JP2002214423A - コレステリック液晶カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

コレステリック液晶カラーフィルターの製造方法

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JP2002214423A JP2001010534A JP2001010534A JP2002214423A JP 2002214423 A JP2002214423 A JP 2002214423A JP 2001010534 A JP2001010534 A JP 2001010534A JP 2001010534 A JP2001010534 A JP 2001010534A JP 2002214423 A JP2002214423 A JP 2002214423A
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Mitsuyoshi Ichihashi
光芳 市橋
Yuichi Wakata
裕一 若田
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 色分け解像度に優れたコレステリック液晶カ
ラーフィルターの製造方法の提供。 【解決手段】 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開
始剤とを少なくとも含むコレステリック液晶組成物から
なる液晶層１４を形成し、液晶層１４に画素を形成する
前または後に画素の輪郭部に相当する部分に重合開始剤
の感光波長の紫外線光でマスク露光し、画素の輪郭部に
仕切壁１８を形成する。仕切壁１８の形成は、画素の輪
郭部に相当する領域に開口部を有するマスクを用いて、
紫外線光を照射し、画素の輪郭部分を重合固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコレステリック液晶
カラーフィルターの製造方法を関し、詳しくは色分けの
解像度に優れたコレステリック液晶カラーフィルターを
製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コレステリック液晶カラーフィルターの
製造方法としては、各種の方法があり、例えば、基板上
にポリビニルアルコール、ポリイミド等からなる配向膜
を形成し、この配向膜上に液晶化合物、光反応型キラル
剤、重合開始剤等を含む液晶組成物を用いて１つ目の色
領域の液晶層を形成する。その後、それぞれ所定の温度
条件下でマスクを介して紫外線を照射して各色の領域を
作製し、次に所定の温度条件下で紫外線を全面照射し、
配向状態の重合固定化して色分画を行なうようになって
いる。
【０００３】また、基板上にポリビニルアルコール、ポ
リイミド等からなる配向膜を形成し、この配向膜上に液
晶化合物、光反応型キラル剤、重合開始剤等を含む液晶
組成物を用いて１つの色の液晶層を形成する。その後、
光照射量に応じて液晶のピッチが変化させた後、配向状
態の重合固定化を行ない、色分画を形成するようになっ
ている。しかしながら、これらの方法で得られた液晶カ
ラーフィルターにおいては、色分けの解像度に改善の余
地があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、色分け
の解像度を改善すべく種々検討する過程において、色分
け解像度が低下する要因のひとつにパターン露光で異性
化した光反応型キラル剤が液晶配向工程で液晶層の面方
向に分子拡散するためであることが判明した。
【０００５】このような問題に対処するため、１）配向
温度を低温化（１００℃〜１３０℃から７０℃程度に低
温化）させる、２）液晶化合物の配向状態での重合を速
やかに行なう、３）光反応型キラル剤を高分子化する，
等の方法によって紫外線照射によって異性化したキラル
剤の拡散を低減させ、色分画の解像度を向上させること
が考えられる。しかしながら、いずれの方法も紫外線照
射によって異性化したキラル剤の拡散を遅くすることが
できるが、拡散を完全に抑え込むことはできない。
【０００６】本発明の目的は、紫外線照射によって異性
化したキラル剤の拡散を確実に防止して色分画の解像度
を向上させることができるコレステリック液晶カラーフ
ィルターの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、以下の
発明によって達成される。すなわち本発明は、 ＜１＞ 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開始剤と
を少なくとも含むコレステリック液晶組成物からなる液
晶層を形成し、該液晶層の各画素を形成する前または後
に各画素の輪郭部に相当する部分に前記重合開始剤の感
光波長の紫外線光でマスク露光し、各画素の輪郭部毎に
仕切壁を形成することを特徴とするコレステリック液晶
カラーフィルターの製造方法。 ＜２＞ 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開始剤と
を少なくとも含むコレステリック液晶組成物からなる液
晶層を形成し、該液晶層がアモルファスな固体状態また
は微結晶状態で各画素の輪郭部に相当する部分に前記重
合開始剤の感光波長の紫外線光でマスク露光して仕切壁
を形成し、その後、各画素を形成することを特徴とする
前記＜１＞に記載のコレステリック液晶カラーフィルタ
ーの製造方法。 ＜３＞ 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開始剤と
を少なくとも含むコレステリック液晶組成物からなる液
晶層を形成し、該液晶層がアモルファスな固体状態また
は微結晶状態で各画素を形成し、その後各画素の輪郭部
に相当する部分に前記重合開始剤の感光波長の紫外線光
でマスク露光して仕切壁を形成することを特徴とする前
記＜１＞に記載のコレステリック液晶カラーフィルター
の製造方法。 ＜４＞ 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開始剤と
を少なくとも含むコレステリック液晶組成物からなる液
晶層を形成し、該液晶層がアモルファスな固体状態また
は微結晶状態で各画素の輪郭部に相当する部分に前記重
合開始剤の感光波長の紫外線光でマスク露光して仕切壁
を形成し、その後、液晶層を液晶層に転移させて各画素
を形成することを特徴とする前記＜１＞に記載のコレス
テリック液晶カラーフィルターの製造方法。 ＜５＞ 前記液晶組成物が、界面活性剤を含有すること
を特徴とする前記＜１＞乃至前＜４＞のいずれかに記載
のコレステリック液晶カラーフィルターの製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態をついて説明する。 ＜コレステリック液晶組成物＞前記コレステリック液晶
組成物（以下、単に「液晶組成物」ということがあ
る。）は、少なくとも一種のネマチック液晶化合物と少
なくとも一種の光反応型キラル剤（コレステリック液晶
相を形成する）を含み、さらに少なくとも一種の重合開
始剤とを含有してなり、必要に応じて、バインダ樹脂、
溶媒、界面活性剤、重合禁止剤、増粘剤、顔料等の色
素、紫外線吸収剤、ゲル化剤等の他の成分を含んでいて
もよい。
【０００９】（ネマチック液晶化合物）ネマチック液晶
化合物としては、その屈折率異方性Δｎが０．１０〜
０．４０の液晶化合物、高分子液晶化合物、液晶分子の
末端に重合性基若しくは架橋性基が導入された重合性液
晶化合物の中から適宜選択することができる。ネマチッ
ク液晶化合物は、溶融時の液晶状態にある間に、例え
ば、ラビング処理等の配向処理を施した配向基板を用い
る等により配向させ、そのまま冷却、重合硬化等して固
定化させることにより固相として使用することができ
る。即ち、液晶化合物は、配向状態で効率よく重合させ
るとその反応性が極めて高いため、強靭な膜を形成する
ことができる。
【００１０】前記ネマチック液晶化合物としては、例え
ば、紫外線に感応して重合硬化するＵＶ硬化型の官能基
（例えば、アクリレート基等）がコレステリック液晶性
化合物の分子内に導入された液晶化合物などが好適に挙
げられる。これに紫外線照射して固めれば、１２０℃以
下の低温で膜強度の高いカラーフィルタの作製が可能で
ある。
【００１１】前記、ネマチック液晶化合物の具体例とし
ては、下記化合物を挙げることができる。但し、本発明
においては、これらに制限されるものではない。
【００１２】
【化１】
【００１３】
【化２】
【００１４】
【化３】
【００１５】前記式中、ｎは、１〜１０００の整数を表
す。前記各例示化合物においては、その側鎖連結基が以
下の構造に変わったものも同様に好適なものとして挙げ
ることができる。
【００１６】
【化４】
【００１７】上記のうち、ネマチック液晶化合物として
は、硬化性に優れ、層の耐熱性を確保しうる観点から
は、分子内に重合性基あるいは架橋性基を有する化合物
が好ましい。
【００１８】ネマチック液晶化合物の含有量としては、
液晶組成物の固形分重量に対して、３０〜９８重量％が
好ましく、５０〜９５重量％がより好ましい。前記含有
量が、３０重量％未満であると、配向が不十分となり所
望の選択反射色が得られないことがある。
【００１９】（光反応型キラル剤）前記光反応型キラル
剤は、コレステリック液晶組成物に誘起する螺旋ピッチ
を光照射（紫外線〜可視光線〜赤外線）によって変化さ
せうる化合物であり、このため必要な部位（分子構造単
位）として、キラル部位と光の照射によって構造変化を
生じる部位とを有する。これらの部位は、１分子中に含
有されているものが好ましい。本発明においては、前記
光反応型キラル剤の他、捻れ性の温度依存性が大きいキ
ラル化合物など、光反応しないキラル化合物を併用する
こともできる。
【００２０】キラル化合物は、パターニング感度を向上
させるためにその光感応ピーク波長が重合開始剤の光感
応ピーク波長よりも長波長側にあるものが好ましい。ま
た、キラル化合物は、コレステリック液晶組成物の螺旋
構造を誘起する力が大きいものが好ましく、このために
はキラル部位を分子の中心に位置させ、その周囲をリジ
ットな構造とすることが好ましく、分子量は３００以上
が好ましい。光照射による螺旋構造の誘起力を大きくす
るためには、光照射による構造変化の度合いの大きいも
のを使用し、キラル部位と光照射による構造変化を生じ
る部位を近接させることが好ましい。
【００２１】さらにネマチック液晶化合物への溶解性の
高いキラル化合物が好ましく、その溶解度パラメータＳ
Ｐ値が、液晶性の重合性モノマーに近似するものがより
好ましい。また、キラル化合物の構造を重合性の結合基
が１以上導入された構造にすると、形成された液晶組成
物膜（カラーフィルタ）の耐熱性を向上させることがで
きる。
【００２２】光照射により、構造変化する光反応部分の
構造例としては、フォトクロミック化合物（内田欣吾、
入江正浩著、化学工業、ｖｏｌ．６４，ｐ.６４０，１
９９９、内田欣吾、入江正浩著、ファインケミカル、ｖ
ｏｌ．２８（９），ｐ.１５，１９９９）等に記載のも
のが挙げられる。以下、具体例を示すが、本発明におい
てはこれらに限定されるものではない。
【００２３】
【化５】
【００２４】式中、Ｒ1、Ｒ2は、アルキル基、アルコキ
シ基、アニケニル基、アクリロイルオキシ基を表す。
【００２５】キラル部位としては、光照射によって、分
解や付加反応、異性化、２量化反応等が起こり、不可逆
的に構造変化をするものであってもよい。さらに、キラ
ル部位としては、例えば、以下に例示する化合物の＊印
を付した炭素原子のような、４つの結合にそれぞれ異な
った基が結合した不斉炭素等が相当する（液晶の化学、
Ｎｏ.２２、野平博之、化学総説、ｐ.７３、１９９
４）。
【００２６】
【化６】
【００２７】また、キラル部位と光異性化部を併せ持つ
光反応型キラル剤としては、下記化合物を一例として挙
げることができる。
【００２８】
【化７】
【００２９】また、下記一般式（Ｉ）又は（II）で表さ
れる光反応型キラル化合物も好適に挙げられる。
【００３０】
【化８】
【００３１】前記一般式（Ｉ）及び（II）中、Ｒは、水
素原子、炭素数１〜１５のアルコキシ基、総炭素数３〜
１５のアクリロイルオキシアルキルオキシ基、総炭素数
４〜１５のメタクリロイルオキシアルキルオキシ基を表
す。
【００３２】以下、前記一般式（Ｉ）で表される化合物
の具体例として、Ｒ基の例示（例示化合物（１）〜（１
５））を示すが、本発明においてはこれらに制限される
ものではない。
【００３３】
【化９】
【００３４】コレステリック液晶組成物中におけるキラ
ル化合物の全含有量としては、特に制限はなく適宜選択
できるが、２〜３０重量％程度が好ましい。
【００３５】（重合開始剤）光照射による液晶の捻れ力
を変化させた後の螺旋構造を固定化し、固定化後の液晶
組成物の強度をより向上する場合に、不飽和結合による
重合反応を促進する目的で、光重合開始剤を添加するこ
ともできる。即ち、所望の螺旋構造を形成した後、該構
造を変化させることなく、色純度の高い選択反射色を得
るには、液晶組成物の重合硬化反応が迅速であることが
好ましい。
【００３６】前記光重合開始剤としては、公知のものの
中から適宜選択することができ、例えば、ｐ−メトキシ
フェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−ト
リアジン、２−（ｐ−ブトキシスチリル）−５−トリク
ロロメチル１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニ
ルアクリジン、９，１０−ジメチルベンズフェナジン、
ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビ
イミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール、ベンジ
ルジメチルケタール、チオキサントン／アミン等が挙げ
られる。
【００３７】前記光重合開始剤の添加量としては、液晶
組成物の固形分重量に対して、０．１〜２０重量％が好
ましく、０．５〜５重量％がより好ましい。前記添加量
が、０．１重量％未満であると、光照射時の硬化効率が
低いため長時間を要することがあり、２０重量％を越え
ると、紫外線領域から可視光領域での光透過率が劣るこ
とがある。
【００３８】（重合性モノマー）コレステリック液晶組
成物には、重合性モノマーを併用してもよい。該重合性
モノマーを併用すると、光照射による液晶の捻れ力を変
化させて選択反射波長の分布を形成（パターニング）し
た後、その螺旋構造（選択反射性）を固定化し、固定化
後の液晶組成物の強度をより向上させることができる。
但し、前記コレステリック液晶性化合物が同一分子内に
不飽和結合を有する場合には、必ずしも添加する必要は
ない。
【００３９】前記重合性モノマーとしては、例えば、エ
チレン性不飽和結合を持つモノマー等が挙げられ、具体
的には、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能モ
ノマーが挙げられる。前記エチレン性不飽和結合を持つ
モノマーの具体例としては、以下に示す化合物を挙げる
ことができる、但し、本発明においては、これらに限定
されるものではない。
【００４０】
【化１０】
【００４１】前記重合性モノマーの添加量としては、液
晶組成物の固形分重量に対して、０．５〜５０重量％が
好ましい。前記添加量が、０．５重量％未満であると、
十分な硬化性を得ることができないことがあり、５０重
量％を越えると、液晶分子の配向を阻害し、十分な発色
が得られないことがある。
【００４２】（他の成分）更に、他の成分として、バイ
ンダー樹脂、溶媒、界面活性剤、重合禁止剤、増粘剤、
色素、顔料、紫外線吸収剤、ゲル化剤等を添加すること
もできる。該他の成分としては、紫外線硬化により硬化
したカラーフィルタ膜の強度に影響するので、コレステ
リック液晶性化合物との相溶性に優れるものが好まし
い。
【００４３】また、これらの成分が硬化されたカラーフ
ィルタ膜中で移動可能であると、遊離した成分が膜強度
を低下させ、カラーフィルタの諸特性にも変化を生じさ
せる。したがって、添加する他の成分としては、コレス
テリック液晶性化合物に導入された重合性の官能基と同
系統の官能基を持つ成分を使用することが好ましい。即
ち、他の成分が膜中で遊離せずに重合硬化により液晶性
化合物中に固定化されるので、膜強度、諸特性が阻害さ
れることもない。
【００４４】前記バインダー樹脂としては、例えば、ポ
リスチレン、ポリ−α−メチルスチレン等のポリスチレ
ン化合物、メチルセルロース、エチルセルロース、アセ
チルセルロース等のセルロース樹脂、側鎖にカルボキシ
ル基を有する酸性セルロース誘導体、ポリビニルフォル
マール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、特
開昭５９−４４６１５号、特公昭５４−３４３２７号、
特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７
号、特開昭５９−５３８３６号、特開昭５９−７１０４
８号に記載のメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合
体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイ
ン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が
挙げられる。
【００４５】アクリル酸アルキルエステルのホモポリマ
ー及びメタアクリル酸アルキルエステルのホモポリマー
も挙げられ、これらについては、アルキル基がメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ
−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、２−
エチルヘキシル基等のものを挙げることができる。その
他、水酸基を有するポリマーに酸無水物を添加させたも
の、ベンジル（メタ）アクリレート／（メタアクリル酸
のホモポリマータ）アクリル酸共重合体やベンジル（メ
タ）アクリレート／（メタ）アクリル酸／他のモノマー
の多元共重合体等が挙げられる。
【００４６】上記の中でも、パターニング後のアルカリ
現像性、及び量産性の観点からは、カルボキシル基を含
むバインダー樹脂が好ましい。基板上に液晶層を形成
（塗布、転写等）する場合、塗布液状に調製するコレス
テリック液晶組成物にバインダー成分として、カルボキ
シル基を含むバインダー樹脂を用いると、アルカリ現像
が可能であり、光照射後にアルカリ現像することによっ
て簡易にパターニングを行うことができる。
【００４７】液晶組成物中におけるバインダー樹脂の含
有量としては、０〜５０重量％が好ましく、０〜３０重
量％がより好ましい。前記含有量が５０重量％を超える
と、コレステリック液晶性化合物の配向が不十分となる
ことがある。
【００４８】更に、以下の成分を添加できる。本発明に
おいては、特に界面活性剤を併用することが好ましく、
例えば、塗布性状のコレステリック液晶相を塗布し、液
晶層を形成する場合、層表面に空気界面における液晶分
子の配向状態を立体的に制御でき、特にコレステリック
液晶相の場合には、より色純度の高い選択反射波長を得
ることができる。本発明の液晶組成物においては、選択
反射する色相の色純度をより向上させる観点から、光反
応性キラル剤及びネマチック液晶化合物と共に界面活性
剤を併用することが好ましい。具体的には、ノニオン系
の界面活性剤が好ましく、公知のノニオン系界面活性剤
の中から適宜選択して使用することができる。
【００４９】界面活性剤の液晶層中における含有量は、
０．００１〜５質量％が好ましく、より好ましくは０．
０５〜１質量％である。なお、液晶層の前記のような機
能をより発揮させるためには、下記に示す界面活性剤を
液晶組成物に含有させることが好ましい。
【００５０】
【化１１】
【００５１】
【化１２】
【００５２】前記重合禁止剤は、保存性の向上の目的で
添加され得る。例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノ
ンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ベンゾキノ
ン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。該重合禁止剤
の添加量としては、前記重合性モノマーに対して０〜１
０重量％が好ましく、０〜５重量％がより好ましい。
【００５３】バインダ樹脂を除く前記他の成分の含有量
としては、コレステリック液晶組成物の全固形分重量に
対して、１０重量％以下であることが好ましい。前記含
有量が１０重量％を超えると、紫外線硬化により硬化し
たカラーフィルタ膜の強度を低下させることがある。
【００５４】コレステリック液晶相（液晶組成物）は、
前記各成分を適当な溶媒に溶解、分散して調製でき、こ
れを任意の形状に成形し、あるいは支持体等の上に形成
して用いることができる。ここで、前記溶媒としては、
例えば、２−ブタノン、シクロヘキサノン、塩化メチレ
ン、クロロホルム等が挙げられる。
【００５５】＜コレステリック液晶カラーフィルタの製
造方法＞本発明のコレステリック液晶カラーフィルタの
製造方法は、ネマチック液晶化合物と光反応型キラル剤
と重合開始剤とを少なくとも含むコレステリック液晶組
成物からなる液晶層を形成し、該液晶層の画素を形成す
る前または後に各画素の輪郭部に前記重合開始剤の感光
波長の紫外線光でマスク露光し、各画素の輪郭部に仕切
壁を形成することを特徴とする。
【００５６】本発明のコレステリック液晶カラーフィル
タの製造方法の好ましい実施の形態を図面に基づいて説
明する。図１において、１０はＬＣＤ基板、１２は配向
膜、１４は液晶層、１６は仕切壁形成用マスク(単にマ
スクともいう）、１８は仕切壁、２０は画素(色分画）
をそれぞれ示している。図１（Ａ）に示すように配向層
１２を形成されたＬＣＤ基板１０を形成する工程と、図
１（Ｂ）に示すように配向膜１２面上に液晶層を１４を
形成する工程を有する。次に本発明のコレステリック液
晶カラーフィルタの製造方法には、（１）液晶層の各画
素の輪郭部に相当する領域に予め仕切壁を形成した後、
各画素を形成する態様と、（２）液晶層の各画素を形成
した後に仕切壁を形成する態様と、がある。（１）の態
様の場合、液晶層がアモルファスの固体状態または微結
晶状態で仕切壁を形成し、その後、各画素を形成するこ
とが望ましい。仕切壁を形成する際に液晶層をアモルフ
ァスの固体状態または微結晶状態としておくと、パター
ニング用マスクへの液晶物質の付着防止の点で好まし
い。また、液晶層がアモルファスな固体状態または微結
晶状態で仕切壁を形成し、その後、液晶層を液晶相に転
移させて各画素を形成することも望ましい。各画素を形
成する際には既に仕切壁が形成されているため、その
後、液晶層を液晶相に転移させると、捻れ性の温度依存
性が高いキラル化合物等を用いる場合に螺旋ピッチを変
化させる機能が向上し、かつ、仕切壁によってキラル剤
の拡散も防止でき、色分けの解像度に優れたコレステリ
ック液晶カラーフィルターを提供することができる。
【００５７】（２）の態様の場合、液晶層がアモルファ
スな固体状態または微結晶状態で各画素を形成し、その
後各画素の輪郭部に相当する部分に仕切壁を形成するこ
とが望ましい。各画素を形成する際に、液晶層をアモル
ファスな固体状態または微結晶状態にしておくと、画素
形成時における光反応型キラル剤の拡散を抑制でき、そ
の後、仕切壁を形成することによって光反応型キラル剤
の拡散を確実に防止することができる。
【００５８】次に図面を基に本発明の好ましい実施の形
態を説明するが、図１は前記した（２）の態様を示す。
以下、（１）及び（２）に共通の工程について説明し、
それぞれの態様［（１）及び（２）の態様］を説明す
る。
【００５９】＜液晶層の形成＞基板上に液晶層を形成す
る方法としては、仮支持体上に塗布液状の液晶組成物を
設け、液晶層を少なくとも有する転写材料を用いて基板
上に転写する工程を有する方法と、基板上に直接コレス
テリック液晶組成物を塗布する工程と、を有する方法
と、がある。 −仮支持体上に塗布液状の液晶組成物を設け、液晶層を
少なくとも有する転写材料を用いる工程− 前記塗布液状の液晶組成物は、各成分を適当な溶媒に溶
解、分散して調製できる。ここで、前記溶媒としては、
例えば、２−ブタノン、シクロヘキサノン、塩化メチレ
ン、クロロホルム等が挙げられる。前記液晶層と仮支持
体との間には、被転写体上に異物等がある場合など、転
写時における密着性を確保する観点から、熱可塑性樹脂
等を含んでなるクッション層を設けることもでき、該ク
ッション層等の表面には、ラビング処理等の配向処理
（配向処理工程）を施すことも好ましい。
【００６０】次に転写材料は基板上にラミネートされ
る。前記基板のほか、基板上に受像層を有する受像材料
を用いてもよい。基板上に直接液晶組成物を塗布形成し
てもよいが、材料ロス及びコストの点でこの転写による
方法が好ましい。その後、基板から仮支持体を剥離し
て、該基板上にコレステリック液晶層を形成する。液晶
層は、更に積層して複数層より構成することもできる。
【００６１】−カラーフィルタを構成する基板上に直接
液晶組成物を設けて液晶層を形成する工程− ここで、液晶層は、上記同様に塗布液状に調製した液晶
組成物をバーコーターやスピンコーター等を用いた公知
の塗布方法により塗布形成することができる（塗布工
程）。また、前記コレステリック液晶層と仮支持体との
間には、上記同様の配向膜が形成されていてもよい。該
配向膜等の表面には、ラビング処理等の配向処理（配向
処理工程）を施すことも好ましい。
【００６２】−仕切壁形成工程− この仕切壁形成工程は、前記した（１）及び（２）の態
様があるが、いずれも図１（Ｃ）に示すような仕切壁の
平面形状に相当する領域のみ開口された仕切壁形成用マ
スク１６を用い、前記重合開始剤の感光波長の紫外線光
でマスク露光する。ここで、光反応型キラル剤の分光感
度と重合開始剤の分光感度との関係において、通常、重
合開始剤の分光感度は、光反応型キラル剤に較べて短波
側にある。したがって、この重合開始剤の分光感度に相
当する紫外線光をマクスを介して露光すると仕切壁に相
当する領域の液晶層のみが重合して固定され、図１
（Ｄ）に示すような仕切壁１８が形成される。仕切壁形
成工程における光の照度（照射強度）には特に制限はな
く、重合開始剤の感光波長が十分得られるように、使用
する材料に応じて適宜選択できる。前記光の照射に用い
る光源としては、エネルギーが高く、液晶化合物の構造
変化及び重合反応が迅速に行える点で、紫外線を発する
光源が好ましく、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハラ
イドランプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ等が挙げられる。また、
光量可変機能を備えることが好ましい。なお、（１）の
態様ではこの仕切壁が形成された後、以下に詳述する画
素を形成を行ない、（２）の態様では、以下に詳述する
画素の形成を行なう前に仕切壁を形成する。
【００６３】−画素形成工程− コレステリック液晶層を１００℃前後に加熱しながら、
露光マスクを介して画像様に照度ν1の紫外線を照射し
選択反射色を示す画素パターン（色分画）を形成する。
露光工程では、液晶化合物のパターニング及び固定化
（重合硬化）のいずれも光の照射によって行うこともで
きる。即ち、光反応型キラル剤が高感度に感応しうる波
長の第一の光により画像様に露光してパターニング工程
［図１（Ｃ）］、重合開始剤が高感度に感応しうる第二
の光により光重合させて硬化し、所望の選択反射色に液
晶化合物の螺旋構造を固定化する工程［図１（Ｄ）］と
によって、コレステリック液晶カラーフィルターが得ら
れる。
【００６４】前記第一の光が液晶組成物に照射される
と、その照度に応じて、共存する光反応型キラル剤が感
応して液晶化合物の螺旋構造が変化し、この構造変化に
より異なる選択反射色を示し画像様のパターンが形成さ
れる。従って、所望の領域ごとに照射強度を変えて光照
射すれば、照射強度に対応して複数色を呈し、例えば、
画像様に光透過率を変えて作成された露光用マスク［図
１（Ｄ）］を介して露光することにより、一回の光照射
によって画像を、即ち異なる選択反射をする有色領域を
同時形成することができる。これに更に、第二の光を照
射して硬化（固定化）させることにより液晶カラーフィ
ルターを作製できる。
【００６５】前記第一の光の波長としては、光反応型キ
ラル剤の光感応波長域、特に光感応ピーク波長に近接す
る波長に設定することが、十分なパターニング感度が得
られる点で好ましい。また、第二の光の波長としては、
重合開始剤の光感応波長域、特に光感応ピーク波長に近
接する波長に設定することが、十分な光重合感度が得ら
れる点で好ましい。
【００６６】また、第一及び第二の光の照度（照射強
度）には特に制限はなく、パターニング時及び重合硬化
時の光感度が十分得られるように、使用する材料に応じ
て適宜選択できる。前記第一及び第二の光の照射に用い
る光源としては、エネルギーが高く、液晶化合物の構造
変化及び重合反応が迅速に行える点で、紫外線を発する
光源が好ましく、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハラ
イドランプ、Ｈｇ−Ｘｅランプ等が挙げられる。また、
光量可変機能を備えることが好ましい。前記固定化工程
の後、アルカリ現像処理して不要な液晶層等を除去す
る。
【００６７】前記仕切壁を形成した後、各色分画(パタ
ーニング）を行なう場合、露光によるパターニング時に
光反応型キラル剤が光異性化するが、これらの光異性化
したキラル剤は、仕切壁によってそれぞれ各々の色分画
内に閉じ込められた状態であるため配向工程で拡散する
ことがなく、光異性化したキラル剤の拡散による色分け
解像度の低下を防止することができる。各色分画(パタ
ーニング）を行なった後、前記仕切壁を形成した場合、
露光によるパターニング時に光反応型キラル剤が光異性
化するが、その後に形成される仕切壁によって光異性化
したキラル剤が配向工程で拡散されることを防止するこ
とができる結果、光異性化したキラル剤の拡散による色
分け解像度の低下を防止することができる。
【００６８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。 実施例１ （感光性転写材料の製造）仮支持体である厚さ７５μｍ
のポリエチレンテレフタレートベースフィルム上に、熱
可塑性樹脂層用塗布液として下の処方にて調液した塗布
液をスピンコーターにて塗布し、１００℃のオーブンに
て２分間乾燥して１５μｍ厚の熱可塑性樹脂層を得る。 （熱可塑性樹脂層用塗布液処方） ・スチレン／アクリル酸共重合体 １５重量部 （共重合比率６０／４０、重量平均分子量８０００） ・２，２−ビス（４−（メタクリロキシポリエトキシ） フェニルプロパン） ７重量部 ・フッ素系界面活性剤 １．５重量部 （Ｆ−１７６ＰＦ、大日本インキ（株）製） ・プロピレングリコールモノメチルエーテル ２８重量部 ・メチルエチルケトン ２７重量部 次に該熱可塑性樹脂層の上に、中間層用塗布液として下
記処方にて調液した塗布液をスピンコーターにて塗布
し、１００℃のオーブンにて２分間乾燥して熱可塑性樹
脂層の上に１．６μｍ厚の中間層を形成した。さらに該
中間層表面をナイロン布にてラビング処理を行った。
【００６９】 （中間層用塗布液処方） ・ポリビニルアルコール １５重量部 （ＰＶＡ２０５ クラレ（株）製） ・ポリビニルピロリドン ６重量部 （ＰＶＰ−Ｋ３０ 後協産業） ・メタノール １７３重量部 ・イオン交換水 ２１１重量部 ついで感光性液晶層用塗布液として、つぎの処方にて調
製した各塗布液をスピンコーターにて塗布し、１００℃
のオーブンにて２分間乾燥し、感光性液晶層を形成し、
カバーフィルムとして１２μｍ厚のポリプロピレンフィ
ルムを該感光性液晶層上に室温でラミネートし、ベース
フィルム上に熱可塑性樹脂層、中間層、感光性液晶層が
この順に積層された感光性転写材料を得た。
【００７０】
【化１３】
【００７１】（カラーフィルターの製造） カラーフィルターの製造方法について説明する。 （１）フィルター基板の準備 ガラス基板上にポリイミド配向膜塗布液をスピンコータ
ーにて塗布し、１００℃のオーブンで５分間乾燥した
後、２５０℃のオーブンで１時間焼成して、配向膜を設
け、さらにその表面をラビングして配向処理して、配向
膜付きガラス基板を得た。
【００７２】（２）フィルター層の形成 感光性転写シートからカバーフィルムを除去し、前記配
向膜を備えたガラス基板の配向膜面と、感光性転写シー
トの感光性液晶層が接するように重ね合わせ、ラミネー
タ（大成ラミネータ（株）製のファーストラミネータ８
Ｂ−５５０−８０）を用いて２ｋｇ／ｍ2の加圧、１３
０℃のローラー温度、０．２ｍ／ｍｉｎの送り条件で貼
り合わせた。そしてポリエチレンテレフタレートの仮支
持体を、熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、仮支持体を
除去した。
【００７３】（３）仕切壁の形成 このガラス基板を室温で、つまり感光性液晶層がアモル
ファスな固体状態または微結晶状態で、各画素の輪郭部
に相当する部分に幅１０μｍで紫外線照射を行った。紫
外線照射は超高圧水銀灯にて、露光を行った。 照射エ
ネルギーは１００ｍＪ／ｃｍ2であった。さらに、紫外
線照射時の迷光による画素部の感光性液晶層の感光を避
けるために、光反応型キラル剤の感光感度ピーク波長か
ら遠く且つ重合開始剤の感光感度ピーク波長に近い波長
を使用して露光することが好ましい。本実施例の感光性
液晶層の場合は、この目的のために３１０ｎｍに透過の
中心波長を有する干渉フィルターを介して露光すること
が好ましい。
【００７４】（４）カラーフィルター潜像の形成 続いて、このガラス基板に対して、室温で、透過率が３
段階に異なり（０％、２０％、９２％）それぞれの領域
が、赤色画素用、緑色画素用、青色画素用に対応して配
列されたフォトマスクと３６５ｎｍに透過の中心波長を
有する干渉フィルターを介して、超高圧水銀灯にて、露
光を行った。照射エネルギーは青色画素用に対して、３
００ｍＪ／ｃｍ2であつた。
【００７５】（５）発色 フォトマスクを取り除き、ホットプレート上にて１２０
℃の温度で３分間保持して、感光性樹脂層を発色させ
た。
【００７６】（６）固定 次にホットプレート上にて１００℃の温度で１分間保持
して、３１０ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィル
ターを介して、同じ超高圧水銀灯にて、全面露光（照射
エネルギー３００ｍＪ／ｃｍ2）を行って重合硬化を行
った。次いで所定の処理液（Ｔ−ＰＤ２：富士写真フイ
ルム（株）製）を用いて、熱可塑性樹脂層と中間層を除
去した。さらにフィルター部の硬化を進めるために、２
００℃のオーブンで１０分間焼成し、赤色画素、緑色画
素、青色画素パターンが設けられたカラーフィルター基
板を得た。このフィルターを光学顕微鏡を用いて観察し
たところ、壁部には着色が無く、また隣接する画素間の
色の混じりは発生していないことが確認できた。
【００７７】実施例２ 実施例１の「（カラーフィルターの製造）の（２）フィ
ルター層の形成」までは同じ。 （３）カラーフィルター潜像の形成 続いて、このガラス基板に対して、室温で、つまり感光
性液晶層がアモルファスな固体状態または微結晶状態
で、透過率が３段階に異なり（０％、２０％、９２％）
それぞれの領域が、赤色画素用、緑色画素用、青色画素
用に対応して配列されたフォトマスクと３６５ｎｍに透
過の中心波長を有する干渉フィルターを介して、超高圧
水銀灯にて、露光を行った。照射エネルギーは青色画素
用に対して、３００ｍＪ／ｃｍ2であった。
【００７８】（４）仕切壁の形成 このガラス基板を室温で、各画素の輪郭部に相当する部
分に幅１０μｍで紫外線照射を行った。紫外線照射は３
１０ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィルターを介
して超高圧水銀灯を用いて、露光を行った。照射エネル
ギーは１００ｍＪ／ｃｍ2であった。
【００７９】（５）発色 フォトマスクを取り除き、ホットプレート上にて１２０
℃の温度で３分間保持して、感光性樹脂層を発色させ
た。
【００８０】（６）固定 次に、ホットプレート上にて１００℃の温度で１分間保
持して、３１０ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィ
ルターを介して、同じ超高圧水銀灯にて、全面露光（照
射エネルギー３００ｍＪ／ｃｍ2）を行って重合硬化を
行った。次いで所定の処理液（Ｔ−ＰＤ２：富士写真フ
イルム（株）製）を用いて、熱可塑性樹脂層と中間層を
除去した。さらにフィルター部の硬化を進めるために、
２００℃のオーブンで１０分間焼成し、赤色画素、緑色
画素、青色画素パターンが設けられたカラーフィルター
基板を得た。このフィルターを光学顕微鏡を用いて観察
したところ、壁部には着色が無く、また隣接する画素間
の色の混じりは発生していないことが確認できた。
【００８１】実施例３ 「（カラーフィルターの製造）の（３）壁の形成」まで
は時と同じである。 （４）発色とパターニング 続いて、このガラス基板をホットプレート上にて１２０
℃の温度で３分間保持して、感光性樹脂層を液晶相へ転
移させた。次に透過率が３段階に異なり（０％、２０
％、９２％）それぞれの領域が、赤色画素用、緑色画素
用、青色画素用に対応して配列されたフォトマスクと３
６５ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィルターを介
して、超高圧水銀灯にて、露光を行った。照射エネルギ
ーは青色画素用に対して、３００ｍＪ／ｃｍ2であっ
た。
【００８２】（５）固定 次に、フォトマスクを取り除きこれをホットプレート上
にて１００℃の温度で１分間保持して、３１０ｎｍに透
過の中心波長を有する干渉フィルターを介して、同じ超
高圧水銀灯にて、全面露光（照射エネルギー３００ｍＪ
／ｃｍ2）を行って重合硬化を行った。次いで所定の処
理液（Ｔ−ＰＤ２：富士写真フイルム（株）製）を用い
て、熱可塑性樹脂層と中間層を除去した。さらにフィル
ター部の硬化を進めるために、２００℃のオーブンで１
０分間焼成し、赤色画素、緑色画素、青色画素パターン
が設けられたカラーフィルター基板を得た。このフィル
ターを光学顕微鏡を用いて観察したところ、壁部には着
色が無く、また隣接する画素間の色の混じりは発生して
いないことが確認できた。
【００８３】実施例４〜６は感光液晶層の形成をスピン
コートで直接基板上に塗布して行った。
【００８４】実施例４ （１）フィルター基板の準備 ガラス基板上にポリイミド配向膜塗布液をスピンコータ
ーにて塗布し、１００℃のオーブンで５分間乾燥した
後、２５０℃のオーブンで１時間焼成して、配向膜を設
け、さらにその表面をラビングして配向処理して、配向
膜付さガラス基板を得た。（２）フィルター層の形成
実施例１で用いた感光性樹脂層用塗布液をスピンコータ
ーにて塗布し、１００℃のオーブンにて２分間乾燥し
た。
【００８５】（３）仕切壁の形成 このガラス基板を室温で、つまり感光性液晶層がアモル
ファスな固体状態または微結晶状態で、各画素の輪郭部
に相当する部分に幅１０μｍで紫外線照射を行った。紫
外線照射は超高圧水銀灯にて、露光を行った。照射エネ
ルギーは５００ｍＪ／ｃｍ2であった。この操作を窒素
雰囲気下で行うことにより、より低照度の照射エネルギ
ーで仕切壁を形成できる。さらに、紫外線照射時の迷光
による画素部の感光性液晶層の感光を避けるために、光
反応型キラル剤の感光感度ピーク波長から遠く且つ重合
開始剤の感光感度ピーク波長に近い波長を使用して露光
することが好ましい。本実施例の感光性液晶層の場合
は、この目的のために３１０ｎｍに透過の中心波長を有
する干渉フィルターを介して露光することが好ましい。
【００８６】（４）カラーフィルター潜像の形成 続いて、このガラス基板に対して、室温で、透過率が３
段階に異なり（０％、２０％、９２％）それぞれの領域
が、赤色画素用、緑色画素用、青色画素用に対応して配
列されたフォトマスクと３６５ｎｍに透過の中心波長を
有する干渉フィルターを介して、超高圧水銀灯にて、露
光を行った。照射エネルギーは青色画素用に対して、３
００ｍＪ／ｃｍ2であつた。
【００８７】（５）発色 フォトマスクを取り除き、ホットプレート上にて１２０
℃の温度で３分間保持して、感光性樹脂層を発色させ
た。
【００８８】（６）固定 次にホットプレート上にて１００℃の温度で１分間保持
して、３１０ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィル
ターを介して、同じ超高圧水銀灯にて、全面露光（照射
エネルギー５００ｍＪ／ｃｍ2）を行って重合硬化を行
った。この操作を窒素雰囲気下で行うことにより、より
低照度の照射エネルギーで重合硬化を行うことができ
る。さらにフィルター部の硬化を進めるために、２００
℃のオーブンで１０分間焼成し、赤色画素、緑色画素、
青色画素パターンが設けられたカラーフィルター基板を
得た。このフィルターを光学顕微鏡を用いて観察したと
ころ、壁部には着色が無く、また、隣接する画素間の色
の混じりは発生していないことが確認できた。
【００８９】実施例５ 「（２）フィルター層の形成」までは実施例４と同じで
ある。 （３）カラーフィルター潜像の形成 続いて、このガラス基板に対して、室温で、つまり感光
性液晶層がアモルファスな固体状態または微結晶状態
で、透過率が３段階に異なり（０％、２０％、９２％）
それぞれの領域が、赤色画素用、緑色画素用、青色画素
用に対応して配列されたフォトマスクと３６５ｎｍに透
過の中心波長を有する干渉フィルターを介して、超高圧
水銀灯にて、露光を行った。照射エネルギーは青色画素
用に対して、３００ｍＪ／ｃｍ2であった。
【００９０】（４）仕切壁の形成 このガラス基板を室温で、各画素の輪郭部に相当する部
分に幅１０μｍで紫外線照射を行った。紫外線照射は３
１０ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィルターを介
して超高圧水銀灯を用いて、露光を行った。照射エネル
ギーは５００ｍＪ／ｃｍ2であった。
【００９１】（５）発色 フォトマスクを取り除き、ホットプレート上にて１２０
℃の温度で３分間保持して、感光性樹脂層を発色させ
た。
【００９２】（６）固定 次に、ホットプレート上にて１００℃の温度で１分間保
持して、３１０ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィ
ルターを介して、同じ超高圧水銀灯にて、全面露光（照
射エネルギー５００ｍＪ／ｃｍ2）を行って重合硬化を
行った。この操作を窒素雰囲気下で行うことにより、よ
り低照度の照射エネルギーで重合硬化を行うことができ
る。さらにフィルター部の硬化を進めるために、２００
℃のオーブンで１０分間焼成し、赤色画素、緑色画素、
青色画素パターンが設けられたカラーフィルター基板を
得た。このフィルターを光学顕微鏡を用いて観察したと
ころ、壁部には着色が無く、また隣接する画素間の色の
混じりは発生していないことが確認できた。
【００９３】実施例６ 「（３）壁の形成」までは実施例４と同じである。 （４）発色とパターニング 続いて、このガラス基板をホットプレート上にて１２０
℃の温度で３分間保持して、感光性樹脂層を液晶相へ転
移させた。次に透過率が３段階に異なり（０％、２０
％、９２％）それぞれの領域が、赤色画素用、緑色画素
用、青色画素用に対応して配列されたフォトマスクと３
６５ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィルターを介
して、超高圧水銀灯にて、露光を行った。照射エネルギ
ーは青色画素用に対して、３００ｍＪ／ｃｍ2であっ
た。
【００９４】（５）固定 次に、フォトマスクを取り除きこれをホットプレート上
にて１００℃の温度で１分間保持して、３１０ｎｍに透
過の中心波長を有する干渉フィルターを介して、同じ超
高圧水銀灯にて、全面露光（照射エネルギー５００ｍＪ
／ｃｍ2）を行って重合硬化を行った。この操作を窒素
雰囲気下で行うことにより、より低照度の照射エネルギ
ーで重合硬化を行うことができる。このフィルターを光
学顕微鏡を用いて観察したところ、壁部には着色が無
く、また隣接する画素間の色の混じりは発生していない
ことが確認できた。
【００９５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶層に
仕切壁が形成されており、色分け解像度に優れたコレス
テリック液晶カラーフィルターを製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のコレステリック液晶カラーフィルタ
ーの製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図であ
る。
【符号の説明】
１０ ＬＣＤ基板 １２ 配向膜 １４ 液晶層 １６ 仕切壁形成用マスク １８ 仕切壁 ２０ 画素（色分画）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AB13 AB20 AC01 AD01 BC13 BC34 BC83 BH05 FA03 2H048 AA05 AA09 AA11 AA18 AA24 AA25 BA04 BA11 BA43 BA48 BA66 BB02 BB14 BB24 BB42 2H091 FA02Y GA06 HA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開
    始剤とを少なくとも含むコレステリック液晶組成物から
    なる液晶層を形成し、該液晶層の各画素を形成する前ま
    たは後に各画素の輪郭部に相当する部分に前記重合開始
    剤の感光波長の紫外線光でマスク露光し、各画素の輪郭
    部に仕切壁を形成することを特徴とするコレステリック
    液晶カラーフィルターの製造方法。
  2. 【請求項２】 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開
    始剤とを少なくとも含むコレステリック液晶組成物から
    なる液晶層を形成し、該液晶層がアモルファスな固体状
    態または微結晶状態で各画素の輪郭部に相当する部分に
    前記重合開始剤の感光波長の紫外線光でマスク露光して
    仕切壁を形成し、その後、各画素を形成することを特徴
    とする請求項１に記載のコレステリック液晶カラーフィ
    ルターの製造方法。
  3. 【請求項３】 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開
    始剤とを少なくとも含むコレステリック液晶組成物から
    なる液晶層を形成し、該液晶層がアモルファスな固体状
    態または微結晶状態で各画素を形成し、その後各画素の
    輪郭部に相当する部分に前記重合開始剤の感光波長の紫
    外線光でマスク露光して仕切壁を形成することを特徴と
    する請求項１に記載のコレステリック液晶カラーフィル
    ターの製造方法。
  4. 【請求項４】 液晶化合物と光反応型キラル剤と重合開
    始剤とを少なくとも含むコレステリック液晶組成物から
    なる液晶層を形成し、該液晶層がアモルファスな固体状
    態または微結晶状態で各画素の輪郭部に相当する部分に
    前記重合開始剤の感光波長の紫外線光でマスク露光して
    仕切壁を形成し、その後、液晶層を液晶相に転移させて
    各画素を形成することを特徴とする請求項１に記載のコ
    レステリック液晶カラーフィルターの製造方法。
  5. 【請求項５】 前記液晶組成物が、界面活性剤を含有す
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに
    記載のコレステリック液晶カラーフィルターの製造方
    法。
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