KR102159931B1

KR102159931B1 - 편광 소자 및 편광 소자의 제조 방법

Info

Publication number: KR102159931B1
Application number: KR1020167000193A
Authority: KR
Inventors: 고지 야마우치; 미노루 도리고에
Original assignee: 미쯔비시 케미컬 주식회사
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2020-09-25
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: JP6314983B2; JPWO2014208653A1; US20160195658A1; KR20160026969A; US10132978B2; CN105339817B; CN105339817A; WO2014208653A1

Abstract

도포 형성 후의 이방성 색소막의 사이드 에칭이나 박리가 발생하지 않기 때문에, 편광 소자의 성능 및 신뢰성을 유지할 수 있고, 또, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용하는 용매 등의 영향을 잘 받지 않게 되어, 제조 프로세스의 자유도가 높아지는 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자로서, 기판 상에 이방성 색소막, 수지 조성물층의 순으로 적층되고, 이방성 색소막의 상면 및 전체 측면이 수지 조성물층에 의해 덮이며, 또한, 기판 상에 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 형성되어 있지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 소자.

Description

편광 소자 및 편광 소자의 제조 방법{POLARIZING ELEMENT, AND MANUFACTURING METHOD FOR POLARIZING ELEMENT}

본 발명은 편광자 등에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판 상에 형성하는 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자, 그리고 편광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

LCD (액정 표시 디스플레이) 에서는, 표시에 있어서의 선광성 (旋光性) 이나 복굴절성을 제어하기 위해서 직선 편광판이나 원 편광판이 사용되고 있다. OLED (유기 EL 소자) 에 있어서도, 외광의 반사 방지를 위해서 원 편광판이 사용되고 있다.

종래, 이들 편광판 (편광 소자) 에는, 요오드나 이색성 (二色性) 을 갖는 유기 색소를 폴리비닐알코올 등의 고분자 재료에 용해 또는 흡착시키고, 그 막을 일방향으로 필름상으로 연신하여 이색성 색소를 배향시킴으로써 얻어지는 편광층이 널리 사용되어 왔다. 그러나, 이와 같이 하여 제조되는 종래의 편광층에서는, 사용하는 색소나 고분자 재료에 따라서는 내열성이나 내광성이 충분하지 않고, 액정 장치 제조시에 있어서의 편광층의 첩합의 수율이 나쁘다는 등의 문제가 있었다. 또, 소자 구조의 간략화에 의해 휘도를 향상시키기 위해서 셀 내에 편광층을 형성하는 시도가 이루어지고 있다.

한편, 유리나 투명 필름 등의 기재 상에 이색성 색소를 함유하는 용액을 도포함으로써 얻어진 이방성 색소막을 편광층으로서 사용하는 방법이 검토되고 있다. 이 도포에 의한 이방성 색소막을 제조하는 방법으로서, 1 장의 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 방법이 검토되고 있다. 예를 들어, 기판 상에 광 촉매를 함유하는 층을 형성하고, 에너지 조사시킴으로써 패턴을 형성하는 방법 (특허문헌 1), 기판 상의 친수 처리를 변화시킴으로써, 이방성 색소막의 도포 상태를 제어하여 패턴을 형성하는 방법 (특허문헌 2), 이방성 색소막의 불용화를 선택적으로 실시함으로써 패턴을 형성하는 방법 (특허문헌 3) 등이 나타내어져 있다. 또, 광학 이방성층 상에 감광성 수지층을 포함하는 층을 형성하고, 소정의 마스크를 배치한 위로부터 노광, 현상함으로써 패턴을 형성하는 방법도 나타내어져 있다 (특허문헌 4).

일본 공개특허공보 2004-348043호 일본 공개특허공보 2005-052686호 일본 공개특허공보 2004-054031호 일본 공개특허공보 2007-199661호

그러나, 특허문헌 1 과 같이, 광 촉매를 함유하는 층에 의해 패턴 형성을 하는 경우, 광 촉매의 작용에 의해 배향력이 저하되고, 편광 소자로서의 특성이 저하되는 경우가 생각된다. 또, 특허문헌 2 의 방법은, 이방성 색소막이 기판의 첩합 부분 등에 잔존하기 때문에, 패널 제조에 악영향을 주는 경우가 생각된다. 특허문헌 3 의 방법은, 불용화 후 세정함으로써 패터닝을 실시하기 때문에, 패터닝 정밀도가 높아지지 않는 경우가 생각된다. 또한, 이방성 색소막의 불용화가 불충분하면, 이방성 색소막의 벗겨짐 등이 발생하여 편광 소자로서의 특성이 저하되는 경우가 생각된다. 이와 같이, 편광 소자로서의 특성을 유지한 채로 효율적으로 패터닝하는 방법이 요망되고 있다.

그런데, 이방성 색소막에 기계적 강도를 부여하거나, 이방성 색소막으로부터 다른 층, 예를 들어 액정층 등으로의 불순물의 용출을 방지하거나 하는 등을 위해서, 이방성 색소막 표면에 수지 조성물층을 가질 필요가 있다. 또, 수지 조성물층은, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용되는 용제나 물로부터 이방성 색소막을 보호하는 역할도 담당하고 있다.

특허문헌 4 와 같이, 포토리소그래피법에 의해 패턴을 형성하는 경우, 미노광 부분의 감광성 수지층 (수지 조성물층) 과 이방성 색소막이 현상액에 의해 제거되는데, 이 때, 노광 부분의 이방성 색소막의 측면이 현상액에 의해 사이드 에칭되는 것을 본 발명자는 알아냈다. 이방성 색소막의 사이드 에칭 현상이 일어나면, 수지 조성물층 및 이방성 색소막이 박리되기 쉬워져, 편광 소자의 성능 및 신뢰성이 현저하게 저하되는 문제가 발생한다.

또, 기판면에 연속 도포에 의해 형성된 이방성 색소막 상에 수지 조성물층을 도포 등으로 형성하고, 예를 들어, 에칭에 의해 불필요 부분을 제거하는 방법으로 패턴을 형성하는 방법이라 하더라도, 이방성 색소막의 측면이 외부로 노출되기 때문에, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용되는 용제나 물에 의해 이방성 색소막이 사이드 에칭되거나 박리되거나 하는 문제가 발생한다.

한편, 특허문헌 3 과 같은 불용화에 의해 패터닝된 이방성 색소막이 형성된 기판 상에 연속 도포 등으로 수지 조성물층을 형성하면, 패널 조립시의 기판 첩합이나 전극 배선을 실시하는 부분에 수지 조성물층이 형성된다. 따라서, 기판 첩합이나 전극 배선에 영향이 없도록 수지 조성물층을 추가로 패터닝할 필요성이 있어, 제조 효율 및 비용 면에서 문제가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 도포 형성 후의 이방성 색소막의 사이드 에칭이나 박리가 발생하지 않기 때문에 편광 소자의 성능 및 신뢰성을 유지할 수 있고, 또, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용하는 용매 등의 영향을 잘 받지 않게 되어, 제조 프로세스의 자유도가 높아지는 제조 방법을 제공하는 것이다. 또, 도포 형성 후의 이방성 색소막의 사이드 에칭이나 박리가 발생하지 않기 때문에 편광 소자의 성능 및 신뢰성이 유지되고, 또, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용하는 용매 등의 영향을 잘 받지 않는 편광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 기판 상에 형성된 이방성 색소막이 수지 조성물층에 의해 덮여 외부에 노출되지 않음으로써, 사이드 에칭이나 박리 등이 발생하지 않고, 용매 등의 영향을 잘 받지 않는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다. 또, 기판에 연속 도포에 의해 형성한 이방성 색소막으로부터 패턴 윤곽 부분을 제거하고, 그 위로부터 수지 조성물층을 도포에 의해 형성하고, 불필요 부분을 제거함으로써, 기판 및 수지 조성물에 의해 덮여 있는 이방성 색소막이 외부에 노출되는 경우가 없어, 사이드 에칭이나 박리 등이 발생하지 않고, 용매 등의 영향을 잘 받지 않는 것을 알아내어 본 발명을 완성시키기에 이르렀다. 즉, 본 발명의 요지는, 이하의 [1] ∼ [7] 과 같다.

[1] 기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자로서,

기판 상에 이방성 색소막, 수지 조성물층의 순으로 적층 (layer) 되고,

이방성 색소막의 상면 및 전체 측면이 수지 조성물층에 의해 덮이며,

또한, 기판 상에 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 형성되어 있지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 소자.

[2] 상기 수지 조성물층이 광학 이방성을 갖지 않는 것인, [1] 에 기재된 편광 소자.

[3] 상기 수지 조성물층의 두께 500 ㎚ 일 때의 550 ㎚ 의 광선 투과율이 80 ％ 이상인, [1] 또는 [2] 에 기재된 편광 소자.

[4] 기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자의 제조 방법으로서,

이하의 (1) ∼ (4) 의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.

(1) 기판면에 이방성 색소막을 형성하는 공정

(2) 상기 이방성 색소막의 일부를 제거하여, 복수의 분리된 이방성 색소막을 형성하는 공정

(3) 이방성 색소막 상에 수지 조성물층을 형성하는 공정

(4) 수지 조성물층을 형성 후, 패턴 및 패턴 윤곽 부분 이외의 불필요 부분을 제거하는 공정

[5] 상기 (3) 공정의 수지 조성물층을 형성하는 공정이, 상기 기판면 상에 수지 조성물을 연속 도포로 실시하는 것인, [4] 에 기재된 편광 소자의 제조 방법.

[6] 상기 수지 조성물이 감광성 수지 조성물인, [4] 또는 [5] 에 기재된 편광 소자의 제조 방법.

[7] 상기 (4) 의 불필요 부분을 제거하는 공정이 포토리소그래피법으로 실시되는 것인, [4] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 편광 소자의 제조 방법.

본 발명의 편광 소자는, 제조 공정에 있어서의 에칭 등의 영향을 잘 받지 않아, 성능 및 신뢰성이 유지된 편광 소자이다.

또, 본 발명의 편광 소자의 제조 방법은, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용하는 용매 등의 영향을 잘 받지 않게 될 수 있기 때문에, 액정 디스플레이, 유기 발광 다이오드 등의 편광 소자의 제조 방법으로서 유용하고, 특히 이방성 색소막 형성 후에, 배향막 형성용의 용매 (n-메틸피롤리돈) 나 세정 용매인 물을 사용하는 프로세스를 갖는 In-Cell 형 편광자의 제조에 특히 유용하다.

도 1 은, 실시형태 1 의 이방성 색소막을 형성한 모식도이다.
도 2 의 (a) 는 실시형태 1 의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거한 모식도이다. (b) 는 도 2(a) 의 측면을 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 실시형태 1 의 수지 조성물층을 형성한 측면도이다.
도 4 는, 실시형태 1 의 노광을 측면으로부터 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 편광 소자의 측면을 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 실시형태 2 의 수지 조성물층을 형성한 측면도이다.
도 7 은, 실시형태 4 의 노광을 측면으로부터 나타내는 모식도이다.
도 8 은, 실시형태 4 의 수지 조성물층 및 포토레지스트층을 형성한 측면도이다.
도 9 의 (a) 및 (b) 는, 실시예 1 에서 제작한 이방성 색소막 1 을 나타낸다 (사진 대용 도면).
도 10 은, 비교예 1 에서 제작한 이방성 색소막 2 를 나타낸다 (사진 대용 도면).

이하에 본 발명을 실시하기 위한 대표적인 양태를 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 초과하지 않는 한 이하의 양태에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명은, 기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자, 그리고 편광 소자의 제조 방법이다.

(편광 소자)

본 발명의 편광 소자는, 기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자로서, 기판 상에 이방성 색소막, 수지 조성물층의 순으로 적층 (layer) 된다. 즉, 기판면에 연속 도포에 의해 얻어진 이방성 색소막 및 이방성 색소막 상에 형성된 수지 조성물층을 포함하는 것이다. 편광 소자는 이방성 색소막 및 수지 조성물층에만 한정되지 않고, 편광 성능을 향상시키거나 기계적 강도를 향상시키는 등의 목적에서 다른 층을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 기판 및 이방성 색소막의 사이, 이방성 색소막 및 수지 조성물층의 사이 등에 다른 층을 갖고 있어도 된다.

또, 본 발명에 있어서의 패턴이란, 기판 상에 형성된 이방성 색소막의 형상 패턴을 나타내고, 패턴 윤곽 부분이란, 이방성 색소막의 패턴의 외형을 만들고 있는 선을 포함하는 띠를 가리킨다.

본 발명의 편광 소자는, 이방성 색소막의 상면 및 전체 측면이 수지 조성물층에 의해 덮이며, 또한, 기판의 적층면 상에 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 형성되어 있지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 한다.

이방성 색소막의 상면 및 전체 측면이 수지 조성물층에 의해 덮임으로써, 사이드 에칭의 문제를 해결할 수 있어, 신뢰성이 높은 편광 소자를 제공하는 것이 가능해진다. 또, 기판 상에 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 형성되어 있지 않은 부분을 가짐으로써, 패널 조립시의 기판 첩합 및 전극 배선이 용이해져, 편광 소자의 제조 수율이 향상된다. 또, 기판 첩합 부분 및 배선 부분의 박리 강도 등이 향상되어, 편광 소자 및 패널의 신뢰성이 향상된다.

상기 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 존재하지 않는 부분의 편광 소자에 있어서의 존재 비율은 특별히 한정되지 않고, 원하는 편광 소자 및 패널의 크기, 기판을 첩합하는 시일재의 크기 및 점착 강도, 전극 배선 및 전극 배선 취출의 테이프 폭 등에 따라 적절히 조정할 수 있다.

본 발명의 편광 소자의 별도의 양태로는, 기판 상에 복수의 독립된 이방성 색소막을 포함하는 편광 소자로서, 그 복수의 이방성 색소막은, 그 상면 및 전체 측면이 수지 조성물층에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 편광 소자이다.

독립된이란, 복수의 이방성 색소막끼리가 연속하지 않는 것, 즉 각각의 이방성 색소막 사이에, 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 존재하지 않는 부분이 존재하는 것을 의미한다.

복수의 이방성 색소막은, 모두 동일한 형상이어도 되고, 상이한 형상이 포함되어 있어도 되지만, 제조상의 관점에서 모두 동일한 형상인 것이 바람직하다. 또, 그 형상도 어떠한 형상이어도 되지만, 제조상의 관점에서 사각형인 것이 바람직하다. 또한, 복수란 2 이상이면 되고, 사용하는 기판의 크기나 원하는 편광 소자의 크기 등에 따라 적절히 조정하면 된다.

이방성 색소막의 사이드 에칭을 방지하는 관점에서, 이방성 색소막을 덮는 수지층의 두께, 특히 이방성 색소막의 측면에 있어서의 수지층의 두께는 20 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 50 ㎚ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 2000 ㎚ 이하가 바람직하고, 1000 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 편광 소자를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 이하에 설명하는 제조 방법 등으로 얻을 수 있지만, 이 방법에 한정되지 않는다.

(기판)

본 발명에 있어서의 기판으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 양호한 표면 성상, 접촉각 특성과 흡수 특성을 갖는 기판인 것이 바람직하다. 그러한 기판을 형성하는 기재로는, 예를 들어, 유리 등의 무기 재료 ; 트리아세테이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 트리아세틸셀룰로오스계 수지, 노르보르넨계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 우레탄계 수지 등의 고분자 재료 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 병용해도 된다. 특히 기판은 고분자 재료를 함유하는 고분자 기재를 포함하는 기판인 것이 바람직하다.

기판의 흡수율로는, 통상적으로 5 ％ 이하, 바람직하게는 3 ％ 이하, 보다 바람직하게는 1 ％ 이하이다. 흡수율이 과도하게 크면, 습식 성막법으로 이방성 편광 재료의 막을 형성할 때에 기판이 흡습하여 기판이 휘고, 도포 결함이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다. 또, 도포법으로 이방성 색소막이 형성된 후에 기판이 팽윤되어 광학 결함이 발생하는 경우가 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 「흡수율」이란, ASTM D570 의 시험 방법을 이용하여, 23 ℃ 의 물에 4 시간 침지시켰을 때의 중량 변화율을 측정한 값이다.

기판면의, 이방성 색소막이 형성되는 면에는, 이방성 색소막에 함유되는 색소 등의 이방성 편광 재료를 보다 양호하게 일정 방향으로 배향시키는 관점에서, 미리 배향 처리층 등을 형성할 수 있다. 배향 처리층의 형성 방법에 대해서는 「액정 편람」(마루젠 주식회사, 2000년 10월 30일 발행) 226 페이지 ∼ 239 페이지 등에 기재된 공지된 방법에 의할 수 있다.

또, 기판의 형상으로는, 일정 치수의 필름상 (매엽상) 이어도 되고, 연속 필름상 (띠상) 이어도 된다. 또, 기판의 막 두께로는, 통상적으로 0.01 ㎜ ∼ 3 ㎜, 바람직하게는 0.02 ㎜ ∼ 2 ㎜ 이다.

기판의 전광선 투과율로는, 통상적으로 80 ％ 이상, 바람직하게는 85 ％ 이상, 보다 바람직하게는 90 ％ 이상이다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 「전광선 투과율」이란, 적분구 색 측정 장치를 사용하여 측정되는 것으로, 확산 투과광과 평행 광선 투과광을 합친 값이다.

(이방성 색소막)

본 발명에 있어서의 이방성 색소막이란, 막의 두께 방향 및 임의의 직교하는 면내 2 개 방향의 입체 좌표계에 있어서의 합계 3 개 방향으로부터 선택되는 임의의 2 개 방향에 있어서의 전자기학적 성질에, 이방성을 갖는 광학막이다. 전자기학적 성질로는, 흡수, 굴절 등의 광학적 성질, 저항, 용량 등의 전기적 성질 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 이방성 색소막은 색소를 함유하는 것이며, 상기 이방성을 발현하는 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 색소 이외에도 필요에 따라, 바인더 수지, 모노머, 경화제 및 첨가제 등을 함유하고 있어도 된다.

(색소)

본 발명에 있어서의 색소로는, 이색성 색소가 사용된다. 또, 색소는, 배향 제어를 위해 액정상을 갖는 색소인 것이 바람직하다. 여기서, 액정상을 갖는 색소란, 용제 중에서 리오트로픽 액정성을 나타내는 색소를 의미한다.

본 발명에서 사용되는 색소로는, 도포에 의해 이방성 색소막을 형성할 수 있기 때문에 물이나 유기 용매에 가용인 것이 바람직하고, 특히 수용성인 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은, 「유기 개념도-기초와 응용」(코다 요시오 저, 산쿄 출판, 1984년) 에서 정의되는 무기성값이 유기성값보다 작은 화합물이다. 또, 염형을 취하지 않는 유리 상태에서 그 분자량이 200 이상인 것이 바람직하고, 300 이상인 것이 특히 바람직하며, 또, 1500 이하인 것이 바람직하고, 1200 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 수용성이란, 실온에서 화합물이 물에 통상적으로 0.1 중량％ 이상, 바람직하게는 1 중량％ 이상 용해되는 것을 말한다.

색소로서, 구체적으로는 아조계 색소, 스틸벤계 색소, 시아닌계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 축합 다고리계 색소 (페릴렌계, 옥사진계) 등을 들 수 있다. 이들 색소 중에서도, 이방성 색소막 중에서 높은 분자 배열을 취할 수 있는 아조계 색소가 바람직하다. 아조계 색소란, 아조기를 적어도 1 개 이상 갖는 색소를 말한다. 그 1 분자 중의 아조기의 수는, 색조 및 제조면의 관점에서 2 이상이 바람직하고, 6 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 4 이하이다.

본 발명에 사용되는 색소는 특별히 한정되지 않고, 공지된 색소를 사용할 수 있다.

색소로는, 예를 들어, 일본 공표특허공보 평08-511109호, 일본 공개특허공보 평09-230142호, 일본 공개특허공보 2006-079030호, 일본 공개특허공보 2007-302807호, 일본 공개특허공보 2007-272211호, 일본 공개특허공보 2007-186428호, 일본 공개특허공보 2008-69300호, 일본 공개특허공보 2008-081700호, 일본 공개특허공보 2009-169341호, 일본 공개특허공보 2009-161722호, 일본 공개특허공보 2009-173849호, 일본 공개특허공보 2010-039154호, 일본 공개특허공보 2010-168570호, 일본 공개특허공보 2010-180314호, 일본 공개특허공보 2010-266769호, 일본 공개특허공보 2011-012152호, 일본 공개특허공보 2011-016922호, 일본 공개특허공보 2010-100059호, 일본 공개특허공보 2011-141331호, 일본 공표특허공보 2001-504238호 및 일본 공개특허공보 2006-48078호 등에 기재된 색소를 들 수 있다.

색소는, 유리산의 형태인 채로 사용해도 되고, 산기의 일부가 염형을 취하고 있는 것이어도 된다. 또, 염형의 색소와 유리산형의 색소가 혼재되어 있어도 된다. 또, 제조시에 염형으로 얻어진 경우에는 그대로 사용해도 되고, 원하는 염형으로 변환해도 된다. 염형의 교환 방법으로는, 공지된 방법을 임의로 이용할 수 있고, 예를 들어 이하의 방법을 들 수 있다.

1) 염형으로 얻어진 색소의 수용액에 염산 등의 강산을 첨가하고, 색소를 유리산의 형태로 산석 (酸析) 시킨 후, 원하는 카운터 이온을 갖는 알칼리 용액 (예를 들어 수산화리튬 수용액) 으로 색소 산성기를 중화하여 염 교환하는 방법.

2) 염형으로 얻어진 색소의 수용액에, 원하는 카운터 이온을 갖는 대과잉의 중성염 (예를 들어, 염화리튬) 을 첨가하고, 염석 케이크의 형태로 염 교환을 실시하는 방법.

3) 염형으로 얻어진 색소의 수용액을, 강산성 양이온 교환 수지로 처리하고, 색소를 유리산의 형태로 산석시킨 후, 원하는 카운터 이온을 갖는 알칼리 용액 (예를 들어 수산화리튬 수용액) 으로 색소 산성기를 중화하여 염 교환하는 방법.

4) 미리 원하는 카운터 이온을 갖는 알칼리 용액 (예를 들어 수산화리튬 수용액) 으로 처리한 강산성 양이온 교환 수지에, 염형으로 얻어진 색소의 수용액을 작용시켜 염 교환을 실시하는 방법.

또, 색소가 갖는 산성기가 유리산형이 될지 염형이 될지는, 색소의 pKa 와 색소 수용액의 pH 에 의존한다.

상기의 염형의 예로는, Na, Li, K 등의 알칼리 금속의 염, 알킬기 혹은 하이드록시알킬기로 치환되어 있어도 되는 암모늄의 염, 또는 유기 아민의 염을 들 수 있다. 유기 아민의 예로서, 탄소수 1 ∼ 6 의 저급 알킬아민, 하이드록시 치환된 탄소수 1 ∼ 6 의 저급 알킬아민, 카르복시 치환된 탄소수 1 ∼ 6 의 저급 알킬아민 등을 들 수 있다. 이들 염형의 경우, 그 종류는 1 종류에 한정되지 않고 복수 종 혼재되어 있어도 된다.

또, 본 발명에 있어서, 색소는 단독으로 사용할 수 있지만, 이들의 2 종 이상을 병용해도 되고, 또, 배향을 저하시키지 않을 정도로 상기 예시 색소 이외의 색소를 배합하여 사용할 수도 있다. 이로써 각종 색상을 갖는 이방성 색소막을 제조할 수 있다.

다른 색소를 배합하는 경우의 배합용 색소의 예로는, C. I. Direct Yellow 12, C. I. Direct Yellow 34, C. I. Direct Yellow 86, C. I. Direct Yellow 142, C. I. Direct Yellow 132, C. I. Acid Yellow 25, C. I. Direct Orange 39, C. I. Direct Orange 72, C. I. Direct Orange 79, C. I. Acid Orange 28, C. I. Direct Red 39, C. I. Direct Red 79, C. I. Direct Red 81, C. I. Direct Red 83, C. I. Direct Red 89, C. I. Acid Red 37, C. I. Direct Violet 9, C. I. Direct Violet 35, C. I. Direct Violet 48, C. I. Direct Violet 57, C. I. Direct Blue 1, C. I. Direct Blue 67, C. I. Direct Blue 83, C. I. Direct Blue 90, C. I. Direct Green 42, C. I. Direct Green 51, C. I. Direct Green 59 등을 들 수 있다.

(수지 조성물층)

본 발명에 있어서의 수지 조성물층으로는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 광학 이방성을 갖지 않는 것이 이방성 색소막의 성능을 저해하지 않기 때문에 바람직하다.

본 발명에 있어서의 광학 이방성이란, 수지 조성물층의 두께 방향 및 임의의 직행하는 면내 2 개 방향의 입체 좌표계에 있어서의 합계 3 개 방향으로부터 선택되는 임의의 2 개 방향에 있어서의 전자기학적 성질에 이방성을 갖는 것이다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물층에 사용하는 수지 조성물은, 이방성 색소막의 광학 특성을 저해하지 않는 점에서, 두께 500 ㎚ 일 때의 550 ㎚ 의 광선 투과율이 80 ％ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 85 ％ 이상이며, 특히 바람직하게는 90 ％ 이상이다. 상한은 특별히 없고, 높은 편이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물층에 사용하는 수지 조성물은, 모노머, 수지, 계면 활성제, 중합 개시제, 밀착 향상제 및 용제 등을 함유하고 있어도 된다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물층에 함유되는 수지로는, 광 중합성 모노머 등을 함유하는 감광성 수지 ; 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 나일론 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 열가소성 수지 ; 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 등의 열경화성 수지 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 감광성 수지로는, 특별히 한정되지 않지만, 감도 등의 면에서 광 중합성 모노머를 함유하는 것이 바람직하다.

광 중합성 모노머로는, 분자 내에 에틸렌성 불포화기를 적어도 1 개 갖는 화합물 (이하, 「에틸렌성 단량체」라고 칭하는 경우가 있다) 을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 (메트)아크릴산, (메트)아크릴산알킬에스테르, 아크릴로니트릴, 스티렌 및 에틸렌성 불포화 결합을 1 개 갖는 카르복실산과 다가 또는 1 가 알코올의 모노에스테르, 1 분자 중에 에틸렌성 불포화기를 2 개 이상 갖는 다관능 에틸렌성 단량체 등을 들 수 있다.

상기 감광성 수지로는, 측사슬에 에틸렌성 이중 결합을 갖는 수지를 함유해도 된다. 도포·건조·노광하여 수지 조성물층을 형성할 때의 감도가 양호하고, 경화 후의 압입 경도, 스크래치 경도 등의 기계적 강도가 우수하며, 광 산란이나 수지 조성물층 형성 후의 적층에 악영향을 미치는 원인이 될 가능성이 있는 표면 조도가 낮고, 핀홀 등의 결함이 매우 적은 층을 형성할 수 있다. 따라서, 측사슬에 에틸렌성 이중 결합을 갖는 한, 수지는 특정되지 않는다.

수지의 분자량으로는, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 측정에 의한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 (Mw) 이, 통상적으로 1,000 이상, 바람직하게는 1,500 이상이며, 통상적으로 20,000 이하, 바람직하게는 15,000 이하이다. 중량 평균 분자량이 지나치게 작지 않음으로써 감도나 도막 강도가 유지·향상되는 경향이 있고, 지나치게 크지 않음으로써 재용해성이나 이물질 등의 발생 등의 문제를 억제하는 경향이 있다.

측사슬에 에틸렌성 이중 결합을 갖는 수지로는, 카르복실기를 갖는 에폭시(메트)아크릴레이트 수지가 기계 강도, 내수성 및 내용제성의 면에서 특히 바람직하다.

상기 감광성 수지로는, 광 중합 개시제를 함유해도 된다. 광 중합 개시제는, 광을 직접 흡수하고, 분해 반응 또는 수소 인발 반응을 일으켜, 중합 활성 라디칼을 발생시키는 기능을 갖는 성분이다. 필요에 따라 증감 색소 등의 부가제를 첨가하여 사용해도 된다.

광 중합 개시제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소59-152396호, 일본 공개특허공보 소61-151197호 각 공보에 기재된 티타노센 화합물을 함유하는 메탈로센 화합물 ; 일본 공개특허공보 2000-56118호에 기재된 헥사아릴비이미다졸 유도체 ; 일본 공개특허공보 평10-39503호에 기재된 할로메틸화옥사디아졸 유도체 ; 할로메틸-s-트리아진 유도체 ; N-페닐글리신 등의 N-아릴-α-아미노산류 ; N-아릴-α-아미노산염류, N-아릴-α-아미노산에스테르류 등의 라디칼 활성제 ; α-아미노알킬페논 유도체 ; 일본 공개특허공보 2000-80068호, 일본 공개특허공보 2006-36750호 등에 기재되어 있는 옥심에스테르 유도체 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 열가소성 수지로는, 특별히 한정되지 않고, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 나일론 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리염화비닐 수지, 부티랄 수지, 스티렌-말레산 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌 염화비닐-아세트산비닐 공중합체 및 폴리아세트산비닐 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 혼합해도 된다. 또, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위이면, 개질제 등 다른 성분을 함유하고 있어도 된다.

아크릴 수지로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평7-207211호, 일본 공개특허공보 평8-259876호, 일본 공개특허공보 평10-300922호, 일본 공개특허공보 평11-140144호, 일본 공개특허공보 평11-174224호, 일본 공개특허공보 2000-56118호, 일본 공개특허공보 2003-233179호, 일본 공개특허공보 2007-270147호 등의 각 공보 등에 기재된 다양한 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에폭시기 함유 (메트)아크릴레이트와, 다른 라디칼 중합성 단량체의 공중합체에 대해, 당해 공중합체가 갖는 에폭시기의 적어도 일부에 불포화 일염기산을 부가시켜 이루어지는 수지, 혹은 당해 부가 반응에 의해 생성된 수산기의 적어도 일부에 다염기산 무수물을 부가시켜 얻어지는 수지 ; 주사슬에 카르복실기를 함유하는 직사슬형 알칼리 가용성 수지 ; 상기 주사슬에 카르복실기를 함유하는 직사슬형 알칼리 가용성 수지의 카르복실기 부분에 에폭시기 함유 불포화 화합물을 부가시킨 수지 ; (메트)아크릴계 수지 등을 들 수 있다.

우레탄 수지로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평2-158633호 및 일본 공개특허공보 2011-5846호 등의 각 공보 등에 기재된 다양한 고분자 화합물을 사용할 수 있다.

통상적으로 우레탄 수지는 폴리올과 이소시아네이트의 반응에 의해 제작되고, 폴리올로는, 폴리카보네이트폴리올류, 폴리에스테르폴리올류, 폴리에테르폴리올류, 폴리올레핀폴리올류, 아크릴폴리올류 등을 들 수 있다.

이소시아네이트로는, 톨릴렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 페닐렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트, α,α,α',α'-테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트 등의 방향 고리를 갖는 지방족 디이소시아네이트 ; 메틸렌디이소시아네이트, 프로필렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트 ; 시클로헥산디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소프로필리덴디시클로헥실디이소시아네이트 등의 지환족 디이소시아네이트 등이 예시된다.

이들은 단독으로 사용해도 되고, 복수 종 병용해도 된다.

본 발명에 있어서의 열경화성 수지로는, 특별히 한정되지 않지만, 에폭시 수지, 페놀 수지, 벤조구아나민 수지, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 푸마르산 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 및 우레아 수지 등을 들 수 있다.

에폭시 수지로는, 예를 들어, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 비스페놀 S 형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지 ; 비페놀형 에폭시 수지 ; 지환식 에폭시 수지 ; 지방족 사슬형 에폭시 수지 ; 글리시딜에스테르형 에폭시 수지 ; 페놀, 크레졸, 알킬페놀, 카테콜, 비스페놀 F, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 플루오렌 비스페놀 등의 페놀 화합물과, 포름알데히드, 살리실알데히드 등의 알데히드 화합물의 축합물을 글리시딜에테르화하여 얻어지는 화합물 ; 2 관능 페놀을 글리시딜에테르화하여 얻어지는 화합물 ; 2 관능 알코올을 글리시딜에테르화하여 얻어지는 화합물 ; 폴리페놀을 글리시딜에테르화하여 얻어지는 화합물, 그리고, 이들 화합물의 수소 첨가물 또는 할로겐화물 등을 들 수 있다.

열경화성 수지를 경화시키는 경화제로는 경화되는 작용을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 이하의 것을 들 수 있다.

산 무수물류 : 무수 피로멜리트산 등의 방향족 산 무수물류 ; 무수 테트라하이드로프탈산, 무수 메틸테트라하이드로프탈산, 무수 헥사하이드로프탈산, 무수 메틸헥사하이드로프탈산, 무수 메틸엔도메틸렌테트라하이드로프탈산, 무수 도데세닐숙신산, 무수 트리알킬테트라하이드로프탈산 등의 고리형 지방족산 무수물류.

이미다졸류 : 이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-운데실이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 4,5-디페닐이미다졸 등.

아민류 : 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)시클로헥산, m-자일릴렌디아민, 3,9-비스(3-아미노프로필)-2,4,8,10-테트라스피로[5,5]운데칸 등의 지방족 및 지환족 아민류 ; 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰 등의 방향족 아민류 ; 벤질디메틸아민, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비시클로-(5,4,0)-운데센-7,1,5-아자비시클로-(4,3,0)-노넨-7 등의 3 급 아민류 및 상기 아민류의 염류.

s-트리아진류 : 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-에톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-에톡시카르보닐나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등의 할로메틸-s-트리아진류 등.

다가 페놀류 : 카테콜, 레조르신, 하이드로퀴논, 비스페놀 F, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 비페놀, 페놀 노볼락류, 크레졸 노볼락류, 비스페놀 A 등의 2 가 페놀의 노볼락화물류, 트리스하이드록시페닐메탄류, 아르알킬폴리페놀류, 디시클로펜타디엔폴리페놀류 등.

상기 이외의 경화제로는, 포스포늄염류 ; 유기 포스핀 화합물류 또는 이들의 염류 ; 옥틸산아연, 옥틸산주석 등의 금속 비누류 등을 들 수 있다.

이들 경화제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되지만, 2 종 이상을 병용하여 사용할 수도 있다.

에폭시 수지를 사용할 때에는, 산 무수물류가 에폭시와 용이하게 축합되기 쉽고, 내수성, 내용제성의 면에서도 바람직하다. 또, 산 무수물류와 이미다졸류를 병용하는 것이, 축합이 진행되기 쉽고, 내수성, 내용제성의 면에서도 바람직하다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물층은, 젖음성, 도포성 등을 향상시키기 위해서 계면 활성제를 함유할 수 있다.

계면 활성제로는, 예를 들어, 아니온계, 카티온계, 비이온계, 양쪽성 계면 활성제 등 각종의 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 제특성에 악영향을 미칠 가능성이 낮은 점에서 비이온계 계면 활성제를 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 불소계나 실리콘계의 계면 활성제가 도포성의 면에서 효과적이다.

불소계 계면 활성제로는 퍼플루오로알킬술폰산, 퍼플루오로알킬카르복실산, 불소텔로머알코올 등이, 실리콘계 계면 활성제로는 다양한 직사슬 및 분기 사슬을 갖는 폴리에테르 변성 실리콘 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물층은, 수지 조성물층의 밀착성을 개선하기 위해서, 예를 들어, 실란 커플링제, 인산계 밀착 향상제 등을 함유할 수 있다.

실란 커플링제의 종류로는, 에폭시계, (메트)아크릴계, 아미노계 등 다양한 것을 1 종을 단독으로, 혹은 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 편광 소자의 제조 방법은, 적어도 이하의 공정을 갖는다 (이하, 하기 (1) 의 공정을 「(1) 공정」으로 나타내는 경우가 있다. 또, (1) 공정과 마찬가지로, 「(2) 공정」, 「(3) 공정」, 「(4) 공정」으로 나타내는 경우가 있다.).

(1) 기판면에 이방성 색소막을 형성하는 공정

(3) 이방성 색소막 상에 수지 조성물층을 형성하는 공정

본 발명의 제조 방법은, (1) ∼ (4) 공정을 갖고 있으면, 각 공정의 횟수 등은 특별히 한정되지 않는다. (1) 공정부터 순서대로 (4) 공정까지 실시하는 것이 바람직하지만, 그 사이에 다른 공정을 갖고 있어도 되고, 예를 들어 (2) 공정과 (3) 공정 사이에 다른 공정을 갖고 있어도 된다. 또, 본 발명의 편광 소자의 제조에 있어서, (1) 공정 및 (2) 공정의 2 개를 거친 후, 또 (1) 공정을 실시해도 된다.

((1) 공정 : 이방성 색소막의 형성 방법)

본 발명의 제조 방법은, (1) 공정으로서, 기판면에 이방성 색소막을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 이방성 색소막을 형성하는 방법으로는, 색소를 함유하는 이방성 색소막 형성용 조성물을 연속 도포하는 것이 바람직하다. 연속 도포란, 1 개의 패턴마다의 간헐 도포가 아니라, 복수의 패턴 및/또는 윤곽 부분을 연속으로 도포하는 것을 가리킨다. 기판 상에 복수의 패턴을 형성하는 경우에는, 형성하는 패턴을 1 회로 연속 도포하거나, 복수의 패턴마다 나누어 도포하는 등, 기판의 크기나 도포 장치에 맞추어 적절히 조정할 수 있다.

본 발명에 있어서의 이방성 색소막 형성용 조성물은, 색소를 함유하며, 또한 이방성을 발현하는 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 또, 기판 상에 도포로 이방성 색소막을 형성하기 위해서, 색소 및 용제를 함유하는 조성물인 것이 바람직하다. 그 조성물의 양태로는, 용액상이어도 되고, 겔상이어도 되며, 색소 등이 용제 중에 분산되어 있는 상태여도 된다. 또, 이들 이외에도 필요에 따라, 바인더 수지, 모노머, 경화제 및 첨가제 등을 함유하고 있어도 된다.

또한 본 공정에서 사용하는 색소는, 상기 편광 소자의 구성에서 서술한 색소를 사용할 수 있다.

여기서, 이방성 색소막 형성용 조성물은, 조성물로서 액정상의 상태인 것이, 용제가 증발한 후에 형성되는 이방성 색소막을 고배향도로 형성하는 관점에서 바람직하다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 액정상의 상태이다란, 「액정의 기초와 응용」(마츠모토 쇼이치·츠노다 이치로 저, 1991) 의 1 ∼ 16 페이지에 기재되어 있는 상태를 말한다. 특히 3 페이지에 기재되어 있는 네마틱상이 바람직하다.

(이방성 색소막 형성용 조성물의 용매)

용매로는, 물, 물 혼화성이 있는 유기 용제, 혹은 이들의 혼합물이 적합하다. 유기 용제의 구체예로는, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 글리세린 등의 알코올류 ; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등의 글리콜류 ; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등의 셀로솔브류 등의 단독 또는 2 종 이상의 혼합 용제를 들 수 있다.

(이방성 색소막 형성용 조성물 중의 색소의 농도)

이방성 색소막 형성용 조성물 중의 색소의 농도로는, 성막 조건에 따라서도 다르지만, 바람직하게는 0.01 중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 중량％ 이상이며, 바람직하게는 50 중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량％ 이하이다. 색소 농도가 지나치게 낮지 않음으로써, 얻어지는 이방성 색소막에 있어서 충분한 이색비 등의 이방성을 얻을 수 있다. 또, 지나치게 높지 않음으로써, 점도가 지나치게 높아지지 않아 균일한 박막 도포가 가능해지고, 이방성 색소막 형성용 조성물 중에서 색소가 석출되는 것을 억제할 수 있는 경향이 있다.

(이방성 색소막 형성용 조성물의 첨가제)

이방성 색소막 형성용 조성물에는, 추가로 필요에 따라, 계면 활성제, 레벨링제, 커플링제 및 pH 조정제 등의 첨가제를 배합할 수 있다. 첨가제에 의해, 젖음성, 도포성 등을 향상시킬 수 있는 경우가 있다.

계면 활성제로는, 아니온성, 카티온성 및 논이온성 모두 사용 가능하다. 그 첨가 농도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 첨가한 효과를 얻기 위해서 충분하며, 또한 분자의 배향을 저해하지 않는 양으로서, 이방성 색소막 형성용 조성물 중의 농도로서 통상적으로 0.05 중량％ 이상, 0.5 중량％ 이하가 바람직하다.

또, 이방성 색소막 형성용 조성물 중에서의 색소의 조염 (造鹽) 이나 응집 등의 불안정성을 억제하는 등의 목적을 위해서, 공지된 산/알칼리 등의 pH 조정제 등을, 이방성 색소막 형성용 조성물의 구성 성분의 혼합 전후 혹은 혼합 중 어느 시점에 첨가해도 된다. 또한, 상기 이외의 첨가제로서 "Additive for Coating", Edited by J. Bieleman, Willey-VCH (2000) 에 기재된 공지된 첨가제를 사용할 수도 있다.

이방성 색소막 형성용 조성물을 도포하고, 이방성 색소막을 형성하는 방법으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 하라사키 유지 저 「코팅 공학」(주식회사 아사쿠라 서점, 1971년 3월 20일 발행) 253 페이지 ∼ 277 페이지에 기재된 방법, 이치무라 쿠니히로 감수 「분자 협조 재료의 창제와 응용」(주식회사 CMC 출판, 1998년 3월 3일 발행) 118 페이지 ∼ 149 페이지에 기재된 방법, 단차 구조를 갖는 기판 (미리 배향 처리를 실시해도 된다) 상에 슬롯 다이 코트법, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 커튼 코트법, 파운틴법, 딥법 등으로 도포하는 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 슬롯 다이 코트법을 채용하면, 균일성이 높은 이방성 색소막이 얻어지기 때문에 바람직하다.

((2) 공정 : 이방성 색소막 패턴 윤곽 부분의 제거 방법)

본 발명은, (2) 공정으로서, 상기 서술한 이방성 색소막을 형성한 후, 이방성 색소막의 일부를 제거하여, 복수의 분리된 이방성 색소막을 형성하는 공정을 갖는다. 보다 구체적으로는, 이방성 색소막의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거하는 공정을 갖는다. 패턴 윤곽 부분을 제거한 후, 후술하는 수지 조성물층을 도포 등에 의해 형성함으로써, 제거한 부분에 수지 조성물이 도포되어, 이방성 색소막의 측면도 수지 조성물로 덮인 상태가 된다. 이로써 이방성 색소막의 사이드 에칭이나 박리가 발생하지 않아, 편광 소자의 성능 및 신뢰성을 유지할 수 있다. 또, 이방성 색소막 형성 후의 제조 프로세스에서 사용하는 용매 등의 영향을 잘 받지 않게 되어, 제조 프로세스의 자유도가 높아진다.

이방성 색소막의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 패턴의 크기, 제조 프로세스 등에 따라 적절히 선택하면 된다. 또, 제거하는 타이밍도 특별히 한정되지 않고, 제거하는 방법에 맞추어, 이방성 색소막 형성용 조성물을 도포하고 건조시키기 전이어도 되고, 건조시킨 후여도 된다.

또, 제거하는 면적은 특별히 한정되지 않지만, 수지 조성물과 기판의 밀착성이 충분히 확보되는 정도의 면적인 것이 바람직하다. 예를 들어, 인접하는 기판 상의 이방성 색소막의 패턴 사이 전부를 제거해도 되고, 또 인접하는 기판 상의 이방성 색소막의 패턴 사이에 이방성 색소막이 남은 상태여도 되지만, 생산 효율의 면에서, 제거하는 면적은 작은 편이 바람직하다.

제거하는 방법으로는, 구체적으로, 와이핑 부재와 용제를 사용한 닦아내기법, 연마 테이프나 블레이드 등에 의한 긁어내기법, 용제 토출 노즐과 흡인 노즐을 조합한 노즐법, 및 레이저 조사로 태우는 레이저법 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 닦아내기법은 제거한 이방성 색소막이 파티클 결함이 되기 어렵기 때문에 바람직하고, 또 노즐법이나 레이저법은 기판에 대해 비접촉으로, 다른 층 등에 대한 영향이 적어지기 때문에 바람직하다.

(이방성 색소막의 불용화 처리 공정)

상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 이방성 색소막에는, 불용화 처리를 실시하는 공정을 형성해도 된다. 불용화 처리를 실시하는 공정은, (1) 공정 후여도 되고, (2) 공정 후여도 어느 쪽이어도 된다.

불용화란, 막 중의 화합물의 용해성을 저하시킴으로써 그 화합물의 막으로부터의 용출을 억제하여, 막의 안정성을 높이는 처리 공정을 의미한다. 구체적으로는, 예를 들어, 적은 가수의 이온을 그것보다 큰 가수의 이온으로 치환하는 (예를 들어, 1 가의 이온을 다가의 이온으로 치환하는) 처리를 들 수 있다. 이와 같은 처리 방법으로는, 예를 들어, 호소다 유타카 저 「이론 제조 염료 화학」(기호도, 1957년) 435 ∼ 437 페이지 등에 기재되어 있는 처리 공정 등의 공지된 방법이 이용된다. 바람직하게는, 얻어진 이방성 색소막을, 일본 공개특허공보 2007-241267호 등에 기재된 방법으로 처리하여, 물에 대해 불용성의 막으로 하는 것이 후공정의 용이성 및 내구성 등의 관점에서 바람직하다.

((3) 공정 : 수지 조성물층의 형성 방법)

본 발명의 편광 소자의 제조는, (3) 공정으로서, 상기 이방성 색소막의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거 후에 있어서, 이방성 색소막 상에 수지 조성물층을 형성하는 공정을 갖는다. 수지 조성물층의 형성 방법은, 이방성 색소막 상면 및 측면도 수지 조성물로 덮인 상태가 되면 특별히 한정되지 않는다. 특히, 수지 조성물을 도포함으로써 수지 조성물층을 형성하는 방법이 막 형성의 용이성 및 안정성의 면에서 바람직하다.

본 발명에 있어서 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 도포 면적, 장치 및 도포하는 수지 조성물의 특성에서 적절히 공지된 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 슬롯 다이 코트법, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 커튼 코트법, 파운틴법, 딥법 등의 외에, 오프셋, 그라비아, 플렉소, 스크린, 잉크젯 등의 인쇄 방식을 들 수 있다. 이 중에서도 전체면 도포인 경우에는 균일성이 양호하며 또한 액재의 이용 효율이 높기 때문에, 슬롯 다이 코트법 등을 이용하는 것이 바람직하고, 일부분의 도포인 경우에는 패터닝 정밀도가 양호하기 때문에, 오프셋 인쇄법 등을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물은, 상기 편광 소자의 구성에서 서술한 수지 조성물의 각 재료를 사용할 수 있고, 이들 재료가 유기 용제 등에 용해 또는 분산된 상태에서 사용된다.

유기 용제로는, 비점 (압력 1013.25 [hPa] 조건하. 이하, 비점에 관해서는 모두 동일.) 이 100 ∼ 300 ℃ 의 범위인 것을 선택하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 120 ∼ 280 ℃ 의 비점을 갖는 용제이다.

이와 같은 유기 용제로는, 예를 들어, 글리콜모노알킬에테르류 ; 글리콜디알킬에테르류 ; 글리콜디아세테이트류 ; 알킬아세테이트류 ; 에테르류 ; 케톤류 ; 1 가 또는 다가 알코올류 ; 지방족 탄화수소류 ; 지환식 탄화수소류 ; 방향족 탄화수소류 ; 사슬형 또는 고리형 에스테르류 ; 알콕시카르복실산류 ; 할로겐화탄화수소류 ; 에테르케톤류 ; 니트릴류 등에서 선택되고, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

후술하는 스핀 코트법 및 다이 코트법과 같은 도포 방식에 있어서는, 유기 용제로는 비점이 100 ∼ 200 ℃ 의 범위인 것을 선택하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 120 ∼ 170 ℃ 의 비점을 갖는 것이다. 비점이 극단적으로 지나치게 낮지 않음으로써 불균일 등을 억제할 수 있고, 또, 지나치게 높지 않음으로써 이방성 색소막 및 수지 조성물층에 과잉으로 부하를 가하지 않고 건조시킬 수 있는 경향이 있다.

상기 유기 용제 중, 도포성, 표면 장력 등의 밸런스가 양호하고, 조성물 중의 구성 성분의 용해도가 비교적 높은 점에서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 글리콜알킬에테르아세테이트류가 바람직하다.

수지 조성물층의 도포는, 이방성 색소막과 마찬가지로 기판면에 연속으로 도포해도 되고, 기판 상의 일부를 분할하여 도포해도 된다. 예를 들어, 이방성 색소막 및 이방성 색소막을 제거한 패턴 윤곽 부분 상에만 도포해도 되고, 또 이들과 동시에 다른 기판 상의 부분을 도포해도 된다. 윤곽 부분 상의 도포는, 이방성 색소막의 측면이 수지 조성물로 덮이는 상태가 되면, 이방성 색소막 및 이방성 색소막을 제거한 패턴 윤곽 부분 전부여도 되고, 또 이방성 색소막 및 이방성 색소막을 제거한 패턴 윤곽 부분의 일부여도 된다.

또한, 수지 조성물층의 두께는, 건조 후의 막 두께로서 통상적으로 20 ㎚ 이상이 바람직하고, 50 ㎚ 이상이 더욱 바람직하며, 또, 2000 ㎚ 이하가 바람직하고, 1000 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다. 또, 건조 후의 수지층에 가교 조작을 실시하여 보강해도 된다.

상기 서술한 수지 조성물의 도포를 실시하고 건조시킨 후, 노광, 필요에 따라 열 경화 또는 광 경화에 의해 수지 조성물층을 제작할 수 있다.

수지 조성물을 도포한 후의 도막의 건조는, 핫 플레이트, IR 오븐, 또는 컨벡션 오븐을 사용한 건조법에 의하는 것이 바람직하다. 건조의 조건은, 용제 성분의 종류, 사용하는 건조기의 성능 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 건조 시간은, 용제 성분의 종류, 사용하는 건조기의 성능 등에 따라, 통상적으로는 40 ∼ 200 ℃ 의 온도에서 15 초 ∼ 5 분간의 범위에서 선택되고, 바람직하게는 50 ∼ 130 ℃ 의 온도에서 30 초 ∼ 3 분간의 범위에서 선택된다.

도막의 경화는, 수지 조성물의 도막 상에 자외선 또는 가시광선의 광원을 조사하여 실시해도 된다. 사용되는 광원은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 크세논 램프, 할로겐 램프, 텅스텐 램프, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 중압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크, 형광 램프 등의 램프 광원이나, 아르곤 이온 레이저, YAG 레이저, 엑시머 레이져, 질소 레이저, 헬륨카드뮴 레이저, 반도체 레이저 등의 레이저 광원 등을 들 수 있다. 특정 파장의 광을 조사하여 사용하는 경우에는, 광학 필터를 이용할 수도 있다.

상기 도막을 노광 후, 열 경화 처리를 실시해도 된다. 이 때의 열 경화 처리 조건은, 온도는 100 ∼ 280 ℃ 의 범위, 바람직하게는 150 ∼ 250 ℃ 의 범위에서 선택되고, 시간은 5 ∼ 60 분간의 범위에서 선택된다. 얻어지는 수지 조성물층의 막 두께는, 통상적으로 20 ㎚ 이상, 바람직하게는 50 ㎚ 이상, 한편, 통상적으로 2000 ㎚ 이하, 바람직하게는 1000 ㎚ 이하이다.

((4) 공정 : 불필요 부분인 수지 조성물층 및 이방성 색소막의 제거 방법)

본 발명은, (4) 공정으로서, 상기 서술한 수지 조성물층을 형성한 후에 있어서, 패턴 및 패턴 윤곽 부분 이외의 편광 소자로서 불필요한 부분을 제거하는 공정을 갖는다. 불필요 부분의 제거는, 그 후의 제조 프로세스에 따라 일부의 제거여도 되고, 또, 제거 방법은 복수 조합해도 된다.

이방성 색소막은 수지 조성물층에 덮인 상태로, 불필요 부분을 제거할 때에도 이방성 색소막의 사이드 에칭이나 박리가 발생하지 않아, 편광 소자의 성능 및 신뢰성을 유지할 수 있다.

제거하는 방법으로는, 구체적으로, 포토리소그래피법, 드라이 에칭법, 샌드 블라스트법 및 드라이아이스 세정법 등을 들 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피법을 이용하는 경우, 수지 조성물로서 감광성 수지를 사용하고, 패턴 및 패턴 윤곽 부분 이외를 마스크하여 노광·현상을 실시함으로써 불필요 부분을 제거할 수 있다. 포토리소그래피법을 이용하는 경우에는, 제거 부분의 잔류물이 매우 적어지기 때문에, 예를 들어 셀을 시일할 때의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

노광 공정에 사용하는 광은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 수은 램프, 메탈할라이드 램프 등의 자외선, 전자선 등을 들 수 있다.

현상에 의해 미노광 부분의 제거를 실시할 때의 알칼리 현상액으로서, 탄산나트륨, 수산화나트륨 등의 나트륨계 수용액 ; 디메틸벤질아민, 트리에탄올아민 등의 유기 알칼리 등을 사용할 수 있다. 또, 현상액에는, 소포제 및 계면 활성제 등을 첨가할 수도 있다.

현상 처리 방법으로는 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 딥 (침지) 현상법 및 패들 (액 마운팅) 현상법 등을 적용할 수 있다.

드라이 에칭법을 이용하는 경우, 수지 조성물로서 감광성은 필요하지 않고, 패턴 및 패턴 윤곽 부분을 마스크하여 드라이 에칭을 실시함으로써 불필요 부분을 제거할 수 있다. 패턴 및 패턴 윤곽 부분을 마스크하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 드라이 필름 레지스트를 첩부한 후나 포토레지스트를 도포한 후에, 마스크로서 사용하는 부분만을 노광 현상시킴으로써 마스크를 얻는 방법, 미리 소정의 마스크 형상으로 컷한 필름이나 포일을 첩부하는 방법, 전체면에 필름을 첩부한 후에 여분의 지점을 컷하여 마스크 형상을 얻는 방법, 및 플렉소판이나 스크린판 등의 인쇄 방식에 의해 마스크 재료의 페이스트를 패턴 인쇄하는 방법 등을 이용할 수 있다.

드라이 에칭 후, 형성한 마스크는 그대로여도 되고, 제거해도 된다. 제거하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 화학적 용제 등을 사용하여 박리시켜도 되고, 기계적으로 박리시켜도 된다. 또, 드라이 에칭에 의한 불필요 부분의 제거와 동시에 제거시킬 수도 있다.

드라이아이스 세정법을 이용하는 경우, 수지 조성물로서 감광성은 필요하지 않고, 패턴 및 패턴 윤곽 부분을 마스크하여 세정을 실시함으로써 불필요 부분을 제거할 수 있다. 드라이아이스 세정 방식을 이용하는 경우에는, 샌드 블라스트법과 같이 투사재가 남지 않기 때문에 후처리가 용이하다.

이 중에서도 포토리소그래피법은 패터닝 정밀도가 양호하기 때문에 바람직하고, 또 드라이아이스 세정법은 스루풋이 높기 때문에 바람직하다.

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 있어서 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식할 수 있을 정도의 크기로 하기 위해서, 각각의 축척을 달리 나타내고 있는 경우가 있다.

＜실시형태 1＞

도 1 에, 본 발명의 (1) 공정에 있어서, 이방성 색소막을 형성한 모식도를 나타낸다. 기판 (1) 상에, 연속 도포로 이방성 색소막 (2) (사선 부분) 을 형성한다. 구체적으로는, 상기 서술한 바와 같은 색소 및 용매를 함유하는 이방성 색소막 형성용 조성물을 다이 코트 등으로 도포한다. 이 도포에 의한 응력 인가에 의해, 이방성 색소막에 배향성이 부여된다.

이방성 색소막 형성용 조성물의 도포성을 향상시키기 위해서, 도포면을 친수화 처리해도 된다. 또, 배향성을 향상시키는 등의 이유에서, 이방성 색소막을 형성하기 전에 기판 상에 배향막 등을 형성해도 된다.

도 2(a) 에 본 발명의 (2) 공정에 있어서, 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거한 모식도를 나타낸다. 기판 (1) 상에 형성한 이방성 색소막 (2) 으로부터 패턴 윤곽 부분 (3) 만을 제거한다. 구체적으로는, 건조시킨 이방성 색소막을, 와이핑 테이프의 닦아내기 부재에 용제를 스며들게 해 두고, 이방성 색소막을 용해시키면서 흡수함으로써 제거한다.

도 2(b) 에 도 2(a) 에서 나타낸 기판의 측면도를 나타낸다. 제거한 패턴 윤곽 부분은 오목하게 되어 있다.

도 3 은, 본 발명의 (3) 공정에 있어서, 패턴 윤곽 부분을 제거한 후, 이방성 색소막이 형성된 기판 상에 연속으로 수지 조성물의 도포를 실시한 경우의 측면도이다. 구체적으로는, 상기 서술한 수지 조성물로서 감광성 수지를, 슬롯 다이법을 이용하여 도포를 실시한다.

이방성 색소막 (2) 및 제거한 패턴 윤곽 부분 (3) 에 수지 조성물층 (4) 이 형성되어 있고, 오목하게 되어 있던 제거된 패턴 윤곽 부분에 수지 조성물층이 형성되고, 이방성 색소막은 기판에 접하고 있는 면 이외는 수지 조성물층으로 덮인 상태이다.

도 4 는, 본 발명의 (4) 공정에 있어서, 포토리소그래피법을 이용하여 이방성 색소막 형성용 조성물 및 패턴 윤곽 부분 이외를 제거하는 경우의 노광 상태를 측면으로부터 나타내는 모식도이다. 수지 조성물층 (4) 을 형성 후, 이방성 색소막이 기판에 접하고 있는 면 이외는 수지 조성물층으로 덮인 상태가 되도록, 이방성 색소막 및 패턴 윤곽 부분에 형성된 수지 조성물층만을 노광한다. 불필요 부분은, 마스크 (5) 에 의해 노광되지 않도록 하여, 이 이후의 현상에서 이 불필요 부분을 간단하고 쉽게 제거할 수 있다.

도 5 는, 노광 현상 후의 편광 소자의 측면을 나타내는 모식도이다. 이방성 색소막이 수지 조성물층에 덮인 편광 소자가 패턴 형성되어 있다. 이 후 각 용도에 따라, 편광 소자 상에 다른 층을 형성할 수 있다.

＜실시형태 2＞

실시형태 1 과 마찬가지로, 본 발명의 (1) 공정의 이방성 색소막을 형성하고, 본 발명의 (2) 공정의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거한다.

도 6 은, 본 발명의 (3) 공정에서 패턴 윤곽 부분을 제거한 후, 편광 소자로서 사용하는 이방성 색소막 부분 및 패턴 윤곽 부분의 일부에 수지 조성물의 도포를 실시한 경우의 측면도이다. 구체적으로는, 상기 서술한 수지 조성물을 오프셋 인쇄로 패턴 도포를 실시한다.

이방성 색소막 (2) 및 제거한 패턴 윤곽 부분 (3) 의 일부에 수지 조성물층 (4) 이 형성되어 있고, 이방성 색소막은 기판에 접하고 있는 면 이외는 수지 조성물층으로 덮인 상태이다.

본 발명의 (4) 공정에 있어서, 도 6 의 수지 조성물로 덮여 있지 않은 이방성 색소막을 제거한다. 구체적으로는, 드라이 에칭법, 샌드 블라스트법, 드라이아이스 세정법, 케미컬 에칭법, UV 애싱법 등을 이용하여 제거하여, 도 5 의 편광 소자의 측면을 나타내는 모식도와 같이 편광 소자를 얻는다. 이 이후 각 용도에 따라 편광 소자 상에 다른 층을 형성할 수 있다. 또, 제거하는 타이밍도 특별히 한정되지 않고, 제거하는 방법에 맞추어 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 수지 조성물을 도포 후, 수지 조성물이 건조되기 전이어도 되고, 건조된 후여도 된다.

＜실시형태 3＞

실시형태 1 에서 포토리소그래피법에 의해 불필요 부분을 제거한 후에, 추가로 드라이 에칭법, 샌드 블라스트법, 드라이아이스 세정법, 케미컬 에칭법, UV 애싱법 등을 이용하여 현상 잔류물을 없앨 수 있다. 이 경우에는 포토리소그래피법으로 패터닝된 수지 조성물 자체가 마스크로서 작용하기 때문에, 이방성 색소막을 보호하면서 잔류물을 더욱 저감시킬 수 있다.

＜실시형태 4＞

실시형태 1 과 마찬가지로, 본 발명의 (1) 공정의 이방성 색소막을 형성하고, 본 발명의 (2) 공정의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거한다. 계속해서 본 발명의 (3) 공정에 있어서, 수지 조성물의 도포를, 슬롯 다이법 등을 이용하여 이방성 색소막 전부를 덮도록 실시한다. 그 후, 도포한 수지 조성물을 열 또는 UV 조사에 의해 경화시킨다.

도 7 은, 본 발명의 (4) 공정에 있어서, 드라이 필름 레지스트 (6) 를, 경화시킨 수지 조성물 상에 첩합하고, 이방성 색소막 패턴 및 패턴 윤곽 부분에만 포토레지스트층을 형성하는 경우의 노광 상태를 측면으로부터 나타내는 모식도이다. 이와 같은 상태에서 드라이 필름 레지스트를 노광시키고, 이어서 알칼리 현상함으로써, 이방성 색소막 패턴 및 패턴 윤곽 부분 상에 포토레지스트층을 형성할 수 있다.

이 포토레지스트층을 마스크로 하여, 샌드 블라스트법 등을 이용하여 패턴 및 패턴 윤곽 부분 이외의 수지 조성물층 및 이방성 색소막을 제거한 것이 도 8 에 나타내는 상태이다. 마지막으로 남은 드라이 필름 레지스트 (6) 를 박리 제거하여, 도 5 의 편광 소자의 측면을 나타내는 모식도와 같이 편광 소자를 얻는다.

＜실시형태 5＞

실시형태 1 과 마찬가지로, 본 발명의 (1) 공정의 이방성 색소막을 형성하고, 본 발명의 (2) 공정의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거한다. 그 후, 이방성 색소막의 불용화 처리를 실시한다. 계속해서 실시형태 4 와 마찬가지로 본 발명의 (3) 공정 및 (4) 공정을 실시하고, 마지막으로 남은 드라이 필름 레지스트를 박리 제거하여, 도 5 의 편광 소자의 측면을 나타내는 모식도와 같이 편광 소자를 얻는다.

＜실시형태 6＞

실시형태 5 와 마찬가지로 본 발명의 (1) 공정의 이방성 색소막을 형성하고, 본 발명의 (2) 공정의 패턴 윤곽 부분을 기판으로부터 제거한다. 그 후, 이방성 색소막을 불용화하는 처리를 실시하고, 추가로 동일하게 본 발명의 (3) 공정을 실시한다.

계속해서 포토레지스트 (용액) 를, 슬롯 다이법 등을 이용하여 수지 조성물층 상에 도포를 실시한다. 도 7 은, 포토리소그래피법을 이용하여 이방성 색소막의 패턴 및 패턴 윤곽 부분 상에 포토레지스트층을 형성하는 경우의 노광 상태를 측면으로부터 나타내는 모식도이다. 이와 같은 상태에서 포토레지스트를 노광시키고, 이어서 알칼리 현상함으로써, 이방성 색소막의 패턴 및 패턴 윤곽 부분 상에 포토레지스트층을 형성할 수 있다.

추가로 계속해서, 본 발명의 (4) 공정에 있어서, 얻어진 포토레지스트층을 마스크로 하고, 샌드 블라스트법 등을 이용하여 이방성 색소막의 패턴 및 패턴 윤곽 부분 이외의 수지 조성물층 및 이방성 색소막을 제거한다. 그 때에 포토레지스트층도 동시에 깎여 제거되어, 도 5 의 편광 소자의 측면을 나타내는 모식도와 같이 편광 소자를 얻는다.

실시예

[수지 조성물 1 의 합성]

표 1 에 나타내는 각 성분을 혼합하고, 고형분 농도가 15 중량％ 가 되도록 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트로 조정하여, 수지 조성물 1 을 제작하였다.

또한, 표 중의 각 성분은 이하에 기재된 바와 같다.

·광 중합성 모노머 a-1 : 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (신나카무라 화학 (주) 제조)

·수지 b-1 : 닛폰 화약 (주) 제조 ZAR1035 (에폭시(메트)아크릴레이트 수지에 해당. 비스페놀 A 형 에폭시 수지에 아크릴산을 부가하고, 추가로 숙신산 무수물을 부가한 수지. 분자량 13,000, 산가 약 100)

·광 중합 개시제 c-1 : BASF (주) 제조 IRGACURE907

·계면 활성제 : DIC (주) 제조 RS-72-K (중합성기를 갖는 불소계 계면 활성제)

[실시예 1]

물 79 중량부에, 하기 식 (I) 로 나타내는 색소의 리튬염 20 중량부와, 하기 식 (II) 로 나타내는 색소 1 중량부를 교반 용해시킴으로써, 이방성 색소막용 조성물 1 을 조제하였다.

[화학식 1]

유리제 기판 (10 × 10 ㎝, 두께 0.7 ㎜) 상에 배향막 (폴리이미드막 두께 약 60 ㎚) 을 형성하고, 단면 (端面) 에 수평인 방향으로 러빙 처리를 실시한 것을 기판으로서 준비하였다.

이 배향막 상에, 이방성 색소막용 조성물 1 을 다이 코터 (웨트 막 두께 2 ㎛, 헤드 속도 15 ㎜/s) 로 도포하고 자연 건조시킴으로써, 막 두께 약 0.4 ㎛ 의 이방성 색소막 1 을 형성하였다. 또한, 도포시의 환경 조건은 23 ℃, 50 RH％ 였다.

다음으로, 상기에서 형성한 이방성 색소막 1 에 있어서, 편광 소자로서 취출하는 1 변 4 ㎝ 의 정방형상의 도포 에어리어의 둘레변 (4 변) 을, 면봉을 사용하여 폭 약 5 ㎜ 에서 순수를 사용하여 닦아냈다. 닦아낸 후의 이방성 색소막 1 을 도 9(a) 에 나타낸다.

수지 조성물 1 을, 붓을 사용하여 이방성 색소막 1 (4 ㎝ 정방형 막 상) 및 상기 닦아냄부의 중앙 (약 2.5 ㎜) 까지 덮도록 일정하게 도포하였다. 도포 후의 기판을, 핫 플레이트 상에서 프리베이크 처리 (80 ℃, 90 초) 하였다. 다음으로, 자외선 노광기 (오크 제작소 제조 EXF-2829-E, 초고압 수은 램프) 를 사용하여 500 mJ/㎠ 의 강도로 광 경화시켰다. 또한, 포스트베이크 처리 (180 ℃, 30 분) 를 실시하고, 수지 조성물 1 을 완전하게 경화시켜 수지 조성물층 1 을 얻었다.

상기의 수지 조성물층 1 을 형성한 기판을, 탈염수로 5 분간 요동 수세하였다. 수지 조성물층 1 의 외주부의 이방성 색소막 1 이 용해 제거되어 패터닝할 수 있었다 (도 9(b)). 수지 조성물층 1 및 이방성 색소막 1 은 박리가 없었다. 또, 이방성 색소막 1 로부터의 색소의 용해도 관찰되지 않고, 양호한 편광 소자가 얻어졌다.

또한, 수지 조성물층 1 을 형성한 기판 상을, 아세톤을 함유시킨 천으로 닦아냈지만, 수지 조성물층 1 및 이방성 색소막 1 의 박리나 용해는 발생하지 않았다.

[비교예 1]

실시예 1 과 동일한 방법으로 이방성 색소막 2 를 형성하였다. 실시예 1 의 닦아내기는 실시하지 않고, 편광 소자로서 취출하는 1 변 4 ㎝ 의 정방형상의 이방성 색소막 2 상에만, 붓을 사용하여 수지 조성물 1 을 일정하게 도포하였다. 도포 후의 기판을, 핫 플레이트 상에서 프리베이크 처리 (80 ℃, 90 초) 하였다. 다음으로, 자외선 노광기 (오크 제작소 제조 EXF-2829-E, 초고압 수은 램프) 를 사용하여 500 mJ/㎠ 의 강도로 광 경화시켰다. 또한, 포스트베이크 처리 (180 ℃, 30 분) 를 실시하고, 수지 조성물 1 을 완전하게 경화시켜 수지 조성물층 2 를 얻었다.

상기의 수지 조성물층 2 를 형성한 기판을, 탈염수로 5 분간 요동 수세하였다. 수지 조성물층 2 의 외주부의 이방성 색소막 2 가 용해 제거되었지만, 동시에 수지 조성물층 2 의 단면이 도 10 에 나타내는 바와 같이 박리되었다. 또, 박리 부분 등으로부터 이방성 색소막 중의 색소가 용출되어 편광 소자 주변을 오염시켰다.

1 : 기판
2 : 이방성 색소막
3 : 패턴 윤곽 부분
4 : 수지 조성물층
5 : 마스크
6 : 드라이 필름 레지스트 또는 포토레지스트

Claims

기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자로서,
기판 상에 이방성 색소막, 수지 조성물층의 순으로 적층되고,
이방성 색소막의 상면 및 전체 측면이 수지 조성물층에 의해 덮이며,
또한, 기판 상에 이방성 색소막 및 수지 조성물층이 형성되어 있지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 편광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 조성물층이 광학 이방성을 갖지 않는 것인, 편광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수지 조성물층의 두께 500 ㎚ 일 때의 550 ㎚ 의 광선 투과율이 80 ％ 이상인, 편광 소자.
기판, 이방성 색소막 및 수지 조성물층을 포함하는 편광 소자의 제조 방법으로서,
이하의 (1) ∼ (4) 의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광 소자의 제조 방법.
(1) 기판면에 이방성 색소막을 형성하는 공정
(2) 상기 이방성 색소막의 패턴 윤곽 부분을 제거하여, 복수의 분리된 패턴의 이방성 색소막을 형성하는 공정
(3) 이방성 색소막 상에 수지 조성물층을 형성하는 공정
(4) 수지 조성물층을 형성 후, 패턴 및 패턴 윤곽 부분 이외의 불필요 부분을 제거하는 공정
제 4 항에 있어서,
상기 (3) 공정의 수지 조성물층을 형성하는 공정이, 상기 기판면 상에 수지 조성물을 연속 도포로 실시하는 것인, 편광 소자의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 수지 조성물이 감광성 수지 조성물인, 편광 소자의 제조 방법.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (4) 의 불필요 부분을 제거하는 공정이 포토리소그래피법으로 실시되는 것인, 편광 소자의 제조 방법.