TWI250319B - Method for making optical device with circularly-polarized light control - Google Patents

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1250319 A7 B7 五、發明説明彳) 技術領域 本發明係有關用以由無偏光射出右旋或左旋圓偏光的 控制圓偏光之光學元件的製造方法。 先行技術 具膽甾醇規則性之膽甾醇層所成之光學元件，已廣泛 用作液晶顯示裝置用之控制圓偏光之光學元件（圓偏光板 、彩色濾光片等）。 爲得如此之光學元件中，反射所有可見光之圓偏光板 ，於像素單元有對應於紅色（R)、綠色（G)及藍色（B) 之選擇性反射頻帶之反射型彩色濾光片，或用以提升光利 用效率之穿透型及半穿透型液晶顯示裝置用光學元件等， 必須寬頻帶化膽甾醇.層之選擇性反射頻帶，使膽留醇層之 選擇性反射頻帶得以吻合各色之頻帶。因此，膽甾醇層之 選擇性反射頻帶之高度準確且簡便之控制（寬頻帶化、波 長移位）方法受到期待。 向來，將膽甾醇層之選擇性反射頻帶寬頻帶化之方法 ’有多層層合具不同選擇性反射中心波長之膽甾醇層之方 法的提議（日本專利特開平10- 319235號公報）。 然而，該方法僅係加法擴大，無法連續變化螺距。故 欲大範圍寬頻帶化選擇性反射頻帶時，有層合更多膽甾醇 層之必要，效率差。又因各膽甾醇層之折射率不同，於各 膽甾醇層之界面產生光之反射損失，並因係多數膽甾醇層 之層合，整體難以薄化。而爲全彩化，需有非常多之過程 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 Α7 Β7 五、發明説明矣) ，製造效率及成本上多有問題。 此外已知有使用連繪變化螺距之液晶材料形成膽笛酉享 層’以寬頻帶化膽甾醇層之選擇性反射頻帶之方法（美國 專利第569 1 7 89號說明書及特開平6- 281814號公報）。 利用如此之方法，因不必層合多數之膽甾醇層，如上 問題多可解決。然而，液晶材料須係非交聯性液晶分子故 缺乏耐熱性，爲實現全彩化所須之圖案化無法進行，仍是 問題。 又，其它方法有，使具膽甾醇規則性之液晶與溶劑或 ί谷劑混合物接觸’以使膽留醇層之選擇性反射頻帶寬頻帶 化之方法（特開平10- 316755號公報）。 但該方法有色純度低，用於液晶顯示裝置時無法鮮明 顯示之問題。 另一方面，使膽甾醇層之選擇性反射頻帶變成吻合各 色之頻帶的方法，有形成膽留醇構造之光學活性基的改質 或失活，以改變膽甾醇層之選擇性反射頻帶之方法（特開 平10- 54905號公報）之提案。 然而該方法因光學活性基之改質或失活，改質或失活 之分子成爲雜質，有膽甾醇層本身之穩定度下降，用於液 晶顯示裝置時無法鮮明顯示之問題。 發明之揭示 本發明係鑑於如上問題而完成，其目的在提供，可得 能簡便控制膽甾醇之選擇性反射頻帶於適當範圍內（寬頻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i^i^i m· ml mu -I I - n - 1 — n ^ J - i· 1 - i 养 i MW ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明$ ) 帶化或波長移位），寬頻帶化選擇性反射頻帶或使波長移 位後仍可保持良好光學特性的控制圓偏光之光學元件的控 制圓偏光之光學元件的製造方法。 爲達上述目的，本發明之第一解決手段係提供一種控 制圓偏光之光學元件的製造方法，其特徵爲：包含於具定 向能之基材上形成含聚合性對掌性劑及可得向列規則性之 聚合性液晶材料，呈膽留醇規則性之活性輻射硬化型液晶 層的形成液晶層之過程，以特定照射強度之活性輻射線照 射上述液晶層的形成半硬化膽甾醇層之過程，在上述半硬 化膽甾醇層內形成自上述基材側往位於該基材反側之表面 側的硬化速度梯度狀態下硬化，使該半硬化膽留醇層之選 擇性反射頻帶寬頻帶化之過程。 根據本發明之第一解決手段，因在半硬化膽甾醇層內 形成自基材側往位於該基材反側之表面側的硬化速度梯度 之狀態下硬化，以使該半硬化膽甾醇層之選擇性反射頻帶 丨寬頻帶化，可不須層合多數液晶層，以單層液晶層獲致選 擇性反射頻帶之寬頻帶化，光學界面減少，可防界面反射 所致之光學特性劣化。而液晶材料無使用非交聯性液晶分 子等之必要，以紫外線等活性輻射線即可完全固定液晶分 子之結構’具耐熱性且光學特性固定化，其後之加熱亦不 改變光學特性。又再，層合多數液晶層之際不須高溫之熱 壓合處理等，無材料耐熱性之要求，材料選擇範圍擴大。 根據本發明之第一解決手段，以活性輻射線照射呈膽 甾醇規則性之液晶層形成半硬化膽甾醇層後，因作該半硬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 -7- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ. 一思事項真 -裝'

、1T 線 1250319 A7 B7 五、發明説明4 ) 化膽甾醇層之寬頻帶化處理，選擇性反射頻帶可於所欲範 圍內寬頻帶化，可防寬頻帶化之過度進行。 而上述本發明之第一解決手段係以更含選擇性反射頻 帶經寬頻帶化之上述半硬化膽甾醇層以活性輻射線之照射 、加熱等硬化，形成硬化膽甾醇層之過程爲佳。藉此，因 半硬化膽甾醇層維持經寬頻帶化狀態之膽甾醇規則性而固 定化，可將膽留醇層安定化。 又上述本發明之第一解決手段較佳者爲，經上述形成 半硬化膽甾醇層之過程形成的上述半硬化膽留醇層之狀態 ，係上述聚合性對掌性劑及上述可得向列規則性之聚合性 液晶材料所具之所有官能基，其10莫耳％至80莫耳％ 已聚合之狀態。硬化至超出此範圍，則寬頻帶化可能有困 難，另一方面，硬化不及此範圍時，嗣後過程中接觸溶劑 等時受傷之可能性升高。 又上述本發明之第一解決手段較佳者爲，在上述形成 液晶之過程形成上述液晶層之上述基材，係表面有定向能 之基板所成。基板若係本身至少表面有定向能者，不必特 地設置其它具定向能之層，製造效率可提升。又，經上述 形成液晶之過程形成上述液晶層之上述基材，亦可由基板 ，及形成於上述基板上具定向能之定向膜所成。於形成在 基板上之定向膜上形成液晶層，即可更高效率確調整液晶 層之定向狀態，可更顯著呈現液晶層之膽甾醇規則性。 又再上述本發明之第一解決手段較佳者爲，上述形成 半硬化膽甾醇層之過程包含，以特定照射強度之活性輻射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----—裝------訂----—線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明$ ) 線作形成於上述基材上之上述液晶層的圖案照射，於該液 晶層形成特定圖案之半硬化部位之過程，及形成特定圖案 之半硬化部位的上述液晶層之顯像，形成具特定圖案之半 硬化膽甾醇層之過程。如此，以光微影法作圖案化，即可 將例如紅色 （R)、綠色 （G)及藍色 （B)各色之半硬化 膽留醇層圖案化，其後之寬頻帶化過程中，即可依各色之 必要達到選擇性反射頻帶之寬頻帶化。 再者，上述本發明之第一解決手段較佳者爲，上述形 成半硬化膽甾醇層之過程包含，以不同照射強度之活性輻 射線作形成於上述基材上之上述液晶層的圖案照射，於該 液晶層形成硬化度不同之多數圖案化半硬化部位的過程， 及形成硬化度不同之多數圖案化半硬化部位之上述液晶層 ，以選擇性溶出該液晶層之未硬化成分聚合性對掌性劑及 可得向列規則性之聚合性液晶材料的溶劑接觸，形成有具 不同反射色之多數圖案的半硬化膽甾醇層之過程。如此， 於液晶層形成硬化度不同之多數圖案化半硬化部位後，使 如此之液晶層接觸溶劑，即可一倂形成具對應於例如紅色 (R)、綠色（G)及藍色（B)之圖案的半硬化膽甾醇層。 此因液晶層所接觸之溶劑選擇性溶出形成於液晶層之半硬 化部位的未硬化成分（聚合性對掌性劑及可得向列規則性 之聚合性液晶材料），隨半硬化部位硬化度之不同聚合性 對掌性劑與聚合性液晶材料之混合比起變化，因而該半硬 化部位之選擇性反射中心波長移位，形成對應於紅色（R) 、綠色（G)及藍色（B)之圖案。因此，僅使液晶層接觸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ I 一思事項再4 .裝· -線· -9- 1250319 A7 B7 五、發明説明$ ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 溶劑’即可於半硬化膽甾醇層形成對應於紅色（R)、綠色 (G)及藍色（B)之圖案，經其後之寬頻帶化過程，可一倂 達到所有圖案之寬頻帶化。若使用光罩，則僅可達1色或2 色之寬頻帶化。而本說明書中「選擇性溶出」指液晶組成 物中所含成分對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材 料中之任一溶出較多。 線 上述本發明之第一解決手段較佳者爲，寬頻帶化手法 之第一樣態係，上述半硬化膽甾醇層含具氧依賴性之聚合 起始劑，上述寬頻帶化過程中，於具妨礙硬化功能之氧氛 圍中，上述半硬化膽留醇層之任一表面暴露之狀態下，對 該半硬化膽甾醇層，以照射強度低於用在上述形成硬化膽 甾醇層之過程的活性輻射線之照射強度的活性輻射線照射 。僅以半硬化膽甾醇層之一表面選擇性暴露於具妨礙硬化 功能之氧氛圍中，可於半硬化膽甾醇層內產生自基材側往 位在該基材反側之表面側的硬化速度梯度。如此的硬化速 _度之不同，有助於半硬化膽甾醇層內基材側與位在該基材 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反側之表面側間的螺距變化。在此，因選擇性反射頻帶係 以螺距支配函數表示，隨如此之螺距變化，選擇性反射頻 帶亦起變化。因此，僅使半硬化膽甾醇層之一表面暴露於 氧氛圍中，即可作該半硬化膽甾醇層之選擇性反射頻帶之 寬頻帶化。 在此，上述第一樣態有關之寬頻帶化手法中，以用於 上述寬頻帶化過程之上述活性輻射線係紫外線，上述具氧 依賴性之聚合起始劑係光聚合起始劑爲佳。活性輻射線用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 1250319 A7 B7 五、發明説明t ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 紫外線，且具氧依賴性之聚合起始劑用光聚合起始劑，以 紫外線照射激發光聚合起始劑，利用該激發能，上述寬頻 帶化處理即可高效進行。 又，上述第一樣態有關之寬頻帶化手法，係以上述寬 頻帶化過程之上述氧氛圍中，氧濃度在10%以上爲佳。氧 濃度若在10%以上，可充分妨礙半硬化膽甾醇層之硬化。 如此之氧氛圍係以空氣氛圍爲佳。不須特殊設備等製造設 備容易使用，效率上、成本上均有利。 另一方面，上述本發明之第一解決手段較佳者爲，寬 頻帶化手法之第二樣態之上述寬頻帶化過程中，僅對上述 半硬化膽甾醇層之一表面，以用在上述形成硬化膽甾醇層 之過程的活性輻射線照射強度之0.1%至10%的微弱活性 輻射線照射。因活性輻射線具促進半硬化膽甾醇層硬化之 功能，以上述範圍內的照射強度之如此的活性輻射線僅照 射於一表面，即可產生半硬化膽甾醇層之一表面與另一表 面間的硬化速度梯度。藉此，半硬化膽甾醇層之一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一表面間螺距起變化，可使半硬化膽甾醇層之選擇性反 射頻帶寬頻帶化。 在此，上述第二樣態有關之寬頻帶化手法中，上述寬 頻帶化過程之上述微弱活性輻射線之照射，以在無氧氛圍 下進行爲佳。氧具妨礙硬化之作用，反之無氧時即促進硬 化，故使以活性輻射線照射之表面側暴露於無氧氛圍中， 即可更有助於活性輻射線之硬化促進作用。 此時係以用於上述寬頻帶化過程之上述活性輻射線乃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明6 ) 紫外線，而上述半硬化膽甾醇層合光聚合起始劑爲佳。活 性輻射線用紫外線，且半硬化膽甾醇層含光聚合起始劑， 以紫外線照射激發光聚合起始劑，利用該激發能，可高效 進fr上述之寬頻帶化處理。 又，上述第二態樣有關之寬頻帶化手法較佳者爲，上 述半硬化膽笛醇層含具氧依賴性之聚合起始劑，上述寬頻 帶化過程中之上述微弱活性輻射線之照射，係僅將經上述 微弱活性輻射線照射之上述半硬化膽甾醇層之表面的反面 表面’暴露於氧氛圍中之狀態下進行。使用有氧依賴性之 聚合起始劑時，氧及活性輻射線對硬化速度具相反作用。 利用如此之作用，僅使經微弱活性輻射線照射之另一表面 暴露於氧氛圍，於半硬化膽甾醇層兩表面之橫切方向產生 硬化速度之大梯度，更順利加大螺距變化，即可將半硬化 膽甾醇層之選擇性反射頻帶寬頻帶化。 此時係以，用於上述寬頻帶化過程之上述活性輻射線 乃紫外線，上述具氧依賴性之聚合起始劑乃光聚合起始劑 爲佳。活性輻射線用紫外線，且具氧依賴性之聚合起始劑 用光聚合起始劑，紫外線之照射激發光聚合起始劑，利用 該激發能，即可高效進行上述寬頻帶化處理。 而用在上述第二樣態有關之寬頻帶化手法的上述聚合 起始劑，較佳者爲，在氧氛圍中以微弱活性輻射線作寬頻 帶化時，與用於上述第一樣態有關之寬頻帶化手法的聚合 起始劑比較，氧依賴性低。此因以微弱活性輻射線寬頻帶 化過程中，活性輻射線乃寬頻帶化之主因，宜盡可能抑制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -訂 線 1250319 Α7 Β7 五、發明説明ο ) 氧氛圍內氧對硬化之妨礙作用，以更有助於活性輻射線之 硬化促進作用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述本發明之第一解決手段係以，上述寬頻帶化過程 中，一邊加熱上述半硬化膽甾醇層，進行該半硬化膽甾醇 層之硬化爲佳。加熱處理易使半硬化膽甾醇層之半硬化成 分流動化，故隨硬化速度梯度之形成，亦易於使液晶性組 成物之混合比產生梯度。藉此，上述寬頻帶化處理即可高 放進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述本發明之第一解決手段亦可提供，形成上述硬化 膽甾醇層後，重複上述形成液晶層之過程，上述形成半硬 化膽甾醇層之過程，上述寬頻帶化過程及上述形成硬化膽 甾醇層之過程，以形成2層以上之硬化膽甾醇層，製造控 制圓偏光之光學元件的方法，係上述第二層以後之形成液 晶層之過程中，於已形成之硬化膽甾醇層上形成定向膜， 於該定向膜上形成聚合性對掌性劑及可得向列規則性之聚 合性液晶材料，呈膽甾醇規則性之活性輻射線硬化型液晶 層之方法。又，同樣亦可提供，形成上述硬化膽甾醇層後 ，重複上述形成液晶層之過程，上述形成半硬化膽笛醇層 之過程，上述寬頻帶化過程及上述形成硬化膽甾醇層之過 程，以形成2層以上的硬化膽甾醇層，製造控制圓偏光之 光學元件的方法，其係上述第二層以後之形成液晶層的過 程中，於已形成之硬化膽甾醇層上，直接形成含聚合性對 掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料，呈膽甾醇規 則性之活性輻射線硬化液晶層之方法。依如此之方法，可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -13- 1250319 A7 B7 五、發明説明纟0 ) 形成多數的寬頻帶化膽甾醇層，可製造具多種選擇性反射 色之膽甾醇層所配置或層合成之彩色濾光片。又，藉選擇 性反射中心波長錯開於特定範圍之層的層合，可更爲寬頻 帶化。 本發明提供，作爲第二解決手段之控制圓偏光之光學 元件的製造方法其特徵爲：包含於具定向能之基材上，形 成含對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料，呈膽 甾醇規則性之活性輻射線硬化型液晶層的過程，以特定照 射強度之活性輻射線照射上述液晶層，於該液晶層形成半 硬化部位之過程，以及使形成半硬化部位之上述液晶層與 將其未硬化成分，對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液 晶材料選擇性溶出之溶劑接觸，形成具特定選擇性反射色 之半硬化膽甾醇層之過程。 根據本發明之第二解決手段，以特定照射強度之活性 輻射線照射液晶層形成半硬化部位後，因使如此之液晶層 接觸溶劑，可高度準確、簡便控制（波長移位）該半硬化 部位之選擇性反射頻帶。此乃由於與液晶層接觸之溶劑選 擇性溶出形成於液晶層之半硬化部位的未硬化成分（對掌 性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料），隨硬化部位 硬化度之不同，對掌性劑與聚合性液晶材料之混合比起變 化，因而該半硬化部位之選擇性反射中心波長移位之故。 而上述第二解決手段較佳者爲，更含以活性輻射線之 照射，加熱等硬化上述半硬化膽甾醇層，形成硬化膽留醇 層之過程。藉此，因半硬化膽甾醇層係維持寬頻帶化狀態 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —------—裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14、 1250319 A7 B7 五、發明説明（11 ) 之膽留醇規則性之同時固定化，可使膽甾醇層穩定化。 又’上述第二解決手段較佳者爲，上述形成半硬化部 位之過程中’以不同照射強度之活性輻射線作上述液晶層 之圖案照射’於該液晶層形成硬化度不同之多數圖案的半 硬化部位’使上述形成半硬化膽甾醇層之過程中已形成硬 化度不同之多數圖案的半硬化部位之上述液晶層，接觸選 擇性溶出該液晶層之未硬化成分，對掌性劑及可得向列規 則性之聚合性液晶材料之溶劑，形成有具不同選擇性反射 色之多數圖案的半硬化膽甾醇層。如此，形成硬化度不同 的多數圖案之半硬化部位於液晶層後，使如此之液晶層接 觸溶劑’同上述原理，可一倂形成具對應於例如紅色（R) 、綠色（G)及藍色（B)之圖案的半硬化膽甾醇層。 又，上述本發明之第二解決手段，藉上述形成液晶層 之過程形成上述液晶層之上述基材，係以表面有定向能之 基板所成爲佳。基板本身至少於表面有定向能，則不必特 地設置其它具定向能之層，可提升製造效率。而於上述形 成液晶層之過程形成上述液晶層之上述基材，亦可係由基 板，及形成於上述基板上具定向能之定向膜所成。在形成 於基板上之定向膜上形成液晶層，可更高效率、高準確度 調整液晶層之定向狀態，可更顯著呈現液晶層之膽甾醇規 則性。 圖面之簡單說明 第1圖係用以說明本發明第一實施形態有關之控制圓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋϋ ϋϋ ϋϋ m m —^ϋ' m mu I i n mu mu nm ml 1^1 —1.11 ^in、一/ml ϋϋ ml mi 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15 - 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明彳2 ) 偏光之光學元件的製造方法之流程圖。 第2圖係用以說明本發明第二實施形態有關之控制圓 偏光之光學元件的製造方法之流程圖。 元件對照表 1：基板 2:定向膜 3:液晶層 10:光罩 4 、6、8:活性輻射線 5:溶劑 3b:未照射部位 3a:照射部位 3’：半硬化膽甾醇層 9:基材 3“ ·.硬化膽甾醇層 2 1:基板 22:定向膜 23:液晶層 32:基材 33:光罩 24、31、29:活性輻射線 23a、23b、23c:半硬化部位 26、27、28:圖案 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -16- 1250319 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明纟3 ) 23':半硬化.膽甾醇層 發明之實施形態 以下參照圖面詳細說明本發明之實施形態。 [A ·第一實施形態] 首先以第1圖說明本發明第一實施形態有關之控制圓 偏光之光學元件的製造方法。而本發明之第一實施形態係 用光微影法作半硬化膽甾醇層之圖案化。 首先，如第1圖（a)，於形成在基板1上之定向膜2 上，將活性輻射線硬化型液晶組成物附著，以加熱等調整 該液晶組成物之定向狀態，形成呈膽甾醇規則性之液晶層3 (形成液晶層之過程）。在此，定向膜2係塗布於基板1上 形成，以平磨處理等賦予定向能。而，基板1及定向膜2 構成具定向能之基材9。 其次，如第1圖（b) 、 (c) 、 (d)，透過光罩10 以特定照射強度之活性輻射線4照射形成在具定向能之基 材9上之液晶層3後，使該液晶層3接觸溶劑5。藉此，去 除液晶層3中活性輻射線4未照射部位3b，另一方面留下 活性輻射線4之照射部位3a，形成具特定圖案（相當於部 位3 a之圖案）之半硬化膽甾醇層3'(形成半硬化膽甾醇層 之過程）。此時，照射液晶層3的活性輻射線4之照射強 度，係調整爲弱於使液晶層3完全硬化之照射強度，以使 形成之膽甾醇層1係處於半硬化狀態。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I 裝------訂----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 1250319 A7 B7 五、發明説明（14 ) 其後，如第1圖（e)，加熱半硬化膽甾醇層3·之一表 面（基材9側之表面）（參照符號7)，同時以活性輻射線 6照射半硬化膽留醇層31之另一表面，在半硬化膽甾醇層3· 內形成有自基材9側往位於該基材9反側之表面側之硬化 速度梯度之狀態下硬化，作半硬化膽甾醇層3,之選擇性反 射頻帶之寬頻帶化（寬頻帶化過程）。而半硬化膽甾醇層 3'之選擇性反射頻帶之寬頻帶化方法，有使用氧之方法，使 用微弱輻射線之方法，此等之詳細容後再敘。 最後如第1圖（f)，以活性輻射線8照射選擇性反射 頻帶寬頻帶化之半硬化膽甾醇層3,，維持寬頻帶化狀態之 膽甾醇規則性同時硬化該半硬化膽甾醇層3·，形成硬化膽 甾醇層3“ （形成硬化膽甾醇層之過程）。此時照射半硬化 膽甾醇層3'之活性輻射線8之照射強度，係調整爲可使半 硬化膽甾醇層3·充分硬化之照射強度。 經上述一系列過程，可製造具特定圖案之硬化膽甾醇 層3“的控制圓偏光之光學元件。 以下逐一詳細說明上述本發明之第一實施形態有關的 控制圓偏光之光學元件的製造方法中各過程。 (1 ·形成液晶層之過程） 形成液晶層之過程，係如第1圖（a)，於具定向能之 基材9上形成液晶層3。 液晶層3係以液晶性組成物附著於具定向能之之基材9 上而形成，其附著方法可採用任意方法。可採例如，以溶 本紙張尺度適用中關家標準（CNS )赠格（训謂公釐）_ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -l-t» 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A7 _____B7 五、發明説明(15 ) 解於適當溶劑之液晶性組成物澆鑄成形於具定向能之基材9 上’及以如此之液晶性組成物塗布、乾燥後層合所成形之 方法等。亦可採用將液晶性組成物溶解於適當溶劑成塗布 液加以塗布之方法。塗布方法有旋塗法、輥塗法、印刷法 、浸沾法、簾塗法（模塗法）等。 具定向能之基材9，可用如第1圖（a)，於基板1上 形成定向膜2者，或其它基板本身表面已具定向能者（例 4如延伸膜等）。 以下詳細說明液晶層3及具定向能之基材9。 (1·1·液晶層） 用以形成液晶層3之液晶性組成物含可得向列規則性 之聚合性液晶材料、及聚合性對掌性劑。聚合性對掌性劑 係控制可得向列規則性之聚合性液晶材料的螺距，以使液 晶性組成物整體呈向列規則性之物。如此之液晶性組成物 A ’ 3後欽寬頻帶化過程中起作用之聚合起始劑，適當添加 之添加劑。液晶層係指，隨溫度可得液晶相之層。 以下說明液晶層3中所含各成分。 (1.1.1.可得向列規則性之聚合性液晶材料） 液晶性組成物中所含，可得向列規則性之聚合性液晶 材料，若係具多數可藉活性輻射線聚合之聚合性官能基的 液晶材料即無特殊限制，有例如以下所示者。 即’有下述一般式（1)之化合物（I)，及下述一般 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 1250319 Α7 Β7 五、發明説明纟6 ) 式（2)之化合物（II)，此等可單獨或混合使用。 化合物（I)可係單獨或混合2種以上之包含一般式 (1)之化合物，同樣，化合物（II)可係單獨或混合2種以 上之包含一般式（2)之化合物。 R1 CH.C- CO-f CH Η V 0

CH; 〇- 〇CHj R2 ⑴ 表化合物（I)之上述一般式（1)中，R1及R2各示氫 或甲基，因呈液晶相之溫度範圍寬，R1及R2均以氫爲佳。 X可係氫、氯、溴、碘、碳原子數1至4之烷基，甲氧基、 氰基、硝基之任一，以氯或甲基爲佳。代表化合物（I)分 子鏈二端，（甲基）丙烯醯氧基與芳環之間隔物脂烯基的 鏈長之a及b，各可係2至12之任意整數，以4至10爲佳 ，6至9更佳。a= b= 0之一般式（1)的化合物欠缺安定性 ，易受水解，且化合物本身結晶度高。又，a及b各在13 以上的一般式（1)之化合物，各向同性轉移溫度（TI)低 I 裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，此等化合物呈示液晶性之溫度範圍均低，不佳 R3 0 CH2c! 一 丨0〇 ⑵ 0 表化合物（II)之上述一般式（2)中，R3示氫或甲基 ，因呈液晶相之溫度範圍寬，R3以氫爲佳。表脂烯基之鏈 長的C，値在2至12之化合物（II)不具液晶性。然而， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210x297公釐） -20- 1250319 Α7 Β7 五、發明説明（17 ) 考慮與具液晶性之化合物（I)之相溶性時，C以在4至10 爲佳，6至9更佳。化合物（Π)亦可藉任意方法合成。可 例如以1當量之4-氰基酚與1當量之心（正（甲基）丙烯 醯氧基烷氧基）苯甲酸之酯化反應，合成化合物（II)。該 酯化反應如同化合物（I)之合成，一般係將上述苯甲酸活 化爲酸鹵化物、磺酸酐等，再與4-氰基酚反應。亦可用 DCC (二環己基碳二亞胺）等縮合劑，使上述苯甲酸與4-氰基酚反應。 本發明之第一實施形態有關之液晶性組成物中，化合 物（I)與化合物（II)之相對量，可考慮所用各化合物分 子大小，最終欲予製造的控制圓偏光之光學元件特性等決 定最適値，而一般化合物（I):化合物（II)之重量比係 99: 1 至 50: 50，以 95: 5 至 60: 40 爲佳，90: 10 至 65: 35 更 佳’ 8 5 : 1 5至7 0: 3 0最佳。液晶性組成物中所含的化合物 (I)之量多於化合物（I)及化合物（II)總量的99重量％ 時’因化合物（II)之結晶性較高，無法對得自液晶性組成 物之液晶層賦予充分之液晶性。又，上述量少於5〇重量％ 時’液晶性組成物之各向同性轉移溫度（TI)低，故呈液 晶相之溫度範圍變得極窄，不佳。 (1·1·2·對掌性劑） 液晶性組成物中所含之對掌性劑，若無損於上述可得 向列規則性的聚合性液晶材料之液晶性，可誘導其所欲之 螺距者即無特殊限制。用以透導液晶螺距之對掌性劑，至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格{ 210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 1250319 Α7 Β7 五、發明説明（18 ) 少須於分子中有任意手性。因此，在此可用之對掌性劑有 例如，具1或2以上不對稱碳原子之化合物，手性胺、手 性亞硕等雜原子上有不對稱點之化合物，或累接雙鍵烴、 聯萘酚等有軸不對稱之光學活性部位的化合物，而分子量 1 500以下之低分子化合物。更具體而言，有市售手性向列 型液晶（例如CHIRALPANT液晶S- 81 1 (Merck公司製）等 )° 本發明之第一實施形態，因後敘之形成半硬化膽甾醇 層之過程係用光微影法，製造全彩控制圓偏光之光學元件 時，須先有對應於紅色（R)、綠色 （G)及藍色（B)各 色之液晶性組成物。例如，紅色（R)之液晶性組成物螺距 大，屬於長螺距，故以與上述可得向列規則性之聚合性液 晶材料之比成例如9 8: 2之混合。其次，綠色（G)之液晶 性組成物，螺距小於紅色（R)者，屬於矩螺距，故以可得 向列規則性之聚合性液晶材料之比可成例如96: 4混合。最 丨後，藍色（B)之液晶性組成物，因螺距最小，短於其它紅 色（R)及綠色（G)者，故以與可得向列規則性之聚合性 液晶材料之比可成例如94: 6混合。在此螺距長乃指分子扭 轉360 °C之長度。 藉如此之變化可得向列規則性之聚合性液晶材料與對 掌性劑之混合比，即可以變化選擇性反射色，其理由如下 〇 以最大旋光偏光光不均時之選擇性反射中心波長爲λ < ，該λ。如下式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐1 ~ ~ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) •---------------φ — ^------、玎---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A7 B7 五、發明説明<9 ) λ 〇= η · ρ 其中η係與螺軸正交之平面內的平均折射率，ρ係螺距 由上式可知，選擇性反射中心波長λ。乃取決於螺距ρ 之函數。變化可得向列規則性之聚合性液晶材料與對掌性 劑之混合比以變化螺距ρ，而使選擇性反射中心波長λ。移 位，隨之即可改變液晶層之選擇性反射色。 然而，隨所選對掌性劑之性質，上述化合物（I)及化 合物（II)形成之向列規則性之破壞，定向性之下降，或該 化合物係非聚合性時，有導致液晶組成物之硬化性低，硬 化膜之可靠性低之虞。而大量使用有光學活性部位之對掌 性劑，組成物成本上升。因此，形成具短螺距之膽甾醇規 則性之膽甾醇層時，液晶性組成物中所含具光學活性部位 之對掌性劑，係以選用螺距誘導效果大之對掌性劑爲佳， 具體而言，以使用下述一般式（3)或 （4)之分子內有軸 不對稱之低分子化合物（III)爲佳 R4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 IIοο ⑶ C—Y—ο IIο R屬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -23- 1250319 A7 B7 五、發明説明和 )

(viii) -cm-

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

N (xi) (χϋ) (ix) (xiii) (xiv)

CH=CH (xv) CH. CH=CH 暑 CC“3 (xvii)

(xvi) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 1250319 A7 B7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明笑1 表化合物（πΐ)之上述一般式（3)或（4)中，R4示 氫或甲基。Y係上示（i)至（xxiv)之任一，其中以式（i) 、（Η)、（出）、（v)及 （vii)之任一爲佳。表脂烯基 之鏈長的d及e各係2至12之任意整數，4至10爲較佳， 6至9更佳。d及e之値爲〇或1之上述一般式（3)或（4) 之化合物欠缺穩定性，易水解，結晶性亦高。另一方面，d 或e値在1 3以上之化合物熔點（Tm)低。此等化合物與液 晶性之化合物（I)及化合物（Π)相溶性低，有隨濃度起 相分離之虞。 如此之對掌性劑，以用聚合性者爲佳。對掌性劑若有 聚合性，液晶性組成物可全體聚合，可安穩固定膽留醇規 則性，於熱安定性、耐溶劑性等極佳。 液晶性組成物中對掌性劑之含量，可考慮螺距誘導倉g 力，最終製造的控制圓偏光之光學元件的膽甾醇性等定出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------—裝------訂----~線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) - 25- 1250319 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明釭 ) 最適値，而一般係構成液晶性組成物之化合物（I)及化合 物（II)單獨之量或總計每100重量份，在0.01至60重量 份，0.1至40重量份爲較佳，0.5至30重量份更佳，1至 20重量份最佳。對掌性劑含量少於上述時，可能無法賦予 液晶性組成物充分之膽甾醇性，超過上述時恐妨礙液晶分 子之疋向’以活性輸射線硬化時或有不良影響。 (1.1.3.聚合起始劑） 本發明第一實施形態有關之液晶性組成物，爲於硬代 之際促進高效聚合，以含聚合起始劑爲佳。本發明中以紫 外線（UV)等活性輻射線之使用爲佳，故以使用光聚合起 始劑爲佳。無光聚合起始劑時以電子束照射仍可硬化，但 以紫外線（UV)用作活性射線時，若有必要可將如下光 聚合起始劑中之1種或2種以上，以0.01至20重量％ ， 較佳者爲0.5至10重量％ ，更佳者爲0.1至5重量％ ， 添加於液晶性組成物。 可添加於液晶性組成物中之光聚合起始劑，有聯苯_ 、苯偶因異丁醚，、苯偶因異丙醚、二苯基酮、苯甲薩苯甲 酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯甲醯-4乂甲基二苯硫醚、 苯甲基甲縮酮、苯甲酸二甲胺甲酯、4-二甲胺基苯甲酸2-正丁氧基乙酯、對二甲胺基苯甲酸異戊酯、3, 3·-二甲基_ 4-甲氧基二苯基酮、羥甲基苯甲醯基甲酸酯、2-甲基 4-(甲硫基）本基）*" 2-嗎琳丙-1-酬、2-苯甲基-2-一甲胺基-1- (4-嗎琳苯基）丁 - 1-醒、1·(心十二 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ϋ_ϋ mf ml — m-i In m ^^i_l ml ml ili ϋϋ - V ml am nn (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -26- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A7 B7 五、發明説明2(3 ) 基苯基）-2-羥基-2-甲基丙-1_酮、1-羥基環己基苯 基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1- (4-異丙 本基）-2-經基-2-甲基丙-1-嗣、2-氯噻吨丽、2，4-一乙基噻吨酮、2，4-二異丙基噻吨酮、2，4-二甲基噻 吨酮、異丙基噻吨酮、氯-4-丙氧基噻吨酮等。而光聚 合起始劑之外，在無損於本發明目的之範圍亦可添加增感 劑。 丨 (1 · 1.4 .添加劑） 本發明第一實施形態有關之液晶性組成物，在無損於 本發明目的之範圍，亦可添加上述以外之化合物。可添加 之化合物有例如，（1)多元醇與單酸或多元酸縮合而得之 聚酯預聚物，以（甲基）丙烯酸反應所得之聚酯（甲基） 丙烯酸酯、（2)多元醇與具2異氰酸酯基之化合物反應後 ’其產物與（甲基）丙烯酸反應而得之聚氨酯（甲基）丙烯酸 >酯’ （3)雙酚A型環氧樹脂，雙酚F型環氧樹脂，清漆型 環氧樹脂，聚殘酸聚環氧丙酯，多元醇聚環氧丙醚，脂族 或脂環式環氧樹脂，胺環氧樹脂，三酚甲烷型環氧樹脂， 二羥基苯型環氧樹脂等環氧樹脂，及與（甲基）丙烯酸反 應而得之環氧（甲基）丙烯酸酯等光聚合性化合物，（4) 具丙烯醯基、甲基丙烯醯基之光聚合性液晶性化合物等。 本發明之第一實施形態有關的液晶性組成物中，此等 化合物之添加量係選在無損於本發明目的之範圍，一般占 液晶組成物之40重量％以下，20·重量％以下爲較佳。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------AW. I 裝------訂-----^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明和 ) 此等化合物之添加可以提升液晶性組成物之硬化性，增大 硬化膽甾醇層之機械強度，改善液晶之穩定性。 (1.1.5 溶劑） 將如上之液晶性組成物附著於具定向能之基材9上形 成液晶層3，其附著方法如上述可採任意方法。此時以將液 晶性組成物溶解於適當溶劑使用爲較佳。 用於本發明第一實施形態之溶劑，若係可溶解上述聚 合性液晶材料等之溶劑，且無妨於具定向能之基材9的定 向能之溶劑即無特殊限制。 具體而言，可使用1種或2種以上之苯、甲苯、二甲 苯、正丁苯、二乙苯、四氫萘等烴類，甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯、二乙二醇二甲醚等之醚類，丙酮、丁酮、甲 基異丁基酮、環己酮、2，4-戊二酮等酮類，醋酸乙酯、 乙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單乙 醚醋酸酯、r - 丁內酯等酯類、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺系溶劑， 氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯 乙烯、四氯乙烯、氯化苯、鄰二氯苯等含鹵溶劑，三級丁 醇、二丙酮醇、甘油、一醋精、乙二醇、三乙二醇、己二 醇、乙二醇單甲醚、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等醇類，酚 、對氯酚等酚類等。 僅使用單一溶劑有時液晶性組成物之溶解度不足，有 時會侵蝕具定向能之基材，混合2種以上使用即可避免如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦ I 葱事項再1 -裝· 訂 線 1250319 A7

五、發明説明辟/ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此缺失。上述溶劑中，較佳之單獨溶劑有烴系溶劑及二醇 單醚醋酸酯系溶劑，較佳混合溶劑有，醚類或酮類與二醇 類之混合系。溶液之濃度取決於液晶性組成物之溶解度， 欲製造之控制圓偏光之光學元件的膜厚，無法一槪規定， 但通常可調爲1至60重量％ ，以3至40重量％爲佳。 (1·2.具定向能之基材） 具定向能之基材9可用如上述於基板1上形成定向膜2 者’此外亦可使用基板本身表面具定向能者（例如延伸膜 等）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此若係前者時’所用基板1若係以透明材料形成者 即無特殊限制，可用例如石英玻璃、PYREX (註冊商標）玻 璃’合成石英板等非撓性透明剛性材料、或透明樹脂膜、 光學用樹脂板等具撓性之透明軟性材料。定向膜2適用者 有通常用於液晶顯示裝置等之定向膜，一般宜用經平磨處 理之聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙烯醇等之定向膜。在此，平 磨處理通常係用，選自縲縈、棉、聚醯胺等材料之平磨布 捲於金屬輥，在與膜接觸之狀態下旋轉、或輥固定下將膜 移動，以平磨布摩擦膜面之方法。此外，亦可將氧化矽傾 斜蒸鍍於基板1上，形成具定向能之定向膜2。 另一方面，係後者時所用基板可係例如，聚醯亞胺、 聚醯胺醯亞胺、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚酮 、聚酮硫醚、聚醚硕、聚碾、聚苯硫酯、聚苯醚、聚對酞 酸乙二醇酯、聚對酞酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） -29- 1250319 A7 B7 五、發明説明和 ) 縮醛、聚碳酸酯、聚芳酯、壓克力樹脂、聚乙烯醇、聚丙 烯、纖維素、三乙醯纖維素及其部份鹼化物，環氧樹脂、 酚樹脂等之塑膠膜。此等塑膠膜亦可係2種以上膜層合而 成之層合膜。基板可先施以親水化處理、疏水化處理等表 面處理。隨合於溶液之液晶性組成物之組成，無另賦予基 板以定向能之必要，但以在溶液塗布之前賦予基板以定向 能爲佳。定向能之賦予，當係如上之撓性材料時，可用單 軸延伸或雙軸延伸賦予基板定向能之方法。亦可取代如此 之基板，採用表面設條紋溝之鋁、鐵、銅等金屬基板，表 面蝕刻加工成條紋狀之鹼玻璃、硼矽酸玻璃、燧石玻璃等 玻璃基板。 (2.形成半硬化膽甾醇層之過程） 形成半硬化膽甾醇層之過程中，首先，如第1圖（b) ，對液晶層3透過光罩1 0，以弱於可使液晶層3完全硬化 之照射強度的活性輻射線4作圖案照射，於該液晶層3形 成特定圖案之半硬化部位3a。亦即，以活性輻射線4選擇 性照射液晶層3之任意部份，使液晶層3經活性輻射線4 照射之部位3a呈半硬化狀態。其次，如第1圖（C)，使 形成特定圖案之半硬化部位3a的液晶層3接觸溶劑5以顯 像。然後，清洗如此顯像之液晶層3，去除液晶層3之中未 經活性輻射線4照射之部位3b ’另一方面，經活性輻射線 4照射之半硬化部位3a留下’形成如第1圖（d)之具特定 圖案（相當於部位3a之圖案）的半硬化膽甾醇層3’。 —is ϋϋ ϋϋ m —ι_ϋ mi m m I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30- 1250319 Α7 _— __________Β7_ 五、發明説明2(7 ) 在此’如上之光微影法中，液晶層3之顯像及清洗， 去除未照射部位3b之方法，如第1圖（c)，將含液晶層3 之基板1 一倂浸泡於適當溶劑5加以搖動之搖動清洗法以 外’圖雖未示，可用高速旋轉包含液晶層3之基板，一面 以溶劑沖洗之旋轉清洗法等。 而於上述形成半硬化膽甾醇層之過程形成之半硬化膽 Μ醇層3 ·之狀態宜係上述聚合性對掌性劑及可得向列規則 β1性之聚合性液晶材料所具全部官能基當中，有1〇莫耳％至 80莫耳％ ，較佳者爲20莫耳％至70莫耳％官能基爲 經聚合之狀態。 以下詳細說明用在上述形成半硬化膽留醇層之過程的 活性幅射線4及溶劑5。 (2·1·活性輻射線） 用於上述形成半硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線4， 可用任何能使上述聚合性液晶材料硬化者，可隨條件適當 使用例如電子束、紫外線、可見光、紅外線（熱線）等。 通常，基於裝置之難易等係使用紫外線或可見光等之輻射 ，其波長在150至500奈米，250至450奈米爲較佳，300 至400奈米更佳。 如此之輻射的光源有低壓水銀燈（殺菌燈、螢光化學 燈、黑光）、高壓放電燈（高壓水銀燈、金屬鹵化物燈） 、短路電弧放電燈（超高壓水銀燈、氪燈、水銀氪燈）等 。其中以用金屬鹵化物燈、氪燈、高壓水銀燈等爲佳。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I- --! - - - β—^1 1 II— In ϋ— - m —-I — -- 1^1 I--- 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A7 B7 五、發明説明辟） 如此之輻射的照射強度係隨形成液晶層3之聚合性液 晶材料之組成，光聚合起始劑之多少適當調整。具體而言 ’較佳者爲，用後敘形成硬化膽甾醇層之過程中的照射強 度之0.001%至90%照射，以0.01%至50%爲佳，0.1% 至1 〇 % 更佳。 如此以活性輻射線4照射液晶層3之際，宜加熱液晶 層3 ’藉此可提升敏感度，高效進行液晶層3之硬化。 (2.2溶劑） 用在上述形成半硬化膽甾醇層之過程的溶劑5，其要求 性質有顯像液之基本性質（去除液晶層3之未照射部份3b 之性質），不去除液晶層3之半硬化部位3a，且不選擇性 溶出半硬化部位3a的液晶組成物之未硬化成分，以及不溶 解基材9之表面（形成在基板1上之定向膜2等）。如此 之溶劑5有丙酮、醋酸3-甲氧基丁酯、二甘醇二甲醚、環 己酮、THF (四氫呋喃）、甲苯、二氯甲烷、MEK (丁酮） 等有機溶劑。 (3.寬頻帶化過程） 寬頻帶化過程中，如第1圖（e)，係一面加熱半硬化 膽甾醇層3’之一表面（基材9側之表面）（參照符號7)， 以活性輻射線6照射半硬化膽甾醇層Y之另一表面。此時 ，適當調整氛圍之種類，液晶性組成物之成分物質，活性 輻射線6之照射強度等，以於半硬化膽留醇層Y內形成有 ί ϋ —>ϋ n m ϋ ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -32- 1250319 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明辟） 自基材9側往位於反側之表面側的硬化速度梯度之狀態下 硬化，使半硬化膽甾醇層3’之選擇性反射頻帶寬頻帶化。 (3· 1 ·寬頻帶化手法之原理） 選擇性反射頻帶經寬頻帶化之半硬化膽甾醇層3·，因 有聚合性對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料， 而呈膽甾醇規則性，同時具正的複折射性。使用經平磨處 理等賦予定向能之基材9，於該基材9上附著液晶性組成物 而定向時，基材9與半硬化膽甾醇層Y之界面的液晶主導 分子於半硬化膽甾醇層3'面內之投影軸（下稱「定向軸」 。），係取決於基材9之平磨方向（下稱「平磨軸」）， 液晶主導分子沿膜厚方向旋轉，其旋轉角度係半硬化膽甾 醇層Y之固有値。最終得自如此之半硬化膽甾醇層3'的控 制圓偏光之光學元件的選擇性反射頻帶寬，膜厚、螺距、 螺旋數等各光學參數，可隨控制圓偏光之光學元件的用途 調整，而選擇性反射頻帶通常在30至100奈米。然而，將 此範圍之選擇性反射頻帶的控制圓偏光之光學元件組裝於 液晶顯示裝置等使用時，會有液晶本身色彩鮮艷，反射光 則弱，或與此相反之樣態，基於用途而提升視認性之要求 〇 因而，本發明係於寬頻帶化過程中，使控制圓偏光之 光學元件的選擇性反射頻帶寬於上述範圍，以圖提升視認 性。此時本發明中係於形成半硬化膽甾醇層之過程，使液 晶層一倂半硬化後作寬頻帶化，預先限定選擇性反射波頻 I------AW.—裝------訂-----^一^-線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - 33- 1250319 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明彳0 ) 帶之寬頻帶化於可能之範圍。因此，可防寬頻帶化之過度 進行，免除因過度寬頻帶化之視認性劣化。 在此，選擇性反射頻帶係指，以與形成膽甾醇定向之 液晶分子的螺距方向同一方向之圓偏光射入控制圓偏光之 光學元件之際，自選擇性反射之反射率尖峰値起約半之波 長範圍。 如此之選擇性反射頻帶△λ可用下式表示。 △ λ = △ η · ρ 其中△ η係複折射率，ρ係螺距。 依上式，選擇性反射頻帶△ λ係表爲取決於螺距ρ之 函數。因此，使螺距自半硬化膽甾醇層3’之基材9側至位 於該基板9之反側的表面側有所變化，即可將選擇性反射 頻帶寬頻帶化於特定之範圍內。爲使該螺距ρ起變化，可 變動誘導螺距之聚合性對掌性劑之濃度。 在此，半硬化膽甾醇層3’內均勻分布之聚合性對掌性 劑濃度，可對應硬化速度而改變。此乃由於隨各液晶性組 成物硬化難易有別，穩定進行硬化時，對應於硬化速度梯 度產生硬化難易之輕微不同，液晶性組成物之混合比亦產 生梯度之故。因此，於半硬化膽甾醇層3’內形成硬化速度 梯度，以於半硬化膽甾醇層3'自基材9側至位於該基材9 反側之表面側形成聚合性對掌性劑之濃度梯度，使螺距於 該半硬化膽甾醇層3'二表面間有所變化，藉此即可將選擇 性反射頻帶△ λ寬頻帶化。 亦即，如上述，控制圓偏光之光學元件的選擇性反射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I-------—裝------訂----~ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -34- 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明幻) 頻帶之寬頻帶化，可藉形成硬化速度梯度於半硬化膽甾醇 層3’爲之。 在此，用以於半硬化膽甾醇層3'之二表面間形成硬化 速度梯度之具體方法有，主要係利用有妨礙硬化之功能的 氧之作用，及主要係利用有促進硬化之功能的活性輻射線 之作用的二類型之方法。以下詳細說明該二類型。 (3.2.利用氧之寬頻帶化過程） 半硬化膽甾醇層3’含具氧依賴性之聚合起始劑時，對 經上述形成半硬化膽甾醇層之過程形成的半硬化膽甾醇層 3·之硬化，氧具有妨礙作用。因此，將半硬化膽甾醇層3·之 任一表面暴露於具妨礙硬化之機能的氧氛圍中之狀態下， 以低於用在形成硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線8之照 射強度的照射強度（無礙於上述氧對硬化之妨礙作用的照 射強度）之活性輻射線6照射該半硬化膽甾醇層3·時，於 半硬化贍甾醇層3’內自基材9側往位於該基材9反側之表 面側形成硬化速度梯度，於該狀態下硬化，即可將半硬化 膽甾醇層3’之選擇性反射頻帶寬頻帶化。 而僅使半硬化膽甾醇層3’之任一表面暴露於氧氛圍之 方法，可考慮使基材9不透氧之方法。反之可考慮，使基 材9具透氧性，僅將半硬化膽甾醇層3’之位於基材9反側 之表面暴露於無氧狀態，或不致對硬化起妨礙作用之氧濃 度的氛圍之方法。又，當半硬化膽甾醇層3’二表面配置有 基材時，可考慮使一基材具透氧性，另一基材不透氧之方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝' 訂 線 -35- 1250319 A7 B7 五、發明説明辟） 法。 如此之氧氛圍中之氧濃度以10%以上爲佳，12%以 上更佳，14%以上尤佳。氧濃度在該範圍時，可得充分之 半硬化膽甾醇層1之硬化妨礙效果。如此之氧氛圍可係空 氣氛圍。此時無須特殊設備等，製造設備使用容易，效率 上、成本上有利。 將半硬化膽甾醇層3'之一表面暴露於上述範圍之氧氛 圍，同時以活性輻射線照射，穩定進行硬化。此時活性輻 射線6之照射強度，係無礙於氧之妨礙作用之程度，且係 可形成良好硬化速度梯度之程度。如此之照射強度，以對 用於後敘之形成硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線8之照 射強度，在0.001%至90%爲佳，0.01%至50%爲更佳 ，0.1%至10%尤佳。高於上述範圍時，超過氧之妨礙作 用反而促進硬化，不利於硬化速度梯度之形成。反之，照 射強度低於上述範圍時，不起硬化，不恰當。 如上述，在使用氧之寬頻帶化過程中，因氧係形成半 硬化膽甾醇層二表面間之硬化速度梯度之主要因素，聚合 起始劑以具氧依賴性者爲合適。使用其中氧依賴性高之聚 合起始劑時，除活性輻射線之硬化促進作用以外，有氧之 硬化妨礙效果，可有效形成硬化速度梯度。在此，用於本 發明之第一實施形態的聚合起始劑已如上述，其中氧依賴 性高者具體有 Irg 184、Irg 819 (商品名，Ciba Specialty Chemicals公司製），TP〇（商品名，BASF公司製）等。而 氧依賴性低之聚合起始劑’經添加量之調整亦可使用。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •m m ........... . ϋϋ m ϋϋ· m —ϋ In ϋϋ I I -I— 111 11—i i 1» 1-i-i- mh ——I. I- -ii m 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36- 1250319 A7 B7 五、發明説明$3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上述隨硬化速度梯度之形成，以形成液晶性組成物 之濃度梯度時，於半硬化膽甾醇層3·內之未硬化成分非起 流動不可。爲起良好流動，以於基材9及半硬化膽甾醇層 3'之加熱的同時施行寬頻帶化過程爲佳。但隨加熱溫度可能 促使半硬化膽甾醇層過度硬化，故不促進硬化而使液晶 性組成物之未硬化成分起良好流動之加熱溫度，即以30 C至150 °C爲佳，40 °C至140 °C爲更佳，50 °C至130 °C又更佳。 (3.3.使用微弱活性輻射線之寬頻帶化過程） 因使用活性輻射線硬化型之液晶性組成物，活性輻射 線促進液晶性組成物之聚合，對半硬化膽甾醇層3'之硬化 起促進作用。因此，以如此之活性輻射線僅照射半硬化膽 甾醇層3’之任一表面，則半硬化膽甾醇層3’內形成自基材9 側往位於該基材9之反側的表面側之硬化速度梯度，於該 狀態下硬化，即可將半硬化膽甾醇層3·之選擇性反射頻帶 寬頻帶化。 經濟部智慧財產局員工消費舍作社印製 如此之寬頻帶化過程中，須使活性輻射線6之照射強 度能穩定進行硬化，且係可於半硬化膽甾醇層3'形成自基 材9側至位於該基材9反側之表面側的硬化速度梯度之微 弱照射強度。如此之照射強度較佳者爲，對用於後敘之形 成硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線8之照射強度，在約 0.1%至約10% ，2%至9%爲更佳，3%至8%又更佳 。高於上述範圍之照射強度，硬化無法穩定進行，不形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 1250319 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明$4 ) 硬化速度梯度，半硬化膽甾醇層3 |硬化之故而不佳。當照 射強度低於上述範圍時，產生硬化速度梯度所須之硬化時 間過長，不恰當。 活性輻射線6係如同用在上述形成半硬化膽甾醇層之 活性輻射線4，可任意使用電子束、紫外線、可見光、紅外 線（熱線）等。活性輻射線6係不強力促進液晶性組成物 之聚合的活性輻射線，例如使用紫外線等時，爲提高聚合 效率，以使用光聚合起始劑爲佳。 在此利用如此之微弱活性輻射線的寬頻帶化過程，可 依氧之有無分成爲2樣態。以下詳細說明該2樣態。 (3 · 3 · 1無氧氛圍下利用微弱活性輻射線之寬頻帶化過程） 如上述，尤以在使用有氧依賴性之聚合起始劑時，氧 對半硬化膽甾醇層Y之硬化具妨礙作用。因此，爲免受氧 影響’在無氧氛圍下以活性輻射線6僅照射半硬化膽甾醇 層之基材9側或位於其反側之表面側的任一表面。藉此 ’可於半硬化膽留醇層3,內高效形成自基材9側至位於該 基材9反側之表面側的硬化速度梯度，將選擇性反射頻帶 有效寬頻帶化。 此一樣態中之無氧氛圍亦可係含不對半硬化膽甾醇層 3'之硬化造成影響之氣體的氛圍，例如，氮氛圍等。 (3.3.2.氧氛圍下利用微弱活性輻射線之寬頻帶化過程） 尤以使用有氧依賴性之聚合起始劑時，液晶性組成物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ：297公釐） --------------—裝------訂----~ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -38- 1250319 A7 B7 五、發明説明粹） 之聚合速度在氧氛圍中變慢。 如此之樣態中，因係用微弱活性輻射線6照射以圖寬 頻帶化’當半硬化膽甾醇層1二表面暴露於完全相同濃度 之氧時，仍可順利進行。然而，聚合起始劑之氧依賴性高 時，半硬化膽甾醇層1之二表面即使氧濃度僅稍不同聚合 速度仍大有差別，故適用在如此情況之聚合起始劑，乃氧 依賴性極低者。 具體而 W，有 Irg 365、Irg 907、Irg 651、Irg 369、 Parocare 1173 (商品名，Ciba Specialty Chemicals 公司製） ，DET X- S (商品名，曰本化藥公司製），BIIMIDAZOLE ( 商品名：黑金化成公司製）等。 另一方面，此樣態中，亦可僅將經微弱活性輻射線6 照射之半硬化膽甾醇層3’之表面的反面暴露於氧氛圍。此 時，半硬化膽甾醇層3’之二表面中之一得硬化之促進，另 一則硬化受礙。故可於半硬化膽甾醇層3 ’二表面之橫切方 向形成大幅度的硬化速度梯度，可將半硬化膽甾醇層3•之 選擇性反射頻帶於大範圍寬頻帶化。 具體而言，可使基材9不透氧，於氧氛圍中以微弱活 性輻射線6自基材9側照射半硬化膽甾醇層3’，又，亦可 使基材9可透氧，將半硬化膽甾醇層3'位於基材9反側之 表面暴露於無氧氛圍中，自該表面側以微弱活性輻射線6 照射。亦可於半硬化膽甾醇層3’之二表面夾置基材，此時 係使其一基材透氧，另一基材不透氧，以微弱活性輻射線 自不透氧基材側照射半硬化膽留醇層3’。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -- —-- —.1— I - I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39- 1250319 A 7 B7 五、發明説明鉍） 如此’僅將半硬化膽留醇層3 ’之一表面暴露於氧氛圍 中，自該表面之反面的表面側以微弱活性輻射線6照射時 ’因利用微弱活性輻射線及氧二者之作用，聚合起始劑以 用氧依賴性高者爲佳。氧依賴性高之聚合起始劑，可用如 同上述（3.2.使用氧之寬頻帶化過程）中所列者。 而上述寬頻帶化過程，如同上述使用氧之寬頻帶化過 程’係以於基材9及半硬化膽甾醇層之加熱的同時施行 寬頻帶化爲佳。 (4.形成硬化膽甾醇層之過程） 形成硬化膽甾醇層之過程中，如第1圖（f)，係以活 性輻射線8照射選擇性反射頻帶經寬頻帶化之半硬化膽甾 醇層：V，維持寬頻帶化狀態下之膽甾醇規則性而使該半硬 化膽甾醇層3’硬化，形成硬化膽甾醇層3“ 。 在此，用於形成硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線8， 可用如同在上述形成半硬化膽甾醇層之過程及寬頻帶化過 程之活性輻射線4、6，其說明於此省略。 而活性輻射線8之照射強度，爲完全硬化半硬化膽甾 醇層3'，並於保持寬頻帶化之狀態下硬化，係以0.1至 1000毫瓦/平方公分爲佳，1至100毫瓦/平方公司（照射量 在1至10000毫焦耳/平方公分，10至1000毫焦耳/平方公 分更佳）爲更佳。 如此之形成硬化膽甾醇層之過程，除用活性輻射線硬 化半硬化膽甾醇層3'之方法以外，可採用半硬化膽甾醇層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^ -40 - ·ϋϋ m ϋ^— m-i nn ·1ϋ_—"ϋϋ n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 Α7 Β7 五、發明説明狖 ) 31D熱使之熱硬化之方法。後者可係於例如15〇至25〇 〇c 左右之溫度加熱約10至120分鐘。 經以上一系列過程，可製造出寬頻帶化於恰當範圍之 控制圓偏光之光學元件。 (5·其它） (5·1·硬化膽甾醇層之多層化） 經上述一系列過程，可製造具特定圖案之單色硬化膽 甾醇層3“之控制圓偏光的光學元件，而亦可重複上述一系 列過程（形成液晶層之過程，形成半硬化膽甾醇層之過程 ’寬頻帶化過程及形成硬化膽甾醇層之過程），以形成2 層以上之硬化膽甾醇層。藉此，即可形成多數寬頻帶化之 膽甾醇層，可形成具多數色之選擇性反射色的膽甾醇層配 置或層合成之彩色濾光片。又，選擇性反射中心波長於特 定範圍錯開之層加以層合，可達更寬頻帶化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ — 一思事項再ΐ -裝- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此際，第二層以後之形成液晶層之過程中，可於已形 成之硬化膽甾醇層上形成定向膜，於該定向膜上形成由上 述液晶性組成物所成之活性輻射線硬化型液晶層，亦可於 已形成之硬化膽甾醇層上，直接形成由如上之液晶性組成 物所成之活性輻射線硬化型液晶層。這些可隨形成之膽甾 醇層之用途、性質等適當選擇。 形成如此之第二層以後之硬化膽甾醇層時的形成液晶 層之過程，形成半硬化膽甾醇層之過程，寬頻帶化過程， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -41 - 1250319 A7 B7 五、發明説明$8 ) 及形成硬化膽甾醇層之過程的有關條件，所用材料等，係 如上述，故於此其說明省略。 ..........-. - I.....- ϋ— * - I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而如上形成2層以上之硬化膽甾醇層時，無須所有層 的選擇性反射頻帶之寬頻帶化，隨用途僅作必要層之寬頻 帶化亦可。 (5·2·硬化膽甾醇層之多色化） 線 又，較佳者爲，如上形成之2層以上的硬化膽甾醇層 各具不同選擇性反射色，且各層係形成爲特定之圖案。可 使用，例如對應於紅色（R)、綠色（G)及藍色（Β)各 色之液晶性組成物，連同各液晶性組成物，重複上述一系 列過程（形成液晶層之過程，形成半硬化膽甾醇層之過程 ，寬頻帶化過程及形成硬化膽甾醇層之過程），形成對應 於紅色（R)、綠色（G)及藍色（Β)各色之硬化膽甾醇 層。藉此，可形成經寬頻帶化有多色選擇性反射色之膽甾 醇層配置或層合而成之彩色濾光片。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [Β.第二實施形態] 其次，藉第2圖，說明本發明第二實施形態有關之控 制圓偏光之光學兀件的製造方法。本發明之第二實施形態 係使形成多數硬化度不同之圖案的半硬化部位之液晶層與 溶劑接觸，作半硬化膽甾醇層之圖案化。 首先，如第2圖（a)，以活性輻射線型液晶性組成物 附著於形成在基板2 1上之定向膜22上，作加熱等調整該 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X：Z97公釐） -42- 1250319 A7 _ B7__ 五、發明説明釦 ） 液晶性組成物之定向狀態，形成具膽甾醇規則性之液晶層 23 (形成液晶層之過程）。在此，定向膜22係塗布於基板 2 1上而形成，並經平磨處理等賦予定向能。具定向能之基 材32即由基板21及定向膜22形成。 其次，如第2圖 （b) 、 （c) 、 (d)，透過光罩33 以不同照射強度之活性輻射線24對形成在具定向能之基材 32上的液晶層23作圖案照射，於液晶層23形成3不同圖 案之半硬化部位23a、23b、23c後，使如此之液晶層23與 溶劑25接觸，選擇性溶出該液晶層23之未硬化成分聚合 性對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料。藉此， 形成具不同選擇性反射色之3圖案26、27、28之半硬化膽 甾醇層23'(形成半硬化膽甾醇相之過程）。 然後如第2圖（e)，對如此形成具不同選擇性反射色 之3圖案26、27、28之半硬化膽甾醇層23'，加熱其一表面 (基材32側之表面）之同時（參照符號30)，以活性輻射 丨線29照射半硬化膽甾醇層231之另一表面，在半硬化膽甾 醇層23’內形成有自基材32側往位於該基材32反側之表面 側的硬化速度梯度之狀態下硬化，將半硬化膽甾醇層23'之 3圖案26、27、28之選擇性反射頻帶一倂寬頻帶化（寬頻 帶化過程）。而，半硬化膽甾醇層3’之選擇性反射頻帶之 覓頻帶化方法，同上述第一實施形態，可採利用氧之方法 ，利用微弱活性輻射線之方法。 最後如第2圖（f)，以活性輻射線3 1照射選擇性反射 頻帶經寬頻帶化之半硬化膽甾醇層23^在維持寬頻帶化狀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝' 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -43- 1250319 A7 B7 五、發明説明4〇 ) 態下之膽甾醇規則性之同時硬化該半硬化膽甾醇層23’，形 成硬化膽甾醇層23“ （形成硬化贍甾醇層之過程）。此時 照射半硬化膽甾醇層23·之活性輻射線8,其照射強度係調 整爲可充分硬化半硬化膽甾醇層23 ’之照射強度。 而上述本發明第二實施形態有關之控制圓偏光之元件 的製造方法中，於第2圖（b) 、 (c) 、 （d)之半硬化過 程，使具對應於紅色（R)、綠色（G)及藍色（B)之圖 案的半硬化膽甾醇層23^可藉形成有硬化度不同之多數圖 案的半硬化部位23a、23b、23c之液晶層23與溶劑25接觸 一倂形成，其後之寬頻帶化過程亦可使對應於半硬化膽甾 醇層23’之紅色（R)、綠色（G)及藍色（B)之圖案26、 27、28的選擇性反射頻帶一倂寬頻帶化，因此，製造效率 上非常有利。 以下詳細說明上述本發明第二實施形態有關之控制圓 偏光的光學元件之製造方法的各過程。本發明之第二實施 形態除形成半硬化膽甾醇層之過程外，其它過程同上述第 一實施形態，故在此僅就形成半硬化膽甾醇層之過程作說 明，其它過程之說明省略。 (1 ·形成半硬化膽甾醇層之過程） 本發明第二實施形態有關之形成半硬化膽甾醇層之過 程，係首先如第2圖（b)，透過光罩33以不同照射強度 之活性輻射線24對液晶層23作圖案照射，於該液晶層23 形成硬化度不同之3圖案的半硬化部位23a、23b、23c。亦 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------—裝------訂----線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44 - 1250319 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明41 ) 即，對液晶層23之呈紅色（R)、綠色（G)及藍色（B) 選擇性反射色之各區域，變化活性輻射線24之照射強度、 照射時間等加以照射，形成硬化度不同之3圖案的半硬化 部位23a、23b、23c。其次，如第1圖（c)，使形成有硬 化度不同之3圖案的半硬化部位23a、23b、23c之液晶層 23接觸溶劑25，選擇性溶出該液晶層23之未硬化成分聚 合性對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料。藉此 ，隨液晶層23半硬化部位23a、23b、23c的硬化度之不同 ，聚合性對掌性劑及聚合性液晶材料之混合比有所變化， 如第1圖（d)，形成具不同選擇性反射色之3圖案26、27 、28之半硬化膽留醇層23’。 在此，以如此方法形成具不同選擇性反射色之3圖案 26、27、28的半硬化膽甾醇層23'之理由如下。亦即，液晶 性組成物主要由聚合性對掌性劑及可得向列規則性之聚合 性液晶材料所成，任何成分之自液晶層23之硬化度不同的 半硬化部位23a、23b、23c溶出，係使用對二者之溶解性大 幅不同的溶劑，產生溶出速度差。因此，由於半硬化膽甾 醇層內硬化度不同，未硬化成分之溶出程度不同，結果液 晶性組成物之混合比即有不同。故藉預先調整硬化度及溶 出程度以反射紅色（R)、綠色（G)及藍色（B)光，即 可於同一半硬化膽甾醇層23%形成反射紅色（R)、綠色 (G)及藍色（B)光之3圖案26、27、28。 以下詳細說明用於上述形成半硬化膽甾醇層之過程的 活性輻射線24及溶劑25。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------—裝------訂----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -45- 1250319 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明岭 ) (1.1.活性輻射線） 用於本發明第二實施形態之形成半硬化膽甾醇層之過 程的活性輻射線24，可係如同用在上述第一實施形態中形 成半硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線4。 惟本發明之第二實施形態因須於液晶層23形成硬化度 不同之3圖案的半硬化部位23a、23b、23c，呈紅色 （R) 、綠色（G)及藍色（B)選擇性反射色之各區域，其照射 強度、照射時間不同。 如此之活性輻射線24之照射強度因隨液晶性組成物之 成分而異，無法一槪限定。然而，一般値可係，反射紅色 (R)、綠色（G)及藍色（B)光之區域，照射強度在0.001 毫瓦/平方公分至1000毫瓦/平方公分（照射量在0.01毫焦 耳/平方公分至10000毫焦耳/平方公分）。 而關於活性輻射線24之其它事項因與用在上述第一實 施形態的形成半硬化膽甾醇層之過程的活性輻射線4同， 其遝明於此省略。 (1·2·溶劑） 用於本發明第二實施形態中形成半硬化膽甾醇層之過 程的溶劑25，若可選擇性溶出形成有硬度不同之3圖案的 半硬化部位23a、23b、23c之液晶層23的未硬化成分聚合 性對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料，且不溶 解基材32之表面（形成在基板21上之定向膜22等），即 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 蜂丨 恩事項再ΐ •裝. 、1Τ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -46- 1250319 A7 ---- —__B7 五、發明説明43 ) 無特殊限制。 溶劑具體可用1種或2種以上之苯、甲苯、二甲苯、 正丁苯、二乙苯、四氫萘等烴類，甲氧基苯、1，2-二甲 氧基苯、二乙二醇二甲醚等之醚類，丙酮、丁酮、甲基異 丁基酮、環己酮、2，4-戊二酮等酮類，醋酸乙酯、乙二 醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單乙醚醋 酸酯、7 -丁內酯等酯類、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吼 咯院酮、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺系溶劑，氯 仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙 餚、四氯乙烯、氯化苯、鄰二氯苯等含鹵溶劑，三級丁醇 、二丙酮醇、甘油、一醋精、乙二醇、三乙二醇、己二醇 、乙二醇單甲醚、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等醇類，酚、 對氯酚等酚類等。 而，使上述溶劑25接觸液晶層23之方法，可用浸泡 、旋淋等各種顯像方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 線 (2·其它） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之第二實施形態，可於施行上述形成半硬化膽 留醇層之過程後，施行寬頻帶化過程，將半硬化膽甾醇層 23'之所有圖案26、27、28之選擇性反射頻帶一倂寬頻帶化 。另一方面，亦可於如此之寬頻帶化過程，用光罩等僅對 半硬化膽甾醇層23'中具特定選擇性反射色之圖案以活性輻 射線29照射，僅作特定選擇性反射色之寬頻帶化。 本發明之第二實施形態，同樣亦可作上述第一實施形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -47- 1250319 A7 B7 五、發明説明44 ) 態中說明之硬化膽甾醇層之多層化及多色化。至於其詳細 ，因與上述第一實施形態同，故不再說明。 實施例 以下說明上述實施形態之具體實施例。 (寬頻帶化，反射紅光之硬化膽甾醇層之形成） 準備含可聚合之向列液晶（96重量份）、聚合性對掌 性劑（3重量份）及光聚合起始劑（1重量份）之光硬化型 手性向列液晶溶解於甲苯之25重量％甲苯溶液。 而向列液晶係用含重量比50: 50的下述化學式（5)之 化合物及化學式（6)之化合物的液晶。

OH,^CHCO ϋϋ· a—ϋ Βϋϋ ϋϋ m «ϋ.— m·"^ϋϋ βϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 CHj^CHCO^CHp^O -0- COO ◎

CN (6) 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，聚合性對掌性劑係用下述化學式（7)之化合物 0C0 0C0 -€h〇>-

OiCH^OOOW, (7) 0{CH2)40C0CH3 光聚合起始劑係用 Irg 369 (Ciba Sepcialty Chemicals 公 司製） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -48- 1250319 Α7 Β7 五、發明説明4(5 ) 以旋塗法將聚醯亞胺 （PI)塗布於玻璃基板上，於一 定方向施以平磨處理，製成厚1000埃之聚醯亞胺（PI)膜 〇 然後，將如此經平磨處理，附有聚醯亞胺（I)之玻璃 基板（定向基板）架設於旋塗機，旋塗上述甲苯溶液至4.5 微米左右之膜厚。 其次於80 °C加熱5分鐘，乾燥及定向處理後，以目視 確認形成於定向基材上的液晶層有選擇性反射中心波長630 奈米之紅色膽甾醇相之反射。 然後，對如此之液晶層，透過具特定圖案（穿透率 100% 、0%二區域各100微米、200微米間距之條紋排列 圖案）之光罩，用超高壓水銀燈以紫外線照射裝置於5毫 焦耳/平方公分照射365奈米之紫外線以聚合液晶層，於定 向基板上形成半硬化膽甾醇層。 然後將形成於定向基板上之半硬化膽甾醇層浸泡於丙 酮5分鐘後，於60 °C加熱15分鐘，乾燥，形成1〇〇微米 之條紋狀半硬化膽甾醇層。以顯微分光光度計量測形成於 基板上之條紋狀半硬化膽留醇層之反射率，半値寬（△ λ ) =64奈米左右。 然後將如此於定向基板上形成之半硬化膽甾醇層移至 80 °C之熱板上，在氮氛圍中以超高壓水銀燈之紫外線照射 裝置於0.2毫瓦/平方公分以365奈米之紫外線曝光180秒 。以顯微分光光度計量測形成在定向基板上之半硬化膽留 醇層之反射率，半値寬（△ λ ) = 95奈米左右。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) — --I «!1 .........I -- - - -....... -1--1 -- I— 屋- -1— 1 - - m - 1· I- 8 - -- - -I - - ......_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -49- 1250319 A7 _ _ _B7 __ 五、發明説明46 ) 之後更於氮氛圍中，以超高壓水銀燈之紫外線照射裝 置於10毫瓦/平方公分以365奈米之紫外線曝光60秒，使 光學特性穩定。 (寬頻帶化，反射綠光之膽甾醇層之形成） 準備含可聚合向列液晶（94.5重量份）、聚合性對掌 性劑（4.5重量份）及光聚合起始劑（1重量份）之光硬化 型手性向列液晶溶解於甲苯之25重量％甲苯溶液。 向列液晶係用含重量比50: 50之下述化學式（5)之化 合物及下述化學式（6)之化合物的液晶。 OH^CHCO^CH^O C〇〇 〇〇〇 CKCH^CHOH^C (5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 GH2=CHC〇2(CH2)4〇 co° CM (6} 又，聚合性對掌性劑係用下述化學式（7)之化合物| 歡 0C0. 。(叫〇C〇CH3鮮，( 0C0, 0(CHJ40C0CH3 光聚合起始劑係用 Irg 369 (Ciba Sepcialty Chemicals 公 司製） 將先前製作之形成有紅色硬化膽甾醇層之定向基板架 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） II. ...... ......I -I I ...... 1 - ί —I i ..... .....-i- -1 I— -- - 1 I.1 ----- -- n : . -50- 1250319 Α7 Β7 五、發明説明47 ) 設於旋塗機，旋塗上述甲苯溶液至4.5微米左右之膜厚。 其次於80 °C加熱5分鐘，乾燥及定向處理後，以目視 確認形成在定向基板上之液晶層的選擇性反射中心波長550 奈米之綠色膽留醇相之反射。 將上述光罩於橫向移動100微米，調整光罩與液晶層 至恰滑移1條紋之位置關係後，透過該光罩，以用超高壓 水銀燈之紫外線照射裝置，於5毫焦耳/平方公分以365奈 米之紫外線照射，聚合液晶層，於定向基板上形成半硬化 膽甾醇層。 將形成於定向基板上之半硬化膽甾醇層浸泡於丙酮5 分鐘後，於60 °C加熱15分鐘，乾燥，形成100微米之條 紋狀半硬化膽留醇層。以顯微分光光度計量測形成在定向 基板上之條紋狀半硬化膽留醇層之反射率，半値寬（△ λ ) =60奈米左右。 將如此形成於定向基板上之半硬化膽甾醇層移至80 °C之熱板上，在氮氛圍中以超高壓水銀燈之紫外線照射裝 置於0.2毫瓦/平方公分以365奈米之紫外線曝光180秒。 以顯微分光光度計量測形成在定向基板上之半硬化膽留醇 層之反射率，半値寬（Λλ) = 95奈米左右。 然後更於氮氛圍下，以超高壓水銀燈之紫外線照射裝 置於10毫瓦/平方公分以365奈米之紫外線曝光60秒，穩 定光學特性。 (寬頻帶化，反射藍光之膽甾醇層之形成） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----ΙΦΤ. — 裝------訂----線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A7 B7 五、發明説明奶 ) 準備含可聚合向列液晶（93重量份）、聚合性對掌性 劑（6重量份）及光聚合起始劑（1重量份）之光硬化型手 性向列液晶溶解於甲苯之25重量％甲苯溶液。 向列液晶係用含重量比50: 50之下述化學式（5)之化 合物及下述化學式（6)之化合物的液晶。 CH2=CHC02(CHz)40 -^r〇〇〇^}- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (6)

CN 聚合性對掌性劑係用下述化學式（7)之化合物。 OCCH^OCOCH, 000. oca ^ΟγΌγ 0(CHp,〇COCHa (7) -5-口

T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光聚合起始劑係用 Irg 369 (Ciba Sepcialty Chemicals 公 司製）。 將先前製作之形成有紅色及綠色硬化膽甾醇層之定向 基板架設於旋塗機，旋塗上述甲苯溶液至4.5微米左右之膜 厚。 其次於80 °C加熱5分鐘，乾燥及定向處理後，以目視 確認形成在定向基板上之液晶層的選擇性反射中心波長之 藍色膽甾醇相之反射。 將上述光罩於橫向錯開1〇〇微米，調整光罩與液晶層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -52- 1250319 Α7 Β7 五、發明説明49 ) 至恰偏移1條紋之位置關係後，透過該光罩，以用超高壓 水銀燈之紫外線照射裝置於5毫焦耳/平方公分以365奈米 之紫外線照射，聚合液晶層，於定向基板上形成半硬化膽 留醇層。 然後將形成於定向基板上之半硬化膽甾醇層浸泡於丙 酮5分鐘後，於60 °C加熱15分鐘作乾燥處理，形成1〇〇 微米之條紋狀半硬化膽甾醇層。以顯微分光光度計量測形 成在定向基板上之條紋狀半硬化膽甾醇層之反射率，半値 寬 （Δλ) = 45奈米左右。 於是，將如此形成於定向基板上之半硬化膽甾醇層移 至80 °C之熱板上，在氮氛圍中以超高壓水銀燈之紫外線 照射裝置於0.2毫瓦/平方公分以365奈米之紫外線曝光180 秒。以顯微分光光度計量測形成在定向基板上之半硬化膽 甾醇層之反射率，半値寬（△ λ ) = 70奈米左右。 之後更於氮氛圍中以超高壓水銀燈之紫外線照射裝置 於10毫瓦/平方公分以365奈米之紫外線曝光60秒，穩定 光學特性。 藉此製造定向基板上形成寬頻帶化之3色硬化膽留醇 層之彩色濾光片。 而本發明不限於上述實施形態及實施例。上述實施形 態及實施例僅係其例，具有實質上與本發明申請專利範圍 之技術思想同一構成，可達同樣作用效果者一槪包含在本 發明之技術範圍內。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -53-

Claims (1)

1250319 A8 B8 C8 __ · D8 六、申請專利範圍 1 · 一種控制圓偏光之光學元件的製造方法，其特徵爲 ’ 包含： 於具定向能之基材上，形成聚合性對掌性劑及可得向 列規則性之聚合性液晶材料而呈膽甾醇規則性之活性輻射 線硬化型液晶層之步驟， 對該液晶層以特定照射強度之活性輻射線照射，形成 半硬化膽甾醇層之步驟，以及 在該半硬化膽甾醇層內自該基材側往位於該基材反側 之表面側可形成硬化速度梯度之狀態下進行硬化，使該半 硬化膽甾醇層之選擇性反射頻帶予以寬頻帶化之步驟。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中更含有，使選 擇性反射頻帶寬頻帶化之該半硬化膽甾醇層硬化，形成硬 化膽甾醇層之步驟。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中以該半硬化膽 甾醇層之步驟中所形成之該半硬化膽甾醇層之狀態，係具 有該聚合性對掌性劑及可得該向列規則性之聚合性液晶材 料的全官能基當中，係10莫耳％至80莫耳％範圍內之官 能基爲已聚合之狀態。 4 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 以該液晶層之形成步驟中所形成該液晶層之該基材，係表 面有定向能之基板。 5 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 在該液晶層之形成步驟中所形成之該液晶層之該基材，具 基板以及形成在該基板上具定向能之定向膜。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂' 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -54 _ 1250319 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 該半硬化膽甾醇層之形成步驟包含，對形成於該基材上之 該液晶層以特定照射強度之活性輻射線作圖案照射，於該 i液晶層形成特定圖案之半硬化部位之步驟，以及將形成有 特定圖案之半硬化部位的該液晶層顯像，形成具特定圖案 之半硬化膽甾醇層之步驟。 7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 ~該半硬化膽甾醇層之形成步驟包含，對形成於該基材上之 該液晶層以不同照射強度之活性輻射線作圖案照射，於該 液晶層形成硬化度不同之多數圖案的半硬化部位之步驟， 以及使硬化度不同之多數圖案的半硬化部位形成之該液晶 層接觸溶劑，該溶劑係可選擇性溶出爲該液晶層之未硬化 成分之聚合性對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材 料，而使具不同選擇性反射色之多數圖案的半硬化膽甾醇 層之形成步驟。 k 8.如申請專利範圍第2或3項之方法，其爲該半硬化 膽留醇層有具氧依賴性之聚合起始劑，在該寬頻帶化步驟 中，在使該半硬化膽甾醇層之任一表面暴露於具妨礙硬化 功能的氧氛圍之狀態下，對該半硬化膽甾醇層，以照射強 度低於用在該硬化膽甾醇層之形成步驟的活性輻射線之照 射強度的活性輻射線予以照射者。 9·如申請專利範圍第8項之方法，其中用於該寬頻帶 化步驟之該活性輻射線係紫外線，該具氧依賴性之聚合起 始劑係光聚合起始劑。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7^ ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1250319 A8 B8 C8 D8 t 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 六、申請專利範圍 I 0 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中在該寬頻帶 化步驟當中該氧氛圍之氧濃度在10%以上。 II ·如申請專利範圍第1〇項之方法，其中該氧氛圔係 空氣氛圍。 12 ·如申請專利範圍第2或3項之方法，其中該寬頻 帶化步驟中，僅對該半硬化膽甾醇層之一表面，以照射弓垂 度爲用在該形成硬化膽甾醇層之步驟的活性輻射線之照射 強度的0.1%至10%之微弱活性輻射線照射。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中在該寬頻帶 化步驟中’該微弱活性輻射線之照射，係於無氧氛圍中施 行。 14·如申請專利範圍第12項之方法，其中用在該寬頻 帶化步驟之該活性輻射線係紫外線，該半硬化膽留醇層有 光聚合起始劑。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中該半硬化膽 甾醇層有具氧依賴性之聚合起始劑，該寬頻帶化步驟中該 微弱活性輻射線之照射，係在僅使與該微弱活性輻射線所 照射之該半硬化膽留醇層表面相反之表面暴露於氧氛圍之 狀態下施行。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中用在該寬頻 帶化步驟之該活性輻射線係紫外線，而具該氧依賴性之聚 合起始劑係光聚合起始劑。 17 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中該寬頻帶化步驟中，加熱該半硬化膽甾醇層之同時進行 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· -訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -56- 1250319 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 該半硬化膽甾醇層之硬化。 18.如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 係形成該硬化膽甾醇層後，重複該液晶層之形成步驟，該 半硬化膽甾醇層之形成步驟，該寬頻帶化步驟及該硬化膽 甾醇層之形成步驟，以形成2層以上之硬化膽甾醇層的控 制圓偏光之光學元件的製造方法，其中 該第二層以後的液晶層之形成步驟，係於已形成之硬 化膽甾醇層上形成定向膜，於該定向膜上形成有聚合性對 掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材料而呈向列規則 性之活性輻射線硬化型液晶層。 19 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 係形成該硬化膽甾醇層後，重複該液晶層之形成步驟，該 半硬化膽甾醇層之形成步驟，該寬頻帶化步驟及該硬化膽 甾醇層之形成步驟’以形成2層以上之硬化膽甾醇層的控 制圓偏光之光學元件的製造方法，其中 該第二層以後之液晶層之形成步驟中，於已形成之硬 化膽甾醇層上，直接形成有聚合性對掌性劑及可得向列規 則性之聚合性液晶材料而呈膽甾醇規則性之活性輻射線硬 化型液晶層。 20. —種控制圓偏光之光學元件的製造方法，其特徵 爲’包含· 於具定向能之基材上，形成具對掌性劑及可得向列規 則性之聚合性液晶材料而呈膽甾醇規則性之活性輻射線硬 化型液晶層之形成步驟， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格~[21〇><297公菱） TrjI 1250319 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 對該液晶層以特定照射強度之活性輻射線照射，於該 液晶層形成半硬化部位之形成步驟，以及 使形成有半硬化部位之該液晶層，接觸溶劑，該溶劑 可選擇性溶出爲該液晶層之未硬化成分之對掌性劑及可得 向列規則性之聚合性液晶材料的溶劑，形成具特定選擇性 反射色之半硬化膽甾醇層之形成步驟，在該半硬化膽甾醇 層內在自該基材側往位於該基材反側之表面側可形成硬化 '速度梯度狀態下予以硬化，使該半硬化膽甾醇層之選擇性 反射頻帶寬頻帶化之步驟。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中更含使該半 硬化膽甾醇層醇層硬化，形成硬化膽甾醇層之硬化膽甾醇 層形成步驟。 22. 如申請專利範圍第20或21項之方法，其中該半硬 化膽甾醇層部位之形成步驟係，對該液晶層以不同照射強 度之活性輻射線進行圖案照射，於該液晶層形成硬化度不 t同之多數圖案的半硬化部位，於該半硬化膽甾醇層之形成 步驟中，使有不同硬化度之多數圖案的半硬化部位形成之 該液晶層，接觸溶劑，該溶劑可選擇性溶出爲該液晶層之 未硬化成分之對掌性劑及可得向列規則性之聚合性液晶材 料的溶劑，形成有不同選擇性反射色之多數圖案的半硬化 膽甾醇層者。 23. 如申請專利範圍第20或21項之方法，其中在該液 晶層之形成步驟中形成該液晶層之該基材，係表面有定向 能之基板。 一- — ---- 裝------訂-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -58 - 1250319 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍24.如申請專利範圍第20或21項之方法，其中在該形 成液晶層之形成步驟中形成該液晶層之該基材，具基板及 形成於該基板上，具定向能之定向膜。 m 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -59 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T