(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向能のある基材の表面に第１放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第１液晶膜を形成する第１工程と、
前記第１液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第１液晶膜を部分的に硬化させる第２工程と、
部分的に硬化された前記第１液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第１液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第１液晶膜を形成する第３工程と、
未硬化部分の除去により残された前記第１液晶膜の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して、所定パターンの第２液晶膜を形成する第４工程とを備え、
前記第２工程において、前記第４工程において第２放射線硬化型液晶が塗布される前記第１液晶膜の表面の配向能を維持するよう、前記第１液晶膜のうち放射線が照射された部分を、前記第１放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させることを特徴とする、光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１液晶膜および前記第２液晶膜はコレステリック規則性を有することを特徴とする、請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記第４工程は、前記第１液晶膜の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第２液晶膜を形成する工程と、前記第２液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第２液晶膜を部分的に硬化させる工程と、部分的に硬化された前記第２液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第２液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第２液晶膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１液晶膜および前記第２液晶膜は、コレステリック規則性を有するとともに互いに異なる選択反射波長を有する放射線硬化型液晶からなり、
前記基材上に少なくとも一部が重なるようなパターンで前記第１液晶膜および前記第２液晶膜を形成することにより、前記基材上に広帯域の反射層を形成することを特徴とする、請求項１記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
配向能のある基材の表面に第１放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第１液晶膜を形成する第１工程と、
前記第１液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第１液晶膜を部分的に硬化させる第２工程と、
部分的に硬化された前記第１液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第１液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第１液晶膜を形成する第３工程と、
未硬化部分の除去により露出した前記基材の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して、所定パターンの第２液晶膜を形成する第４工程とを備え、
前記第３工程において、前記第４工程において第２放射線硬化型液晶が塗布される前記基材の表面の配向能を維持するよう、前記有機溶媒として、前記配向能のある基材の表面を溶解しないものを用いることを特徴とする、光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記第４工程において、前記基材の表面とともに、未硬化部分の除去により残された前記第１液晶膜の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布し、
前記第２工程において、前記第４工程において第２放射線硬化型液晶が塗布される前記第１液晶膜の表面の配向能を維持するよう、前記第１液晶膜のうち放射線が照射された部分を、前記第１放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させることを特徴とする、請求項５記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１液晶膜および前記第２液晶膜はコレステリック規則性を有することを特徴とする、請求項５または６記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記第４工程は、前記基材の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第２液晶膜を形成する工程と、前記第２液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第２液晶膜を部分的に硬化させる工程と、部分的に硬化された前記第２液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第２液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第２液晶膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項５記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
配向能のある基材の表面に、コレステリック規則性を有する放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の液晶膜を形成する第１工程と、
前記液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記液晶膜を部分的に硬化させる第２工程と、
部分的に硬化された前記液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの液晶膜を形成する第３工程とを含み、
前記第３工程において、前記基材の表面の配向能を維持するよう、前記有機溶媒として、前記配向能のある基材の表面を溶解しないものを用い、前記第１工程、前記第２工程および前記第３工程を、赤色、緑色および青色のそれぞれの選択反射波長を有する３種類の液晶について順次繰り返し、前記基材上に互いに異なるパターンで複数の液晶膜を形成することにより、前記基材上に赤色、緑色および青色の各色の着色層を形成することを特徴とする、光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円偏光分離素子やカラーフィルタ等の光学素子の製造方法に係り、とりわけ、複数の液晶膜をパターニングすることにより光学素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コレステリック規則性を有する液晶膜（コレステリック液晶膜）によって円偏光分離素子やカラーフィルタ等の光学素子を形成する方法が知られている。このような光学素子では、光学素子の外形形状に対応する外形パターンを形成したり、赤色、緑色および青色の各色の着色パターンを形成したりするため、コレステリック液晶膜を精度良くかつ効率的にパターニングする方法が望まれている。
【０００３】
従来において、特に、各色の着色パターンを形成するための方法としては、(1)温度の変化によりコレステリック液晶膜の色を制御し、コレステリック液晶膜の色が所望の色になった時点で、マスクを通して紫外線を照射することによりコレステリック液晶膜の一部を所定のパターンで硬化させる方法（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）、(2)基材上にあらかじめ設けられたパターン状凹部に各色の液晶を埋め込む方法（特許文献４および特許文献５参照）、(3)色の異なる所定のパターンのコレステリック液晶膜を一つの基材上に順次転写する方法（特許文献６および特許文献７参照）が知られている。
【０００４】
しかしながら、上記(1)の方法では、温度による制御を伴うため、パターニングの精度が低く、異なる着色パターン同士の境界部分での光学特性が著しく低いという問題がある。また、同一のコレステリック液晶膜上にて各色の着色パターンを形成することはできるが、コレステリック液晶膜の一部を取り除くようなパターニングはできず、光学素子の外形形状に対応する外形パターンを形成することはできないという問題がある。
【０００５】
また、上記(2)の方法では、基材上に設けられたパターン状凹部に液晶を埋め込むため、位置精度および膜厚精度が低く、また製造に長時間を要するという問題がある。
【０００６】
さらに、上記(3)の方法では、製造工程が複雑となり、また光学特性や耐熱性、耐薬品性等にも乏しいという問題がある。
【０００７】
なお、上記(1)〜(3)の方法以外にも、特許文献８には、各色のコレステリック液晶膜に対してマスクを通して紫外線を照射することにより各所の着色パターンを形成する方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献８に記載された方法では、コレステリック液晶膜の未硬化部分を除去する必要がある。この場合、従来においては、コレステリック液晶膜のうち未硬化部分を物理的に剥がす手法が一般的に用いられるが、このような手法では、異なる着色パターン同士の境界部分での膜厚精度が低いという問題がある。また、配向能のある基材の表面を傷つけてしまいやすく、基材の表面に再度塗布された液晶に関しては、当該液晶中の液晶分子を配向させることが困難であるという問題もある。
【０００９】
この点に関し、特許文献９には、液晶膜の未硬化部分を有機溶媒により除去する方法が記載されているが、この方法はあくまでも、基材上に一層の液晶膜を形成するためのものであり、基板や液晶膜の配向能に有機溶媒が与える影響については何ら考慮されていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２５８６２３号公報
【特許文献２】
特開平９−３０４６１３号公報
【特許文献３】
特開平８−３２０４８０号公報
【特許文献４】
特開平１１−３３７７１６号公報
【特許文献５】
特開平１０−２８２３２４号公報
【特許文献６】
特開２００１−４８２４号公報
【特許文献７】
特開２００１−４８２２号公報
【特許文献８】
特開平１１−１５３７８９号公報
【特許文献９】
特開平２−７４９２４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、同一の基材上にて同一のパターンまたは異なるパターンで複数の液晶膜を精度良くかつ効率的にパターニングすることにより、光学特性に優れた光学素子を製造することができる、光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の解決手段として、配向能のある基材の表面に第１放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第１液晶膜を形成する第１工程と、前記第１液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第１液晶膜を部分的に硬化させる第２工程と、部分的に硬化された前記第１液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第１液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第１液晶膜を形成する第３工程と、未硬化部分の除去により残された前記第１液晶膜の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して、所定パターンの第２液晶膜を形成する第４工程とを備え、前記第２工程において、前記第４工程において第２放射線硬化型液晶が塗布される前記第１液晶膜の表面の配向能を維持するよう、前記第１液晶膜のうち放射線が照射された部分を、前記第１放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させることを特徴とする、光学素子の製造方法を提供する。
【００１３】
なお、上述した第１の解決手段においては、前記第１液晶膜および前記第２液晶膜はコレステリック規則性を有することが好ましい。
【００１４】
また、上述した第１の解決手段においては、前記第４工程は、前記第１液晶膜の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第２液晶膜を形成する工程と、前記第２液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第２液晶膜を部分的に硬化させる工程と、部分的に硬化された前記第２液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第２液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第２液晶膜を形成する工程とを含むことが好ましい。
【００１５】
さらに、上述した第１の解決手段においては、前記第１液晶膜および前記第２液晶膜は、コレステリック規則性を有するとともに互いに異なる選択反射波長を有する放射線硬化型液晶からなり、前記基材上に少なくとも一部が重なるようなパターンで前記第１液晶膜および前記第２液晶膜を形成することにより、前記基材上に広帯域の反射層を形成することが好ましい。
【００１６】
本発明は、第２の解決手段として、配向能のある基材の表面に第１放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第１液晶膜を形成する第１工程と、前記第１液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第１液晶膜を部分的に硬化させる第２工程と、部分的に硬化された前記第１液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第１液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第１液晶膜を形成する第３工程と、未硬化部分の除去により露出した前記基材の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して、所定パターンの第２液晶膜を形成する第４工程とを備え、前記第３工程において、前記第４工程において第２放射線硬化型液晶が塗布される前記基材の表面の配向能を維持するよう、前記有機溶媒として、前記配向能のある基材の表面を溶解しないものを用いることを特徴とする、光学素子の製造方法を提供する。
【００１７】
なお、上述した第２の解決手段においては、前記第４工程において、前記基材の表面とともに、未硬化部分の除去により残された前記第１液晶膜の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布し、前記第２工程において、前記第４工程において第２放射線硬化型液晶が塗布される前記第１液晶膜の表面の配向能を維持するよう、前記第１液晶膜のうち放射線が照射された部分を、前記第１放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させることが好ましい。また、前記第１液晶膜および前記第２液晶膜はコレステリック規則性を有することが好ましい。
【００１８】
また、上述した第２の解決手段においては、前記第４工程は、前記基材の表面を覆うよう第２放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第２液晶膜を形成する工程と、前記第２液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記第２液晶膜を部分的に硬化させる工程と、部分的に硬化された前記第２液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記第２液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの第２液晶膜を形成する工程とを含むことが好ましい。
【００１９】
本発明は、第３の解決手段として、配向能のある基材の表面に、コレステリック規則性を有する放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の液晶膜を形成する第１工程と、前記液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射し、前記液晶膜を部分的に硬化させる第２工程と、部分的に硬化された前記液晶膜を有機溶媒に接触させ、前記液晶膜のうち未硬化部分を除去して所定パターンの液晶膜を形成する第３工程とを含み、前記第３工程において、前記基材の表面の配向能を維持するよう、前記有機溶媒として、前記配向能のある基材の表面を溶解しないものを用い、前記第１工程、前記第２工程および前記第３工程を、赤色、緑色および青色のそれぞれの選択反射波長を有する３種類の液晶について順次繰り返し、前記基材上に互いに異なるパターンで複数の液晶膜を形成することにより、前記基材上に赤色、緑色および青色の各色の着色層を形成することを特徴とする、光学素子の製造方法を提供する。
【００２０】
なお、本明細書でいう「放射線」とは、光重合型液晶等の放射線硬化型液晶に光重合反応等を誘発させるものであり、一般には紫外線や電子線が用いられる。
【００２１】
本発明によれば、配向能のある基材上に形成された液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射して液晶膜を部分的に硬化させた後、部分的に硬化された液晶膜を有機溶媒に接触させて液晶膜のうち未硬化部分を除去することにより、所望のパターンの液晶膜を得るようにしているので、液晶膜の膜厚精度を高精度に保ちつつ、液晶膜のパターニングを任意の形状で精度良くかつ効率的に行うことができる。
【００２２】
特に、本発明によれば、液晶膜の任意の部分に放射線を選択的に照射して液晶膜を部分的に硬化させる工程において、液晶膜のうち放射線が照射された部分を、放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させることにより、基材上に形成された液晶膜の表面に液晶を再度塗布した場合でも、当該液晶中の液晶分子を配向させることが可能となり、同一の基材上に複数の液晶膜を少なくとも一部が重なるようなパターンで精度良くかつ効率的に形成することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、部分的に硬化された液晶膜を有機溶媒に接触させて液晶膜のうち未硬化部分を除去する工程において、有機溶媒として、配向能のある基材の表面を溶解しないものを用いることにより、基材の表面に液晶を再度塗布した場合でも、当該液晶中の液晶分子を配向させることが可能となり、同一の基材上に複数の液晶膜を異なるパターンで精度良くかつ効率的に形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
まず、図１により、本発明で用いられる液晶膜のパターニング方法について説明する。
【００２６】
まず、配向能のある基材として、ポリイミド膜等からなる配向膜１２が貼り付けられたガラス基板１１を準備し、この配向膜１２の表面に、コレステリック規則性を有する光重合型液晶等の放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第１コレステリック液晶膜１３を形成する（図１(a)）。これにより、第１コレステリック液晶膜１３中の液晶分子は、配向膜１２の表面の配向規制力により配向する。なお、配向能のある基材としては、配向膜１２付きのガラス基板１１の他、延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等を用いることができる。また、第１コレステリック液晶膜１３用の液晶材料としては、重合性モノマー分子、重合性オリゴマー分子または液晶ポリマー等を用いることができる。ここで、第１コレステリック液晶膜１３を紫外線を用いて硬化させる場合には、液晶材料中に光重合開始剤を混入させる。一般的には例えば、Ciba Speciality Chemicals社製のＩｒｇ３６９やＩｒｇ９０７、Ｉｒｇ１８４等の光重合開始剤を用いることができる。電子線を用いる場合には、このような光重合開始剤は必要とされない。なお、第１コレステリック液晶膜１３用の液晶材料を溶媒に溶かしてコーティング液としてもよく、その場合には、次工程（図１(b)）を行う前に、溶媒を蒸発させるための乾燥工程を行う必要がある。
【００２７】
次に、フォトマスク１４を介して、第１コレステリック液晶膜１３の任意の部分に放射線２０を選択的に照射し、第１コレステリック液晶膜１３を部分的に硬化させる（図１(b)）。これにより、第１コレステリック液晶膜１３のうち、フォトマスク１４の開口部１４ａに対応する部分が硬化部分１３ａとなり、フォトマスク１４の開口部１４ａに対応する部分以外の部分が未硬化部分１３ｂとなる。なおこのとき、第１コレステリック液晶膜１３のうち放射線が照射された部分（硬化部分１３ａ）を、放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させることが好ましく、これにより、次工程（図１(c)）において第１コレステリック液晶膜１３が有機溶媒２２に接触した場合でも、第１コレステリック液晶膜１３の硬化部分１３ａの光学特性が劣化したり、膨潤したりすることを効果的に防止することができる。また、第１コレステリック液晶膜１３の硬化部分１３ａの表面が溶解されてしまうことを効果的に防止して、第１コレステリック液晶膜１３の硬化部分１３ａの表面の配向能を維持することができる。
【００２８】
その後、第１コレステリック液晶膜１３が形成された配向膜１２付きのガラス基板１１を、バレル２１内の有機溶媒２２中に浸漬させ、部分的に硬化された第１コレステリック液晶膜１３を有機溶媒２２に接触させる。そして、バレル２１内にてガラス基板１１を固定した状態でバレル２１を揺動させることにより、第１コレステリック液晶膜１３のうち未硬化部分１３ｂを除去する（図１(c)）。なお、有機溶媒２２による除去方法としては、上述した揺動洗浄法の他、スピン洗浄法を用いることができる。また、有機溶媒２２としては、未硬化状態のコレステリック液晶膜を溶解することが可能で、かつ配向能のある基材（配向膜付きのガラス基板や延伸ＰＥＴフィルム）の表面を溶解しないものを用いることが好ましく、これにより、基材の表面の配向規制力が損なわれることを効果的に防止して、基材の表面に放射線硬化型液晶を再度塗布した場合でも、液晶分子の配向を適切に行うことが可能となる。具体的には、配向膜（ポリイミド膜）の表面や延伸ＰＥＴフィルムの表面を溶解しない有機溶媒として、例えば、アセトンや、酢酸−３−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、トルエン、塩化メチレン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）等を用いることができる。逆に、配向膜（ポリイミド膜）の表面や延伸ＰＥＴフィルムの表面を溶解する有機溶媒としては、γブチロラクトン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル２ピロリドン）、１，３−ジオキソラン等がある。これらの有機溶媒は、通常の使用態様をとる限り、本発明では好ましいものではないが、配向膜（ポリイミド膜）の表面や延伸ＰＥＴフィルムの表面を溶解しない有機溶媒と混合して用いるような場合や、その濃度が非常に薄いような場合には用いることが可能であり、例えば、現像（除去）速度の調整等のために好適に用いることができる。
【００２９】
これにより、配向膜１２付きのガラス基板１１上に所望のパターンの第１コレステリック液晶膜１３（硬化部分１３ａ）が形成された光学素子１０が製造される（図１(d)）。
【００３０】
ここで、このようにして第１コレステリック液晶膜１３をパターニングした後、上述した図１に示す方法と同様の方法で、第２コレステリック液晶膜の形成およびパターニングを行う。
【００３１】
具体的には、図２に示すように、所望のパターンの第１コレステリック液晶膜１３を形成した後（図２(a)(b)(c)(d)）、未硬化部分１３ｂの除去により残された硬化部分１３ａ（液晶膜１３）の表面および未硬化部分１３ｂの除去により露出した配向膜１２の表面に、放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第２コレステリック液晶膜１３′を形成する（図２(e)）。
【００３２】
次に、フォトマスク１４を介して、第２コレステリック液晶膜１３′の任意の部分に放射線２０を選択的に照射し、第２コレステリック液晶膜１３′を部分的に硬化させる（図２(f)）。これにより、第２コレステリック液晶膜１３′のうち、フォトマスク１４の開口部１４ａに対応する部分が硬化部分１３ａ′となり、フォトマスク１４の開口部１４ａに対応する部分以外の部分が未硬化部分１３ｂ′となる。
【００３３】
その後、コレステリック液晶膜１３，１３′が形成された配向膜１２付きのガラス基板１１を、バレル２１内の有機溶媒２２中に浸漬させ、部分的に硬化された第２コレステリック液晶膜１３′を有機溶媒２２に接触させる。そして、バレル２１内にてガラス基板１１を固定した状態でバレル２１を揺動させることにより、第２コレステリック液晶膜１３′のうち未硬化部分１３ｂ′を除去する（図２(g)）。
【００３４】
これにより、最終的に、配向膜１２付きのガラス基板１１上に所望のパターンのコレステリック液晶膜１３，１３′（硬化部分１３ａ，１３ａ′）が形成された光学素子１０が製造される（図２(h)）。
【００３５】
なお、図２に示す方法において、異なる選択反射波長を有する液晶を用いてコレステリック液晶膜１３，１３′の選択反射波長帯域を異ならせることにより、光学素子１０として、広帯域の円偏光素子を製造することができる。
【００３６】
また、図２に示す方法では、配向膜１２付きのガラス基板１１上にコレステリック液晶膜１３，１３′を同一のパターンで複数積層しているが、第２コレステリック液晶膜１３′のパターンは、第１コレステリック液晶膜１３のパターンと異なっていてもよい。
【００３７】
具体的には、図３に示すように、上述した図１に示す方法と同様の方法で、所望のパターンの第１コレステリック液晶膜１３を形成した後（図３(a)(b)(c)(d)）、未硬化部分１３ｂの除去により露出した配向膜１２の表面に放射線硬化型液晶を塗布して未硬化状態の第２コレステリック液晶膜１３′を形成する（図３(e)）。
【００３８】
次に、フォトマスク１４と開口部のパターンが異なるフォトマスク１４′を介して、第２コレステリック液晶膜１３′の任意の部分に放射線２０を選択的に照射し、第２コレステリック液晶膜１３′を部分的に硬化させる（図３(f)）。これにより、第２コレステリック液晶膜１３′のうち、フォトマスク１４の開口部１４ａに対応する部分が硬化部分１３ａ′となり、フォトマスク１４の開口部１４ａに対応する部分以外の部分が未硬化部分１３ｂ′となる。
【００３９】
その後、コレステリック液晶膜１３，１３′が形成された配向膜１２付きのガラス基板１１を、バレル２１内の有機溶媒２２中に浸漬させ、部分的に硬化された第２コレステリック液晶膜１３′を有機溶媒２２に接触させる。そして、バレル２１内にてガラス基板１１を固定した状態でバレル２１を揺動させることにより、第２コレステリック液晶膜１３′のうち未硬化部分１３ｂ′を除去する（図３(g)）。
【００４０】
これにより、配向膜１２付きのガラス基板１１上で第１コレステリック液晶膜１３に重ならないように所望のパターンの第２コレステリック液晶膜１３′が形成される。
【００４１】
その後、同様にして、第３コレステリック液晶膜１３″の形成およびパターニングを行うことにより、配向膜１２付きのガラス基板１１上でコレステリック液晶膜１３，１３′に重ならないように所望のパターンの第３コレステリック液晶膜１３″が形成される。
【００４２】
これにより、最終的に、配向膜１２付きのガラス基板１１上に所望のパターンのコレステリック液晶膜１３，１３′，１３″が形成された光学素子１０が製造される（図３(i)）。
【００４３】
なお、図３に示す方法において、赤色、緑色および青色のそれぞれの選択反射波長を有する３種類の放射線硬化型液晶について、配向膜１２付きのガラス基板１１上へのコレステリック液晶膜１３，１３′，１３″の形成およびパターニングを順次繰り返すことにより、光学素子１０として、赤色、緑色および青色の各色の着色パターンを備えたカラーフィルタを製造することができる。
【００４４】
このように上述した実施の形態によれば、配向膜１２付きのガラス基板１１上に形成されたコレステリック液晶膜１３の任意の部分に放射線２０を選択的に照射してコレステリック液晶膜１３を部分的に硬化させた後、部分的に硬化されたコレステリック液晶膜１３を有機溶媒２２に接触させてコレステリック液晶膜１３のうち未硬化部分１３ｂを除去することにより、所望のパターンのコレステリック液晶膜１３を得るようにしているので、コレステリック液晶膜１３の膜厚精度を高精度に保ちつつ、コレステリック液晶膜１３のパターニングを任意の形状で精度良くかつ効率的に行うことができる。
【００４５】
特に、上述した実施の形態によれば、コレステリック液晶膜１３，１３′の任意の部分に放射線２０を選択的に照射してコレステリック液晶膜１３，１３′を部分的に硬化させる工程において、コレステリック液晶膜１３，１３′のうち放射線２０が照射された部分を、放射線硬化型液晶が９０％以上硬化した状態に硬化させ、また、部分的に硬化されたコレステリック液晶膜１３，１３′を有機溶媒２２に接触させてコレステリック液晶膜１３，１３′のうち未硬化部分１３ｂ，１３ｂ′を除去する工程において、有機溶媒２２として、配向膜１２付きのガラス基板１１の表面を溶解しないものを用いることにより、配向膜１２付きのガラス基板１１やコレステリック液晶膜１３，１３′の表面に放射線硬化型液晶を再度塗布した場合でも、当該液晶中の液晶分子を配向させることが可能となり、同一のガラス基板１２上に複数のコレステリック液晶膜１３，１３′，１３″を同一のパターンまたは異なるパターンで精度良くかつ効率的に形成することができる。
【００４６】
【実施例】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。
【００４７】
（実施例１）
両末端に重合可能なアクリレートを有するとともに中央部のメソゲンと前記アクリレートとの間にスペーサを有する、液晶転移温度が１００℃であるモノマー分子８９部と、両末端に重合可能なアクリレートを有するカイラル剤分子１１部とを溶解させたトルエン溶液を準備した。なお、前記トルエン溶液には、前記モノマー分子に対して５重量％の光重合開始剤（Ciba Speciality Chemicals社製のＩｒｇ１８４）を添加した。
【００４８】
一方、ガラス基板上にポリイミドを塗布して成膜し、一定方向にラビング処理を施すことにより配向膜を形成した。
【００４９】
そして、このような配向膜付きのガラス基板をスピンコータにセットし、配向膜上に前記トルエン溶液を１０μｍ程度の膜厚でスピンコーティングした。
【００５０】
次に、８０℃で１分間加熱し、前記トルエン溶液中のトルエンを蒸発させた後、配向膜上に形成された液晶膜（未硬化状態の液晶膜）がコレステリック相を呈することを目視で選択反射により確認した。
【００５１】
そして、所定のパターンの開口部を有するフォトマスクを介して、前記未硬化状態のコレステリック液晶膜に紫外線照射装置により１００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で紫外線を照射した。なおこのとき、紫外線の照射量は、コレステリック液晶膜のうち紫外線が照射された部分が９０％以上重合（硬化）した状態になるように設定した。
【００５２】
その後、このようにしてコレステリック液晶膜が形成された配向膜付きのガラス基板をアセトン中に浸漬させて１分間揺動させることにより、コレステリック液晶膜のうち未硬化部分を除去した。
【００５３】
最終的に、アセトン中から前記ガラス基板を取り出し、乾燥させたところ、紫外線が照射された部分にのみ所望のパターンのコレステリック液晶膜が形成され、それ以外の部分には配向膜が露出した光学素子が製造された。
【００５４】
なお、実施例１で形成されたコレステリック液晶膜は、ほぼ均一の膜厚（３μｍ）を持ち、形成されたパターンも非常に精度が高いものであった。
【００５５】
（実施例２）
実施例１で製造された、所望のパターンのコレステリック液晶膜が形成された配向膜付きのガラス基板上に、実施例１と同様の方法で、追加のコレステリック液晶膜の形成およびパターニングを行った。
【００５６】
ここで、実施例２で新たに形成された追加のコレステリック液晶膜のパターンは、実施例１で形成されたコレステリック液晶膜のパターンとは異なり、コレステリック液晶膜の一部は実施例１で形成されたコレステリック液晶膜の表面に形成され、残りは露出した配向膜の表面に形成された。
【００５７】
なお、実施例２で形成された追加のコレステリック液晶膜は、ほぼ均一の膜厚（３μｍ）を持ち、形成されたパターンも非常に精度が高かった。また、実施例２で形成された追加のコレステリック液晶膜には、実施例１で形成されたコレステリック液晶膜と重なる部分および重ならない部分があるが、いずれの部分においても良好な配向状態が得られた。
【００５８】
（実施例３）
実施例１で用いたトルエン溶液において、カイラル剤の添加量を変えることにより、赤色、緑色および青色の選択反射波長を有する３種類の液晶を調整した。
【００５９】
そして、これら３種類のコレステリック液晶について、それぞれ１層ずつ、実施例２と同様の方法で、コレステリック液晶膜が互いに重ならないよう異なったパターンで、コレステリック液晶膜の形成およびパターニングを３回繰り返した。これにより、赤色、緑色および青色の各色の着色パターンを備えたカラーフィルタが製造された。
【００６０】
なお、実施例３で形成されたカラーフィルタの各色のコレステリック液晶膜は、ほぼ均一の膜厚（３μｍ）を持ち、形成されたパターンも非常に精度が高かった。また、実施例３で形成された各色のコレステリック液晶膜のいずれにおいても良好な配向状態が得られた。
【００６１】
（実施例４）
実施例１で用いたトルエン溶液において、カイラル剤の添加量を変えることにより、異なる選択反射波長を有する７種類の液晶を調整した。
【００６２】
そして、これら７種類のコレステリック液晶について、それぞれ１層ずつ、実施例２と同様の方法で、コレステリック液晶膜が互いに重なるよう同一のパターンで、コレステリック液晶膜の形成およびパターニングを７回繰り返した。これにより、異なる選択反射波長を有するコレステリック液晶膜が７層積層され、コレステリック液晶膜が積層された部分に可視光の全て（４００〜７５０ｎｍ）を選択反射する広帯域の反射層（銀色を呈する）を備えた円偏光素子が製造された。
【００６３】
なお、実施例４で形成された円偏光素子のコレステリック液晶膜積層体は、ほぼ均一の膜厚（２０μｍ）を持ち、形成されたパターンも非常に精度が高かった。また、実施例４で形成された各色のコレステリック液晶膜ではいずれも良好な配向状態が得られた。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、同一の基材上にて同一のパターンまたは異なるパターンで形成される複数の液晶膜のパターニングを精度良くかつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いられる液晶膜のパターニング方法を説明するための図。
【図２】本発明による、液晶膜のパターニングによる光学素子の製造方法の一実施の形態を説明するための図。
【図３】本発明による、液晶膜のパターニングによる光学素子の製造方法の他の実施の形態を説明するための図。
【符号の説明】
１０  光学素子
１１  基材
１２  配向膜
１３，１３′，１３″  コレステリック液晶膜
１３ａ，１３ａ′  硬化部分
１３ｂ，１３ｂ′  未硬化部分
１４  マスク
１４ａ  開口部
２０  放射線
２１  バレル
２２  有機溶媒
【図１】
0004163924.tif 000002
【図２】
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【図３】
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