特許 6996051 光学デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-20

(45)【発行日】2022-01-17

(54)【発明の名称】光学デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1337 20060101AFI20220107BHJP

   G02F 1/1341 20060101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1337 500

G02F1/1337 525

G02F1/1341

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020516451

(86)(22)【出願日】2018-09-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-11-26

(86)【国際出願番号】 KR2018011304

(87)【国際公開番号】W WO2019066428

(87)【国際公開日】2019-04-04

【審査請求日】2020-03-18

(31)【優先権主張番号】10-2017-0127825

(32)【優先日】2017-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ユ、ジュン スン

(72)【発明者】

【氏名】コ、ドン ホ

(72)【発明者】

【氏名】リー、ヒョ ジン

(72)【発明者】

【氏名】ムン、イン ジュ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ナム ギュ

(72)【発明者】

【氏名】リー、ヒュン ジュン

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１９１７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２９３０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００７２５７３（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３７０１３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３０３３９９１（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０６４６３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

Ｇ０２Ｆ １／１３４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材層と前記基材層上に形成されたスペーサーおよびラビング配向膜を含んでいる第１基板の前記ラビング配向膜をラビング処理する段階；
基材層と前記基材層上に形成されたラビング配向膜を含み、スペーサーが存在しない第２基板の前記ラビング配向膜をラビング処理する段階；
前記第１基板の前記ラビング配向膜上に液晶化合物を含む光変調物質をドッティングする段階；および
前記第２基板を前記光変調物質がドッティングされた前記ラビング配向膜と対向配置した状態で、圧力を加えて前記ドッティングされた前記光変調物質が前記ラビング配向膜の間の間隔を充填するようにする段階；を含む光学デバイスの製造方法であって、
前記第１基板の前記ラビング配向膜のラビング処理時の下記の数式１によって決定されるラビング強度ＲＳ１と、前記第２基板の前記ラビング配向膜のラビング処理時の下記の数式１によって決定されるラビング強度ＲＳ２と、が下記の数式２を満足し、前記ラビング強度ＲＳ１が２．５～１００の範囲内であり、前記ラビング強度（ＲＳ１およびＲＳ２）の平均が１２～２５０の範囲内となるようにする、製造方法：
［数式１］
ＲＳ１またはＲＳ２＝２×Ｎ×Ｍ×π×ｎ×ｒ／（ｖ－１）
［数式２］
ＲＳ１＜ＲＳ２
数式１および２において、ＲＳ１は第１基板の前記ラビング配向膜のラビング処理時のラビング強度、ＲＳ２は第２基板の前記ラビング配向膜のラビング処理時のラビング強度であり、Ｎはラビング回数、Ｍはラビング深さ（単位：ｍｍ）であり、ｒはラビングドラムの半径（単位：ｍｍ）、ｎはラビングドラムの回転速度（単位：ｒｐｍ）であり、ｖはラビングドラムに対する基板の相対的な移動速度（単位：ｍｍ／ｓｅｃ）である。

【請求項2】

前記第１基板および前記第２基板の基材層はプラスチックフィルムである、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記基材層上には電極層が存在し、前記ラビング配向膜が前記電極層上に形成されている、請求項１または２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記ラビング配向膜は垂直配向膜または水平配向膜である、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項5】

前記ラビング配向膜はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）化合物、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））化合物、ポリアミック酸（ｐｏｌｙ（ａｍｉｃ ａｃｉｄ））化合物、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ）化合物、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）化合物およびポリオキシエチレン（ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）化合物からなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項6】

それぞれの前記ラビング配向膜が互いに向き合うように前記第１基板および前記第２基板を対向配置した状態で、前記ラビング配向膜の間に光変調層を形成する段階をさらに遂行する、請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項7】

前記光変調物質は、二色性染料をさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項8】

対向配置された前記第１基板および前記第２基板の間隔が４μｍ以上となるようにする、請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は２０１７年９月２９日付出願された大韓民国特許出願第１０－２０１７－０１２７８２５号に基づいた優先権の利益を主張し、該当大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本出願は光学デバイスの製造方法および光学デバイスに関するものである。

【背景技術】

【0003】

基板の間に光変調層を配置させて光の透過率または色相などを調節できる光学デバイスは公知とされてある。例えば、特許文献１には液晶ホスト（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｈｏｓｔ）と二色性染料ゲスト（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｄｙｅ ｇｕｅｓｔ）の混合物を適用した、いわゆるＧＨセル（Ｇｕｅｓｔ ｈｏｓｔ ｃｅｌｌ）が知られている。

【0004】

光学デバイスを製造する方法は多様に知られている。その一つの方法として、表面に配向膜が形成された基板上に光変調物質をドッティング（ｄｏｔｔｉｎｇ）し、対向基板を前記ドッティングされた光変調物質上に圧着して光変調物質が基板の間の間隔で広がりながら前記間隔を充填するようにする方法（ＶＡＬＣ（ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｅｍｂｌｙ ＬＣ）またはＯＤＦ（Ｏｎｅ ｄｒｏｐ ｆｉｌｌｉｎｇ）とも呼称される）（以下、ドッティング工程と呼称することもある。）がある。

【0005】

図１は、前記のようなドッティング工程が進行される過程を例示的に示す図面である。図１でのように前記ドッティング工程は、基板２０１Ａ上の適正部位に光変調物質３０１をドッティングされた後に、他の基板２０１Ｂをローラ等で圧力を加えて合着してドッティングされた光変調物質が均一に基板の間に広がるように遂行され得る。ただし、図１に示した工程はドッティング工程の例示であり、実際のドッティング工程は図１に示された方式に基づいて多様に変更され得る。

【0006】

このような方法は、他の方式に比べて正確に必要量の液晶のみを使用できるため液晶の消耗量を減らすことができ、大面積化などの場合にもＴＡＴ（Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）を減らして生産性を大幅に向上させることができる。しかし、前記方法は、前記圧着時に光変調物質がドッティングされた領域と広がる領域で配向不良によるドッティング斑が時々発生する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本出願は光学デバイスの製造方法および光学デバイスに関するものである。本出願では、ドッティング斑がなく優秀な性能のデバイスを製造する方法とそのような方式で製造された光学デバイスを提供することを一つの目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本出願は光学デバイスの製造方法に関するものであって、一例示でドッティング工程を適用して光学デバイスを製造する方法に関するものである。

【0009】

用語光学デバイスの範疇には、互いに異なる二つ以上の光学状態、例えば、高透過率および低透過率状態、高透過率、中間透過率および低透過率状態、互いに異なる色相が具現される状態などの間をスイッチングできるように形成されたすべての種類のデバイスが含まれ得る。

【0010】

前記製造方法は、基材層上に形成されている配向膜を特定の条件でラビングする工程を含むことができる。

【0011】

すなわち、一般的に光学デバイスは、表面に配向膜が形成されている２個の基板の前記配向膜を対向配置させ、その対向配置された配向膜の間に光変調層を形成して製造されるが、前記２個の基板のうちいずれか一つの基板にはセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を維持させるためのスペーサーが形成されている。

【0012】

本発明者などは、前記のような２個の基板に対して配向性を付与するためのラビング処理を遂行する時に、ラビング強度を異ならせることによってドッティング斑がない光学デバイスを製造できるという点を確認した。

【0013】

一般的に配向膜のラビング処理は、ラビングドラムを使って図２に示したような形式で遂行され、このときラビング強度は次の数式１で決定される。

【0014】

［数式１］
ＲＳ＝２×Ｎ×Ｍ×π×ｎ×ｒ／（ｖ－１）

【0015】

数式１でＲＳはラビング強度（ｒｕｂｂｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）、Ｎはラビング回数、Ｍはラビング深さ（単位：ｍｍ）、ｒはラビングドラムの半径（単位：ｍｍ）、ｎはラビングドラムの回転速度（単位：ｒｐｍ）、ｖはラビングドラムに対する基板の相対的な移動速度（単位：ｍｍ）である。

【0016】

また、本明細書で符号πは特に別途に規定しない限り円周率である。

【0017】

前記でラビング回数Ｎは、ラビングドラムが基板を何回通り過ぎたかを表す。

【0018】

前記でラビング回数はラビングドラムが基板の表面を何回移動したかを表す数であり、通常１～１０、１～９、１～８、１～７、１～６、１～５、１～４、１～３または１～２程度の範囲である。

【0019】

前記数式１において、ラビング深さＭ（単位：ｍｍ）は通常０ｍｍ～２ｍｍ程度であり得る。前記ラビング深さは、一例示において、約０．００５ｍｍ以上程度であり得、１ｍｍ以下程度でもよい。

【0020】

前記数式１において、ラビングドラムの半径ｒの範囲も通常の範囲であり得、例えば、約５０ｍｍ～３００ｍｍ、約５０ｍｍ～２５０ｍｍ、約５０ｍｍ～２００ｍｍ、約５０ｍｍ～１５０ｍｍまたは約５０ｍｍ～１００ｍｍ程度の範囲であり得る。

【0021】

前記数式１において、ラビングドラムの回転速度ｎは通常５００～２０００ｒｐｍの範囲内であり、ラビングドラムに対する基板の相対的な移動速度ｖは、通常５００～２０００ｍｍ／ｓｅｃ程度の範囲であり得る。

【0022】

本出願では前記のような通常の範囲内で前述したラビング強度が確保され得るように工程が進行され得る。

【0023】

すなわち、図２のように、一般的にラビング工程はラビングドラムＡを回転させ、配向膜が形成された基板Ｂを前記回転するラビングドラムと接触するように移動させながら遂行され、このようなラビング工程でそのラビング強度を前記数式１で決定する方式は公知である。図２には前記ラビングドラムＡの半径とラビング深さＭが表示されている。

【0024】

本発明者などは、配向膜とスペーサーが形成された基材層である基板（以下、第１基板）と、配向膜が形成されているがスペーサーは形成されていない基材層である基板（第２基板）の前記配向膜をそれぞれラビング処理するにおいて、前記数式１で決定されるラビング強度を制御することによってドッティング斑がない光学デバイスを製造できるという点を確認した。

【0025】

すなわち、前記光学デバイスの製造方法は、基材層と前記基材層上に形成されたスペーサーおよびラビング配向膜を含んでいる第１基板の前記配向膜をラビング処理する段階；基材層と前記基材層上に形成されたラビング配向膜を含み、スペーサーが存在しない第２基板の前記配向膜をラビング処理する段階；および前記第１および第２基板の前記配向膜の間に光変調層を形成する段階を含み、このとき、前記第１基板の配向膜のラビング処理時の前記数式１によって決定されるラビング強度ＲＳ１と前記第２基板の配向膜のラビング処理時の前記数式１によって決定されるラビング強度ＲＳ２が下記の数式２を満足する。

【0026】

［数式２］
ＲＳ１＜ＲＳ２

【0027】

本出願の製造方法では各ラビング強度ＲＳ１、ＲＳ２が前記条件を満足する限り、その具体的な範囲は特に制限されず、適正な配向能が確保され得るように制御され得る。

【0028】

一例示において、前記第１基板の配向膜のラビング処理時のラビング強度ＲＳ１は約２．５～１００の範囲であり得る。このような範囲内で適切な配向能を確保し、ドッティング斑を防止することができる。前記ラビング強度ＲＳ１は、他の例示において約３以上であり得る。前記ラビング強度ＲＳ１は、他の例示において約９５以下、９０以下、８５以下、８０以下、７５以下、７０以下、６５以下、６０以下、５５以下、５０以下、４５以下、４０以下、３５以下、３０以下、２５以下、２０以下、１５以下、１０以下または５以下程度の範囲でもよい。

【0029】

また、前記第１基板の配向膜のラビング処理時のラビング強度ＲＳ１と前記第２基板の配向膜のラビング処理時のラビング強度ＲＳ２の平均（算術平均）は、約１２～２５０以下の範囲であり得る。このような範囲内で適切な配向能を確保し、ドッティング斑を防止することができる。前記平均は、他の例示において約２４０以下、２３０以下、２２０以下、２１０以下、２００以下、１９０以下、１８０以下、１７０以下、１６０以下、１５０以下、１４０以下、１３０以下、１２０以下、１１０以下、１００以下、９０以下、８０以下、７０以下、６０以下、５０以下、４０以下、３０以下、２０以下または１５以下の範囲内でもよい。

【0030】

前記製造方法で適用される基板の種類は特に制限されず、一般的に公知とされている基材層上に公知の方式で配向膜を形成した基板を適用することができる。

【0031】

前記で基材層としては、特に制限がなく、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のような公知の光学デバイスの構成で基板として使われる任意の基材層が適用され得る。例えば、基材層は無機基材層であるか有機基材層であり得る。無機基材層としてはガラス（ｇｌａｓｓ）基材層などが例示され得、有機基材層としては、多様なプラスチックフィルムなどが例示され得る。プラスチックフィルムとしては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等のアクリルフィルム；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）等のポリオレフィンフィルム；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）フィルム；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）フィルム；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）フィルム；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）フィルム；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）フィルム、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）フィルム；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルム；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）フィルムまたはＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）フィルムなどが例示され得るが、これに制限されるものではない。

【0032】

本出願の製造方法は、特に前記基材層として有機基材層、例えば、プラスチックフィルムが使われる場合に有用であり得る。ドッティング斑などが発生する場合に前記斑が発生したデバイスなどを高温で処理することによって前記斑を除去する方法、例えば、光変調物質の例である液晶化合物のＴｎｉ以上の温度で処理することによって前記斑を除去する方法が知られている。ところが、基板として有機基材層が適用される場合には、有機基材層の耐熱性が劣っているため、高温の熱処理工程を遂行することが困難である。しかし、本明細書で記述する方法によると、前記のような高温処理をすることなくドッティング斑が発生しないようにすることができるため、有機基材層が適用される場合にも優秀な物性の配向膜を形成することができる。

【0033】

本出願で前記基材層の厚さも特に制限されず、用途に応じて適正範囲が選択され得る。

【0034】

本出願の製造方法に適用される基板の配向膜は前記基材層上に直接形成されてもよく、前記基材層上に他の層または構成が存在する状態でその他の層または構成上に形成されてもよい。

【0035】

前記で他の層または構成の例は特に制限されず、光学デバイスの駆動および構成に必要な公知の層または構成がすべて含まれる。このような層または構成の例としては、電極層やスペーサーなどがある。

【0036】

前述した通り、前記第１基板は前記スペーサーが存在する基板であり、第２基板は前記スペーサーが存在しない基板である。

【0037】

配向膜は、液晶化合物の整列状態を調節するために前記基材層上に形成される。本出願で適用する配向膜の種類は特に制限されず、公知の配向膜を使うことができる。例えば、適切なコーティング性、溶媒に対する溶解度、耐熱性、耐化学性およびラビングのような配向処理に対する耐久性などを満足し、必要に応じて適切なチルティング（ｔｉｌｔｉｎｇ）特性などを示し、不純度（ｉｍｐｕｒｉｔｙ）管理による適切な電圧保持率（ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ；ＶＨＲ）と高明暗比などの物性を満足する公知の配向膜をすべて適用することができる。配向膜としては、例えば、垂直または水平配向膜であり得る。垂直または水平配向膜としては、隣接する液晶層の液晶化合物に対して垂直または水平配向能を有する配向膜であれば、特に制限なく選択して使うことができる。

【0038】

配向膜は、配向膜形成物質を含む配向膜形成材として、例えば、配向膜形成物質を適切な溶媒に分散、希釈および／または溶解させて製造した配向膜形成材、すなわち配向膜形成物質と溶媒を含む配向膜形成材を適用して公知の方式で形成することができる。

【0039】

配向膜形成物質の種類は、適切なラビング処理によって液晶に対する垂直または水平配向能のような配向能を示すことができるものとして公知とされているすべての種類の物質を使うことができる。このような物質としては、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）化合物、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））化合物、ポリアミック酸（ｐｏｌｙ（ａｍｉｃ ａｃｉｄ））化合物、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ）化合物、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）化合物およびポリオキシエチレン（ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）化合物などのように、ラビング配向によって配向能を示すものとして公知とされている物質などが例示され得る。

【0040】

配向膜形成材は、前記のような配向膜形成物質を前記溶媒に希釈、分散および／または溶解させて製造することができる。この時、適用され得る溶媒は基本的に特に制限されはしない。例えば、溶媒としては、シクロヘキサン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）等の炭素数３～１２または炭素数３～８のシクロアルカン、ＤＭＳＯ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、ＴＨＦ（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、ＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、ＮＭＰ（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌ－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、クロロホルム（ＣＨＣｌ_３）、シクロヘキサノン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎ）またはシクロペンタノンなどの炭素数１～１２または炭素数３～８のケトン、２－ブトキシエタノールまたはブタノールなどの炭素数１～１２または炭素数１～８のアルコールまたはエチレングリコールやブチレングリコールなどの炭素数１～１２または炭素数１～８のグリコールのうち選択されたいずれか一つまたは前記の中から選択された２種以上の混合溶媒を適用することができる。

【0041】

前記配向膜形成材内で前記配向膜形成物質の濃度も特に制限されず、使われた前記物質や溶媒の種類によって適正に制御され得る。

【0042】

本出願では前記のような配向膜形成材を使って配向膜を形成し、この場合，その形成方法は特に制限されない。例えば、配向膜形成工程は、基材層上に配向膜形成材の層を形成し、前記形成された層に配向処理などの公知の処理を遂行する工程を含むことができる。また、前記配向膜形成材の層を塗布などによって形成し、焼成までの時間が基板ごとに一定でない場合や、塗布後直ちに焼成されない場合には乾燥工程などのような前処理工程が遂行されてもよい。例えば、前記乾燥および／または熱処理などの工程は、適切な乾燥機、オーブンまたはホットプレートなどを使って遂行できる。

【0043】

前記のような工程によって形成される配向膜の厚さも特に制限されず、例えば、約５０ｎｍ以上でありながら約１，０００ｎｍ以下、９００ｎｍ以下、８００ｎｍ以下、７００ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下または２００ｎｍ以下程度の範囲内で厚さが調節され得る。

【0044】

本出願の製造方法では前記形成された配向膜（配向膜形成材の層）に配向処理を遂行する段階、すなわちラビング段階を遂行し、この場合にラビング強度が前記方式で調節され得る。前記ラビング処理は、前述した通り、ラビングドラムなどの公知の手段を使って遂行することができ、例えば、コットン、レーヨンまたはナイロン等からなるラビング布が適用されたラビングドラムが使われ得る。

【0045】

本出願の製造方法は、また、前記のように形成された第１および第２基板のうち、いずれか一つの配向膜上に液晶化合物を含む光変調物質をドッティングする段階と第１および第２基板のうち、他の一つの基板を前記光変調物質がドッティングされた配向膜と対向配置した状態で圧力を加えて前記ドッティングされた光変調物質が前記基板の配向膜の間の間隔を充填するようにする段階をさらに含むことができる。

【0046】

前記過程は例えば、一般的なドッティング工程の進行方式により遂行され得、その具体的な進行方式は特に制限されない。

【0047】

また、適用される液晶化合物などの材料も特に制限されず、必要に応じて公知の適正材料が選択される。

【0048】

前記過程で前記基材層と対向基板の間の間隔、すなわちいわゆるセルギャップも特に制限されない。ただし、一例示において、前記間隔は、約４μｍ以上となり得る。前記間隔は、他の例示において約５μｍ以上、約６μｍ以上、約７μｍ以上または約８μｍ以上となり得、その上限は約２０μｍ、約１８μｍ、約１６μｍ、約１４μｍ、約１２μｍまたは約１０μｍ程度であり得る。通常的にセルギャップが小さい場合、例えば、約４μｍ未満である場合には、ドッティング工程が適用される場合にもドッティング斑の問題がさほど浮き彫りにされてはしないが、セルギャップが大きくなる場合には前記問題点が浮き彫りにされる。ところが、必要に応じて光学デバイスに高いセルギャップが要求される場合があるが、本出願の方式を適用すると、高いセルギャップのデバイスの製造においてもドッティング斑を最小化するか抑制することができる。

【0049】

必要な場合に前記光変調物質は二色性染料（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｄｙｅ）をさらに含むことができる。例えば、前記二色性染料は二種類に区分することができるが、特定の方向に他の方向よりも多くの光を吸収する分子で分子の長軸方向の偏光を吸収する色素は正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）二色性染料またはｐ型染料、垂直な方向の光を吸収する色素は負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）二色性染料またはｎ型染料という。一般的に前記のような染料は最大の吸収を起こす波長を中心に狭い領域の吸収スペクトルを有することができる。また、ゲストホスト液晶ディスプレイ（Ｇｕｅｓｔ Ｈｏｓｔ ＬＣＤ）に使われる染料は、化学的・光学的安定性、色相と吸収スペクトルの幅、二色性比、色素の秩序度、ホスト（Ｈｏｓｔ）に対する溶解度、非イオン化程度、消衰（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）係数および純度と高い比抵抗のような特性で評価することができる。以下、特に言及しない限り二色性染料は正の染料であると仮定する。

【0050】

本明細書で用語「染料」とは、可視光領域、例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍ波長範囲内で少なくとも一部または全体範囲内の光を集中的に吸収および／または変形させることができる物質を意味し得、用語「二色性染料」は前記可視光領域の少なくとも一部または全体範囲で光の二色性吸収が可能な物質を意味し得る。

【0051】

二色性染料としては、例えば、液晶の整列状態により整列され得る特性を有するものとして知られている公知の染料を選択して使うことができる。二色性染料としては、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋ ｄｙｅ）を使うことができる。このような染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などで公知とされているが、これに制限されるものではない。

【0052】

二色性染料の二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｒａｔｉｏ）は本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、前記二色性染料は二色比が５以上～２０以下であり得る。本明細書で用語「二色比」とは、例えば、ｐ型染料である場合、染料の長軸方向に平行な偏光の吸収を前記長軸方向に垂直な方向に平行な偏光の吸収で除算した値を意味し得る。異方性染料は可視光領域の波長範囲内、例えば、約３８０ｎｍ～７００ｎｍまたは約４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部の波長またはいずれか一つの波長で前記二色比を有することができる。

【0053】

本出願はまた、光学デバイス、例えば、前記製造方法によって製造された光学デバイスに関するものである。このような光学デバイスは前記第１基板；前記第１基板と対向配置されている前記第２基板；および前記第１および第２基板の間に存在する光変調物質を含むことができる。

【0054】

前記光変調物質は、液晶化合物および二色性染料を含むことができる。前記光変調物質が液晶化合物および二色性染料をすべて含む場合、前記光変調物質はゲスト－ホスト型光変調物質として作用することができる。すなわち、前記ゲスト－ホスト型光変調物質は、液晶化合物の配列により二色性染料が共に配列されて染料の整列方向に平行な光は吸収し、垂直な光は透過させることによって非等方性光吸収効果を示すことができる。また、前記光変調物質の異方性染料の含量は本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、前記光変調物質の異方性染料の含量は０．１重量％以上～１０重量％以下であり得る。

【0055】

また、光学デバイスのセルギャップ、すなわち前記第１および第２基板間の間隔は特に制限されない。ただし、一例示において、前記間隔は、約４μｍ以上となり得る。前記間隔は、他の例示において約５μｍ以上、約６μｍ以上、約７μｍ以上または約８μｍ以上となり得、その上限は約２０μｍ、約１８μｍ、約１６μｍ、約１４μｍ、約１２μｍまたは約１０μｍ程度であり得る。

【発明の効果】

【0056】

本出願では、ドッティング工程によって光学デバイスを製作する場合に発生し得るドッティング斑を最小化するか、あるいはなくすことができる製造方法が提供される。このような本出願の方法は、特に大きなセルギャップを有するか、基板として高分子基板が適用されて高温熱処理が不可能な場合にも、前記ドッティング斑を改善して配向性が向上した配向膜を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】一つの例示的なドッティング工程の進行過程を示す図面。

【図2】ラビングドラムを使ったラビング工程を例示的に示す図面。

【図3】実施例１に対してドッティング斑の発生の有無を評価した結果。

【図4】比較例１に対してドッティング斑の発生の有無を評価した結果。

【図5】比較例２に対してドッティング斑の発生の有無を評価した結果。

【図6】比較例３に対してドッティング斑の発生の有無を評価した結果。

【図7】比較例４に対してドッティング斑の発生の有無を評価した結果。

【図8】比較例５に対してドッティング斑の発生の有無を評価した結果。

【発明を実施するための形態】

【0058】

以下、本出願に係る実施例および本出願に従わない比較例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲は下記に提示された実施例によって制限されるものではない。

【0059】

１．ドッティング斑の確認
ドッティング斑は次の方式で確認した。実施例または比較例で製造された光学デバイスに電圧を印加して光変調物質の液晶を水平配向させた後に線形偏光子を前記水平配向された液晶の光軸と垂直となるように位置させた後にドッティング斑の有無を確認した。

【0060】

実施例１．
第１基板として、一面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極層、公知のポリイミド垂直配向膜（Ｎｉｓｓａｎ社、ＳＥ－５６６１）および約１２μｍ程度のセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）が維持されるようにするボールスペーサーが存在するＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムを使用し、第２基板として、前記第１基板と同一構造を有するものの、スペーサーは存在しないＰＣフィルムを使用した。前記フィルムで配向膜は電極層上に形成されており、第１基板でスペーサーは前記配向膜内に固定化された状態であった。前記第１および第２基板の配向膜をそれぞれ図２に示した方式でラビングした。この時、第１基板に対するラビング強度ＲＳ１は約３程度であり、第２基板に対するラビング強度ＲＳ２は約２０．９程度に制御した。具体的には、ラビング強度ＲＳ１の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．００８ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。また、ラビング強度ＲＳ２の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．０５５ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【0061】

前記工程後に第１基板の端部には通常液晶セルの製造に適用される接着剤をコーティングし、適切な位置に光変調物質（ＨＣＣＨ社のＨＮＧ７３０２００（ｎｅ：１．５５１、ｎｏ：１．４７６、ε∥：９．６、ε⊥：９．６、ＴＮＩ：１００℃、△ｎ：０．０７５、△ε：－５．７）液晶と異方性染料（ＢＡＳＦ社、Ｘ１２）の混合物）をドッティング（ｄｏｔｔｉｎｇ）した後に前記第２基板を合着することによって、ドッティング（ｄｏｔｔｉｎｇ）された光変調物質が２個の基板の間に均一に広がるようにして光学デバイスを製造した。図３は、前記のような方式で形成された光学デバイスに対してドッティング斑の存在を観察した結果であり、図３のようにドッティング斑は観察されなかった。

【0062】

比較例１
第１基板の配向膜のラビング強度ＲＳ１が２０．９程度であり、第２基板の配向膜のラビング強度ＲＳ２が７．６となるようにしたことを除いては、実施例１と同様にして光学デバイスを製造した。具体的には、ラビング強度ＲＳ１の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．０５５ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。また、ラビング強度ＲＳ２の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．０２ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【0063】

図４は、前記のような方式で形成された光学デバイスに対してドッティング斑の存在を観察した結果であり、図４のように相当のドッティング斑が確認された。

【0064】

比較例２
第１基板の配向膜のラビング強度ＲＳ１が１．９程度であり、第２基板の配向膜のラビング強度ＲＳ２が７．６となるようにしたことを除いては、実施例１と同様にして光学デバイスを製造した。具体的には、ラビング強度ＲＳ１の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．００５ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。また、ラビング強度ＲＳ２の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．０２ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【0065】

図５は、前記のような方式で形成された光学デバイスに電圧を印加して水平配向させた状態で水平配向性を確認した結果であり、図５のように水平配向が不良であることが確認された。

【0066】

比較例３
第１基板の配向膜のラビング強度ＲＳ１が１．９程度であり、第２基板の配向膜のラビング強度ＲＳ２が５１９．９となるようにしたことを除いては、実施例１と同様にして光学デバイスを製造した。具体的には、ラビング強度ＲＳ１の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．００５ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。また、ラビング強度ＲＳ２の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約１．３７ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【0067】

図６は、前記のような方式で形成された光学デバイスに対してドッティング斑の存在を観察した結果であり、図６のように相当のドッティング斑が確認された。

【0068】

比較例４
第１基板の配向膜のラビング強度ＲＳ１が１．９程度であり、第２基板の配向膜のラビング強度ＲＳ２が６４．５となるようにしたことを除いては、実施例１と同様にして光学デバイスを製造した。具体的には、ラビング強度ＲＳ１の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．００５ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。また、ラビング強度ＲＳ２の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．１７ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【0069】

図７は、前記のような方式で形成された光学デバイスに電圧を印加して水平配向させた状態で水平配向性を確認した結果であり、図７のように水平配向が不良であることが確認された。

【0070】

比較例５
第１基板の配向膜のラビング強度ＲＳ１が１１０．１程度であり、第２基板の配向膜のラビング強度ＲＳ２が７．６となるようにしたことを除いては、実施例１と同様にして光学デバイスを製造した。具体的には、ラビング強度ＲＳ１の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．２９ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。また、ラビング強度ＲＳ２の場合、数式１のラビング回数Ｎは１であり、ラビング深さＭは約０．０２ｍｍ程度であり、前記ラビングドラムの半径ｒは約７０ｍｍであり、ラビングドラムの回転速度ｎは約１０００ｒｐｍであり、前記基板の移動速度ｖは約１１６０ｍｍ／ｓｅｃであった。

【0071】

図８は、前記のような方式で形成された光学デバイスに対してドッティング斑の存在を観察した結果であり、図８のように相当のドッティング斑が確認された。

【符号の説明】

【0072】

２０１Ａ、２０１Ｂ：基板
３０１：光変調物質

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】