200941091 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於例如可適用於液晶顯示裝置等的顯示裝置 之光學技術。 【先前技術】 液晶顯示裝置具有薄型、輕量及低消耗電力等的特徴 。因此’近年來在攜帶型機器及電視受像機等的固定構器 之利用係急速增加。 Ο 於使液晶顯示裝置顯示多色影像時，使用彩色濾光片 。例如，於可顯示多色影像的透射型或反射型液晶顯示裝 置中’一般使用含有紅、綠及藍色著龟層的彩色濾光片。 又，於可顯示多色影像的半透射型液晶顯示裝置中，一般 使用透射顯示用的紅、綠及藍色著色層、以及反射顯示用 的紅、綠及藍色著色層的彩色濾光片。 大多的液晶顯示裝置含有相位差層。例如，於電視受 像機的液晶顯示裝置中，爲了從任一方向觀察也能容易看 © 到影像，相位差層係與直線偏光薄膜組合使用。又，於反 射型或半透射型液晶顯示裝置中，爲了達成在太陽等的高 亮度光源下之高的視覺辨識性，使用含有作爲相位差層的 四分之一波長板或含有四分之一波長板與二分之一波長板 的吸收型圓偏光板。 然而，雖然紅、綠及藍的畫素之顯示色的波長範圍係 不同，但通常相位差層的相位差係面內均一。因此，對顯 示色爲不同的全部畫素，採用最適合的設計係困難。 又，液晶層及相位差層之各自的相位差係具有波長分 200941091 散。因此，採用液晶胞的相位差被相位差層所充分補償的 設計於顯示某一色的畫素中時，在顯示其它色的畫素中， 液晶胞的相位差係有未被相位差層所充分補償能的可能性 〇 再者，在綠的波長範圍之中心波長，例如約550nm， 使用組合能得四分之一波長（λ/4)的相位差之四分之一波長 板與直線偏光板當作圓偏光板時，假設，即使此四分之一 波長板的折射率異方向性（anisotropy)，即雙折射率Δη在 〇 .可見光範圍內的全部波長中大致相等，中心波長例如在約 4 5 Onm的藍之波長範圍中，也得到比λ/4還大的相位差。而 且，中心波長例如在約63 Onrn的紅之波長範圍中，係得到 比λ/4還小的相位差。因此，於對圓偏光板照射自然光的藍 色光及紅色光時，透過的光係不是圓偏光而成爲橢圓偏光 。實際地，於大多的光學材料中，由於雙折射率係在可見 光區域的短波長側，即藍的波長範圍中變大，而在長波長 側，即紅的波長範圍中變小，此問題常常變得更嚴重。 © 鑒於如此的問題點，例如特開2005 -249 1 9號公報及特 開2 006-85 1 3 0號公報中，提案作爲相位差層，含有厚度不 同的複數的區域，即相位差不同的複數的區域之固體化液 晶層。 具體地，特開2005-249 1 9號公報中記載形成由厚度互 相不同的紅、綠及藍色著色層所成的彩色濾光片層，在此 彩色濾光片層上形成固體化液晶層。此固體化液晶層係由 在彩色濾光片層上所形成的配向膜上塗佈含有光聚合性液 晶化合物的塗佈液，對塗膜照射紫外線而得。 •4- 200941091 若依照此方法’此等著色層因爲彩色濾光片層之 上所產生的凹凸構造，而在薄的著色層之位置得到較 在厚的著色層之位置得到較薄的固體化液晶層。即， 示色爲不同的畫素之間得到厚度不同的固體化液晶層 言之’得到含有相位差不同的的複數區域之固體化液 〇 特開2006-85130號公報中記載含有彩色濾光片層 體化液晶層的半透射型液晶顯示裝置。於此液晶顯示 〇 中’彩色濾光片層的各著色層係在畫素的透過部較厚 畫素的反射部較薄。即，於彩色濾光片層的表面設有 構造。、此固體化液晶層，係藉由在彩色濾光片層之設 凸構造的面上形成聚醯亞胺層、對聚醯亞胺層的全面 摩擦處理，然後在聚醯亞胺層上塗佈紫外線硬化性的 單體，對塗膜照射紫外線而得。或者，此固體化液晶 係藉由在彩色濾光片層之設有凹凸構造的面上塗佈液 合物，將塗膜的全體提供給光配向處理而得。如此所 © 固體化液晶層係在畫素的透過部較薄，在畫素的反射 厚。即，若依照此方法，則得到含有相位差不同的複 域之固體化液晶層。 然而，於特開2 00 5-2 4919號公報記載的技術中， 精密控制著色層間的厚度之差。同樣地’在特開2006-8 號公報記載的技術中’必彡頁精密控制在者色層的反射 厚度與在透過部的厚度之差。因此’於採用此等技術 彩色濾光片層的設計係受到限制’或彩色濾光片層的 難度係上升。而且’於此等技術中’在彩色濾光片層 表面 厚、 在顯 。換 晶層 與固 裝置 ，在 凹凸 有凹 施予 液晶 層， 晶聚 得之 部較 數區 必須 5 130 部之 時， 製造 的凹 200941091 凸面上形成固體化液晶層。因此，爲了在固體化液晶層的 各區域達成符合設計的膜厚，必須考慮塗佈液的流動性或 塗膜的收縮率等各式各樣的重要因素。 又，特表2008-505369號公報中提案具有周期不同的 局部雙折射之二軸性薄膜。此處所記載者爲短節膽固醇薄 膜，由於螺旋的變形，在負的C型構造中產生附加的面內 異方向性（Ληχ-y)。具體地，產生nx^ny/nz且nx及ny係 比nz還大的具有二軸性的負的C型之對稱性的折射率橢圓 〇 體，在圖面中亦有顯示。 有記載該薄膜例如係對材料照射直線偏光，較佳爲直 線偏光UV光，在材料的經選擇區域引起感光性化合物的 光反應，螺旋構造雖然照原樣，但是以雙折射通過螺旋而 局部不同的方式來製作》 【發明内容】 本發明之目的在於可容易製造含有面內相位差及厚度 方向相位差兩者爲不同的複數區域之相位差層。 ® 依照本發明的第1觀點，提供一種相位差板，其特徵 爲具備基板、與被前述基板所支持的由同一材料所成的連 續膜之具有2軸的光學異方向性的固體化液晶層，前述固 體化液晶層含有複數區域，前述複數區域係在前述基板上 排列，面內相位差與厚度方向相位差係互相不同。 依照本發明的第2觀點，提供一種液晶顯示裝置，其 特徵爲具備：互相相向的第1及第2基板；被前述第1及 第2基板之間所夾持的液晶層：被前述第1基板之與前述 第2基板相向的主面所支持，具有含第1至第3區域的2 200941091 軸之光學異方向性，前述第1至第3區域係在前述基板上 排列，面內相位差係在前述第1區域爲最小而且在前述第 3區域爲最大，Nz係數係在前述第1區域爲最大而且在前 述第3區域爲最小，由同一材料所成的作爲連續膜而形成 的固體化液晶層；及，在前述第1與第2基板之間的被前 述第1或第2基板所支持，與前述第1至第3區域分別相 向，含吸收光譜互相不同的第1至第3著色層的彩色濾光 片層。 ❹ 再者，Nz係數爲由（nx-nz)/(nx-ny)所計算之値，Πχ係 在固體化液晶層的各區域中面內成爲最大的折射率，〜係 在相同面內成爲最小的折射率，112係法線方向的折射率。 依照本發明的第3觀點，提供一種相位差板之製法， 其特徵爲包含在基板上形成固體化液晶層，前述固體化液 晶層的形成係具備：在前述基板上形成液晶材料層之步驟 ’該液晶材料層含有光聚合性或光交聯性的熱致 (thermotropic)液晶化合物與對掌（chiral)劑及二色性光聚 〇 合引 發劑’則述熱致液晶化合物的液晶元（mesogen)係形成 膽固醇配向構造；對於前述液晶材料層的至少2個區域， 進行不同曝光量的直線偏光照射及不同曝光量的非偏向並 行光照射，對熱致液晶化合物的至少一部分，以不同比例 及不同異方向性的程度使聚合或交聯而產生聚合或交聯生 成物之步驟；然後，將前述液晶材料層加熱到與前述熱致 液晶化合物從液晶相變化到等方向（is〇tr〇pic)相的相轉移 溫度相等的溫度以上’以改變在前述至少2個區域的未反 應之前述熱致液晶化合物的液晶元的配向狀態之步驟；及 200941091 ’維持著前述液晶元的配向狀態使前述未反應化合物聚合 及/或交聯之步驟。 依照本發明的第4觀點，提供一種相位差板之製法， 其特徵爲包含在基板上形成固體化液晶層，前述固體化液 晶層的形成係具備：在前述基板上形成液晶材料層之步驟 ’該液晶材料層含有光聚合性或光交聯性的熱致液晶化合 物、對掌劑及二色性光聚合引發劑，前述熱致液晶化合物 的液晶元係形成膽固醇配向構造；對於前述液晶材料層的 Ο 至少2個區域，照射不同橢圓率的橢圓偏光，對熱致液晶 化合物的至少一部分，以不同比例及不同異方向性的程度 使聚合或交聯而產生聚合或交聯生成物之步驟；然後，將 前述液晶材料層加熱到與前述熱致液晶化合物從液晶相變 化到等方向相的相轉移溫度相等的溫度以上，以改變在前 述至少2個區域的未反應之前述熱致液晶化合物的液晶元 的配向狀態之步驟；及，維持著前述液晶元的配向狀態使 前述未反應化合物聚合及/或交聯之步驟。 ® 依照本發明的第5觀點，提供一種相位差板，其特徵 爲具備基板 '及被前述基板所支持的由同一材料所成的連 續膜之具有2軸的光學異方向性的固體化液晶層，前述固 體化液晶層含有複數區域，前述複數區域係在前述基板上 排列，面內雙折射率與厚度方向的雙折射率係不同。 【實施方式】 實施發明的最佳形態 以下，對本發明的態樣，邊參照圖式邊詳細地說明。 再者，於發揮同樣或類似機能的構成要素中，在全部圖式 200941091 中係附有相同的參照符號，省略重複的說明。 第1圖係槪略地顯示與本發明的一態樣有關的相位差 板之斜視圖。第2圖係沿著第1圖中所示相位差板的II-II 線之截面圖。 第1圖及第2圖所示的相位差板10係含有基材110、 彩色濾光片層120及固體化液晶層130。 基材1 1 〇具有透光性。基材1 1 0例如是透明基板。 彩色濾光片層120係形成在基材110上。彩色濾光片 φ 層120的吸收光譜係互相不同，在基材110上含有相鄰的 複數著色層120a至120c。具體地，與透過著色層12 0b的 光比較下，透過著色層12 0a的光之波長係較短，與透過著 色層120c的光比較下，透過著色層120b的光之波長係較 短。 彩色濾光片層120之著色層120a至120c亦可更含有 吸收光譜不同的1個以上之著色層。此處，作爲一例，著 色層120a係藍色著色層，第2著色層120b係綠色著色層 〇 ，第3著色層120c係紅色著色層。 各著色層l2〇a至l2〇c具有在Y方向中延伸的帶狀。 著色層120a至120c係在與Y方向交叉的X方向中重複地 並排’而形成條帶排列。再者，X方向及Y方向係在基材 110之與彩色濾光片層120相向的面呈平行的方向。又， 後述的Z方向係對X方向及Y方向而言呈垂直的方向。 各著色層120a至120c亦可具有其它他形狀。例如， 各著色層120a至120c可具有矩形狀。於此情況下，著色 層120a至120c係可形成正方排列或三角形排列。 200941091 各著色層120a至120c，例如係由含有透明樹脂及在其 中分散的顏料之混合物所成。各著色層120a至120c係可 藉由形成含有顏料與顏料載體的著色組成物之圖案層，使 該圖案層硬化而得。於後說明著色組成物。 固體化液晶層130係相位差層，形成在彩色濾光片層 120上。固體化液晶層130係連續膜，被覆彩色濾光片層 120的一主面之全體。 固體化液晶層130與彩色濾光片層120係可互相接觸 0 ’也可互相不接觸。於後者的情況中，在固體化液晶層1 3 0 與彩色濾光片層120之間，亦可有配向膜的存在。 固體化液晶層130丨系在與其主面平行的方向中含有並 排的3個以上之區域。此等區域的至少2個係具有雙折射 性，相位差係互相不同。 具體地，固體化液晶層130含有區域130a至130c。區 域130a至130c係在與Z方向呈垂直的方向中相鄰。 區域130a至130c各自係與著色層120a至120c相向 ❹ 。區域130a至130c各自係具有與著色層120a至120c大 致相等的形狀。 區域130a至130c係使熱致液晶化合物或組成物聚合 及/或交聯而成。區域130a至130c的組成係互相相同。 典型地，區域130a至130c的厚度係互相相同。即， 典型地，固體化液晶層130具有均一的厚度。 區域130a、區域13〇b及130c之面內相位差及厚度方 向的相位差係互相不同。厚度方向的相位差Rth[nm]，於以 在面內成爲最大折射率當作ηχ’以面內成爲最小的折射率 -10- 200941091 當作ny，以法線方向的折射率當作nz，以膜的厚度當作 d(pm)時，係由以下所表示。
Rth = [(nx-ny)/2-nz]xdx 1000 如此的面內相位差及厚度方向之相位差的不同，係起 因於1個中的熱致液晶化合物之配向程度在每一區域的不 同，進行聚合或交聯而產生。例如，在熱致液晶的配向程 度高的區域中，面內相位差及厚度方向相位差變大。另一 方面，在配向程度低的區域中，面內相位差及厚度方向相 〇 位差變小。面內相位差及厚度方向相位差係對應於倂有本 發明的相位差板之液晶顯示裝置的光學設計所定的値，典 型地在前述各區域係差異5nm以上。於相位差的差異小於 5nm時，無法充分得到由於使相位差不同而提高顯示特性 〇 再者，面內相位差及厚度方向的相位差之差異，係起 因於熱致液晶化合物的配向程度隨著面內的方位而不同， 即在配向程度具有異方向性的狀態下聚合或交聯。於此情 Ο 況下，某一區域的Nz係數係變成與其它區域不同。 此處，「配向程度」係意味在面內方向的各相鄰區域 之液晶元MS的配向狀態。液晶元MS的配向狀態，係可在 該區域的全體中爲固定，也可沿著Z方向而變化。例如， 在某一區域中，可爲上面附近係配向更整齊的狀態，下面 附近係配向更混亂的狀態。於此情況下，「配向程度」表 示厚度方向的平均。 具體地，區域130a係面內雙折射率爲最大的一方，Nz 係數爲最小。區域1 30c係面內雙折射率爲最小的一方，Nz -11 - 200941091 係數爲最大。區域130b係面內雙折射率及Nz係數皆爲中 間。 各區域中的至少一個係可作爲面內相位差實質上成爲 零的光學1軸性之負的C板。於此情況下，：Nz係數係可說 是100以上。或者，各區域中的至少一個係可作爲ny與 nz相等的光學1軸性之正的A板，此情況的Nz係數爲1 。再者，於固體化液晶層130中，亦可有光學等方向性的 區域。 〇 各區域中的至少一個係可以面內中的折射率成爲最高 的軸之方向與其它區域不同。例如，於區域130a中可以面 內中的折射率成爲最高的軸當作X方向，於區域130b中可 以面內中的折射率成爲最高的軸當作Y方向。 如此地，區域130a至130c的配向程度及/或狀態係互 相不同。即，在本發明的相位差板10中各區域的相位差之 差異，因爲於主要係藉由雙折射率的差異所發生，故爲了 使區域130a至130c的相位差互相不同，不必要改變各區 © 域的厚度。視情況而定，亦可使用區域130a至130c的厚 度互相不同，但藉由使區域130a至130c的厚度互相相等 ，可容易地形成固體化液晶層130。 如上述地，由於可使用區域130a至130c的厚度互相 相等，故亦可將此固體化液晶層130當作連續膜而形成。 藉此，以更簡便的步驟來形成固體化液晶層130係可能。 再者，連續膜的固體化液晶層130，與隔離間隔形的 固體化液晶層130比較下，係不易發生從彩色濾光片層120 到相位差板1 〇之外部的物質移動。因此，例如於液晶顯示 -12- 200941091 裝置中使用含有連續膜的固體化液晶層130之相位差板10 時，可抑制雜質從彩色濾光片層120混入液晶層中。 如上述地，要使液晶元MS的配向程度或狀態改變， 使固體化液晶層130的面內相位差及厚度方向相位差隨著 區域而不同，可採用如以下的手法。作爲一例，可舉出使 用具有棒狀液晶元的液晶，成爲液晶元的長度方向在與Z 方向垂直的一方向之配向更混亂的膽固醇配向（配向混亂 的膽固醇配向）之方法。於此情況下，各區域130a至130c 〇 係對應於液晶元的配向程度及其異方向性（配向混亂的異 方向性），成爲展現面內相位差及厚度方向相位差的正的A 板與負的C板之複合體。 接著，說明此相位差板10的材料及製造方法之一例。 基材110典型地係玻璃板或樹脂板等的透光性基板。 作爲玻璃板的材料，例如可使用鈉石灰玻璃、低鹼硼矽酸 玻璃或無鹼鋁硼矽酸玻璃。作爲樹脂板的材料，例如可使 用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯甲酯或聚對酞酸乙二酯。 © 基材110可具有單層構造，也可具有多層構造。例如 ，於相位差板1〇爲液晶顯示裝置的一零件時，作爲基材 10’可使用形成有由銦錫氧化物及錫氧化物等的透明導電 體所成的透明電極之透光性基板。或者，作爲基材110, 可使用形成有畫素電路等的電路之透光性基板。 基材110亦可爲塑膠薄膜等的透光性薄膜或塑膠片等 的透光性片。 基材110亦可不具有透光性。例如，於相位差板10採 用不利用透射光而利用反射光的構成時，基材110亦可爲 -13- 200941091 遮光性。 於彩色濾光片層120的形成中，可以使用任何方法。 若依照一例，各著色層120a至120c係可藉由形成含有顏 料載體及分散在其中的顏料之著色組成物的膜，使此膜硬 化而得。 作爲著色組成物的顏料，可使用有機顏料及/或無機顏 料。著色組成物係可含有1種的有機或無機顏料，也可含 有複數種的有機顏料及/或無機顏料。 〇 顏料較佳爲顯色性高且耐熱性、尤其耐熱分解性髙， 通常使用有機顏料。以下，以色指數編號來表示可使用於 著色組成物的有機顏料之具體例。 > 作爲紅色著色組成物的有機顏料，例如可使用C.I.顏 料紅 7、1 4、4 1、4 8 : 2、4 8 : 3、4 8 : 4、8 1 :1、8 1:2、8 1 : 3、 81:4、 146' 168、 177、 178、 179、 184、 185、 187、 200、 202 、 208 、 210' 246 、 254 ' 255 ' 264 、 270 、 272 及 279 等 的紅 色 顏料 °作 爲 紅色 著色i 姐成 物的有: 機 顏料 ，亦 可 使 用 紅色 顏 料與 黃色 顏 料的 混合; 物。 作爲此 黃 色顏 料， 例 如 可 使用 C I.顔 料黃 1 、2、 3 ' 4 ' 5 、 6 ' 10 、 12、 13、 14 15 、16 > 17、 18 ' 24 _ ' 3 : 1 ' 32 、34 .、35、 3 5:1' 36、 36 丨：1 、 37、 3 7 :1 > 40、 42 、43 '53 ' 5 5 、6 0、| 6 1 、62 、63 \ ' 65 、 73、 7 4 ' 77 、8 1、 83 > 93、 94 ' 95、97 98、 100 ' 1 0 1 104、 1 06、 108 、1 09、 110、 113 、114、 1 15、 116 ' 1 17 、 118、 1 19、 120 、1 23、 126 > 127 、128、 1 29、 138 、1 47 、 150、 1 51、 152 ' 1 53 ' 154 ' 155 、156、 1 61、 162 ' 1 64 X 166 ' 1 67 ' 168 ' 1 69、 170、 17 1 >172' 1 73、 174 ' 1 75 -14- 200941091 、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193 、194、 199、 198、 213 Μ 214° 作爲綠色著色組成物的有機顏料，例如可使用C.I.顏 料綠7、10、36及37等的綠色顏料。作爲綠色著色組成物 的有機顔料，亦可使用綠色顏料與黃色顏料的混合物。作 爲此黃色顏料，例如可使用與紅色著色組成物中所例示的 同樣者。 作爲藍色著色組成物的有機顏料，例可使用C.I.顏料 0 藍 15、 15:1、 15:2、 15:3、 15:4、 15:6、 16、 22、 60 及 64 等的藍色顏料。作爲藍色著色組成物的有機顏料，亦可使 用藍色顏料與紫色顏料的混合物。作爲此紫色顏料，例如 可使用 C.I.顏料紫 1、19、23、27、29、30、32、37、40 、42 或 50 〇 作爲無機顏料，例如可使用黃色鉛、鋅黃、氧化鐵紅（ 紅色氧化鐵（III))、鎘紅、群青、紺青、氧化鉻綠及鈷綠等 的金屬氧化物粉、金屬硫化物粉或金屬粉。無機顏料，例 G 如爲了邊使彩度與明亮度平衡，邊達成良好的塗佈性、感 度及顯像性等，可與有機顏料組合使用。 著色組成物亦可更含有顏料以外的著色成分。例如， 著色組成物若能達成充分的耐熱性，亦可含有染料。於此 情況下，使用染料的調色係可能。 透明樹脂較佳爲在可見光範圍的400至700 nm之全波 長範圍中具有較佳80%以上、更佳95 %以上的透過率之樹 脂。作爲透明樹脂的材料，即顏料載體，例如可使用熱塑 性樹脂、熱硬化性樹脂及感光性樹脂等的透明樹脂、其前 -15- 200941091 驅物或此等的混合物。作爲顏料載體的透明樹脂，例如M 熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、感光性樹脂或含彼等之2個 以上的混合物。透明樹脂的前驅物，例如含有藉由輻射線 照射而硬化的單體及/或寡聚物。 於著色組成物中，相對於100質量份的顏料而言，例( 如使用30至700質量份、較佳60至450質量份之量的透 明樹脂。於使用透明樹脂與其前驅物的混合物當作顏料載 體時，在著色組成物中，相對於100質量份的顏料而言， 〇 例如使用20至400質量份、較佳50至250質量份之量的 透明樹脂。於此情況下，在著色組成物中，相對於〗00質 量份的顏料而言，例如使用10至300質量份、較佳1〇至 200質量份之量透明樹脂之前驅物。 作爲熱塑性樹脂，例如可使用縮丁醛樹脂、苯乙嫌-馬 來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚胺甲酸酯系樹脂 、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、 © 聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、 聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯或聚醯亞胺樹脂。 作爲熱硬化性樹脂，例如可使用環氧樹脂、苯并胍胺 樹脂、松香改性馬來酸樹脂、松香改性富馬酸樹脂、蜜胺 樹脂、尿素樹脂或酚樹脂。 作爲感光性樹脂，例如可使用使具有羥基、羧基及胺 基等的反應性取代基之線狀高分子，與具有異氰酸酯基、 酸基及環氧基等的反應性取代基之丙烯酸化合物、甲基丙 嫌酸化合物或肉桂酸反應，而在線狀高分子中導入有丙烯 -16- 200941091 醯基、甲基丙烯醯基及苯乙烯基等的光交聯性基之樹 又’亦可使用藉由具有丙烯酸羥烷基酯及甲基丙烯酸 基酯等之具有羥基的丙烯酸化合物或甲基丙烯酸化合 將苯乙烯-馬來酸酐共聚物及α-烯烴-馬來酸酐共聚物 含有酸酐的線狀高分子半酯化樹脂者。 作爲透明樹脂的前驅物之單體及/或寡聚物，例如 用丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2·羥乙酯、丙烯酸2-酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯 〇 己酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸 季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三 基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、 戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、丙 三環癸酯、甲基丙烯酸三環癸酯、蜜胺丙烯酸酯、蜜 基丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯及環氧甲基丙烯酸酯等的 酸酯及甲基丙烯酸酯；丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯 酸乙烯酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、Ν-羥甲基丙烯 © 、Ν-羥甲基甲基丙烯醯胺、丙烯腈、或含有彼等的2 上之混合物。 於藉由照射紫外線等的光而使著色組成物硬化時 著色組成物中例如添加光聚合引發劑。 作爲光聚合引發劑，例如可使用4-苯氧基二氯苯 、4·第三丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異 苯基）-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、 基_1[4-(甲硫基）苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮及2-苄基-2-二 胺基-1-(4-嗎啉基苯基）-丁 -1-酮等的苯乙酮系光聚合 脂。 羥烷 物， 等之 可使 羥丙 酸環 酯、 羥甲 二季 烯酸 胺甲 丙烯 、醋 醯胺 種以 ，在 乙酮 丙基 2·甲 甲基 引發 -17- 200941091 劑，本偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙 基酸及节基二甲基縮酮等的苯偶姻系光聚合引發劑；二苯 甲酮、苯甲醯基苯甲酸、苯甲醯基苯甲酸甲酯、4_苯基二 苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯氧化二苯甲酮及4_苯甲醯基 -4’-甲基二苯基硫化物等的二苯甲酮系光聚合引發劑；噻噸 酮、2-氯噻噸酮、2-甲硫基咕噸酮、異丙基噻噸酮及2,4_ 二異丙基噻噸嗣等的噻噸酮系光聚合引發劑；2,4,6_三氣 -8-二阱、2-苯基-4,6-雙（三氯甲基）_3_三讲、2-(對甲氧基苯 〇 基）-4,6-雙（二氯甲基）-s-三哄、2-(對甲苯基）-4,6-雙（三氯甲 基）-s-二哄、2-胡椒基-4,6-雙（三氯甲基）-s-三哄、2,4-雙（三 氯甲基）-6-苯乙烯基-s-三阱、2-(萘-1-甲醯基）-4,6-雙（三氯 甲基-s-三阱、2-(4-甲氧基-萘-1-甲醯基）_4,6-雙（三氯甲基 )-3-三畊、2,4-三氯甲基-(胡椒基）-6-三哄及2,4-三氯甲基 (4’-甲氧基苯乙烯基）_6_三阱等的三哄系光聚合引發劑；硼 酸酯系光聚合引發劑；咔唑系光聚合引發劑；咪唑系光聚 合引發劑；或含有彼等的2種以上之混合物。 © 於著色組成物中’相對於100重量份的顏料而言，例 如使用5至200質量份、較佳1〇至150質量份之量光聚合 引發劑。 與光聚合引發劑一起，亦可使用增感劑。 作爲增感劑，可使用α-醯氧基酯、醯基膦氧化物、甲 基苯基乙醛酸酯、苯偶醯、9,10 -菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌 、4,4’-二乙基間苯二甲醯基苯' 3,3，，4,4，_四（第三丁基-^ 過氧羰基）二苯甲酮及4，4’-二乙胺基二苯甲酮等的化合物 -18- 200941091 相對於100重量份的光聚合引發劑而言，例如可使用 0.1至60質量份之量的增感劑。 著色組成物亦可更含有多官能硫醇等的鏈轉移劑。 多官能硫醇係具有2個以上的硫醇基之化合物。作爲 多官能硫醇，例如可使用己二硫醇、癸二硫醇、1,4-丁二 醇雙硫代丙酸酯、1，4-丁二醇雙锍基乙酸酯、乙二醇雙锍 基乙酸酯、乙二醇雙硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三锍基乙 酸酯、三羥甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三（3-锍 〇 基丁酸酯）、季戊四醇四锍基乙酸酯、季戊四醇四硫代丙酸 酯、三锍基丙酸三（2-羥乙基）異氰尿酸酯、1，4-二甲基毓基 苯、2,4,6-三锍基-s-三畊、2-(N，N-二丁基胺基）-4,6-二锍基 -s-三畊、或含有彼等的2種以上之混合物》 於著色組成物中，相對於1 00重量份的顏料而言，例 如使用0·2至150質量份、較佳0.2至100質量份之量多官 能硫醇。 著色組成物亦可更含有溶劑。若使用溶劑，則可提高 © 顏料的分散性，因此可以在基材110上以乾燥膜厚例如成 爲0.2至5 μιη的方式塗佈著色組成物。 作爲溶劑，例如可使用環己酮、乙基溶纖劑醋酸酯、 丁基溶纖劑醋酸酯、1-甲氧基-2-丙基醋酸酯、二乙二醇二 甲基醚、乙苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙基溶纖劑、 甲基正戊基酮、丙二醇單甲基醚、甲苯、甲基乙基酮、醋 酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁基酮、石油系 溶劑、或含有彼等的2種以上之混合物。 於著色組成物中，相對於100重量份的顔料而言，例 -19- 200941091 如使用800至4000質量份、 的溶劑。 著色組成物例如係可藉 的上述光聚合引發劑一起在 輥磨機、二輥磨機、砂磨機 散裝置使微細分散而製造。 成物，係可藉由調製含有不 散體而製造》 〇 於使顏料分散在顏料載 樹脂型顏料分散劑、界面活 劑。分散助劑係提高顏料的 再凝聚。因此，於使用由用 體及有機溶劑中所成的著色 的彩色濾光片》 於著色組成物中，相對 如使用0.1至40質量份、較 〇 助劑。 樹脂型顏料分散劑係含 親和性部位、及與顏料載體 分散劑係吸附於顏料而安定 作爲樹脂型顏料分散劑 丙烯酸酯等的聚羧酸酯、不 胺鹽、聚羧酸部分胺鹽、聚 聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺 此等的改性物、由聚（低級1 較佳1000至2500質量份之量 由將1種以上的顏料與視需要 顏料載體及有機溶劑中，用三 、捏合機及立式硏磨機等的分 含有2種以上的顏料之著色組 同顏料的分散體，混合此等分 體及有機溶劑中之際，可使用 性劑及顏料衍生物等的分散助 分散性，抑制分散後的顏料之 分散助劑使顏料分散在顏料載 組成物時，可得到透明性優異 於100重量份的顔料而言，例 佳0.1至30質量份之量的分散 有具吸附於顏料的性質之顏料 有相溶性的部位。樹脂型顏料 顏料對顏料載體的分散性。 ，例如可使用聚胺甲酸酯、聚 飽和聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸 羧酸銨鹽、聚羧酸烷基胺鹽、 磷酸鹽及含羥基的聚羧酸酯、 ’申烷基亞胺）與具有游離羧基的 -20- 200941091 聚酯之反應所形成的醯胺及其鹽等的油性分散劑；丙嫌酸-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯酸-丙烯 酸酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙 烯-馬來酸共聚物、聚乙烯醇及聚乙烯吡咯啶酮等的水溶性 樹脂或水溶性高分子化合物；聚酯類、變性聚丙烯酸酯類 、環氧乙烷/環氧丙烷加成化合物、磷酸酯類、或含有彼等 的2種以上之混合物。 ® 作爲界面活性劑’例如可使用聚氧化乙烯烷基醚硫酸 鹽、十二基苯磺酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物的鹼鹽、烷基 萘磺酸鈉、烷基二苯基醚二磺酸鈉、月桂基辦酸單乙醇胺 、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸銨、硬脂酸單乙醇胺 、硬脂酸鈉、月桂基硫酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物的單乙 醇胺及聚氧化乙烯烷基醚磷酸酯等的陰離子性界面活性劑 ;聚氧化乙烯油基醚、聚氧化乙烯月桂基醚、聚氧化乙烯 壬基苯基醚、聚氧化乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧化乙烯山梨 © 糖醇酐單硬脂酸酯及聚乙二醇單月桂酸酯等的非離子性界 面活性劑；烷基4級銨鹽及彼此的環氧乙烷加成物等的陽 離子性界面活性劑：烷基二甲基胺基醋酸甜菜鹼等的烷基 甜菜鹼及烷基咪唑啉等的兩性界面活性劑；或含有彼等的 2種以上之混合物。 色素衍生物係在有機色素中導入有取代基的化合物。 色素衍生物較佳爲與所使用的顏料之色相接近者，但若添 加量少的話，則色相不同亦可。用語「有機色素」除了一 般稱爲色素的化合物，亦包括一般不稱爲色素的萘系及蒽 -21 - 200941091 醌系化合物等之淡黃色的芳香族多環化合物。作爲色素衍 生物，例如可使用特開昭 63-305173號公報、特公昭 57-15620號公報、特公昭59-40172號公報、特公昭63-17102 號公報或特公平5-9469號公報中記載者。特別地，具有鹼 性基的色素衍生物之提高顔料的分散性效果大。著色組成 物可含有1種的色素衍生物，也可含有複數的色素衍生物 〇 於著色組成物中’爲了提高其黏度的經時安定性，可 〇 添加儲存安定劑。作爲儲存安定劑，例如可舉出苄基三甲 基氯化物、二乙基羥基胺等的4級銨氯化物、乳酸及草酸 等的有機酸、其有機酸的甲亭醚、第三丁基焦兒茶酚；四 乙基膦及四苯基膦等的有機膦、亞磷酸鹽、或含有彼等的 2種以上之混合物。 於著色組成物中，相對於100重量份的顏料之顏料而 言，例如可含有0.1至10質量份之量儲存安定劑。 於著色組成物中，爲了提高與基板的密接性，亦可含 ® 有矽烷偶合劑等的密接改良劑。 作爲矽烷偶合劑，例如可使用乙烯基三（Ρ-甲氧基乙氧 基）矽烷、乙烯基乙氧基矽烷及乙烯基三甲氧基矽烷等的乙 烯基矽烷類；γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等的丙 烯醯基矽烷類及甲基丙烯醯矽烷類；β-(3,4-環氧基環己基） 乙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基）甲基三甲氧基矽 烷、β-(3,4-環氧基環己基）乙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧 基環己基）甲基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧 基矽烷及縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等的環氧基矽 -22- 200941091 烷類；Ν-β (胺乙基）γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、Ν-β(胺乙基 )γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、Ν-β(胺乙基）γ-胺基丙基甲基二 乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ_胺基丙基三甲 氧基矽烷、Ν-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷及Ν-苯基-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷等的胺基矽烷類、γ-锍基丙基三甲 氧基矽烷及γ-锍基丙基三乙氧基矽烷等的硫代矽烷類；或 含有彼等的2種以上之混合物。 於著色組成物中，相對於100重量份的顏料之顏料而 〇 言，例如可含有0·01至100質量份之量的矽烷偶合劑。 . 著色組成物例如可以凹版平版用印刷墨、無水平版印 刷油墨、絲網印刷用油墨、噴墨印刷用油墨、或溶劑顯像 型或鹼顯像型著色光阻的形態來調製。著色光阻係在含有 熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂或感光性樹脂、單體、光聚合 引發劑、有機溶劑的組成物中分散有色素者。 相對於著色組成物的總固體成分1 〇〇質量份而言，例 如使用5至70質量份、較佳20至50質量份之量的顏料。 © 再者，著色組成物的其餘固體成分係幾乎爲顏料載體所含 有的樹脂黏結劑。 在使用著色組成物於成膜之前，較佳爲藉由離心分離 、燒結過濾器及薄膜過濾器等的精製裝置，由著色組成物 去除例如5μιη以上的粒子，較佳Ιμιη以上的粒子，更佳 0.5 μπι以上的粒子。 各著色層120a至120c例如可藉由印刷法來形成。若 藉由印刷法，則可進行著色組成物的印刷與乾燥，而形$ 各著色層120a至120c。因此，印刷法係低成本且量產性優 -23- 200941091 異。而且，隨著近年來印刷技術的發展，可進行具有高尺 寸精度及平滑度的微細圖案之印刷。 於利用印刷法時，以著色組成物不在印刷版上或膠氈 上發生乾燥及固化的方式，設計著色組成物的組成。又， 於印刷機中，使印刷機內的著色組成物之流動性成爲最合 適化係重要。因此，亦可在著色組成物中添加分散劑或耐 濕顏料，調整其黏度。 各著色層120a至120c亦可利用微影法來形成。若藉 〇 由微影法，與印刷法比較下，可以更高的精度來形成彩色 濾光片層120。 於此情況下，首先調製作溶劑顯像型或鹼顯像型著色 光阻的著色組成物，塗佈在基材110上。此塗佈係利用噴 塗、旋塗、縫塗及輥塗等的塗佈方法。此塗膜係以乾燥膜 厚成爲例如0.2至ΙΟμηι的方式來形成。 其次，使此塗膜乾燥。塗佈膜的乾燥例如係利用減壓 乾燥機、對流烘箱、IR烘箱或加熱板。塗膜的乾燥係可省 ❹略。 接著，透過光罩對塗膜照射紫外線。即，將塗膜供應 給圖案曝光。 然後’將塗膜浸漬於溶劑或鹼顯像液中，或對塗膜噴 灑顯像液。藉此，從塗膜去除可溶部，得到著色層120a當 作光阻圖案。 再者’藉由與此同樣的程序，依順序形成著色層120b 及120c。如以上地，得到彩色濾光片層12〇。再者，於此 方法中’爲了促進著色光阻的聚合，可施予熱處理。 -24- 200941091 於此微影步驟中，作爲鹼顯像液，例如可使用碳酸鈉 水溶液或氫氧化鈉水溶液。或者，作爲鹼顯像液，可使用 含有二甲基苯甲胺及三乙醇胺等的有機鹼之液。 於顯像液中，亦可添加消泡劑及界面活性劑等的添加 劑。顯像例如可利用噴淋顯像法、噴霧顯像法、浸漬顯像 法或淺坑顯像法。 爲了提高曝光感度，可以追加以下的處理。即，於使 著色光阻的第1塗膜乾燥後，在此第1塗膜之上，塗佈水 © 溶性或鹼水溶性樹脂，例如聚乙烯醇或水溶性丙烯酸樹脂 。而且，於使此第2塗膜乾燥後，進行上述的圖案曝光。 第2塗膜係防止第1塗膜的聚合被氧所阻礙。因此，可達 成更高的曝光感度。 彩色濾光片層120亦可藉由其它方法來形成。例如， 可利用噴墨法、電沈積法或轉印法來形成》於藉由噴墨法 來形成彩色濾光片層120時，例如，可預先在基材110上 形成遮光性離隔壁，朝由此遮光性離隔壁所區劃的區域， 〇 從噴嘴吐出油墨，而得到各著色層。於藉由電沈積法來形 成彩色濾光片層120時，預先在基材110上形成透明導電 膜，藉由著色組成物所成的膠體粒子之電泳動，而在透明 導電膜上堆積著色組成物，得到各著色層。於利用轉印法 時，在剝離性的轉印基片之表面上，預先形成彩色濾光片 層120，將此彩色濾光片層120從基片轉印到基材110上 〇 接著，說明固體化液晶層1 3 0的形成方法。 第3圖及第4圖係槪略地顯示固體化液晶層的形成方 -25- 200941091 法之一例的截面圖。 固體化液晶層130，例如係可藉由在彩色濾光片層120 上，形成含有光聚合性或光交聯性的熱致液晶材料之液晶 材料層130’，將此液晶材料層130’供應給圖案曝光或熱處 理。 液晶材料層130’，例如係可藉由彩色濾光片層12〇上 ，塗佈含有熱致液晶化合物、對掌劑及光聚合引發劑的塗 佈液，按照需要使塗膜乾燥而獲得。於液晶材料層130’中 φ ，熱致液晶化合物的液晶元係形成膽固醇配向構造。 此塗佈液除了含有前述成分，例如在含有此液晶化合 物的組成物不喪失液晶性的範圍內，可添加溶劑、熱聚合 引發劑、增感劑、鏈轉移劑、多官能單體及/或寡聚物、樹 脂、界面活性劑、儲存安定劑及密接改良劑等的成分。 作爲熱致液晶化合物，例如可使用烷基氰基聯苯、烷 氧基聯苯、院基聯二苯、苯基環己院、聯苯基環己院、苯 基雙環己烷、嘧啶、環己烷羧酸酯、鹵化氰基苯酚酯、烷 〇 基苯甲酸酯、烷基氰基二苯乙炔、二烷氧基二苯乙炔、烷 基烷氧基二苯乙炔、烷基環己基二苯乙炔、烷基雙環己烷 、環己基苯基乙炔、烷基環己基環己烯、烷基苯甲醛吖阱 、烯基苯甲醛吖畊、苯基萘、苯基四氫萘、苯基十氫萘、 此等衍生物、或彼此化合物的丙烯酸酯。 對掌劑係具有光學活性部位的低分子化合物，主要可 舉出分子量1500以下的化合物。對掌劑之使用目的爲對顯 示向列規則性的聚合性液晶材料所表現之正的一軸向列規 則性’誘發螺旋構造。只要能達成此目的即可，對掌劑的 -26- 200941091 種類係沒有特別的限定。於與顯示向列規則性聚合性液晶 材料之間，以溶液狀態或熔融狀態相溶，不損害該聚合性 液晶材料的液晶性，可誘發這裏所希望的螺旋構造之任意 化合物，係可被用作爲對掌劑。 由於用於使液晶誘發螺旋構造，對掌劑必須至少在分 子中具有某些對掌性。因此，作爲此處所用的對掌劑，例 如較佳爲具有1個或2個以上的不對稱碳之化合物、如對 掌胺或對掌亞颯等之在雜原子上具有不對稱點的化合物、 © 或異積烯烴（cumulene)或聯萘酚等之具有軸不對稱的具有 光學活性部位的化合物。具體地，可舉出市售的對掌向列 液晶（例如PaliocolorLC756(BASF公司製），對掌摻雜液晶 S-81 l(Merck 公司製）等）。 再者，本發明的固體化液晶層130，由於在可見光範 圍中要求高的透明度，故以液晶材料層130’的螺旋節距爲 短，選擇反射的波長爲40 Onm左右的方式之量來添加對掌 劑。對掌劑的具體添加量，亦隨著所用的熱致液晶化合物 ® 之種類或對掌劑的扭曲誘發力等而不同，例如相對於熱致 液晶化合物而言可成爲3〜5〇重量％。 作爲光聚合引發劑’使用二色性光聚合引發劑，例如 可舉出下述化學式所示的聯苯基環己烷衍生物。
作爲增感劑、鏈轉移劑、多官能單體及/或寡聚物、樹 -27- .200941091 脂、界面活性劑、儲存安定劑及密接改良劑，例 與著色組成物中所例示的同樣者。又，作爲此溶 亦可使用著色組成物中所例示的同樣者。 使用含有如上述的熱致液晶化合物、對掌劑 引發劑、及視需要的其它添加劑之塗佈液，形成 晶層130。雖然亦取決於對掌劑之螺旋構造的誘 若相對於熱致液晶化合物而言含有2重量份至30 右之量的對掌劑，則可得到其效果。又，相對於 〇 化合物及對掌劑的合計量而言，含有0.1重量份至 份之量的二色性光聚合引發劑。於二色性光聚合 量低於0.1重量份時，得不到充分的感光性，於 中變成無法得到所需要的聚合或交聯生成物。另 光聚合引發劑的量若以超過20重量份的大量含有 性變過高，於曝光步驟中變成無法使未反應化合^ 塗佈液的塗佈係可利用例如旋塗法，縫塗法 刷、網版印刷、平版印刷、反轉印刷及凹版印刷 ® 法，此等印刷法與平版方式的組合之方法，噴墨 塗法。 液晶材料層1 3 0 ’例如係形成作爲具有均一厚 膜。若依照上述方法，只要塗佈面充分平坦，可 材料層130’當作具有均一厚度的連續膜。 於塗佈液的塗佈之前，對彩色濾光片層12〇 亦施予摩擦等的配向處理。或者，於塗佈液的塗 亦可在彩色濾光片層120上，形成控制液晶化合 之配向膜。此配向膜例如係藉由在彩色濾光片層 如可使用 劑，例如 、光聚合 固定化液 發力，但 重量份左 熱致液晶 【20重量 引發劑之 曝光步驟 一方面， ，則感光 勿殘留。 ，凸版印 等的印刷 法，或桿 度的連續 形成液晶 的表面， 佈之前， 物的配向 1 2 0上形 -28- 200941091 成聚醯亞胺等的透明樹脂層，對此透明樹脂層施予摩擦等 的配向處理而得。此配向膜亦可利用光配向技術來形成。 於液晶材料層1 3 0 ’中，與熱致液晶化合物的液晶元一 起，二色性光聚合引發劑亦配向成爲膽固醇構造。因此， 藉由對液晶材料層1 3 0 ’進行非偏向照射及偏光照射，可以 所欲的比例及所欲的異方向性程度使聚合或交聯。熱致液 晶化合物的聚合或交聯係可爲不均一。 對於含有熱致液晶化合物、對掌劑及二色性光聚合引 0 發劑的液晶材料層130’，進行第1曝光步驟。即，如第3 圖所示地，對液晶材料層130’的複數區域進行圖案曝光。 圖案曝光光L1係由直線偏光與非偏向並行光的組合所構 •1 成，各自曝光量係在各區域不同。直線偏光及非偏向並行 光的任一者係可先行照射。又，對一部分的區域照射的光 L1係可僅爲任一方的光，完全沒有進行照射照的區域亦可 存在。 例如，於對應於液晶材料層130’中的區域130a之區域 ❹ 13 0a’，僅照射充分曝光量之非偏向並行光當作光L1。於對 應於液晶材料層130’中的的區域130b之區域130b’，照射 充分曝光量的直線偏光當作光L1，於對應於液晶材料層 130’中的區域130c之區域130c’，不進行任何照射。 於液晶材料層130’中，按照所照射的光L1之種類及 曝光量，液晶元形成的膽固醇配向狀態被固定化，使熱致 液晶化合物發生聚合或交聯。於熱致液晶化合物的聚合或 交聯生成物中，即使該液晶元基沒有喪失流動性，在其後 的步驟中也難以發生配向的變化。 -29- 200941091 例如，於僅被充分曝光量的非偏向並行光當作光Ll 所照射區域130a’中，液晶元的膽固醇配向狀態係大槪維持 著而固定化。液晶元基在膽固醇配向狀態的熱致液晶化合 物之聚合或交聯生成物之含有率係最高，未聚合及未交聯 的熱致液晶化合物之含有率係最小。 於僅被充分曝光量的直線偏光當作光L1所照射的區 域130b’中，在對應於偏光軸的面內之特定方位，其配向狀 態係大槪維持著而被固定化，另一方面，其它方位的配向 φ 狀態雖然未變化，但是不固定化而持續具有流動性。若與 區域130a’比較，配向狀態經固定化的熱致液晶化合物之聚 合及/或交聯生成物，由於液晶元基係偏向特定方位存在， 全體的未聚合或未交聯的熱致液晶化合物之含有率係變更 高。 第1曝光步驟所使用的光係紫外線、可見光線及紅外 線等的電磁波。代替電磁波，亦可使用電子線。可僅使用 彼等的1個光當作光L1，亦可使用彼等的2個以上當作光 ❹ L1。 如上述地若可使多相聚合或交聯，則第1曝光步驟亦 可以任何方法來進行。 例如，此曝光步驟可包括使用某一光罩的曝光及使用 與其不同遮光層圖案的光罩之曝光。例如，使用某一光罩 ’以最大曝光量的非偏向並行光當作光L1僅照射區域 130a’’使用另—光罩，以最大曝光量的直線偏光當作光L1 僅照射區域130b’。 或者，此曝光步驟可包括使用某一光罩的區域130a’ -30-
I 200941091 之曝光、及使用與其相同光罩的區域130b，之曝光。於此情 況下’例如使用某一光罩，最大曝光量的非偏向並行光當 作光L1來照射區域130a’。使用該光罩，以最大曝光量的 直線偏光當作光L1來照射區域130b。 或者，亦可不使用光罩，而使用電子束等的輻射線或 光束在液晶材料層130’上方掃描。 或者，也可以組合上述技術。於以任一方法來進行第 1曝光步驟時’在如此的第1曝光步驟中，液晶材料層130, 〇 中的熱致液晶化合物之配向狀態係不發生顯著的變化。於 第1曝光步驟中，形成液晶材料層130’中的熱致液晶化合 物之聚合程度或聚合的異方向性程度，可以說是形成「潛 像」。 於完成第1曝光步驟後，進行第1熱步驟。即，於與 熱致液晶化合物從液晶相變化到等方向相的相轉移溫度相 等的溫度以上’加熱液晶材料層130’。於此等第1熱步驟 中’前述第1曝光步驟所形成的「潛像」係當作液晶元的 Ο 配向狀態的變化來表現》 具體地，如以下所示。未反應化合物的熱致液晶化合 物之液晶元部位係未被固定。因此，若將液晶材料層130’ 加熱到相轉移溫度以上，則未反應化合物的液晶元之配向 係降低。例如’未反應化合物的液晶元係從液晶相變化到 等方向相。另一方面，於熱致液晶化合物的聚合或交聯生 成物中，液晶元係被固定。 因此，如第4圖所示地，於僅經充分曝光量的非偏向 並行光當作L1所照射的區域130a’中，液晶元MS的配向 -31 - 200941091 狀態經由此熱處理係幾乎沒有變化，成爲保持膽固 而固定化著的狀態，得到負的C板。 於經充分曝光量的直線偏光當作光L1所照射 13 Ob’中，液晶元MS的配向係在對應於偏向軸的面 定方位被固定著，另一方面，其它方位係混亂。結 示正的A板與負的C板所複合的2軸性，成爲具有 位差與厚度方向相位差兩者》於完成沒有照射而有 區域130c’中，熱處理導致液晶元MS的配向構造消 φ 圖所示地，於區域130c’中，液晶元MS的膽固醇配 乎完全混乱而成爲等方向相。 於變更直線偏光的曝光量、非偏向並行光的曝 或直線偏光與非偏向並行光的曝光量之比率等進行 光步驟後，進行第1熱步驟，而可任意地控制液晶 130’的複數區域之各自的液晶元MS之配向狀態。參 圖及第6圖，說明其一例。 第 5圖中顯示具有區域130a’至130Γ的液晶 Ο 130’。如上述地，對區域130a’至130c’照射不同的 對區域130d’至130Γ亦照射不同的光L1。 對區域130c’不照射光L1，對區域130a’照射充 量的非偏向並行光當作光L卜對區域130d’照射的3 比此區域130a’較少的曝光量之非偏向並行光。 對區域130b’照射充分曝光量的直線偏光當作: 對區域130e’照射比區域130b’較少的曝光量之直線 作光L1。再者，區域130Γ照射比區域130a’較少的 之非偏向並行光及比區域130b’較少的曝光量之直 醇配向 的區域 內之特 果，顯 面內相 加熱的 失。如 向係幾 光量、 第1曝 材料層 〖照第5 材料層 光L1， 分曝光 L1係 光L1 » 偏光當 曝光量 線偏光 -32- 200941091 當作光L 1。 再者，非偏向並行光的充分曝光量，係指實質上熱致 液晶化合物的大多數被聚合或交聯的曝光，即使超過此曝 光量來照射光，於後續的第1熱處理步驟中在配向狀態也 看不到差異。直線偏光的充分曝光量，係指熱致液晶化合 物的聚合或交聯的異方向性成爲最高的曝光量，原理上， 於直線偏光的消光比爲無限大時，即使超過該曝光量來照 射光，在後續的第1熱處理步驟中於配向狀態也看不到差 ❿ 異。 一般地，直線偏光的消光比係有限，若超過充分曝光 量繼續照射光，則面內相位差會漸漸降低。於此曝光量區 域中，無法控制厚度方向相位差。於本發明中，由於必須 使面內相位差與厚度方向相位差丙者不同，故不使用如此 的曝光量範圍。 充分曝光量的具體値，由於係隨著熱致液晶化合物的 種類、（二色性）光聚合引發劑的種類和量、其它他添加劑 Ο 的有無及種類和量、所照射的光之種類及強度等而大不相 同，故無法一槪地陳述，但典型地充分曝光量爲200mJ/cm2 〜1000mJ/cm2左右。例如，於使用20mW/cm2的光束時， 以大約1 〇秒〜5 0秒的照射進行充分曝光。 若不滿足前述充分曝光量，雖然是不充分曝光量，但 光所致的配向之固定化程度係未必與曝光量成比例。常常 以少的曝光量來進行相當程度的固定化，例如即使曝光量 爲充分曝光量的一半’也能達成一半以上的固定化。爲了 相對於充分曝光量的區域而言得到有意義的差，有希望比 -33- 200941091 此頗較小的値之情況。具體地，不充分曝光量爲2mJ/cm2 〜180mJ/cm2左右，例如於使用20mW/cm2的光束時，照射 時間若大約〇. 1秒〜9秒，則成爲不十分曝光。 第6圖中顯示於照射各自的光L1而完成第1曝光步驟 後，進行如上述的第1熱步驟之結果。 於經不充分的非偏向並行光當作光L1所照射的區域 130d’中，起因於其曝光量少 > 殘留的未硬化成分之配向係 混亂，成爲低配向狀態。藉由照射非偏向並行光，雖然得 〇 到負的C板，但厚度方向相位差係變得比區域1 3 0a小。 於經不充分的直線偏光當作光L1所照射的區域130e’ 中，與區域130b’同樣地顯示由正的A板與負的C板所複 合成的2軸性。若與區域130b’比較，則在區域130e’中， 面內相位差及厚度方向相位差皆變小，但Nz係數係大致同 等。 於以不充分曝光量的直線偏光及不充分曝光量之非偏 向並行光當作光L1所照射的區域13 Of’中，配向性質係隨 〇 著直線偏光曝光量與非偏向並行光曝光量的比率以及總曝 光量而變化。具體地，表現區域130a’所得之配向性質及區 域130b’所得之配向性質，顯示由A板與負的C板所複合 的2軸性。但是，Nz係數係變成比區域130b’大。 如此的曝光步驟係可藉由如上述的方法來進行。於第 1曝光步驟中使用半色調光罩時，亦可能按照所欲來控制 對各自區域所照射的直線偏光及非偏向並行光之曝光量。 半色調光罩係在對應於指定區域的部分設置遮光層，在對 應於區域的部分設置半透射層。代替半色調光罩，亦可使 -34- 200941091 用灰色調光罩或波長限制光罩。灰色調光罩，除了省略半 透射層，在遮光層具有曝光機的解像度以下的寬度之複數 的縫以外，具有與半色調光罩同樣的構造。波長限制光罩 包含光的透過波長範圍不同的複數部分。 再者，如關於區域1 3 Of ’的說明，藉由適當地選擇直線 偏光曝光量與非偏向並行光曝光量的比率及總曝光量，可 得到所欲的2軸性。即，可任意設定Nz係數。不僅直線偏 光與非偏向並行光的組合，於照射橢圓率不同的橢圓偏光 φ 時，亦得到同樣的效果。例如，於照射橢圓率爲2的橢圓 偏光時，係大致相當於直線偏光曝光量與非偏向並行光曝 光量相等的情況，於照射橢圓率大於2的橢圓偏光時，係 相當於直線偏光曝光量大於非偏向並行曝光量的情況。 此處，於照射直線偏光或橢圓偏光的步驟中，對於至 少一個區域，亦可能以偏光軸的方位角與其它區域不同的 方式進行照射。若成爲如此，則在後續的第1熱處理步驟 中，該區域的面內方向之折射率成爲最高的軸，係對應於 Ο 先前的直線偏光/橢圓偏光之軸的方位角，在與其它區域不 同的方向中表現。 於如第4圖地在各區域達成不同的配向狀態後，對未 反應化合物的液晶元維持著配向狀態，使未反應化合物聚 合及/或交聯。例如，進行第7圖所示的第2曝光步驟。即 ，在比熱致液晶化合物從等方向相變化到液晶相的相轉移 溫度還高的溫度，維持著液晶材料層130’，對液晶材料層 130’的全體照射光L2。 於液晶材料層130’中，未反應化合物的幾乎全部係被 -35- 200941091 充分曝光量的光L2所照射，而發生聚合及/或交聯反應。 藉此，發生未反應化合物的聚合或交聯，而將已改變配向 狀態的液晶元固定化。如以上地，得到固體化液晶層1 3 〇 〇 再者，某些液晶化合物之從等方向相變化到液晶相的 第1相轉移溫度，係低於從液晶相變化到等方向相的第2 相轉移溫度。因此，於特定的情況下，第2曝光步驟中的 液晶材料層130’之溫度亦可低於第1熱處理步驟的加熱溫 〇 度。但是，通常從簡便性的觀點來看，第2曝光步驟中的 液晶材料層1 3 0 ’之溫度係爲第1相轉移溫度以上。 作爲所照射的光L2，亦可使用偏光，但通常從簡便性 的觀點來看，使用非偏向的光。 於第2曝光步驟中，在液晶材料層130’的全體中，曝 光量亦可相等。於此情況下，不需要使用設有微細圖案的 光罩。因此，可將步驟簡單化。 未反應化合物的聚合及/或交聯亦可藉由其它方法來 進行。 例如’於藉由將未反應化合物即熱致液晶化合物加熱 到比第1相轉程溫度還高的聚合及/或交聯溫度而聚合及/ 或交聯的材料之情況，代替第2曝光步驟，亦可進行第2 熱處理步驟。具體地，代替第2曝光步驟，將液晶材料層 1 3 0 ’加熱到聚合及/或交聯溫度以上，以使未反應化合物聚 合及/或交聯。藉此，得到固體化液晶層130。再者，第i 熱處理的加熱溫度’例如爲第i相轉移溫度以上且低於聚 合及/或交聯溫度未満。 -36- 200941091 或者，於第1熱處理步驟之後，亦可依順序進行第2 熱處理步驟及第2曝光步驟。或者，於第1熱處理步驟之 後，亦可依順序進行第2曝光步驟及第2熱處理步驟。再 者，於第1熱處理步驟之後，亦可依順序進行第2熱處理 步驟、第2曝光步驟及第2熱處理步驟。如此地，若組合 第2曝光步驟與第2熱處理步驟，則可更確實地進行未反 應化合物的聚合及/或交聯。因此，可得到更堅固的固體化 液晶層1 30。 φ 於藉由加熱到某一溫度而使未反應化合物聚合及/或 交聯的材料之情況，第1熱處理的加熱溫度亦可其聚合及/ 或交聯的溫度以上。 > 如參照第3圖及第4圖所說明地，本發明的相位差板 係可沒有濕步驟而製造。濕步驟，尤其在精密管理顯像的 條件係困難，此等條件對於最終製品的光學特性有極大影 響。因此，若藉由含有濕步驟的方法，則容易發生光學特 性與目標値的偏差。 ® 相對於此，於本發明的方法中，在第1曝光步驟及其 以後，不進行濕步驟。因此，可防止濕步驟所造成的折射 率異方向性與目標値的偏差。 再者’折射率異方向性與第1曝光步驟的曝光量，係 未必成比例關係，材料及曝光量在一定條件之下，折射率 異方向性的再現性係高。因此，容易找出用於達成某一折 射率異方向性的必要條件，例如曝光量，而且亦容易進行 安定的製造。 邊參照第1圖至第4圖及第7圖邊說明的相位差板10 -37- 200941091 ，即面板基板，係可能有各式各樣的變形。 於此相位差板10中，固體化液晶層130包含折射率 方向性互相不同的區域130a至130c。固體化液晶層1 亦可更含有與區域130a至130c之折射率異方向性不同的 個以上的區域。例如，於半透射型液晶顯示裝置中，紅 綠及藍色的各畫素含有透射部及反射部。於透射部與反 部中，必須採用不同的光學的設計。因此，於固體化液 層130之中，對應於紅、綠及藍色畫素的各部分，亦可 0 有折射率異方向性互相不同的2個以上之區域。 亦可在相位差板10中省略彩色濾光片層120。例如 於液晶顯示裝置中，其一側基板可含有彩色濾光片層與 ·> 位差層兩者。或者，亦可爲液晶顯示裝置的一側基板含 彩色濾光片層，另一側基板含有相位差層。於後者的情 中，相位差板10未必要含有彩色濾光片層120。但是， 相位差板10含有彩色濾光片層120與固體化液晶層130 者的情況，在貼合之際，未必要將彩色濾光片層120與 © 體化液晶層1 3 0定位。 固體化液晶層130亦可存在於基材11〇與彩色濾光 層120之間。 第8圖係槪略地顯示與一變形例有關的相位差板之 面圖。此相位差板10，除了固體化液晶層130係存在於 材110與彩色濾光片層120之間以外，係與邊參照第1 至第4圖邊說明的相位差板1 0同樣。 於採用此構造的情況，例如在含有相位差板10的液 顯示裝置中，固體化液晶層130係不能抑制雜質從彩色 異 30 射 晶 含 相 有 況 於 兩 固 片 截 基 圖 晶 濾 -38- 200941091 光片層120混入液晶層中。然而，於採用此構造時，在用 於形成固體化液晶層130的曝光步驟及熱處理步驟中’彩 色濾光片層120係不暴露。因此，採用此構造的情況’與 採用第1圖及第2圖所示的構造的情況比較下’不易發生 由於上述曝光步驟及熱處理步驟所致的彩色濾光片層120 之劣化。 又，於採用此構造時，可在固體化液晶層13〇上形成 彩色濾光片層120。典型地，固體化液晶層130的表面係 φ 大致平坦。因此，採用此構造的情況，與在設有凹凸構造 的表面上形成彩色濾光片層120的情況比較下，可更容易 得到具有符合設計的性能之彩色濾光片層120。 固體化液晶層130典型地係厚度均一。然而，於特定 的情況下，固體化液晶層130的區域130a至130c亦可爲 互相不同。 上述相位差板1 0係可利用於各式各樣的用途。例如， 相位差板1 0係可利用液晶顯示技術所代表的顯示技術中。 Ο 第9圖係槪略地顯示使用第1圖及第2圖所示的相位 差板所可製造的液晶顯示裝置之一例。 第9圖所示的液晶顯示裝置係採用主動矩陣驅動方式 的透射型液晶顯示裝置。此液晶顯示裝置含有彩色濾光片 基板10’、陣列基板20、液晶層30、一對偏光板40及未圖 示的背光。 彩色濾光片基板10’含有上述相位差板10、對置電極 1 50及配向膜1 60。 對置電極150係形成在固體化液晶層13〇上，於顯示 -39- 200941091 區域的全體中擴展的連續膜。對置電極150例如係由上述 透明導電體所成。 配向膜160係被覆對置電極150。配向膜160例如可 藉由在對置電極150上形成聚醯亞胺等的透明樹脂層，對 此透明樹脂層施予摩擦等的配向處理而得。此配向膜160 亦可利用光配向技術來形成。 陣列基板20含有與配向膜160相向的基板210。基板 210係玻璃板或樹脂板等的透光性基板。 0 於基板210之與配向膜160的相對面上，形成有畫素 電路（未圖示）掃描線（未圖示）、信號線（未圖示）及畫素電極 250。畫素電路係各自含有薄膜電晶體等的開關元件，於基 板210上排列成矩陣狀。掃描線係對應於畫素電路的行而 排列著。各畫素電路的動作係藉由從掃描線所供給的掃描 信號來控制。信號線係對應於畫素電路的列而排列著。各 畫素電極250係經由畫素電路而連接於信號線。各畫素電 極2 5 0係與著色層120a至120c的任一個相向。 Q 畫素電極250係被配向膜260所被覆。配向膜2 60例 如可藉由在畫素電極250上形成聚醯亞胺等的透明樹脂層 ，對此透明樹脂層施予摩擦等的配向處理而得。此配向膜 260亦可利用光配向技術來形成。 彩色濾光片基板10’與陣列基板20係經由框形狀的黏 著劑層（未圖示）所貼合。彩色濾光片基板10’與陣列基板20 及黏著劑層係形成中空構造。 液晶層30係由液晶化合物或液晶組成物所成。此液晶 化合物或液晶組成物具有流動性，塡滿彩色濾光片基板10’ -40- 200941091 與陣列基板20及黏著劑層所圍繞的空間。彩色爐光片基板 10，、陣列基板20、黏著劑層及液晶層30係形成液晶胞。 偏光板40係黏貼在液晶胞的兩主面°偏光板40例如 係以彼等的透過軸成正交的方式作配置。 於此液晶顯示裝置中，固體化液晶層130的區域130a 至130c之厚度係大致相等’折射率異方向性係不同。於是 ，將130a至130c的折射率異方向性最合適化，因此對紅 、綠及藍各自可達成理想的光學補償。 0 如上述地，相位差板1 0係可利用在採用主動矩陣驅動 方式的透射型液晶顯示裝置中。此相位差板10亦可被其它 顯示裝置所利用。 例如，相位差板1 〇亦可利用於半透射型液晶顯示裝置 或反射型液晶顯示裝置中。又，於液晶顯示裝置中，也可 採用被動矩陣驅動方式等之主動矩陣驅動方式以外的驅動 方式。或者，相位差板10亦可利用於有機電致發光顯示裝 置等之液晶顯示裝置以外的顯示裝置中。 © 其它利益及變形係熟習該項技術所容易了解。故，本 發明在更寬廣的方面中，應不限定此處所記載的特定記載 或代表的態樣。因此，在與所附的申請專利範圍及其等價 物所規定的本發明的總括槪念之真正意思或範圍不脫離的 範圍內’可能有各式各樣的變形。 【圖式簡單說明】 第1圖係槪略地顯示與本發明的一態樣有關的相位差 板之斜視圖。 第2圖係沿著第i圖中所示相位差板的π_π線之截面 -41 - 200941091 圖。 第3圖係槪略地顯示固體化液晶層的形成方法的一例 之截面圖。 第4圖係槪略地顯示固體化液晶層的形成方法的一例 之截面圖。 第5圖係槪略地顯示固體化液晶層的形成方法的另一 例之截面圖。 第6圖係槪略地顯示固體化液晶層的形成方法之又一 〇 例的截面圖。 第7圖係槪略地顯示第4圖的後續步驟之截面圖。 第8圖係槪略地顯示與一變形例有關的相位差板之截 面圖。 第9圖係槪略地顯示使用第1圖及第2圖中所示的相 位差板可製造的液晶顯示裝置的一例之截面圖。 【主要元件符號說明】 10 相位差板 1 05 彩色濾光片基板 20 陣列基板 30 液晶層 40 偏光板 110 基材 120 彩色濾光片層 120a〜120f 著色層 130 固體化液晶層 1 305 液晶材料層 -42- 200941091
130a〜130f 區域 1 30a5 ~ 130f 區域 150 對置電極 160 配向膜 2 10 基板 25 0 畫素電極 260 配向膜 MS 液晶元 LI、L2 光