JP2003185827A

JP2003185827A - 選択反射部材および色選択部材

Info

Publication number: JP2003185827A
Application number: JP2001387770A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Ichihashi; 光芳市橋
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】視野角依存性が緩和された選択反射部材およ
び色選択部材を提供すること。【解決手段】一軸配向処理が行われていない基板、お
よび、重合性基を少なくとも１つ有する液晶性化合物、
キラル剤および排除体積効果を有する空気界面配向剤を
含有する重合性液晶層を色分画しあるいはしないで重合
した層を有する選択反射部材、および一軸配向処理が行
われていない基板、重合性基を少なくとも１つ有する液
晶性化合物、キラル剤および排除体積効果を有する空気
界面配向剤を含有する重合性液晶層を色分画露光した後
重合した層、および光吸収層をこの順に有する色選択部
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、散乱部材やカラー
フィルターに用いることができる選択反射部材、および
色選択膜、特に液晶表示装置のカラーフィルターに適し
た色選択膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】コレステリック液晶はその特異な選択反
射特性により、種々の光学フィルム、光学フィルター、
液晶表示用カラーフィルターへの利用が考えられてい
る。たとえば、反射型の液晶表示素子において、反射板
の代わりにコレステリック液晶フィルムからなる反射型
偏光子を設けることが提案されている。しかしながら、
コレステリック液晶を用いる光学フィルム等は鏡面反射
であるため、視認性が低下し、かつ色の視野角依存性が
大きいという問題がある。したがってこれらの問題を緩
和するためには光散乱フィルムが必要であり、新たな部
材の使用という点からコストアップの要因となる。ま
た、光散乱フィルムは一般に偏光解消するものが多く、
それを使用した場合、液晶表示装置のコントラストが低
下する問題があった。

【０００３】この問題を解消するため、たとえば、特開
２００１−４９９２号公報には、高分子液晶、低分子液
晶あるいはこれらの混合物からの液晶層を、指紋状組織
を有しかつオイリーストリークを形成するように、コレ
ステリック配向せしめた後、当該配向を、冷却、架橋等
のフィルム材料に応じた方法により固定化することによ
り、鏡面反射を緩和した光学フィルムが記載され、ま
た、特開平１１−１３３４１２号公報には、液晶ポリマ
ー配向層の面内の平均ヘイズを調節することにより視認
性の改善を行う液晶素子が記載されている。しかしなが
ら、前者の方法では、配向状態を偏光顕微鏡等でその都
度観察して確認することが必要であり、また両方法とも
用いる液晶材料と処理方法（配向方法等）が一義的に関
連づけられていない。

【０００４】したがって、鏡面反射が緩和された反射部
材を再現性よくかつ簡単な方法で得る方法の実現が望ま
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、視野角依存
性が緩和された選択反射部材および色選択部材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の前記課題は、以
下の選択反射部材および色選択部材を提供することによ
り解決される。（１）一軸配向処理が行われていない基板、および、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
および排除体積効果を有する空気界面配向剤を含有する
重合性液晶層を重合した層を有する選択反射部材。（２）一軸配向処理が行われていない基板、および、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
および排除体積効果を有する空気界面配向剤を含有する
重合性液晶層を色分画露光した後重合した層を有する選
択反射部材。（３）一軸配向処理が行われていない基板、重合性基を
少なくとも１つ有する液晶性化合物、キラル剤および排
除体積効果を有する空気界面配向剤を含有する重合性液
晶層を色分画露光した後重合した層、および光吸収層を
有する色選択部材。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の選択反射部材の１つは、
一軸配向処理が行われていない基板、および該基板の上
に設けた、重合性基を少なくとも１つ有する液晶性化合
物、キラル剤および排除体積効果を有する空気界面配向
剤を含有する重合性液晶層を重合した層を有しており、
鏡面反射が抑制されて視野角依存性が緩和される。これ
は、基板にラビング処理あるいは光配向処理等の一軸配
向処理を行っていないため、コレステリック液晶相の螺
旋軸の配向が一様でないからであると考えられる。また
この選択反射部材は、円偏光保持性能が高いという特長
を有するため、円偏光を保持した散乱部材（たとえば反
射型液晶表示装置の散乱部材）として有用である。前記
選択反射部材において、反射波長帯域を広げるため、選
択反射中心波長が異なる２以上の前記重合した層を積層
することもできる。

【０００８】また、本発明の他の選択反射部材である、
一軸配向処理が行われていない基板、および該基板の上
に設けた、重合性基を少なくとも１つ有する液晶性化合
物、キラル剤および排除体積効果を有する空気界面配向
剤を含有する重合性液晶層を色分画露光した後重合した
層（以下において、「色分画層」ということがある。）
を有する選択反射部材は、液晶表示装置に用いるカラー
フィルターとして有用である。そして、このカラーフィ
ルターは、基板に一軸配向処理を行っていないため、均
一な光散乱状態を有し視野角依存性が緩和され、ギラツ
キがなく、反射率が高い。さらに、このカラーフィルタ
ーは偏光保持性能が高く、かつ膜厚ムラに基づくモアレ
が見えないという特徴を有する。したがって、このカラ
ーフィルターを備えた液晶表示装置では散乱部材が不要
となる。

【０００９】前記色分画層を２層以上設けることも可能
である。たとえば、２層設ける場合、第１層は任意の２
色に分画され、第２層は第１層に形成された２色のうち
の１色と同様の色及び第１層に形成された２色のいずれ
とも異なる色との２色で構成され、且つ、該第１層と第
２層の色分画層が積層方向に重なった部分において、第
１層の色と第２層の色とが互いに異なるように配列され
る。すなわち、第１層は中心波長がそれぞれ異なる任意
の２つの波長領域の光（Ａ、Ｂ）を選択反射するように
パターニング（色分画）され、第２層は第１層における
２つの波長領域の光いずれか１つの光（Ａ）と、これら
のいずれの光とも異なる中心波長を有する光（Ｃ）を選
択反射するようにパターニング（色分画）され、且つ、
該第１層と第２層の積層方向に重なった部分において、
それぞれの層の選択反射光の中心波長が異なる波長領域
となるように積層される。各色分画層における色分画の
面積は、最終的に得られる画素、たとえば、赤、緑およ
び青を表示する画素が同じになるようにすることが好ま
しい。たとえば図１は、基板２５に、２層の色分画層２
４ａと２４ｂを設けた選択反射部材２０の、各色分画層
における光の反射と透過を示す概念図である。色分画層
２４ａは、赤色光（Ｒ光）および緑色光（Ｇ光）選択反
射領域を２：１の面積比でパターニングしたもので、色
分画層２４ｂは、青色光（Ｂ光）と緑色光（Ｇ光）選択
反射領域を２：１の面積比でパターニングしたものであ
る。このような構成をもつ選択反射部材は透過型液晶表
示装置のカラーフィルターとして用いることができる。
この場合、光源と選択反射部材の間に円偏光板（偏光板
＋λ／４板）を用いる。図１に示すように、Ｒ光、Ｇ光
およびＢ光が透過する。

【００１０】また、本発明の色選択部材は、一軸配向処
理が行われていない基板、および該基板の上に、重合性
基を少なくとも１つ有する液晶性化合物、キラル剤およ
び排除体積効果を有する空気界面配向剤を含有する重合
性液晶層を色分画露光した後重合した層（以下において
この層を、「色分画層」ということがある。）および光
吸収層を有し、前記選択反射部材に光吸収層を組み合わ
せた構成となっている。色分画層と光吸収層はどちらが
基板に近い方に配置されていてもよい。このような構成
とすることにより、透過型液晶表示装置のカラーフィル
ターとして用いることができる。色選択部材の基板には
一軸配向処理が行われていないため散乱能力を保持して
おり、視野角が拡大し、色むらが小さくなるという効果
を有する。また、光吸収層の上に前記反射部材を設け、
その反射部材の反射光の中心波長と光吸収層の透過率の
極大波長がほぼ一致するように色配置し、且つ反射部材
の円偏光反射率を１００％未満（好ましくは２０〜７０
％）にすることによって、反射表示でも透過表示でも同
色の着色表示を得ることができる。また、前記色選択部
材において、光吸収層と色分画層の積層方向に重なった
領域において、光吸収層はその光透過率が５０％以下で
ある波長領域を有し、かつ色分画層が前記波長領域に１
つ以上の反射率極大を有する。そして、本発明の色選択
部材はこのような構成を有するため、光吸収層で本来吸
収されるべき波長領域の光の一部または全部が選択反射
により反射され、それが再び利用されるので、液晶表示
装置に用いた場合、光の利用効率が向上する。

【００１１】本発明の色選択部材において、前記色吸収
層としては、樹脂中に顔料を分散させたものや、樹脂を
染料により染着させたものが用いられ、いわゆる光吸収
型のカラーフィルターはすべて用いることができる。

【００１２】また、色分画層は１層でも２層以上でもよ
い。色分画層を２層以上設ける場合、各々の色分画層
が、光透過率が５０％以下である波長領域を有する光吸
収層に対し、該波長領域に少なくとも１つの反射率極大
を有するという関係を有することが必要である。以下に
おいて色分画層を２層用いる色選択部材について説明す
る。たとえば、光吸収層は、中心波長がそれぞれ異なる
任意の３つの波長領域の光（Ａ、Ｂ、Ｃ）について、Ａ
およびＢの光透過率が５０％以下の領域、ＡおよびＣの
光透過率が５０％以下の領域、およびＢおよびＣの光透
過率が５０％以下の領域の３つの領域にパターニングさ
れる。また、色分画層の第１層は、前記の中心波長がそ
れぞれ異なる３つの波長領域の光のうちの２つ（たとえ
ば、ＡおよびＢ）を選択反射するようにパターニング
（色分画）され、第２層は同様に前記の中心波長がそれ
ぞれ異なる３つの波長領域の光のうちの２つでありかつ
第１層の２つとも同じにならないような光（たとえば、
ＡおよびＣ）を選択反射するようにパターニング（色分
画）され、且つ、該第１層と第２層の積層方向に重なっ
た部分において、選択反射光の中心波長領域が互いに異
なるように配列される。そして、光吸収層のＡおよびＢ
の光透過率が５０％以下の領域には、第１色分画層のＢ
の光を選択反射する領域と、第２色分画層のＡの光を選
択反射する領域がそれぞれ重なるように積層する。他の
領域についても同様である。各色分画層（および光吸収
層）におけるパターニングの面積割合は、最終的に得ら
れる画素、たとえば、赤、緑および青を表示する画素が
同じになるようにすることが好ましい。

【００１３】たとえば図２は、基板３５に、２層の色分
画層３４ａと３４ｂと光吸収層３２を設けた色選択部材
３０を示し、この色選択部材において、色分画層と光吸
収層における光の反射と透過を表している。光吸収層３
２は、Ｒ光およびＧ光、Ｇ光およびＢ光、Ｂ光およびＲ
光等の透過率が５０％以下の領域（それぞれＢ光、Ｒ
光、Ｇ光の透過領域）を１：１：１の面積比でパターニ
ングしたもので、図中、Ｒ、Ｇ、ＢはＲ光、Ｇ光、Ｂ光
の透過領域を示す。色分画層３４ａは、Ｒ光およびＧ光
の選択反射（反射率極大を有する）領域を２：１の面積
比でパターニングしたもので、図中、（Ｒ）と（Ｇ）で
その領域が示されている。色分画層３４ｂは、Ｂ光とＧ
光の選択反射領域を２：１の面積比でパターニングした
もので、図中、（Ｂ）と（Ｇ）でその領域が示されてい
る。たとえば、光吸収層Ｒで示す部分（Ｇ、Ｂ光の透過
率が５０％以下）にはカラーフィルター層３４ａのＧ光
選択反射領域が、また、カラーフィルター層３４ｂのＢ
光選択反射領域が重なる。光吸収層のＧで示す領域に向
けて白色光が入射する場合、この領域において重なる第
２色分画層３４ｂではＢ光が選択反射し、また、第１色
分画層３４ａではＲ光が選択反射し、光吸収層３２をＧ
光が透過する。

【００１４】この他に、第１色分画層がＢ光およびＧ光
を、もう１層がＢ光とＲ光をそれぞれ選択反射する組み
合わせでも、また１層がＲ光とＢ光、もう１層がＲ光と
Ｇ光をそれぞれ選択反射する組み合わせとしてもよい。

【００１５】２つの異なる波長の光を選択反射する領域
に分画した色分画層は、３つの異なる波長の光を選択反
射する領域に分画した色分画層に比べて、色分画の数が
少ないので面内の色の均一性を得ることが容易である。
３つの異なる波長の光を選択反射する色分画層を作製す
る際、ネマチック液晶性化合物に光異性化カイラル化合
物を含む組成物をパターニングする方式を用いる場合で
は、フォトマスクの中間透過領域を色形成に使用し、そ
の光量が色度に敏感に影響するため、面内の均一性を高
めることが困難である。また、捻れ性（ＨＴＰ）の温度
依存性が大きいカイラル化合物によって色分画する場合
も同様にパターニングの際に変化させる温度領域の中間
の温度で大面積にわたって均一に温度を保持する必要が
あり、このため面内の色の均一性を得ることが大変難し
いという問題があるが、２つのパターンに分画する場合
は、このような不都合が生じにくい。

【００１６】２層の色分画層はそれぞれ、該層を構成す
るコレステリック液晶相の螺旋軸のセンスが、以下で述
べるλ／４板との関係において選択される。すなわち、
コレステリック液晶相の螺旋軸のセンスとλ／４板から
の円偏光の回転方向が同じように選択される。

【００１７】次に、色分画層を１層設ける色選択部材の
一例について説明する。光吸収層は前記色分画層を２層
設ける場合と同様である。色分画層は、前記光吸収層に
おける、中心波長がそれぞれ異なる任意の３つの波長領
域の光（Ａ、Ｂ、Ｃ）を選択反射するようにパターニン
グ（色分画）される。そして、光吸収層のＡおよびＢの
光透過率が５０％以下の領域には、色分画層のＢまたは
Ａの光を選択反射する領域が重なるように積層する。他
の領域についても同様である。図３にこのタイプの色選
択部材４０を示す。４５は基板を、４４は色分画層を、
４２は光吸収層をそれぞれ示す。色分画層４４は、Ｒ
光、Ｂ光およびＧ光選択反射領域（（Ｒ）、（Ｇ）、
（Ｂ）で表示）を１：１：１の面積比でパターニングし
たもので、また、光吸収層４２はＲ光、Ｇ光およびＢ光
透過領域（Ｒ、Ｇ、Ｂで表示）を１：１：１でパターニ
ングしたものである。たとえば、光吸収層４２のＲ光透
過領域には、色分画層４４のＧ光選択反射領域が重な
る。光吸収層４２のＧで示す領域に向けて白色光が入射
する場合、この領域において重なる色分画層４４ではＢ
光が選択反射し、光吸収層４２をＧ光が透過する。色分
画層におけるコレステリック液晶相の螺旋センスとλ／
４板との関係は、図１における場合と同様である。

【００１８】色分画層を２層以上積層する場合、２つの
色分画層の間に形成する配向膜にラビング処理は行わな
いことが望ましい。

【００１９】次に、本発明の色選択部材を用いる液晶表
示装置の層構成について説明する。図４に、図２で示す
色選択部材を備える液晶表示装置の層構成を示す。図４
中、３０は色選択部材を、３２は光吸収層を３４ａおよ
び３４ｂは色分画層を、３５は基板を、５６は上部基板
を、５８は液晶層を、５０ａは上部λ／４板（観察者
側）を、５０ｂは下部λ／４板を、５２ａは上部偏光板
（観察者側）を、５０ｂは下部偏光板を、５８は反射板
を、５４はバックライト光源を、５９ａおよび５９ｂは
ＩＴＯ膜をそれぞれ表す。

【００２０】この層構成の液晶表示装置において、バッ
クライト光源からの白色光は偏光板により偏光されて直
線偏光となり、その上にある下部λ／４板５０ｂにより
円偏光（右または左）に偏光された後、色選択膜の色分
画層に入射する。たとえば図２の光吸収層のＧ部分に向
かう光は色分画層３４ｂによりＢ光が選択反射され（図
１参照）、３４ａによりＲ光が選択反射され、選択反射
された光は反射板により反射されて、他の波長の選択反
射領域を透過することにより再利用される。

【００２１】また、図４における色選択膜３０に代え
て、図３で示す色分画層を１層用いる色選択膜４０を備
えたび液晶表示装置とすることができる。たとえば図３
の光吸収層のＧ部分に向かう光は色分画層４４によりＢ
光が選択反射され、選択反射された光は反射板により反
射されて再利用される。

【００２２】本発明の選択反射部材および色選択部材に
おける重合性液晶層は、重合性基を少なくとも１つ有す
る液晶性化合物、キラル剤および排除体積効果を有する
空気界面配向剤を含む層である（以下においてこれらの
成分を含むものを「液晶組成物」ということがあ
る。）。本発明の選択反射部材は、一軸配向処理がされ
ていない基板に、液晶組成物から重合性液晶層を形成
し、次いで重合性液晶層を配向させ、その後光重合させ
て固定することにより作製される。また、本発明の他の
選択反射部材は、一軸配向処理がされていない基板に、
液晶組成物から重合性液晶層を形成し、次いで該液晶層
をパターニングし、次いで重合性液晶層を配向させ、そ
の後光重合させる工程により作製することができる。色
選択部材は、前記選択反射部材の上に光吸収層を形成す
るか、あるいは、前記選択反射部材の重合液晶層と基板
の間に光吸収層を形成することにより作製することがで
きる。

【００２３】［液晶組成物］（重合性基を少なくとも１つ有する液晶性化合物）前記
液晶組成物において、重合性基を少なくとも１つ有する
液晶性化合物としては、重合性基を有する低分子液晶化
合物、たとえば、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。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。

【００２４】

【化１】

【００２５】

【化２】

【００２６】

【化３】

【００２７】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。

【００２８】

【化４】

【００２９】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。

【００３０】（キラル剤）キラル剤としては、公知のキ
ラル剤が特に制限なく用いることができる。また、前記
キラル剤の他にさらに光反応型キラル剤を用いることが
できる。重合性液晶層を色分画する場合には、この光反
応型キラル剤を用いることが好ましい。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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】（排除体積効果を有する空気界面配向剤）
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。本発明において空気界面
配向剤を用いることにより、選択反射部材あるいは色選
択部材の明るさの低下を防ぐことができる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】

【化５】

【００３７】

【化６】

【００３８】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、液晶性組成物の全固形分（質量）に
対して、０．０５〜５質量％が好ましく、０．１〜１．
０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。

【００３９】また、前記界面活性剤は、例えば、塗布液
状の液晶性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液晶分子の配向状態を立体的に制御
でき、特にコレステリック液晶の場合には、より色純度
の高い選択反射波長を得ることができる。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】

【化７】

【００４３】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。

【００４４】（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、重合性基を少
なくとも１つ有する液晶性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。

【００４５】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、ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ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。

【００４６】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。

【００４７】［選択反射部材の作製］（１）色分画しない選択反射部材の作製１）基板の準備基板としては光透過性の基板たとえばガラス基板が用い
られ、これに配向膜を設けることが好ましい。ただし、
本発明においては通常行う配向膜のラビング処理は行わ
ない。２）重合性液晶層の形成重合性液晶層は、前記液晶組成物を前記基板に塗布・乾
燥することにより形成することができる他、仮支持体に
重合性液晶層を形成した後、該層を基板に転写してもよ
い。３）重合固定次いで、重合性液晶層を超高圧水銀灯等を用いて光重合
して固定する。この際、光重合に先立って重合性液晶層
の温度を調節して配向制御を行うことが好ましい。たと
えば、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
温度にして、配向状態を均一にすることが好ましい。

【００４８】（２）色分画する選択反射部材の作製色分画する選択反射部材については、カラーフィルター
を例にとって説明する。基板の準備および重合性液晶層
の形成については前記色分画しない選択反射部材の場合
と同様である。１）色分画重合性液晶層に含まれるキラル剤、特に光反応型キラル
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。色分画露光した後、前記３）で述べたような加熱処
理を行うことが好ましい。２）重合固定次いで、重合性液晶層に全面に光を照射して光重合（硬
化）させ、固定する。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。

【００４９】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。

【００５０】以下に、更に具体的に説明する。＜第１の態様＞第１の態様は、基板に重合性液晶層を形
成するのに、転写法を用いる方法である。仮支持体上に本発明の液晶組成物の層を設け、重合
性液晶層を少なくとも有する転写材料を形成する工程。重合性液晶層は、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、配向膜を形成することが好まし
い。ただしラビング処理は行わない。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。前記転写材料を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、前記と同様、配向膜を設けるこ
とが好ましい。光透過性の基板に重合性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）。重合性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（色分
画）、これに更に光照射して液晶層を硬化させパターン
を固定化する工程。前記露光マスクは、光の透過率の異なる領域を複数有す
るものを用いることができ、さらに、バンドパスフィル
タを用いてもよい。その後、２−ブタノン、クロロホル
ム等を用いて、液晶層上の不要部分（例えば、クッショ
ン層等）を除去する。その後、前記ないしの行程を繰り返すことによ
り、色分画層を２層以上形成することができる。

【００５１】＜第２の態様＞第２の態様は、色分画層を
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の態様の工程のと同様の
色分画および固定化を行なう方法である。色分画層を２
層以上設ける場合、すでに形成した色分画層の上に配向
膜を設けても、ラビング処理は行わない。

【００５２】［色選択膜の作製］色選択膜は、前記
（２）に記載のように、色分画する選択反射部材を作製
した後、色分画層の上に光吸収層層を形成することによ
り作製される。或いは、前記（２）の選択反射部材の基
板と色分画層の間に光吸収層を形成することにより作製
される。光吸収層の画素パターニングは、カラーフィル
ター層の上に直接感光性着色層を塗布形成した後フォト
リソ法等の方法によりパターニングする方法の他、他の
基板にフォトリソ法等により着色画素パターンを形成し
たものを、転写によりカラーフィルター層の上に設ける
方法でもよい。

【００５３】

【実施例】実施例１（選択反射部材の作製）１）基板の準備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時間加熱焼成して配向膜を形成し
た。２）感光性液晶層の形成上記より得た配向膜付ガラス基板の該配向膜上に、下記
処方の感光性液晶層用塗布液（「部」は「質量部」を表
す。）をスピンコーターにより塗布した。これを１００
℃のオーブンで２分間乾燥して感光性液晶層を形成し
た。この層の厚みを共焦点顕微鏡により測定したとこ
ろ、２．７μｍであった。

【００５４】

【化８】

【００５５】３）感光性液晶層の重合固定感光性液晶層のパターニングを行ったガラス基板を、１
４０℃のホットプレート上で２０秒間保持した後、次い
で、配向状態が均一になるまで６０℃、３分間保持し、
その後、窒素雰囲気下で、超高圧水銀灯により３０ｍＷ
／ｃｍ²の照射強度で、１０秒間照射を行い、感光性液
晶層の重合硬化を行った。

【００５６】比較例１（選択反射部材の作製）１）基板の準備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時間加熱焼成して配向膜を形成し
た。さらにこの膜の表面をラビング処理によって配向処
理した。２）実施例１の２）ないし４）と同様にして、
液晶層の形成、液晶層の重合固定を行った。

【００５７】比較例２（選択反射部材の作製）実施例１における感光性液晶層用塗布液において空気界
面配向剤０．２部を除いた組成の感光性液晶層用塗布液
を用いる他は、実施例１と同様にして選択反射部材を作
製した。なお、共焦点顕微鏡による感光性液晶層の厚み
は２．７μｍであった。

【００５８】比較例３（選択反射部材の作製）比較例１において、感光性液晶層用塗布液を、比較例２
で用いた感光性液晶層用塗布液を用いる他は、比較例１
と同様にして選択反射部材を作製した。なお、共焦点顕
微鏡による感光性液晶層の厚みは２．７μｍであった。

【００５９】実施例１および比較例１ないし３により得
られた選択反射部材において、コレステリック液晶相の
いずれも、反射円偏光のセンスは左で、選択反射の最大
反射波長は５４２ｎｍであった。以下に、これらの選択
反射部材の評価を示す。なお、表における「面状均一
性」とは、散乱程度の角度依存性が異なる部分の有無、
配向欠陥の存在の有無を意味する。

【００６０】

【表１】

【００６１】実施例２（色選択部材の作製）（１）１層目のコレステリックカラーフィルター層の形
成１）基板の準備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。２）感光性液晶層の形成上記より得た配向膜付ガラス基板の該配向膜上に、下記
処方の感光性液晶層用塗布液（「部」は「質量部」を表
す。）をスピンコーターにより塗布した。これを１００
℃のオーブンで２分間乾燥して感光性液晶層を形成し
た。この層の厚みを共焦点顕微鏡により測定したとこ
ろ、２．６μｍであった。

【００６２】

【化９】

【００６３】３）感光性液晶層のパターニング（Ｂ光お
よびＧ光の選択反射領域の形成）次いで、この感光性液晶層に、開口部が１６０μｍで、
遮光部の幅が８０μｍのフォトマスクと、３６５ｎｍに
透過の中心波長を有する干渉フィルターを介して、超高
圧水銀灯により、５ｍＷ／ｃｍ²の照射強度で、２．５
秒間照射を行った。４）感光性液晶層の重合固定感光性液晶層のパターニングを行ったガラス基板を、１
４０℃で２０秒間保持した後、６０℃、窒素雰囲気下
で、３１２ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィルタ
ーを介して、超高圧水銀灯により５０ｍＷ／ｃｍ²の照
射強度で、１０秒間照射を行い、感光性液晶層の重合硬
化を行った。これらの操作で幅８０μｍのＢ光反射部と
幅１６０μｍのＧ光反射部が形成されていることを透過
スペクトルメータで確認した。

【００６４】（２）２層目のコレステリックカラーフィ
ルター層の形成１）カラーフィルター層への配向膜の形成前記（１）で作製したコレステリックカラーフィルター
層上に、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、２３０℃
のオーブンで３０分間焼成して配向膜を形成した。２）感光性液晶層の形成上記のカラーフィルター層の上に、（１）において用い
た感光性液晶層用塗布液をスピンコーターにより塗布し
た。これを１００℃のオーブンで２分間乾燥して感光性
液晶層を形成した。この層の厚みを共焦点顕微鏡により
測定したところ、２．５μｍであった。３）感光性液晶層のパターニング（Ｂ光およびＲ光の選
択反射領域の形成）次いで、この感光性液晶層に、開口部が１６０μｍで、
遮光部の幅が８０μｍのフォトマスクと、３６５ｎｍに
透過の中心波長を有する干渉フィルターを介して、超高
圧水銀灯により、５ｍＷ／ｃｍ²の照射強度で、７秒間
照射を行った。前記１層目のカラーフィルターのＢ光反
射領域全部と隣接するＧ光反射領域の面積のちょうど半
分になる位置にフォトマスクの開口部が配置されるよう
にフォトマスクを位置合わせして露光を行った。４）感光性液晶層の重合固定２層目の感光性液晶層のパターニングを行ったものを、
１４０℃で２０秒間保持した後、６０℃、窒素雰囲気下
で、３１２ｎｍに透過の中心波長を有する干渉フィルタ
ーを介して、超高圧水銀灯により５０ｍＷ／ｃｍ²の照
射強度で、１０秒間照射を行い、感光性液晶層の重合硬
化を行った。これらの操作で幅８０μｍのＢ光反射部と
幅１６０μｍのＲ光反射部が形成されていることを透過
スペクトルメータで確認した。

【００６５】（３）光吸収層の形成前記の２層目のカラーフィルター層の上に、赤、緑およ
び青色画素が面積比で１：１：１となるように、顔料型
カラーフィルター層（光吸収層）を形成した。赤色画素パターンの形成前記（２）において形成した２層目のカラーフィルター
層の上に、フジフイルムアーチ社製のカラーモザイク赤
塗布液を、スピンコータ１Ｈ−ＤＸ（ミカサ製）を用い
て塗布した後（１８０ｒｐｍ）、オーブンに入れ、１０
０℃で２分間加熱した。次いで、パターン作製用クロー
ムマスクを介してマスクアライナーＭ−２Ｌ（ミカサ
製）により２００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行った後、基板
を３３℃の１％炭酸ナトリウム水溶液中に６０秒間浸し
た。その後水洗して、未露光部分を除去しさらにオーブ
ンに入れて２２０℃で３０分間加熱処理を行い、基板上
に赤色画素パターンを形成した。この際、赤色画素が、
１層目のカラーフィルター層がＧ光反射で２層目がＢ光
反射の位置に配置されるように位置制御を行った。緑色画素の形成次に、赤色画素パターンが形成された面の上に、カラー
モザイク緑塗布液をスピンコータを用いて塗布した後
（１８０ｒｐｍ）、赤色画素パターン形成と同様にして
緑色画素素パターンを形成した。この際、緑色画素が、
１層目のカラーフィルター層がＢ光反射で２層目がＲ光
反射の位置に配置されるように位置制御を行った。青色画素の形成前記赤色画素パターンと緑色画素パターンが形成された
面に、カラーモザイク青塗布液をスピンコータを用いて
塗布した後（１８０ｒｐｍ）、赤色画素パターン形成と
同様にして青色画素パターンを形成した。この際、青色
画素が、１層目のカラーフィルター層がＧ光反射で２層
目がＲ光反射の位置に配置されるように位置制御を行っ
た。

【００６６】

【発明の効果】本発明の選択反射部材は、鏡面反射が抑
制されて視野角依存性が緩和される。また、本発明の選
択反射部材は、円偏光保持性能が高いという特長を有す
るため、円偏光を保持した散乱部材（たとえば反射型液
晶表示装置の散乱部材）として有用である。また本発明
の色分画層を行った選択反射部材は、液晶表示装置に用
いるカラーフィルターとして有用であり、そして、この
カラーフィルターは、基板に一軸配向処理を行っていな
いため、均一な光散乱状態を有し視野角依存性が緩和さ
れ、ギラツキがなく、反射率が高い。さらに、このカラ
ーフィルターは偏光保持性能が高く、かつ膜厚ムラに基
づくモアレが見えないという特徴を有する。したがっ
て、このカラーフィルターを備えた液晶表示装置では散
乱部材が不要となる。さらに、本発明の色選択部材は、
透過型液晶表示装置のカラーフィルターとして用いるこ
とができる。色選択部材の基板には一軸配向処理が行わ
れていないため散乱能力を保持しており、視野角が拡大
し、色むらが小さくなるという効果を有する。また、光
吸収層の上に前記反射部材を設け、その反射部材の反射
光の中心波長と光吸収層の透過率の極大波長がほぼ一致
するように色配置し、且つ反射部材の円偏光反射率を１
００％未満（好ましくは２０〜７０％）にすることによ
って、反射表示でも透過表示でも同色の着色表示を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の選択反射部材の一例を示す概念図で
ある。

【図２】本発明の色選択部材の層構成を示す図であ
る。

【図３】本発明の他の色選択部材の層構成を示す図で
ある。

【図４】図２で示す色選択部材を用いる液晶表示装置
の層構成を示す図である。

【符号の説明】

２０選択反射部材３０、４０色選択部材３２、４２光吸収層２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂ、４４色分画層２５、３５、４５基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一軸配向処理が行われていない基板、お
よび、重合性基を少なくとも１つ有する液晶性化合物、
キラル剤および排除体積効果を有する空気界面配向剤を
含有する重合性液晶層を重合した層を有する選択反射部
材。
【請求項２】一軸配向処理が行われていない基板、お
よび、重合性基を少なくとも１つ有する液晶性化合物、
キラル剤および排除体積効果を有する空気界面配向剤を
含有する重合性液晶層を色分画露光した後重合した層を
有する選択反射部材。
【請求項３】一軸配向処理が行われていない基板、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
および排除体積効果を有する空気界面配向剤を含有する
重合性液晶層を色分画露光した後重合した層、および光
吸収層を有する色選択部材。