JP2002014232A - カラーフィルタ及びその製造方法、並びに液晶表示装置 - Google Patents
カラーフィルタ及びその製造方法、並びに液晶表示装置Info
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Abstract
カラーフィルタを得る。 【解決手段】 カラーフィルタ10は、基材12上に形
成された光活性分子層14と、この光活性分子層14に
塗布された二色性色素層16と、その上の着色層18
と、から構成され、二色性色素は光活性分子と共に配向
状態で固定され偏光機能を有している。
Description
ーフィルタ及びその製造方法、並びに液晶表示装置に関
する。
CD(液晶ディスプレイ)モニタ、液晶テレビ、カーナ
ビゲーション、モバイル、携帯電話等に、その薄さや軽
さからあらゆる用途のディスプレイ装置へ展開されてい
る。
ラーフィルタ、液晶スイッチングデバイス、駆動電極な
ど多くの部材により構成されているが、より薄く、より
軽く、より安くを目標に、従来から様々な努力が続けら
れている。
て我々の目に付くようになった当時は、ガラス基板の厚
さは1.1mmであったが、現在では0.7mmが主流
で、これ以下の厚さのガラスも実用化されつつある。
mm以下の無複屈折性プラスチック基板を用いた液晶表
示装置が主にモバイル用途や携帯電話用途に採用され始
めた。
ニルアルコール(PVA)を一軸方向に延伸にする方法
(ヨウ素系偏光板)や、一軸方向に延伸したPVAに二
色性染料を吸着させる方法(染料系偏光板)により製造
され、強度を増す目的で50〜200μmの2枚のトリ
アセチルセルロース(TAC)フィルムなどの無複屈折
性保護フィルムで挟まれた構成になっており、厚さは1
00〜400μm程度ある。
あるカラーフィルタに,光配向膜と二色性色素の組み合
わせによって着色層に偏光板の機能を持たせようとする
試みが、例えば特開平8−286029号公報に開示さ
れている。
光板は、PVAが一軸延伸であるため裂けやすく,強度
を増す目的で2枚の保護フィルムに挟まれた非常に厚い
構成となっているばかりか,原理的に保護フィルムには
高価な無複屈折性フィルムを用いなければならず,コス
トが高くなる原因となっている。
偏光機能付きカラーフィルタは、原理的に着色状態と透
明状態(白)の制御のみが可能であり、暗状態(黒)を
表現できないという問題がある。
たものであって、薄く、軽く、製造コストが安価であ
り、且つ、暗状態を表現できるようにした偏光機能付き
カラーフィルタ及びその製造方法、並びにこれを用いた
液晶表示装置を提供することを目的とする。
課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、基材上に光活
性分子を塗布し、前記光活性分子が光化学反応を起こす
波長の直線偏光又は斜め非偏光を照射して表面の配向状
態を制御した後、二色性色素を塗布して配向させ、その
上にレッド、グリーン、ブルーからなる着色層を形成す
ることにより、偏光機能付きカラーフィルタを製造でき
ることを見出し、本発明を完成させた。
に、着色層と、基材と、これらの間に、直線偏光又は斜
め非偏光の少なくとも一方の照射により表面の配向状態
を制御された光活性分子層と、この光活性分子層に接触
することにより配向制御された二色性色素層と、を有し
てなるカラーフィルタにより上記目的を達成するもので
ある。
光の少なくとも一方の照射による光異性化、光二量化、
光環化、光架橋、光分解、光分解一結合のうち、いずれ
かの反応により配向性能が発現されるようにしてもよ
い。
素は水溶性であり、且つ、リオトロピック液晶性を示す
ものとしてもよい。
に、上記のようなカラーフィルタと、基板と、液晶層
と、偏光板と、を重ね合わせて有してなる液晶表示装置
により上記目的を達成するものである。
に光活性分子を塗布する工程と、前記光活性分子が光化
学反応を起こす波長の直線偏光又は斜め非偏光の少なく
とも一方を照射して表面の配向状態を制御する工程と、
二色性色素を塗布する工程と、レッド、グリーン、ブル
ーからなる着色層を形成する工程と、を有してなること
を特徴とするカラーフィルタの製造方法により上記目的
を達成するものである。
法において、前記光活性分子層における光活性分子は、
直線偏光又は斜め非偏光の少なくとも一方の照射による
光異性化、光二量化、光環化、光架橋、光分解、光分解
一結合のうちいずれかの反応により配向性能が発現され
ているようにしてもよい。
は水溶性であり、且つ、リオトロピック液晶性を示すも
のであるようにしてもよい。
線偏光照射又は斜め非偏光照射により表面の配向状態を
制御された光活性分子層と、この光活性分子層に接触す
ることにより配向制御された二色性色素層を具備するこ
とにより、薄く、軽く、安価な偏光機能付きカラ一フィ
ルタを製造することができる。
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
態の例にかかる偏光機能付きのカラーフィルタ10は、
基材12と、この基材12上に形成された光活性分子層
14と、さらにその上に形成された二色性色素層16及
び着色層18とにより構成されている。
なものが望ましく、ガラス、石英などの無機物のほか
に、酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート(P
ET),ポリエチレンナフタレ−ト(PEN)などのポ
リエステル,ポリイミド,ポリエチレン等の各種プラス
チックを用いることができる。
ラビングが公知の手段として知られている。ラビング
は、レーヨンや綿などからなる毛足の短いベルベット状
の布を巻き付けたドラムを回転させながら接触させる方
法であり、ラビング処理を施された配向膜は、その表面
に微細な溝が一方向に形成されるとともに、配向膜の最
表面の分子が一方向に配向する。この場合、微細な溝と
最表面分子の配向が液晶を配向させる駆動力となってい
る。
ミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコー
ルなどが多用されている。
して、光配向が注目されている。光配向は、アゾベンゼ
ン系ポリマーやポリビニルシンナメート等の光活性分子
に光化学反応を起こす波長の直線偏光や斜め非偏光を照
射して光配向膜の表面に異方性を生成させる方法であ
り、光配向膜最表面の分子の配向が液晶を配向させる駆
動力となる。
ベンゼン系ポリマーやポリビニルシンナメ一卜の他に、
光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光又は斜
め非偏光照射により光異性化、光二量化、光環化、光架
橋、光分解、光分解一結合のうち、いずれかの反応によ
り表面に異方性を生成するものであればよく、例えば、
「長谷川雅樹、日本液晶学会誌,Vol3.NO.1、p3(19
99)」や、「竹内安正、日本液晶学会誌、Vol3.NO.
4、p262 (1999)」に記載される種々の光活性分子を
使用できる。
れ、且つ、図2(B)のように、直線偏光照射又は斜め
非偏光照射により表面の配向状態を制御された光活性分
子層14の上に、図2(C)に示されるように、リオト
ロピック液晶性(水溶液で液晶となる性質)を示す二色
性色素水溶液を塗布すると、光活性分子層最表面の分子
の配向を駆動力として二色性色素が配向する。二色性色
素は、分子の長軸方向とそれと直交する方向の吸光度が
大きく異なる色素のことであり、この二色性色素が異方
的に配向している場合、二色性色素層を通過した後の光
は、分子長軸方向と平行な直線偏光成分が少なく、分子
長軸方向に垂直な直線偏光成分が多く、両者の比率は大
きく異なってくる。
ーからなる着色層18を形成すれば、容易に偏光機能付
きカラーフィルタ10を製造することができる。
オトロピック液晶性を示す二色性色素であればよく、例
えば、「90年代機能性色素の開発と市場動向、シーエム
シー、P22-29」や、「特殊機能色素一技術と市場一、
シーエムシー、P58-70」に記載される種々の二色性色
素を使用することができる。
分でない場合は、図3に示される実施形態の第2例のカ
ラーフィルタ20のように、前記二色性色素層16と前
記着色層18との間に保護層17を設ける必要がある。
又、前記着色層18の上にオーバーコート層19を設け
てもよい。
7としては、透明な樹脂膜、例えば、アクリル系やエポ
キシ系の硬化性樹脂を用いることができる。
材12上に形成された光活性分子層膜14と、二色性色
素層16と着色層18により構成されている偏光機能付
きカラーフィルタ10は、保護フィルムで挟まれた偏光
板を貼り付ける必要がないため、薄く、軽く、また、高
価な紫複屈折性フィルムを使用する必要がなく安価であ
る。
0、20を用いた液晶表示装置30の実施の形態の例を
示すものであり、カラーフィルタ10、20の他に、基
板32、液晶層34、偏光板36を重ね合わせて構成さ
れている。図4の符号38A、38Bは電極、40A、
40Bは配向膜をそれぞれ示す。これらの基板、液晶層
及び偏光板等については、従来周知の構成であるので説
明は省略する。
フィルタ10、20が偏光機能を有しているので、偏光
板は1枚のみで足りる。又、キーデバイスであるカラー
フィルタ10、20が薄く、軽いので、装置の容積、重
量が小さく軽くなる。更に、低コストである。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
マ−10重量部とトルエン90重量部からなる溶液を厚
さ0.7mmのガラス(基材)上にスピンコーターで塗
布し、自然乾燥後厚さ30nmの光活性分子層を形成し
た。
パスフィルタを用いて波長436nmの可視光を取り出
し、偏光板を通して直線偏光を照射した。このとき照射
した光の照射線量は100mJ/cm2であった。
より光異性化反応を起こし、照射した直線偏光の偏光軸
と直交する方向に配向する。
Blue 67を5重量部、C.I.Direct G
reen 59を5重量部にノニオン系界面活性剤エマ
ルゲン108(花王製)を1重量部加え、89重量部の
純水を加え黒色を呈する水溶液とした。
層の上にスピンコーターで塗布し室温で自然乾燥した。
形成した二色性色素層の厚みは約1μmであった。
ブルーからなる着色層を形成した。こうして得られた偏
光機能付きのカラーフィルタは、偏光板を貼る必要がな
いため、薄く、軽く、又、高価な無複屈折性保護フィル
ムを用いないため安価である。
ポリマ−10重量部とトルエン90重量部からなる溶液
をガラス上にスピンコーターで塗布し、自然乾燥後厚さ
30nmの光活性分子層を形成した。
ィルタを用いて波長313nmの紫外光を取り出し、紫
外線用偏光板を通して直線偏光を照射した。このとき照
射した光の照射線量はそれぞれ100mJ/cm2 であ
った。
射により光二量化反応を起こし、照射した直線偏光の偏
光軸と直交する方向に配向する。
Blue 67を5重量部、C.I.Direct G
reen 59を5重量部にノニオン系界面活性剤エマ
ルゲン108(花王製)を1重量部加え、89重量部の
純水を加え黒色を呈する水溶液とした。
層の上にスピンコーターで塗布し室温で自然乾燥した。
形成した二色性色素層の厚みは約1μmであった。
ブルーからなる着色層を形成した。
ルタは、偏光板を貼る必要がないため、薄く、軽く、
又、高価な無複屈折性保護フィルムを用いないため安価
である。
エチレンテレフタレートフィルムを用い、実施例2と同
様にして偏光機能付きカラーフィルタを作製した。
ルタは、偏光板を貼る必要がないため、薄く、軽く、
又、高価な無複屈折性保護フィルムを用いないため安価
である。
に構成したので、薄く、軽く、安価な偏光機能付きカラ
ーフィルタ又は液晶表示装置を作製することができると
いう優れた効果を有する。
ルタを示す拡大断面図
拡大断面図
の実施の形態の例を示す拡大断面図
Claims (7)
- 【請求項1】着色層と、基材と、これらの間に、直線偏
光又は斜め非偏光の少なくとも一方の照射により表面の
配向状態を制御された光活性分子層と、この光活性分子
層に接触することにより配向制御された二色性色素層
と、を有してなるカラーフィルタ。 - 【請求項2】請求項1において、前記光活性分子層にお
ける光活性分子は、直線偏光又は斜め非偏光の少なくと
も一方の照射による光異性化、光二量化、光環化、光架
橋、光分解、光分解一結合のうちいずれかの反応により
配向性能が発現されていることを特徴とするカラーフィ
ルタ。 - 【請求項3】請求項1または2において、前記二色性色
素層における二色性色素は水溶性であり、且つ、リオト
ロピック液晶性を示すものであることを特徴とするカラ
ーフィルタ。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかのカラーフィル
タと、基板と、液晶層と、偏光板と、を重ね合わせて有
してなることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項5】基材上に光活性分子を塗布する工程と、前
記光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光又は
斜め非偏光の少なくとも一方を照射して表面の配向状態
を制御する工程と、二色性色素を塗布する工程と、レッ
ド、グリーン、ブルーからなる着色層を形成する工程
と、を有してなることを特徴とするカラーフィルタの製
造方法。 - 【請求項6】請求項5において、前記光活性分子層にお
ける光活性分子は、直線偏光又は斜め非偏光の少なくと
も一方の照射による光異性化、光二量化、光環化、光架
橋、光分解、光分解一結合のうちいずれかの反応により
配向性能が発現されていることを特徴とするカラ一フィ
ルタの製造方法。 - 【請求項7】請求項5又は6において、前記二色性色素
層における二色性色素は水溶性であり、且つ、リオトロ
ピック液晶性を示すものであることを特徴とするカラー
フィルタの製造方法。
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