあるような相分
離組成有機膜のようなポリマー分散型液晶以外の型式の液晶素子の構造に関する
教示あるいは示唆は全然行われない。
【００１１】 前述に照らして、本技術では、相分離複合有機膜を含む光変調技術、及び組成
中均質に整列された膜のような製造方法を必要とし、したがって別個の明瞭なア
ライメント層の調整及び処理を不要とすることは明らかである。
【００１２】 発明の開示 前述に照らして、本発明の第１の態様は、相分離された複合有機膜あるいは微
細構造を含む光変調装置及びこのような装置を製造する方法を提供することにあ
り、ここで、この装置は、２つの別個のアライメント層に対する要求なしに液晶
材料を均質に整列させる。
【００１３】 本発明の他の態様は、同時の相分離及びフォトアライメントの１工程あるいは
複数工程の方法を使用することによって作られた自己整列相分離された複合有機
膜を提供することにある。
【００１４】 本発明のさらにもう一つの態様は、同時のフォトアライメント及び光重合の方
法によって作られる異方性膜あるいは微細構造を提供することにある。
【００１５】 本発明のさらにもう一つの態様は、同時のフォトアライメント及び溶剤誘起相
分離の方法によって作られる異方性膜あるいは溶剤誘起相分離の方法によって異
方性膜あるいは微細構造を提供することにあり、ここで、液晶アライメントは、
微細構造の全内部ポリマー界面（壁）で得られる。
【００１６】 本発明の他の態様は、同時フォトアライメント及び熱誘起重合の方法によって
作られた膜あるいは微細構造を提供することにある。
【００１７】 本発明のさらにもう一つの態様は、複数の工程を使用して調整された２つある
いはそれ以上の層を含む異方性膜あるいは微細構造を提供することにあり、ここ
で、液晶材料層は、膜の各表面で別個に整列され、異なる配向を有してもよい。
【００１８】 本発明の他の態様は、光架橋結合できるポリイミドを基板上にスピン塗布する
工程と、反応性液晶モノマーをポリイミド上にスピン塗布する工程と、偏光を用
い、同時にポリアミド酸を架橋結合し、反応性モノマーを光整列し、重合する工
程とを含む異方性膜を製造する方法によって得られる。紫外光は、ポリイミド／
液晶界面に適切な形態を生じ、この形態は今度は液晶材料を配向する。
【００１９】 さらに、本発明の他の態様は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を基板上にスピン塗布
する工程と、反応性モノマーをＬＣＰ上にスピン塗布する工程と、偏光を印加し
、同時にＬＣＰを光整列させ、反応性モノマーを光整列させ、重合する工程とを
含む異方性膜を製造する方法によって得られる。
【００２０】 本発明のさらにもう一つの態様は、液晶、ポリマー及び溶剤の混合物を調整す
る工程と、偏光を印加し、同時に液晶材料を光整列させ、相分離する工程とを含
む異方性膜を製造する方法によって得られる。
【００２１】 本発明のさらにもう一つの態様は、液晶材料及び熱重合モノマーの混合物を調
整する工程と、この混合物を基板上に配置する工程と、この混合物を熱処理にさ
らし、モノマーを重合し、偏光を受け、液晶材料を光整列する工程とを含む異方
性膜を製造する方法によって得られる。
【００２２】 本発明の他の態様は、２つあるいはそれ以上の層あるいは微細構造で構成する
異方性膜及び／又は微細構造を製造する方法によって得られ、この方法は、２つ
あるいはそれ以上の上記の方法を逐次実行する工程を含み、それによって整列材
料の複数の層を調整し、ここで液晶は各界面／表面で個別に独自に整列される。
【００２３】 詳細な説明が進行するにつれて明らかになる本発明の前述の目的及び他の目的
は、液晶、プレポリマー及び偏光に敏感な材料の混合物を調整し、この混合物を
基板に配置し、光源からの偏光を印加し、ポリマー及び偏光に敏感な材料の層に
隣接する均質に整列された液晶材料の層を基板上に形成するように同時混合物の
相分離及び相分離された液晶のアライメントを誘起することとを含む、アライメ
ントを有する相分離誘起膜を同時に製造する方法によって得られる。
【００２４】 本発明の他の態様は、基板を提供し、少なくとも第１の偏光に敏感な化学薬品
及びプレポリマーを含む第１の混合物を提供し、少なくとも第２の偏光に敏感な
化学薬品及びプレポリマーを含む第２の混合物を提供し、第１あるいは第２の混
合物の中に液晶を混合し、第１の混合物を基板上に配置し、第２の混合物を第１
の混合物の上に配置し、少なくとも可視光偏光、紫外光偏光、熱誘導、化学誘導
、及び溶剤誘導からなるグループからの第１の混合物の処理を開始し、少なくと
も可視光偏光、紫外光偏光、熱誘導、化学誘導、及び溶剤誘導からなるグループ
からの第２の混合物の処理を開始することを含むアライメント特性を有する液晶
装置を製造する方法によって得られ、及びこの処理は、配向アライメントを液晶
に与える。
【００２５】 本発明のさらのもう一つの目的は、少なくとも１つの基板及び基板上に配置さ
れた混合物を含むアライメント特性を有するセルによって得られ、この混合物は
、少なくとも液晶材料と、プレポリマー材料と、偏光に敏感な材料とを含み、同
時重合及び偏光を用いることは混合物の相分離及びフォトアライメントを生じる
ので、アライメント特性を液晶材料に与えるポリマーの微細構造を形成する。
【００２６】 本発明のこれらの目的及び他の目的、ならびに下記の説明から明らかになる既
存の先行技術より優れたその長所は、以下に説明され、クレームされた改良によ
って達成される。
【００２７】 本発明の目的、技術及び構造の完全な理解のために、下記の詳細な説明及び添
付図面を参照すべきである。
【００２８】 発明を実施するための最良の形態 次に図１を参照すると、本発明により作られる光変調装置の前駆体が通常数字
１０で示されていることが分かる。明らかになるように、光変調セル前駆体１０
は、設けられてもよいが、別個の明確なアライメント層を含まない。本発明の光
変調装置は、アライメント層前駆体材料を基板上に付着するために別個のスピン
塗布工程を必要としない方法によって製造されてもよい。この方法は、アライメ
ント層をソフトベーキング及び／又はハードベーキングを必要としない。さらに
、この方法は、液晶材料に後で影響を及ぼす特性を与えるようにアライメント層
をラビングするかあるいは他の方法で物理的に接触させる必要がない。
【００２９】 図１に示された光変調装置前駆体は、一般に当業者に既知であるガラス、プラ
スティックあるいは他の材料であってもよい一対の対向する光学的に透明な基板
１２を含む。有利なことには、この装置は、先行技術のアライメント層をイミド
化する必要がある温度に耐える必要がない。明らかになるように、今まで基板と
して適していない温度に敏感な材料は本発明で使用できる。換言すれば、プラス
ティックあるいはポリマーのシートのような可撓性基板材料は、ハードベーク及
びソフトベークアライメント層形成処理で通常使用される高温に耐える必要がな
い液晶装置のために今使用されてもよい。
【００３０】 偏光子１４は、透過モードで動作するためのセルを提供するために透過光の光
学特性を修正する目的のために各基板１２の外部表面上に配置されてもよい。電
極１８は、基板１２の各々の内部表面上に設けられてもよい。好ましい実施例で
は、各電極１８は、インジウム−錫酸化膜材料である。一方、反射モードで動作
する装置を設けるために、ミラーあるいは光拡散器は、光源に対向する基板の外
側に付加されてもよい。
【００３１】 電源２０は、スイッチ２２を通して電極１８に取り付けられる。このスイッチ
は、電源を接続し、２つの電極を短絡し、電極を切り離しために使用し、電極に
電荷を蓄積できる。電界あるいは電磁界あるいは他の外部の力の印加は、基板間
に配置される液晶あるいは有機材料の光学スイッチングを生じる。スイッチ２２
の動作は適切に示された電子駆動装置によって駆動されてもよい。電子ドライバ
回路の使用によって、順に領域間の高コントラストの形成を可能にするマトリッ
クスセル装置の特定の領域がアドレスできる。図１に示されるように、電極間の
セルギャップ厚さは寸法２６によって規定される。
【００３２】 少なくとも下記の構成要素、有機あるいは液晶材料、プレポリマー及び低温硬
化可能ポリイミドのような整列剤を含む複合有機材料２８は基板１２間に獲得さ
れる。この材料２８を得るために、液晶材料は、プレポリマー及びポリイミドと
溶液で結合され、毛細管動作によって基板１２間に充填される。もちろん、他の
既知の充填方法が使用されてもよい。基板１２のエッジは、既知の方法を使用し
て密封される。一方、材料２８は単一基板上にスピン塗布されてもよい。
【００３３】 次に図２を参照すると、本発明による１つの工程の同時相分離及びアライメン
ト方法によって製造される光変調セルが通常数字３０によって示されることが分
かる。
【００３４】 通常、「１工程の方法」は、少なくとも有機あるいは液晶材料、プレポリマー
、発色団のような偏光に敏感な整列剤を含む材料の層が例えばスピン塗布によっ
て基板上に配置される方法であり、それにおいて、被覆基板は、可視光放射線、
あるいは偏光された紫外光放射線、及び若干の種類の相分離から選択された処理
にさらされる。１工程の方法は、全成分が相分離された液晶材料成分を均質に整
列するように同じ処理を同時にさらすことに点でこのように特徴付けられる。
【００３５】 紫外線あるいは可視光のような光源３２は、線形偏光子３６の下に近接して配
置される。付勢される場合、直線的に偏光された光線３８を基板１２を通して、
セルギャップ２６の中に向ける線形偏光子３６に衝突する光線３４を発生する。
光、あるいは示されている若干の他の処理は、主に整列剤と混合されるプレポリ
マーの重合を誘起する。重合が進行するにつれて、液晶材料とポリマー／整列と
の間で相分離が生じる。これは重合誘起相分離として既知である。特に、光透過
性固形ポリマー層４０は、光源３２に隣接する基板１２の電極１８上に形成され
る。液晶膜層４２は、他の電極１８に隣接する反対の基板１２上に形成される。
相分離と同時に、直線的に偏光された光線３８は、プレポリマー／ポリイミド層
の光電性結合を破り、ポリマーセグメントを直線的に偏光された光線の偏光の方
向に垂直な方向に沿ってポリマーセグメントを整列させる。さらに、この材料の
化学的特性に応じて、この光線３８は、ポリマーセグメントを基板に平行あるい
は垂直に向けてもよいしあるいはポリマー材料を基板に平行な特定の方向に架橋
結合してもよい。これは、ポリマー層４０と液晶層４２との間の界面４４での液
晶膜４２のアライメントを容易にする。界面４４で、液晶は、相分離中のアライ
メントの適合したアンカリング状態に影響を及ぼすようにみえる。最小量のポリ
イミド材料は対向する基板に付着し、界面４４でアライメント配向に類似するこ
とも信じられている。所望される場合、別個で、特異なアライメント層は、界面
４４に対する基板上に設けられてもよい。
【００３６】 図２で分かるように、ポリマー層の厚さは、寸法５２によって規定され、液晶
の厚さは寸法５４によって示される。液晶膜の厚さ、アライメント状態及び液晶
材料のような液晶膜の物理的パラメータは、組成を調整し、適切なサイズの空間
の使用によって所望の目的のために選択できる。ネマティック液晶を使用する均
質に整列されたセルは、本発明の方法で形成された。さらに、このような構造の
強誘電体及び反強誘電体は、グレースケール及びなめらかな双安定性を有するこ
とが分かった。これらのセルは、非常に低い閾値電圧を持ち、ほとんど光を全然
散乱しなく（全然かすんでいない）、機械的、電気的に堅固である。いくつかの
液晶材料は、相分離された複合有機膜の修正された電気−光学（ＥＯ）の働きを
示す。光学的に制御可能な複屈折装置は、この方法を使用しても形成できる。こ
の方法は、均一の非常に薄い液晶膜の製造を可能にする。赤い光の波長に匹敵す
る厚さを有するいくつかの均一の膜は、本発明の方法で調整された。
【００３７】 本発明の実施で、相分離は熱誘導技術、化学誘導技術、あるいは溶剤誘導技術
によって行うことができることは当業者によって分かる。これらの技術のいずれ
かは同時相分離及びフォトアライメントを実行するために照射とともに使用でき
る。理論によって拘束されたくないが、偏光された光線は、界面４４及び４６で
均一の方法で液晶材料を整列させる際に重要であると信じられている。
【００３８】 本発明の実施のための適当なプレポリマーは、紫外光の偏光の方向に敏感であ
る光重合可能モノマーであるので、紫外光にさらすことは、同時に及び方向上に
モノマーを重合し、巨視的にポリマーを整列させる。通常紫外光の偏光に敏感で
ないプレポリマーは、例えば発色団成分の添加によって修正される場合有用であ
り得る。したがって、適当なプレポリマーは、ＮＯＡ−６５（ノーランドプロダ
クト社から市販されている）、ビニルエーテル、アクリレート、エポキシー、ジ
アセチレン、ビニル等を含むが、これに限定されない。発色団の場合、アゾベン
ゼン、スチルベンゼン、シンナメート、カルコン、クマリン、ジマルエミエイミ
ド等のような材料を使用できる。有用なポリイミドは、低光吸収を有する側鎖を
有するホモポリイミドあるはコポリイミドであり、ＳＥ−１１８０，６１０（ニ
ッサンケミカル工業から市販されている）及びここに組み込まれる発色団を有す
る機能グループを含む。
【００３９】 液晶材料は、所望された種類の光変調装置に応じて選択できる。適当な液晶材
料は、ネマティック液晶材料、強誘電体、反強誘電体、コレステリック液晶材料
及び関連液晶材料を含むが、これに限定されない。
【００４０】 上記に示されるように、本発明の方法を使用することによって、ポリマー及び
整列された液晶の平行膜をセル内部あるいは基板上のいずれかに調整することが
できる。次に図３を参照すると、本発明の１工程あるいは複数工程の方法のいず
れかを実行するために使用される装置が数字６０によって通常示されることが分
かる。熱誘起重合が使用される場合、この装置は熱源６２内に囲まれている。適
切である場合、光源３２からの熱も使用されてもよい。
【００４１】 上記に規定されるような１工程の方法の１つの実施例では、反応性液晶モノマ
ー、光モノマー及び低温硬化ポリイミドの混合物は異方性膜を調整するために調
合される。反応性液晶モノマーは、アクリレート重合可能グループを有するネマ
ティックジアクリレートモノマー及びカイラルなジアクリレートドーパントから
選択できる。ＮＯＡ−６５のようなフォトモノマー及びＳＥ−１１８０のような
低温硬化ポリイミドは、反応性液晶モノマーと混合され、光電性材料を形成する
。この混合は基板上にスピン塗布される。図２に示されるように、紫外線光源３
２は、線形偏光子３６を通過する光線３４を放射する。直線的に偏光された光線
３８は、基板１２及び電極１８を通過し、被覆混合物を照射する。界面４４で同
時の偏光された紫外光誘起相分離及び反応性液晶モノマーが得られる。本発明の
１工程の方法は、別個のアライメント層がなければ界面４６に液晶のアライメン
トを生じ、それによって付加的スピン塗布工程及びラビング工程に対する要求を
取り除く。
【００４２】 同様に、反応性液晶モノマーは、エポキシー重合可能グループを有するネマテ
ィックジエポキシーモノマー及びカイラルジエポキシードーパントから選択でき
る。フォトモノマー、フォトイニシエータ、及び低温硬化ポリイミドは、反応性
エポキシーベースモノマーと混合される。この混合物は、基板上にスピン塗布さ
れ、前述されるように照射される。偏光された紫外光照射は同時相分離及びフォ
トアライメントを生じる。
【００４３】 前述の１工程の方法は、別個の明確なアライメント層がなければ均質に整列さ
れた液晶装置を形成するのに最も有効で、効率的であると信じられている。光放
射、熱及び／又は溶剤蒸発を利用する方法のような前述の他の方法は、ほぼ同じ
結果を得るために前述の教示に基づいて実行されてもよい。
【００４４】 １工程の方法の他の例では、シンナメートあるいはクマリンのような機能サイ
ドグループを含む光架橋結合が調整され、基板上にスピン塗布される。液晶ジア
クリレート、ジビニルエーテル、ジエポキシー、液晶ジアセチレン、あるいは２
以上の官能団を有する他のモノマー及びフォトイニシエータの反応性液晶モノマ
ーは、次にポリイミド膜の上部にスピン塗布される。その後の偏光された紫外線
照射は、同時フォトアライメント及び光重合を生じる。ポリイミドが硬化される
前に反応性液晶モノマーをポリイミド上にスピン塗布することは、この表面をわ
ずかに非均一にしてもよいが、液晶材料のアライメントを妨害しない。
【００４５】 液晶の複数のアライメントが必要とされる例では、複数工程が使用されてもよ
い。「複数工程の方法」は、基板が被覆され、１工程の方法ではアライメント層
及び／又は液晶材料の層／微細構造を生じるものとして処理され、その後、他の
層は、前述に用いられた層の上にスピン塗布され、可視放射あるいは紫外線放射
、熱処理と組合せの放射、あるいは溶剤蒸発と組合せの放射のような前述の１つ
あるいはそれ以上の処理によってさらに処理される方法を示す。複数工程の方法
は、一連の少なくとも２つの材料配置工程を含み、それにおいて各工程中少なく
とも１つの種類の材料が用いられる。より詳細には、本発明の複数工程の方法を
利用することによって、独特に整列された液晶材料界面の異なる層あるいは微細
構造を得ることができる。さらに、図４で明らかなように、適切な開口を有する
マスク７０は、偏光子と基板との間に置かれ、様々な工程で再位置決めされ、整
列され、電気的に制御可能な微細構造７２の形成を助ける。
【００４６】 通常、本発明の複数工程の方法を使用して得ることができる形状の例は図３に
示されている。電極層１８は基板１２に隣接して配置されてもよく、１工程の方
法に記載されるように液晶材料を有する様々な層のアライメント誘起ポリマーが
その上に配置されることが分かる。
【００４７】 ポリイミドドープポリマー層であってもよいしあるいは基板あるいは等しい膜
を形成してもよい異なる材料の層あるいは微細構造に隣接する液晶材料の界面に
異なる液晶配向ベクトル配向を行うことが望ましい複数工程の方法が使用されて
もよい。あるいは、複数工程の方法は、アライメント層を形成する材料が基板上
に最初に配置され、液晶材料、プレポリマー及び整列剤を含む他の材料がそれの
上に配置されている異方性膜を形成するように使用されてもよい。この材料は、
次に異方性膜を形成するように相分離され、光整列される。最低で、複数工程の
方法の最終結果は、基板１２に隣接する少なくともアライメント界面層６３及び
界面層６３に隣接する液晶層６６を提供する。さらに、液晶層６６に隣接する第
２のアライメント界面層６８も形成されてもよい。複数工程の方法は、第１のア
ライメント界面層６３の配向とは異なる配向を液晶層６６に与えるように第２の
アライメント界面層を可能にする。複数工程の方法がツイストネマティック装置
、超ツイストネマティック装置、光学的あるいは電気的に制御可能な複屈折装置
あるいは液晶材料の配向変化を必要とする任意の装置の構成に非常に有用である
と考えられる。層６３、６６及び６８を構成する材料は、望まれる最終結果に応
じて配置され、形成されてもよい。複数工程の方法が他の方法で形成できない異
方性膜を形成するために使用されてもよいことも分かる。この方法は、膜がスピ
ン塗布材料なしに２回形成できることでも有利である。通常、前駆体装置は、異
なる偏光された紫外線光波長の利用、異なる偏光された可視光波長の利用、偏光
された紫外線及び可視光、同時可視光放射及び熱、同時紫外線光放射及び溶剤蒸
発、及び紫外線光放射の利用からなるグループから選択された処理にさらされる
。複数工程の方法及びその結果生じる装置の様々な例は次に検討される。
【００４８】 複数工程の方法の一例では、アゾベンゼン液晶ポリマー（ＬＣＰ）は、基板上
にスピン塗布される。液晶ジアクリレート、ジビニルエーテル、ジエポキシー、
液晶ジアセチレン、あるいは２以上の官能団を有する他のモノマー及び適当なフ
ォトイニシエータのような反応性モノマーは、アゾベンゼンＬＣＰ膜の上部に被
覆される。偏光された紫外線照射のその後の利用は、同時フォトアライメント及
び光重合及び層６３及び６６の形成を生じる。第２のスピン塗布は、第１の膜の
表面をわずかに非均一にしてもよいが、アライメントに対する問題を生じない。
【００４９】 複数工程の方法の他の例では、発色団材料を含む、ＮＯＡ６５及びポリイミド
のようなフォトモノマーは、混合され、基板上に被覆される。被覆された基板は
、直線的に偏光された紫外線光で照射され、ポリマー表面の周期的起伏を生じ、
層６３を形成する。反応性液晶モノマーは、ポリマー表面上にスピン塗布され、
紫外線光による照射によって重合される。この結果は異方性膜である。
【００５０】 複数工程の方法の他の例では、ビニルエーテルと、フォトイニシエータと、発
色団成分を有するポリイミドとを含む第１の混合物は、基板上にスピン塗布され
、例えば、約３２０ナノメートルよりも小さいかあるいは等しい波長を有する直
線的に偏光された紫外光によって照射される。アクリレートと、フォトイニシエ
ータと、発色団を有するポリイミドとを含む第２の混合物は、第１の層上にスピ
ン塗布され、例えば、約３５０ナノメートルよりも大きいかあるいは等しい波長
を有する直線的に偏光された紫外光によって照射される。所望の液晶材料は、第
１あるいは第２の混合物の中に組み込まれてもよいことが分かる。さらに、線形
偏光子３６の配向は、所望の第２の配向を得るように第１の材料の第１の露光後
に必要に応じて変えられる。さらに、選択された光の波長は、選択された発色団
／光整列材料によって決まる。どの混合物が液晶材料を含むかに応じて、光源３
２の位置はそれに応じて調整されてもよい。この結果は、多層異方性膜であり、
ここで各層は、光学補償及び異なる基板表面の配向の変化を必要とするディスプ
レイ装置に有用である、個別に、独特に配向される。混合物が用い、逆の順序で
処理できることは当業者によって分かる。換言すると、この層は、連続して用い
られ、紫外線光の印加にさらされてもよい。あるいは、１つの層は、配置され、
紫外線光にさらしてもよく、次に第２の層は配置され、紫外線光にさらしてもよ
い。
【００５１】 同様に、適切な成分の組合せを選択することによって、本発明の複数工程の方
法は、被覆基板を製造するために利用でき、それにおいて、１つの層は、ビニル
エーテル、フォトイニシエータ、及び発色団を有するポリイミドを含み、前述の
ような紫外線放射線で処理され、第２の層は、アクリレート及び発色団を有する
ポリイミドを含み、可視放射線で処理される。材料が可視光に敏感であるように
材料を重合し、整列させるために、十分な量の少なくとも約１％のマレインイミ
ドは混合物に含まれる。結果として、混合物は、例えば、４１０ナノメートルよ
りも大きいかあるいは等しい波長を有する可視光にさらされる。前述のように、
液晶材料は、第１あるいは第２の混合物のいずれかにあってもよい。もちろん、
偏光方向は、液晶材料の配向を必要に応じて変更するように変えられてもよい。
このような複数工程の方法は、他の電気−光学的成分と同様に遅延膜の製造のた
めの使用法を有する。
【００５２】 本発明の複数工程の方法の他の実施例では、エポキシーモノマー及び硬化剤を
含む第１の層は、基板上に被覆され、重合を誘起するために熱処理される。紫外
線硬化可能モノマーと、フォトイニシエータと、フォトアライメントのためのポ
リイミドは、第１の層上に被覆され、直線的に偏光された紫外線放射線で照射さ
れる。この層は、所望ならば逆の順序で用いられてもよい。これがこの事例であ
る場合、発色団を有するポリイミドは熱形成層に含まれる。上記に示すように、
液晶材料は、第１あるいは第２の層のどちらかの混合物に含められてもよい。こ
のような装置は、光学遅延、光学補償及び調整可能遅延に対して異なる液晶配向
を行う。
【００５３】 さらにもう一つの実施例では、反応性液晶モノマーと、フォトイニシエータと
、ポリイミドとを含む第１の層は、基板上に被覆され、上記に教示されているよ
うに直線的に偏光された可視放射線で照射される。エポキシー樹脂と、硬化剤と
を含む第２の層は、第１の層上に加えられ、上記に教示されているように第２の
層の溶剤誘起相分離を生じるように加熱される。この層を加えることも所望の場
合、逆にされてもよい。
【００５４】 同様に、熱誘起層分離は、本発明の複数工程の方法で利用できる。ＰＭＭＡと
反応性液晶モノマーとを含む層は、紫外線あるいは可視光照射層が処理前後のい
ずれかに付着できる。紫外線光が使用される場合、ＰＭＭＡあるいはポリイミド
のようなプレポリマーは、反応性モノマー、紫外線フォトイニシエータ及び液晶
材料とともに使用される。可視光が使用される場合、紫外線フォトイニシエータ
は可視光フォトイニシエータと取り換えられる。
【００５５】 本発明の長所が多数であることは当業者によって分かる。先ず第一に、本発明
の光変調装置は、光学的及び電気的に制御可能な装置である。単一の紫外線露光
工程で別々に形成されたアライメント層なしに整列液晶装置を製造する開示され
た方法は、より簡単であり、より対費用効果がよく、現在のところアライメント
層を使用するいかなる液晶装置も製造するための既知の方法に取って代わる。ラ
ビング手順の除去は、装置に対してより少ない損傷を生じ、製造歩留まりを改善
する。先行技術で使用される高温ベーキング工程はプラスティック基板の使用を
可能にする。
【００５６】 本発明の方法は、非常に用途が広く、少しは名前を上げるネマティック材料、
強誘電体、反強誘電体、コレステリック液晶材料とともに使用されてもよい。本
発明の方法は、多層異方性膜を製造するために使用でき、ここで、各層は個別で
独特の配向を有する。照射の入射角を調整することによって、液晶層で分子プレ
ティルトを得ることができる。紫外線あるいは可視光の印加中マスクを利用する
パターン化微細構造は、光学的、電気的に切り替えることができるか、あるいは
機械的刺激に敏感である能動装置あるいは何かを製造するたるに使用できる。さ
らに、この開示によって教示された方法は、アライメントを必要とするいかなる
液晶も応用可能である。
【００５７】 したがって、本発明の目的は、上記に示されたこの構造及び使用のためのその
方法によってかなえられることが分かる。特許法によれば、ベストモード及び好
ましい実施例だけが示されて詳細に説明されているが、本発明はこれにあるいは
これによって限定されないことを理解すべきである。したがって、本発明の実際
の範囲及び広がりを理解するために、上記のクレームを参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 重合及びアライメント前における本発明による光変調装置の前駆体の拡大部分
断面概略図である。
【図２】 本発明による同時の１つの工程アライメント及び重合後における光変調装置の
拡大部分断面概略図である。
【図３】 本発明による複数の工程方法の実行後における装置の拡大部分断面概略図であ
る。
【図４】 本発明による複数の工程方法の実行後における微細構造装置の拡大部分断面概
略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 キム ジェ−ホン 大韓民国 キュンギ−ド 449−840 ヨン ギン−シティ サンギュン−リ スンウォ ン・アパートメント 103−702 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BA42 BB42 BC01 BC02 BC05 BC22 2H089 HA04 JA04 KA08 NA22 QA12 2H090 HB08Y HC05 LA09 LA16 MA00 MA10 MB01 MB12

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶、プレポリマー及び偏光に敏感な材料の混合物を調整すること、 前記混合物を基板上に配置すること、 光源からの偏光を印加し、ポリマー及び前記偏光に敏感な材料の層に隣接する
    均質に整列された液晶材料の層を前記基板上に形成するように前記混合物の同時
    相分離及び前記相分離液晶のアライメントを誘起すること、 を包含する、相分離有機膜をアライメントと同時に製造する方法。
  2. 【請求項２】 第２の基板を前記層の上に配置することをさらに包含する、請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記印加する工程が、前記偏光に敏感な材料の少なくとも主要部を前記プレポ
    リマーと混合させ、前記偏光に敏感な材料がアライメント特性を前記液晶材料に
    与える、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記光源と前記基板との間に偏光子を挿入して所望の配向アライメントを前記
    液晶材料に与えることをさらに包含する、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記配置混合物を有する側に対向する前記基板の近くに紫外線光源を位置決め
    することをさらに包含する、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記配置混合物を有する側に対向する前記基板の近くに可視光源を位置決めす
    ることをさらに包含する、請求項４記載の方法。
  7. 【請求項７】 初期プレポリマー及び初期偏光に敏感な材料の初期混合物を調整すること、 前記配置工程より前に前記初期混合物を前記基板上に被覆すること、 をさらに包含する、請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記初期偏光に敏感な材料が、前記偏光に敏感な材料とは異なる光の波長に敏
    感である、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記配置工程前に初期偏光を前記初期混合物に加えてアライメント配向をそれ
    に与えることをさらに包含する、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記配置工程後に初期偏光を前記初期混合物に加えてアライメント配向をそれ
    に与えることをさらに包含する、請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 微細構造を有する前記液晶の層を形成するように前記加える工程前に前記光源
    と前記基板との間にマスク及び偏光子を位置決めすることをさらに包含する、請
    求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記初期の加える工程後に前記光源と前記基板との間に他のマスクを位置決め
    することをさらに包含する、請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記初期偏光に敏感な材料及び前記偏光材料が、紫外線あるいは可視光のいず
    れかで活性化される、請求項７記載の方法。
  14. 【請求項１４】 少なくとも熱活性化プレポリマーを有する前記混合物を調整すること、 前記混合物を熱活性化して相分離を誘起しアライメント配向を前記液晶に与え
    ること、 をさらに包含する、請求項１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記偏光が可視光あるいは紫外線のいずれかである、請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 エポキシー及び樹脂を有する前記混合物を調整すること、 前記混合物の相分離を可能にして前記混合物の相分離を誘起しアライメント配
    向を前記液晶に与えること、 をさらに包含する、請求項１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記偏光が可視光あるいは紫外線のいずれかである、請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 微細構造を有する前記液晶の層を形成するように前記加える工程前に前記光源
    と前記基板との間にマスク及び偏光子を位置決めすることをさらに包含する、請
    求項１記載の方法。
  19. 【請求項１９】 基板を提供すること、 少なくとも第１の偏光に敏感な化学薬品及びプレポリマーを含む第１の混合物
    を提供すること、 少なくとも第２の偏光に敏感な化学薬品及びプレポリマーを含む第２の混合物
    を提供すること、 液晶を第１あるいは第２の混合物の中で混合すること、 前記第１の混合物を前記基板上に配置すること、 前記第２の混合物を前記第１の混合物の上に配置すること、 少なくとも可視光偏光、紫外光偏光、熱誘導、化学誘導及び溶剤誘導からなる
    グループからの前記第１の混合物の処理を開始すること、 少なくとも可視光偏光、紫外光偏光、熱誘導、化学誘導及び溶剤誘導からなる
    グループからの前記第２の混合物の処理を開始すること、 を包含し、前記処理が配向アライメントを前記液晶に与える、アライメント特性
    を有する液晶装置を製造する方法。
  20. 【請求項２０】 前記開始する工程の１つが、前記液晶を前記プレポリマーから相分離するよう
    に前記偏光処理の中の１つ及び前記誘導処理の中の１つを同時に用いることを包
    含する、請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 それとの間の前記第１及び第２の混合物で第２の基板を前記第１の基板に固定
    することをさらに包含する、請求項１９記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記偏光処理が、 光源を前記基板の近くに位置決めすること、 前記基板と前記光源との間に偏光子を位置決めすること、 を包含する、請求項１９記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記第１の開始工程後に前記偏光子を再配置することをさらに包含し、前記偏
    光に敏感な化学薬品が、異なる配向アライメントを前記液晶を有するそのそれぞ
    れの界面に与える、請求項１９記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記誘導処理が前記プレポリマー及び前記偏光に敏感な化学薬品を前記液晶か
    ら相分離する、請求項１７記載の方法。
  25. 【請求項２５】 アライメント特性を有するセルであって、 少なくとも１つの基板と、 前記基板上に配置された混合物とを包含し、前記混合物が、少なくとも液晶材
    料、プレポリマー材料及び偏光に敏感な材料を含み、同時重合化及び偏光の印加
    が、前記混合物の相分離及びフォトアライメントを生じて、アライメント特性を
    前記液晶材料に与えるポリマーの微細構造を形成する、セル。
  26. 【請求項２６】 前記第１の混合物より前に前記基板上に配置された第２の混合物をさらに包含
    し、前記第２の混合物が、少なくとも第２の偏光に敏感な材料を含み、偏光の印
    加が、アライメント特性を前記液晶材料に与える前記第２の混合物のフォトアラ
    イメントを生じる、請求項２５記載のセル。
  27. 【請求項２７】 別個の分離した界面が、前記液晶材料と前記ポリマーの微細構造と前記偏光に
    敏感な材料との間、及び前記液晶材料と前記第２の偏光に敏感な材料との間に形
    成される、請求項２６記載のセル。
  28. 【請求項２８】前記界面が、異なる配向の前記液晶材料を整列させる、請求
    項２７記載のセル。
  29. 【請求項２９】前記液晶材料が微細構造に形成される、請求項２８記載のセ
    ル。
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