JP2002309103A - Liquid crystalline composition, color filter, and liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystalline composition, color filter, and liquid crystal display device

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JP2002309103A
JP2002309103A JP2001115231A JP2001115231A JP2002309103A JP 2002309103 A JP2002309103 A JP 2002309103A JP 2001115231 A JP2001115231 A JP 2001115231A JP 2001115231 A JP2001115231 A JP 2001115231A JP 2002309103 A JP2002309103 A JP 2002309103A
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color filter
liquid crystal
liquid crystalline
light
crystalline composition
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Yasunari Kawabata
耕也 川畑
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystalline composition which allows omitting of an oriented film at the one side in the manufacture of a color filter by con trolling the orientation of liquid crystalline molecules and giving a uniform thick film with no coating imperfection by controlling the inclusion of foreign matters, to provide a color filter having a uniform selective reflection wave length and a sufficiently high reflectance made by using the above liquid crystal line composition, and a liquid crystal display device using the above color filter. SOLUTION: The liquid crystalline composition is characterized by containing at least a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group, a chirality-generating agent, a polymerization initiator, an air-interfacial orientating agent and a solvent, and by having a viscosity of 1-100 cP.

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、液晶性組成物、該
液晶性組成物を用いて製造されるカラーフィルタ、及び
該カラーフィルタを備えた液晶表示装置に関するもので
ある。
The present invention relates to a liquid crystal composition, a color filter manufactured using the liquid crystal composition, and a liquid crystal display device provided with the color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラーフィルタは、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ている。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ている。
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 are increasingly being used for 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, color filters used for color liquid crystal displays and the like are generally
Each pixel of red (R), green (G), and blue (B) is formed with a black matrix formed in the gap between the pixels to improve display contrast.

【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、カラーフィルタの製造方法とし
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、材料の利用率が高いものの、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。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 of manufacturing a color filter, a printing method, an electrodeposition method, an ink jet method, and the like are known. Although the above printing method has a high material utilization rate, it is a method of printing each color one by one sequentially, so that it is difficult to align the pattern of each color, the resolution of pixels is low, the film thickness is not uniform, and the high definition is high. There is a drawback that it is difficult to cope with the formation of a complicated image pattern. 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は、いずれも光吸収型
のカラーフィルタであり、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。
Each of the color filters is a light absorption type color filter, and in principle, about 1% of the light from the light source.
Since only / 3 can be transmitted, the brightness is not 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 lost.

【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。
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 polarizer selectively reflects circularly polarized light of a specific wavelength, because it has the property of transmitting circularly polarized light of other wavelengths, unlike a color filter if the color resin,
By reusing transmitted light, utilization efficiency can be increased, and a substantially bright color filter can be formed. Therefore, this type of color filter is suitable for a reflective 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.

【0007】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層を形成する方法を
出願した(特願平11−343666号公報)。
The present applicant has previously described a method for forming 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. An application was filed (Japanese Patent Application No. 11-343666).

【0008】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. 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).

【0009】前記のようなカラーフィルタの製造におい
ては、一般に、まず、重合性の液晶性化合物と光反応型
キラル剤を、或いはさらにこれらに重合性モノマー等を
加えたものを、有機溶媒に溶解させた溶液を、ガラス基
板等に塗布する工程が行われる。ところが、重合性の液
晶性化合物が各種有機溶媒に溶解しにくいこともあっ
て、溶液中の液晶性化合物の含有量には限界があり、前
記溶液の粘度は低く、この溶液から均一で厚い層を形成
することができないという問題があった。このような問
題に対し、ポリマーを少量添加することが考えられる
が、ポリマーの添加により液晶の配向が乱されるので、
高性能のカラーフィルタを製造することは不可能であ
る。また、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、溶液塗布が可能な架橋型液晶性組
成物が記載されている。この組成物は、溶剤の比率を変
えることにより粘度調整は可能であるが、液晶の再配向
に時間がかかるという不利な点がある。
In the production of a color filter as described above, generally, first, a polymerizable liquid crystal compound and a photoreactive chiral agent, or those obtained by adding a polymerizable monomer or the like thereto, are dissolved in an organic solvent. A step of applying the solution to a glass substrate or the like is performed. However, since the polymerizable liquid crystal compound is difficult to dissolve in various organic solvents, the content of the liquid crystal compound in the solution is limited, and the viscosity of the solution is low. Cannot be formed. For such a problem, it is conceivable to add a small amount of a polymer, but since the addition of the polymer disturbs the alignment of the liquid crystal,
It is impossible to produce a high-performance color filter. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-154168 describes a solution-coatable cross-linkable liquid crystalline composition containing a specific high molecular weight acrylic photoisomerizable chiral compound and a liquid crystal polymer. This composition can adjust the viscosity by changing the ratio of the solvent, but has the disadvantage that it takes time to reorient the liquid crystal.

【0010】一方、カラーフィルタの製造において液晶
性組成物を含む層(カラーフィルタ形成層)を塗布形成
する場合、特に低分子液晶では、基板側で液晶分子が
(基板と)水平になるように配向処理を施しても、カラ
ーフィルタ形成層の片側が空気界面にあるので空気界面
側で液晶分子が垂直に立ち、カラーフィルタ形成層の厚
み方向に向かって液晶分子の傾斜角度(プレチルト角
度)が連続的に変化する状態が生じる。このため通常
は、層の両側を配向膜で挟みこむ必要があるが、液晶性
組成物を重合して光学膜として利用する場合には、軽量
化や薄型化のために重合後少なくとも片側の配向膜を剥
がす必要があり、配向膜の設置、除去といった工程の増
大や廃材の増大を伴うという問題があった。
On the other hand, when a layer containing a liquid crystal composition (color filter forming layer) is formed by coating in the production of a color filter, particularly in the case of a low-molecular liquid crystal, the liquid crystal molecules should be horizontal (to the substrate) on the substrate side. Even if the alignment treatment is performed, the liquid crystal molecules stand vertically on the air interface side because one side of the color filter formation layer is at the air interface, and the tilt angle (pretilt angle) of the liquid crystal molecules toward the thickness direction of the color filter formation layer is increased. A continuously changing state occurs. For this reason, it is usually necessary to sandwich both sides of the layer with an alignment film. However, when the liquid crystal composition is polymerized and used as an optical film, at least one side of the alignment is required after polymerization to reduce the weight and thickness. It is necessary to peel off the film, and there is a problem that an increase in steps such as installation and removal of an alignment film and an increase in waste material are involved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタ
の製造において液晶分子の配向を制御することにより片
側の配向膜の省略を可能とし、かつ、ごみの混入を抑制
して塗布欠陥のない均一で厚い膜が得られる液晶性組成
物、該液晶性組成物を用いて製造される選択反射波長が
均一で反射率が充分高いカラーフィルタ、及び該カラー
フィルタを用いた液晶表示装置を提供することを目的と
し、該目的を達成することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to omit the alignment film on one side by controlling the alignment of liquid crystal molecules in the production of a color filter. And a liquid crystal composition capable of obtaining a uniform and thick film free from coating defects by suppressing the incorporation of dust, and a color filter having a uniform selective reflection wavelength and sufficiently high reflectance manufactured using the liquid crystal composition. And an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the color filter.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
は、以下の通りである。 <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、キラル剤、重合開始剤、空気界面配向剤
及び溶媒を含み、かつ粘度が1〜100cP(mPa・
s)であることを特徴とする液晶性組成物である。 <2> 表面張力が、50mN/m以下である<1>に
記載の液晶性組成物である。 <3> 前記キラル剤が、光反応型キラル剤である<1
>又は<2>に記載の液晶性組成物である。
Means for solving the above problems are as follows. <1> At least a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group, a chiral agent, a polymerization initiator, an air interface aligning agent and a solvent, and having a viscosity of 1 to 100 cP (mPa ·
s). <2> The liquid crystalline composition according to <1>, wherein the surface tension is 50 mN / m or less. <3> The chiral agent is a photoreactive chiral agent <1.
> Or <2>.

【0013】<4> 液晶表示装置に用いられ、少なく
とも、基板上に配向膜を形成する工程、前記配向膜上に
液晶性組成物からなるカラーフィルタ形成層を設ける工
程、前記カラーフィルタ形成層に紫外線を照射する工程
を有するカラーフィルタの製造方法によって製造される
カラーフィルタであって、前記液晶性組成物が、<1>
〜<3>のいずれかに記載の液晶性組成物であることを
特徴とするカラーフィルタである。 <5> 前記カラーフィルタ形成層は、バーコート方
式、スピンコート方式、及びスリットコート方式のいず
れかの方式で塗布することにより形成される<4>に記
載のカラーフィルタである。 <6> <4>又<5>に記載のカラーフィルタを備え
た液晶表示装置である。
<4> For use in a liquid crystal display device, at least a step of forming an alignment film on a substrate, a step of providing a color filter forming layer made of a liquid crystalline composition on the alignment film, A color filter manufactured by a method for manufacturing a color filter having a step of irradiating an ultraviolet ray, wherein the liquid crystal composition is <1>
A color filter, which is the liquid crystalline composition according to any one of <3> to <3>. <5> The color filter according to <4>, wherein the color filter forming layer is formed by applying any one of a bar coating method, a spin coating method, and a slit coating method. <6> A liquid crystal display device including the color filter according to <4> or <5>.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】[液晶性組成物]本発明に係る液
晶性組成物は、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、キラル剤、重合開始剤、空気界面
配向剤(界面活性剤)及び溶媒を含んでなる。また、前
記液晶性組成物の粘度は、1〜100cP(mPa・
s)であり、好ましくは20〜100cP、より好まし
くは50〜100cPである。なお、前記粘度は、ハー
ケ社製のビスコテスターVT550により、20℃の条
件下で測定した絶対粘度値である。前記液晶性組成物の
粘度を1〜100cPとすることにより、塗布性に優れ
たものとなるので、前記液晶性組成物を塗布して層を形
成する場合に、均一な厚さの層を形成することが可能と
なる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Liquid Crystal Composition] The liquid crystal composition according to the present invention comprises at least a liquid crystal compound having at least one polymerizable group, a chiral agent, a polymerization initiator, an air interface alignment agent (interface Activator) and a solvent. The liquid crystal composition has a viscosity of 1 to 100 cP (mPa ·
s), preferably 20 to 100 cP, more preferably 50 to 100 cP. The viscosity is an absolute viscosity value measured at 20 ° C. with a Visco Tester VT550 manufactured by Haake. By setting the viscosity of the liquid crystalline composition to 1 to 100 cP, the coatability becomes excellent. Therefore, when forming the layer by applying the liquid crystalline composition, a layer having a uniform thickness is formed. It is possible to do.

【0015】また、前記液晶性組成物の表面張力は、塗
布性を考慮して、50mN/m以下であることが好まし
く、40mN/m以下であることがより好ましく、30
mN/m以下であることがさらに好ましい。この表面張
力は、協和界面科学社製の表面張力計CBVP−A3に
より20℃の条件下で測定した値である。
Further, the surface tension of the liquid crystalline composition is preferably 50 mN / m or less, more preferably 40 mN / m or less, in consideration of coatability.
More preferably, it is not more than mN / m. This surface tension is a value measured under the condition of 20 ° C. using a surface tension meter CBVP-A3 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

【0016】(重合性基を少なくとも1つ有する液晶性
化合物)本発明の液晶性組成物において、重合性基を少
なくとも1つ有する(低分子)液晶性化合物(以下、重
合性液晶化合物ともいう。)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。液晶性化合物の
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。
(Liquid Crystal Compound Having at least One Polymerizable Group) In the liquid crystal composition of the present invention, a (low molecular weight) liquid crystal compound having at least one polymerizable group (hereinafter also referred to as a polymerizable liquid crystal compound). ) Is preferably a nematic liquid crystal compound having a polymerizable group. The polymerizable group of the liquid crystal compound ensures sufficient curability and improves the heat resistance of the layer.

【0017】前記重合性基を有する液晶性化合物の具体
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 liquid crystalline compound having a polymerizable group include the following compounds. However,
The present invention is not limited to these.

【0018】[0018]

【化1】 Embedded image

【0019】[0019]

【化2】 Embedded image

【0020】[0020]

【化3】 Embedded image

【0021】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.

【0022】[0022]

【化4】 Embedded image

【0023】前記液晶性化合物の含有量としては、液晶
性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 30 to 99.9% by mass based on the mass of the solid content of the liquid crystal composition.
Is preferable, and 50 to 95% by mass is more preferable. When the content is less than 30% by mass, the orientation is insufficient and a desired selective reflection color may not be obtained.

【0024】(キラル剤)キラル剤としては、光反応型
キラル剤が好ましいが、光反応型キラル剤の他に、例え
ば、熱反応型キラル剤、又は熱、光等に反応しないキラ
ル剤等を用いることもできる。
(Chiral Agent) As the chiral agent, a photoreactive chiral agent is preferable. In addition to the photoreactive chiral agent, for example, a heat-reactive chiral agent or a chiral agent which does not react to heat, light or the like can be used. It can also be used.

【0025】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(HTP)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
剤は、溶解度パラメータのSP値が前記液晶性化合物に
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。
The photoreactive chiral agent is a compound having a chiral site and a photoreactive site that undergoes a structural change upon irradiation with light, and for example, a compound that greatly changes the twisting power (HTP) of the helical structure of the liquid crystal according to the amount of irradiation. is there. 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, the photoreactive chiral agent preferably has a solubility parameter SP value close to that of the liquid crystalline compound. 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、例えば、特願平11−343666号の段落
[0044]ないし[0047]に記載の光反応型キラ
ル剤、特願2000−193142号の段落[002
1]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[0020]〜[0044]に
記載の光学活性化合物、特願2000−381002号
の段落[0016]〜[0040]に記載の光学活性化
合物、特願2000−381003号の段落[001
5]〜[0036]に記載の光学活性化合物、特願20
00−381966号の段落[0017]〜[005
0]に記載の光学活性化合物、特願2000−3819
67号の段落[0018]〜[0044]に記載の光学
活性化合物、特願2000−382515号の段落[0
020]〜[0049]に記載の光学活性化合物が挙げ
られる。
The photoreactive chiral agent used in the present invention includes, for example, the photoreactive chiral agents described in paragraphs [0044] to [0047] of Japanese Patent Application No. 11-343666 and the paragraph of Japanese Patent Application No. 2000-193142. [002
Paragraph [0019] of Japanese Patent Application No. 2000-380919, in addition to the photoreactive chiral agents described in [1] to [0029].
To [0043], Japanese Patent Application 2000
Optically active compounds described in paragraphs [0020] to [0044] of JP-A-381001, optically active compounds described in paragraphs [0016] to [0040] of Japanese Patent Application No. 2000-381002, and paragraphs of Japanese Patent Application No. 2000-381003 [ 001
5] to [0036], optically active compound, Japanese Patent Application No. 20
Nos. 00-381966, paragraphs [0017] to [005].
0], Japanese Patent Application No. 2000-3819.
No. 67, paragraphs [0018] to [0044], and optically active compounds described in Japanese Patent Application No. 2000-382515, paragraph [0].
020] to [0049].

【0028】(重合開始剤)重合性液晶化合物による重
合反応を利用して、液晶の捻れ力を変化させた螺旋構造
を固定化し、固定化後の液晶性組成物の強度をより向上
させるために、重合開始剤を添加する。重合開始剤とし
ては、光重合開始剤が好ましいが、光重合開始剤の他
に、例えば、熱重合開始剤等を用いることもできる。
(Polymerization Initiator) In order to fix the helical structure in which the twisting force of the liquid crystal is changed by utilizing the polymerization reaction by the polymerizable liquid crystal compound, and to further improve the strength of the liquid crystal composition after the fixing. And a polymerization initiator. As the polymerization initiator, a photopolymerization initiator is preferable, but in addition to the photopolymerization initiator, for example, a thermal polymerization initiator or the like can also be used.

【0029】前記光重合開始剤においては、その感光波
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HTP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。
The photopolymerization initiator preferably has a photosensitive wavelength range different from that 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. Is
The photoreactive chiral agent does not react to light, and the formed HTP change pattern can be reliably immobilized, so that selective reflection can be achieved as set.

【0030】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.

【0031】前記光重合開始剤の添加量としては、液晶
性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 amount of the photopolymerization initiator to be added is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 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.

【0032】(空気界面配向剤)空気界面配向剤とは、
排除体積効果を有する界面活性剤である。ここで、排除
体積効果を有するとは、液晶(分子)の空気界面側の配
向制御、即ち、例えば塗布により液晶性組成物を含む層
を形成した際の、該層表面の空気界面での液晶の空間的
な配向状態を立体的に制御することをいう。具体的に
は、空気界面側の液晶分子のプレチルト角を制御するこ
とをいう。
(Air Interface Orienting Agent)
A surfactant having an excluded volume effect. Here, having the excluded volume effect means controlling the alignment of the liquid crystal (molecule) on the air interface side, that is, the liquid crystal at the air interface on the layer surface when, for example, a layer containing the liquid crystal composition is formed by coating. Is to control the spatial orientation state of the three-dimensionally. Specifically, this means controlling the pretilt angle of liquid crystal molecules on the air interface side.

【0033】好ましい空気界面配向剤の分子構造的な要
件としては、フレキシブルな疎水性部位と環状ユニット
を1つ以上備えた分子的にみて剛性を有するユニット
(以下、剛直部位という。)とを有することである。な
お、用いる液晶性化合物の種類によって、フレキシブル
な疎水性部位をパーフルオロ鎖とすることもでき、長い
アルキル鎖とすることもできる。疎水性部位がフレキシ
ブルであることにより、効果的に疎水性部位を空気側に
配置することができる。また、空気界面配向剤は、分子
数が数百程度の短分子であってもよく、それらが連結し
たポリマーやオリゴマーであってもよい。また、目的に
よって重合性の官能基を付与することも可能である。
The preferred molecular structure of the air interface aligning agent includes a flexible hydrophobic portion and a molecularly rigid unit having at least one cyclic unit (hereinafter referred to as a rigid portion). That is. Note that, depending on the type of the liquid crystalline compound used, the flexible hydrophobic portion can be a perfluoro chain or a long alkyl chain. Since the hydrophobic portion is flexible, the hydrophobic portion can be effectively arranged on the air side. Further, the air interface alignment agent may be a short molecule having a number of molecules of about several hundreds, or may be a polymer or an oligomer in which the molecules are linked. It is also possible to add a polymerizable functional group depending on the purpose.

【0034】このような空気界面配向剤を含有する場合
には、空気界面配向剤のフレキシブルな疎水的部位が空
気界面方向に存在し、かつ剛直部位が液晶分子方向に存
在し、更に、剛直部位が平面的でそれが空気界面と平行
に配列していることにより、液晶分子を空気界面に平行
に配列させることが可能となる。一方、剛直部位が空気
界面と垂直に配列していれば、液晶分子を空気界面に垂
直に配列させることが可能となる。具体的には、ノニオ
ン系の界面活性剤が好ましく、例えば下記化合物が好適
に挙げられる。
When such an air interface aligning agent is contained, the flexible hydrophobic portion of the air interface aligning agent exists in the air interface direction, the rigid portion exists in the liquid crystal molecule direction, and the rigid portion further exists. Are planar and are arranged parallel to the air interface, so that the liquid crystal molecules can be arranged parallel to the air interface. On the other hand, if the rigid portions are arranged perpendicular to the air interface, it becomes possible to arrange the liquid crystal molecules perpendicular to the air interface. Specifically, nonionic surfactants are preferable, and for example, the following compounds are preferable.

【0035】[0035]

【化5】 Embedded image

【0036】[0036]

【化6】 Embedded image

【0037】前記空気界面配向剤の添加量としては、液
晶性組成物を含む層の空気界面側の表面を一分子ほど覆
う程度が好ましく、液晶性組成物全体に対して、0.0
5〜5質量%が好ましく、0.5〜2質量%がより好ま
しい。前記添加量が、0.05質量%未満であると、そ
の効果を発揮しないことがあり、5質量%を越えると、
空気界面配向剤自体が会合を起こして液晶と相分離を起
こすことがある。なお、空気界面配向剤を含有すること
により表面張力の低下が図られるが、さらに表面張力を
低下させ、塗布性の向上を図る目的で、前記空気界面配
向剤以外の界面活性剤を併用することもできる。
The amount of the air interface aligning agent added is preferably such that the surface of the layer containing the liquid crystal composition on the air interface side is covered by about one molecule.
5-5 mass% is preferable, and 0.5-2 mass% is more preferable. If the amount is less than 0.05% by mass, the effect may not be exhibited. If the amount exceeds 5% by mass,
In some cases, the air interface alignment agent itself associates to cause phase separation with the liquid crystal. Although the surface tension is reduced by containing the air interface aligning agent, a surfactant other than the air interface aligning agent may be used in combination for the purpose of further lowering the surface tension and improving coating properties. Can also.

【0038】(溶媒)本発明の液晶性組成物に用いる溶
媒は、前記重合性液晶化合物、キラル剤、重合開始剤、
及び空気界面配向剤を溶解させて塗布に適した溶液とす
るためのものである。溶媒は、用いる液晶性組成物の成
分にもよるが、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、N−メチル−2−ピ
ロリドン等の有機溶媒が用いられる。
(Solvent) The solvent used in the liquid crystal composition of the present invention includes the polymerizable liquid crystal compound, a chiral agent, a polymerization initiator,
And an air interface aligning agent to be dissolved to form a solution suitable for coating. As the solvent, an organic solvent such as 2-butanone, cyclohexanone, methylene chloride, chloroform, and N-methyl-2-pyrrolidone is used, although it depends on the components of the liquid crystal composition to be used.

【0039】本発明の液晶性組成物は、上記した重合性
液晶化合物、キラル化合物、重合開始剤、及び空気界面
配向剤を上記した溶媒に溶解して得ることができる。こ
の場合において、特に、溶媒としてはクロロホルム等の
比較的揮発性の高い溶媒とシクロヘキサン等の比較的揮
発性の低いものを適宜混合して、塗布液の乾燥速度を調
整するとよい。また、粘度を上げる目的では、クロロホ
ルム、シクロヘキサン等が好ましく、これにより粘度を
容易に上記範囲にすることができる。
The liquid crystalline composition of the present invention can be obtained by dissolving the above-mentioned polymerizable liquid crystal compound, chiral compound, polymerization initiator, and air interface alignment agent in the above-mentioned solvent. In this case, in particular, as the solvent, a solvent having a relatively high volatility such as chloroform and a solvent having a relatively low volatility such as cyclohexane may be appropriately mixed to adjust the drying speed of the coating solution. For the purpose of increasing the viscosity, chloroform, cyclohexane or the like is preferable, whereby the viscosity can be easily adjusted to the above range.

【0040】本発明の液晶性組成物には、前記重合性液
晶化合物、キラル剤、重合開始剤、、空気界面配向剤、
及び溶媒の他に、必要に応じて、ゲル化剤、重合性モノ
マーや、バインダ樹脂、重合禁止剤、増粘剤、色素、顔
料、紫外線吸収剤等の他の成分を含ませることができ
る。
The liquid crystalline composition of the present invention includes the polymerizable liquid crystal compound, a chiral agent, a polymerization initiator, an air interface alignment agent,
In addition to the solvent and the solvent, if necessary, other components such as a gelling agent, a polymerizable monomer, a binder resin, a polymerization inhibitor, a thickener, a dye, a pigment, and an ultraviolet absorber can be contained.

【0041】(ゲル化剤)ゲル化剤は、有機溶媒をゲル
化させる化合物が好ましく用いられる。このゲル化剤を
添加した液晶性組成物は、液晶性組成物を塗布する温
度、たとえば40〜100℃程度の温度においては、ゲ
ル状態が解かれ、塗布に適した粘度を呈するのに対し、
塗布直後、塗布層の温度が低下し、たとえば常温になっ
たとき塗布層をゲル化あるいは固形化させるものであ
る。ゲル化剤を添加した液晶性組成物は、塗布適性に優
れるとともに、均一で厚い膜厚のカラーフィルタ形成層
を形成することが可能となる。また、基板に液晶性組成
物を塗布する際、液が基板裏面に回り込むことも回避で
きる。この液晶性組成物からカラーフィルタを製造する
と、厚く均一なカラーフィルタ膜が得られるので、選択
反射波長が均一で色むらがなく、反射率が充分なカラー
フィルタとなる。また、理由は明らかでないが、解像度
も上がる。
(Gelling Agent) As the gelling agent, a compound that gels an organic solvent is preferably used. The liquid crystalline composition to which the gelling agent is added, at a temperature at which the liquid crystalline composition is applied, for example, at a temperature of about 40 to 100 ° C., the gel state is released and a viscosity suitable for application is exhibited.
Immediately after the application, the temperature of the applied layer is lowered, and when the temperature of the applied layer becomes, for example, normal temperature, the applied layer is gelled or solidified. The liquid crystalline composition to which the gelling agent is added is excellent in application suitability and can form a uniform and thick color filter forming layer. In addition, when the liquid crystalline composition is applied to the substrate, the liquid can be prevented from flowing around the back surface of the substrate. When a color filter is manufactured from this liquid crystalline composition, a thick and uniform color filter film can be obtained, so that a selective reflection wavelength is uniform, there is no color unevenness, and the color filter has a sufficient reflectance. Also, although the reason is not clear, the resolution also increases.

【0042】前記ゲル化剤としては、溶媒をゲル化させ
る化合物であれば特に制限なく用いることができ、たと
えば、以下のごとき化合物を用いることができる。ゲル
化剤は、用いる溶媒との組み合わせを考慮して、少量の
添加により溶媒を効率よくゲル化させることができ、液
晶の配列に悪影響を与えず、可視光の吸収のないものが
適宜選択される。なお、「表面」36巻6号の1ないし
13頁には、各種ゲル化剤および該ゲル化剤がゲル化さ
せることのできる溶媒が詳細に説明されている。
As the gelling agent, any compound can be used without particular limitation as long as it is a compound capable of gelling a solvent. For example, the following compounds can be used. The gelling agent can be efficiently gelled by adding a small amount thereof in consideration of the combination with the solvent used, and a gelling agent that does not adversely affect the alignment of the liquid crystal and does not absorb visible light is appropriately selected. You. In addition, on pages 1 to 13 of “Surface”, Vol. 36, No. 6, various gelling agents and solvents capable of causing the gelling agents to gel are described in detail.

【0043】[0043]

【化7】 Embedded image

【0044】[0044]

【化8】 Embedded image

【0045】[0045]

【化9】 Embedded image

【0046】[0046]

【化10】 Embedded image

【0047】[0047]

【化11】 Embedded image

【0048】前記ゲル化剤は、ゲル化剤の種類にもよる
が、一般的に、用いる溶媒に対し0.1〜5質量%、好
ましくは1〜2質量%添加することができる。0.1質
量%より少ないと、必要なゲル状態を達成することがで
きず、また、5質量%より多いと配向欠陥の原因となり
やすい。また、前記ゲル化剤を添加する場合において、
添加量を少なくするなどにより、液晶性組成物を完全に
ゲル化させず、半ゲル化状態あるいは粘稠化させた状態
において塗布することも可能であり、この場合は、室温
において塗布することができる。前記化合物のなかでも
特に、トリデシル−1,3,5−ベンゼントリカルボキ
サミドはこのような塗布形態で使用するのに好ましいゲ
ル化剤である。
The above-mentioned gelling agent depends on the kind of the gelling agent, but can be generally added in an amount of 0.1 to 5% by mass, preferably 1 to 2% by mass based on the solvent used. If the amount is less than 0.1% by mass, a required gel state cannot be achieved, and if the amount is more than 5% by mass, alignment defects are likely to occur. Further, when the gelling agent is added,
By reducing the amount of addition, the liquid crystalline composition is not completely gelled, and it is also possible to apply the composition in a semi-gelled state or a viscous state.In this case, it is possible to apply the composition at room temperature. it can. Among these compounds, tridecyl-1,3,5-benzenetricarboxamide is a preferred gelling agent for use in such a coating form.

【0049】(重合性モノマー)本発明の液晶性組成物
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
の液晶性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。
(Polymerizable Monomer) The liquid crystalline composition of the present invention may contain a polymerizable monomer. 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 property after the fixing is fixed. The strength of the composition 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.

【0050】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。
Examples of the polymerizable monomer include a monomer having an ethylenically unsaturated bond. Specifically, in addition to polyfunctional monomers such as pentaerythritol tetraacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate, Compounds shown can be mentioned,
However, the present invention is not limited to these.

【0051】[0051]

【化12】 Embedded image

【0052】前記重合性モノマーの添加量としては、液
晶性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、5
0質量%を越えると、液晶の配向を阻害し、十分な発色
が得られないことがある。
The amount of the polymerizable monomer added is 0.5 to 50% by mass based on the mass of the solid content of the liquid crystal composition.
Is preferred. If the amount is less than 0.5% by mass, sufficient curability may not be obtained, and
If it exceeds 0% by mass, the orientation of the liquid crystal is hindered, and sufficient color formation may not be obtained.

【0053】[カラーフィルタ]本発明のカラーフィル
タは、前記の液晶性組成物から製造することができる。
本発明のカラーフィルタは、カラーフィルタ形成層が所
望の基板上に設けられた態様のものであり、保護膜等の
他の層が設けられていてもよい。カラーフィルタ形成層
を二層以上積層することもできる。
[Color Filter] The color filter of the present invention can be produced from the above-mentioned liquid crystalline composition.
The color filter of the present invention is an embodiment in which a color filter forming layer is provided on a desired substrate, and another layer such as a protective film may be provided. Two or more color filter forming layers can be laminated.

【0054】前記カラーフィルタ形成層の形成は、カラ
ーフィルタ基板に直接前記液晶性組成物を塗布する方法
や、仮支持体に一旦形成したカラーフィルタ形成層をカ
ラーフィルタ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 formation of the color filter forming layer may be performed by directly applying the liquid crystal composition to the color filter substrate, or by temporarily adhering the color filter forming layer formed on the temporary support to the color filter substrate, This is performed by a transfer method for peeling off the support.

【0055】カラーフィルタの製造において光反応型キ
ラル剤を用いた場合、光反応型キラル剤は、その感光波
長領域の光(紫外線)が照射されると、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、カラーフィルタ形成層の液晶の螺旋構造のピ
ッチを変化させる。したがって、カラーフィルタ形成層
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
色を呈することができる。それぞれの領域に異なる光量
を照射するためには、例えば、画像様に光透過率を変え
て製造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(その結果カラーフィル
タ形成層の液晶の螺旋ピッチを画像様に異ならせること
ができる)カラーフィルタ形成層を形成することができ
るので好ましい方法である。
When a photoreactive chiral agent is used in the production of a color filter, when the photoreactive chiral agent is irradiated with light (ultraviolet rays) in the photosensitive wavelength region, the photoreactive chiral agent is subjected to photoreaction (isomerization) in accordance with the amount of light. , Decomposition, addition, dimerization, etc.)
As a result, the pitch of the liquid crystal spiral structure of the color filter forming layer is changed. Therefore, if the light irradiation intensity is changed for each desired region of the color filter forming layer, light irradiation is performed.
A change in the pitch of the helical structure occurs according to the irradiation intensity, and selective reflection of light having a wavelength corresponding to the pitch occurs, so that a plurality of colors can be exhibited. In order to irradiate each region with a different amount of light, for example, a method of exposing through an exposure mask manufactured by changing the light transmittance imagewise is preferably used. In this method, one light irradiation
This is a preferable method because a color filter forming layer having a different degree of photoreaction in an image-like manner (as a result, the helical pitch of the liquid crystal in the color filter forming layer can be changed in an image-like manner) can be formed.

【0056】この後、カラーフィルタ形成層に全面に光
(紫外線)を照射して光重合(硬化)させることによ
り、変化した液晶相の螺旋ピッチを固定化する。この場
合、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。
Thereafter, light (ultraviolet rays) is applied to the entire surface of the color filter forming layer to be photopolymerized (cured), thereby fixing the changed helical pitch of the liquid crystal phase. In this case, as described above, the wavelength region of light that causes a photoreaction to the photoreactive chiral agent (the photosensitive wavelength range of the photoreactive chiral agent)
And the wavelength region of light to be photopolymerized (the photosensitive wavelength region when a polymerization initiator is used) is preferably different.

【0057】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、光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 light that causes a photoreactive chiral agent to undergo a photoreaction can be set in the light-sensitive wavelength range of the photoreactive chiral agent, particularly at 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,
It is preferable to set the wavelength of the light to be photopolymerized to a light-sensitive wavelength region of the photopolymerization 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.

【0058】以下に、本発明の一実施形態に係るカラー
フィルタの製造方法について、図を参照しつつ説明す
る。本発明のカラーフィルタは、少なくとも、基板上に
配向膜を形成する工程、前記配向膜上に上述した液晶性
組成物からなるカラーフィルタ形成層を設ける工程、前
記カラーフィルタ形成層に紫外線を照射する工程を経て
製造される。また、上記工程に加えて、下記に示すよう
に配向膜に対しラビング処理を施す工程を有してもよ
い。
Hereinafter, a method for manufacturing a color filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The color filter of the present invention includes, at least, a step of forming an alignment film on a substrate, a step of providing a color filter formation layer made of the above-described liquid crystalline composition on the alignment film, and irradiating the color filter formation layer with ultraviolet rays. It is manufactured through a process. Further, in addition to the above steps, a step of performing a rubbing treatment on the alignment film as shown below may be provided.

【0059】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ
は、カラーフィルタ形成層が塗布により形成されるもの
である。まず、図1−(A)に示すように、例えば、ガ
ラス基板10上にポリビニルアルコール等からなる配向
膜11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を施す。このラビング処理は、必
ずしも必要ないが、当該処理を施すことにより、カラー
フィルタ形成層の液晶の配向性を向上させることができ
る。
In the color filter according to one embodiment of the present invention, the color filter forming layer is formed by coating. First, as shown in FIG. 1A, for example, an alignment film 11 made of polyvinyl alcohol or the like is stacked on a glass substrate 10. Next, as shown in FIG.
A rubbing treatment is performed on the alignment film. This rubbing treatment is not necessarily required, but by performing the rubbing treatment, the orientation of the liquid crystal in the color filter forming layer can be improved.

【0060】続いて、図1−(C)に示すように、好ま
しくは0〜80℃、より好ましくは15〜25℃の下、
前記配向膜11上に好ましくはバーコート方式、スピン
コート方式、及びスリットコート方式のいずれかの方式
により上述した本発明の液晶性組成物を塗布し、カラー
フィルタ形成層12を形成する。カラーフィルタ形成層
12の厚みとしては、1.5〜4μmが好ましい。本発
明の液晶性組成物(塗布液)は、粘度が高く、塗布性に
優れ、ゴミの混入等に対しても欠陥となりにくく、均一
な厚さのカラーフィルタ形成層を高精度に形成すること
ができる。また、本発明の液晶性組成物は、空気界面配
向剤を含んでいるので、両側に配向膜がなくても液晶分
子のプレチルト角度を制御することができ、片側の配向
膜が不用なので、製造の簡易化、低コスト化が図られ
る。
Subsequently, as shown in FIG. 1- (C), the temperature is preferably 0 to 80 ° C., more preferably 15 to 25 ° C.
The above-mentioned liquid crystalline composition of the present invention is applied on the alignment film 11 preferably by any one of a bar coating method, a spin coating method, and a slit coating method to form a color filter forming layer 12. The thickness of the color filter forming layer 12 is preferably 1.5 to 4 μm. The liquid crystal composition (coating liquid) of the present invention has a high viscosity, is excellent in coatability, hardly causes defects even when dust is mixed in, and forms a color filter forming layer having a uniform thickness with high precision. Can be. Further, since the liquid crystalline composition of the present invention contains an air interface aligning agent, it is possible to control the pretilt angle of liquid crystal molecules without an aligning film on both sides, and it is not necessary to use an aligning film on one side. Simplification and cost reduction.

【0061】その後、図2−(D)に示すように、配向
膜13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14およびバンドパスフィルタ(図示せず)
を配置し、この露光マスク14およびバンドパスフィル
タを介して紫外線照射して、光反応型キラル剤に光反応
を生じさせる。なお、光反応型キラル剤に光照射して異
性化する工程まで(異性化する時点を含む)、液晶性組
成物は液晶性を示す必要はなく、液晶性組成物が結晶状
態若しくはアモルファス状態であってもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, an exposure mask 14 having a plurality of regions having different light transmittances and a band-pass filter (not shown) above the alignment film 13.
Is arranged, and ultraviolet light is irradiated through the exposure mask 14 and the band pass filter to cause a photoreaction in the photoreactive chiral agent. The liquid crystalline composition does not need to exhibit liquid crystallinity until the step of irradiating the photoreactive chiral agent with light (including the time of isomerization), and the liquid crystalline composition is in a crystalline state or an amorphous state. There may be.

【0062】次に、図2−(E)に示すように、カラー
フィルタ形成層12に対して、前記と同様の光源(ただ
しバンドパスフィルタを用いず)を用い、前記した光照
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。これにより、図2−(F)に示すように、
青(B)、緑(G)、赤(R)の反射領域を有するカラーフィ
ルタ形成層12を形成できる。
Next, as shown in FIG. 2E, a light source similar to that described above (without using a band-pass filter) is used for the color filter forming layer 12 and is different from the light irradiation described above. The pattern is fixed by irradiating ultraviolet rays with irradiation intensity. As a result, as shown in FIG.
The color filter forming layer 12 having blue (B), green (G), and red (R) reflection regions can be formed.

【0063】上記のように、光反応型キラル剤を含む本
発明の液晶性組成物を用いると、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を得るこ
とができる。
As described above, when the liquid crystalline composition of the present invention containing a 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. Blue (B), green with wide color width and excellent color purity
A color filter composed of three primary colors (G) and red (R) can be obtained.

【0064】なお、上記説明したカラーフィルタの製造
においては、塗布によりカラーフィルタ形成層を形成し
たが、上述した本発明の液晶性組成物からなる転写層を
有する転写シートを用いて、該転写層を基板上(配向膜
上)に転写することにより、本発明のカラーフィルタを
得ることもできる。この場合においては、本発明の液晶
性組成物の優れた塗布性により、塗布による転写層形成
が高精度なものとなる。
In the above-described production of the color filter, the color filter forming layer was formed by coating. However, the transfer layer having the above-mentioned transfer layer made of the liquid crystalline composition of the present invention was used. Is transferred onto a substrate (on an alignment film) to obtain the color filter of the present invention. In this case, due to the excellent applicability of the liquid crystalline composition of the present invention, the transfer layer can be formed with high precision by application.

【0065】[液晶表示装置]次に、本発明のカラーフ
ィルタを備えた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、液晶層、および液晶駆動電極を少なくと
も有し、該カラーフィルタとして、前記本発明のカラー
フィルタを用いる。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] Next, a liquid crystal display provided with the color filter of the present invention 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 uses the color filter of the present invention as the color filter. The liquid crystal display device of the present invention is suitably a reflection type liquid crystal display device, but is not limited thereto.
A transmission type liquid crystal display device as described in Japanese Patent No. 230997 is also possible.

【0066】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3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3に示すように、この反射型液晶表示素子は、図
3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3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 is not limited thereto. FIG.
1 shows an example of an active matrix type reflection type liquid crystal device. As shown in FIG. 3, the reflection type liquid crystal display device has a 1/4
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 a liquid crystal display device, but these are omitted in FIG.

【0067】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 supporting 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.

【0068】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3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. 3, 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.

【0069】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 drive voltage is in the OFF state, and has a retardation of 波長 wavelength in the ON state.

【0070】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.

【0071】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.

【0072】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 viewer side. Although it is necessary to maintain electrical insulation between the active elements 56, it is preferable that the light absorption layer 54 have insulation so that the light absorption layer and the insulation layer can be combined. If the light absorbing layer 54 is not made to be insulating, it is necessary to provide an insulating layer between the light absorbing layer 54 and 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, for example, a polyacetal resin, a polyamide resin,
An acrylic resin, a polycarbonate resin, and the like can be given.

【0073】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3を用いて説明する。図3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, a display operation by the reflection type liquid crystal display device having the above configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 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.

【0074】図3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)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。
As shown in FIG. 3, 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.

【0075】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40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。
On the other hand, of the incident right circularly polarized light, 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 reaches the quarter-wave plate 42 without any modulation for the above-described reason,
By the action of the quarter-wave plate 42 and the polarizing plate 40, the polarization axis is observed as linearly polarized light parallel to the polarization plane of the polarizing plate 40.

【0076】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.

【0077】次に、図4を用いて本発明の他の実施の一
形態を説明する。図4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4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. 4 shows an example of a simple matrix type reflection type liquid crystal display device. As shown in FIG. 4, the reflection type liquid crystal display element has a 波長 wavelength plate 62, a transparent substrate 64, a transparent scanning electrode 66 below the 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.

【0078】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
The wave plate 62, the liquid crystal layer 68, and the color filter 72
The same ones as in FIG. 1 are used and function similarly.

【0079】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.

【0080】光吸収層76は、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であって、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。
The light absorbing layer 76 has a sufficient optical density so as to absorb all the light transmitted through the cholesteric polarizing element 72 and the transparent support substrate 74. It is arranged on the surface opposite to 72.

【0081】図4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3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. 4, the light ray h1 when no voltage is applied to the liquid crystal layer and the light ray h4 when voltage is applied are reflected or reflected similarly to the liquid crystal display device in FIG. Absorbed, h1 is reflected as h3 by the color filter 72 toward the observer, while h4 is transmitted through the color filter and passes through the transparent substrate 74.
All light is absorbed by the light absorbing layer 76 and is not reflected toward the observer.

【0082】[0082]

【実施例】(1)液晶性組成物 まず、下記に示す化合物a(重合性液晶化合物)17.
2質量部、化合物b(キラル剤)2.2質量部、化合物
c(重合開始剤)0.6質量部、化合物d(空気界面配
向剤)0.04質量部を溶媒であるシクロヘキサン80
質量部に溶解させ、塗布液を調製した。
EXAMPLES (1) Liquid crystalline composition First, compound a (polymerizable liquid crystal compound) shown below.
2 parts by mass, 2.2 parts by mass of compound b (chiral agent), 0.6 parts by mass of compound c (polymerization initiator), and 0.04 parts by mass of compound d (air interface aligning agent) were mixed with cyclohexane 80 as a solvent.
The solution was dissolved in parts by mass to prepare a coating solution.

【0083】[0083]

【化13】 Embedded image

【0084】(2)カラーフィルタ ガラス基板上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、2
50℃のオーブンで1時間焼成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製造した。
(2) Color Filter A polyimide alignment film (LX-1400, manufactured by Hitachi Chemical DuPont) is applied on a glass substrate by a spin coater, and dried in an oven at 100 ° C. for 5 minutes.
It was baked in an oven at 50 ° C. for 1 hour 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.

【0085】上記配向膜付ガラス基板の該配向膜上に、
前記(1)の液晶性組成物(温度80℃)をスピンコー
ターにより塗布層がおよそ2μmとなるように塗布し、
これを100℃のオーブンで2分間乾燥してカラーフィ
ルタ形成層を形成した。次いで、これを、100℃のホ
ットプレート上にガラス基板の表面が接触するように載
せて5分間保持し、カラーフィルタ形成層を発色させ
た。更に、該カラーフィルタ形成層上に、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365nm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600mJ/cm2であり、
照射強度は30mW/cm2であった。
On the alignment film of the glass substrate provided with the alignment film,
The liquid crystal composition (temperature: 80 ° C.) of the above (1) is applied by a spin coater so that the applied layer becomes approximately 2 μm,
This was dried in an oven at 100 ° C. for 2 minutes to form a color filter forming layer. Next, this was placed on a hot plate at 100 ° C. so that the surface of the glass substrate was in contact therewith, and held for 5 minutes to develop a color filter forming layer. Further, on the color filter forming layer, the transmittance is different in three stages (0%, 46%, 92%), and the respective regions are arranged corresponding to the red pixel, the green pixel, and the blue pixel. An ultra-high pressure mercury lamp was arranged via a photomask and a band-pass filter having a center at 365 nm, and irradiation was performed with the ultra-high pressure mercury lamp through the photomask and the band-pass filter to perform patterning. The irradiation energy at this time is 600 mJ / cm 2 for the blue pixel,
The irradiation intensity was 30 mW / cm 2 .

【0086】次に、フォトマスクとバンドパスフィルタ
とを取り除き、窒素ガスを吹き付けながら上記と同様の
超高圧水銀灯により照射エネルギー500mJ/cm2
で更に全面を露光し、重合硬化した。更に、カラーフィ
ルタ形成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。得られたカラーフィルタは、液晶性組成物が塗布性
に優れていたために、前記のごとく約2μmという均一
な膜厚に形成され、選択反射波長が均一で、反射率が充
分なカラーフィルタが製造された。
Next, the photomask and the bandpass filter were removed, and the irradiation energy was 500 mJ / cm 2 by the same ultra-high pressure mercury lamp as above while blowing nitrogen gas.
Then, the entire surface was exposed and polymerized and cured. Further, in order to accelerate the curing of the color filter forming layer, the color filter was baked in an oven at 220 ° C. for 20 minutes to obtain a color filter with high color purity in which red, green, and blue pixel patterns were formed. The obtained color filter was formed into a uniform film thickness of about 2 μm as described above because the liquid crystalline composition was excellent in coatability, and a color filter having a uniform selective reflection wavelength and sufficient reflectance was manufactured. Was done.

【0087】(3)液晶表示装置 次に、図4に示すような構造を有する液晶表示装置を製
造した。 (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。
(3) Liquid Crystal Display Next, a liquid crystal display having a structure as shown in FIG. 4 was manufactured. (1) Preparation of transparent support substrate A borosilicate glass substrate having a thickness of 1.1 mm was washed and dried. (2) light absorbing layer, color filter layer on transparent support substrate,
Formation of Transparent Signal Electrode and Alignment Film To the transparent support substrate prepared in the above (1), a solution for a light absorbing layer containing carbon black and an insulating resin (polyvinyl butyral) (adding 30% by mass of carbon black to the insulating resin) ) Was applied and dried by spin coating so that the dry thickness was 2 μm.

【0088】前記透明支持基板の光吸収層とは反対の面
に、上記カラーフィルタを設けた。次いで、カラーフィ
ルタ層の上に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−140
0,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。
The color filter was provided on the surface of the transparent support substrate opposite to the light absorbing layer. 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 to form a stripe-shaped transparent signal electrode. A polyimide alignment film (LX-140) is formed on the transparent signal electrode.
0, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Co., Ltd.) A coating solution was applied by a spin coater, dried in an oven at 100 ° C. for 5 minutes, and baked in an oven at 250 ° C. for 1 hour to form an alignment 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.

【0089】(4) 液晶セルの製造 前記のカラーフィルタ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
うにして製造した液晶表示装置は、カラーフィルタとし
て、上記のように作製した塗布層が約2μmの均一な膜
厚を有するカラーフィルタを用いているため、反射率が
充分高く明るい表示が可能な液晶表示装置が得られた。
(4) Manufacture of Liquid Crystal Cell After the alignment treatment surface side of the transparent support substrate provided with the color filters and the like and the orientation treatment surface side of the counter substrate were bonded with 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 wavelength plate (Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
Sumikalite) and polarizing plates (Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
SH-1832AW) was applied via an adhesive. The liquid crystal display device manufactured in this manner uses a color filter having a uniform film thickness of about 2 μm as the coating layer manufactured as described above, so that a sufficiently high reflectance and a bright display can be obtained. Liquid crystal display device was obtained.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明の液晶性組成物は、粘度が1〜1
00cPであるため、均一で厚い膜を塗布形成すること
ができ、ごみの混入に対しても塗布欠陥を発生させにく
い。また、空気界面配向剤を含有するため、カラーフィ
ルタの製造において、液晶分子のプレチルト角度を制御
できるので片方の配向膜を省略することができ、製造の
簡易化、低コスト化が図られる。また、前記液晶性組成
物を用いてカラーフィルタを製造すると、選択反射波長
が均一で、反射率が充分なカラーフィルタが得られる。
そして、このようなカラーフィルタを組み込んだ液晶表
示装置は、特に照明手段を用いなくても明るい表示が可
能となる。
The liquid crystalline composition of the present invention has a viscosity of 1 to 1
Since it is 00 cP, a uniform and thick film can be formed by coating, and coating defects are unlikely to occur even when dust is mixed. In addition, since an air interface alignment agent is contained, the pretilt angle of liquid crystal molecules can be controlled in the production of a color filter, so that one alignment film can be omitted, and the production can be simplified and the cost can be reduced. Further, when a color filter is manufactured using the liquid crystalline composition, a color filter having a uniform selective reflection wavelength and a sufficient reflectance can be obtained.
A liquid crystal display device incorporating such a color filter can provide a bright display without using any illumination means.

【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. 3 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4】 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. 4 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 基板 11 配向膜 12 カラーフィルタ形成層 14 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 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 Substrate 11 Alignment film 12 Color filter formation layer 14 Exposure mask 40, 60 Polarizer 42, 62 1/2 wavelength 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 absorbing 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 (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 500 520 520 Fターム(参考) 2H048 AA01 AA06 AA12 AA18 BA64 BB02 BB42 2H049 BA03 BA05 BA07 BA42 BA43 BC05 BC22 2H091 FA02Y FA14Y FB02 FC23 GA06 LA16 4J002 BG071 CH021 CK021 CP051 CP211 EU187 EV267 FD200 FD206 FD207 GP00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 500 520 520 F Term (Reference) 2H048 AA01 AA06 AA12 AA18 BA64 BB02 BB42 2H049 BA03 BA05 BA07 BA42 BA43 BC05 BC22 2H091 FA02Y FA14Y FB02 FC23 GA06 LA16 4J002 BG071 CH021 CK021 CP051 CP211 EU187 EV267 FD200 FD206 FD207 GP00

Claims (6)

【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、キラル剤、重合開始剤、空気界面
配向剤及び溶媒を含み、かつ粘度が1〜100cPであ
ることを特徴とする液晶性組成物。
1. A liquid crystalline composition comprising at least a liquid crystalline compound having at least one polymerizable group, a chiral agent, a polymerization initiator, an air interface aligning agent and a solvent, and having a viscosity of 1 to 100 cP. Composition.
【請求項2】 表面張力が、50mN/m以下である請
求項1に記載の液晶性組成物。
2. The liquid crystalline composition according to claim 1, having a surface tension of 50 mN / m or less.
【請求項3】 前記キラル剤が、光反応型キラル剤であ
る請求項1又は2に記載の液晶性組成物。
3. The liquid crystalline composition according to claim 1, wherein the chiral agent is a photoreactive chiral agent.
【請求項4】 液晶表示装置に用いられ、少なくとも、
基板上に配向膜を形成する工程、前記配向膜上に液晶性
組成物からなるカラーフィルタ形成層を設ける工程、前
記カラーフィルタ形成層に紫外線を照射する工程を有す
るカラーフィルタの製造方法によって製造されるカラー
フィルタであって、 前記液晶性組成物が、請求項1〜3のいずれかに記載の
液晶性組成物であることを特徴とするカラーフィルタ。
4. Used in a liquid crystal display device, at least
A color filter manufacturing method comprising the steps of forming an alignment film on a substrate, providing a color filter forming layer made of a liquid crystalline composition on the alignment film, and irradiating the color filter forming layer with ultraviolet light. A color filter, wherein the liquid crystalline composition is the liquid crystalline composition according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記カラーフィルタ形成層は、バーコー
ト方式、スピンコート方式、及びスリットコート方式の
いずれかの方式で塗布することにより形成される請求項
4に記載のカラーフィルタ。
5. The color filter according to claim 4, wherein the color filter forming layer is formed by applying any one of a bar coating method, a spin coating method, and a slit coating method.
【請求項6】 請求項4又5に記載のカラーフィルタを
備えた液晶表示装置。
6. A liquid crystal display device comprising the color filter according to claim 4.
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