TW200949320A - Polarizing plate, producing process thereof and liquid crystal device - Google Patents

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TW200949320A
TW200949320A TW098110358A TW98110358A TW200949320A TW 200949320 A TW200949320 A TW 200949320A TW 098110358 A TW098110358 A TW 098110358A TW 98110358 A TW98110358 A TW 98110358A TW 200949320 A TW200949320 A TW 200949320A
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regions
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TW098110358A
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Sosuke Akao
Godai Fukunaga
Takao Taguchi
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Toppan Printing Co Ltd
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Description

.200949320 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種能夠用於例如液晶顯示裝置等之顯 示裝置的光學技術。 【先前技術】 液晶顯示裝置係具有薄型、輕量與低消耗電力等之特 徵。因此,近年來正急速增加於可攜式機器與電視螢幕等 固定式機器之利用。 〇 使多色影像顯示於液晶顯示裝置之情形,使用彩色濾 光片。例如,於可能顯示多色影像之穿透型或反射型液晶 顯示裝置中,一般而言,使用含有紅、綠與藍色著色層之 彩色濾光片。另外,於可能顯示多色影像之半穿透型液晶 顯示裝置中,一般而言,使用含有穿透顯示用之紅、綠與 藍色著色層、及反射顯示用之紅、綠與藍色著色層的彩色 濾光片。 許多之液晶顯示裝置係含有相位差層。例如,電視螢 〇 幕的液晶顯示裝置之情形,即使從任何方向觀察,皆顯示 容易觀察之影像的方式,來使相位差層與直線偏光薄膜組 合後而使用。另外,反射型或半穿透型液晶顯示裝置之情 形,於太陽等之高亮度光源下,爲了達成高的辨識性,相 位差層係使用含有四分之一波長板、或是含有四分之一波 長板與二分之一波長板的吸收型圓偏光板。 然而,紅、綠與藍之像素係不管顯示色之波長區域不 同,通常相位差層之光學特性係在面內均一的。因此,採 用最適合於顯示色不同的所有像素之設計係困難的。 -4- 200949320 另外,液晶層與相位差層之各個相位差係具有波長分 散。因此,液晶胞之相位差係將根據相位差層所充分補償 之設計採用顯示某色的像素之情形,顯示其他色的像素之 情形,液晶胞之相位差具有根據相位差層而未被充分補償 之可能性。 再者另外,在組合綠色波長區域的中心波長、例如在 約5 50nm能得到四分之一波長(λ /4)相位差的四分之一 波長板與直線偏光板作爲圓偏光板而使用之情形中,假設 © 針對可見光區域內之所有波長,即將此四分之一波長板的 折射率異方向性,亦即雙折射率Δη設成約略相等,在中 心波長例如約45Onm之藍色波長區域中,也可以得到較 λ /4爲大之相位差。而且,在中心波長例如約63 Orim之紅 色波長區域中,可以得到較λ /4爲小之相位差。因此,於 圓偏光板照射作爲自然光的藍色光與紅色光之情形,穿透 光並非圓偏光而是成爲橢圓偏光。實際上,於許多光學材 料中,由於在可見光區域之短波長側,亦即在藍色波長區 〇 域,雙折射率將變大:在長波長側,亦即在紅色波長區域, 雙折射率將變小,此問題經常變得更爲嚴重。 有鑑於如此之問題點,例如於日本專利特開 2 00 5-24 919號公報、特開20 06-85130號公報中提案一種相 位差層,含有厚度不同的複數個區域、亦即含有相位差不 同的複數個區域之固體化液晶層。 具體而言,於日本專利特開2005-249 1 9號公報中揭 示:形成由厚度相互不同的紅、綠與藍色著色層而成之彩 色濾光片層,在此彩色濾光片層上形成固體化液晶層。此 200949320 固體化液晶層係藉由將含有光聚合性液晶化合物之塗布液 塗布於彩色濾光片層上所形成之配向膜上,將紫外線照射 於塗膜後而可以得到。 若根據此方法,可以得到一種固體化液晶層,其係起 因於使此等著色層生成於彩色濾光片層表面的凹凸構造, 在薄的著色層之位置將更厚,在厚的著色層之位置將更 薄。亦即,可以得到在顯示色不同的像素間,厚度不同的 固體化液晶層。換言之,可以得到含有相位差不同之複數 Ο 個區域的固體化液晶層》 於日本專利特開2006-85 1 30號公報中,揭示一種含有 彩色濾光片層與固體化液晶層之半穿透型液晶顯示裝置。 於此液晶顯示裝置中,彩色濾光片層之各著色層係在像素 之穿透部較厚,在像素之反射部較薄。亦即,在彩色濾光 片層之表面設置有凹凸構造。此固體化液晶層係在設置有 彩色濾光片層之凹凸構造的表面上形成聚醯亞胺層,在聚 醯亞胺層之整面實施平磨處理,之後,藉由將紫外線硬化 〇 性之液晶單體塗布於聚醯亞胺層上,並將紫外線照射於塗 膜後而可以得到。或者,此固體化液晶層係藉由將液晶聚 合物塗布於設置有彩色濾光片層之凹凸構造的表面上,將 整個塗膜供予光配向處理後而可以得到。進行如此方式所 得之固體化液晶層係在像素之穿透部較薄,在像素之反射 部較厚。亦即,若根據此方法,可以得到含有相位差不同 的複數個區域之固體化液晶層。 然而,於日本專利特開2005-249 1 9號公報所揭示之技 術中,具有嚴密控制著色層間之厚度差的必要。同樣地, 200949320 於日本專利特開2006-85130號公報所揭示之技術中,具有 嚴密控制著色層的反射部中之厚度與穿透部中之厚度差異 的必要。因此,採用此等技術之情形,彩色濾光片層之設 計將受到限制,或是彩色濾光片層製造之難度將升高。而 且,於此等技術中,在彩色濾光片層之凹凸面上形成固體 化液晶層。因此,在固體化液晶層之各區域上,爲了達成 依照設計之膜厚’必須考量塗布液的流動性或塗膜的收縮 率等之各種要因。 〇 另外,例如於日本特表2008-505 3 69號公報中,提案一 種雙軸性薄膜,其係具有周期性不同的局部雙折射。於此 所揭示之薄膜係短間距之膽固醇型薄膜,由於螺旋歪斜, 於負的C型構造中,加成性面內異方向性(△ n )將產生。 具體而目’在圖面上顯不產生nx#ny?inz,且η*及ny較ιΐζ爲 大’具有雙軸性負的C型對稱性之折射率橢圓體。 揭示如此之薄膜係利用例如直線偏光之光,較佳爲利 用直線偏光之UV光以照射材料,在材料所選擇的區域, ® 誘導感光性化合物之光反應’雖然螺旋構造依然相同,雙 折射係透過螺旋而成'爲局部不同的方式所製作。 【發明内容】 發明所欲解決之技術問題 本發明之目的係在於能夠容易製造一種相位差層及具 有該相位差層之相位差板,其係含有面內相位差與厚度方 向相位差二者不同的複數個區域。 解決問題之技術手段 若根據本發明之第1方面,提供一種相位差板,其係 200949320 具備:光穿透性之平面體、與作成被該平面體所支撐而作 爲由同一材料而成之連續膜所形成的固體化液晶層;該相 位差板之特徵在於:該固體化液晶層係包含厚度方向之折 射率爲最低的複數個區域;該複數個區域係配列於該平面 體上,面內相位差與厚度方向相位差係分別起因於液晶原 的配向紊亂者之程度及紊亂者之異方向性而異。 若根據本發明之第2方面,提供一種液晶顯示裝置, 其係使用上述之相位差板而成。 若根據本發明之第3方面,提供一種相位差板之製造 方法,其特徵係具備:形成液晶材料層之成膜步驟,包含 在光穿透性之平面體上形成固體化液晶層,該固體化液晶 層之形成係在該平面體上含有光聚合性或光交聯性之向熱 性液晶化合物與掌性劑,該向熱性液晶化合物之液晶原形 成膽固醇配向構造;曝光步驟,對於該液晶材料層之至少 二個區域,以不同之條件進行偏光照射與以不同之條件進 行非偏向平行光照射,並以不同的比例與不同的異方向性 程度,使向熱性液晶化合物之至少一部分予以聚合或交聯 而使聚合或交聯生成物予以生成;顯像步驟,其後將該液 晶材料層加熱至等於使該向熱性液晶化合物從液晶相變化 成等方向相之相轉移溫度的溫度以上,使該至少二個區域 中之未反應的該向熱性液晶化合物之液晶原配向狀態改 變;及定影步驟,在使該液晶原配向狀態維持改變下,使 該未反應化合物予以聚合與/或交聯。 若根據本發明之第4方面,提供一種相位差板之製造 方法’其特徵係具備:形成液晶材料層之成膜步驟,包含 在光穿透性之平面體上形成固體化液晶層,該固體化液晶 200949320 層之形成係在該平面體上含有光聚合性或光交聯性之向熱 性液晶化合物與掌性劑,該向熱性液晶化合物之液晶原形 成膽固醇配向構造;曝光步驟,對於該液晶材料層之至少 二個區域,至少照射不同消光比的直線偏光,並以不同的 比例與不同的異方向性程度,使向熱性液晶化合物之至少 一部分予以聚合或交聯而使聚合或交聯生成物予以生成; 顯像步驟,其後將該液晶材料層加熱至等於使該向熱性液 晶化合物從液晶相變化成等方向相之相轉移溫度的溫度以 0 上,使該至少二個區域中之未反應的該向熱性液晶化合物 之液晶原配向狀態改變;及定影步驟,在使該液晶原配向 狀態維持改變下,使該未反應化合物予以聚合與/或交聯。 若根據本發明之第5方面,提供一種相位差板之製造 方法,其特徵係具備:形成液晶材料層之成膜步驟,包含 在光穿透性之平面體上形成固體化液晶層,該固體化液晶 層之形成係在該平面體上含有光聚合性或光交聯性之向熱 性液晶化合物與掌性劑,該向熱性液晶化合物之液晶原形 @ 成膽固醇配向構造;曝光步驟,對於該液晶材料層之至少 二個區域,至少照射不同橢圓率的橢圓偏光,並以不同的 比例與不同的異方向性程度,使向熱性液晶化合物之至少 一部分予以聚合或交聯而使聚合或交聯生成物予以生成; 顯像步驟,其後將該液晶材料層加熱至等於使該向熱性液 晶化合物從液晶相變化成等方向相之相轉移溫度的溫度以 上,使該至少二個區域中之未反應的該向熱性液晶化合物 之液晶原配向狀態改變;及定影步驟,在使該液晶原配向 狀態維持改變下,使該未反應化合物予以聚合與/或交聯。 若根據本發明之第6方面,提供一種相位差板,其係 200949320 具備:光穿透性之平面體、與作成被該平面體所支撐而由 同一材料構成之連續膜所形成的固體化液晶層;該相位差 板之特徵在於:該固體化液晶層係包含厚度方向之折射率 爲最低的複數個區域;該複數個區域係配列於該平面體 上,面內之雙折射率與厚度方向之雙折射率係分別起因於 液晶原的配向紊亂之程度與配向紊亂之異方向性而異。 【實施方式】 以下,針對本發明之形態,一面參照圖示,並一面詳 〇 細說明。還有,針對發揮同樣或類似之功能的構造要素, 透過所有的圖示而賦與相同的參照符號,省略所重複之說 明。 第1圖係槪略顯示有關本發明之一實施形態的相位差 板之斜視圖。第2圖係沿著顯示於第1圖之相位差板的II-II 線之剖面圖。 顯示於第1圖及第2圖之相位差板10係含有平面體 110、彩色濾光片層120與固體化液晶層130。 φ 平面體110係具有光穿透性。例如,平面體110係透 明基板。 彩色濾光片層120係在平面體110上所形成。彩色濾 光片層120係吸收光譜相互不同,在平面體110上含有相 鄰的複數著色層。例如,具體而言,彩色濾光片層120係 含有著色層120a〜120c,相較於使著色層120b予以穿透的 光,使著色層120a予以穿透的光之波長將更短;相較於使 著色層120c予以穿透的光,使著色層120b予以穿透的光 之波長將更短。 -10- 200949320 彩色濾光片層120也可以更含有吸收光譜與著色層 12 0a〜120c不同的一層以上之著色層。於此,列舉一例作 成:著色層120a係藍色著色層、第2著色層120b係綠色 著色層、第3著色層120c係紅色著色層。 各個著色層120a〜120c係具有向Y方向延伸的帶狀。 著色層120a〜120c係重複排列於與Y方向交叉之X方向, 形成條狀配列。還有,X方向與Y方向係平行於與平面體 110之彩色濾光片層120對向面之方向。另外,後述之Z Φ 方向係相對於X方向與Y方向爲垂直之方向。 各個著色層120a〜120c也可以含有其他之形狀。例 如,各個著色層120a〜120c也可以爲矩形。此情形下,著 色層120a〜120c也可以形成正方配列或六角板狀配列。 各個著色層120a〜120c係由例如含有透明樹脂與予以 分散其中之顏料的混合物所構成。各個著色層120a〜120c 係藉由形成含有顏料與顏料載體之著色組成物的圖案層, 使此圖案層予以硬化後而可以得到。針對著色組成物,說 @ 明如後。 固體化液晶層130係相位差層,於彩色濾光片層120 上所形成。固體化液晶層130係典型的連續膜,被覆彩色 濾光片層120之一整個主要面。 固體化液晶層130與彩色濾光片層120可以相互接 觸,也可以不相互接觸。後者之情形,於固體化液晶層130 與彩色濾光片層120之間,也可以使配向膜介於中間。 固體化液晶層130係含有排列平行於其主要面之複數 個區域。此等複數個區域係具有雙折射異方向性,相較於 X方向之折射率與Y方向之折射率,厚度方向(Z方向) -11- 200949320 之折射率最低。 例如,固體化液晶層130係含有區域130a〜130c。區 域13 0a〜13 0c係與垂直於Z方向之方向相鄰接。 具體而言,區域130a〜130c係分別與著色層120a〜 120c對向。區域130a〜130c係分別具有與著色層120a〜 120c約略相等之形狀。 區域130a〜130c係將向熱性液晶化合物或組成物聚合 與/或交聯而成。區域130a〜130c係使用相互組成相等之材 料所形成。 μ 區域130a、區域130b及13 0c係面內相位差與厚度方 向之相位差相互不同。所謂厚度方向之相位差R,h〔 nm〕係 將在面內成爲最大之折射率設爲iu、將在面內成爲最小之 折射率設爲η,、將法線方向之折射率設爲nz、將膜厚設爲 dUm)之情形,以下式所示:
Rth= [ ( ηχ + η, ) /2— n2 ] xdxlOOO 如此之面內相位差與厚度方向之相位差的差異,其中 之一係於向熱性液晶化合物中,液晶原之配向紊亂程度係 _ 起因於在每個各區域所不同的聚合或交聯而產生。例如, 於液晶原之配向紊亂程度爲低的區域中,面內相位差與厚 度方向之相位差將變大。另一方面,於液晶原之配向紊亂 程度高的區域中,面內相位差與厚度方向之相位差將變小。 再者,面內相位差與厚度方向之相位差的差異係於向 熱性液晶化合物中,液晶原之配向紊亂程度係因面內之方 位而異,亦即起因於配向紊亂具有異方向性之狀態下予以 聚合或交聯。此情形下,某區域係使1SU係數與其他區域變 得不同。例如,於配向紊亂之異方向性爲大的區域中,Νζ 係數將變小。另一方面,於配向紊亂之異方向性爲小的區 -12- 200949320 域中,Nz係數將變大。 還有,Nz係數係由(nx— nz) /(iu— ny)所算出之値, 係於固體化液晶層之各區域中而在面內成爲最大之折射 率,Π,係在同一面內成爲最小之折射率,IU係法線方向之 折射率。 於此,所謂「配向紊亂之程度」係意指與面內方向相 鄰的各自區域中之液晶原MS的配向狀態。液晶原MS的配 向狀態係在遍及其整個區域可以爲一定,也可以沿著Z方 向變化。例如,在某區域中,上面附近係配向更一致之狀 © 態,下面附近係配向更紊亂之狀態。此情形下,所謂「配 向紊亂之程度」係表示厚度方向之平均。同樣地,針對「配 向紊亂之異方向性」,液晶原MS的配向狀態也可以沿著Z 方向改變,此情形下,「配向紊亂之異方向性」係表示厚 度方向之平均。 具體而言,區域13 0a係面內雙折射率爲最大,另一方 面,Nz係數爲最小。區域130c係面內雙折射率爲最小,另 —方面,Nz係數爲最大。無論面內雙折射率與Nz係數中任 一種,區域130b皆成爲中間。 w 各區域之中的至少一個能夠使面內相位差作成實質上 成爲0的光學單軸性之負的C板。 各區域之中的至少一個區域,也可以使面內之中成爲 最高折射率之軸向與其他之區域不同。例如,於區域130a 中,能夠將面內之中變得最高折射率之軸設爲X方向;於 區域13 0b中,能夠將面內之中變得最高折射率之軸設爲X 方向與Y方向成爲45°角度之方向。 如此方式,區域130a〜130c係配向紊亂之程度與/或其 異方向性相互不同。亦即,本發明之相位差板10中之每個 -13- .200949320 區域的相位差之差異係主要因爲根據雙折射率之差異所產 生,由於使區域13 0a〜13 0c之相位差相互不同,並無改變 各區域厚度之必要。視情形而定,雖然也可以使區域130a 〜13 0c之厚度相互不同,藉由使區域13 0a〜13 0c之厚度相 等,能夠容易形成固體化液晶層130。 如上所述,因爲可以使區域13 0a〜130c之厚度相互相 等,能夠容易地將此固體化液晶層130作成連續膜而形成。 因此,藉由更簡單之步驟而形成固體化液晶層130將成爲 可能的。 再者,相較於隔離所形成之固體化液晶層130,作成連 續膜之固體化液晶層130將難以發生物質從彩色濾光片層 120移向相位差板10之外部。因而,例如於液晶顯示裝置中 使用含有作爲連續膜之固體化液晶層130的相位差板10之 情形,能夠抑制不純物從彩色濾光片層1 20混入液晶層中。 如上所述,針對使液晶原MS的配向紊亂程度或其異 方向性改變,根據區域而使固體化液晶層130之面內相位 差與厚度方向相位差不同,能夠採用如下之手法。列舉一 〇 例,使用具有棒狀液晶原之液晶,使液晶原之長邊方向作 成垂直於z方向之一方向配向予以更紊亂之膽固醇配向 (異方向紊亂的膽固醇配向)的方法。此情形下,各個區 域130a〜130c係對應於液晶原之配向紊亂程度與其異方向 性,發現面內相位差與厚度方向相位差,成爲正的A板與 負的C板之複合體。 接著,說明此相位差板10之材料與製造方法之一例。 首先,準備光穿透性之平面體110。典型而言,平面體 110係玻璃板或樹脂板等之光穿透性基板。玻璃板之材料’ -14- 200949320 例如能夠使用鹼石灰玻璃、低鹼硼矽酸玻璃或無鹼鋁硼矽 酸玻璃。例如,樹脂板之材料能夠使用聚碳酸酯、聚丙烯 酸酯、聚甲基丙烯酸酯、環狀聚烯烴、溶纖素酯、聚對苯 二甲酸乙二酯等。另外,平面體110並無爲硬質之必要, 例如也可以爲光穿透性之薄膜或片材等。 平面體110可以具有單層構造,也可以具有多層構造。 例如,相位差板1 0爲液晶顯示裝置之一零件的情形,平面 體110也可以使用由銦錫氧化物與錫氧化物等之透明導電 0 體而成之透明電極所形成之光穿透性基板。或是,也可以 使用形成有像素電路等電路之光穿透性基板作爲平面體 1 10 〇 接著,在光穿透性之平面體110上,利用顯示於下列 之方法等以形成彩色濾光片層120» 例如’彩色濾光片層1 2 0係藉由下列方式而可以得到: 塗布含有顏料載體與分散於其中之顏料的著色組成物而作 成既定圖案,重複使此圖案硬化而形成各個著色層丨2 〇a〜 〇 120c〇 能夠使用有機顏料與/或無機顏料作爲著色組成物之 顔料。著色組成物可以含有一種有機或無機顏料,也可以 含有複數種有機與/或無機顏料。 顏料較佳爲商發色性,並且耐熱性,尤其高耐熱分解 性’通常可以使用有機顔料。以下’利用色指數編號以表 示可使用於著色組成物之有機材料的具體例。
紅色著色組成物之有機材料,例如能夠使用c. I
Pigment Red 7、14、41、48 : 2、48 : 3、48 : 4、81 : 1、81 : 2、 81: 3、 81: 4、 146、 168、 177、 178、 179、 184、 185、 -15- 200949320 187、 200、 202' 208、 210、 246、 254、’255、 264、 270' 272 與27 9等之紅色顏料。也可以將紅色顏料與黃色顏料之混 合物作爲紅色著色組成物之有機材料使用。此黃色顏料, 例如能夠使用 C.I.PigmentYellowl、2、3、4、5、6、10、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 24、 31、 32、 34、 35、 35: 1、 36、 36: 1、 37、 37: 1、 40、 42、 43、 53、 55、 60、 61、 62 、 63 、 65 、 73 、 74 、 77 、 81 、 83 、 93 、 94 、 95 、 97 、 98 、 100、 101、 104、 106、 108、 109、 110、 113、 114、 115、 116、 117、118、119、120、123、126、127、128、129、1 38、147、 150、 151、 152、 153、 154、 155、 156、 161、 162、 164、 166、 167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、 179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、198、 213 或 214 。 綠色著色組成物之有機材料,例如能夠使用 C. I. PigmentGreen7、10、36與37等之綠色顏料。也可以將綠 色顏料與黃色顏料之混合物作爲綠色著色組成物之有機材 料使用。例如,此黃色顏料能夠使用針對紅色著色組成物 所例示之相同.的化合物。 藍色著色組成物之有機材料,例如能夠使用 C. I. Pigmen.t Blue 15、15: 1、15: 2、15: 3、15: 4、15: 6、 16、22、60與64等之藍色顏料。也可以將藍色顏料與紫色 顏料之混合物作爲藍色著色組成物之有機材料使用。此紫 色顏料,例如能夠使用 C. I. Pigment Violet 1、19、23、27、 29 、 30 ' 32 、 37 、 40 、 42 $ 50 ° 例如,能夠使用黃色鉛、鋅黃、紅丹(紅色氧化鐵 (III))、鎘紅、群青、氧化鉻綠與鈷綠等之金屬氧化物 -16 - 200949320 粉、金屬硫化物粉或金屬粉作爲無機顏料使用。例如,無 機顏料係爲了使彩度與亮度予以均衡,達成良好之塗布 性、感度與顯像性等,能夠與有機顔料組合而使用。 著色組成物也可以更含有顏料以外的著色成分。例 如,若著色組成物能夠達成充分之耐熱性的話,也可以含 有染料。此情形下,使用染料之調色係可能的。 另外,該著色組成物中所含之顏料載體係藉由透明樹 脂、其先驅物或此等之混合物所構成。能夠於透明樹脂中, ❹ 含有熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂與感光性樹脂,於其先 驅物中,含有藉由放射線照射加以硬化而生成樹脂的多官 能單體或寡聚物,單獨或混合此等二種以上而使用。還有, 透明樹脂係於可見光區域的400〜7 OOnm之全波長區域,較 佳爲具有80%以上,更佳爲具有95%以上穿透率之樹脂。 於著色組成物中,相對於顏料100重量份而言,透明 樹脂係使用例如30〜7 00重量份,較佳爲使用60〜450重 量份之量。將透明樹脂與其先驅物之混合物作爲顏料載體 ❹ 使用之情形下,於著色組成物中,相對於顏料100重量份 而言,透明樹脂係使用例如20〜400重量份,較佳爲使用 50〜250重量份之量。此情形下,於著色組成物中,相對於 顔料1 00重量份而言,透明樹脂之先驅物係使用例如1 〇〜 3 00重量份,較佳爲使用10〜200重量份之量。 例如,熱可塑性樹脂能夠使用丁縮醛樹脂、苯乙烯-順 丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、 氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯、聚胺甲酸酯樹 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、溶纖素樹脂、 -17- 200949320 聚丁二烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂或聚醯亞胺樹脂。 例如,熱硬化性樹脂能夠使用環氧樹脂、苯胍阱樹脂、 松香改性順丁烯二酸樹脂、松香改性馬來酸樹脂、三聚氰 胺樹脂、尿素樹脂或酚樹脂。 感光性樹脂能夠使用使具有例如羥基、羧基與胺基等 之反應性取代基的線狀高分子,與具有異氰酸酯基、醛基 與環氧基等之反應性取代基的丙烯酸化合物、甲基丙烯酸 化合物或桂皮酸予以反應,而將丙烯醯基、甲基丙烯醯基 _ 與苯乙烯基等光交聯性基導入線狀高分子的樹脂中。另 |1 外,也能夠使用藉由丙烯酸羥烷酯與甲基丙烯酸羥烷酯等 之具有羥基的丙烯酸化合物或甲基丙烯酸化合物,而使含 有苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物與 烯烴-順丁烯二酸酐 共聚物等之酸酐的線狀高分子予以半酯化的樹脂。 例如,透明樹脂前驅物之單體與/或寡聚物能夠使用丙 烯酸-2·羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、 甲基丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己 酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、季 戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羥甲基 丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二季戊 四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、丙烯酸三 環癸酯、甲基丙烯酸三環癸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、三聚 氰胺甲基丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯及環氧甲基丙烯酸酯等 之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙 烯、醋酸乙烯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、Ν-羥甲基丙烯 醢胺、Ν -羥甲基甲基丙烯醯胺、丙烯腈或含有此等二種以 上之混合物。 -18 - 200949320 藉由照射紫外線等之光以硬化著色組成物之情形,於 著色組成物中添加例如光聚合引發劑。 例如,光聚合引發劑能夠使用4 -苯氧基二氯苯乙酮、 4-二級丁基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、ι_(4_異丙基苯 基)-2-羥基-2-甲基丙- l- _ ' 1-羥基環己基苯基酮、2_甲基 -1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉基丙-1-酮與2-苄基_2-二 甲胺基-1-( 4 -嗎啉基苯基)丁 -1-嗣等之苯乙酮系光聚合弓丨 發劑;苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異 0 丙基醚與苄基二甲基縮酮等之苯偶姻系光聚合引發劑;二 苯甲酮、苯醯機苯甲酸、苯醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯 甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、與4-苯醯基_4,-甲基二苯硫醚等之二苯甲酮系光聚合引發劑;噻噸酮、2_ 氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮與2,4-二異丙基 嚷噸酮等之噻噸酮系光聚合引發劑;2,4,6 -三氯二級三哄、 2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)二級三阱、2-(對甲氧基苯基) -4,6-雙(三氯甲基)二級三阱、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三 典 氯甲基)二級三畊、2-胡椒基-4,6-雙(三氯甲基)二級三 ϋ 一 哄、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基二級三畊、2-(萘并_1_ 基)-4,6-雙(三氯甲基)二級三阱、2-(4-甲氧基-萘并 基)-4,6-雙(三氯甲基)二級三阱、2,4_三氯甲基胡椒基_6_ 三哄與2,4-三氯甲基(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三哄等之三 阱系光聚合引發劑;硼酸酯系光聚合引發劑;咔唑系光聚 合引發劑;咪哩系光聚合引發劑或含有此等二種以上之混 合物。 於著色組成物中,相對於顏料1〇〇重量份而言,光聚 合引發劑係使用例如5〜200重量份,較佳爲使用1〇〜150 -19- 200949320 重量份之量。 也可以一起使用光聚合引發劑與增感劑。 增感劑能夠使用α-醯氧基酯、氧化醯基1 乙醛酸酯、苯偶醯、9,10-菲醌、樟腦醌、蒽醌 基間苯二甲醯基苯、3,3,4,4’-四(三級丁過氧鑛 酮與4,4’-二乙胺基二苯甲酮等之化合物。 相對於光聚合引發劑1 00重量份而言,增 用例如0.1〜60重量份之量。 u 著色組成物也可以更含有多官能硫醇等之 多官能硫醇係具有二個以上硫醇基之化合 多官能硫醇能夠使用己二硫醇、癸二硫醇、1,4. 硫醇酸酯、1,4-丁二醇雙乙硫醇酸酯、乙二醇 酯、乙二醇雙丙硫醇酸酯、三羥甲基丙烷三乙 三羥甲基丙烷三丙硫醇酸酯、三羥甲基丙烷三 酸酯)、季戊四醇四乙硫醇酸酯、季戊四醇四戸 三锍基丙酸三(2-羥乙基)異氰酸酯、ι,4-二; 2,4,6-三锍基二級三阱、2-(Ν,Ν-二丁胺基)-4 0 級三畊或含有此等二種以上之混合物。 於著色組成物中,相對於顏料100重量份 能硫醇係使用例如0.2〜150重量份,較佳爲使 重量份之量。 著色組成物也可以更含有溶劑。一旦使 時,能夠使顏料之分散性提高,因此,在平面 使乾燥膜厚成爲例如0.2〜5/zrn之方式來塗布 將變得容易。 例如,溶劑可列舉:甲基乙基酮、甲基戊 1、甲基苯基 、4,4,·二乙 基)二苯甲 感劑能夠使 鏈轉移劑。 物。例如, -丁二醇雙丙 雙乙硫醇酸 硫醇酸酯、 (3-毓基丁 ί硫醇酸酯、 >基锍基苯、 ,6 - —疏基二 而言,多官 用0·2〜1〇〇 用含有溶劑 體110上, 著色組成物 基酮、二乙 •20- 200949320 基酮、丙酮、甲基異丙基酮、甲基異丁基酮與環己酮等之 酮類;乙基醚、二噚烷、四氫呋喃、12-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷與二丙二醇二甲基醚等之醚系溶劑;醋酸甲 酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯與醋酸正丁酯等 之酯系溶劑;乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚與丙二醇 一甲基醚醋酸酯等之溶纖素系溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇、 正丙醇、異丁醇、正丁醇與戊二醇等之醇系溶劑;苯、甲 苯與二甲苯等之BTX系溶劑;己烷、庚烷、辛烷與環己烷 0 等之脂肪族烴系溶劑等。 進一步可列舉:松節油、D-檸檬烯及蒎烯等之萜烯系 烴油;礦油精、Swasol # 301(日本Cosmo松山石油(股份))、 與Solvesso# 1〇〇 ( Exxon化學(股份))等之石蠟系溶劑; 四氯化碳、氯仿、三氯乙烯與二氯甲烷等之鹵化脂肪族烴 系溶劑;氯苯等之鹵化芳香族烴系溶劑;與卡必醇系溶劑 等。 另外,也能夠使用苯胺、三乙基胺、吡啶、醋酸、乙 腈、二硫化碳、四氫呋喃、N,N-二甲基甲醯胺與N-甲基吡 〇 咯烷酮等之溶劑。其中,較佳爲酮類或溶纖素系溶劑。此 等溶劑能夠使用一種或二種以上之混合溶劑。 於著色組成物中,相對於顏料100重量份而言,溶劑 係使用例如800〜4000重量份,較佳爲使用1000〜2500重 量份之量。 例如,著色組成物係藉由使用三輥磨機、二輥磨機、 捻混砂機、捏和機與硏磨機等之分散裝置,使一種以上之 顏料,必要時也與上述光聚合引發劑一倂微細分散於顏料 載體與有機溶劑中而能夠加以製造。含有二種以上顏料之 -21- 200949320 著色組成物也可以藉由調製含有不同顏料的分散物,混合 此等分散物而加以製造。 使顔料分散於顏料載體與有機溶劑中之際,能夠使用 樹脂型顔料分散劑、界面活性劑與色素衍生物等之分散助 劑。分散助劑係使顏料之分散性予以提高,抑制分散後之 顔料的再凝聚。因而,利用分散助劑而使用使顏料分散於 顔料載體與有機溶劑中而成之著色組成物之情形下,可以 得到透明性優異的彩色濾光片》 0 於著色組成物中’相對於顔料100重量份而言,分散 助劑係使用例如0.1〜40重量份,較佳爲使用1〜30重量份 之量。 樹脂型顏料分散劑係含有:具有吸附於顏料之性質的 顏料親和性部位、及與顏料載體具有相溶性的部位。樹脂 型顏料分散劑係吸附於顏料而對顏料之顔料載體的分散性 予以安定化。 例如,樹脂型顏料分散劑能夠使用聚胺甲酸酯、聚丙 $ 烯酸酯等之聚羧酸酯、不飽和聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸胺 鹽、聚羧酸部分胺鹽、聚羧酸銨鹽、聚羧酸烷基胺鹽、聚 矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽與含羥基之聚羧酸酯、根 據此等之改性物、聚(低級伸烷基醯亞胺)與游離羧基之 聚酯之反應所形成之醯胺及其鹽等之油性分散劑、丙烯酸-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-順丁烯二酸共聚物、聚乙烯醇與聚乙烯吡咯烷酮等之水 溶性樹脂或水溶性高分子化合物、聚酯類、改性聚丙烯酸 -22- 200949320 酯類、氧化乙烯/氧化丙烯加成化合物、磷酸酯類或含有此 等二種以上之混合物。 例如,界面活性劑能夠使用聚環氧乙烷烷基醚硫酸 鹽、十二烷基苯磺酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物之鹼鹽、烷 基萘磺酸鈉、烷基二苯基醚二磺酸鈉、月桂基硫酸一乙醇 胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸銨、硬脂酸一乙醇 胺、硬脂酸鈉、月桂基硫酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物之一 乙醇胺與聚環氧乙烷烷基醚磷酸酯等之陰離子性界面活性 ❹ 劑;聚環氧乙烷油基醚、聚環氧乙烷月桂基醱、聚環氧乙 烷苯基醚、聚環氧乙烷烷基醚磷酸酯、聚環氧乙烷山梨糖 醇酐一硬脂酸酯與聚乙二醇一月桂酸酯等之陰離子性界面 活性劑;烷基四級銨鹽及此等之環氧乙烷加成物等之陽離 子性界面活性劑;烷基二甲胺基醋酸甜菜鹼等之烷基甜菜 鹼與烷基咪唑啉等之兩性界面活性劑或含有此等二種以上 之混合物。 色素衍生物係將取代基導入有機色素之化合物中。色 Λ 素衍生物較佳爲與所使用之顏料色澤相近,添加量少的 Ο 話,色澤也可以不同。術語「有機色素」係除了一般被稱 爲色素之化合物以外,也包含一般不被稱爲色素的萘系與 蒽系化合物等之淡黃色芳香族多環化合物。例如,色素衍 生物能夠使用日本專利特開昭63-305173號公報、特公昭 57-1 5620號公報、特公昭59-40 1 72號公報、特公昭63-17102 號公報或特公平5-9469號公報所示之化合物。尤其,具有 鹸性基的色素衍生物係提高顏料分散性之效果大。著色組 成物可以含有一種色素衍生物,也可以含有複數種色素衍 生物。 -23- 200949320 也定氯級 , 安級三 性藏四; 定貯之醚 安,等基 之如胺甲 過例基之 經。羥酸 間中基機 時物乙有 隨成二其 的組.,; 度色物酸 黏著化機 物於氯有 成加基之 組添甲等 色劑三酸 著定基草 高安苄與 提藏用酸 了 貯使乳 爲將夠., 以能銨 可劑化 丁基鄰苯二酚;四乙基膦與四苯基膦等之有機膦;亞磷酸 鹽或含有此等二種以上之混合物。 於著色組成物中,相對於顔料100重量份而言,貯藏 安定劑係含有例如0.1〜10重量份之量。 於著色組成物中,爲了提高與基板之密合性,也可以 添加矽烷耦合劑等之密合提昇劑。 例如,矽烷耦合劑能夠使用乙烯三(yS -甲氧基乙氧基) 矽烷、乙烯乙氧基矽烷與乙烯三甲氧基矽烷等之乙烯矽烷 類;T-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等之丙烯酸矽烷類 及甲基丙烯酸矽烷類;沒-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧 基矽烷、θ·(3,4-環氧環己基)甲基三甲氧基矽烷、冷-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、0-(3,4-環氧環己 基)甲基三乙氧基矽烷、7-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷及 r ·環氧丙氧丙基三乙氧基矽烷等之環氧矽烷類;N-yS -(胺 乙基)-r-胺丙基三甲氧基矽烷、N-yS-(胺乙基)-r-胺 丙基三乙氧基矽烷、N -冷-(胺乙基)-7-胺丙基甲基二乙 氧基矽烷、r-胺丙基三乙氧基矽烷、r-胺丙基三甲氧基 矽烷、N-苯基-胺丙基三甲氧基矽烷與N-苯基-r -胺丙 基三乙氧基矽烷等之胺基矽烷類;γ -锍丙基三甲氧基矽烷 與7-毓丙基三乙氧基矽烷等之硫代矽烷類;或含有此等二 種以上之混合物。 於著色組成物中,相對於顔料1〇〇重量份而言,矽烷 -24- 200949320 耦合劑係含有例如0.01〜100重量份之量。 例如,著色組成物能夠以凹板膠印用印刷墨水、無水 平板印刷墨水、絲網印刷用墨水、噴墨印刷用墨水、或胃 溶劑顯像型或鹼顯像型著色光阻之形態而加以調製。著色 光阻係使色素分散於含有熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂或 感光性樹脂、單體、光聚合引發劑與有機溶劑之組成物中 之物。 相對於著色組成物之所有固形成分100重量份而言, U 顏料係使用例如5〜70重量份,較佳爲使用20〜50重量份 之量。還有,著色組成物殘留的固形成分大多爲含有顏料 載體之樹脂黏結劑。 在將著色組成物使用於成膜之前,藉由離心分離、燒 結濾器與濾膜等之精製裝置,從著色組成物以去除例如 5em以上之粒子,較佳爲去除ίμιη以上之粒子,更佳爲 去除0.5 A m以上之粒子。 例如,各個著色層120a〜120c能夠利用印刷法而形 成。若根據印刷法,藉由進行著色組成物之印刷與乾燥,
D 能夠形成各個著色層120a〜120c。因而,印刷法係低價且 具優越之量產性。而且,根據近年來之印刷技術的發展, 能夠進行具有高的尺寸精確度與平滑度之微細圖案的印 刷。 利用印刷法之情形,使著色組成物在印刷板或遮光層 上不發生乾燥與固化之方式來設計著色組成物之組成。另 外’印刷法之情形,重要的是使在印刷機內之著色組成物 的流動性予以最適化。因而,也可以將分散劑或耐濕顏料 添加於著色組成物中,也可以調整其黏度。 -25- 200949320 各個著色層120a〜120c也可以利用光刻法而形成。若 根據光刻法,相較於印刷法,能夠以高的精確度形成彩色 濾光片層120。 此情形下,首先將作爲溶劑顯像型或鹼顯像型著色光 阻所調製的著色組成物塗布在平面體110上。針對此塗布, 利用噴霧塗布、旋轉塗布、狹縫塗布與輥塗布等之塗布方 法。此塗膜係使乾燥膜厚成爲例如0.2〜10/zm之方式來形 成。 接著,使此塗膜予以乾燥。針對塗布膜之乾燥,例如 利用減壓乾燥機、對流烘箱、IR烘箱或熱板。塗膜之乾燥 能夠加以省略。 接著,使光罩介於中間而對塗膜照射紫外線。亦即, 將塗膜供以圖案曝光。 之後,使塗膜浸漬於溶劑或鹼顯像液中或將顯像液噴 霧於塗膜上。藉此,從塗膜去除可溶部,將著色層120a作 成光阻圖案而得到。 進一步利用與上述同樣之順序,依序形成著色層120b 與120c。進行以上之方式而得到彩色濾光片層120。還有, 此方法之情形,爲了加速著色光阻之聚合,也可以實施熱 處理。 於此光刻步驟中,例如能夠使用碳酸鈉水溶液或氫氧 化鈉水溶液作爲鹼顯像液使用。或是,也可以使用含有二 甲基苄胺與三乙醇胺等之有機鹼溶液。 於顯像液中,也可以添加消泡劑與界面活性劑等之添 加劑。針對顯像,例如能夠利用淋幕顯像法、噴霧顯像法、 浸漬顯像法或水坑顯像法。 -26- 200949320 爲了提高曝光感度,也可以追加以下之處理。亦即, 使著色光阻之第1塗膜予以乾燥之後,在此第1塗膜之上, 塗布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。然後,使此第2塗膜予以乾燥之後,進行上述之 圖案曝光。第2塗膜係防止第1塗膜中之聚合受到氧所阻 礙。因而,能夠達成高的曝光感度。 彩色濾光片層120也可以利用其他方法加以形成。例 如,可以利用噴墨法、電極沈積法或轉印法加以形成。利 0 用噴墨法而形成彩色濾光片層120之情形,例如預先在平 面體110上形成遮光性隔離壁,根據朝向藉由此遮光性隔 離壁所區隔的區域噴出墨水而得到各著色層。利用電極沈 積法而形成彩色濾光片層120之情形,預先在平面體110 上形成透明導電膜,藉由根據由著色組成物而成之膠體粒 子的電泳而使著色組成物堆積於透明導電膜上,以得到各 著色層。利用轉印法之情形,預先在剝離性轉印基材片之 表面形成彩色濾光片層120,再將此彩色濾光片層120從基 ^ 材片轉印至平面體110上。 ❹ 接著,針對固體化液晶層1 3 0之形成方法加以說明。 第3圖與第4圖係槪略顯示固體化液晶層形成方法一 例之剖面圖。 例如,固體化液晶層130係藉由在彩色濾光片層120 上’長成含有光聚合性或光交聯性向熱性液晶材料之液晶 材料層130’的薄膜,藉由將此液晶材料層130’供以圖案曝 光與熱處理而得到。 例如’液晶材料層1 3 0 ’係藉由將含有向熱性液晶化合 物與掌性劑之塗布液塗布於彩色濾光片層120上,必要時, -27- 200949320 使塗膜予以乾燥後而可以得到。於液晶材料層130,中,向 熱性液晶化合物之液晶原係形成膽固醇配向構造。 例如’向熱性液晶化合物能夠使用烷氰基聯苯、烷氧 基聯苯、烷基聯三苯、苯基環己烷、聯苯基環己烷、苯基 雙環己烷、嘧啶、環己烷羧酸酯、鹵化氰基酚酯' 烷基苯 甲酸酯、烷氰基二苯乙炔、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 基苯基乙烯、烷基環己基環己烯、烷基苯醛吖阱、烯基苯 ❹ 酵叱哄、苯基萘、苯基四氫萘、苯基十氫萘、此等衍生物、 此等化合物之丙烯酸酯、或是此等化合物之甲基丙烯酸酯。 掌性劑係一種具有光學活性部位之低分子化合物,主 要可列舉分子量1 500以下之化合物。掌性劑係基於如下之 目的所使用:針對顯示向列規則性之聚合性液晶材料所發 現之正的單軸向列規則性,使螺旋構造予以誘導。若達成 此目的,掌性劑之種類並未予以特別限定。於顯示向列規 則性的液晶材料之間,在溶液狀態或熔融狀態下相溶,不 0 會損害該聚合性液晶材料之液晶性,能夠將對液晶可誘導 所要求之螺旋構造的任意化合物作爲掌性劑使用。 因爲用以對液晶誘導螺旋構造,掌性劑必須於一分子 中至少具有任一種掌性。因而,此等所用之掌性劑,例如 較佳爲具有一個或二個以上不對稱碳的化合物:如掌性胺 或掌性亞颯等之方式,在雜原子上具有不對稱點的化合 物;或是含有疊烯或聯二萘酚等之具有軸不對稱的光學活 性部位之化合物。具體而言,可列舉:市售之掌性向熱性 液晶(例如,Paliocolor LC756 ( BASF公司製)、掌性摻雜 劑液晶S-811 ( Merck公司製)等)。 -28- 200949320 還有,因爲本發明之固體化液晶層130係在可見光區 域,尋求高的透明度,掌性劑係使液晶材料層1 3 0 ’之螺旋 間距變短,且使選擇反射之波長成爲約4 0 0nm之量所添 加。掌性劑之具體添加量係根據所用之向熱性液晶化合物 的種類或掌性劑的扭曲誘導力等而有所不同,相對於向熱 性液晶化合物而言,能夠設爲2〜50重量份。 於塗布液中,也可以含有光聚合引發劑。 於光聚合引發劑中,能夠使用二色性之光聚合引發 ❹ 劑,例如可列舉:下列化學式所示之聯苯環己烷衍生物。 如此之二色性光聚合引發劑係基於如下之觀點而較佳:於 後述之曝光步驟中,針對在面內朝向特定方位之向熱性液 晶化合物而容易誘導固體化,容易得到面內異方向性大的 固體化液晶層130。
光聚合引發劑也可以不一定具有二色性。例如,能夠 將與用於上述著色組成物之化合物相同之物(以下,稱爲 「其他之光聚合引發劑」。)作爲光聚合引發劑使用。即 使不將二色性之光聚合引發劑添加於塗布液中而使用其他 之光聚合引發劑,或是不使用光聚合引發劑也能夠得到本 實施形態之相位差板10。此係被推定由於光聚合性或光交 聯性之向熱性液晶材料本身對於因光所進行之反應具有異 方向性。該其他之光聚合引發劑係基於如下之觀點而較 佳:於後述之曝光步驟中,由於感度高,利用少的曝光量, 容易誘導更確實之固定化,故容易得到堅固之固體化液晶 -29- 200949320 層 130。 光聚合引發劑能夠爲該二色性光聚合引發劑與其他光 聚合引發劑中任一種,或混合二種以上之此等光聚合引發 劑而添加。相對於塗布液中之液晶性化合物100重量份而 言,光聚合引發劑之含量較佳爲0.1〜30重量份,更佳爲 0.3〜10重量份。 也可以將增感劑與光聚合引發劑倂用,於其中,能夠 使用與用於該著色組成物之化合物同樣之物。相對於光聚 Q 合引發劑100重量份而言,增感劑能夠以0.1〜60重量份之 量而含有。 於塗布液中,能夠添加溶劑。 溶劑能夠使用與用於該著色組成物之化合物同樣之 物,相對於塗布液中之液晶化合物100重量份而言,溶劑 能夠使用100〜3000重量份,較佳能夠使用200〜1000重 量份。 進一步必要時,於塗布液中能夠適量添加熱聚合引發 ©劑、聚合抑制劑、界面活性劑、樹脂、多官能單體與/或寡 聚物、鏈轉移劑、貯藏安定劑與密合提昇劑等。 例如,熱聚合引發劑能夠使用如過氧化苯甲醯 (BPO)、三級丁過氧-2-乙基己酸酯(PBO)、過氧化二(三 級丁基)(PBD)、三級丁過氧異丙基碳酸酯(PBI)與正 丁基-4,4-雙(三級丁過氧)戊酸酯(PHV)等之過氧化物 引發劑;2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮二(2-甲基異丁腈)、 1,1’-偶氮二(環己烷-1-腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丙烷)、 2,2’-偶氮二(2-甲基丁烷)、2,2’-偶氮二(2-甲基戊烷)、 2,2’-偶氮二(2,3-二甲基丁烷)、2,2’-偶氮二(2-甲基己烷)、 -30- 200949320 2,2’·偶氮二(2,4-二甲基戊烷)、2,2’-偶氮二(2,3,3-三甲 基丁烷)、2,2’-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、3,3’-偶氮二 (3-甲基戊烷)、3,3’-偶氮二(3-甲基己烷)、3,3’-偶氮二 (3,4-二甲基戊烷)、3,3’-偶氮二(3-乙基戊烷)、二甲基 -2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)與二(三級丁基)-2,2’-偶氮 二(2-甲基丙酸酯)等之偶氮系引發劑等。 例如,聚合抑制劑可列舉:2,6-二(三級丁基)對甲酚、 3-三級丁基-4-羥基苯甲醚、2-三級丁基-4-羥基苯甲醚、2,2’- 〇 亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基酚)、2,2’_亞甲基雙(4-乙 基-6-三級丁基酚)、4,4’-亞丁基雙(3-甲基-6-三級丁基 酚)、4,4’-亞丁基雙(3-甲基-6-三級丁基酚)、4,4’-硫雙 (3·甲基-6-三級丁基酚)、苯乙烯化酚、苯乙烯化對甲酚、 1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-三級丁基苯基)丁烷、四〔亞 甲基-3-(3’,5’-二-1-丁基-4’-羥基苯基)丙酸酯〕甲烷、十 八烷基- 3-( 3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基丙酸酯)、1,3,5- 三甲基-2,4,6-三(3,5-二(三級丁基)-4-羥基苄基)苯、 A 2,2’-二羥基-3,3’-二(a -甲基環己基)-5,5’-二甲基二苯基 ❹ 甲烷、4,4’-亞甲基雙(2,6-二(三級丁基)酚)、三(3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基)異氰酸酯、1,3,5-三(3’,5’_ 二(三級丁基)-4-羥基苯甲醯基)異氰酸酯、硫化雙〔2-甲基-4- ( 3-正烷硫基丙烯醯氧基)-5-三級丁苯基〕、1-羥 基-3-甲基異丙基苯、2,5-二(三級丁基)氫醌、2,2’-亞甲 基雙(4-甲基壬基酚)、烷基化雙酚、2,5-二(三級戊基) 氫醌、聚丁基化雙酚A、雙酚A、2,6-二(三級丁基)對乙 基酚、2,6-雙(2’-羥基-3-三級丁基_5’-甲基苄基)-4-甲基 酚、1,3,5-三(4-三級丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)異氰酸 -31- 200949320 酯、對苯二醯基-二(2,6-二甲基-4-三級丁基-3-羥基苄硫 醚)、2,6-二(三級丁基)酚、2,6-二(三級丁基)-«·二 甲胺基對甲酚、2,2,-亞甲基雙(4-甲基-6-環己基酣)、甲 苯乙二醇雙〔3-( 3 -三級丁基-5·甲基-4-羥基苯基)丙酸酯〕、 六亞甲基二醇雙(3,5-二(三級丁基)-4-羥基苯基)丙酸 酯、3,5-二(三級丁基)-4-羥基甲苯、6-(4-羥基-3,5-二(三 級丁基)苯胺-2,4-雙(辛硫基)-1,3,5-三畊、义^’-六亞甲 基雙(3,5-二(三級丁基)-4-羥基氧化肉桂醯胺)、3,5_ U 二(三級丁基)-4-羥基苄基磷酸二乙基酯、2,4-二甲基-6-三級丁基酚、4,4,-亞甲基雙(2,6-二(三級丁基)紛)、4,4’· 噻二(2-甲基-6-三級丁基酚)、三〔点-(3,5-二(三級丁 基)-4-羥基苯基)丙醯基羥乙基〕異氰酸酯、2,4,6-三丁基 酚、雙〔3,3-雙(4,-羥基- 3,-三級丁基苯基)丁酸〕乙二醇 酯、4-羥基甲基-2,6-二(三級丁基)酚與硫化雙(3-甲基-4-羥基-5-三級丁基苄基)等之酚系抑制劑。 再者,能夠使用N-苯基-N,-異丙基對伸苯基二胺、N-λ 苯基-N,-( 1,3-二甲基丁基)對伸苯基二胺、N,N’-二苯基對
Q 伸苯基二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物與二芳基對 伸苯基二胺等之胺系抑制劑:二月桂基硫代二丙酸酯 '二 硬脂醯基硫代二丙酸酯與2-锍基苯并咪唑等之硫系抑制 劑;二硫化二硬脂醯基季戊四醇等之磷系抑制劑等之聚合 抑制劑。 界面活性劑、樹脂、多官能單體與/或寡聚物' 鏈轉移 劑、貯藏安定劑與密合提昇劑等能夠使用與上述著色組成 物同樣之物。 針對塗布液之塗布,能夠利用旋轉塗布法、狹縫塗布 -32- 200949320 、凸板印刷、網板印刷、平板印刷、反轉印刷與凹板印 唰等之印刷法;組合平板方式與此等之印刷法之方法;噴 墨法或桿式塗布法。 例如,液晶材料層130’係形成具有均一厚度之連續 醭。若根據上述之方法,只要塗布面爲充分平坦,能夠形 成具有均一厚度連續膜的液晶材料層130’。 在塗布液塗布之前,也可以在彩色濾光片層120之表 面實施平磨等之配向處理。或是在塗布液塗布之前,也可 ^ 以在彩色濾光片層1 20上形成限制液晶化合物配向的配向 膜。例如,此配向膜係藉由在彩色濾光片層120上形成聚 醯亞胺等之透明樹脂層,對此透明樹脂層實施平磨等之配 向處理後而可以得到。此配向膜也可以利用光配向技術而 形成。 於液晶材料層130’中,向熱性液晶化合物之液晶原配 向成膽固醇構造。視情形而定,二色性光聚合引發劑也與 如此之液晶原一倂配向成膽固醇構造。因而,藉由對液晶 _ 材料層1 30 ’進行非偏光照射與偏光照射,利用所要求之比 ❹ 例與所要求之異方向性的程度,能夠使向熱性液晶化合物 予以聚合或交聯。此情形下,向熱性液晶化合物之聚合或 交聯能夠不均一。 對於進行如上方式所得之液晶材料層130’,進行曝光 步驟。亦即,如第3圖所示,在液晶材料層130’之複數個 區域上進行圖案曝光。圖案曝光之光L1係藉由偏光與非偏 向平行光之組合所構成,每個區域偏光照射之條件與非偏 向平行光照射之條件不同。偏光與非偏向平行光中任一種 皆可以予以先行照射。另外,在一部分區域所照射之光L1 -33- 200949320 能夠僅作成任一側之光,未進行任一種照射之區域也可以 存在。 還有,所謂非偏向平行光照射之條件不同係指曝光時 間、照度、亮線等之中任一種不同,或是此等之組合不同。 通常,對各個區域成爲不同的照射能量,亦即成爲不同的 曝光量之方式來照射光,觀察到根據材料而相反作用律反 常之性質。此情形下,使曝光量不同則不一定必要。例如, 在某區域中進行高照度且短時間曝光,在其他區域進行低 ❹ 照度且長時間曝光,其結果,二者區域之曝光量(照度X 曝光時間)也可以相同。 於偏光照射之條件中,包含偏光之橢圓率與偏光之消 光比。所謂偏光照射之條件不同,其係指除了以上述之非 偏向平行光照射加以變更之條件以外,偏光的橢圓率/偏光 的消光之中的一種或此等之組合不同。通常,對各個區域 成爲不同的曝光量之方式來照射光,基於不一定使曝光量 不同之觀點,與非偏向平行光照射之情形相同。能夠於偏 _ 光照射中所用之光可列舉:直線偏光或橢圓偏光。如上所 ❹ 述,也可以選擇橢圓率/偏光比而作爲加以變更之條件,使 用直線偏光並將消光比設爲一定,變更其他之條件係簡便 的。 以下,根據區域而使曝光量不同,可列舉:以將直線 偏光使用於偏光照射之情形爲例而加以說明。 例如,僅將充分曝光量之非偏向平行光作爲光L1而照 射在對應於液晶材料層130’之中的區域130a之區域 130a’。將充分曝光量之直線偏光作爲光L1而照射於對應 於液晶材料層130’之中的區域130b之區域130b’;對應於 -34- 200949320 液晶材料層130,之中的區域130c之區域130c’中,不進行 任一種之照射。 於液晶材料層130’中,按照所照射之光L1的種類與曝 光量,液晶原所形成之膽固醇配向狀態將被固定化’使向 熱性液晶化合物之聚合或交聯予以產生。於向熱性液晶化 合物之聚合或交聯生成物中,其液晶原係失去流動性,於 其後之步驟中,發生配向之變化將變得困難。 例如,於僅將充分曝光量之非偏向平行光作爲光L1所 0 照射的區域130a’中,液晶原之膽固醇配向狀態約略被維持 下而予以固定化。液晶原係處於膽固醇配向狀態之向熱性 液晶化合物之聚合或交聯生成物的含率最高,未聚合或未 交聯之向熱性液晶化合物的含率最小。 於僅將充分曝光量之直線偏光作爲光L1所照射的區 域13 Ob’中’形成膽固醇配向構造的液晶原之中,針對在按 照偏光軸之面內,朝向特定方位者,其配向狀態約略被維 持下而予以固定化。另一方面’朝向其他定方位者係成爲 @ 維持配向狀態不變之物未被固定化而依然具有流動性之狀 態。若與區域130a’作一比較’因爲配向狀態被固定化之向 熱性液晶化合物的聚合或交聯生成物係液晶原集中存在於 朝向特定方位’整體而言,未聚合或未交聯之向熱性液晶 化合物的含率將變得更高。 使用於曝光步驟之光可列舉:紫外線、可見光線與紅 外線等之電磁波。更具體而言,典型採用含有波長18〇〜 400nm之光的紫外線。 如上所述’若能夠予以不均一交聚合或交聯,曝光步 驟也可以使用任一種方法。 -35- 200949320 例如,此曝光步驟也可以包含:使用某光罩的曝光、 以及使用與該曝光不同遮光層圖案之光罩的曝光。例如’ 使用某光罩,僅將最大曝光量之非偏向平行光作爲光L1而 僅照射於區域13 0a’,使用其他之光罩,將最大曝光量之直 線作爲光L1而僅照射於區域130b’。 或是此曝光步驟也可以包含:使用某光罩之區域13 0a’ 的曝光、以及使用與該曝光相同光罩之區域13 Ob’的曝光。 此情形下,例如使用某光罩,將最大曝光量之非偏向平行 0 光作爲光L1而照射於區域13 0a’。使用此光罩,將最大曝 光量之直線偏光作爲光L1而照射於區域13 0b。 或是,也可以在液晶材料層130’上,進行使光束予以 掃描等,以取代使用光罩。 或是,也可以組合上述之技術。即使爲利用任一種技 術而進行曝光之情形,於進行此曝光步驟中,以液晶材料 層130’中之向熱性液晶化合物之聚合程度或是聚合異方向 性程度之方式,所謂「潛像」之方式予以形成。 _ 結束曝光步驟之後,進行顯像步驟。亦即,將液晶材 料層130’加熱至等於使向熱性液晶化合物從液晶相變化成 等方向相之相轉移溫度的溫度以上。根據此顯像步驟,在 上述曝光步驟所形成之「潛像」發現到液晶原配向狀態之 變化。 具體而言,如下所示。爲未反應化合物之向熱性液晶 化合物的液晶原未被固定。因此,一旦將液晶材料層130, 加熱至相轉移溫度以上時,未反應化合物之液晶原的配向 將紊亂。例如’未反應化合物之液晶原係從液晶相變化成 等方向相。另一方面,於向熱性液晶化合物之聚合或交聯 -36- 200949320 生成物中,液晶原被固定。 因而,如第4圖所示,於僅將充分曝光量之非偏向平 行光作爲光L1所照射的區域130a’中,液晶原MS之配向 狀態係根據此熱處理而幾乎不改變。保持膽固醇配向而成 爲維持被固定化之狀態,負的C板將可以得到。 於將充分曝光量之直線偏光作爲光L1所照射的區域 130b’中之液晶原MS的配向係針對在按照偏光軸之面內而 朝向特定方位者,維持被固定之狀態;另一方面,朝向其 0 他方位者則紊亂。亦即,具有異方向性之配向紊亂將產生。 其結果,顯示複合有正的A板與負的C板之雙軸性,成爲 具有面內相位差與厚度方向相位差二者之方式》於不進行 任一種照射而予以加熱的區域130c’中,藉由熱處理,液晶 原MS之配向構造將消失。如圖所示,於區域130c’中,液 晶原MS的膽固醇配向幾乎完全被紊亂而成爲等方向相。 變更直線偏光之曝光量、非偏向平行光之曝光量,或 是直線偏光與非偏向平行光中之曝光量比率等而進行曝光 Λ 步驟之後,藉由進行顯像步驟而任意控制液晶材料層130’ ❹ 之複數個各個區域中之液晶原MS的配向狀態將成爲可 能。參照第5圖與第6圖,說明其一例。 於第5圖中,顯示具有區域130a’〜130Γ之液晶材料層 130’。如上所述,對區域130a’〜13 0c’照射不同的光L1,也 對區域130d’〜130Γ照射不同的光L1。 對區域130c’不照射光L1,將充分曝光量的非偏向平 行光作爲光L1而照射於區域13 0a’。將較此區域13 0a’爲少 的曝光量之非偏向平行光作爲光L1而照射於區域130d’。 將充分曝光量的直線偏光作爲光L1而照射於區域 -37- 200949320 13 0b’;將更少的曝光量之直線偏光作爲光L1而照射於區 域130e’》進一步將較區域130a’爲少的曝光量之非偏向平 行光與較區域13 0b ’爲少的曝光量之直線偏光作爲光L1而 照射於區域130Γ。 還有,所謂非偏向平行光中之充分曝光量係指實質上 大多數之向熱性液晶化合物被聚合或交聯之曝光量,即使 照射超過此曝光量的光,接著在顯像步驟中之配向狀態, 差異也未觀察到。所謂直線偏光中之充分曝光量係指向熱 0 性液晶化合物之聚合或交聯的異方向性成爲最高的曝光 量,原理上,直線偏光之消光比爲無限大之情形,即使照 射超過該曝光量的光,接著在顯像步驟中之配向狀態,差 異也變得未觀察到。 一般而言,直線偏光之消光比係有限,一旦超過充分 之曝光量而持續照射光時,面內相位差將逐漸降低。於此 曝光量區域中,無法抑制厚度方向相位差。於本發明中, 因爲使面內相位差與厚度方向相位差二者予以不同視爲必 Λ 要,如此之曝光量區域則不使用。 〇 因爲充分曝光量之具體値係按照向熱性液晶化合物之 種類、光聚合引發劑之種類與量、其他添加劑之有無及種 類與量、所照射之光的種類與強度等而大不同,一般而言 無法敘述。典型而言,充分之曝光量約爲 2 0 0 m I / c m2〜 2000mJ/cm2。例如,使用20mW/cm2的光束之情形下,利用 大約10秒〜100秒之照射進行充分之曝光。 若不符合上述之充分曝光量的話,雖然爲不充分之曝 光量,因光所造成之配向固定化程度未必與曝光量成比 例。往往利用少的曝光量而進行相當程度之固定化,例如 -38- 200949320 即使曝光量爲充分曝光量之一半,也進行了一半以上之固 定化。對於作成充分曝光量之區域,爲了得到有意義之差 値,具有期望遠較此爲少的値之情形。具體而言,不充分 之曝光量約爲2mJ/cm2〜180mJ/cm2,例如使用20mW/cm2的 光束之情形,若照射時間約爲0.1秒〜9秒的話,則成爲不 充分之曝光。 照射各個光L1而結束曝光步驟之後,將進行如上述顯 像步驟之結果顯示於第6圖。 0 將不充分非偏向平行光作爲光L 1所照射的區域1 30d’ 中,起因於其曝光量爲少的,所殘留量之未硬化成分的配 向將紊亂而成爲低配向狀態。雖然藉由照射非偏向平行光 後而可以得到負的C板,厚度方向相位差成爲較區域1 30a 爲小。 將不充分直線偏光作爲光L1所照射的區域130e’中, 若與區域130b’作一比較,無論面內相位差與厚度方向相位 差皆變小,與區域130b’同樣顯示正的A板與負的C板所複 ^ 合之雙軸性。 將不充分曝光量之直線偏光與不充分曝光量之非偏向 平行光作爲光L1所照射的區域130Γ中之配向性質係按照 直線偏光曝光量與非偏向平行光曝光量之比率及總曝光量 而改變。具體而言,發現在區域130a’所得之配向性質與在 區域130b’所得之配向性質,雖然顯示正的A板與負的C 板所複合之雙軸性,但是面內相位差變得.較區域130b’爲 小。亦即,N:係數變得較區域130b’爲大。 進行此曝光步驟能夠利用如上述之方法進行。於曝光 步驟中,使用半色調光罩之情形下,按照所需求而控制在 -39- 200949320 各個區域所照射的直線偏光與非偏向平行光之曝光量也將 成爲可能。半色調光罩係在對應於既定區域之部分設置有 遮光層,對應於區域之部分設置有半穿透層。也可以使用 灰階光罩或波長限制光罩以取代半色調光罩。灰階光罩係 省略半穿透層,除了遮光層中具有曝光機解像度以下之寬 度的複數個狹縫以外,具有與半色調光罩同樣之構造。波 長限制光罩係含有光穿透波長區域不同的區域。 還有,關於區域130f’,如所說明之方式,藉由適當選 0 擇直線偏光曝光量與非偏向平行光曝光量之比率及總曝光 量,得到所要求之雙軸性係可能的。亦即,能夠任意設定 Nz係數。 不僅直線偏光與非偏向平行光之組合,照射不同消光 比的直線偏光之情形下,也可以得到同樣之效果。例如, 照射消光比成爲2:1之直線偏光時,(消光比爲無限大之) 直線偏#的照射量與非偏向平行光的照射量相等之情形約 略相當,照射消光比較2: 1爲大的直線偏光時,直線偏光 β 的照射量相當於較非偏向平行光的照射量爲大之情形。 另外,不僅直線偏光與非偏向平行光之組合,照射不 同橢圓率的橢圓偏光之情形下,可以得到同樣之效果。例 如’照射橢圓率成爲2之橢圓偏光時,消光比約略相當於 無限大之直線偏光照射量與非偏向平行光照射量相等之情 形。另外,照射橢圓率較2爲大之橢圓偏光時,直線偏光 的照射量係相當於非偏向平行光的照射量爲大之情形。 再者’倂用上述之手法也能夠得到光L 1。例如,組合 不同消光比的直線偏光與非偏向平行光,或是也可以組合 不同橢圓率的橢圓偏光與非偏向平行光而作爲光L1» -40- 200949320 於此,於照射直線偏光或橢圓偏光之步驟中,對至少 一區域,使偏光軸之方位角與其他區域不同之方式來照射 也爲可能的。一旦進行如此方式時,於隨後之顯像步驟中, 對應於先前之直線偏光/橢圓偏光之軸的方位角,發現於該 區域中之面內方向,使折射率成爲最高折射率之軸係於與 其他區域不同之方向。 如第4圖所示,於每個區域達成不同的配向狀態之 後’進行定影步驟,針對未反應物之液晶原,維持配向之 φ 狀態下,使未反應化合物予以聚合與/或予以交聯。 例如,如第7圖所示,在較向熱性液晶化合物從等方 向相變化成液晶相之相轉移溫度爲高之溫度,維持液晶材 料層130’之狀態下,將光L2照射至整個液晶材料層130,。 於液晶材料層130’中,爲了約略使未反應化合物聚合 與/或交聯反應,照射爲充分曝光量之光L2。藉此,使未反 應化合物之聚合或交聯產生,使配向狀態改變之液晶原予 以固定化。進行如上之方式,得到固體化液晶層1 30。 q 還有,某液晶性化合物係從等方向相變化成液晶相之 第1相轉移溫度,較從液晶相變化成等方向相的第2相轉 移溫度爲低。因此,特定之情形下,定影步驟中之液晶材 料層130’之溫度也可以較顯像步驟之加熱溫度爲低。但 是,基於簡便性之觀點,通常,定影步驟中之液晶材料層 130’之溫度作成第1相轉移溫度以上。 可以使用偏光作爲所照射之光L2,基於簡便性之觀 點,通常也可以使用非偏向之光。 定影步驟中之光照射之情形,遍及整個液晶材料層 130’,也可以使曝光量相等。此情形下,並無使用設置有 -41 - 200949320 微細圖案之光罩的必要。因而,能夠簡化步驟。 定影步驟也可以利用其他之方法進行。 例如,藉由使未反應化合物,亦即向熱性液晶化合物 係加熱至較第1相轉移溫度爲高的聚合與/或交聯溫度而加 以聚合與/或交聯的材料之情形,也可以進行加熱以取代照 射光。具體而言’取代照射光,將液晶材料層130,加熱至 聚合與/或交聯溫度以上,使未反應化合物予以聚合與/或交 聯。藉此,得到固體化液晶層1 3 0。還有,顯像步驟中之加 0 熱溫度係設爲例如第1相轉移溫度以上,並且低於聚合與/ 或交聯溫度。 或是於定影步驟中,也可以依序進行光照射與加熱。 如此方式,若組合光與熱時,能夠使未反應化合物之聚合 與/或交聯更確實進行。因此,能夠得到更堅硬的固體化液 晶層1 3 0。 藉由加熱至某溫度,未反應化合物係進行聚合與/或交 聯的材料之情形,顯像步驟中之加熱溫度也可以爲進行聚 1 合與/或交聯的溫度以上。亦即,也可以同時進行顯像步驟 ❹ 與定影步驟。但是,此情形下,配向紊亂之發生及聚合與/ 或交聯將同時進行。因此,製造條件對於固體化液晶層130 之光學特性造成的影響較大。 如參照第3圖及第4圖所說明,本發明之相位差板係 無濕式步驟而形成相位差圖案。針對藉由濕式步驟而形成 圖案,使用溶劑或鹼性水溶液等、具有溶解液晶材料層能 力的液體。例如,藉由將液晶材料層浸漬於該液體中,或 是藉由噴霧等而將該液體噴霧於液晶材料層,去除未硬化 部而形成圖案。進行如此之濕式步驟係其製造條件對最終 -42- 200949320 產品之光學特性造成極大的影響。因此,若根據含有濕式 步驟之方法,容易發生偏離光學特性之目標値。 針對於此,於本發明之方法中,於曝光步驟及其後不 進行濕式步驟。因此,能夠防止起因於濕式步驟而使折射 率異方向性偏離目標値。 ’ 還有,折射率異方向性與曝光步驟中之條件,例如所 謂曝光量,並不一定具有比例關係,材料與曝光條件爲一 定之下,折射率異方向性之再現性爲高的。因此,爲了達 q 成某折射率異方向性所必要之條件,例如發現曝光量爲容 易,另外,進行穩定之製造也爲容易的。 參照第1〜4圖及第7圖的同時,對於所說明之相位差 板10,亦即面板基板,各種變形係可能的。 此相位差板10之情形,固體化液晶層130係含有折射 率異方向性相互不同的領域130a〜130c。固體化液晶層130 也可以更含有與區域130a〜130c不同折射率異方向性之一 個以上的區域。於半穿透型液晶顯示裝置中,各個紅、綠 Λ 與藍色像素係含有穿透部與反射部。在穿透部與反射部 ❹ 中,必須採用不同的光學設計。因此,固體化液晶層130 之中,對應於紅、綠與藍色像素之各個部分也可以含有折 射率異方向性相互不同的二個以上區域。 另外,除了上述之著色層以外,彩色濾光片層120也 可以含有黑色隔離壁。例如’黑色隔離壁係相互隔離著色 層120a〜120c之方式所設計。 從相位差板10也可以省略彩色濾光片層120。例如, 於液晶顯示裝置中,可以於其一側之基板含有彩色濾光片 層與相位差層之二者,也可以於液晶顯示裝置~側之基板 -43- 200949320 含有彩色濾光片層,另一側之基板含有相位差層。後者之 情形,相位差板10並無含有彩色濾光片層120之必要。但 是,相位差板10含有彩色濾光片層120與固體化液晶層130 二者之情形,相貼合之際,並無重疊彩色濾光片層120與 固體化液晶層130位置之必要。 固體化液晶層130也可以介於平面體110與彩色漉光 片層120之間。 第 8圖係槪略顯示有關一變形例的相位差板之剖面 0 圖。此相位差板10係除了使固體化液晶層130介於平面體 110與彩色濾光片層120之間以外,參照第1〜4圖的同時’ 與所說明之相位差板10相同。 採用此構造之情形,例如於含有相位差板1〇之液晶顯 示裝置中,固體化液晶層130並不抑制不純物從彩色濾光 片層120混入液晶層中。然而,採用此構造之情形,彩色 濾光片層120並無曝露於爲了形成固體化液晶層130之曝 光步驟與熱處理步驟。因此,採用此構造之情形’相較採 用顯示於第1圖與第2圖之構造的情形’起因於上述曝光 步驟中之光或是顯像步驟與定影步驟中之熱的彩色濾光片 層120之劣化將難以發生。 另外,採用此構造之情形,能夠在平面體110上形成 固體化液晶層130。因而’與難以作成完全平坦之平面的彩 色濾光片層120上形成固體化液晶層13〇之情形作一比 較,能夠更容易得到具有依照設計之性能的固體化液晶層 130 ° 典型而言’固體化液晶層130係厚度爲均一的。然而’ 於特定之情形下,固體化液晶層之區域13〇a〜130c也 -44 - 200949320 可以相互不同。 上述中任一種相位差板1 0也可以利用於各式各樣之 用途。例如,相位差板1 0可能利用於液晶性技術所代表之 顯示技術。 第9圖係槪略顯示使用顯示於第1圖與第2圖而能夠 製造的液晶顯示裝置一例之剖面圖。 _ 顯示於第9圖之液晶顯示裝置係一種採用有源矩陣驅 動方式之穿透型液晶顯示裝置。此液晶顯示裝置係含有彩 Q 色濾光片基板10’、陣列基板20、液晶層30、一對偏光板 40與未以圖示之背光板。 彩色濾光片基板10’係含有上述之相位差板10、對向 電極150與配向膜160。 對向電極1 50係在固體化液晶層1 30上所形成。遍及 整個顯示區域而擴展之連續膜。例如,對向電極150係由 上述之透明導電體所構成。 配向膜160係被覆對向電極150。例如,配向膜160 A 係藉由在對向電極150上形成聚醯亞胺等之透明樹脂層, ❹ 在此透明樹脂層上實施平磨等之配向處理後而可以得到。 此配向膜160也可以利用光配向技術而形成。 陣列基板20係含有與配向膜160相向的基板210。基 板210係玻璃板或樹脂板等之光穿透性基板。 在與基板210之配向膜160之對向面上形成有像素電 路(未以圖示)、掃描線(未以圖示)、信號線(未以圖 示)與像素電極250。各個像素電路係含有薄膜電晶體等之 切換元件,在基板210上配列成矩陣狀。掃描線係對應於 像素電路之行所配列。各像素電路之動作係藉由從掃描線 -45- 200949320 所供應的掃描信號而予以控制。信號線係對應於像素 之列所配列。各像素電極250係與著色層120a〜120c 一著色層相向。 像素電極250係利用配向膜260予以被覆。例如 向膜260係藉由在像素電極250上形成聚醯亞胺等之 樹脂層,在此透明樹脂層上實施平磨等之配向處理後 以得到。此配向膜260也可以利用光配向技術而形成 彩色濾光片基板10’與陣列基板20係使框形狀之 ^ 劑層(未以圖示)介於中間而予以貼合。彩色濾光片 10’、陣列基板20與接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構成。 晶化合物或液晶組成物係具有流動性,充滿被彩色濾 基板10’、陣列基板20與接著劑層所包圍之空間。彩 光片基板10’、陣列基板20、接著劑層與液晶層30係 液晶胞。 偏光板40係貼附在液晶胞之兩主要面。例如,偏 ^ 40係使此等之穿透軸垂直之方式來配置。 〇 於此液晶顯示裝置中,固體化液晶層130之區域 〜130c係厚度約略相等,折射率異方向性不同。因而 13 0a〜130c的折射率異方向性予以最適化,因而,針 個紅、綠、藍色,能夠達成理想之光學補償。 如上所述,相位差板1 0係可能利用於採用有源矩 動方式之穿透型液晶顯示裝置中。此相位差板10也可 其他之顯示裝置中加以利用。 例如,相位差板1 0也可以於半穿透型液晶顯示裝 反射型液晶顯示裝置中加以利用。另外,於液晶顯示 電路 中任 ,配 透明 而可 〇 接著 基板 此液 光片 色濾 形成 光板 130a ,使 對各 陣驅 能於 置或 裝置 -46- 200949320 中,也可以採用被動矩陣驅動方式等之有源矩陣驅動方式 以外的驅動方式。或是,相位差板ίο也可以於有機電致發 光顯示裝置等之液晶顯示裝置以外的顯示裝置中加以利 用。 對同業者而言,進一步之利益與變形係容易的。因此, 本發明係在更廣的方面,於此所揭示之特定記載或代表性 形態不應該受到限定。因而,從根據附加之申請專利範圍 與其等價物所規定之本發明的總括槪念之真意或範圍,不 0 脫離之範圍內,各式各樣之變形係可能的。 【圖式簡單說明】 第1圖係槪略顯示有關本發明之一形態的相位差板之 斜視圖。 第2圖係沿著顯示於第1圖之相位差板的π_π線之剖 面圖。 第3圖係槪略顯示固體化液晶層形成方法一例之剖面 圖。 G 第4圖係槪略顯示固體化液晶層形成方法一例之剖面 圖。 第5圖係槪略顯示固體化液晶層形成方法其他例之剖 面圖。 第6圖係槪略顯示固體化液晶層形成方法其他例之剖 面圖。 第7圖係槪略顯示連續第4圖步驟之剖面圖。 第8圖係槪略顯示有關一變形例的相位差板之剖面 圖。 -47- 200949320 第9圖係槪略顯示使用第1圖與第2圖 能夠製造的液晶顯示裝置一例之剖面圖。 【主要元件符號說明】 之相位差板而 ❹ 10 10, 20 30 40 110 120 相位差板 彩色濾光片基板 陣列基板 液晶層 偏光板 平面體 彩色濾光片層 著色層 ❹ 120a > 120b、 120c、 120d、 120e、 120f 130 固 體 化 液晶層 130, 液 晶 材 料層 130a、 130b、 130c 區 域 130a,、 130b, 、130c’ ' 1 30d, 、130e, 150 對 向 電 極 160 配 向 膜 210 基 板 250 像 素 電 極 260 配 向 膜 130f, 區域 -48-

Claims (1)

  1. 200949320 七、申請專利範圍: 1. 一種相位差板,其係具備: 光穿透性之平面體、與 作成被該平面體所支撐而由同一材料構成之連續膜所 形成的固體化液晶層; 該相位差板之特徵在於: 該固體化液晶層係包含厚度方向之折射率爲最低的複 數個區域; 0 該複數個區域係配列於該平面體上,面內相位差與厚 度方向相位差係分別起因於液晶原(mesogen)的配向紊 亂之程度與配向紊亂之異方向性而異。 2. 如申請專利範圍第1項之相位差板,其中該固體化液晶 層中之該區域數係3以上。 3. 如申請專利範圍第1或2項之相位差板,其中在該固體 化液晶層之至少一個區域中,下列數學式(1 )所示之 Nz係數與其他之區域不同: 0 Νζ= ( ηχ-ηζ ) / ( η,-η,)數學式(1) (上式中’ η«係在面內成爲最大之折射率,心係在面內 成爲最小之折射率,ηζ係在法線方向之折射率)。 4. 如申請專利範圍第2項之相位差板,其中該第1至第3 之區域中任一個,實質上不具有面內相位差。 5. 如申請專利範圍第2項之相位差板,其中該第1至第3 之區域中的至少一個區域,面內之中的折射率成爲最高 之軸向係與其他區域不同。 6·如申請專利範圍第2項之相位差板,其中更具備實質上 -49- .200949320 不具有折射率異方向性之區域。 7. 如申請專利範圍第1或2項之相位差板’其中該固體化 液晶層之厚度係均一的。 8. 如申請專利範圍第1或2項之相位差板’其中該固體化 液晶層係於異方向紊亂的膽固醇配向之狀態下’使向@ 性液晶化合物或組成物聚合與/或交聯而成° 9 .如申請專利範圍第2項之相位差板,其中更具備彩色濾 光片層,其係介於該平面體與該固體化液晶層之間或是 0 於中間夾住該固體化液晶層而與該平面體相向;該彩色 濾光片層係含有吸收光譜相互不同、分別與該第1至第 3之區域相向的第1至第3之著色層。 10. 如申請專利範圍第9項之相位差板,其中該固體化液晶 層係面內相位差在該第1區域爲最小,同時在該第3區 域爲最大;N:係數在該第1區域爲最大,同時在該第3 區域爲最小; 使穿透該彩色濾光片層之光的波長係在該第1著色層 G 爲最短,在該第3著色層爲最長。 11. 一種液晶顯示裝置,其係由使用如申請專利範圍第1或 2項之相位差板而成。 12. —種相位差板之製造方法,其特徵係具備: 形成液晶材料層之成膜步驟,包含在光穿透性之平面 體上形成固體化液晶層,該固體化液晶層之形成係在該 平面體上含有光聚合性或光交聯性之向熱性液晶化合物 與掌性劑,該向熱性液晶化合物之液晶原形成膽固醇配 向構造: -50- 200949320 曝光步驟,對於該液晶材料層之至少二個區域,以不 同之條件進行偏光照射與以不同之條件進行非偏向平行 光照射,並以不同的比例與不同的異方向性程度,使向 熱性液晶化合物之至少一部分予以聚合或交聯而使聚合 或交聯生成物予以生成; 顯像步驟,其後將該液晶材料層加熱至等於使該向熱 性液晶化合物從液晶相變化成等方向相之相轉移溫度的 溫度以上’使該至少二個區域中之未反應的該向熱性液 Ο 晶化合物之液晶原配向狀態改變;及 定影步驟,在使該液晶原配向狀態維持改變下,使該 未反應化合物予以聚合與/或交聯。 13. 如申請專利範圍第12項之相位差板之製造方法,其係在 該曝光步驟中,該非偏向平行光照射係於進行該偏光照 射之前所進行。 14. 如申請專利範圍第12或13項之相位差板之製造方法, 其係在該曝光步驟中,該偏光照射係藉由照射直線偏光 © 所進行。 15. 如申請專利範圍第12或13項之相位差板之製造方法, 其係在該曝光步驟中,該偏光照射係藉由照射橢圓偏光 所進行。 16· —種相位差板之製造方法,其特徵係具備: 形成液晶材料層之成膜步驟,包含在光穿透性之平面 體上形成固體化液晶層,該固體化液晶層之形成係在該 平面體上含有光聚合性或光交聯性之向熱性液晶化合物 與掌性劑,該向熱性液晶化合物之液晶原形成膽固醇配 -51- 200949320 向構造; 曝光步驟,對於該液晶材料層之至少二個區域,至少 照射不同消光比的直線偏光,並以不同的比例與不同的 異方向性程度,使向熱性液晶化合物之至少一部分予以 聚合或交聯而使聚合或交聯生成物予以生成; 顯像步驟’其後將該液晶材料層加熱至等於使該向熱 性液晶化合物從液晶相變化成等方向相之相轉移溫度的 溫度以上,使該至少二個區域中之未反應的該向熱性液 〇 晶化合物之液晶原配向狀態改變;及 定影步驟,在使該液晶原配向狀態維持改變下,使該 未反應化合物予以聚合與/或交聯。 17.—種相位差板之製造方法,其特徵係具備: 形成液晶材料層之成膜步驟,包含在光穿透性之平面 體上形成固體化液晶層,該固體化液晶層之形成係在該 平面體上含有光聚合性或光交聯性之向熱性液晶化合物 與掌性劑’該向熱性液晶化合物之液晶原形成膽固醇配 〇 向構造; 曝光步驟,對於該液晶材料層之至少二個區域,至少 照射不同橢圓率的橢圓偏光,並以不同的比例與不同的 異方向性程度,使向熱性液晶化合物之至少一部分予以 聚合或交聯而使聚合或交聯生成物予以生成; 顯像步驟,其後將該液晶材料層加熱至等於使該向熱 性液晶化合物從液晶相變化成等方向相之相轉移溫度的 溫度以上,使該至少二個區域中之未反應的該向熱性液 晶化合物之液晶原配向狀態改變;及 -52- 200949320 定影步驟,在使該液晶原配向狀態維持改變下,使該 未反應化合物予以聚合與/或交聯^ 18. 如申請專利範圍第12、13' 16或17項之相位差板之製 造方法’其係在該曝光步驟中’該直線偏光或橢圓偏光 的照射係對於該區域之中的至少一個,以使偏光之軸的 方位角與其他區域不同的方式來進行照射。 19. 如申請專利範圍第12、13、16或17項之相位差板之製 造方法’其係在該曝光步驟中,該偏光照射與該非偏向 〇 平行光照射皆不進行,進一步設置一區域,其係含有作 爲未反應化合物之該向熱性液晶化合物或組成物,且不 含有該聚合或交聯生成物之區域; 對於該區域而言, 於該顯像步驟中,將該液晶材料層加熱至等於使該向 熱性液晶化合物從液晶相變化成等方向相之相轉移溫度 的溫度以上,使未反應的該向熱性液晶化合物之液晶原 配向消失;及 Q 於該定影步驟中,在使該液晶原配向維持消失下,使 該未反應化合物予以聚合與/或交聯。 20. 如申請專利範圍第1 2、1 3、1 6或1 7項之相位差板之製 造方法,其係在該成膜步驟中’形成爲均一厚度連續膜 的該液晶材料層。 2 1.如申請專利範圍第1 2、1 3、1 6或1 7項之相位差板之製 造方法,其係在該定影步驟中’該未反應化合物之聚合 與/或交聯係藉由光照射而誘導其反應。 22.如申請專利範圍第12、13、16或17項之相位差板之製 -53- 200949320 * 方法’其中該向熱性液晶化合物係藉由加熱至較該相 轉移溫度爲高之聚合與/或交聯溫度而加以聚合與/或交 聯的材料; 於該顯像步驟中’該液晶原基之配向狀態係藉由將該 液晶材料層加熱至低於該聚合與/或交聯溫度之溫度而 改變; 於該定影步驟中’該未聚合與未交聯之向熱性液晶化 口物係藉由將該液晶材料層加熱至該聚合與/或交聯溫 Ο 度以上之溫度而予以聚合與/或交聯。 23. 如申請專利範圍第22項之相位差板之製造方法,其中該 顯像步驟中之該加熱係藉由使該平面物之溫度,從該曝 光步驟中之溫度連續上升至該定影步驟中之溫度。 24. 如申請專利範圍第12、13、16或17項之相位差板之製 5a方法’其中更包含於形成該固.體化液晶層之前,在該 平面上形成彩色濾光片層之步驟,該固體化液晶層係直 接或隔著其他層而在該彩色濾光片層上形成。 ® 25.如申請專利範圍第12、13、16或17項之相位差板之製 造方法,其中更包含於形成該固體化液晶層之後,在該 固體化液晶層上形成彩色濾光片層之步驟,該彩色濾光 片層係直接或隔著其他層而在該固體化液晶層上形成。 26.—種相位差板,其係具備: 光穿透性之平面體、與 作成被該平面體所支撐而由同一材料構成之連續膜所 形成的固體化液晶層; 該相位差板之特徵在於: -54- 200949320 該固體化液晶層係包含厚度方向之折射率爲最低的複 數個區域; 該複數個區域係配列於該平面體上,面內之雙折射率 與厚度方向之雙折射率係分別起因於液晶原的配向紊亂 之程度與配向紊亂之異方向性而異。 27. 如申請專利範圍第26項之相位差板,其中該固體化液晶 層中之該區域數爲3以上。 28. 如申請專利範圍第26或27項之相位差板,其中在該固 Ο 體化液晶層之至少一個區域中,下列數學式(1)所示之 Nz係數與其他之區域不同: Nz = ( nx-nz ) / ( nx-ny )數學式(1) (上式中,η*係在面內成爲最大之折射率,η,係在面內 成爲最小之折射率’ ηζ係在法線方向之折射率)。 29. 如申請專利範圍第27項之相位差板,其中該第1至第3 之區域中任一個,實質上不具有面內之雙折射率。 30·如申請專利範圍第27項之相位差板,其中該第1至第3 © 之區域中的至少一個區域,面內之中的折射率成爲最高 之軸的方向係與其他區域不同》 3 1 ·如申請專利範圍第26或27項之相位差板,其中更具備 實質上不具有折射率異方向性之區域。 32. 如申請專利範圍第26或27項之相位差板,其中該固體 化液晶層之厚度係均一的。 33. 如申請專利範圍第26或27項之相位差板,其中該固體 化液晶層係於異方向紊亂的膽固醇配向之狀態下,使向 熱性液晶化合物或組成物聚合與/或交聯而成。 -55- 200949320 34_如申請專利範圍第 光片層,其係介友 於中間夾住該固售 濾光片層係含有明 3之區域相向的第 35·如申請專利範圍舞 層係面內雙折射替 區域爲最大;Nz 1 Ο 3區域爲最小; 使穿透該彩色灌 爲最短,在該第: 27項之相位差板,其中更具備彩色濾 該平面體與該固體化液晶層之間或是 化液晶層而與該平面體相向;該彩色 收光譜相互不同、分別與該第1至第 1至第3之著色層。 34項之相位差板,其中該固體化液晶 在該第1區域爲最小,同時在該第3 數在該第1區域爲最大,同時在該第 光片層之光的波長係在該第1著色層 著色層爲最長。
    -56-
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