(57)【要約】  本発明は、液晶（１１００）を含む光学物品の中間層を形成する薄膜（２）であって、第１主面（２１）と、第１主面に対向する第２主面（２２）と、によって境界が定められた本体（２０）を含み、前記第１及び第２主面の両方は、液晶を既定の配向方向に沿って配向する配向特性を示す第１ゾーン（２１１，２２１）と、主面から延びるスペーシング構造体（２３）を形成している第２ゾーン（２１２；２２２）と、を含み、スペーシング構造体が、配向特性を有する層と一体的に形成される、薄膜に関する。
2018509660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶（１１００）を含む光学物品の中間層を形成する薄膜（１；２；３；４；５）であって、
第１主面（１１；２１；３１；４１；５１）と、前記第１主面（１１；２１；３１；４１；５１）に対向する第２主面（１２；２２；４２；５２）と、によって境界が定められた本体（１０；２０；３０；４０；５０）を含み、
前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）の両方は、液晶（１１００）を既定の配向方向（Ｘ，Ｙ）に沿って配向する配向特性を示す第１ゾーン（１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１）と、前記第１ゾーン（１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１）から突出して延びるスペーシング構造体（１３；２３；３３；４３；５３）を形成している第２ゾーン（１１２，１２２；２１２，２２２；３１２；４１２，４２２；５１２，５２２）と、を含む、
薄膜（１；２；３；４；５）。
【請求項２】
前記第１主面（１１；２１；３１；４１；５１）の前記第１ゾーン（１１１；２１１；３１１；４１１；５１１）は液晶（１１００）を第１の既定の配向方向（Ｘ）に沿って配向し、前記第２主面（１２；２２；４２；５２）の前記第１ゾーン（１２１；２２１；４２１；５２１）は液晶（１１００）を、前記第１の既定の配向方向（Ｘ）とは異なる第２の既定の配向方向（Ｙ）に沿って配向する、請求項１に記載の薄膜（１；２；３；４；５）。
【請求項３】
前記主面（４１，４２；５１，５２）のうち少なくとも１つの前記第１ゾーン（４１１，４２１；５１１，５２１）は、前記対応する既定の配向方向（Ｘ，Ｙ）に沿って長尺状の形状を有するナノ構造体（４４；５４）を含む、請求項１及び２のいずれか一項に記載の薄膜（４；５）。
【請求項４】
前記ナノ構造体（４４；５４）は、前記対応する既定の配向方向（Ｘ，Ｙ）に沿って長手方向に延びる直線壁として形成されている、請求項３に記載の薄膜（４；５）。
【請求項５】
前記本体（４０；５０）の中心面（Ｐ４；Ｐ５）に垂直な方向における前記ナノ構造体（４４；５４）の高さ（ｈ４；ｈ５）は、５ナノメートル〜５００ナノメートル、好ましくは、１０ナノメートル〜２００ナノメートルの範囲である、請求項３及び４のいずれか一項に記載の薄膜（４；５）。
【請求項６】
前記ナノ構造体（４４；５４）は、１００ナノメートル〜２マイクロメートルの範囲の距離（ｄ４；ｄ５）互いに離間している、請求項３〜５のいずれか一項に記載の薄膜（４；５）。
【請求項７】
前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１）のうち少なくとも１つの前記第１ゾーン（１１１  １２１；２１１，２２１；３１１）の配向特性は、前記第１ゾーン（１１１  １２１；２１１，２２１；３１１）を前記対応する既定の配向方向（Ｘ，Ｙ）に沿って摩擦することによって得られる、請求項１及び２のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３）。
【請求項８】
前記第２ゾーン（１１２，１２２；２１２，２２２；３１２；４１２，４２２；５１２，５２２）の前記スペーシング構造体（１３；２３；３３；４３；５３）は直線壁又は柱として形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３；４；５）。
【請求項９】
前記本体（１０；２０；３０；４０；５０）の中心面（Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５）に垂直な方向における前記スペーシング構造体（１３；２３；３３；４３；５３）の高さ（Ｈ１；Ｈ２；Ｈ４；Ｈ５）は、１マイクロメートル〜１００マイクロメートル、好ましくは５マイクロメートル〜５０マイクロメートル、より好ましくは１０マイクロメートル〜３０マイクロメートルの範囲である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３；４；５）。
【請求項１０】
前記第１ゾーン（１１１  １２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１）によって占められる表面と、前記スペーシング構造体（１３；２３；３３；４３；５３）によって占められる表面との間の比率は、１〜２００、好ましくは５〜６０の範囲である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３；４；５）。
【請求項１１】
前記本体（１０；２０；３０；４０；５０）は高分子材料の単一片から作製されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３；４；５）。
【請求項１２】
ａ）本体（１０；２０；３０；４０；５０）に第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）を付与するステップと、
ｂ）第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）にスペーシング構造体（１３；２３；３３；４３；５３）を付与し、それにより、前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）の第２ゾーン（１１２，１２２；２１２，２２２；３１２；４１２，４２２；５１２，５２２）を画定する、ステップと、
ｃ）前記スペーシング構造体（１３；２３；３３；４３；５３）の間に位置する前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）の一部に、液晶（１１００）を配向する配向特性を付与し、それにより、前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）の第１ゾーン（１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１）を画定する、ステップと、
を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３；４；５）の製造方法。
【請求項１３】
それぞれが前記スペーシング構造体（１３；２３；３３）の刻印を有する２つのモールドの間で高分子材料を型押しすることによって、ステップａ）とステップｂ）とが同時に実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ステップｃ）は、前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１）を対応する既定の配向方向（Ｘ，Ｙ）に沿って摩擦することによって達成される、請求項１２及び１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ステップａ）、ステップｂ）及びステップｃ）は、それぞれが前記スペーシング構造体（４３；５３）の前記刻印及び前記スペーシング構造体（４３；５３）の前記刻印間に位置するナノ構造体（４４；５４）の刻印を有する２つの前記モールドの間で高分子材料を型押しすることによって同時に実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
−  請求項１〜１１のいずれか一項に記載の薄膜（１；２；３；４；５）と、
−  前記薄膜（１；２；３；４；５）をサンドイッチ状に挟む少なくとも２つの電極（１３００）と、
−  前記薄膜（１；２；３；４；５）の前記第１及び第２主面（１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２）のそれぞれの前記第１ゾーン（１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１）と、前記対応する電極（１３００）との間において境界が定められた空間を充填する液晶（１１００）と、
を含む、空間位相変調器（１０００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶を含む光学物品の分野、特に、液晶を含む偏光非依存性光学物品に関する。
【０００２】
より正確には、本発明は、液晶を含む光学物品の中間層を形成する薄膜に関する。
【０００３】
本発明は、また、このような薄膜の製造方法に関する。
【０００４】
本発明は、液晶の偏光非依存性デュアルセルを形成するために、このような薄膜を含む空間位相変調器における特に興味深い用途を見出すものである。
【背景技術】
【０００５】
空間位相変調器は、光学波面の位相を変調することができるデバイスとして当技術分野では既知である。偏光非依存性は、得られる変調が、法線入射において空間位相変調器に衝突する光の入力源の偏光に依存しない場合に達成される。
【０００６】
偏光非依存性空間位相変調器は液晶のデュアルセルによって得ることができる。これら偏光非依存性空間位相変調器は、一般に、中間層を形成する膜を含み、この膜の各側方において、配向された液晶の層が電極にサンドイッチ状に挟まれている。
【０００７】
Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓのｖｏｌｕｍｅ  ｎ°１３においてＬｉｎ  Ｙ−Ｈ、Ｒｅｎ  Ｈ、Ｗｕ  Ｙ−Ｈ、Ｚｈａｏ  Ｙ、Ｆａｎｇ  Ｊ、Ｇｅ  Ｚ及びＷｕＳ−Ｔにより書かれた論文「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｈａｓｅ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｔｈｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ−ｓｅｐａｒａｔｅｄ  ｄｏｕｂｌｅ−ｌａｙｅｒｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」では、このような液晶のデュアルセルについて記載している。このデュアルセルは、２つの高分子膜から作製された中間層を含む。これら２つの高分子膜は液晶を既定の配向方向に配向することができ、それら各々の既定の配向方向が互いに対して垂直であるように共に接着されている。
【０００８】
このデュアルセルでは、各電極にサンドイッチ状に挟まれる液晶層の厚さは、液晶の各層中に分散させたシリカ（又はポリマー）ビーズによって制御される。
【０００９】
しかしながら、この文書に記載されているデバイスは以下の欠点を呈する。
【００１０】
第１に、このデバイス全体、特に中間層の製造が複雑であり、多くの工程を必要とする。
【００１１】
したがって、いくつかのパラメータ、即ち、中間層を形成する膜の厚さ、前記既定の配向方向における液晶の配向、及び液晶の各層の厚さは正確に制御されない。その結果、デバイスの偏光非依存性は正確に制御されない。
【００１２】
特に、両高分子膜に正確に同じ厚さを与えることは困難である。しかし、両高分子膜が同じ厚さを有しない場合、中間層は複屈折性を示すため、偏光非依存性の損失につながる。
【００１３】
更に、２つの高分子膜を、それら各々の配向方向が互いに対して正確に垂直な状態で、且つ全体的な中間層の厚さが均一な状態で共に接着することは非常に困難である。
【００１４】
また、ビーズがスペーサとして使用される場合、各液晶層の均一な厚さを得ることは困難であると思われる。実際、液晶層内の各ビーズの位置を保証することはできない（加えてビーズは動くことができる）ため、ビーズのランダムな分布に至り、波状の層がもたらされる可能性がある。
【００１５】
ビーズ自体もまた、粒度分布を示す場合がある。
【００１６】
この現象は、液晶層が厚くなりがちな場合、及び中間層を形成する膜が薄くなりがちな場合に一層当てはまる。重ねて、偏光非依存性は液晶層の不均一な厚さによってリスクにさらされる。
【００１７】
第２の欠点は、膜が２つの高分子膜で作製されることからむしろ厚いということによるものである。これは、デュアルセルの２つの電極間に電圧を印加しなければならないときに一層問題となる。なぜなら、膜が厚くなるとこうした印加電圧を高くしなければならないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の目的の１つは、液晶を含む光学物品の中間層を形成する多機能薄膜を提供することである。本発明による薄膜は、同時に、一方の側においては液晶を１つの方向に配向することができ、他方の側においては液晶を別の方向に配向することができるとともに、光学物品に含まれる液晶層に正確な厚さを付与する。更に、本発明による薄膜はそれ自体が正確に制御された厚さを示し、複屈折性を示さない。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は、本発明によれば、第１主面と、第１主面に対向する第２主面と、によって境界が定められた本体を含み、前記第１及び第２主面の両方は、液晶を既定の配向方向に沿って配向する配向特性を示す第１ゾーンと、第１ゾーンから突出して延びるスペーシング構造体を形成している第２ゾーンと、を含む、液晶を含む光学物品の中間層を形成する薄膜を提供することによって達成される。
【００２０】
したがって、薄膜は、同時に、両側において液晶を配向する配向特性と、両側において光学物品における均一な液晶層を確実とするスペーシング特性とを示す。第２ゾーンのスペーシング構造体の位置及び大きさは既定されており且つ正確に制御され、液晶の各層の厚さの良好な制御を確実にする。
【００２１】
本発明による薄膜は使用が簡単であり、且つ空間位相変調器の製造をより容易にする。
【００２２】
本発明による薄膜の他の特徴は以下の通りである。
−  第１主面の第１ゾーンは第１の既定の配向方向に沿って液晶を配向し、第２主面の第１ゾーンは第１の既定の配向方向とは異なる第２の既定の配向方向に沿って液晶を配向する。
−  前記主面のうち少なくとも１つの第１ゾーンは、対応する既定の配向方向に沿って長尺状の形状を有するナノ構造体を含む。
−  前記ナノ構造体は、対応する既定の配向方向に沿って長手方向に延びる直線壁として形成されている。
−  本体の中心面（ｍｅｄｉａｎ  ｐｌａｎｅ）に垂直な方向におけるナノ構造体の高さは、５ナノメートル〜５００ナノメートル、好ましくは、１０ナノメートル〜２００ナノメートルの範囲である。
−  ナノ構造体は、１００ナノメートル〜２マイクロメートルの範囲の距離互いに離間している。
−  前記第１及び第２主面のうち少なくとも１つの第１ゾーンの配向特性は、前記第１ゾーンを対応する既定の配向方向に沿って摩擦することによって得られる。
−  第２ゾーンのスペーシング構造体は直線壁又は柱として形成されている。
−  本体の中心面に垂直な方向におけるスペーシング構造体の高さは、１マイクロメートル〜１００マイクロメートル、好ましくは５マイクロメートル〜５０マイクロメートル、より好ましくは１０マイクロメートル〜３０マイクロメートルの範囲である。
−  第１ゾーンによって占められる表面と、スペーシング構造体によって占められる表面との間の比率は、１〜２００、好ましくは５〜６０の範囲である。
−  本体は高分子材料の単一片から作製されている。
【００２３】
本発明の更なる目的は、本発明による薄膜の簡単な製造方法を提供することである。
【００２４】
上記の目的は、本発明によれば、以下のステップを含む、本発明による薄膜の製造方法を提供することによって達成される。
ａ）本体に第１及び第２主面を付与するステップ、
ｂ）第１及び第２主面にスペーシング構造体を付与し、それにより、前記第１及び第２主面の第２ゾーンを画定する、ステップ、
ｃ）前記スペーシング構造体の間に位置する第１及び第２主面の一部に、液晶を配向する配向特性を付与し、それにより、前記第１及び第２主面の第１ゾーンを画定する、ステップ。
【００２５】
本発明による薄膜の製造方法の他の特徴は以下の通りである。
−  ステップａ）とステップｂ）は、それぞれがスペーシング構造体の刻印を有する２つのモールドの間で高分子材料を型押しすることによって同時に達成される。
−  ステップｃ）は、前記第１及び第２主面を対応する既定の配向方向に沿って摩擦することによって達成される。
−  ステップａ）、ステップｂ）及びステップｃ）は、それぞれが前記スペーシング構造体の刻印及び前記スペーシング構造体の刻印間に位置するナノ構造体の刻印を有する２つの前記モールドの間で高分子材料を型押しすることによって同時に達成される。
【００２６】
本発明は、以下を含む空間位相変調器における特に興味深い用途を見出す。
−  本発明による薄膜、
−  前記薄膜をサンドイッチ状に挟む少なくとも２つの電極、及び
−  薄膜の第１及び第２主面のそれぞれの第１ゾーンと、対応する電極との間において境界が定められた空間を充填する液晶。
【００２７】
非限定的な例として解釈すべきである図面の組み合わせ（ｊｏｉｎｔ  ｄｒａｗｉｎｇｓ）に富む以下の説明は、本発明の理解及び本発明がいかに実現され得るかの理解を助けるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による空間位相変調器の側断面図である。
【図２】本発明による薄膜の第１実施形態の斜視図である。
【図３】図２に示される薄膜の上面図である。
【図４】本発明による薄膜の第２実施形態の上面図である。
【図５】本発明による薄膜の第３実施形態の上面図である。
【図６】本発明による薄膜の第４実施形態の斜視断面図である。
【図７】本発明による薄膜の第５実施形態の斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明による空間位相変調器は液晶のデュアルセルを形成する。本発明によるこの空間位相変調器は光学物品である。
【００３０】
本発明による空間位相変調器は、この空間位相変調器における中間層を形成する薄膜１；２；３；４；５と、この薄膜１；２；３；４；５の各側方において、電極にサンドイッチ状に挟まれた液晶と、を含む。
【００３１】
より正確には、液晶は、薄膜１；２；３；４；５と２つの層スタックとの間において境界が定められた空間を充填している。各層スタックは電極を含み、この薄膜１；２；３；４；５の１つの側方又は他方の側方に配置されている。
【００３２】
図１では、このような空間位相変調器１０００を示す。
【００３３】
この空間位相変調器１０００において、薄膜２の各側方の各層スタックは、前記薄膜２から開始して、配向層１４００と、電極１３００と、基板１２００と、を含む。
【００３４】
配向層１４００、電極１３００、及び基板１２００は、本発明の中心ではなく、これらは当技術分野において既知である。このため、これらについてはあまり詳細には記載しない。
【００３５】
実際には、各配向層１４００は、特定の配向方向に沿って液晶を配向することができる高分子材料膜から作製されている。ここでは、配向層１４００はポリイミドポリマーから作製されている。
【００３６】
あるいは、配向層１４００は、例えば、ポリカーボネート又は環式オレフィン重合体などの、液晶の配向を生じさせることができる任意の材料から作製され得る。
【００３７】
配向層１４００を形成する高分子材料は、高分子材料にその配向特性を付与するために処理される。この処理には、配向層を形成する高分子材料の膜を配向の方向に沿って延伸すること、又はこの膜を配向方向に沿って摩擦することを含んでもよい。
【００３８】
各電極１３００は、ここでは酸化インジウムスズである導体材料から作製されている。
【００３９】
当然、各層スタックの各電極１３００は必ずしも同一の導体材料から作製されない。
【００４０】
「電極」１３００は、単一の単純な電極又は電極のパッチワークを形成する多数の電極のいずれかであると考えられる。換言すると、空間位相変調器１０００は薄膜２の各側方に少なくとも１つの電極１３００を含む。
【００４１】
ここでは、各基板１２００は、デュアルセルの構造全体を支持及び保護することができるガラス基板１２００である。
【００４２】
図１に示されるように、薄膜２と液晶１１００とが両層スタック間に封入され、液晶のデュアルセルを形成するように、薄膜２の両側方の両層スタックは接着剤１５００で共に接着されている。
【００４３】
図２〜図７には、本発明による薄膜１；２；３；４；５の異なる実施形態を示す。
【００４４】
特に、図２及び図３には、薄膜１の第１実施形態を示す。図４には、薄膜２の第２実施形態を示す。図５には、薄膜３の第３実施形態を示す。図６には、薄膜４の第４実施形態を示す。図７には、薄膜５の第５実施形態を示す。
【００４５】
実施形態を問わず、本発明による薄膜１；２；３；４；５は無色の高分子材料から作製されることが好ましい。
【００４６】
好ましくは、本発明による薄膜１；２；３；４；５は熱可塑性ポリマーから作製されている。
【００４７】
好ましい手法では、本発明による薄膜１；２；３；４；５はポリイミドポリマーから作製されている。好ましくは、このポリイミドポリマーは、摂氏２５０度（℃）未満のガラス転移温度を有する。
【００４８】
より具体的には、薄膜１；２；３；４；５の異なる実施形態に使用されるポリイミドポリマーのガラス転移温度は、１００℃〜２２０℃を含む範囲内、好ましくは、約１５０℃又は１８０℃である。
【００４９】
空間位相変調器１０００の配向層１４００を得るために使用されるポリイミドポリマーは、薄膜１；２；３；４；５を製造するために使用されるポリイミドポリマーとは異なるタイプのものであってもよいことを理解すべきである。特に、空間位相変調器１０００の配向層１４００を得るために使用されるポリイミドポリマーは、上記の範囲外のガラス転移温度値を呈してもよい。
【００５０】
有利なことには、後により詳細に説明するように、ここで使用されるポリイミドポリマーは、マイクロメートル又は更にはナノメートルスケールの構造体を作製するための薄膜の型押しを可能にする比較的低いガラス転移温度を有する。
【００５１】
更に、ここで使用されるポリイミドポリマーの屈折率は約１．７４であり、その誘電率は約３．４である。
【００５２】
有利なことには、後により詳細に説明するように、本発明による薄膜１；２；３；４；５を製造するために使用されるポリイミドポリマーは比較的高い誘電率を有し、このことは、空間位相変調器１０００により低い電圧を印加できることを示唆する。
【００５３】
当業者であれば、ハイブリッド型ポリイミド（Ｇｗａｇ  ｅｔ  ａｌ，Ｊ．ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  １０２  ０６３５０１（２００７）に引用されているもの、即ち、ポリアミド酸、ポリエステルアミド酸（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒａｍｉｃ  ａｃｉｄ）及びエポキシ樹脂を、重量比５９／３３／８の範囲内のＮ−メチルピロリドン、エチレングリコールブチルエーテル及びブチロラクトンから作製された混合溶媒を用いて合成し、ベークすることにより得られるハイブリッド型ポリイミドなど）も使用することができる。しかしながら、当業者であれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃又は２２０℃未満の他のポリイミド系ポリマーを使用することは既知であろう。
【００５４】
別の手法として、本発明による薄膜は、例えば、ポリカーボネート又は環式オレフィン重合体などの、液晶の配向を生じさせることができる任意の熱可塑性ポリマー材料から作製され得る。例えば、薄膜は、ＺＥＯＮ（登録商標）Ｃｏｒｐ．により販売されている商品名ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）と称される型番ＺＦ１４−１００の環式オレフィン重合体から作製され得る。
【００５５】
薄膜１；２；３；４；５の実施形態を問わず、本発明による薄膜１；２；３；４；５は、第１主面１１；２１；３１；４１；５１と、第１主面１１；２１；３１；４１；５１に対向する第２主面１２；２２；４２；５２とによって境界が定められた本体１０；２０；３０；４０；５０を本質的に含む。
【００５６】
換言すると、第１主面１１；２１；３１；４１；５１と第２主面１２；２２；４２；５２とは互いに面している。
【００５７】
前記薄膜３の上面図のみを示しているため、本発明による薄膜３の第３実施形態の第２表面及び第２表面が含む要素は図では見えないことに気づくであろう。特に明示する特徴を除いて、薄膜１；２；４；５の他の実施形態の第２表面１２；２２；４２；５２について記載は、この第３実施形態にも当てはまる。
【００５８】
図１、図２、図６及び図７に、本体１０；２０；３０；４０；５０の中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５が示される。この中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５は、全体的に主に、前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２に平行であるとともに、本体１０；２０；４０；５０を同一のより薄い厚さを持つ２つの部分に分割する。この厚さは、この中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５に垂直な方向にとった距離である。
【００５９】
特に、前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の両方は、液晶１１００を既定の配向方向Ｘ，Ｙに沿って配向する配向特性を示す第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１と、第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１から突出して延びるスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３を形成している第２ゾーン１１２，１２２；２１２，２２２；３１２；４１２，４２２；５１２，５２２と、を含む。
【００６０】
図１〜図７に示されるように、第１主面１１；２１；３１；４１；５１の第１ゾーン１１１；２１１；３１１；４１１；５１１は、前記第１主面１１；２１；３１；４１；５１のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３の間にある。
【００６１】
このことは第２主面１２；２２；４２；５２の第１ゾーン１２１；２２１；４２１；５２１についても同じである。
【００６２】
有利には、本発明による薄膜１；２；３；４；５は、第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１によって占められる総表面と、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３によって占められる総表面との間の比率が、１〜２００、好ましくは５〜６０の範囲を示す。より具体的には、前記比率は、約１０、約２０又は約３０であり得る。
【００６３】
スペーシング構造体によって占められる表面は、対応する第１又は第２表面の第１ゾーンの中間面（ｍｅａｎ  ｐｌａｎｅ）において測定したスペーシング構造体の底部の表面である。第１ゾーンの前記中間面は本体の中心面に全体的に平行である。
【００６４】
換言すると、各第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２において、第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１によって占められる表面は、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３によって占められる表面の１〜２００倍超である。
【００６５】
したがって、有利なことには、本発明による薄膜１；２；３；４；５は、その第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１によって、薄膜１；２；３；４；５の近傍にある液晶１１００を同時に配向することができるとともに、空間位相変調器１０００における液晶１１００の層の高さを制御することができる。
【００６６】
有利なことには、本発明による薄膜１；２；３；４；５の第１主面１１；２１；３１；４１；５１の第１ゾーン１１１；２１１；３１１；４１１；５１１は、第１の既定の配向方向Ｘに沿って液晶を配向することができる一方で、本発明による薄膜１；２；３；４；５の第２主面１２；２２；４２；５２の第１ゾーン１２１；２２１；４２１；５２１は、液晶を第１の既定の配向方向Ｘとは異なる第２の既定の配向方向Ｙに沿って配向することができる。
【００６７】
好ましくは、図２に示されるように、前記第１及び第２の既定の配向方向Ｘ；Ｙは互いに垂直であり、各第１及び第２の既定の配向方向Ｘ；Ｙは、本体１０；２０；３０；４０；５０の前記中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５に平行な面に属する。
【００６８】
図３、図４及び図５は薄膜１；２；３の第１主面１１；２１；３１のみを示すことから、図３、図４及び図５では第２の既定の配向方向Ｙは見えない。
【００６９】
本発明による薄膜１；２；３；４；５の実施形態を問わず、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は、本体１０；２０；３０；４０；５０の中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５から離れる方に、この中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５に全体的に垂直な方向に延びる隆起として示され得る。
【００７０】
好ましくは、第１及び第２表面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は同一寸法を有する。したがって、本体１０；２０；３０；４０；５０の中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５は薄膜の中心面でもある。
【００７１】
スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は、また、対応する第１又は第２表面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１の中間面に垂直に延びる。
【００７２】
そのため、第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２は前記隆起に追従するため平坦でないことを理解すべきである。
【００７３】
したがって、図１、図２、図６及び図７に示されるように、第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２は、中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５の本体１０；２０；３０；４０；５０をサンドイッチ状に挟むため互いに対向し、第１主面１１；２１；３１；４１；５１のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は、第２主面１２；２２；４２；５２のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３のうちの１つの反対方向に延びる。
【００７４】
最後の光学物品、ここでは空間位相変調器１０００においては、各層スタックは、一方の側方における第１主面１１；２１；３１；４１；５１のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３の自由端上と、薄膜１；２；３；４；５の他方の側方における第２主面１２；２２；４２；５２のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３の自由端上に載置されている。
【００７５】
後に説明するように、スペーシング構造体はそれらが均一な高さを呈することを確実とするような手法で形成されている。スペーシング構造体の高さはそれらの、本体の中心面に垂直な方向に測定した、対応する第１又は第２主面の第１ゾーンの中間面と、スペーシング構造体の自由端との間の寸法として定義してもよい。
【００７６】
有利な手法においては、したがって、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は、空間位相変調器１０００における液晶１１００の層の厚さを正確に制御するように適合されている。
【００７７】
更に、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３によって、液晶１１００の前記層の高さの均一性に影響を及ぼすことなく液晶１１００の層の厚さを低減することができる。
【００７８】
本発明による薄膜１；２；３；４；５の実施形態を問わず、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は、直線壁１３；４３として形成されているか、柱２３；３３；５３として形成されているかのいずれかである。
【００７９】
図２、図３及び図６に示されるように、直線壁１３；４３として形成されたスペーシング構造体は、第１主面１１；４１の一端から他端まで第１主方向Ｄ１に沿って延び、第２主面１２；４２；の一端から他端まで第２主方向Ｄ２に沿って延びる。
【００８０】
第１主方向Ｄ１（この方向に沿って第１主面１１；４１のスペーシング構造体１３；４３が延びる）は互いに平行である。同様に、第２主方向Ｄ２（この方向に沿って第２主面１２；４２のスペーシング構造体１３；４３が延びる）は互いに平行である。
【００８１】
好ましくは、第１主面１１；４１のスペーシング構造体１３；４３の第１主方向Ｄ１は、第２主面１２；４２のスペーシング構造体１３；４３の第２主方向Ｄ２に垂直である。
【００８２】
したがって、直線壁として形成されたスペーシング構造体１３；４３は、第１及び第２主面１１；４１の第１ゾーン１１１，１２１；４１１，４２１のいくつかの部分の範囲を定める。
【００８３】
例えば、薄膜１の第１実施形態の上面図を示す図３には、直線壁として形成された３つのスペーシング構造体１３が第１主面１１の第１ゾーン１１１の４つの部分の範囲を定めることが示され得る。
【００８４】
同様に、図６に示されるように、２つのスペーシング構造体４３が第１主面４１の第１ゾーン４１１の２つの部分の範囲を定める。
【００８５】
有利な手法においては、直線１３；４３として形成された２つのスペーシング構造体の間の距離は、空間位相変調器１０００における液晶１１００の各将来の層が均一な高さを有するように正確に選択され得る。
【００８６】
図４、図５及び図７に示されるように、柱２３；３３；５３として形成されたスペーシング構造体は、第１主面２１；３１；５１又は第２主面２２；５２において局所的に延びる。
【００８７】
換言すると、柱２３；３３；５３として形成されたこのようなスペーシング構造体によって、第１主面２１；３１；５１又は第２主面２２；５２は、連続的な第１ゾーン２１１；３１１；５１１又は２２１；５２１を含む。例えば、図４及び図５には、この種の第１ゾーン２１１；３１１が示され得る。
【００８８】
形状の点において、柱２３；３３；５３は、図４に示されるような円筒状のプロット２３、又は図５及び図７に示されるような３分岐プロット３３；５３であり得る。
【００８９】
３分岐プロット３３；５３は、薄膜３；５の中心面Ｐ５に平行な部分において径方向に延びる３つの分岐を含む。
【００９０】
有利には、３分岐プロット３３；５３は円筒状のプロットに比べて機械的に強い。更に、３分岐プロット３３；５３はセル状の構造体を可能にする。
【００９１】
しかしながら、柱はこれらの形状に限定されない。あるいは、欧州特許第１９０４８８５号明細書、欧州特許第１９０４８８７号明細書、欧州特許第１１７２７２１１号明細書に記載されている形状、又は不連続的な壁を有するこのような形状の変形形態などの、上から見て三角形として形成された、即ち三角形のプロットとして形成された、又はダッシュウォール（ｄａｓｈ  ｗａｌｌ）として、即ち矩形プロットとして形成された、又は更には、上から見て魚のうろこ形として、即ち円形プロットの弧として形成された柱を想定することができる。
【００９２】
有利な手法においては、空間位相変調器１０００における液晶１１００の各将来の層が均一な高さを有することを確実とするために、柱２３；３３；５３として形成されるスペーシング構造体は、前記第１及び第２主面２１１，２２１；３１１；５１１，５２１にわたって規則的に分散される。
【００９３】
スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３の性質、直線壁又は柱を問わず、本体１０；２０；３０；４０；５０の中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５に垂直な方向におけるスケールの点において、前記スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は、１マイクロメートル〜１００マイクロメートル、好ましくは５マイクロメートル〜５０マイクロメートル、より好ましくは１０マイクロメートル〜３０マイクロメートルの範囲であり、例えば、約２０マイクロメートルである、高さＨ１；Ｈ２；Ｈ４；Ｈ５を有する。
【００９４】
実際、一方では、空間位相変調器１０００においてサンドイッチ状に挟まれる液晶１１００の層の厚さが大きくなるほど、前記空間位相変調器１０００によって生成される位相変調の振幅が向上し得る。しかしながら、その一方で、液晶１１００のこれらの層の厚さが大きくなるほど、前記液晶１１００を配向するために２つの電極１３００間に発生させる電圧が高くなる。
【００９５】
ここでは、薄膜１；２；３；４；５の異なる実施形態において、本体１０；２０；３０；４０；５０の中心面Ｐ１；Ｐ２；Ｐ４；Ｐ５に垂直な方向におけるスペーシング構造体の高さＨ１；Ｈ２；Ｈ４；Ｈ５は約２０マイクロメートルである。
【００９６】
薄膜１；２；３；４；５の実施形態を問わず、前記薄膜１；２；３；４；５は、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３を作製するとともに、前記第１及び第２主面１１；２１；３１；４１；５１，１２；２２；４２；５２の第１ゾーン１１１，２１１；３１１；４１１；５１１，１２１；２２１；４２１；５２１に、その配向特性を付与する方法により製造される。
【００９７】
本発明によれば、薄膜１；２；３；４；５の製造方法は以下のステップを含む。
ａ）本体１０；２０；３０；４０；５０に前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２を付与するステップ、
ｂ）前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２にスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３を付与し、それにより、前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第２ゾーン１１２，１２２；２１２，２２２；３１２；４１２，４２２；５１２，５２２を画定する、ステップ、
ｃ）前記スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３の間に位置する第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の一部に、液晶１１００を配向する配向特性を付与し、それにより、前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１を画定する、ステップ。
【００９８】
薄膜の実施形態を問わず、これらのステップの少なくとも２つ、即ちステップａ）及びステップｂ）を実施するために、オペレータは、圧力及び熱応力を使用して高分子材料（ここではポリイミドポリマー）を変形させる。
【００９９】
この変形プロセスは、「型押しプロセス」又は「熱ナノインプリントプロセス」としてより知られている。
【０１００】
特に、オペレータはステップａ）及びステップｂ）を、ポリイミドポリマーを２つのモールドの間で型押し、薄膜１；２；３；４；５の両第１及び第２表面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２に、それらの対応するスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３を刻印することによって実施する。
【０１０１】
当然、オペレータは、適切なスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３、即ち前に示したスペーシング構造体のいずれかの刻印を有する２つのモールドを使用する。
【０１０２】
より正確には、薄膜１；４の第１及び第４実施形態の製造に使用されるモールドは直線壁の刻印を含む。スペーシング構造体１３；４３の高さＨ１；Ｈ４に相当するこれら刻印の深さは２０マイクロメートルである。本体１０；４０の中心面Ｐ１；Ｐ４に平行な面内において測定したスペーシング構造体１３；４３の幅Ｗ１；Ｗ４に相当する刻印の幅は１０マイクロメートルである（図２及び図６）。第１実施形態において、２つの連続する刻印の２つの中央に位置決めされた長手方向の線は約２１０マイクロメートル離れており、これは、２つの連続するスペーシング構造体１３の中心間を隔てる距離Ｃ１に相当する（図２）。第４実施形態において、２つの連続する刻印の２つの中央に位置決めされた長手方向の線は約４１０マイクロメートル離れており、これは、２つの連続するスペーシング構造体４３の中心間を隔てる距離Ｃ４に相当する（図６）。
【０１０３】
薄膜２の第２実施形態を製造するためのモールドは、円筒状のプロットの刻印を含む。スペーシング構造体２３の高さＨ２に相当する刻印の深さは２０マイクロメートルである。スペーシング構造体２３の直径Ｗ２に相当する刻印の直径は２０マイクロメートルである。２つの連続する刻印の中心は約２２０マイクロメートル離れており、これは、２つの連続するスペーシング構造体２３の中心間を隔てる距離Ｃ２に相当する（図１）。
【０１０４】
薄膜３；５の第３及び第５実施形態を製造するためのモールドは３分岐プロットの刻印を含む。スペーシング構造体３３；５３の高さＨ５に相当する刻印の深さは２０マイクロメートルである（図５及び図７）。スペーシング構造体３３；５３の各分岐の長さＬ３；Ｌ５に相当する刻印の各分岐の長さは４０マイクロメートルである。スペーシング構造体３３；５３の各分岐の幅Ｗ３；Ｗ５に相当する刻印の各分岐の幅は約１０マイクロメートルである。２つの連続する刻印の中心は、第３実施形態においては、約１２０マイクロメートル離れており、これは、２つの連続するスペーシング構造体３３の中心間を隔てる距離Ｃ３に相当し、第５実施形態においては、約１７０マイクロメートル離れており、これは、２つの連続するスペーシング構造体５３の中心間を隔てる距離Ｃ５に相当する。特に、１つの３分岐プロットの分岐の自由端は、別の３分岐プロットの分岐の自由端からほぼ８０マイクロメートル又は更には４０マイクロメートル離れていてもよい。
【０１０５】
当然、当業者であれば、得られる薄膜及びこの薄膜と電極との間にサンドイッチ状に挟まれる層スタック両方の剛性及び厚さに応じて、連続する刻印の中心が５０マイクロメートル、１００マイクロメートル、３００マイクロメートル又は更には５００マイクロメートル離れた、薄膜の第１、第２、第３、第４及び第５実施形態のいずれかの製造に使用されるモールドを作製することができる。
【０１０６】
モールドは、繰り返しの圧力及び熱応力に耐えるほど十分に丈夫な任意の材料、例えば、シリコン、溶融石英、ニッケル又は酸化ケイ素から作製することができ、当業者に周知の任意の方法によって得てもよい。
【０１０７】
例えば、モールドは、電子ビームによるリソグラフィ又はエングレービングプロセスなどの標準的な半導体プロセスによって得ることができる。このような方法は当業者には周知であり、これ以上は詳述しない。当然、モールドを得るための方法は、前述のものに限定されない。
【０１０８】
高分子材料の型押しの際、オペレータはポリイミドポリマーを１８０℃〜２５０℃、好ましくは２００℃〜２２０℃の範囲の温度まで加熱する。このポリイミドポリマーの加熱は、例えば、毎分摂氏約１０度（℃／分）の速度で行うことができる。
【０１０９】
次いで、オペレータはモールドに５００ニュートン〜１０００ニュートンに等しい圧力を印加する。ここでは、モールドの大きさは約２平方センチメートルである。
【０１１０】
オペレータは、ポリイミドポリマーの温度を約１２０℃まで低下させる前に前記圧力を５分間維持する。ここでは、この温度低下の速度は約１５℃／分である。
【０１１１】
オペレータは、次いで、圧力を解放し、薄膜１；２；３；４；５をその温度が約８０℃〜２０℃のときにモールドから取り出す。
【０１１２】
有利な手法においては、本発明による前記薄膜１；２；３；４；５の製造方法は、少なくとも２つのステップを同時に実施することができるため、簡単である。
【０１１３】
更に、本発明による本方法は、ここで使用される高分子材料、即ち、ポリイミドポリマーを化学的に破壊することなく成形するように十分に適合されている。
【０１１４】
加えて、本発明による本方法は、本発明による薄膜１；２；３；４；５に正確な高さのスペーシング構造体を付与する。
【０１１５】
本明細書で記載される薄膜１；２；３；４；５の種々の実施形態は、ステップｃ）において前記第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１が製造される手法に応じて第１群と第２群とに分けることができる。
【０１１６】
本発明による薄膜１；２；３の実施形態の第１群では、ステップｃ）において、前記第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１を対応する既定の配向方向Ｘ，Ｙに沿って摩擦することによって前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１のうち少なくとも１つの第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１の配向特性が得られる。
【０１１７】
この第１群は、特に、それぞれ図２及び図３、図１及び図４及び図５に示される薄膜１；２；３の第１、第２及び第３実施形態を含む。
【０１１８】
第１ゾーンの摩擦は、以下でより詳細に記載する工業プロセスに対応する。この摩擦プロセスによって前記第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１に与えられる配向特性は、ポリイミドポリマーの高分子鎖の配向から、及び／又はポリイミドポリマーの表面の摩擦によって生成される、前記対応する既定の配向方向Ｘ，Ｙに沿ったナノスクラッチから得られる。
【０１１９】
これらの配向された高分子鎖及び／又はナノスクラッチによって、第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１と液晶１１００との間に優先的な物理的相互作用が生成される。したがって、液晶１１００が前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１の近傍にあるとき、液晶１１００は優先配向をとるように強制される。即ち、液晶１１００は、第１主面１１；２１；３１では第１の既定の配向方向Ｘに沿って、第２主面１２；２２では第２の既定の配向方向Ｙに沿って配向するように強制される。
【０１２０】
本発明による薄膜１；２；３の実施形態の第１群のいずれかの実施形態の製造に使用される、薄膜１；２；３の製造方法の第１実施形態によれば、オペレータは、ステップａ）及びステップｂ）を、前述のように、即ち同時に、ポリイミドポリマーを２つのモールドの間で型押しすることによって実施する。各モールドは、スペーシング構造体１３；２３；３３の刻印を有する。
【０１２１】
これらのモールドについては上で詳述した。
【０１２２】
次いで、オペレータはステップｃ）を、前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１にその液晶を配向する能力を付与するために、前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１をそれらの対応する既定の配向方向Ｘ，Ｙに沿って摩擦することによって実施する。
【０１２３】
実際には、オペレータは布を備えた摩擦マシンによってこの摩擦を実施する。摩擦は、同等にソフトブラッシングとも解釈され得る。
【０１２４】
ここでは、オペレータは綿製の布を使用する。その繊維の直径は、例えば、１．２〜１．４デニールであり得る。パイル糸の直径は約２６６デニールであり、平方インチ当たりのパイルの数は約２０００であり、平方センチメートル当たりの繊維の数は約６３０００である。デニールは繊維業界における測定単位であり、繊維９０００メートルのグラム量に相当する。
【０１２５】
このような布は、例えば、Ｔａｅｎａｋａにより型番ＭＫ００１２で販売されている。
【０１２６】
例えば、オペレータは摩擦マシンのパラメータを以下の通りに設定する。回転速度は毎分約２００回転、ステージ速度は毎秒約１０ミリメートル、及び押し込み深さは約０．３ミリメートル。
【０１２７】
オペレータは、まず、薄膜１；２；３の第１主面１１；２１；３１を第１の既定の配向方向Ｘに沿って摩擦する。
【０１２８】
次いで、オペレータは薄膜１；２；３を、前記薄膜１；２；３が第１主面１１；２１；３１のスペーシング構造体１３；２３；３３上に配置されるように裏返す。
【０１２９】
オペレータは、第２主面１２；２２を前記第２の既定の配向方向Ｙに沿って、即ち前記第１の既定の配向方向Ｘと直交する方向に沿って摩擦する。
【０１３０】
有利なことには、前記薄膜１；２；３がスペーシング構造体１３；２３；３３の自由端に配置されることから、オペレータは薄膜１；２；３を裏返す際に第１主面１１；２１；３１の第１ゾーン１１１；２１１；３１１を損傷しない。したがって、オペレータは、最初に摩擦した表面を破壊することなく薄膜１；２；３の両第１及び第２表面を摩擦することができる。
【０１３１】
当然、別法として、オペレータは、第１主面１１；２１；３１の第１ゾーン１１１；２２１；３１１を摩擦する前に第２主面１２；２２の第１ゾーン１２１；２２１を摩擦することができる。
【０１３２】
より正確には、図２及び図３に示される実施形態の第１群の好適な実施形態である薄膜１の第１実施形態において、第１及び第２主面１１，１２のスペーシング構造体１３は、対応する第１及び第２主方向Ｄ１、Ｄ２に沿って延びる直線壁である。これら直線壁の幅Ｗ１は１０マイクロメートルであり、２つの直線壁の中心間を隔てる距離Ｃ１は約２１０マイクロメートルである。
【０１３３】
薄膜１の第１実施形態において、第１ゾーンによって占められる表面１１１，１２１とスペーシング構造体１３によって占められる表面との間の比率は約２０である。
【０１３４】
スペーシング構造体１３は前述のように型押しによって得られる。
【０１３５】
第１及び第２の既定の配向方向Ｘ，Ｙは、対応する第１又は第２主方向Ｄ１，Ｄ２に平行であり、対応する第１又は第２主面１１，１２のスペーシング構造体１３は第１又は第２主方向Ｄ１，Ｄ２に沿って延びる。
【０１３６】
実際、第１又は第２主面１１，１２のスペーシング構造体１３の第１又は第２主方向Ｄ１，Ｄ２が対応する第１又は第２の既定の配向方向Ｘ，Ｙに平行な場合、摩擦は、スペーシング構造体１３の間に配置された第１又は第２主面１１，１２のすべてに適用してもよい。
【０１３７】
換言すると、有利な手法においては、前記摩擦が施される第１ゾーン１１１の部分はこうして最大となる。
【０１３８】
これに対して、既定の配向方向Ｘ，Ｙが、スペーシング構造体が延びる方向に平行ではない場合、又はスペーシング構造体が柱である場合のようにスペーシング構造体が特別に与えられた方向に沿って延びない場合、スペーシング構造体の間に位置し、各スペーシング構造体の背後の摩擦方向にある表面の一部分は摩擦されない場合がある。したがって、スペーシング構造体の間に位置する表面のこの部分は配向特性を呈さない。
【０１３９】
図１及び図４に示される薄膜２の第２実施形態において、前記第１及び第２の主表面２１，２２のスペーシング構造体２３は円筒状のプロット２３であり、約２０マイクロメートルの直径Ｗ２を有する。２つの連続するプロット２３の中心間を隔てる距離Ｃ２は約２２０マイクロメートルであり、プロット２３はほぼ六角形のパターンで配置されている。
【０１４０】
薄膜２の第２実施形態において、第１ゾーン２１１，２２１によって占められる表面と、スペーシング構造体２３によって占められる表面との間の比率は約１３３である。
【０１４１】
図１は、切断軸Ｑに沿って切った図４の薄膜２を示す。図１に示されるように、本例の薄膜２において、第１及び第２主面２１の円筒状のプロット２３は中心面に対して対称である。
【０１４２】
あるいは、前記第１主面２１の円筒状のプロット２３は、薄膜２の上面図では、前記第２主面２２の円筒状のプロット２３の中間に配置され得る。
【０１４３】
別の代替形態によれば、前記第１及び第２主面のスペーシング構造体は異なる形状、即ち例えば、円筒状のプロットを第１主面に、三角形のプロットを第２主面に有し得る。しかしながら、第１及び第２主面２１，２２のスペーシング構造体２３の高さは同一であることが好ましい。
【０１４４】
図１及び図４の薄膜２の第２実施形態の製造では、第１の既定の配向方向Ｘの優先方向はない。したがって、ステップｃ）において、摩擦は、薄膜２の第１表面２１の第１ゾーン２１１に任意の方向に沿って適用してもよい。
【０１４５】
しかしながら、ステップｃ）では、第２表面２２の第１ゾーン２２１の第２の既定の配向方向Ｙは第１の既定の配向方向Ｘに垂直であることが好ましい。
【０１４６】
図５に示される薄膜３の第３実施形態では、前記第１及び第２主面３１のスペーシング構造体３３は３分岐プロット３３である。各分岐の幅Ｗ３は１０マイクロメートルであり、各分岐の長さＬ３は４０マイクロメートルである。
【０１４７】
２つの連続する３分岐プロット３３の中心間を隔てる距離Ｃ３は約１２０マイクロメートルである。
【０１４８】
薄膜３の第３実施形態において、第１ゾーン３１１によって占められる表面と、スペーシング構造体３３によって占められる表面との間の比率は約１５である。
【０１４９】
薄膜２の第２実施形態に関しては、スペーシング構造体３３は、中心面に対して、即ち第１主面３１と第２主面との間で対称であり得るが、これは必ずしも必須ではない。
【０１５０】
ここで重ねて、ステップｃ）においては、第１の既定の配向方向Ｘの優先方向はない。しかしながら、第２の既定の配向方向Ｙは第１の既定の配向方向Ｘに垂直に選択される。
【０１５１】
本発明による薄膜４；５の実施形態の第２群では、ステップｃ）で付与される前記第１及び第２主面４１，４２；５１，５２のうち少なくとも１つの第１ゾーン４１１，４２１；５１１，５２１は、対応する既定の配向方向Ｘ，Ｙに沿って長尺状の形状を有するナノ構造体４４；５４を含む。
【０１５２】
第２群は、それぞれ図６及び図７に示される薄膜４；５の第４及び第５実施形態を含む。
【０１５３】
ここでは、これらのナノ構造体はステップｃ）において型押しにより得られる。ステップａ）、ステップｂ）及びステップｃ）は、したがって、後述のように、適応させたモールドを使用することにより同時に実施される。
【０１５４】
より正確には、前記ナノ構造体４４；５４は、第１主面４１；５１上に第１の既定の配向方向Ｘに沿って及び第２主面４２；５２上に第２の既定の配向方向Ｙに沿って長手方向に延びる直線壁として形成されている。
【０１５５】
あるいは、前記ナノ構造体はダッシュ直線壁（ｄａｓｈ  ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｗａｌｌ）としても成形され得る。
【０１５６】
本体４０；５０の中心面Ｐ４；Ｐ５に垂直な方向に、ナノ構造体４４；５４は、５ナノメートル〜５００ナノメートル、好ましくは、１０ナノメートル〜２００ナノメートルの範囲である高さｈ４；ｈ５を有する。
【０１５７】
更に、ナノ構造体４４；５４は、中心面Ｐ４，Ｐ５に平行な方向に１００ナノメートル〜２マイクロメートルの範囲の距離ｄ４；ｄ５互いに離間している。
【０１５８】
薄膜４の第４実施形態では、２つの矩形ナノ構造体４４の間の距離ｄ４は、２つの矩形ナノ構造体４４の間にある溝の幅である。
【０１５９】
薄膜５の第５実施形態では、２つの三角形のナノ構造体５４の間の距離ｄ５は、２つの連続する三角形のナノ構造体５４の頂点間の距離である。
【０１６０】
図６及び図７に概略的に示されるように、前記ナノ構造体４４；５４は前記スペーシング構造体４３；５３よりもはるかに小さく、空間位相変調器１０００に関するそれら各々の役割は非常に異なる。
【０１６１】
これらのナノ構造体４４；５４は前記第１ゾーン４１１，４２１；５１１，５２１にその配向特性を付与する。
【０１６２】
これらのナノ構造体４４；５４は、第１ゾーン４１１，４２１；５１１，５２１と液晶１１００との間に優先物理的相互作用を生成する。したがって、液晶１１００が前記第１及び第２主面４１，４２；５１，５２の第１ゾーン４１１，４２１；５１１，５２１の近傍にある場合、液晶１１００がいかなる電界によっても刺激されていないときに優先配向をとるように強制される。即ち、液晶１１００は、第１主面４１；５１においては第１の既定の配向方向Ｘに沿って、第２主面４２；５２においては第２の既定の配向方向Ｙに沿って強制的に配向される。
【０１６３】
有利な手法においては、ナノ構造体４４；５４を含む第１ゾーン４１１，４２１；５１１，５２１は、スペーシング構造体４３；５３の形状及び／又は位置に依存しないため、前記第１及び第２主面４１，４２；５１，５２上において非常に均一である。
【０１６４】
本発明による薄膜４；５の製造方法の第２実施形態では、オペレータは、ステップａ）、ステップｂ）及びステップｃ）を、ここではポリイミドポリマーである高分子材料を２つの他のモールドの間で型押しすることによって同時に実施する。各他のモールドは、前記スペーシング構造体４３；５３の刻印と、前記スペーシング構造体４３；５３の刻印間に位置するナノ構造体４４；５４の刻印とを有する。
【０１６５】
換言すると、２つの他のモールドは、前記スペーシング構造体４３；５３の刻印間に位置するナノ構造体４４；５４の刻印も有すること以外は、方法の第１実施形態に記載したモールドに類似している。
【０１６６】
モールドは、ステップａ）及びステップｂ）に関して先に記載した方法のいずれかによって得てもよい。
【０１６７】
有利な手法においては、本発明による、薄膜４；５の実施形態の第２群の任意の実施形態を製造するための方法の第２実施形態は、オペレータが実施しなければならない作業が１つのみであることから容易に再現可能である。
【０１６８】
より正確には、図６に示される本発明による薄膜４の第４実施形態では、ナノ構造体４４は直線矩形壁であり、スペーシング構造体４３もまた、直線矩形壁、即ち矩形断面を有する壁である。この断面は、中心面Ｐ４に垂直且つ対応する第１及び第２主面４１，４２における対応する第１第２の既定の配向方向Ｘ，Ｙに垂直な面内に作製されている。
【０１６９】
薄膜４のこの第４実施形態では、スペーシング構造体４３の幅Ｗ４は１０マイクロメートルである。２つの連続するスペーシング構造体４３の中心間を隔てる距離Ｃ４は約４１０マイクロメートルである。ナノ構造体４４の幅Ｗ４は約４００ナノメートルである。２つの連続するナノ構造体４４を隔てる距離ｄ４は約１５０ナノメートルである。
【０１７０】
薄膜４の第４実施形態において、第１ゾーン４１１，４２１によって占められる表面と、スペーシング構造体４３によって占められる表面との間の比率は約４０である。
【０１７１】
第１の既定の配向方向Ｘと、第１主面４１上においてスペーシング構造体４３が延びる第１主方向Ｄ１とは平行である。同様に、第２の既定の配向方向Ｙと、第２主面４２上においてスペーシング構造体４３が延びる第２主方向Ｄ２とは平行である。
【０１７２】
しかしながら、第１の既定の配向方向Ｘ及びそれとともに第１主方向Ｄ１は、第２の既定の配向方向Ｙ及びそれとともに第２主方向Ｄ２に垂直である。
【０１７３】
オペレータはモールドを、第１主方向Ｄ１及び第１の既定の配向方向Ｘが第２主方向Ｄ２及び第２の既定の配向方向Ｙに垂直であるように慎重に配置する。
【０１７４】
図７に示される本発明による薄膜５の第５実施形態によれば、ナノ構造体５４は直線三角形壁、即ち矩形断面を有する壁であり、スペーシング構造体５３は３分岐プロットである。
【０１７５】
薄膜５のこの第５実施形態では、各スペーシング構造体５３の各分岐の幅Ｗ５は１０マイクロメートルであり、各スペーシング構造体５３の各分岐の長さＬ５は４０マイクロメートルである。２つの連続するスペーシング構造体５３の中心間を隔てる距離Ｃ５は約１８０マイクロメートルである。２つのナノ構造体５４を隔てる距離ｄ５は約２００ナノメートルである。各ナノ構造体５４の高さｈ５、即ち本体５０の中心面Ｐ５に垂直な方向における各ナノ構造体５４の寸法は約１００ナノメートルである。
【０１７６】
薄膜５の第５実施形態において、第１ゾーン５１１，５２１によって占められる表面と、スペーシング構造体５３によって占められる表面との間の比率は約３５である。
【０１７７】
第１及び第２の既定の配向方向Ｘ，Ｙには、これらが互いに垂直であることを除いて優先方向はない。
【０１７８】
特に、オペレータは第１の既定の配向方向Ｘと第２の既定の配向方向Ｙとが互いに垂直であるようにモールドを慎重に配置する。
【０１７９】
上で詳述した異なる実施形態の観点から、スペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３は全て、薄膜１；２；３；４；５の実施形態の全てに適合させることができるように思われる。唯一の限定条件は、長尺状のスペーシング構造体の第１及び／又は第２主方向Ｄ１；Ｄ２が前記第１及び／又は第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１の第１及び／又は第２の既定の配向方向Ｘ，Ｙに一致すべきであるということである。
【０１８０】
本発明による空間位相変調器１０００の製造のために、オペレータは本発明による薄膜１；２；３；４；５を上述の２つの層スタック間にサンドイッチ状に挟む。
【０１８１】
これを行うため、オペレータは、各前記配向層１４００の配向方向を、第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１の対応する既定の配向方向Ｘ，Ｙと一致させる。
【０１８２】
換言すると、対応する配向層の配向方向は第１の既定の配向方向Ｘに平行であり、対応する配向層は第２の既定の配向方向Ｙに平行である。
【０１８３】
より正確には、対応する配向層の配向方向と第１の既定の配向方向Ｘは反対である。
【０１８４】
同様に、対応する配向層の配向方向と第２の既定の配向方向Ｙは反対である。
【０１８５】
前記配向層の近傍並びに薄膜１；２；３；４；５の第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の前記第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１の近傍の前記液晶１１００の上述の強制的な配向によって、空間位相変調器１０００に含まれる液晶１１００の層はそれを通過する光線に対し第１屈折率を呈する。
【０１８６】
空間位相変調器１０００の２つの電極１３００間に起電力（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｅｎｓｉｏｎ）即ち電圧が印加されると、配向層並びに薄膜１；２；３；４；５の第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の前記第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１から遠い液晶が電界に沿った特定の好ましい方向に沿って配向する傾向がある。当然、これらの液晶１１００の大部分を電界に沿って配向することができるためには、起電力は、これらの液晶１１００と、薄膜１；２；３；４；５の前記第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１との間に存在する優先物理的相互作用を優越するほど十分に強くなければならない。
【０１８７】
２つの電極間に印加される前記起電力にもかかわらず、前記配向層の近傍、並びに薄膜１；２；３；４；５の第１及び第２主面１１，１２；２１，２２；３１；４１，４２；５１，５２の前記第１ゾーン１１１，１２１；２１１，２２１；３１１；４１１，４２１；５１１，５２１の近傍の液晶は、前記表面の近傍において液晶がこの表面と強すぎる相互作用を有するため、電界に沿って完全には配向しない。このため、起電力が停止すると、上述の表面から遠い液晶はそれらの初期の配向を有利に回復する。
【０１８８】
したがって、空間位相変調器１０００に前記起電力が印加されると、前記空間位相変調器１０００に含まれる液晶１１００の層はそれを通過する光線に対し第２屈折率を呈する。
【０１８９】
この第２の屈折率は可変であり、前記空間位相変調器１０００の２つの電極１３００間に印加される起電力に依存する。換言すると、前記第２の屈折率は、起電力によって生成される電界に沿った前記液晶１１００のほぼ良好な配向に依存する。
【０１９０】
換言すると、起電力が印加されていないとき、光学物品は一次屈折率を示す。
【０１９１】
前記起電力が空間位相変調器１０００に不均一に印加されると、光学物品は、一次屈折率と二次屈折率との間で変化する屈折率プロファイルを示し、光は、屈折率プロファイルに応じて、より具体的には、光学物品全体における屈折率変化の分布に応じて偏向する可能性がある。
【０１９２】
有利には、本発明による薄膜１；２；３；４；５はむしろ薄く、液晶の大部分を電界に沿って配向させるために空間位相変調器１０００に印加される起電力は従来技術の中間層を有する場合に比べて小さい。
【０１９３】
有利な手法では、本発明による薄膜１；２；３；４；５は本発明による空間位相変調器１０００などの光学物品にとって多機能である。なぜなら、薄膜１；２；３；４；５は、同時に、一方の側方においては液晶１１００を１つの方向に配向し、他方の側方においては液晶１１００を別の方向に配向するとともに、光学物品に含まれる液晶１１００の層に正確な厚さを付与するからである。
【０１９４】
更に、第２ゾーン１１２；２１２；３１２；４１２；５１２，１２２；２２２；４２；５２２のスペーシング構造体１３；２３；３３；４３；５３の位置は予め設定され且つ正確に制御されており、液晶１１００の各層の厚さの良好な制御を確実とする。
【０１９５】
加えて、本発明による薄膜１；２；３；４；５は、正確に制御された厚さを有し、複屈折性は有しない。
【０１９６】
最後に、本発明による薄膜１；２；３；４；５は使用が簡単であり、且つ空間位相変調器の製造をより容易にする。
【０１９７】
有利な手法では、本発明による薄膜１；２；３；４；５はむしろ薄い、即ち５０マイクロメートルよりも薄く、高い誘電率、即ち３ファラデー毎メートルを超える誘電率を有し、本発明による空間位相変調器１０００が場合によっては液晶１１００の厚い層を有することを可能にする。３つのパラメータは全て、大きな位相シフトを有する偏光非依存性空間位相変調器に有利となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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