JP2002267829A - Color filter, method for manufacturing the same and liquid crystal display device - Google Patents

Color filter, method for manufacturing the same and liquid crystal display device

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JP2002267829A
JP2002267829A JP2001069418A JP2001069418A JP2002267829A JP 2002267829 A JP2002267829 A JP 2002267829A JP 2001069418 A JP2001069418 A JP 2001069418A JP 2001069418 A JP2001069418 A JP 2001069418A JP 2002267829 A JP2002267829 A JP 2002267829A
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liquid crystal
color filter
light
crystal layer
layer
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Application number
JP2001069418A
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Japanese (ja)
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Yasunari Kawabata
耕也 川畑
Sumitaka Tatsuta
純隆 龍田
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a color filter with high resolution at a low cost and to provide the color filter manufactured by the method and a liquid crystal display device with the color filter built therein. SOLUTION: The method for manufacturing the color filter comprises at least a step to form a liquid crystal layer containing at least a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group and a photo-reactive chiral agent, a step to apply light in a photosensitive wavelength region of the photo- reactive chiral agent in the layer to the layer in a picture shape and a step to photo polymerize the liquid crystalline compound having at least one polymerizable group. The method for manufacturing the color filter, the color filter and the liquid crystal display device are characterized by subjecting the liquid crystal layer to transparentizing treatment prior to the step to apply the light in the photosensitive wavelength region of the photo-reactive chiral to the layer in the picture shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルター
の製造方法、その製造方法により作製されるカラーフィ
ルター、および該カラーフィルターを組み込んだ液晶表
示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a color filter, a color filter produced by the method, and a liquid crystal display device incorporating the color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラーフィルターは、携帯情報端末、パ
ーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、アミュ
ーズメント機器、テレビジョン装置などの他、種々の電
子機器や電気機器の表示パネルなど、その用途の拡大が
増々進みつつある。これらの機器には、従来より、液晶
を用いた表示装置が組み込まれているが、この表示装置
は、消費電力が小さく薄型であるという長所を持ってい
る。これらの表示装置は、大きくは、バックライト光源
を有する透過型表示装置と、光源を持たないかあるいは
全面に導光板を用いるフロントライト方式の反射型表示
装置とに分かれ、フルカラー表示においては、通常、カ
ラーフィルタが使用される。例えば、カラー液晶ディス
プレー等に用いられるカラーフィルタは、一般に、赤色
(R)、緑色(G)、青色(B)の各画素と、その間隙
に表示コントラスト向上を目的とするブラックマトリク
スとが形成されて構成される。
2. Description of the Related Art In addition to portable information terminals, personal computers, word processors, amusement devices, television devices, and the like, color filters have been increasingly used in various electronic devices and display panels for electric devices. Conventionally, a display device using a liquid crystal is incorporated in these devices, but this display device has an advantage of low power consumption and thinness. These display devices are broadly divided into a transmission type display device having a backlight light source and a reflection type display device of a front light type having no light source or using a light guide plate on the entire surface. , Color filters are used. For example, a color filter used for a color liquid crystal display or the like generally includes red (R), green (G), and blue (B) pixels, and a black matrix for improving display contrast is formed between the pixels. It is composed.

【0003】このようなカラーフィルーターは、従来、
顔料分散法や染色法を利用して製造されるものが主流で
ある。顔料分散法はフォトレジストに顔料を分散させて
基板ガラスに塗布し、パターン露光・現像工程を行なう
方法であり、パターニングエッジ、解像度および膜均一
性などに優れた方法である。しかし、フォトレジスト工
程が必要であること、顔料を用いるため、染料を用いる
場合ほどには簡便に色調整ができないことなどの問題点
を有している。スピンコート法を用いて、基板上にフォ
トレジストを塗布する場合には、加えて、材料ロスが大
きく、また大面積の基板に塗布する場合の塗布ムラが大
きいといった欠点がある。また、染色法は、ゼラチン等
に感光性を付与した透明樹脂パターンを後から染める方
法であり、染料の透明性に基づき光透過率が高いこと
や、染料の種類の豊富さにより色度調整が容易であると
いう特徴を有する反面、フォトレジスト工程などの工程
数が顔料分散法より多いなどの欠点を要する。
[0003] Such a color filter router has conventionally been
What is manufactured using a pigment dispersion method or a dyeing method is the mainstream. The pigment dispersion method is a method in which a pigment is dispersed in a photoresist and applied to a substrate glass to perform a pattern exposure / development step, and is a method excellent in patterning edge, resolution, film uniformity, and the like. However, there are problems such as the necessity of a photoresist process and the fact that color adjustment cannot be performed as easily as using a dye because a pigment is used. In addition, when a photoresist is applied on a substrate by using the spin coating method, there are disadvantages in that the material loss is large and the application unevenness when applying the photoresist on a large-area substrate is large. The dyeing method is a method of dyeing a transparent resin pattern obtained by imparting photosensitivity to gelatin or the like later.The light transmittance is high based on the transparency of the dye, and the chromaticity is adjusted by abundant types of the dye. Although it has the feature of being easy, it requires a drawback that the number of steps such as a photoresist step is larger than that of the pigment dispersion method.

【0004】この他に、カラーフィルターの作製方法と
しては、印刷法、電着法、インクジェット法などが知ら
れている。前記印刷法は、各色を順次1色づつ印刷する
方法であるので各色のパターンの位置合わせが難しく、
画素の解像度が低くまた膜厚も不均一であり、高精細な
画像パターンの形成には対応が難しいという欠点がある
が、一方材料の利用率が高い。また、電着法によると、
比較的解像度が高く、着色層のムラも少ないカラーフィ
ルタを得ることができる反面、製造工程が煩雑であり液
管理も難しいといった難点を有している。インクジェッ
ト法の場合は、解像度の点や隣接する画素同士の混色の
問題があった。
[0004] In addition, as a method for producing a color filter, a printing method, an electrodeposition method, an ink jet method, and the like are known. Since the printing method is a method of sequentially printing each color one by one, it is difficult to align a pattern of each color,
Although the resolution of the pixels is low and the film thickness is not uniform, it is difficult to form a high-definition image pattern. However, the utilization rate of the material is high. According to the electrodeposition method,
Although it is possible to obtain a color filter having relatively high resolution and little unevenness of the colored layer, it has a disadvantage that the manufacturing process is complicated and liquid management is difficult. In the case of the ink jet method, there are problems of resolution and color mixing between adjacent pixels.

【0005】前記カラーフィルターは、いずれも光吸収
型のカラーフィルターであり、原理的に光源からの光の
約1/3しか透過させることができないため、明るさが
十分であるとは言えない。この欠点を補うため、例えば
透過型表示装置の場合においてはバックライトの輝度を
上げる事が考えられるが、消費電力が大きくなり、液晶
表示装置の長所を損なうという問題が発生する。
The above color filters are light absorption type color filters, and can transmit only about 1/3 of the light from the light source in principle. Therefore, it cannot be said that the brightness is sufficient. To compensate for this drawback, for example, in the case of a transmissive display device, it is conceivable to increase the brightness of the backlight. However, there is a problem that the power consumption increases and the advantages of the liquid crystal display device are impaired.

【0006】これらの問題に対して、US005668
614では液体現像工程が不要のコレステリック偏光子
を用いたカラーフィルターが提案されている。コレステ
リック偏光子は特定の波長の円偏光を選択的に反射し、
これ以外の波長の円偏光を透過させる性質を有すること
から、前記着色樹脂からならカラーフィルタとは異な
り、透過した光を再利用することにより利用効率を高め
ることができ、実質的に明るいカラーフィルタを形成す
ることができる。そのため、このタイプのカラーフィル
ターは反射型液晶ディスプレイに適している。また、現
像工程を必要とせず、同一層内に異なる選択反射波長の
パターンを形成できるのでコスト面でも有利である。そ
して、この特許では、キラル剤としてキラルからアキラ
ルに異性化するキラル剤を用いているが、異性化したキ
ラル剤の拡散を防止して解像度を上げるために、重合可
能な材料をあらかじめ液晶に添加して、画素間にポリマ
ーネットワークを作ることが効果的であるとされてい
る。しかしながら、画素間にポリマーネットワークを形
成するためには、露光により画素間を重合させるという
工程が付加されるので、コストダウンの観点からは充分
ではなく、また、液晶に重合可能な材料を含ませること
は、液晶の配向不均一性につながることになる。
To solve these problems, US Pat.
No. 614 proposes a color filter using a cholesteric polarizer which does not require a liquid developing step. Cholesteric polarizers selectively reflect circularly polarized light of a specific wavelength,
Since it has the property of transmitting circularly polarized light having a wavelength other than this, unlike the color filters made of the colored resin, the utilization efficiency can be increased by reusing the transmitted light, and a substantially bright color filter Can be formed. Therefore, this type of color filter is suitable for a reflection type liquid crystal display. Further, since a pattern having different selective reflection wavelengths can be formed in the same layer without the need for a developing step, it is advantageous in terms of cost. In this patent, a chiral agent that isomerizes from chiral to achiral is used as a chiral agent, but in order to prevent diffusion of the isomerized chiral agent and increase resolution, a polymerizable material is added to the liquid crystal in advance. Then, it is said that it is effective to form a polymer network between pixels. However, in order to form a polymer network between pixels, a step of polymerizing between pixels by exposure is added, which is not sufficient from the viewpoint of cost reduction, and a liquid crystal contains a polymerizable material. This leads to non-uniform alignment of the liquid crystal.

【0007】また、特開平10−282324号公報の
カラーフィルターは、基板上に光吸収層を設け、該光吸
収層に凹部を設け、この凹部に、液晶相の螺旋ピッチが
温度依存性の高い紫外線硬化性コレステリック液晶また
はカイラルネマチック液晶層を設け、画素ごとに加熱温
度を変えた状態で光照射して赤・青・緑の選択反射を得
ており、画素間を光吸収層からなる壁を形成して、露光
時の液晶層内での乱反射による露光カブリを防止するも
のであるが、複雑な工程を要するので、充分なコストダ
ウンを達成することはできない。さらに、特開2000
−95883号公報には、重合性液晶化合物に非光反応
型キラル剤を添加し、画素ごとに光の照射量によって光
重合速度を変えることにより、選択反射波長を変える反
射性フィルムの製造方法が記載されており、この方法は
キラル剤の拡散は生じないが、光の照射量によって光重
合速度を充分に制御することは困難である。
In the color filter disclosed in JP-A-10-282324, a light absorbing layer is provided on a substrate, a concave portion is provided in the light absorbing layer, and the helical pitch of the liquid crystal phase has a high temperature dependency in the concave portion. A UV-curable cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal layer is provided, and light is radiated at different heating temperatures for each pixel to obtain selective reflection of red, blue, and green. It is formed to prevent exposure fog due to irregular reflection in the liquid crystal layer at the time of exposure. However, since a complicated process is required, sufficient cost reduction cannot be achieved. Further, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-95883 discloses a method for producing a reflective film in which a selective reflection wavelength is changed by adding a non-photoreactive chiral agent to a polymerizable liquid crystal compound and changing the photopolymerization rate depending on the amount of light irradiation for each pixel. Although this method does not cause diffusion of the chiral agent, it is difficult to sufficiently control the photopolymerization rate by the light irradiation amount.

【0008】これに対し、光反応型キラル剤を用いるカ
ラーフィルターとして、特開2000−154168号
公報には、特定の高分子量アクリル系光異性化キラル化
合物と、液晶ポリマーを含有する架橋型液晶組成物が記
載されており、この液晶組成物においてはキラル剤が高
分子量であるため拡散は生じにくいが、液晶の再配向に
時間がかかるという不利な点がある。
On the other hand, as a color filter using a photoreactive chiral agent, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-154168 discloses a crosslinked liquid crystal composition containing a specific high molecular weight acrylic photoisomerized chiral compound and a liquid crystal polymer. In this liquid crystal composition, the chiral agent has a high molecular weight, so that diffusion is unlikely to occur, but there is a disadvantage that it takes time to reorient the liquid crystal.

【0009】一方、本出願人は、先に、このようなコレ
ステリック液晶相の選択反射を利用するカラーフィルタ
ーとして、重合性の液晶性化合物を含むインクをインク
ジェット方式で吹き付けてカラーフィルター層を形成す
る方法を出願した(特願平11−343666号)。
On the other hand, the present applicant has previously formed a color filter layer by spraying an ink containing a polymerizable liquid crystal compound by an ink jet method as a color filter utilizing such selective reflection of a cholesteric liquid crystal phase. A method was filed (Japanese Patent Application No. 11-343666).

【0010】また、本出願人はさらに、重合性の液晶性
化合物に特定の構造を有する光反応型キラル剤を含有す
る層に光照射してカラーフィルターを形成する方法につ
いて出願をした(特願平2000−193142号、特
願平2000−193143号等)。前記光反応型キラ
ル剤は、キラル部位と光の照射により構造変化を生ずる
部位を有し、たとえば照射光量に応じて液晶の螺旋構造
の捻れ力(HTP)を大きく変化させるので、青色
(B)、緑色(G)赤色(R)の3原色を含む広範囲の
波長領域にわたって選択反射をさせることが可能にな
る。
The present applicant has further filed an application for a method of forming a color filter by irradiating light to a layer containing a photoreactive chiral agent having a specific structure in a polymerizable liquid crystalline compound (Japanese Patent Application No. 2000-193142, Japanese Patent Application No. 2000-193143). The photoreactive chiral agent has a chiral site and a site that undergoes a structural change due to light irradiation. For example, the photoreactive chiral agent greatly changes the twisting power (HTP) of the helical structure of the liquid crystal in accordance with the amount of irradiation. , Green (G) and red (R).

【0011】前記のごときカラーフィルターの作製にお
いては、まず、重合性の液晶化合物と光反応型キラル剤
を、或いはさらにこれらに重合性モノマー等を含む液晶
層に光照射をして、光反応型キラル剤に光異性化などを
起こさせるが、液晶層は白濁しやすく、透明な液晶層を
作ることが難しい。そして、液晶層が透明でなく白濁等
していると、液晶層内において光散乱が生じ、前記露光
マスクに従った正確な滲みのないパターンを形成するこ
とができず、解像度の低下につながるという問題が生ず
る。
In the production of a color filter as described above, first, a polymerizable liquid crystal compound and a photoreactive chiral agent or a liquid crystal layer containing a polymerizable monomer or the like is irradiated with light to form a photoreactive liquid crystal compound. Although the chiral agent causes photoisomerization or the like, the liquid crystal layer is easily clouded, and it is difficult to form a transparent liquid crystal layer. If the liquid crystal layer is not transparent and is cloudy, light scattering occurs in the liquid crystal layer, and it is impossible to form an accurate pattern without bleeding according to the exposure mask, which leads to a decrease in resolution. Problems arise.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、解像度が高
いカラーフィルターを低コストで製造する方法を提供す
るものであり、また、前記方法で作製されるカラーフィ
ルターおよび該カラーフィルターを組み込んだ液晶表示
装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-resolution color filter at low cost. An object of the present invention is to provide a color filter manufactured by the above method and a liquid crystal display device incorporating the color filter.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題は、以下のカラ
ーフィルターの製造方法、カラーフィルター、および液
晶表示装置を提供することにより解決される。 (1)少なくとも、重合性基を少なくとも1つ有する液
晶性化合物および光反応型キラル剤を含む液晶層を形成
する工程、該液晶層の光反応型キラル剤の感光波長領域
にある光を画像様に照射する工程、前記重合性基を少な
くとも1つ有する液晶性化合物を光重合させる工程とを
少なくとも有する、カラーフィルターの製造方法であっ
て、前記光反応型キラル剤の感光波長領域にある光を画
像様に照射する工程に先だって前記液晶層に対し透明化
処理を行うことを特徴とするカラーフィルターの製造方
法。 (2)前記透明化処理が、液晶層を加熱する工程および
これに続く急冷工程を含むことを特徴とする前記(1)
に記載のカラーフィルターの製造方法。
The above objects can be attained by providing the following color filter manufacturing method, color filter, and liquid crystal display device. (1) A step of forming a liquid crystal layer containing at least a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group and a photoreactive chiral agent, wherein light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent of the liquid crystal layer is image-wise formed. Irradiating the liquid crystal compound having at least one polymerizable group with a photopolymerizable compound, at least a step of photopolymerizing the liquid crystal compound having at least one polymerizable group, wherein the light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent. A method for producing a color filter, wherein a transparentizing treatment is performed on the liquid crystal layer prior to the step of imagewise irradiation. (2) The above (1), wherein the transparentizing treatment includes a step of heating the liquid crystal layer and a subsequent quenching step.
3. The method for producing a color filter according to item 1.

【0014】(3)前記加熱が、前記液晶性化合物がネ
マチック相状態を呈する温度範囲になるように行なわれ
ることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のカ
ラーフィルターの製造方法。 (4)前記光重合させる工程が、常温で行なわれること
を特徴とする前記(1)ないし(3)のいずれか1に記
載のカラーフィルターの製造方法。 (5)前記液晶層がさらに光重合開始剤を含む前記
(1)ないし(4)のいずれか1に記載のカラーフィル
ターの製造方法。 (6)前記(1)ないし(5)のいずれか1に記載のカ
ラーフィルターの製造方法により作製されるカラーフィ
ルター。 (7)少なくとも1つが光透過性の1対の基板の間にカ
ラーフィルター、液晶層および液晶駆動電極を少なくと
も備えた液晶表示装置において、前記カラーフィルター
が、前記(6)に記載のカラーフィルターであることを
特徴とする液晶表示装置。
(3) The method for producing a color filter as described in (1) or (2) above, wherein the heating is performed in a temperature range in which the liquid crystal compound exhibits a nematic phase state. (4) The method for producing a color filter according to any one of (1) to (3), wherein the step of photopolymerizing is performed at normal temperature. (5) The method for producing a color filter according to any one of (1) to (4), wherein the liquid crystal layer further contains a photopolymerization initiator. (6) A color filter produced by the method for producing a color filter according to any one of (1) to (5). (7) In a liquid crystal display device including at least one color filter, a liquid crystal layer, and a liquid crystal drive electrode between a pair of substrates that are light-transmissive, the color filter is the color filter according to (6). A liquid crystal display device, comprising:

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】まず、本発明のカラーフィルター
の製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタ
ーの製造方法は、少なくとも、重合性基を少なくとも1
つ有する液晶性化合物および光反応型キラル剤を含む液
晶層を形成する工程、該液晶層の光反応型キラル剤の感
光波長領域にある光を画像様に照射する工程、前記重合
性基を少なくとも1つ有する液晶性化合物を光重合させ
る工程とを少なくとも有する、カラーフィルターの製造
方法であり、前記光反応型キラル剤の感光波長領域にあ
る光を画像様に照射する工程に先だって前記液晶層に対
し透明化処理を行うことを特徴とするものである。本発
明のカラーフィルターの製造方法においては、この透明
化処理により、高い解像度のカラーフィルターが得られ
る。また、本発明のカラーフィルターの製造方法はコス
トアップの原因となるフォトリソ法を用いないため、低
コストでカラーフィルターを製造することができる。さ
らに、液晶層の光反応型キラル剤の感光波長領域にある
光を画像様に照射する工程、前記重合性基を少なくとも
1つ有する液晶性化合物を光重合させる工程によりカラ
ーフィルターを製造する方法においては、通常、光重合
の際の液晶層の温度はネマチック相温度内で行なわれ、
この温度より低いと選択反射が発現しないが、前記のご
とき透明化処理を行なうことにより、常温で光重合させ
た場合でも選択反射が起こることが確認された。したが
って本発明のカラーフィルターの製造方法は、加熱工程
が省かれ、コストの点からも有利である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a method for manufacturing a color filter of the present invention will be described. The method for producing a color filter of the present invention comprises the steps of:
Forming a liquid crystal layer containing a liquid crystalline compound having one and a photoreactive chiral agent, irradiating light in the photosensitive wavelength range of the photoreactive chiral agent of the liquid crystal layer imagewise, at least the polymerizable group At least a step of photopolymerizing a liquid crystal compound having one, wherein the liquid crystal layer is formed prior to the step of irradiating light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent in an imagewise manner. On the other hand, transparent processing is performed. In the method of manufacturing a color filter according to the present invention, a color filter having a high resolution can be obtained by the transparency processing. Further, the method for manufacturing a color filter of the present invention does not use a photolithography method which causes an increase in cost, so that a color filter can be manufactured at low cost. Further, in the method for producing a color filter, a step of imagewise irradiating light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent of the liquid crystal layer and a step of photopolymerizing a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group. Usually, the temperature of the liquid crystal layer during photopolymerization is performed within the nematic phase temperature,
When the temperature is lower than this temperature, selective reflection does not occur, but it was confirmed that selective reflection occurs even when photopolymerization is performed at room temperature by performing the above-described transparentizing treatment. Therefore, the method for producing a color filter of the present invention is advantageous in terms of cost because the heating step is omitted.

【0016】[液晶組成物]本発明のカラーフィルター
の製造方法において、基板に液晶層を形成するために用
いる液晶組成物は、少なくとも、重合性基を少なくとも
1つ有する液晶性化合物と、光反応型キラル剤とを含
む。また、液晶組成物には、さらに重合開始剤を加える
ことが好ましい。
[Liquid Crystal Composition] In the method for producing a color filter of the present invention, a liquid crystal composition used for forming a liquid crystal layer on a substrate is at least a liquid crystal compound having at least one polymerizable group and a photoreactive compound. A chiral agent. Further, it is preferable to further add a polymerization initiator to the liquid crystal composition.

【0017】前記液晶組成物において、重合性基を有す
る低分子液晶化合物としては、重合性基を有するネマチ
ック液晶性化合物が好ましい。液晶化合物の重合性基に
より、十分な硬化性が確保され、層の耐熱性が向上され
る。
In the liquid crystal composition, the low molecular weight liquid crystal compound having a polymerizable group is preferably a nematic liquid crystal compound having a polymerizable group. The polymerizable group of the liquid crystal compound secures sufficient curability and improves the heat resistance of the layer.

【0018】前記重合性基を有する低分子液晶化合物の
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。
Specific examples of the low-molecular liquid crystal compound having a polymerizable group include the following compounds. However, the present invention is not limited to these.

【0019】[0019]

【化1】 Embedded image

【0020】[0020]

【化2】 Embedded image

【0021】[0021]

【化3】 Embedded image

【0022】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、芳香環の連結基が以
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。
In the above formula, n represents an integer of 1 to 1000. In each of the above exemplified compounds, those in which the connecting group of the aromatic ring is changed to the following structure can also be mentioned as suitable compounds.

【0023】[0023]

【化4】 Embedded image

【0024】前記液晶性化合物の含有量としては、液晶
組成物の固形分質量に対して、30〜99.9質量%が
好ましく、50〜95質量%がより好ましい。前記含有
量が、30質量%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。
The content of the liquid crystal compound is preferably from 30 to 99.9% by mass, more preferably from 50 to 95% by mass, based on the mass of the solid content of the liquid crystal composition. When the content is less than 30% by mass, the orientation is insufficient and a desired selective reflection color may not be obtained.

【0025】(光反応型キラル剤)次に光反応型キラル
剤について説明する。光反応型キラル剤は、キラル部位
と光の照射により構造変化を生ずる光反応部位を有し、
たとえば照射光量に応じて液晶の螺旋構造の捻れ力(H
TP)を大きく変化させる化合物である。光照射による
螺旋構造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が好ましい。さらに光反応
型キラル剤としては、溶解度パラメータのSP値が液晶
性化合物に近似したものが望ましい。また、光反応型キ
ラル剤の分子中に、重合性の結合基を1つ以上導入した
構造とすると、液晶相の耐熱性が向上する。
(Photoreactive Chiral Agent) Next, the photoreactive chiral agent will be described. The photoreactive chiral agent has a chiral site and a photoreactive site that undergoes a structural change upon irradiation with light,
For example, the torsional force (H
TP). In order to increase the helical structure inducing force by light irradiation, it is preferable that the degree of structural change by light irradiation is large. Further, as the photoreactive chiral agent, those having a solubility parameter SP value close to that of a liquid crystalline compound are desirable. Further, when the photoreactive chiral agent has a structure in which one or more polymerizable bonding groups are introduced into the molecule, the heat resistance of the liquid crystal phase is improved.

【0026】光照射によって構造変化する光反応部位の
例としては、フォトクロミック化合物(内田欣吾、入江
正浩、化学工業、vol.64、640p,1999、
内田欣吾、入江正浩、ファインケミカル、vol.28
(9)、15p,1999)等を挙げることができる。
また、前記構造変化とは、光反応部位への光照射により
生ずる、分解や付加反応、異性化、2量化反応等を意味
し、前記構造変化は不可逆的であってもよい。また、キ
ラル部位としては、例えば、野平博之、化学総説、N
o.22液晶の化学、73p:1994に記載の不斉炭
素等が相当する。
Examples of photoreactive sites whose structure is changed by light irradiation include photochromic compounds (Kingo Uchida, Masahiro Irie, Chemical Industries, vol. 64, 640p, 1999,
Kingo Uchida, Masahiro Irie, Fine Chemical, vol. 28
(9), 15p, 1999).
Further, the structural change means a decomposition or addition reaction, isomerization, dimerization reaction, or the like caused by light irradiation on a photoreactive site, and the structural change may be irreversible. Examples of the chiral moiety include, for example, Hiroyuki Nohira, Chemical Review, N
o. The asymmetric carbon described in 22 Chemistry of Liquid Crystals, 73p: 1994, and the like correspond thereto.

【0027】本発明において用いる光反応型キラル剤と
しては、たとえば、本出願人が先に提供した特願平11
−343666号の段落[0044]ないし[004
7]に記載の光反応型キラル剤、特願2000−193
142号の段落[0021]ないし[0029]に記載
の光反応型キラル剤の他、特願2000−380919
号の段落[0019]〜[0043]に記載の光学活性
化合物、特願2000−381001号の段落[002
0]〜[0044]に記載の光学活性化合物、特願20
00−381002号の段落[0016]〜[004
0]に記載の光学活性化合物、特願2000−3810
03号の段落[0015]〜[0036]に記載の光学
活性化合物、特願2000−381966号の段落[0
017]〜[0050]に記載の光学活性化合物、特願
2000−381967号の段落[0018]〜[00
44]に記載の光学活性化合物、特願2000−382
515号の段落[0020]〜[0049]に記載の光
学活性化合物を光反応型キラル剤として用いることがで
きる。
Examples of the photoreactive chiral agent used in the present invention include, for example, Japanese Patent Application No. Hei 11
-343666, paragraphs [0044] to [004]
7], a photoreactive chiral agent described in Japanese Patent Application No. 2000-193.
In addition to the photoreactive chiral agents described in paragraphs [0021] to [0029] of No. 142, Japanese Patent Application No. 2000-380919.
Nos. Paragraphs [0019] to [0043], paragraphs [002] of Japanese Patent Application No. 2000-381001.
0] to [0044];
Nos. 00-381002, paragraphs [0016] to [004]
0], Japanese Patent Application 2000-3810
No. 03, paragraphs [0015] to [0036], and optically active compounds described in Japanese Patent Application No. 2000-381966, paragraph [0].
017] to [0050], paragraphs [0018] to [00] of Japanese Patent Application No. 2000-381967.
44], Japanese Patent Application No. 2000-382.
The optically active compounds described in paragraphs [0020] to [0049] of No. 515 can be used as a photoreactive chiral agent.

【0028】本発明の液晶組成物には、前記重合性基を
有する低分子液晶化合物および光反応型キラル剤の他
に、必要に応じて、重合性モノマー、重合開始剤や、バ
インダ樹脂、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、ゲル化剤等の他の成分を含
ませることができる。本発明の液晶組成物は、特に界面
活性剤を併用することが好ましい。例えば、塗布液状の
液晶組成物を塗布し層形成する場合など、層表面の空気
界面における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。 (重合性モノマー)本発明の液晶組成物には、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、前記液晶化合
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。
In the liquid crystal composition of the present invention, in addition to the low molecular weight liquid crystal compound having a polymerizable group and the photoreactive chiral agent, a polymerizable monomer, a polymerization initiator, a binder resin, a solvent, , Surfactants, polymerization inhibitors, thickeners,
Other components such as dyes, pigments, ultraviolet absorbers, and gelling agents can be included. In the liquid crystal composition of the present invention, it is particularly preferable to use a surfactant in combination. For example, when applying a liquid crystal composition in the form of a coating liquid to form a layer, the alignment state at the air interface of the layer surface can be controlled three-dimensionally, and in particular, in the case of a cholesteric liquid crystal phase, a selective reflection wavelength having higher color purity can be obtained. Obtainable. (Polymerizable monomer) A polymerizable monomer may be used in the liquid crystal composition of the present invention. When the polymerizable monomer is used in combination, the distribution of the selective reflection wavelength is formed (patterned) by changing the torsional force of the liquid crystal by light irradiation, and then the helical structure (selective reflectivity) is fixed, and the liquid crystal composition after fixing is fixed. The strength of the object can be further improved. However, when the liquid crystal compound has an unsaturated bond in the same molecule, it is not always necessary to add.

【0029】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
ノマーの他、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。
The polymerizable monomer includes, for example, a monomer having an ethylenically unsaturated bond. Specifically, in addition to a polyfunctional monomer such as pentaerythritol tetraacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate, Compounds shown can be mentioned,
However, the present invention is not limited to these.

【0030】[0030]

【化5】 Embedded image

【0031】前記重合性モノマーの添加量としては、液
晶組成物の固形分質量に対して、0.5〜50質量%が
好ましい。前記添加量が、0.5質量%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質
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。
The amount of the polymerizable monomer to be added is preferably 0.5 to 50% by mass based on the mass of the solid content of the liquid crystal composition. When the addition amount is less than 0.5% by mass,
In some cases, sufficient curability cannot be obtained, and when it exceeds 50% by mass, the alignment of liquid crystal molecules is hindered, and sufficient color formation may not be obtained.

【0032】(光重合開始剤)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させるために、重合性液晶化
合物による重合反応を利用する場合には、光重合開始剤
を添加することが好ましい。また、光重合開始剤の感光
波長領域が、前記光反応型キラル剤の感光波長領域とは
異なることが好ましい。ここで、異なる感光波長を持つ
とは、両者の感光中心波長が重ならないことを意味す
る。光反応型キラル剤の感光波長領域と光重合開始剤の
感光波長領域とが異なる場合、HTPを変化させるため
の光照射と光重合のための光照射が、互いに影響を及ぼ
すことがない。したがって、HTPを変化させるために
画像様に露光する際、光重合が進行しないため、設定ど
おりのHTP変化率を有するパターニングが可能となる
一方、螺旋構造を固定化するために光重合させる際に
は、光反応型キラル剤が光に反応せず、形成されたHT
P変化パターンを確実に固定化することができ、設定ど
うりの選択反射が達成される。
(Photopolymerization Initiator) In order to fix the helical structure after changing the twisting force of the liquid crystal by light irradiation and to further improve the strength of the liquid crystal composition after the fixation, polymerization with a polymerizable liquid crystal compound is performed. When utilizing a reaction, it is preferable to add a photopolymerization initiator. Further, the photosensitive wavelength region of the photopolymerization initiator is preferably different from the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent. Here, having different photosensitive wavelengths means that both photosensitive central wavelengths do not overlap. When the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent is different from the photosensitive wavelength region of the photopolymerization initiator, the irradiation of light for changing HTP and the irradiation of light for photopolymerization do not affect each other. Therefore, when imagewise exposed to change the HTP, photopolymerization does not proceed, so that patterning with the HTP change rate as set becomes possible, while photopolymerization to fix the helical structure is performed. Indicates that the photoreactive chiral agent does not react to light and the HT formed
The P change pattern can be reliably fixed, and selective reflection according to the setting is achieved.

【0033】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、ト
リアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等
が挙げられる。この他に、特開平10−29997号公
報等に記載のビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイ
ル)フェニルホスフィンオキシド等のビスアシルホスフ
ィンオキシド類や、Lucirin TPO等のDE4
230555等に記載のアシルホスフィンオキシド類が
挙げられる。
The photopolymerization initiator can be appropriately selected from known ones, for example, p-methoxyphenyl-2,4-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-butoxy) (Styryl) -5-trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, 9-phenylacridine, 9,10-dimethylbenzphenazine, benzophenone / Michler's ketone, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole, benzyldimethylketal, thioxanthone / Amines and triarylsulfonium hexafluorophosphate. In addition, bisacylphosphine oxides such as bis- (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide described in JP-A-10-29997 and the like, and DE4 such as Lucirin TPO and the like.
Acylphosphine oxides described in JP 230555 and the like.

【0034】前記光重合開始剤の添加量としては、液晶
組成物の固形分質量に対して、0.1〜20質量%が好
ましく、0.5〜5質量%がより好ましい。前記添加量
が、0.1質量%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質量%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。
The addition amount of the photopolymerization initiator is preferably from 0.1 to 20% by mass, more preferably from 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the liquid crystal composition. If the amount is less than 0.1% by mass, the curing efficiency at the time of light irradiation is low, so that it may take a long time. If the amount exceeds 20% by mass, the light transmittance from the ultraviolet region to the visible light region may be required. May be inferior.

【0035】[カラーフィルターの製造]本発明のカラ
ーフィルターは、前記の液晶組成物から作製することが
できる。本発明のカラーフィルターは、カラーフィルタ
ー層が前記液晶組成物のみから構成されたシート形態の
ものであってもよいし、カラーフィルター層が所望の支
持体あるいは基板上に設けられた態様のものであっても
よく、更に配向膜や保護膜等の他の層が設けられていて
もよい。液晶層を二層以上積層することもできる。
[Production of Color Filter] The color filter of the present invention can be produced from the above-mentioned liquid crystal composition. The color filter of the present invention may be in the form of a sheet in which the color filter layer is composed of only the liquid crystal composition, or in a mode in which the color filter layer is provided on a desired support or substrate. And other layers such as an alignment film and a protective film may be provided. Two or more liquid crystal layers can be stacked.

【0036】カラーフィルターを製造する方法として
は、特に制限はなく、少なくとも、カラーフィルター基
板に液晶層を形成する工程、該液晶層の光反応型キラル
剤の感光波長領域にある光を画像様に照射する工程、前
記重合性基を少なくとも1つ有する液晶性化合物を光重
合させる工程とを少なくとも有する。また、本発明のカ
ラーフィルターの製造工程には、前記のごとき工程のほ
か、下記のごとく、液晶層とカラーフィルター基板ある
いは仮支持体との接触面に配向処理を施す工程を含ませ
てもよい。
The method for producing the color filter is not particularly limited, and at least the step of forming a liquid crystal layer on the color filter substrate and the image formation of light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent of the liquid crystal layer are performed. Irradiating and photopolymerizing the liquid crystalline compound having at least one polymerizable group. In addition, in addition to the above-described steps, the step of producing the color filter of the present invention may include a step of subjecting the contact surface between the liquid crystal layer and the color filter substrate or the temporary support to an alignment treatment as described below. .

【0037】前記液晶層の形成は、カラーフィルター基
板に直接本発明の液晶組成物を塗布する方法や、仮支持
体に一旦形成した液晶層をカラーフィルター基板に密着
させた後仮支持体を剥離する転写法などにより行なわれ
る。
The liquid crystal layer may be formed by directly applying the liquid crystal composition of the present invention to a color filter substrate, or by peeling the liquid crystal layer once formed on the temporary support into close contact with the color filter substrate and then removing the temporary support. This is performed by a transfer method.

【0038】本発明で用いるごとき光反応型キラル剤
は、その感光波長領域の光を照射すると、その光量に応
じて光反応(異性化、分解、付加、2量化等)を起こ
し、その結果液晶の螺旋構造のピッチを変化させる。し
たがって、液晶層の所望の領域ごとに光照射強度を変え
て光照射すれば、照射強度に対応して螺旋構造のピッチ
変化が生じ、そのピッチに応じた波長の光の選択反射が
起こるため、複数色を呈する。それぞれ異なる領域に異
なる光量を照射するためには、例えば、画像様に光透過
率を変えて作製された露光用マスクを介して露光する方
法が好ましく用いられる。この方法では一回の光照射に
よって、画像様に光反応の程度が異なる(その結果液晶
相の螺旋ピッチを画像様に異ならせることができる)、
液晶層を形成することができるので好ましい方法であ
る。
When the photoreactive chiral agent used in the present invention is irradiated with light in the photosensitive wavelength range, a photoreaction (isomerization, decomposition, addition, dimerization, etc.) occurs according to the amount of light, and as a result, the liquid crystal Change the pitch of the spiral structure. Therefore, if the light irradiation intensity is changed for each desired region of the liquid crystal layer and light irradiation is performed, a change in the pitch of the helical structure occurs in accordance with the irradiation intensity, and selective reflection of light having a wavelength corresponding to the pitch occurs. Presents multiple colors. In order to irradiate different light amounts to different regions, for example, a method of exposing through an exposure mask manufactured by changing the light transmittance imagewise is preferably used. In this method, the degree of photoreaction differs imagewise by a single light irradiation (as a result, the helical pitch of the liquid crystal phase can be changed imagewise).
This is a preferable method because a liquid crystal layer can be formed.

【0039】本発明においては、この工程に先だって、
液晶層に対して透明化処理を行う。透明化処理は、たと
えば、液晶層をネマチック相転移温度以上あるいはアイ
ソトロピック温度以上に加熱し、その後急冷することに
より透明な固体の液晶膜を得ることができる。急冷は、
ネマチック相転移温度以上あるいはアイソトロピック温
度以上の温度から、たとえば室温にまで、冷却後の液晶
層が少なくとも透明性を保つことができる十分大きい冷
却速度で冷却する。次いで、前記のようにして、液晶層
をパターン状に異なる照射強度に露光し、それぞれ異な
る領域に異なる大きさの光反応を起こさせる。光反応型
キラル剤に光反応を起こすための光照射の際、液晶層が
透明でなく白濁等していると、液晶層内において光散乱
が生じ、前記露光マスクに従った正確な滲みのないパタ
ーンを形成することができず、解像度の低下につながる
が、本発明においてはこのような透明化処理を行うので
解像度の大きいカラーフィルターが得られる。
In the present invention, prior to this step,
The liquid crystal layer is subjected to a transparency treatment. In the transparency treatment, for example, a transparent solid liquid crystal film can be obtained by heating the liquid crystal layer to a temperature equal to or higher than the nematic phase transition temperature or equal to or higher than the isotropic temperature, and then rapidly cooling the liquid crystal layer. Quenching
The liquid crystal layer after cooling is cooled from a temperature higher than the nematic phase transition temperature or higher than the isotropic temperature to, for example, room temperature, at a cooling rate large enough to maintain at least transparency of the cooled liquid crystal layer. Next, as described above, the liquid crystal layer is exposed to light having different irradiation intensities in a pattern, so that different regions have different sizes of photoreactions. At the time of light irradiation for causing a photoreaction to the photoreactive chiral agent, if the liquid crystal layer is not transparent and is opaque, light scattering occurs in the liquid crystal layer and there is no accurate bleeding according to the exposure mask. Although a pattern cannot be formed, which leads to a decrease in resolution, in the present invention, such a transparentizing process is performed, so that a color filter having a high resolution can be obtained.

【0040】本発明のカラーフィルターの製造において
は、前記露光の後、すでに選択反射が発現することがも
う1つの特長である。したがって、常法では前記露光の
後、液晶層をネマチック相温度にまで加熱しないと、選
択反射が生じないため、光重合に先立ち、液晶層の温度
をN点にまで加熱する必要があるが、本発明のカラーフ
ィルターにおいては、必ずしもそのような加熱処理は必
要とならない。
Another feature of the production of the color filter of the present invention is that selective reflection is already exhibited after the exposure. Therefore, in the conventional method, after the exposure, unless the liquid crystal layer is heated to a nematic phase temperature, selective reflection does not occur, so that it is necessary to heat the liquid crystal layer to the point N prior to photopolymerization, In the color filter of the present invention, such a heat treatment is not necessarily required.

【0041】しかし、常法のように、液晶層をネマチッ
ク相温度にまで加熱する、あるいはネマチック相温度ま
で加熱する前に、一旦アイソトロピック温度にまで加熱
しその後冷却してネマチック相温度にした後、液晶層に
全面に光を照射して光重合(硬化)させることも可能で
ある。本発明においては、加熱処理が省略可能という点
からは常温において光重合させることが好ましいが、配
向状態の均一性の点からみると、液晶層がネマチック相
を保つ温度において光重合させることが好ましい。
However, as usual, the liquid crystal layer is heated to the nematic phase temperature or, before being heated to the nematic phase temperature, once heated to the isotropic temperature and then cooled to reach the nematic phase temperature. Alternatively, it is also possible to irradiate the entire surface of the liquid crystal layer with light for photopolymerization (curing). In the present invention, it is preferable to perform photopolymerization at room temperature from the viewpoint that the heat treatment can be omitted, but from the viewpoint of uniformity of the alignment state, it is preferable to perform photopolymerization at a temperature at which the liquid crystal layer maintains a nematic phase. .

【0042】また、前述したように、光反応キラル剤に
光反応を起こさせる光の波長領域(光反応キラル剤の感
光波長領域)と、光重合させる光の波長領域(重合開始
剤を用いる場合、その感光波長領域)が異なっているこ
とが好ましい。
As described above, the wavelength region of light that causes a photoreaction with the photoreactive chiral agent (the photosensitive wavelength range of the photoreactive chiral agent) and the wavelength region of light that is photopolymerized (when a polymerization initiator is used) , Their photosensitive wavelength ranges) are different.

【0043】光反応キラル剤に光反応を起こさせる光の
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、
光重合させる光の波長としては、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。ま
た、これらの光の照射強度は充分な光感度が得られるよ
うに適宜選択できる。
The wavelength of the light that causes the photoreactive chiral agent to undergo a photoreaction may be set in the light-sensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent, particularly a wavelength close to the light-sensitive peak wavelength, so that sufficient patterning sensitivity can be obtained. It is preferable in that it can be obtained. Also,
The wavelength of the light to be photopolymerized is preferably set to a light sensitive wavelength range of the polymerization initiator, particularly to a wavelength close to the light sensitive peak wavelength, in that sufficient photopolymerization sensitivity can be obtained. The irradiation intensity of these lights can be appropriately selected so as to obtain sufficient light sensitivity.

【0044】以下に、更に具体的に説明する。 〔第1の態様〕第1の態様は、カラーフィルター基板に
液晶層を形成するのに、転写法を用いる方法である。 (1)仮支持体上に本発明の液晶組成物の層を設け、液
晶層を少なくとも有する転写材料を形成する工程。液晶
層は、本発明の液晶組成物を、バーコーターやスピンコ
ーター等を用いて、仮支持体に塗布することにより形成
される。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(アクリル樹脂、ポリエス
テル、ウレタン樹脂等)よりなるクッション層を設ける
こともできる。また、仮支持体あるいはクッション層の
表面には、配向処理(配向膜の形成およびラビング処
理)を施すことが好ましい。さらに、液晶層の上に保護
のためのカバーフィルムを設けることができる。 (2)前記転写材料を光透過性の基板上にラミネートす
る工程。前記基板には、受像層を設けてもよい。また、
基板あるいは受像層の上には、前記(1)と同様の配向
処理をすることが好ましい。 (3)光透過性の基板に液晶層を転写するとともに仮支
持体を剥離する工程(転写工程)。該液晶層は、下記
(4)を経た後、更に同様に転写材料を積層して、複数
層形成することもできる。 (4)液晶層に露光マスクを介して画像様に光照射して
選択反射色を示す画素パターンを形成し、これに更に光
照射して液晶層を硬化させる工程(露光工程)。本発明
においては、画像様に光照射する前に、液晶層に対し前
記のごとき透明化処理を行なう。
The following is a more specific description. [First Embodiment] The first embodiment is a method using a transfer method for forming a liquid crystal layer on a color filter substrate. (1) A step of providing a layer of the liquid crystal composition of the present invention on a temporary support to form a transfer material having at least a liquid crystal layer. The liquid crystal layer is formed by applying the liquid crystal composition of the present invention to a temporary support using a bar coater, a spin coater, or the like. Between the liquid crystal layer and the temporary support, a thermoplastic resin (acrylic resin, polyester, urethane resin, or the like) is used from the viewpoint of ensuring adhesion during transfer, such as when there is a foreign substance or the like on the transfer target. It is also possible to provide a cushion layer. In addition, it is preferable to perform an alignment treatment (formation of an alignment film and a rubbing treatment) on the surface of the temporary support or the cushion layer. Further, a cover film for protection can be provided on the liquid crystal layer. (2) a step of laminating the transfer material on a light transmissive substrate; The substrate may be provided with an image receiving layer. Also,
It is preferable to perform the same alignment treatment as in the above (1) on the substrate or the image receiving layer. (3) A step of transferring the liquid crystal layer to the light transmitting substrate and peeling off the temporary support (transfer step). After passing through the following (4), a plurality of liquid crystal layers can be formed by further stacking transfer materials in the same manner. (4) A step of irradiating the liquid crystal layer imagewise with light through an exposure mask to form a pixel pattern showing a selective reflection color, and further irradiating light to cure the liquid crystal layer (exposure step). In the present invention, the liquid crystal layer is subjected to the above-described transparency treatment before the image is irradiated with light.

【0045】以下に、図を用いて第1の態様によるカラ
ーフィルターの作製方法を説明する。まず、図1−
(A)で示すように、仮支持体10の上にクッション層
12を設け、更にポリビニルアルコール等の配向膜14
を積層する。次に、図1−(B)に示すように、配向膜
にラビング処理が施される。このラビング処理は、必ず
しも必要ではないが、ラビング処理した方がより配向性
を向上させることができる。次に、図1−(C)に示す
ように、前記配向膜14上に、液晶組成物を塗布、乾燥
し液晶層16を形成した後、この液晶層16上にカバー
フィルム18を設けて、転写材料20を作製する。
Hereinafter, a method of manufacturing the color filter according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. First, FIG.
As shown in (A), a cushion layer 12 is provided on a temporary support 10, and an orientation film 14 such as polyvinyl alcohol is further provided.
Are laminated. Next, as shown in FIG. 1B, a rubbing process is performed on the alignment film. This rubbing treatment is not always necessary, but the rubbing treatment can further improve the orientation. Next, as shown in FIG. 1C, a liquid crystal composition is applied on the alignment film 14 and dried to form a liquid crystal layer 16, and then a cover film 18 is provided on the liquid crystal layer 16, A transfer material 20 is prepared.

【0046】一方、図1−(D)に示すように、別の基
板22に図1−(B)と同様にして配向膜24を形成
し、その表面にラビング処理を施す。以下、これをカラ
ーフィルタ用基板26と称する。次いで、転写シート材
料20のカバーフィルム18を剥がした後、図2−
(E)に示すように、該転写シート20の液晶層16の
表面と、カラーフィルタ用基板26の配向膜24の表面
とが接触するように重ね合わせ、図中の矢印方向に回転
するロールを通してラミネートされる。その後、図2−
(F)に示すように、転写材料20の配向膜14とクッ
ション層12との間で剥離され、カラーフィルタ用基板
26の上に、液晶層16が配向膜14と共に転写され
る。この場合、クッション層12は、必ずしも仮支持体
10と共に剥離しなくてもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 1- (D), an alignment film 24 is formed on another substrate 22 in the same manner as in FIG. 1- (B), and its surface is subjected to a rubbing treatment. Hereinafter, this is referred to as a color filter substrate 26. Next, after peeling off the cover film 18 of the transfer sheet material 20, FIG.
As shown in (E), the surface of the liquid crystal layer 16 of the transfer sheet 20 and the surface of the alignment film 24 of the color filter substrate 26 are overlapped so as to be in contact with each other, and passed through a roll rotating in the direction of the arrow in the figure. Laminated. Then, FIG.
As shown in (F), the liquid crystal layer 16 is transferred together with the alignment film 14 onto the color filter substrate 26 by being peeled off between the alignment film 14 of the transfer material 20 and the cushion layer 12. In this case, the cushion layer 12 does not necessarily have to be peeled off together with the temporary support 10.

【0047】転写後、前記のごとき液晶層に対する透明
化処理を行なった後、図3−(G)に示すように、配向
膜14の上方に、光の透過率の異なる領域を複数有する
露光マスク28およびバンドパスフィルタ(図示せず)
を配置し、このマスク28を介して紫外線照射し、光反
応型キラル剤に光反応を生じさせる。
After the transfer, the liquid crystal layer is subjected to the above-described transparency treatment, and as shown in FIG. 3G, an exposure mask having a plurality of regions having different light transmittances above the alignment film 14. 28 and bandpass filter (not shown)
Is arranged, and ultraviolet rays are irradiated through the mask 28 to cause a photoreaction to the photoreactive chiral agent.

【0048】次に、図3−(H)に示すように、液晶層
16に対して、上記工程(G)におけると同様の光源
(ただしバンドパスフィルタを用いず)を用い、前記工
程(G)の光照射とは異なる照射強度で紫外線を照射し
て、パターンを固定化する。その後、2−ブタノン、ク
ロロホルム等を用いて、液晶層16上の不要部分(例え
ば、クッション層、中間層等の残存部、未露光部)を除
去することにより、図3−(I)に示すように、B・G
・Rの反射領域を有する液晶層を形成できる。
Next, as shown in FIG. 3 (H), the same light source as in the above step (G) (without using a band-pass filter) is applied to the liquid crystal layer 16 to form the liquid crystal layer 16 (G). The pattern is fixed by irradiating ultraviolet rays with an irradiation intensity different from that of the light irradiation of the above). Thereafter, unnecessary portions on the liquid crystal layer 16 (for example, remaining portions such as a cushion layer and an intermediate layer, and unexposed portions) are removed using 2-butanone, chloroform, or the like, so as to be illustrated in FIG. Like BG
A liquid crystal layer having an R reflection region can be formed.

【0049】〔第2の態様〕第2の態様は、カラーフィ
ルタを構成する基板上に直接液晶層を形成する方法であ
り、液晶層を形成した後、前記第1の態様の工程の
(4)と同様の透明化処理および露光工程を行なう方法
である。
[Second Aspect] The second aspect is a method of forming a liquid crystal layer directly on a substrate constituting a color filter. This is a method in which the same transparency processing and exposure step as in the above are performed.

【0050】カラーフィルターとして機能する液晶層の
厚みとは、1.5〜4μmが好ましい。
The thickness of the liquid crystal layer functioning as a color filter is preferably 1.5 to 4 μm.

【0051】これらの工程及び使用する転写材料、支持
体等の材料については、本発明者らが先に提出した特願
平11−342896号及び特願平11−343665
号の各明細書に詳細に記載されている。
Regarding these steps and the materials to be used, such as a transfer material and a support, are described in Japanese Patent Application Nos. 11-342896 and 11-343665 filed by the present inventors.
The details are described in each specification of the item.

【0052】上記のように、光反応型キラル剤を含む液
晶組成物を用いると、光量に対する液晶の螺旋構造の捻
れ力の変化率が大きいので、液晶が呈し得る選択反射色
の色幅が拡がり、色純度に優れた青(B)、緑(G)、赤
(R)の3原色よりなるカラーフィルターを得ることがで
きる。
As described above, when the liquid crystal composition containing the photoreactive chiral agent is used, the rate of change of the twisting force of the helical structure of the liquid crystal with respect to the amount of light is large, so that the color width of the selective reflection color that the liquid crystal can exhibit is widened. Blue (B), Green (G), Red with excellent color purity
A color filter consisting of the three primary colors (R) can be obtained.

【0053】[液晶表示素子]次に、前記のごとき本発
明のカラーフィルターを用いる液晶表示装置について説
明する。本発明の液晶表示装置は、支持基板および対向
基板の間に、カラーフィルター、液晶層、および液晶駆
動電極を少なくとも有し、該カラーフィルターとして、
前記のごとき本発明のカラーフィルターを用いる。本発
明の液晶表示装置は、反射型液晶表示装置が適している
が、これに限定されるものではなく、透過型液晶表示装
置(たとえば特開平2000−231097号公報に記
載のごとき透過型液晶表示装置)も可能である。
[Liquid Crystal Display Device] Next, a liquid crystal display device using the color filter of the present invention as described above will be described. The liquid crystal display device of the present invention has at least a color filter, a liquid crystal layer, and a liquid crystal drive electrode between a support substrate and a counter substrate, and as the color filter,
The color filter of the present invention as described above is used. The liquid crystal display device of the present invention is suitably a reflection type liquid crystal display device, but is not limited thereto. For example, a transmission type liquid crystal display device (for example, a transmission type liquid crystal display device as described in JP-A-2000-231097). Device) is also possible.

【0054】本発明の液晶表示装置の例を図を用いて説
明するが、これらに限定されるものではない。図4は、
アクティブマトリックス型の反射型液晶装置の一例を示
す。図4に示すように、この反射型液晶表示素子は、図
4の上方を観察者側とすると、偏光板40の下に1/4
波長板42、透明基板44、透明な共通電極46、電気
的に駆動可能な液晶層48、透明画素電極(表示電極)
50、コレステリック偏光素子からなるカラーフィルタ
52、光吸収層54、THF(薄膜トランジスタ)等の
アクティブ素子56、アクティブ素子を電気的に接続す
るための金属配線58、支持基板59を順次配置した構
成になっている。なお、アクティブ素子としてMIMを
用いる場合には、透明基板44側に走査線として、スト
ライプ状の透明電極を形成する。なお、液晶表示装置に
は、液晶配向膜、スペーサー、シール剤等が通常用いら
れるが、図4ではこれらは省略されている。
An example of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these. FIG.
1 shows an example of an active matrix type reflection type liquid crystal device. As shown in FIG. 4, when the upper side of FIG.
Wave plate 42, transparent substrate 44, transparent common electrode 46, electrically drivable liquid crystal layer 48, transparent pixel electrode (display electrode)
50, a color filter 52 composed of a cholesteric polarizing element, a light absorbing layer 54, an active element 56 such as a THF (thin film transistor), a metal wiring 58 for electrically connecting the active element, and a support substrate 59 are sequentially arranged. ing. When an MIM is used as an active element, a stripe-shaped transparent electrode is formed as a scanning line on the transparent substrate 44 side. Note that a liquid crystal alignment film, a spacer, a sealant, and the like are usually used in the liquid crystal display device, but these are omitted in FIG.

【0055】透明基板44および支持基板59には、ガ
ラス基板が適しているが、軽量で割れにくい液晶表示装
置とするために、ガラス基板の代わりにプラスチック基
板を用いることも可能である。透明電極(共通電極4
6、画素電極50、走査線等)には、ITO膜が好まし
く用いられる。
Although a glass substrate is suitable for the transparent substrate 44 and the support substrate 59, a plastic substrate can be used instead of a glass substrate in order to obtain a liquid crystal display device that is lightweight and hard to break. Transparent electrode (common electrode 4
6, a pixel electrode 50, a scanning line, etc.) is preferably an ITO film.

【0056】上記偏光板40と1/4波長板42とは、
観察者側から入射した光h1を右回りまたは左回りの円
偏光として透明基板44側に出射するように、偏光板4
0の偏光面と1/4波長板42の遅相軸がほぼ45度の
角度を保つように配置される。図4では、右回りの円偏
光となるように配置されている。ここで用いる1/4波
長板は可視光全体の波長に渡って1/4波長の位相変調
を発生させる広帯域のものがより好ましい。
The polarizing plate 40 and the 波長 wavelength plate 42 are
The polarizing plate 4 is arranged such that the light h1 incident from the observer side is emitted to the transparent substrate 44 side as clockwise or counterclockwise circularly polarized light.
The polarization plane of 0 and the slow axis of the quarter-wave plate 42 are arranged so as to keep an angle of about 45 degrees. In FIG. 4, they are arranged so as to be clockwise circularly polarized light. The quarter-wave plate used here is more preferably a broadband plate that generates a quarter-wave phase modulation over the entire wavelength of visible light.

【0057】液晶層48は、駆動電圧がOFF状態では
光学的に等方相であり、ON状態ではリターデーション
が1/2波長であるものを用いることとする。
The liquid crystal layer 48 has an optically isotropic phase when the driving voltage is in the OFF state, and has a retardation of 波長 wavelength in the ON state.

【0058】液晶層48に電圧を印可するための透明画
素電極50は、コレステリック偏光素子52と光吸収層
54に設けられたスルーホールを介して金属配線58を
備えたアクティブ素子(TFT)56と接続されてい
る。
The transparent pixel electrode 50 for applying a voltage to the liquid crystal layer 48 includes an active element (TFT) 56 having a metal wiring 58 through a cholesteric polarizing element 52 and a through hole provided in the light absorbing layer 54. It is connected.

【0059】コレステリック偏光素子52は、赤色反射
領域、緑色反射領域、青色反射領域に分割されており、
それぞれの領域は対応する反射色を選択反射するような
螺旋ピッチを有している。
The cholesteric polarizing element 52 is divided into a red reflection area, a green reflection area, and a blue reflection area.
Each region has a helical pitch that selectively reflects the corresponding reflection color.

【0060】光吸収層54はコレステリック偏光素子5
2を透過してくる光を全て吸収するように十分な光学濃
度をもつものを、コレステリック偏光素子52とアクテ
ィブ素子(TFT)56及び金属配線58との間に配置
する。このように配置することにより、液晶層に電圧を
印加させない場合、カラーフィルターを透過する円偏光
(たとえば下記のように左回りの円偏光)がアクティブ
素子間を結ぶ配線により再反射されて、その円偏光(左
回りの円偏光)がカラーフィルターを透過し観察者側に
到達することを防ぐことができる。また、アクティブ素
子56間は電気的に絶縁性を保つことが必要であるが、
光吸収層54に絶縁性を持たせることにより光吸収層と
絶縁層を兼ねさせることができ、好ましい。また、光吸
収層54を絶縁性にしない場合には、光吸収層54とア
クティブ素子56及び金属配線58との間に絶縁層を設
けることが必要である。光吸収層は、可視領域の波長の
光を吸収する層が好ましく、たとえば顔料としてカーボ
ンブラック粒子を用いることができる。また、光吸収層
のバインダーポリマーとしては絶縁性樹脂が好ましく用
いられ、たとえばポリアセタール樹脂、ポリアミド樹
脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられ
る。
The light absorbing layer 54 is made of a cholesteric polarizing element 5
A device having a sufficient optical density so as to absorb all the light passing through 2 is disposed between the cholesteric polarizing element 52 and the active element (TFT) 56 and the metal wiring 58. With this arrangement, when no voltage is applied to the liquid crystal layer, circularly polarized light that passes through the color filter (for example, counterclockwise circularly polarized light as described below) is re-reflected by the wiring that connects the active elements. It is possible to prevent circularly polarized light (counterclockwise circularly polarized light) from passing through the color filter and reaching the observer side. Further, it is necessary to maintain electrical insulation between the active elements 56,
It is preferable that the light absorbing layer 54 have insulating properties because the light absorbing layer 54 can serve as both the light absorbing layer and the insulating layer. If the light absorbing layer 54 is not made insulating, it is necessary to provide an insulating layer between the light absorbing layer 54, the active element 56, and the metal wiring 58. The light absorbing layer is preferably a layer that absorbs light having a wavelength in the visible region. For example, carbon black particles can be used as a pigment. Further, an insulating resin is preferably used as the binder polymer of the light absorbing layer, and examples thereof include a polyacetal resin, a polyamide resin, an acrylic resin, and a polycarbonate resin.

【0061】次に、上記構成の反射型液晶表示素子によ
る表示動作を図4を用いて説明する。図4では中央の破
線を挟んで、左側が駆動電圧OFFの状態、右側が駆動
電圧ONの状態とする。
Next, the display operation of the reflection type liquid crystal display device having the above configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the left side is a state where the driving voltage is OFF, and the right side is a state where the driving voltage is ON with respect to the center broken line.

【0062】図4に示すように、観察者側から入射した
光線h1は偏光板40と1/4波長板42により右回り
の円偏光に変換される。この右回りの円偏光は透明基板
44および透明共通電極46を通過する際には、何ら変
調されることもなく、右回りの円偏光として電圧が印可
されていない状態の液晶層48に進入する。液晶層48
は電圧が印可されていない状態では光学的に等方的な状
態をとっているので、ここでも変調を受けることなく透
過し、次いで透明画素電極50を通過した光は右円偏光
状態を推持したままコレステリック偏光素子(カラーフ
ィルター)52に向かう。このとき、コレステリック偏
光素子52が、例えば右回りの円偏光の内、赤色波長領
域に選択反射を示すように螺旋の向きとピッチが定めら
れているとすると、入射してきた右円偏光h1の内、赤
色以外の色の光h2はコレステリック偏光素子52を透
過し、光吸収層54に達し吸収される。一方、入射して
きた右円偏光の内、赤色の光はコレステリック偏光素子
52を透過することができず、右回りの円偏光h3とし
て反射され、観察者側に向かう。反射された赤色の右円
偏光h3は、前記理由により何ら変調されることなく1
/4波長板42に到達し、1/4波長板42と偏光板4
0の作用により偏光軸が偏光板40の偏光面と平行な直
線偏光として観察されることになる。
As shown in FIG. 4, the light beam h1 incident from the observer side is converted into clockwise circularly polarized light by the polarizing plate 40 and the quarter-wave plate. When passing through the transparent substrate 44 and the transparent common electrode 46, this clockwise circularly polarized light enters the liquid crystal layer 48 in a state where no voltage is applied as clockwise circularly polarized light without any modulation. . Liquid crystal layer 48
Is in an optically isotropic state in the state where no voltage is applied, so that light is transmitted without being modulated, and then the light that has passed through the transparent pixel electrode 50 maintains the right circularly polarized state. As it is, it goes to the cholesteric polarizing element (color filter) 52. At this time, assuming that the helical direction and pitch of the cholesteric polarizing element 52 are determined so as to exhibit selective reflection in the red wavelength region, for example, of clockwise circularly polarized light, the incident right circularly polarized light h1 The light h2 of a color other than red passes through the cholesteric polarizing element 52, reaches the light absorbing layer 54, and is absorbed. On the other hand, of the incident right circularly polarized light, the red light cannot pass through the cholesteric polarizing element 52, is reflected as clockwise circularly polarized light h3, and travels toward the observer. The reflected red right circularly polarized light h3 becomes 1 without any modulation for the above-mentioned reason.
When the light reaches the 波長 wavelength plate 42, the 波長 wavelength plate 42 and the polarizing plate 4
By the action of 0, the polarization axis is observed as linearly polarized light parallel to the polarization plane of the polarizing plate 40.

【0063】液晶層48に対して電圧が印可された状態
では、入射光h4は前記と同様に液晶層48に右回りの
円偏光として進入する。電圧が印可された状態では液晶
層48は1/2波長のリターデーションを有するので、
右回りの円偏光は左回りの円偏光に変調されて液晶層4
8から出射されるため、右回りの円偏光に対してのみ選
択反射を示すコレステリック変調素子52をすべて通過
する。通過した光は光吸収層54により全て吸収される
ので、結果的に観察者側へは何ら光は反射されないこと
になる。
When a voltage is applied to the liquid crystal layer 48, the incident light h4 enters the liquid crystal layer 48 as clockwise circularly polarized light in the same manner as described above. When the voltage is applied, the liquid crystal layer 48 has a half-wave retardation,
The right-handed circularly polarized light is modulated to the left-handed circularly polarized light to form a liquid crystal layer 4.
8, the light passes through all the cholesteric modulation elements 52 that exhibit selective reflection only for clockwise circularly polarized light. Since all the transmitted light is absorbed by the light absorbing layer 54, no light is reflected to the observer as a result.

【0064】次に、図5を用いて本発明の別な実施の一
形態を説明する。図5は、単純マトリックス型の反射型
液晶表示素子の一例を示す。図5に示すように、この反
射型液晶表示素子は、図の上方を観察者側とすると、偏
光板60の下に1/4波長板62、透明基板64、透明
走査電極66、電気的に駆動可能な液晶層68、透明信
号電極70、コレステリック偏光素子からなるカラーフ
ィルタ72、透明支持基板74、光吸収層76を順次配
置した構成になっている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an example of a reflection type liquid crystal display element of a simple matrix type. As shown in FIG. 5, the reflection type liquid crystal display element has a 波長 wavelength plate 62, a transparent substrate 64, a transparent scanning electrode 66 below a polarizing plate 60, and In this configuration, a drivable liquid crystal layer 68, a transparent signal electrode 70, a color filter 72 composed of a cholesteric polarizing element, a transparent support substrate 74, and a light absorbing layer 76 are sequentially arranged.

【0065】上記透明基板64、透明支持基板74、透
明(走査・信号)電極66、70、偏光板60、1/4
波長板62、液晶層68およびカラーフィルター72
は、前記図1のものと同様のものが用いられ、同様に機
能する。
The transparent substrate 64, the transparent support substrate 74, the transparent (scanning / signal) electrodes 66 and 70, the polarizing plate 60, 1/4
Wave plate 62, liquid crystal layer 68 and color filter 72
Is the same as that shown in FIG. 1 and functions similarly.

【0066】液晶層68に電圧を印可するための透明信
号電極70はコレステリック偏光素子からなるカラーフ
ィルター72と液晶層68の間に配置される。
A transparent signal electrode 70 for applying a voltage to the liquid crystal layer 68 is disposed between the color filter 72 composed of a cholesteric polarizing element and the liquid crystal layer 68.

【0067】光吸収層76コレステリック偏光素子72
及び透明支持基板74を透過してくる光を全て吸収する
ように十分な光学濃度を持つものを、透明支持基板74
のコレステリック偏光素子72とは反対側の表面に配置
する。
Light absorbing layer 76 Cholesteric polarizing element 72
And a substrate having a sufficient optical density to absorb all the light transmitted through the transparent support substrate 74.
Is disposed on the surface on the side opposite to the cholesteric polarizing element 72.

【0068】図5に示す液晶表示装置も、液晶層に電圧
が印加されていない場合の光線h1、および印加されて
いる場合の光線h4は、図4における液晶表示装置の場
合と同様に反射あるいは吸収され、h1はカラーフィル
ター72によりh3として反射され観察者側に向かい、
一方、h4はカラーフィルターをすべて透過し透明基板
74を通ってすべて光吸収層76に吸収され観察者側へ
は光は反射されない。
In the liquid crystal display device shown in FIG. 5, the light beam h1 when no voltage is applied to the liquid crystal layer and the light beam h4 when voltage is applied are reflected or reflected in the same manner as in the liquid crystal display device shown in FIG. Absorbed, h1 is reflected as h3 by the color filter 72 and goes to the observer side,
On the other hand, h4 is entirely transmitted through the color filter, passes through the transparent substrate 74, and is entirely absorbed by the light absorbing layer 76, and the light is not reflected toward the observer.

【0069】[0069]

【実施例】実施例1 この例では、カラーフィルターを作製する例を示す。 (1) 液晶組成物の調製 以下で示す組成の液晶組成物を調製した。Embodiment 1 In this embodiment, an example of manufacturing a color filter will be described. (1) Preparation of liquid crystal composition A liquid crystal composition having the following composition was prepared.

【0070】[0070]

【化6】 Embedded image

【0071】なお、前記液晶化合物のisotropi
c点は120℃で、nematic点は85℃である。
The isotropi of the liquid crystal compound
The point c is 120 ° C. and the nematic point is 85 ° C.

【0072】(2) カラーフィルターの作製 1) カラー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〔LX−140
0(日立化成デュポン(株)製)をN−メチル−2−ピ
ロリドン:2−ブトキシエタノール:ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテルの1:1:1混合溶媒に溶解さ
せた2質量%溶液〕をスピンコーターを用い、1000
rpmで塗布し、100℃のオーブンで30分間乾燥し
た後、250℃のオーブンで30分キュアして配向膜を
形成した。更に、該膜の表面をラビング処理により配向
処理して配向膜付ガラス基板を作製した。
(2) Preparation of Color Filter 1) Preparation of Color Filter Substrate A polyimide alignment film coating solution [LX-140
0 (manufactured by Hitachi Chemical DuPont) in a 1: 1: 1 mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone: 2-butoxyethanol: diethylene glycol monoethyl ether] using a spin coater. , 1000
The solution was applied at rpm, dried in an oven at 100 ° C. for 30 minutes, and cured in an oven at 250 ° C. for 30 minutes to form an alignment film. Further, the surface of the film was subjected to an orientation treatment by a rubbing treatment to produce a glass substrate with an orientation film.

【0073】2) カラーフィルター層の形成 上記1)で作製した配向膜付ガラス基板の該配向膜上に、
前記(1)の液晶組成物をスピンコーターを用い600
rpmで、塗布層がおよそ2μmとなるように塗布し、
これを100℃のオーブンで30分間乾燥して液晶層を
形成した。次いで、液晶層をホットプレートにより85
℃(N点)にまで加熱し、その後、液晶層を設けた基板
を、室温に保った金属板に接触させることにより、室温
までに急冷(85℃から25℃までおよそ1分で冷却)
した。透明な固体液晶層が形成された。前記透明層の上
に、透過率が三段階に異なり(0%、46%、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350nm
に中心を持つバンドパスフィルタとを介して超高圧水銀
灯を配置し、このフォトマスク及びバンドパスフィルタ
を通して超高圧水銀灯により照射しパターニングした。
このときの照射エネルギーは青色画素用に対してmJ/
cm2であり、照射強度は4.2mW/cm2であった。
また、照射時間は20秒であった。この状態ですでに選
択反射が観察された。その後、フォトマスクとバンドパ
スフィルタとを取り除き、液晶層をホットプレートによ
り加熱し、iso点である120℃で30秒間保持し
た。その後、液晶層を85℃に保ったホットプレートに
よりN点である85℃に冷却し、その温度で30秒間保
持した。
2) Formation of Color Filter Layer On the alignment film of the glass substrate provided with the alignment film prepared in 1) above,
The liquid crystal composition of the above (1) was prepared using a spin coater for 600 minutes.
At about rpm, the applied layer is applied to be about 2 μm,
This was dried in an oven at 100 ° C. for 30 minutes to form a liquid crystal layer. Next, the liquid crystal layer was heated to 85 by a hot plate.
° C (point N), and then the substrate provided with the liquid crystal layer is brought into contact with a metal plate kept at room temperature, thereby rapidly cooling to room temperature (cooling from 85 ° C to 25 ° C in about 1 minute).
did. A transparent solid liquid crystal layer was formed. On the transparent layer, the transmittance is different in three stages (0%, 46%, 92%).
%), A photomask in which each region is arranged corresponding to a red pixel, a green pixel, and a blue pixel and a 350 nm
An ultra-high pressure mercury lamp was arranged via a band pass filter having a center at the center, and irradiation was performed with the ultra high pressure mercury lamp through this photomask and the band pass filter to perform patterning.
The irradiation energy at this time is mJ /
cm 2 , and the irradiation intensity was 4.2 mW / cm 2 .
The irradiation time was 20 seconds. In this state, selective reflection was already observed. Thereafter, the photomask and the bandpass filter were removed, and the liquid crystal layer was heated by a hot plate and kept at the iso point of 120 ° C. for 30 seconds. Thereafter, the liquid crystal layer was cooled to 85 ° C., which is the N point, by a hot plate kept at 85 ° C., and kept at that temperature for 30 seconds.

【0074】次に、液晶層を85℃に保ったまま、32
0nmに中心を持つバンドパスフィルタを介した超高圧
水銀灯により、照射強度11.4mW/cm2で20秒
間、全面に露光し、液晶層を重合硬化させた。更に、カ
ラーフィルター層の硬化を促進するために、220℃の
オーブンで20分間焼成し、赤色画素、緑色画素、青色
画素パターンが形成された、色純度が高いカラーフィル
タを得た。
Next, with the liquid crystal layer kept at 85 ° C.,
The entire surface was exposed for 20 seconds at an irradiation intensity of 11.4 mW / cm 2 by an ultra-high pressure mercury lamp through a band-pass filter having a center at 0 nm to polymerize and cure the liquid crystal layer. Further, in order to accelerate the curing of the color filter layer, the color filter layer was baked in an oven at 220 ° C. for 20 minutes to obtain a color filter having high color purity, in which red, green, and blue pixel patterns were formed.

【0075】実施例2 実施例1のカラーフィルターの製造方法において、光反
応を起こすための露光後、加熱せずに、そのまま常温
(25℃)で光重合させた。更に、カラーフィルター層
の硬化を促進するために、220℃のオーブンで20分
間焼成し、赤色画素、緑色画素、青色画素パターンが形
成された、色純度が高いカラーフィルタを得た。
Example 2 In the method of manufacturing a color filter of Example 1, after exposure for causing a photoreaction, photopolymerization was carried out at room temperature (25 ° C.) without heating, without heating. Further, in order to accelerate the curing of the color filter layer, the color filter layer was baked in an oven at 220 ° C. for 20 minutes to obtain a color filter having high color purity, in which red, green, and blue pixel patterns were formed.

【0076】比較例1 前記実施例1のカラーフィルターの作製方法において、
液晶層を塗布・乾燥して形成した後、透明化処理を行な
わず、そのまま露光する他は、実施例1と同様にしてカ
ラーフィルターを作製した。その結果、露光マスクの開
口部よりも外側まで広がった領域において選択反射が起
こり、解像度が低かった。
Comparative Example 1 In the method of manufacturing the color filter of Example 1,
A color filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that a liquid crystal layer was formed by coating and drying, and then the film was exposed as it was without performing a transparentizing process. As a result, selective reflection occurred in a region extending outside the opening of the exposure mask, resulting in low resolution.

【0077】実施例3 実施例1におけるカラーフィルターと同様なカラーフィ
ルターを用いて、図5に示すような構造を有する液晶表
示装置を作製した。 (1) 透明支持基板の準備 厚さ1.1mmのホウケイ酸ガラス基板を洗浄・乾燥し
た。 (2) 透明支持基板への光吸収層、カラーフィルター
層、透明信号電極および配向膜の形成 前記(1)で準備した透明支持基板に、カーボンブラック
と絶縁性樹脂(ポリビニルブチラール)を含む光吸収層
用溶液(絶縁性樹脂に対しカーボンブラックを30質量
%添加)を、乾燥厚みが2μmになるようにスピンコー
ト法で塗布・乾燥して形成した。前記透明支持基板の光
吸収層とは反対の面に、実施例1と同様の方法でカラー
フィルターを形成した。次いで、カラーフィルター層の
上に0.1μmのITO膜をスパッタリング法で形成し
た後、常法のフォトリソグラフィー法によりパターン形
成し、ストライプ状の透明信号電極を形成した。該透明
信号電極にポリイミド配向膜(LX−1400,日立化
成デュポン(株)製)塗布液をスピンコーターにより塗
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形成し、更に、
該膜の表面をラビング処理により配向処理した。 (3) 透明基板(対向基板)の準備 厚さ1.1mmの対向ガラス基板に、スパッタリング法
によりITO膜を0.1μm形成し、その後前記の透明
信号電極の場合と同様にして、ストライプ状の透明走査
電極を形成し、前記配向処理と同様の方法により配向処
理を行った。 (4) 液晶セルの作製 前記のカラーフィルター等を設けた透明支持基板の配向
処理面側と対向基板の配向処理面側を2μmのスペース
を空けて貼り合わせた後、液晶を注入した。液晶として
は電圧ON時にホメオトロピック配向をとり、OFF時
にリターデーションが1/2になるものを使用した。前
記液晶セルの対向基板側に1/4波長版(住友化学
(株)製、スミカライト)および偏光板(住友化学
(株)製、SH−1832AW)を粘着剤を介して貼っ
た。このようにして作製した液晶表示装置は、解像度が
高いカラーフィルターを用いているため、優れたカラー
表示が可能であった。
Example 3 A liquid crystal display device having a structure as shown in FIG. 5 was manufactured using the same color filters as those in Example 1. (1) Preparation of transparent support substrate A borosilicate glass substrate having a thickness of 1.1 mm was washed and dried. (2) Formation of light absorbing layer, color filter layer, transparent signal electrode and alignment film on transparent support substrate Light absorption including carbon black and insulating resin (polyvinyl butyral) on transparent support substrate prepared in (1) above A layer solution (30% by mass of carbon black was added to the insulating resin) was applied by spin coating and dried so as to have a dry thickness of 2 μm. A color filter was formed on the surface of the transparent support substrate opposite to the light absorbing layer in the same manner as in Example 1. Next, an ITO film having a thickness of 0.1 μm was formed on the color filter layer by a sputtering method, and then a pattern was formed by a conventional photolithography method, thereby forming a stripe-shaped transparent signal electrode. A coating solution of a polyimide alignment film (LX-1400, manufactured by Hitachi Chemical DuPont) is applied to the transparent signal electrode by a spin coater, dried in an oven at 100 ° C. for 5 minutes, and then dried.
Baking in an oven at ℃ for 1 hour to form an alignment film.
The surface of the film was subjected to an alignment treatment by a rubbing treatment. (3) Preparation of Transparent Substrate (Counter Substrate) An ITO film was formed on a counter glass substrate having a thickness of 1.1 mm by a sputtering method to a thickness of 0.1 μm by a sputtering method. A transparent scanning electrode was formed, and an alignment process was performed in the same manner as the above-described alignment process. (4) Production of Liquid Crystal Cell After the alignment treatment surface side of the transparent support substrate provided with the color filter and the like and the orientation treatment surface side of the counter substrate were separated by a space of 2 μm, liquid crystal was injected. The liquid crystal used had a homeotropic alignment when the voltage was ON, and the retardation was halved when the voltage was OFF. A quarter-wave plate (Sumikalite, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and a polarizing plate (SH-1832AW, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were adhered to the counter substrate side of the liquid crystal cell via an adhesive. Since the liquid crystal display device thus manufactured uses a color filter with high resolution, excellent color display was possible.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明のカラーフィルターの製造方法に
おいて、光反応型キラル剤の感光波長領域にある光を画
像様に照射する工程に先だって前記液晶層に対し透明化
処理を行っているので、解像度が高いカラーフィルター
が得られる。そして、このようなカラーフィルターを組
み込んだ液晶表示装置は、優れたカラー表示が可能とな
る。
In the method for producing a color filter of the present invention, the liquid crystal layer is subjected to a transparency treatment prior to the step of imagewise irradiating light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent. A color filter with high resolution can be obtained. The liquid crystal display device incorporating such a color filter can perform excellent color display.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の液晶カラーフィルタを製造する工程
の一部を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a part of a process of manufacturing a liquid crystal color filter of the present invention.

【図2】 本発明の液晶カラーフィルタを製造する工程
の一部を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a part of a process of manufacturing a liquid crystal color filter of the present invention.

【図3】 本発明の液晶カラーフィルタを製造する工程
の一部を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a part of a process of manufacturing a liquid crystal color filter of the present invention.

【図4】 本発明のアクティブマトリックス型液晶表示
装置の一例を示す概念図であり、1点鎖線の左側は電圧
OFF状態の、右側は電圧ON状態の、円偏光の反射あ
るいは吸収をそれぞれ示す。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of an active matrix type liquid crystal display device of the present invention. The left side of the dashed line indicates the reflection or absorption of circularly polarized light in the voltage OFF state, and the right side thereof indicates the voltage ON state.

【図5】 本発明の単純マトリックス型液晶表示装置の
一例を示す概念図であり、1点鎖線の左側は電圧OFF
状態の、右側は電圧ON状態の、円偏光の反射あるいは
吸収をそれぞれ示す。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a simple matrix type liquid crystal display device of the present invention.
The right side of the state shows the reflection or absorption of the circularly polarized light in the voltage ON state, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 仮支持体 12 クッション層 14、24 配向膜 16 液晶層 18 カバーフィルム 20 転写材料 22 基板 26 カラーフィルタ用基板 28 露光マスク 40、60 偏光板 42、62 1/2波長板 44、64 透明基板 46 透明共通電極 48、68 液晶層 50 透明画素電極 52、72 カラーフィルター 54、76 光吸収層 56 TFT素子 58 金属配線 59、74 支持基板 66 透明走査電極 70 透明信号電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Temporary support 12 Cushion layer 14, 24 Orientation film 16 Liquid crystal layer 18 Cover film 20 Transfer material 22 Substrate 26 Color filter substrate 28 Exposure mask 40, 60 Polarizing plate 42, 62 1/2 wave plate 44, 64 Transparent substrate 46 Transparent common electrode 48, 68 Liquid crystal layer 50 Transparent pixel electrode 52, 72 Color filter 54, 76 Light absorption layer 56 TFT element 58 Metal wiring 59, 74 Support substrate 66 Transparent scanning electrode 70 Transparent signal electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 BA43 BA47 BA64 BB02 BB42 2H049 BA02 BA03 BA05 BA07 BA43 BB03 BC22 2H091 FA01Y FB02 LA15 LA17 LA30  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H048 BA43 BA47 BA64 BB02 BB42 2H049 BA02 BA03 BA05 BA07 BA43 BB03 BC22 2H091 FA01Y FB02 LA15 LA17 LA30

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、重合性基を少なくとも1つ
有する液晶性化合物および光反応型キラル剤を含む液晶
層を形成する工程、該液晶層の光反応型キラル剤の感光
波長領域にある光を画像様に照射する工程、前記重合性
基を少なくとも1つ有する液晶性化合物を光重合させる
工程とを少なくとも有する、カラーフィルターの製造方
法であって、前記光反応型キラル剤の感光波長領域にあ
る光を画像様に照射する工程に先だって前記液晶層に対
し透明化処理を行うことを特徴とするカラーフィルター
の製造方法。
1. A step of forming a liquid crystal layer containing at least a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group and a photoreactive chiral agent, wherein light in the photosensitive wavelength region of the photoreactive chiral agent of the liquid crystal layer is formed. A method for producing a color filter, comprising at least a step of irradiating imagewise and a step of photopolymerizing a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group, wherein the photoreactive chiral agent is in a photosensitive wavelength region. A method for producing a color filter, wherein a transparentizing treatment is performed on the liquid crystal layer prior to the step of irradiating light imagewise.
【請求項2】 前記透明化処理が、液晶層を加熱する工
程およびこれに続く急冷工程を含むことを特徴とする請
求項1に記載のカラーフィルターの製造方法。
2. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the transparentizing treatment includes a step of heating the liquid crystal layer and a subsequent quenching step.
【請求項3】 前記加熱が、前記液晶性化合物がネマチ
ック相状態を呈する温度範囲になるように行なわれるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカラー
フィルターの製造方法。
3. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the heating is performed so that the temperature is in a temperature range in which the liquid crystal compound exhibits a nematic phase state.
【請求項4】 前記光重合させる工程が、常温で行なわ
れることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれ
か1項に記載のカラーフィルターの製造方法。
4. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the step of photopolymerizing is performed at room temperature.
【請求項5】 前記液晶層がさらに光重合開始剤を含む
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のカラー
フィルターの製造方法。
5. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the liquid crystal layer further contains a photopolymerization initiator.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか1項
に記載のカラーフィルターの製造方法により作製される
カラーフィルター。
6. A color filter produced by the method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 少なくとも1つが光透過性の1対の基板
の間にカラーフィルター、液晶層および液晶駆動電極を
少なくとも備えた液晶表示装置において、前記カラーフ
ィルターが、請求項6に記載のカラーフィルターである
ことを特徴とする液晶表示装置。
7. A liquid crystal display device comprising at least one of a color filter, a liquid crystal layer, and a liquid crystal drive electrode between a pair of substrates that are light-transmissive, wherein the color filter is the color filter according to claim 6. A liquid crystal display device, characterized in that:
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