TW201042288A - Phase type diffraction element, process for producing it, and camera apparatus - Google Patents

Phase type diffraction element, process for producing it, and camera apparatus Download PDF

Info

Publication number
TW201042288A
TW201042288A TW099104689A TW99104689A TW201042288A TW 201042288 A TW201042288 A TW 201042288A TW 099104689 A TW099104689 A TW 099104689A TW 99104689 A TW99104689 A TW 99104689A TW 201042288 A TW201042288 A TW 201042288A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
field
phase
alignment
refractive index
Prior art date
Application number
TW099104689A
Other languages
English (en)
Inventor
Sosuke Akao
Takeshi Itoi
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Publication of TW201042288A publication Critical patent/TW201042288A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1866Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • G02B5/1871Transmissive phase gratings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1833Diffraction gratings comprising birefringent materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1847Manufacturing methods
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/46Systems using spatial filters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

201042288 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於例如在由電荷偶合(CCD)元件、互補性 金屬氧化膜半導體(CMOS)元件等所構成的、多數的受光畫 素周期性形成之攝影元件等上作爲低通濾波器(low pass filter)所使用的相位型繞射元件以及其製造方法,以及關 於使用該繞射元件之攝影裝置。 【先前技術】 在使用由CCD元件與CMOS元件等所構成之攝影元 件的攝影光學系統中,產生了與因伴隨仿真信號發生之來 自被攝影物的光不同的色光成分(波紋)。爲了使其受到抑 制,一般係使用抑制被攝影物光的高空間頻率成分之光學 低通濾波器。 以往’作爲光學低通濾波器,係大多使用利用在雙折 射物質中尋常光線與異常光線的分離之雙折射型者。最廣 泛被使用的雙折射型之光學低通濾波器的材料係水晶與鈮 酸鋰等的無機結晶。由無機結晶之雙折射型的光學低通濾 波器係合成單結晶’並實施切削·硏磨等的後加工以形成爲 板狀。爲此’會有製造上需要很多時間與勞力等的缺點。 爲了解決這樣的問題’已提案有使用光反應性的液晶 組成物作爲雙折射型的低通濾波器的材料。例如,形成光 反應性之液晶組成物的薄膜,使液晶的液晶原在自薄膜的 法線方向斜向傾斜的狀態下聚合,以得到所期望的光學特 性,係例如已記載於日本特許第3 5 9 2 3 8 3號公報。或者, 201042288 自液晶原的法線方向之傾斜角係在薄膜的厚度方向,以連 續地變化之狀態聚合,以得到所期望的光學特性,係例如 已記載於日本特開2007-93918號公報。 然而,使液晶原均一地配向於自法線方向傾斜的方 向、特別是均一地配向於傾斜2 0 ~ 7 Q度的方向係爲困難。 在使自液晶原的法線方向之傾斜角在薄膜的厚度方向連續 地變化之構成的情形中,由於光線對於厚度的分離幅度變 小,所以必須增大該薄膜的膜厚。 另一方面,作爲光學低通濾波器,係除了藉由雙折射 而分離光線的方式以外,利用藉由繞射而分離光之繞射格 子型的元件亦被廣泛利用。作爲繞射格子型的低通濾波器 最一般的係相位型繞射元件。例如,像日本特開平4 - 9 8 0 3 號公報所記載的,使用樹脂等的透明材料在表面形成具有 周期性凹凸形狀之板,而在凹部與凸部中使得光的位相產 生差異。 - 利用凹凸之相位型繞射格子由於元件表面並非平坦 的,所以容易產生格子的陰影。又,會有難以提高繞射效 率等的問題’而在以能得到高品位的圖像爲目的之攝影裝 置中難以被採用。 【發明内容】 本發明的目的係解決如上述的問題,而提供一種高品 質的相位型繞射元件,及提供一種容易穩定製造那樣的繞 射元件之製造方法。另外,本發明之目的係提供一種使用 該繞射元件作爲低通濾波器之攝影裝置。 .201042288 根據本發明的第1側面,可提供一種相位型繞射元 - 件’其特徵係具備: . 具有表面及背面之透明基板’與 設置在前述透明基板的表面上且由含有至少液晶化合 物的連續膜所構成之固體化液晶層’ 前述固體化液晶層係由周期性形成之第1領域、第2 領域、及此等之間的第3領域所構成的’ 前述第1領域係光學各向異性’前述第2領域係光學 G各向同性, 前述第3領域爲非光學各向同性’而前述液晶化合物 之液晶原的配向程度低於前述第1領域’ ' 前述第2領域的面内平均折射率ni與前述第1領域的 - 面内平均折射率na是不同的,前述第3領域係具有前述 ni與na之間的値nm作爲面内平均折射率。 根據本發明的第2形態,可提供一種攝影裝置’其係 至少具有多數個的受光畫素周期性形成之攝影元件’且使 ^ 用前述之相位型繞射元件作爲低通濾波器而形成的攝影裝 置。 根據本發明的第3形態,可提供一種相位型繞射元件 之製造方法,其特徵係含有直接或透過其他層而在透明基 . 板的表面上形成固體化液晶層,且前述固體化液晶層的形 成係具備下列步驟: 在前述透明基板上含有光聚合性或光交聯性的熱致液 晶化合物,以形成前述熱致液晶化合物的液晶原成爲指定 201042288 的配向構造之液晶材料層的成膜步驟; • 以不同的條件,對殘留有未曝光部、且前述液晶材料 . 層的至少2個領域照射光線,而在前述液晶材料層中,形 成前述熱致液晶化合物以含有率Pmax含有經聚合或交聯 之反應生成物的第1領域、不含有前述反應生成物而含有· 未反應之前述熱致液晶化合物的第2領域、與含有前述反 應生成物及未反應之前述熱致液晶化合物且前述反應生成 物的含有率爲P(P<Pmax)的第3領域之曝光步驟; 〇 然後,在與前述熱致液晶化合物從液晶相變化爲各向 同相之相轉移溫度相等的溫度以上,加熱前述液晶材料 層,且擾亂在前述第2領域及第3領域中未反應的前述熱 ' 致液晶化合物之液晶原的配向,在第2領域中成爲各向同 - 相之狀態的同時,在第3領域中成爲液晶原全體的配向降 低之狀態的顯像步驟;及 維持前述第2領域爲各向同相之狀態的同時,在第3 領域中使仍降低配向之前述未反應化合物聚合及/或交聯 Θ 的定影步驟。 根據本發明,可實現能容易且安定地製造、而且高品 質的相位型繞射元件。具體而言,由於經由設置第3領域 可迴避平均折射率的急遽變化,所以本發明的相位差繞射 _ 元件可抑制高階的干擾。又同樣地,由於經由設置第3領 域可抑制鑒別率(discrimination),所以可減低落在攝影 元件上的格子的陰影。又,根據本發明,可實現使用像這 樣的相位型繞射元件作爲低通濾波器所構成之攝影裝置。 201042288 【實施方式】 . 用以實施發明之形態 以下,針對本發明的態樣,一邊參照圖式一邊詳細地 説明。此外,發揮同樣或類似機能之構成要素係通過全部 的圖式賦予相同的參照符號,而省略重複的説明。 圖1係顯示關於本發明之一態樣的攝影裝置的光學系 統之槪略構成圖。在多數的受光畫素周期性形成之攝影元 件1 0、與攝影透鏡1 1之間配置繞射元件1。繞射元件i 〇 係至少具有作爲繞射格子作用之固體化液晶層、與支持該 固體化液晶層之透明基板。繞射元件1只要能得到作爲低 通濾波器所期望的特性即可,可任意地設置,惟較佳係配 * 置在攝影元件的附近’以使得固體化液晶層在攝影元件 . 側。所以可輕易地將作爲繞射格子作用之固體化液晶層與 攝影元件的間隙調節爲規定之値,且可輕易地利用透明基 板作爲保護層。 圖2係槪略地顯示關於本發明之一態樣的一部份繞射 Ο 元件的斜視圖。圖示的繞射元件1係包含透明基板2、與 形成於該表面之固體化液晶層3。 透明基板2係一般典型的玻璃板或樹脂板等的透光性 基板。作爲玻璃板的材料,可舉出例如使用鈉鈣玻璃、低 .鹼硼砂酸玻璃或無驗銘硼砂酸玻璃。作爲樹脂板的材料, 可舉出例如使用聚碳酸醋、聚甲基丙嫌酸甲醋或聚駄酸乙 ’ 二酯。 透明基板2未必一定要是硬質。例如,亦可使用塑料 201042288 薄膜等的透光性薄膜或塑料薄片等的透光性薄片。 - 固體化液晶層3係使用至少含有液晶化合物的材料戶斤 . 形成之連續膜,且包含周期性形成之第1領域3 a與第2領 域3i。在第1領域3a與第2領域3i之間設置第3領域3ηι。 在圖2所示之構造中,所謂的第1領域3a與第2領域3i, 係隔著第3領域3m而配置成條紋狀,惟不受限於此等。如 後所述般,亦可隔著第3領域3m設置第1領域與第2領 域,以構成棋盤格狀。 〇 無論是在形成哪一種構成之情形下,第1領域3&爲光 學各向異性,第2領域3i爲光學各向同性。又,位於此等 之間的第3領域3 m係第1領域與第2領域的中間狀態。 ' 各向異性領域(第1領域)3a、各向同性的領域(第2領 . 域)3i、與爲中間狀態的領域(第3領域)3m,係各自面對膜 面而對於來自法線方向入射之入射光12的表觀折射率、也 就是面内平均折射率各自不相同。 第2領域3i的面内平均折射率ni與第1領域3a的面 〇 w 内平均折射率na是不同的。第3領域3m係具有ni與na 之間的値nm來作爲面内平均折射率。nm係爲ni與na中 的任一較高之値以下,且爲任一較低之値以上。可按照面 内平均折射率成爲nm之單一領域,來構成作爲中間領域的 第3領域3 m。 或者,第3領域3 m亦可由鄰接之2以上的副領域所 構成的。此時,面内平均折射率係在每個副領域爲不同的, 但均爲ni與na之間的値。再者,第3領域的面内平均折 201042288 射率亦可在面内爲連續地變化的。此時,在與第1領域之 - 邊界中的面内平均折射率係與na相同,在與第2領域之邊 , 界中的面内平均折射率係與n i相同。所謂的「相同」不一 定要完全一致,±l〇nm左右的差異係可容許的,爲「大略 相同」之意。第3領域的面内平均折射率係可在第1領域 的面内平均折射率na與第2領域的面内平均折射率⑴之 間連續地變化。 面内平均折射率係在第1至第3領域爲各不相同,在 Ο 膜面的相同位置中’無論是光12爲怎樣的偏光成分、或是 光1 2爲怎樣的偏光狀態,表觀折射率較佳爲相同的。第1 領域3a、第2領域3i及第3領域3m的全部領域中’也就 ' 是涵蓋固體化液晶層3全面的任一領域裡’在面内方向大 . 略爲等向同性的,換句話說較佳係實質上不具有面内雙折 射率。此外,所謂的「實質上不具有」’係指以固體化液晶 層3的膜厚d與面内折射率△ η的積所求出的面内相位差 厶nd爲低於l〇nm的狀態。 〇 亦即,雖然涵蓋全面而在厚度方向具有各向異性,但 是可以在面内方向爲各向同性。換句話說’在相同位置無 論是怎樣的偏光狀態下’表觀折射率爲相同的。 如上所述,在光學性各向同性的領域3 i、各向異性的 _ 領域3 a、與爲中間狀態的領域3 m中’面内平均折射率爲 不同的。起因於面内平均折射率爲不同的,固體化液晶層 3中對於入射光1 2而在兩領域產生了相位差。經由使這樣 形成的2個領域被周期性的配置’固體化液晶層3係作用 -10 - 201042288 爲相位型的繞射格子。 • 另一方面,固體化液晶層3由於實質上涵蓋全面的面 , 内雙折射率爲零,所以變成入射光1 2之中無論是對於任何 的偏光成分,均具有等價的光學特性。對於入射光12藉由 兩領域而所賦予之相位差,在對於該光線的波長約略爲 1 / 2之情形中,本實施形態的繞射元件係能得到最高的特 性。爲此,爲了賦予該1 / 2波長分的相位差,而設定固體 化液晶層3的厚度係爲所期望的。一般而言,固體化液晶 〇 層3的厚度爲l~30/zm左右。 固體化液晶層3的光學性各向異性的領域3 a只要是與 爲各向同性之領域3i的面内平均折射率爲不同即可,無論 ' 是怎樣的構造也沒有關係。圖3 ~圖5中係圖式地表示其例 « 子。圖3~5係相當於沿著圖2所示之繞射元件的I-Ι線之 剖面圖。 在圖3中,固體化液晶層3中所含有的液晶化合物爲 棒狀液晶,在各向異性的領域3 a中的液晶原係以垂直配向 ^ 而固定化的(case 1)。光學性各向異性的領域3a與各向同 性的領域3 i相比’係面内平均折射率變小。爲此’形成促 進入射光1 2的位相之作用。 在第1領域3 a與第2領域3 i之間’存在有第3領域 3 m。在該第3領域3 m中’液晶化合物的液晶原係以比第1 領域的配向程度更低的垂直配向來丨吏其固定化°此時’第 1至第3領域的面内平均折射率係滿足以下的關係。 nignm2na(式中,ni>na) -11- 201042288 在圖4中’固體化液晶層3中所含有的液晶化合物爲 - 棒狀,在各向異性的領域3 a中的液晶原係以膽留醇型配向 . 來使其固定化的(case 2)。光學性各向異性的領域3a由於 與各向同性的領域3 i相比,面内平均折射率變大,所以形 成延遲入射光1 2之位相的作用。 在第1領域3a與第2領域3i之間,存在有第3領域 3m。在該第3領域3m中,液晶化合物的液晶原係以比第1 領域的配向程度要低的膽甾醇型配向來使其固定化的。此 Ο 時,第1至第3領域的面内平均折射率係滿足以下的關係。 nagnm^ni(式中,na>ni) 在圖5中,固體化液晶層3中所含有的液晶化合物爲 • 圓板狀液晶,在各向異性的領域3 a中的液晶原係以垂直配 . 向來使其固定化的(case 3)。光學性各向異性的領域3a由 於與各向同性的領域3 i相比,面内平均折射率變大,所以 形成延遲入射光1 2之位相的作用。 在第1領域3a與第2領域3i之間’存在有第3領域 〇 3m。在該第3領域3m中’液晶化合物的液晶原係以比第1 領域的配向程度更低的垂直配向來使其固定化。此時’第 1至第3領域的面内平均折射率係滿足以下的關係。 na2 nm2 rii(式中,na>ru) 在本實施形態的繞射元件中’固體化液晶層中所形成 之周期性的構造不一定必須爲一次元形狀。與其使光學性 各向同性的領域3i與各向異性的領域3a透過中間領域 3m’不如配列其棋盤格狀狀等二次元形狀爲佳。在該情形 -12- 201042288 下,是爲了符合將受光元件配列成一般二次元狀的攝影元 • 件之構造。爲了配合攝影元件的受光畫素爲配列成上下左 , 右方向者且可分離入射光12,而使各向同性的領域3與各 向異性的領域3a透過中間領域3m而配置形成的格子,與 將繞射元件基板配列成上下左右方向者相比,係較佳爲傾 斜約略45°而配列者。圖6中,部分地顯示具有如此配列 之固體化液晶層的繞射元件的一形態。 在使本實施形態的繞射元件作爲適合於多數的受光畫 〇 素爲周期性形成之攝影元件的低通濾波器使用的情形中, 含有光學性各向同性的領域3i與各向異性的領域3a之周 期較佳爲2 Ο # m以上。此外,所謂的「周期」係指在領域 3a與領域3i爲重複配置之方向中兩領域一組的長度。亦 - 即,如圖2所示般使2個領域配列成條紋狀之情形中,係 意味著第1領域3a的寬度與第3領域3rn的寬度和第2領 域3i的寬度之合計。在如圖6所示般使2個領域配列成棋 盤格狀之情形中,係意味著第1領域3a —邊的長度、第2 ^ 領域3i —邊的長·度、與此等的間的第3領域3„1的寬度之 合計。 在攝影元件中的受光畫素的間距,通常係以1 〇 y m以 下的周期而形成的。在繞射元件中所設置之領域的周期爲 . 低於2 0 # m之情形中,對於如此形成之攝影元件的受光畫 素的間距而言,光的分離幅度變得過大。除此之外’使用 含液晶化合物的材料,難以用領域3m隔離且確實地形成固 體化液晶層3的各向同性領域3 i與爲各向異性領域3 a。 -13- 201042288 圖7係顯示分離入射光1 2的樣子之剖面圖。如圖所 • 示,入射光12通過繞射元件1時’產生了分離之繞射光 . 1 3。圖8係顯示分離光線的樣子之槪略圖。利用繞射元件 1使入射光12分離時’形成了分離之光點14。圖8(a)中’ 係顯示將由各向同性的領域3 i與各向異性的領域3 a所構 成之格子配列成上下左右方向之情形,圖8(b)係顯示使此 等2個領域配列成約略4 5 °之情形。 與本發明之一形態有關的繞射元件,藉由在固體化液 〇 晶層3的光學性各向同性的領域3i、各向異性的領域3a 與中間領域3 m中面内平均折射率爲不同的’對於入射光 1 2而在兩領域設計成相位差者。在各向同性的領域3 i與 ' 各向異性的領域3a與中間領域3m中沒有使膜厚爲不同之 • 必要,也就是固體化液晶層3可以形成全面且均一的厚 度。當然也可以使各個領域的膜厚不同’但是從格子的陰 影不會落在攝影元件上的觀點而言,3個領域的膜厚差異 非常小爲佳,較佳爲膜厚沒有差異。 〇 _ ^ 此外,與本實施形態有關的繞射元件中,亦可在透明 基板2的固體化液晶層3沒有形成的面(背面)上,形成抗 反射膜。利用抗反射膜減低在基板表面中不需要的反射 光,而將本實施形態的繞射元件組裝至攝影裝置中之際, . 該反射光係進一步在攝影裝置内部引起漫反射,而可使攝 影元件上的圖像品質的降低受到抑制。 再者,亦可在與固體化液晶層3的透明基板2爲相反 側之面上設置抗靜電膜。藉由抗靜電膜,可防止固體化液 -14 * .201042288 晶層3帶有電荷,而可抑制所不希望的異物附著。抗靜電 膜係可藉由在固體化液晶層3上,形成例如氧化銦錫等的 . 導電性薄膜而得到》 接著,針對固體化液晶層3的形成方法進行説明。 固體化液晶層3係藉由例如在透明基板2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,提 供該液晶材料層進行圖案曝光與熱處理而可得到。 液晶材料層係可藉由例如在透明基板2上,塗布含有 ^ 熱致液晶化合物與溶劑之液晶溶液,並按照需要使塗膜予 以乾燥而可得到。在液晶材料層中,熱致液晶化合物的液 晶原係形成指定的配向。 ' 熱致液晶化合物而言,可舉出例如烷基氰基聯苯、烷 • 氧基聯苯、烷基聯三苯、苯基環己烷、聯苯基環己烷、苯 基二環己烷、嘧啶、環己烷羧酸酯、鹵素化氰基酚酯、烷 基安息香酸酯、烷基氰基二苯基乙炔、二烷氧基二苯基乙 炔、烷基烷氧基二苯基乙炔、烷基環己基二苯基乙炔、院 〇 基二環己烷、環己基苯基乙烯、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 基十氫化萘、三鄰亞苯、五乙炔基苯、羥基丙基纖維素、 二氫苊并喹喏啉、陰丹酮、花青陰丹酮、茈四羧酸二苯并 - 咪唑、萘芘苯并咪唑、色甘酸、甲基苯基二氮烯基萘磺酸、 此等的衍生物、及彼等化合物的丙烯酸酯等。液晶化合物 係可單獨或混合使用。 以溶劑而言,可舉出例如環己酮、乙基溶纖劑乙酸酯、 -15- 201042288 丁基溶纖劑乙酸酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、二乙二醇二 • 甲基醚、乙基苯、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、乙 酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁基酮、及石油 系溶劑等。此等的溶劑亦可單獨或可混合使用。 液晶溶液係除了前述的成分以外,在不使含有該液晶 化合物之組成物失去液晶性之範圍內,可添加例如對掌 劑、樹脂、多官能單體及/或寡聚物、光聚合引發劑、增感 〇 劑、熱聚合引發劑、鏈轉移劑、界面活性劑、聚合抑制劑、 儲存安定劑、及密著提昇劑等的成分。 對掌劑係具有光學活性部位的低分子化合物,可舉例 主要是分子量1 5 0 0以下的化合物。對掌劑係爲了在顯示 • 向列規則性之聚合性的液晶材料所發現的正單軸向列規則 性中,以誘發螺旋構造之目的而使用的。只要能達成該目 的的話,對掌劑的種類係沒有特別地限制。與顯示向列規 則性之聚合性的液晶化合物之間在溶液狀態或熔融狀態中 〇 爲相溶的,不損及該聚合性液晶化合物的液晶性,可在其 中誘發所期望的螺旋構造之任意化合物,係可作爲對掌劑 使用。 由於是爲了在液晶中誘發螺旋構造而使用的,對掌劑 • 必須至少在分子中多少具有一些的對掌性。因此,作爲這 裡所使用的對掌劑,可舉出例如具有1或2個以上的不對 稱碳之化合物、在如對掌的胺與對掌的亞颯等的雜原子上 具有不對稱點的化合物、或具有設有累積烯烴與聯萘酚等 -16 - .201042288 的軸不對稱之光學活性部位的化合物爲佳。具體而言,可 • 舉出市售的對掌向列液晶(例如 Paliocolor LC756(BASF . 公司製)、對掌摻雜劑液晶S-811(Merck公司製)等)。 對掌劑雖然取決於其螺旋構造的誘發力,惟只要對於 熱致液晶化合物而含有2重量份至30重量份左右的量的 話,即可得到其效果。 作爲樹脂,亦可使用熱可塑性樹脂及熱硬化性樹脂之 中的任一者。作爲熱可塑性樹脂,可舉出例如丁醛樹脂、 〇 苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯化 乙烯、氯化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚胺 基甲酸酯系樹脂、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、及聚醯亞胺 樹脂等。作爲熱硬化性樹脂,可使用例如環氧樹脂、苯并 胍胺樹脂、松香變性馬來酸樹脂、松香變性富馬酸樹脂、 三聚氰胺樹脂、尿素樹脂' 及酚樹脂等。 〇 又’亦可使用感光性樹脂。作爲感光性樹脂,係可使 用:使具有羥基、羧基、及胺基等的反應性取代基的線狀 高分子,與具有異氰酸酯基、醛基、及環氧基等的反應性 取代基的丙儲酸化合物、甲基丙燒酸化合物、或桂皮酸反 _ 應,而將丙烯醯基、甲基丙烯醯基、及苯乙嫌基等的光交 聯性基導入線狀高分子中而成之樹脂。又,亦可使用利用 丙烯酸羥基烷酯及甲基丙烯酸羥基烷酯等的含有經基之丙 儲酸化合物或甲基丙嫌酸化合物,使苯乙燒-馬來酸酐共聚 -17- 201042288 物及α-烯烴-馬來酸酐共聚物等的含有酸酐的線狀 予以半酯化而成之樹脂。 . 作爲樹脂的先質之單體及/或寡聚物,可舉出例 酸2 -羥基乙酯、甲基丙烯酸2 -羥基乙酯、丙烯酸 丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸環己酯、甲 酸環己酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基 酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸 羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯 〇 二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸 環十二烷基丙烯酸酯、三環十二烷基甲基丙烯酸酯 氰胺丙烯酸酯、三聚氰胺甲基丙烯酸酯、環氧丙烯 " 及環氧甲基丙烯酸酯等的各種丙烯酸酯及甲基丙烯 • 丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯 甲基丙烯醯胺、Ν -羥基甲基丙烯醯胺、Ν -羥基甲基 烯醯胺、及丙烯腈等。如此的樹脂係可單獨、或亦 2種以上使用。 ❹ 在藉由對液晶材料層照射紫外線等的光而使其 情形’於液晶溶液中添加例如光聚合引發劑。 作爲光聚合引發劑,可使用例如以下的化合物 氧基二氯基苯乙酮、4-第三丁基-二氯基苯乙酮、二 -苯乙酮、1-(4 -異丙基苯基卜2_羥基-2_甲基丙烷-i. 經基環己基苯基酮' 2-甲基- l[4-(甲硫基)苯基]-2-两烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-味啉代苯 -卜酮等的苯乙酮系光聚合引發劑;苯偶姻、苯偶 高分子 如丙烯 2-羥基 基丙烯 丙烯酸 酯、三 酸酯、 酯、三 、三聚 酸酯、 酸酯、 醯胺、 甲基丙 可混合 硬化之 0 4-苯 乙氧基 .酮、1-味啉代 基)-丁 姻甲基 -18- 201042288 醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苄基二甲基縮酮等 • 的苯偶姻系光聚合引發劑;二苯基酮、苄醯安息香酸、节 . 醯安息香酸甲基、4 -苯基二苯基酮、羥基二苯基酮、丙嫌 酸化二苯基酮、4 -苄醯- 4,-甲基二苯基硫醚等的二苯基® 系光聚合引發劑,· 9 -氧硫灿喔、2 -氯基9 -氧硫Dill嗤、2 -甲 硫基妯酮、異丙基9 -氧硫妯唱、2,4 -二異丙基9 -氧硫卩山嗤 等的9-氧硫岫卩星系光聚合引發劑;2,4,6-三氯-s-三畊、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊、2-(p-甲氧基苯基卜4,6_ Ο 雙(三氯甲基)-s-三阱、2-(p-甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)_s_ 三阱、2-胡椒基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三阱、2,4-雙(三氣 甲基)-6-苯乙烯基-s-三哄、2-(萘醯-1-基)-4,6-雙(三氯甲 ' 基)-s-三哄、2-(4-甲氧基-萘醯-1-基)-4,6-雙(三氯甲 • 基)-s-三畊、2,4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三阱、2,4-三氯甲 基(4,-甲氧基苯乙烯基)-6-三阱等的三阱系光聚合引發 劑;硼酸酯系光聚合引發劑;咔唑系光聚合引發劑;及咪 唑系光聚合引發劑等。 〇 光聚合引發劑係可單獨或混合2種以上使用》其含量 係相對於液晶溶液中的液晶性化合物1 〇 〇重量份,以 0.1~30重量份爲佳,〇.3~10重量份爲較佳。 亦可同時使用光聚合引發劑與增感劑。作爲增感劑, . 可倂用α-醯氧基酯、醯基氧化膦、甲基苯基乙醛酸酯、节 基、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)二苯基酮、 及4,4’ -二乙基胺基二苯基酮等的化合物。 -19- 201042288 相對於光聚合引發劑100重量份,增感劑係可以 * 〇·1~60重量份的量而含有。 . 作爲熱聚合引發劑,係可使用例如過氧化苄醯(ΒΡΟ)、 第二丁基過氧-2-乙基己酸酯(ΡΒΟ)、過氧化二-第三丁基 (PBD)、第三丁基過氧異丙基碳酸酯(ΡΒΙ)、正丁基-4,4_ 雙(第三丁基過氧)戊酸酯(PI IV)等的過氧化物引發劑; 2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’ -偶氮雙(2-甲基丁腈)、ι,Γ - 偶氮雙(環己烷-1腈)、2,2’ -偶氮雙(2-甲基丙烷)、2,2’ Ο -偶氮雙(2-甲基丁烷)、2,2’ -偶氮雙(2-甲基戊烷)、2,2’ -偶氮雙(2,3-二甲基丁烷)、2,2’ -偶氮雙(2-甲基己烷)、 2,2’ -偶氮雙(2,4-二甲基戊烷)、2,2’ -偶氮雙(2,3,3-三 • 甲基丁烷)、2,2’-偶氮雙(2,4,4-三甲基戊烷)、3,3,-偶氮 - 雙(3-甲基戊烷)、3,3’ -偶氮雙(3-甲基己烷)、3,3’ -偶氮 雙(3,4-二甲基戊烷)、3,3’-偶氮雙(3-乙基戊烷)、二甲基 -2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)、二乙基-2,2’-偶氮雙(2-甲基 丙酸酯)、二-第三-二甲基-2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)等 〇 的偶氮系引發劑等。 熱聚合引發劑係可單獨或混合2種以上使用。其含量 係相對於液晶溶液中的液晶性化合物1 0 0重量份,以 0·01~5重量份爲佳。 - 液晶溶液係可更含有多官能硫醇等的鏈轉移劑。 多官能硫醇係具有2個以上硫醇基的化合物。作爲多 官能硫醇,可舉出例如己烷二硫醇、癸烷二硫醇、;1,4 -丁 二醇雙硫代丙酸酯、1,4-丁二醇雙硫代乙醇酸酯、乙二醇 -20- 201042288 雙硫代乙醇酸酯、乙二醇雙硫代丙酸酯、三羥甲基丙 • 硫代乙醇酸酯、三羥甲基丙烷參硫代丙酸酯、三羥甲 . 烷參(3-氫硫基丁酸酯)、季戊四醇肆硫代乙醇酸酯、 四醇肆硫代丙酸酯、三氫硫基丙酸參(2 -羥基乙基)異 氰酸酯、1,4 -二甲基氫硫基苯、2、4、6 -三氫硫基-s-三 及2-(N,N-二丁基胺基)-4,6-二氫硫基-S-三畊等。此 多官能硫醇係可單獨或混合2種以上使用。 多官能硫醇係相對於液晶溶液中的液晶性化合物 〇 重量份’可以〇.2~30重量份、較佳爲0.5~15重量份 而使用。 作爲界面活性劑,可舉出例如聚氧乙烯烷基醚 ' 鹽、十二烷基苯磺酸鈉、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 單乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸銨、硬 單乙醇胺、硬脂酸鈉、月桂基硫酸鈉、苯乙烯-丙烯酸 物的單乙醇胺、及聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等的陰離子 Θ 面活性劑:聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、 乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯 糖醇酐單硬脂酸酯、及聚乙二醇單月桂酸酯等的非離 界面活性劑;烷基4級銨鹽或此等之環氧乙烷加成物 . 陽離子性界面活性劑、烷基二甲基胺基乙酸甜菜鹼等 基甜菜鹼、及烷基咪唑啉等的兩性界面活性劑。此等 單獨或混和2種以上使用。 作爲聚合抑制劑’可使用例如以下的化合物。2,e 院參 基丙 季戊 三聚 哄、 等的 100 的量 硫酸 金屬 硫酸 脂酸 共聚 性界 聚氧 山梨 子性 等的 的烷 係可 i-二- -21- 201042288 第三丁基-p-甲酚、3-第三丁基-4-羥基苯甲醚、2-第三丁 • 基-4 -羥基苯甲醚、2,2’ -亞甲基雙(4 -甲基-6 -第三丁基 . 酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基酚)、4,4,-亞丁基 雙(3-甲基-6-第三丁基酚)、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-第三丁 基酚)、苯乙烯化酚、苯乙烯化P -甲酹、1,1,3 -參(2 -甲基 -4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、肆〔亞甲基- 3-(3’,5’-二- i_ 丁基-4’-羥基苯基)丙酸酯〕甲烷、十八烷基3-(3,5-二-第 三丁基-4-羥基苯基丙酸酯)、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-O 二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、2,2,-二羥基- 3,3’-二U -甲 基環己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷、4,4’-亞甲基雙(2,6-二-第三丁基酚)、參(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)異三聚 • 氰酸酯、1,3,5-參(3’,5’-二-第三丁基-4-羥基苄醯)異三聚 , 氰酸酯、雙〔2 -甲基- 4- (3-n -烷硫基丙醯氧基卜5 -第三丁基 苯基〕硫化物、1-氧基-3-甲基-異丙基苯、2,5-二-第三丁 基氫醌、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-壬基酚)、烷基化雙酚、 2,5-二-第三戊基氫醌、聚丁基化雙酚A、雙酚A、2,6-二- 〇 W 第三丁基-P-乙基酚、2,6-雙(2’-羥基-3-第三丁基- 5’-甲基 -苄基)-4-甲基酚、1,3,5-參(4-第三丁基-3-羥基-2,6-二甲 基苄基)異三聚氰酸酯、對酞醯二(2,6-二甲基-4-第三丁基 -3-羥基苄基硫化物)、2,6-二-第三丁基酚、2,6-二-第三丁 .基- 二甲基胺基-P-甲酚、2,2’-亞甲基-雙(4-甲基-6-環 己基酚)、甲苯乙二醇-雙〔3-(3 -第三丁基-5-甲基-4-羥基 苯基)丙酸酯〕、己二醇-雙(3,5 -二-第三丁基-4-羥基苯基) 丙酸酯、3,5 -二-第三丁基-4-羥基甲苯、6-(4 -羥基-3,5- -22- 201042288 二-第三丁基苯胺)-2,4-雙(辛硫基)-1,3,5-三阱、N,N,-六 ' 亞甲基雙(3,5 - 一 _第二丁基-4-經基-氨桂皮酸胺)、3,5-二-. 第三丁基-4-羥基苄基-磷酸二乙基酯、2,4 -二甲基-6-第三 丁基酚、4,4’-亞甲基雙(2,6-二-第三丁基酚)、4,4’-硫代 雙(2-甲基-6-第三丁基酚)、參〔β-(3,5-二-第三丁基- 4-羥基苯基)丙醯基-羥乙基〕異三聚氰酸酯、2,4,6-三丁基 酚、雙〔3,3 -雙(4’ -羥基- 3’ -第三丁基苯基)-丁酸〕乙二醇 酯、4 -羥基甲基-2,6 -二-第三丁基酚、雙(3 -甲基-4-羥基- 5-〇 第三丁基苄基)硫醚等的酚系抑制劑。又,亦可使用Ν -苯 基- Ν’ -異丙基-Ρ-苯二胺、Ν -苯基-Ν, -(1,3 -二甲基丁 基)-Ρ-苯二胺、Ν,Ν’-二苯基-Ρ-苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-' 二氫喹啉聚合物、及二芳基-Ρ-苯二胺等的胺系抑制劑;二 - 月桂基·硫代二丙酸酯、二硬脂基·硫代二丙酸酯、及2 -氫 硫基苯并咪唑等的硫系抑制劑;二硬脂基季戊四醇二亞磷 酸酯等的磷系抑制劑等。 液晶溶液中亦可添加用以提高其黏度的經過長時間的 w 安定性用的儲存安定劑。作爲儲存安定劑,可使用例如苄 基三甲基氯;二乙基羥基胺等的氯化4級銨;乳酸及草酸 等的有機酸;其有機酸的甲基醚;第三丁基鄰苯二酚;四 乙基膦及四苯基膦等的有機膦;亞磷酸鹽;或含有彼等2 . 種以上的混合物。 爲了提高與基板的密著性,亦可在液晶溶液中添加矽 烷偶合劑等的密著提昇劑。 作爲矽烷偶合劑,可舉出例如乙烯基參(β -甲氧基乙氧 -23- 201042288 基)矽烷、乙烯基乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷等的乙 • 烯基砂院類;7 _甲基丙稀酿氧基丙基二甲氧基砍院等的丙 . 烯酸矽烷類及甲基丙烯酸矽烷類;召-(3,4-環氧環己基)乙 基三甲氧基矽烷、沒-(3,4-環氧環己基)甲基三甲氧基矽 烷 '召-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、泠-(3,4-環 氧環己基)甲基三乙氧基矽烷、r-環氧丙氧基丙基三甲氧 基矽烷、及r-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等的環氧矽烷 類;N-沒(胺基乙基)r -胺基丙基三甲氧基矽烷、N- Θ (胺 〇 基乙基)7 -胺基丙基三乙氧基矽烷、N-yS (胺基乙基)r-胺 基丙基甲基二乙氧基二矽烷、r-胺基丙基三乙氧基矽烷、 7·-胺基丙基三甲氧基矽烷、及N-苯基-r -胺基等的胺基矽 • 烷類;τ-氫硫基丙基三甲氧基矽烷及r-氫硫基丙基三乙 • 氧基矽烷類;或含有彼等2種以上的混合物。 矽烷偶合劑係在液晶溶液中,相對於熱致液晶1 〇 〇質 量份,可以例如0.01至100質量份的量而含有。 使用含有如上所述的熱致液晶化合物、溶劑、及按照 0 需要的其他添加劑之液晶溶液,而形成固體化液晶層。對 液晶溶液的塗布來說,可利用例如旋轉塗布法、狹模塗布 法、凸版印刷法、絲網印刷、平版印刷、反轉印刷、及照 相凹版印刷等的印刷法;於此等的印刷法中組合膠印方式 . 而成之方法;噴墨法;或棒材塗布法等。 在液晶溶液的塗布之前,可對透明基板的表面施予打 磨等的配向處理。或者,在液晶溶液的塗布之前,在透明 基板上形成規定液晶化合物的配向之配向膜。該配向膜係 -24- 201042288 可藉由例如在透明基板上形成聚醯亞胺等的透明樹脂層, • 並對該透明樹脂層施予打磨等的配向處理而得到。該配向 . 膜亦可利用光配向技術而形成。 液晶材料層係可例如形成爲具有均一厚度之連續膜。 若根據上述之方法的話,只要塗布面爲充分平坦的,即可 將液晶材料層形成爲具有均一厚度的連續膜。在所得到的 '液晶材料層中,熱致液晶化合物的液晶原形成指定的配向 構造。 〇 所謂的「指定的配向」,只要不產生面内雙折射率的配 向,怎樣的配向都可以。例如,熱致液晶化合物爲棒狀液 晶,可使其液晶原的長軸朝向液晶材料層的法線方向而形 • 成垂直配向(case 1)。在對掌劑與棒狀的熱致液晶化合物 同時存在於液晶材料層中的情形下,可使其液晶原形成螺 旋狀配向之膽甾醇型配向(case 2)。或者,熱致液晶化合 物爲圓板狀液晶,可使該液晶原以在圓板面的法線方向平 行於液晶材料層的法線方向的方式並列而形成垂直配向 〇 W (case 3)。 對於液晶化合物的液晶原形成指定的配向構造之液晶 材料層,以規定的圖案進行曝光。在曝光部中,係以不同 的曝光條件對至少2個的領域照射光線。所謂的曝光條件 . 不同’係指曝光時間、照度、亮度等、或此等的組合不一 樣。通常係對應於各個領域以形成不同的照射能量、也就 是不同的曝光量的方式來進行曝光步驟。由於依照材料而 會看到相反則不軌的性質,在該情形中不一定有使曝光量 -25- 201042288 不同的必要。例如,對某些領域以高照度進行短時間的曝 • 光,而在其他領域以低照度進行長時間的曝光。如此,結 果可使雙方的曝光量(照度X曝光時間)相同。 以下,依照領域而舉例說明使曝光量不同的情形。 例如,對液晶材料層之中對應於第1領域3 a的領域 中,以最大的曝光量照射光線。對液晶材料層之中對應於 第3領域3m的領域,以與對應於第1領域3a的領域相比 而言爲較小的曝光量來照射光線。而且,例如不對液晶材 〇 料層之中對應於第2領域3i的領域照射光線。藉此,在液 晶材料層中照射光線的部分,在使液晶原形成之配向狀態 仍維持下,使熱致液晶化合物的聚合或交聯發生。 ' 熱致液晶化合物的聚合或交聯生成物係使其液晶原基 - 被固定化。在曝光量爲最大的領域中,熱致液晶化合物的 聚合或交聯生成物的含有率係爲最大(Pmax),未聚合及未 交聯的熱致液晶化合物的含有率係成爲最少。曝光量越 小’聚合或交聯生成物的含有率係變得越低,而未聚合及 Θ 未交聯的熱致液晶化合物的含有率則變得越高。 因此’在曝光量爲較大的領域中,液晶原係以較高的 比例使其固定化,在曝光量爲較小的領域中,液晶原係以 較低的比例使其固定化。而且,在曝光量爲零的領域,液 . 晶原不會被固定化。 具體而言’在棒狀液晶爲垂直配向(case 1)的情形中, 該液晶的長軸方向的折射率設爲ne、短軸方向的折射率設 爲η。時’在液晶材料層中,在圖案曝光步驟被光線照射之 -26- 201042288 各向異性領域的面内平均折射率na係大致上等於η。’沒 有被光線照射之各向同性的領域的面内平均折射率ni則大 . 致上等於{(ne + 2 X η。)/3}。因此,棒狀液晶由於通常爲 ne>n。,所以ni>na。第3領域的面内平均折射率nm係成 爲 ni2nm2na。 若在棒狀液晶爲膽甾醇型配向(c a s e 2 )的情形中,在 液晶材料層中,na係大致上等於{(ne + n〇)/2},而ni係大 致上等於{(ne +2 X η。)/3}。如上所述,棒狀液晶由於通常爲 ¢) ne>n。,所以na>ni。第3領域的面内平均折射率nffl係成 爲 na$nmgni。 再者,在圓板狀液晶爲垂直配向(c a s e 3 )的情形中, 該液晶在圓板面的法線方向之折射率設爲n e、圓板面内方 - 向之折射率設爲η。時,在液晶材料層中,在圖案曝光步驟 被光線照射之各向異性領域的面内平均折射率n a係大致 上等於η。,沒有被光線照射之各向同性的領域的面内平均 折射率ni則大致上等於{(ne + 2xn〇)/3}。圓板狀液晶由於通 〇 ^ 常爲n〇>ne,所以na>ni。第3領域的面内平均折射率nm 係成爲na2nm2ni。 使用於圖案曝光的光爲紫外線、可見光線及紅外線等 的電磁波。亦可取代電磁波,而改使用電子線、X射線、 . 及r射線等的放射線。可僅使用彼等之中的一種於圖案曝 光,亦可使用2種以上而進行圖案曝光。 圖案曝光步驟若爲能使上述之不均一的聚合或交聯發 生的話,可以任何的方法來進行。例如,在該曝光步驟亦 -27- 201042288 可進行複數次的使用光罩之曝光。或者,在該曝光歩驟亦 可進行使用半色調遮罩、灰色調遮罩或波長限制遮罩之曝 . 光。亦可取代光罩,而用光束在液晶材料層上掃瞄。再者’ 亦可組合此等。 第3領域係爲了使得其由反應生成物的含量爲不同之 至少2個領域而形成的,可進行曝光。此時,在液晶材料 層爲3個以上的領域中,曝光條件、例如可以曝光量爲不 同的方式來照射光線。具體而言,可以最大的曝光量對第 Ο 1領域3a所對應的領域照射光線。第3領域3m所對應的 領域之中,爲了得到反應生成物的含量爲較少的副領域, 可用較少的曝光量來照射光線。第3領域3m所對應的領域 ' 之中,爲了得到反應生成物的含量比Pmax少、但是比前述 . 副領域多的副領域,可以最大的曝光量以下且爲前述曝光 量以上的方式來照射光線。 或者,在與第1領域3a的邊界及與第2領域3i的邊 界之間’可以使反應生成物的含量從Pmax至零連續地變化 ^ 之第3領域3m形成的方式,進行曝光。如此進行的曝光係 可藉由例如增大光罩與液晶材料層的距離而有意地模糊前 述光罩的影像之方法、或藉由使用具有透過率從最大至零 連續變化的領域之半色調遮罩的方法等而達成。或者,亦 . 可藉由使曝光光線本身受到干擾而達成。具體而言,若使 用半透明反射鏡使光程長度及方向變化且進行曝光,亦可 形成干擾條紋。 反應生成物的含有率亦可在遍及第1領域3a、第3領 -28- 201042288 域3 m、及第2領域3 i的範圍內正弦波地變化。在該情形 - 下,在可控制高階的繞射光之點而言係爲有利的。 圖案曝光步驟結束之後,進行顯像步驟。亦即,加熱 液晶材料層到與使熱致液晶化合物從液晶相變化至各向同 相的相轉移溫度相同的溫度以上。 作爲未反應化合物之熱致液晶化合物的液晶原部位沒 有被固定。因爲如此,所以將液晶材料層加熱至相轉移溫 度以上時,未反應化合物的液晶原的配向降低。例如,未 Q 反應化合物的液晶原係從液晶相變化至各向同相。另一方 面,熱致液晶化合物的聚合或交聯生成物中,液晶原係被 固定的。因此,在受到光線照射的領域中,液晶化合物的 - 配向上沒有產生變化,而譬如使與曝光圖案對應的配向領 . 域予以顯像。 此外,在含有反應生成物及未反應之熱致液晶化合物 的領域(第3領域)中,經由此處的加熱,由於會使得未反 應的熱致液晶化合物之液晶原的配向混亂,而降低配向。 〇 在各領域達成不同的配向狀態之後,針對未反應的液 晶原係仍維持配向的狀態,而使未反應化合物聚合及/或交 聯。例如,仍然將液晶材料層維持在比使熱致液晶化合物 從各向同相變化至液晶層的相轉移溫度要高的溫度,而對 液晶材料層全體照射光線。 爲了使未反應化合物的幾乎全部產生聚合及/或交聯 反應’以充分的曝光量對液晶材料層照射光線。藉此,將 使未反應化合物產生聚合或交聯、且變化配向狀態之液晶 -29- .201042288 原固定化,而定影圖案。此外,在含有反應生成物及未反 - 應之熱致液晶化合物的領域(第3領域)中,在配向仍降低 . 下直接使未反應化合物聚合及/或交聯。其結果係得到各向 同相的領域與各向異相的領域透過中間領域,以規定的圖 案所形成之固體化液晶層、也就是相位差的繞射格子。 此外,與從液晶相變化至各向同相的第2相轉移溫度 相比,某些液晶化合物從各向同相變化至液晶相的第1相 轉移溫度比較低。因爲如此,所以在特定的情形中,與顯 ® 像步驟的加熱溫度相比,在利用光而定影時的液晶材料層 的溫度亦可比較低。但是,從簡便性之觀點,通常在利用 光而定影時的液晶材料層的溫度爲第1相轉移溫度以上。 ' 未反應化合物的聚合及/或交聯亦可以其他的方法來 ' 進行。 例如,在利用將未反應化合物、也就是熱致液晶化合 物加熱至比第1相轉移溫度高的聚合及/或交聯溫度而進 行聚合及/或交聯之材料的情形中,亦可取代利用光照射的 ❹ 定影,而進行利用加熱的定影。具體而言,取代利用光的 定影步驟,將液晶材料層加熱至聚合及/或交聯溫度以上, 而使未反應化合物聚合及/或交聯。藉此,以得到固體化液 晶層。此外,在顯像步驟中的加熱溫度係例如爲第1相轉 . 移溫度以上且低於聚合及/或交聯溫度。 該情形在連續的2個加熱步驟中,首先,經光照射的 領域係轉移成各向同相而成爲實質上無配向狀態。如此的 狀態係形成第2領域3 i。經光充分地照射之領域係即使經 -30- 201042288 由加熱也不會擾亂指定的配向而使其維持,而形成第1領 • 域3 a。第3領域中,係以比第2領域少但比第1領域多的 - 量而含有未反應化合物。在第2領域及第3領域中,係在 各自的狀態大致保持下而進行聚合及/或交聯。其結果能得 到圖案經定影之相位型的繞射格子。 或者,亦可在顯像步驟之後,依序進行利用加熱的定 影步驟與利用光的定影步驟。或者,亦可在顯像步驟之後, 依序進行利用光的定影步驟與利用加熱的定影步驟。再 ^ 者,亦可在顯像步驟之後,依序進行利用加熱的定影步驟、 利用光的定影步驟與利用加熱的定影步驟。組合如此的利 用光的定影步驟與利用加熱的定影步驟時,可使未反應化 ' 合物的聚合及/或交聯更確實地進行。因爲如此,所以可得 ' 到更堅固的相位型的繞射格子。 此外,在與本實施形態有關的相位型繞射元件中,亦 可在透明基板沒有形成固體化液晶層的面(背面)上,形成 抗反射膜。抗反射膜係可按照例如日本專利第3 4 9 0 2 1 4 〇 號、曰本專利第3965732號、及曰本專利第4051740號 等中所記載的手法,形成於透明基板的背面。抗反射膜的 形成係可在形成固體化液晶層之後進行,惟在固體化液晶 層會因抗反射膜的形成步驟而有受到損傷之虞的情形,最 - 好是在形成固體化液晶層之前進行。 又,本發明的相位型繞射元件在將固體化液晶層形成 於透明基板之後,亦可在與固體化液晶層的透明基板爲相 反側的表面上形成抗靜電膜。抗靜電膜係可藉由利用電阻 -31- 201042288 加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、噴濺法、離子鍍敷法等’將 • 例如氧化銦錫等的透明導電膜積層於固體化液晶層上積層 . 而得到。 以上,根據本發明,可比較容易且穩定地得到高品質 的相位型繞射元件。 進一步的利益及變形對該業者爲容易的。因爲如此, 所以本發明係在比其更廣的形態中,不限定於此處所記載 之特定的記載與代表性的態樣。因此,在沒有超出基於附 u 錄的申請專利範圍及其等價物所規定之本發明中包括的槪 念的本意或範圍的範圍内,各式各樣的變形是可能。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示關於本發明之一態樣的攝影裝置之光學系 ' 統的槪略構成圖。 圖2係槪略地顯示關於本發明之一態樣的一部份繞射 元件的斜視圖。 圖3係圖2所示的繞射元件之一例沿著I-Ι線的剖面 圖。 圖4係圖2所示的繞射元件之另一例沿著I-Ι線的剖 面圖。 圖5係圖2所示的繞射元件之另一例沿著ϊ_ι線的剖 - 面圖。 圖6係顯示關於本發明之其他態樣的一部份繞射元件 的槪略圖。 圖7係顯示入射光的分離情況之剖面圖。 -32- 201042288 圖8係顯示入射光的分離情況之模式圖。 【主要元件符號說明】 10 攝 影 元 件 11 攝 影 透 鏡 1 繞 射 元 件 2 透 明 基 板 3 固 體 化 液 晶 層 3a 光 學 各 向 異 性 的 域 3i 光 學 各 向 同 性 的 •r! 域 3 m 中 間 狀 態 的 領 域 12 入 射 光 13 繞 射 光 14 分 離 之 光 點 〇 -33-

Claims (1)

  1. .201042288 七、申請專利範圍: . 1 · 一種相位型繞射元件,其特徵係具備: 具有表面及背面之透明基板,與 設置在前述透明基板的表面上且由含有至少液晶 化合物的連續膜所構成之固體化液晶層, 前述固體化液晶層係由周期性形成之第1領域、第 2領域、及此等之間的第3領域所構成的, 前述第1領域係光學各向異性,前述第2領域係光 〇 學各向同性, 前述第3領域爲非光學各向同性,而前述液晶化合 物之液晶原的配向程度低於前述第1領域, . 前述第2領域的面内平均折射率m與前述第1領 . 域的面内平均折射率na是不同的,前述第3領域係具 有前述ni與na之間的値nm作爲面内平均折射率。 2 .如申請專利範圍第1項之相位型繞射元件,其中前述固 體化液晶層係在全面範圍內不具有面内雙折射率。 〇 3 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件’其中前 述第3領域係由鄰接而配置之2個以上的副領域所構成 的,面内平均折射率係在前述各副領域中爲不同的° 4 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件,其中前 述第3領域的面内平均折射率係在與前述第1領域的邊 界則與na相同,在與前述第2領域的邊界則與ni相 ' 同,在前述2個的邊界之間則連續地變化。 5 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件’其中前 -34- 201042288 述液晶化合物爲棒狀液晶’在前述固體化液晶層中的前 述第1領域係在前述液晶化合物的液晶原爲垂直配向 的狀態來使其固定化, 前述第3領域係前述液晶化合物的液晶原以比前 述第1領域的配向程度低的垂直配向來使其固定化, 前述第1領域的面内平均折射率na、前述第2領 域的面内平均折射率ni、及前述第3領域的面内平均 折射率nm係滿足以下的關係: ni 3 nm 2 na(式中,m> na) 。 6 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件,其中前 述液晶化合物爲棒狀液晶’在前述固體化液晶層中的前 述第1領域係在前述液晶化合物的液晶原爲膽甾醇型 配向的狀態來使其固定化, 前述第3領域係以比前述第1領域的配向程度低的 膽留醇型配向來使其固定化, 前述第1領域的面内平均折射率na、前述第2領 域的面内平均折射率ni、及前述第3領域的面内平均 折射率nm係滿足以下的關係: nag ni(式中,na>ni) 。 7.如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件’其中前 述液晶化合物爲圓板狀液晶’在前述固體化液晶層中的 前述第1領域係在前述液晶化合物的液晶原爲垂直配 向的狀態來使其固定化’ 前述第3的間領域係以比前述第1領域的配向程度 -35- 201042288 低的垂直配向來使其固定化, - 前述第1領域的面内平均折射率na、前述第2領 . 域的面内平均折射率ni、及前述第3領域的面内平均 折射率nm係滿足以下的關係: na$ nmg ni(式中,na>ni) 。 8 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件’其中經 由透過前述第3領域的前述第1領域與前述第2領域 所形成之周期爲20# m以上。 Ο 9 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件,其中前 述周期性形成之第1領域及第2領域係構成棋盤格狀。 1 0 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件,其中 ' 前述固體化液晶層的厚度係在全面範圍內爲均一的。 , 1 1 ·如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件,其係 在前述透明基板之前述背面具備抗反射膜。 1 2 .如申請專利範圍第1或2項之相位型繞射元件,其係 在與前述固體化液晶層之前述透明基板爲反對的面上 〇 w 具有抗靜電膜。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之相位型繞射元件,其中前述 抗靜電膜爲氧化銦錫。 14. 一種攝影裝置’其係至少具有多數個的受光畫素周期性 - 形成之攝影元件’且使用如申請專利範圍第丄至13項 中任一項之相位型繞射元件作爲低通濾波器而構成的。 15. —種相位型繞射元件之製造方法,其特徵係含有直接或 透過其他層而在透明基板的表面上形成固體化液晶 -36- 201042288 層’且前述固體化液晶層的形成係具備下列步驟: • 在前述透明基板上含有光聚合性或光交聯性的熱 - 致液晶化合物,以形成前述熱致液晶化合物的液晶原成 爲指定的配向構造之液晶材料層的成膜步驟; 以不同的條件,對殘留有未曝光部、且前述液晶材 料層的至少2個領域照射光線,而在前述液晶材料層 中,形成前述熱致液晶化合物以含有率Pmax含有經聚 合或交聯之反應生成物的第1領域、不含有前述反應生 〇 Μ 成物而含有未反應之前述熱致液晶化合物的第2領 域、與含有前述反應生成物及未反應之前述熱致液晶化 合物且前述反應生成物的含有率爲P(P<Pmax)的第3領 ' 域之曝光步驟; '然後,在與前述熱致液晶化合物從液晶相變化爲各 向同相之相轉移溫度相等的溫度以上,加熱前述液晶材 料層,且擾亂在前述第2領域及第3領域中未反應的前 述熱致液晶化合物之液晶原的配向,在第2領域中成爲 〇 各向同相之狀態的同時,在第3領域中成爲液晶原全體 的配向降低之狀態的顯像步驟;及 維持前述第2領域爲各向同相之狀態的同時,在第 3領域中使仍降低配向之前述未反應化合物聚合及/或 -交聯的定影步驟。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之製造方法,其係在前述曝光 步驟中,由前述反應生成物的含有率不同的至少2個副 領域,以使前述第3領域形成的方式進行曝光。 -37- 201042288 1 7 ·如申請專利範圍第if項之製造方法,其係在前述曝光 ' 步驟中,在和前述第1領域的邊界與前述第第2領域的 . 邊界之間,以使前述反應生成物的含有率在Pmax與零 之間連續地變化之第3領域形成的方式進行曝光。 18·如申請專利範圍第15至17項中任一項之製造方法, 其中前述熱致液晶化合物含有棒狀液晶,且在前述液晶 #料層中前述液晶原的指定配向構造爲垂直配向。 Q 19.如申請專利範圍第15至17項中任一項之製造方法, 其中前述熱致液晶化合物含有棒狀液晶,前述液晶材料 廢更含有對掌劑,且前述液晶原的指定配向構造爲膽备< - 醇型配向。 2(>•如申請專利範圍第15至17項中任一項之製造方法, 其中前述熱致液晶化合物含有圓盤狀液晶,且在前述液 料層中前述液晶原的指定配向構造爲垂直配向。 2 1 •如申請專利範圍第15至17項中任一項之製造方法, Ο #中在前述定影步驟中的前述熱致液晶化合物的前述 #合及/或交聯係利用光照射而誘發的。 2 2 ·如申請專利範圍第1 5至1 7項中任一項之製造方法, 其中前述熱致液晶化合物係藉由在比前述相轉移溫度 简的聚合及/或交聯溫度中加熱,而聚合及/或交聯的材 料; 在前述顯像步驟中,係藉由在低於前述聚合及/或 父聯溫度且爲前述相轉移溫度以上的溫度中加熱前述 液晶材料層,以擾亂前述液晶原的配向; -38- 201042288 在前述定影步驟中,係藉由將前述液晶材料層加熱 至則述聚合及/或交聯溫度以上的溫度,而使得前述未 聚合及未交聯的熱致液晶化合物予以聚合及/或交聯。 23. 如申請專利範圍第22項之製造方法,其中在前述定影 步驟中加熱的温度爲200〇c以上。 24. 如申請專利範圍第15至17項中任一項之製造方法, 其係將則述液晶材料層形成爲具有均一厚度的連續膜。 25. 如申請專利範圍第15至17項中任一項之製造方法, 其中更具備在形成前述固體化液晶層之前,於前述透明 基板的表面上形成配向膜的步驟。 2 6 ·如申請專利範圍第i 5至【7項中任一項之製造方法, 其中更具備在前述成膜步驟之前,於前述透明基板的背 面形成抗反射膜的步驟。 2 7 .如申請專利範圍第1 5至1 7項中任一項之製造方法, 其中更具備在前述定影步驟後的前述固體化液晶層之 上,形成抗靜電膜的步驟。 28.如申請專利範圍第27項之製造方法,其中前述抗靜電 膜的形成係藉由形成氧化銦錫的薄層而進行的° -39-
TW099104689A 2009-02-20 2010-02-12 Phase type diffraction element, process for producing it, and camera apparatus TW201042288A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009038330 2009-02-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201042288A true TW201042288A (en) 2010-12-01

Family

ID=42633851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099104689A TW201042288A (en) 2009-02-20 2010-02-12 Phase type diffraction element, process for producing it, and camera apparatus

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8488098B2 (zh)
EP (1) EP2400321A1 (zh)
JP (1) JP5532044B2 (zh)
KR (1) KR20110117178A (zh)
CN (1) CN102317818A (zh)
TW (1) TW201042288A (zh)
WO (1) WO2010095568A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5837766B2 (ja) * 2011-03-25 2015-12-24 株式会社有沢製作所 光回折素子及び光学ローパスフィルタ
CN103547950B (zh) * 2011-05-20 2016-08-17 株式会社有泽制作所 光衍射元件、光拾取器及光衍射元件的制造方法
TWI536053B (zh) * 2012-06-26 2016-06-01 Far Eastern New Century Corp The method of making the phase difference plate and the prepared phase difference plate and the phase difference plate layer fit
JP5880605B2 (ja) * 2014-03-19 2016-03-09 株式会社大真空 光学ローパスフィルタ及び光学ローパスフィルタを備える撮像装置
US11067860B2 (en) 2016-11-18 2021-07-20 Magic Leap, Inc. Liquid crystal diffractive devices with nano-scale pattern and methods of manufacturing the same
JP7116058B2 (ja) * 2016-11-18 2022-08-09 マジック リープ, インコーポレイテッド 空間可変液晶回折格子
WO2018230395A1 (ja) * 2017-06-13 2018-12-20 富士フイルム株式会社 液晶フィルムの製造方法および機能性フィルムの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0750206B2 (ja) * 1987-02-21 1995-05-31 株式会社クラレ 位相格子
JPH01114639A (ja) 1987-10-27 1989-05-08 Hitachi Cable Ltd ヒートパイプ式蓄熱水槽装置
JPH049803A (ja) 1990-04-27 1992-01-14 Kuraray Co Ltd 回折格子
JP2816596B2 (ja) * 1990-07-30 1998-10-27 光洋機械工業株式会社 軸受の予圧装置
JP3592383B2 (ja) 1994-10-18 2004-11-24 呉羽化学工業株式会社 高分子製光学的ローパスフィルター、その複合体およびその製造方法並びに複合光学フィルター
JP3490214B2 (ja) 1996-04-11 2004-01-26 凸版印刷株式会社 反射防止フィルム
JPH09288206A (ja) * 1996-04-23 1997-11-04 Teijin Ltd 回折型光学素子の製造方法
JP3965732B2 (ja) 1997-08-25 2007-08-29 凸版印刷株式会社 反射防止フィルム
JP4122747B2 (ja) * 2001-10-11 2008-07-23 ソニー株式会社 ホログラム回折格子素子およびその製造方法
JP2005077966A (ja) * 2003-09-03 2005-03-24 Dainippon Printing Co Ltd 回折光学素子
JP2006215186A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Ricoh Co Ltd 回折素子とその製造方法および回折素子を用いた偏光選択装置
JP2007093918A (ja) 2005-09-28 2007-04-12 Fujifilm Corp 光学ローパスフィルター、およびその製造方法
JP4707521B2 (ja) * 2005-09-30 2011-06-22 大日本印刷株式会社 カラーフィルタおよびこれを有する半透過半反射型液晶表示装置
US8194209B2 (en) * 2006-07-05 2012-06-05 Nikon Corporation Optical low-pass filter, camera, imaging apparatus, and method for producing optical low-pass filter
JP4201054B2 (ja) * 2007-02-16 2008-12-24 凸版印刷株式会社 カラーフィルタ及びその製造方法及び液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5532044B2 (ja) 2014-06-25
WO2010095568A1 (ja) 2010-08-26
KR20110117178A (ko) 2011-10-26
US20110304782A1 (en) 2011-12-15
JPWO2010095568A1 (ja) 2012-08-23
US8488098B2 (en) 2013-07-16
EP2400321A1 (en) 2011-12-28
CN102317818A (zh) 2012-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201100874A (en) Phase type diffraction element, process for producing it, and camera apparatus
TW201042288A (en) Phase type diffraction element, process for producing it, and camera apparatus
KR101266658B1 (ko) 위상차판, 그의 제조 방법 및 액정 표시 장치
US20100073604A1 (en) Retardation film, method of manufacturing the same, and display
JP2010271727A (ja) 表示装置の製造方法
JP2012215614A (ja) 位相型回折素子およびその製造方法並びにそれを用いた撮像装置
JP2012073522A (ja) 位相型回折素子、その製造方法、および撮像装置
JP2010224247A (ja) 位相差板とその製造方法、およびそれを用いた偏光板と液晶表示装置
JP5169339B2 (ja) リターデイション基板の製造方法
JP5651988B2 (ja) 位相差基板、その製造方法、および液晶表示装置
JP2011150061A (ja) 偏光板及びその製造方法
JP5516024B2 (ja) 位相差基板の製造方法
JP2010044280A (ja) リターデイション基板および液晶表示装置
JP2010224245A (ja) カラーフィルタ基板及び液晶表示装置およびその製造方法
JP2014026098A (ja) 位相差素子の製造方法および位相差素子
JP2011048192A (ja) 位相差板、その製造方法および液晶表示装置
JP2011123192A (ja) 位相差板、その製造方法および液晶表示装置
JP2010044282A (ja) リターデイション基板、その製造方法及び液晶表示装置
JP5315852B2 (ja) リターデイション基板の製造方法
JP2009237355A (ja) リターデイション基板、その製造方法及び液晶表示装置
JP2011232537A (ja) 位相差基板の製造方法および位相差基板、ならびに半透過液晶表示装置
JP2010107939A (ja) 光学補償能を有するカラーフィルタ基板の製造方法