JP2006350294A - Optical element for liquid crystal display device, and manufacturing method and device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光重合性液晶に対して光を照射し固定化することとにより得られる液晶表示装置用光学素子、その製造方法およびその製造装置に関する。 The present invention relates to an optical element for a liquid crystal display device obtained by irradiating and fixing light to a photopolymerizable liquid crystal, a manufacturing method thereof, and a manufacturing device thereof.
近年、フラットパネルディスプレイとして注目されている液晶表示装置(LCD)は液晶の電気光学的変化を利用した表示素子であり、薄型、軽量、低消費電力という特性から、ノート型PCなどの用途で市場が拡大してきた。さらに最近では従来のCRT−TVに替わり、TV用途の大型ディスプレイとして液晶表示装置の需要が急速に求められている。 In recent years, a liquid crystal display (LCD) attracting attention as a flat panel display is a display element that utilizes electro-optical changes in liquid crystal, and is marketed for notebook PCs and other applications due to its thin, lightweight, and low power consumption characteristics. Has expanded. In recent years, there has been a rapid demand for a liquid crystal display device as a large display for TV, replacing the conventional CRT-TV.
液晶表示装置は、一対の光学素子と、一対の光学素子間に設けられた液晶セルとを備えている。このうち光学素子は基材と、基材の一方の面に設けられ液晶表示素子補償板、液晶表示素子用視野角改良板、光学位相差板、旋光子、λ/4板、λ/2板などを含む光補償層とを有し、このことにより、より広視野角を得ることができる。特に広視野角を必要とするTV用途の大型ディスプレイにおいては光学補償層は不可欠な部材である。 The liquid crystal display device includes a pair of optical elements and a liquid crystal cell provided between the pair of optical elements. Among these, the optical element is provided on one surface of the base material, a liquid crystal display element compensation plate, a viewing angle improving plate for a liquid crystal display element, an optical phase difference plate, an optical rotator, a λ / 4 plate, and a λ / 2 plate Thus, a wider viewing angle can be obtained. In particular, an optical compensation layer is an indispensable member in a large display for TV use that requires a wide viewing angle.
従来、光学補償層は延伸処理を施した位相差フィルムをセル外方に貼付して構成されている(特許文献1および2参照)。
Conventionally, an optical compensation layer is configured by pasting a retardation film subjected to a stretching treatment to the outside of a cell (see
従来のフィルムにより光学補償層を作製する場合、経時的な収縮による光学特性の劣化や剥がれが生じたり、耐熱性が低いなどの問題があった。
また光学補償層の厚みに関しては数十μmのオーダーであり、特に複数層を積層する場合は厚膜化の問題点があった。
そこで、近年は硬化によりその光学異方性を固定化できる重合性液晶材料が用いられている(特許文献3参照)。
In the case of producing an optical compensation layer with a conventional film, there are problems such as deterioration of optical properties and peeling due to shrinkage over time, and low heat resistance.
Further, the thickness of the optical compensation layer is on the order of several tens of micrometers, and particularly when a plurality of layers are laminated, there is a problem of increasing the thickness.
Therefore, in recent years, a polymerizable liquid crystal material capable of fixing its optical anisotropy by curing has been used (see Patent Document 3).
光重合により固定化した液晶層は、数μmオーダーで実用上十分な位相差制御機能を発揮する。
これらの液晶分子の固定化は、熱または電子線により行なわれる。固定化状態は電子線の照射程度や加熱条件によって決まり、光照射により固定化する場合は、面内の照度ムラが液晶の配向ムラに起因する可能性がある。
液晶の配向ムラの発生は広い面内を均一に光学補償する場合に問題となる。
These liquid crystal molecules are fixed by heat or electron beams. The immobilization state is determined by the degree of electron beam irradiation and heating conditions. When immobilization is performed by light irradiation, in-plane illuminance unevenness may be caused by liquid crystal alignment unevenness.
The occurrence of uneven alignment of the liquid crystal becomes a problem when optical compensation is performed uniformly over a wide surface.
ここで、基材上に設けられたカラーフィルタ(CF)上に塗布した重合性液晶を露光固定化する場合について説明する。
液晶表示装置の作製にあたり、液晶表示装置の1画面分のサイズに応じて、また製造コスト削減の為に、1枚の大型ガラス基材に多面付けされることが多い。
特に近年のLCD画面の大型化に伴い、大型基板上にさらなる多面付けによる効率生産が行われている。
第6世代といわれる基板サイズは、1600×1800mm、第7世代では2000×2000mmの大きさになる。大型基材は通常、その面付け数や位置によって、X軸またはY軸方向の1軸または2軸方向に移動させ、照射エリアの中心を使用して、マスクを用い、数回に分けて露光するステップ露光が照度ムラを防ぐ点でも有効である。
Here, a case where the polymerizable liquid crystal coated on the color filter (CF) provided on the substrate is fixed by exposure will be described.
In manufacturing a liquid crystal display device, it is often applied to a single large glass substrate according to the size of one screen of the liquid crystal display device and to reduce the manufacturing cost.
In particular, along with the recent increase in size of LCD screens, efficient production is being performed by further increasing the number of faces on a large substrate.
The substrate size referred to as the sixth generation is 1600 × 1800 mm, and the seventh generation is 2000 × 2000 mm. Large base materials are usually moved in one or two axes in the X or Y direction depending on the number of impositions and positions, and exposed in several times using a mask using the center of the irradiation area. This step exposure is also effective in preventing uneven illumination.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、基材上の所望位置に均一な特性をもつ光重合性液晶膜を有する液晶表示装置用光学素子、その製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an optical element for a liquid crystal display device having a photopolymerizable liquid crystal film having a uniform characteristic at a desired position on a substrate, a manufacturing method thereof, and a manufacturing device thereof The purpose is to provide.
本発明は、表面に光重合性液晶が塗布された基材を載置するステージと、ステージ上方に配置され、光をステージ上の基材の光重合性液晶に照射して、光重合性液晶を固定化し光重合性液晶膜を形成する光源と、ステージと光源との間に配置された開口を有するマスクとを備え、マスクの開口の中心は光源からの光の中心に一致することを特徴とする液晶表示装置用光学素子の製造装置である。 The present invention includes a stage on which a base material coated with a photopolymerizable liquid crystal is placed, and a photopolymerizable liquid crystal that is disposed above the stage and irradiates the photopolymerizable liquid crystal of the base material on the stage with light. And a mask having an opening disposed between the stage and the light source, and the center of the opening of the mask coincides with the center of the light from the light source. This is an apparatus for manufacturing an optical element for a liquid crystal display device.
本発明は、ステージはステージ駆動部によりマスクの開口に対して相対的に移動し、ステージ上の基材の所望位置に光照射処理済の光重合性液晶膜を多面付けで複数形成することを特徴とする液晶表示装置用光学素子の製造装置である。 According to the present invention, the stage is moved relative to the opening of the mask by the stage driving unit, and a plurality of photopolymerizable liquid crystal films that have been subjected to the light irradiation treatment are formed in a multi-sided manner at a desired position of the substrate on the stage. An apparatus for manufacturing an optical element for a liquid crystal display device.
本発明は、表面に光重合性液晶が塗布された基材をステージ上に載置する工程と、ステージ上の基材の光重合性液晶に対して、ステージ上方に配置された光源からマスクの開口を介して光を照射して、光重合性液晶を固定化し、光重合性液晶膜を形成する工程とを備え、マスクの開口中心は、光源からの光の中心に一致することを特徴とする液晶表示装置用光学素子の製造方法である。 The present invention includes a step of placing a substrate having a surface coated with photopolymerizable liquid crystal on the stage, and a photopolymerizable liquid crystal of the substrate on the stage from a light source disposed above the stage to a mask. Irradiating light through the opening to fix the photopolymerizable liquid crystal and forming a photopolymerizable liquid crystal film, and the opening center of the mask coincides with the center of the light from the light source. This is a method for manufacturing an optical element for a liquid crystal display device.
本発明は、光重合性液晶膜を形成する際、ステージをステージ駆動部によりマスクの開口に対して相対的に移動させ、ステージ上の基材の所望位置に光照射済の光重合性液晶膜を多面付けで複数形成することを特徴とする液晶表示装置用光学素子の製造方法である。 In the present invention, when a photopolymerizable liquid crystal film is formed, the stage is moved relative to the opening of the mask by the stage driving unit, and the photopolymerizable liquid crystal film is irradiated with light at a desired position of the substrate on the stage. A method for producing an optical element for a liquid crystal display device, comprising: forming a plurality of layers in a multifaceted manner.
本発明は、上記記載の製造方法によって得られた液晶表示装置用光学素子において、基材と、基材上に設けられた光重合性液晶膜とを備えたことを特徴とする液晶表示装置用光学素子である。 The present invention provides an optical element for a liquid crystal display device obtained by the manufacturing method described above, comprising a base material and a photopolymerizable liquid crystal film provided on the base material. It is an optical element.
本発明は、基材上の光重合性液晶膜は2層構造をもつことを特徴とする液晶表示装置用光学素子である。 The present invention is the optical element for a liquid crystal display device, wherein the photopolymerizable liquid crystal film on the substrate has a two-layer structure.
本発明は、基材と光重合性液晶膜との間に、配向膜が設けられていることを特徴とす
る液晶表示装置用光学素子である。
The present invention is an optical element for a liquid crystal display device, characterized in that an alignment film is provided between a substrate and a photopolymerizable liquid crystal film.
本発明は、基材と光重合性液晶膜との間に、カラーフィルタが設けられていることを特徴とする液晶表示装置用光学素子である。 The present invention is the optical element for a liquid crystal display device, wherein a color filter is provided between the substrate and the photopolymerizable liquid crystal film.
本発明は、基材と光重合性液晶膜との間に、TFT回路が設けられていることを特徴とする液晶表示装置用光学素子である。 The present invention is an optical element for a liquid crystal display device, wherein a TFT circuit is provided between a substrate and a photopolymerizable liquid crystal film.
以上のように本発明によれば、基材上に均一な光学特性をもつ光重合性液晶膜を形成することができ、これにより光重合性液晶膜を有する液晶表示装置用光学素子を精度良く確実に製造することができる。 As described above, according to the present invention, a photopolymerizable liquid crystal film having uniform optical characteristics can be formed on a substrate, and thus an optical element for a liquid crystal display device having a photopolymerizable liquid crystal film can be accurately obtained. It can be manufactured reliably.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1乃至図9は本発明による液晶表示装置用光学素子、その製造方法およびその製造装置を示す図である。
まず、図2(a)(b)により、液晶表示装置について説明する。
図2(a)(b)に示すように、垂直配向モードの液晶表示装置15は一対の液晶表示装置用光学素子16a、16bと、この一対の液晶表示装置用光学素子16a、16b間に設けられた液晶17とを備えている。
1 to 9 are views showing an optical element for a liquid crystal display device according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus thereof.
First, a liquid crystal display device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the vertical alignment mode liquid
このうち一方(下方)の光学素子16aは、ガラス基板等の基材3と、基材3の一方の面に設けられた光学補償層8および配向膜7と、基材3の他方の面に設けられた偏光板18とを有している。
Among these, one (lower)
また他方(上方)の光学素子16bはガラス基板等の基材3と、基材3の一方の面に設けられた光学補償層8および配向膜7と、基材3の他方の面に設けられた偏光板18とを有している。
The other (upper)
また、光学素子16aの基材3の光学補償層8側の面にはTFT回路26が設けられ、光学素子16bの基材3の光学補償層8側の面にはカラーフィルタ(CF)25が設けられている。
A
次に、図2(b)により光学素子16aおよび光学素子16bの光学補償層8について説明する。
図2(b)に示すように光学補償層8は基材3上に設けられ一定の分子配向配列を有する配向膜8aと、配向膜8a上に設けられた第1光重合性液晶膜8bと、第1光重合性液晶膜8b上に設けられた第2光重合性液晶膜8cとを有している。
Next, the
As shown in FIG. 2B, the
各光学素子16a、16bを作製する場合、基材3の一方の面に例えばカルコン、クマリン、ポリビニルシンナメート、アゾベンゼン等の光配向性材料を含む配向膜(文献名、LCDにおける最新配向技術)7を形成し、この配向膜7に対して偏光光を照射して配向膜7を配向させている。
尚、一般的にはポリイミドを含む配向膜を形成し、ラビング処理により配向させる。
When each
In general, an alignment film containing polyimide is formed and aligned by rubbing treatment.
また、図2(a)において液晶17を挟んで上方の基材3、光学補償層8、および配向膜7から下方の配向膜7、光学補償層8、および基材3まで、すなわち上方から順に基材3、光学補償層8、配向膜7、液晶17、配向膜7、光学補償層8、および基材3により、液晶セル17aが構成されている。
2A, the
次にこのような光学素子16a、16bを製造するための液晶表示装置用光学素子の製造装置について説明する。
図1に示すように、液晶表示装置用光学素子の製造装置は、表面に光重合性液晶が塗布されたガラス基板等の基材3を載置するステージ4と、ステージ4上方に配置され光を照射する光源1とを備えている。
Next, an apparatus for manufacturing an optical element for a liquid crystal display device for manufacturing such
As shown in FIG. 1, an optical element manufacturing apparatus for a liquid crystal display device includes a
また光源1からの光が基材3上光重合性液晶に照射してこの光重合性液晶を固定化し、第1光重合性液晶膜8bを形成するようになっている。
Further, the light from the
この場合、図1に示すように、ステージ4上に載置された基材3上には、予め配向処理が行われ光学補償層8を構成する配向膜8aが形成されている。
In this case, as shown in FIG. 1, an
また、基材3が光学素子16a作製用の基材である場合、基材3の配向膜8a側の面にCF25が予め設けられ、基材3が光学素子16b作製用の基材である場合、基材3の配向膜8a側の面にTFT回路28が予め設けられている。
When the
図1において、まず基材3上にCF25あるいはTFT回路26を予め設けるとともに、このCF25あるいはTFT回路26上に配向処理済の配向膜8aを設けておき、CF25あるいはTFT回路26上に配向膜8aが形成された基材3を準備する。
次にこの基材3上の配向膜8a表面に光重合性液晶を塗布しておき、このように光重合性液晶が塗布された基材3をステージ4上に載置して、後述のように光重合性液晶に対して光を照射し、光重合性液晶を固定化することにより第1光重合性液晶膜8bを形成するようになっている。
In FIG. 1, first, a CF25 or
Next, a photopolymerizable liquid crystal is applied to the surface of the
第1光重合性液晶膜8bを形成する手法と同様にして、第1光重合性液晶膜8b上に第2光重合性液晶膜8cを形成することができ、このようにして液晶表示装置用光学素子16a、16bを作製することができる。
Similar to the method of forming the first photopolymerizable
なお、光学補償層8を構成する配向膜8aは必ずしも設ける必要はない。
The
図1により液晶表示装置用光学素子の製造装置について更に説明する。 The apparatus for manufacturing an optical element for a liquid crystal display device will be further described with reference to FIG.
図1において、ステージ4と光源1との間には、開口20aを有するマスク20が配置されている。
この場合、マスク20の開口20aの中心は、光源1からの光の中心に一致している。 さらにステージ4はステージ駆動部4aにより、マスク20の開口20aに対して平面から見てX方向およびY方向に相対的に移動することができる(図3乃至図9参照)。
In FIG. 1, a
In this case, the center of the opening 20 a of the
図3乃至図9において、Y方向は基材3の搬送方向に一致し、X方向は基材3の搬送方向に直交する方向となっている。
3 to 9, the Y direction coincides with the transport direction of the
光源1からの光は、ステージ4上において、有効照射エリア21を有する。有効照射エリア21のうち中央エリア21aと周縁エリアとの間で照度ムラが生じ、このうち、中央エリア21aは照度分布の少ないエリアとなっている。
The light from the
ステージ4は上述のようにステージ駆動部4aによって平面からみてX方向およびY方向に移動し、このことによりステージ4は光源1、およびマスク20の開口20aに対して相対的にX方向およびY方向に移動する。
As described above, the
このようにして、マスク20の開口20aを透過した光の中央エリア21aをステージ4上の基材3の所望位置にもってくることができ、基材3の所望位置において光の中央エリア21aを利用して光重合性液晶に対して後述するように光を照射して第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
In this way, the
本実施の形態において、ステージ4をX方向およびY方向に移動させることにより、ステージ4上に載置された1枚の基材3上の光重合性液晶に光を照射してX方向およびY方向に各々複数並んだ第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
In the present embodiment, by moving the
このようにして、基材3上に複数の第1光重合性液晶膜8bを多面付けにて形成することにより、多面付けされた多面付け光学素子16Aが得られる。
In this way, by forming a plurality of first photopolymerizable
次に各部の構成材料について述べる。基材3としては、ガラス基材に限らず、プラスチックフィルムを用いてもよい。
Next, constituent materials of each part will be described. The
基材用のプラスチックフィルムの例としては、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレートの如きポリエステル系高分子、ポリポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー等からなるフィルムを挙げることができる。
なお、基材の材料は、特にここで挙げたフィルムに限定されるものではなく、金属、紙、ガラスなどを用いてもよい。
Examples of plastic films for substrates include polycarbonate polymers, polyester polymers such as polyarylate and polyethylene terephthalate, polypolyimide polymers, polysulfone polymers, polyethersulfone polymers, polystyrene polymers. And films made of thermoplastic polymers such as polyolefin polymers such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl alcohol polymers, cellulose acetate polymers, polyvinyl chloride polymers, polymethyl methacrylate polymers, etc. .
The material of the base material is not particularly limited to the film mentioned here, and metal, paper, glass, or the like may be used.
光重合性液晶膜8b、8c用の光重合性液晶材料は特に限定されるものではないが、分子の両末端に重合性官能基があることが、硬化後、光学的に安定した製品を得る上で好ましい。
重合性液晶材料の一例としては、例えば、以下の化学式1〜化学式11の化合物がある。
また上記の化合物の2種を混合して使用することも可能である。
The photopolymerizable liquid crystal material for the photopolymerizable
As an example of the polymerizable liquid crystal material, for example, there are compounds represented by the following
It is also possible to use a mixture of two of the above compounds.
その他、光重合性液晶膜8b、8cとして、光重合性液晶オリゴマーや光重合性液晶高分子等を用いることも可能である。
このような光重合性液晶オリゴマーや光重合性液晶高分子としては、従来提案されているものを適宜選択して用いることが可能である。
In addition, a photopolymerizable liquid crystal oligomer, a photopolymerizable liquid crystal polymer, or the like can be used as the photopolymerizable
As such a photopolymerizable liquid crystal oligomer or photopolymerizable liquid crystal polymer, conventionally proposed ones can be appropriately selected and used.
液晶材料は、有機溶媒などの溶媒に溶かしインキ化して用いることが望ましい。溶媒は液晶材料を溶解できれば特に制限はない。 The liquid crystal material is preferably used after being dissolved in a solvent such as an organic solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the liquid crystal material.
液晶材料を塗布する場合、ロールコート法、グラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法等により、基材上に液晶材料を塗布することができる。
プラスチックフィルムを用いる場合、ROLL to ROLL方式でのフィルムコーティングなどが可能である。
When the liquid crystal material is applied, the liquid crystal material can be applied onto the substrate by a roll coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a slide coating method, a die coating method, a slit coating method, a dipping method, or the like.
In the case of using a plastic film, film coating by the ROLL to ROLL method is possible.
結晶を電子線により固定化して硬化する場合、光源1から出射される光としては、紫外線等の電子線が考えられる。
電子線は、具体的には、紫外線(250〜400nm)が用いられることが多く、紫外線硬化の場合、光重合開始剤が光重合性液晶中に添加されていることが望ましい。
光重合開始剤は、ベンジル(ビベンゾイルとも言う)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げることができる。
なお、光重合性液晶中に光重合開始剤の他に増感剤を添加することもできる。
When the crystal is fixed with an electron beam and cured, the light emitted from the
Specifically, ultraviolet rays (250 to 400 nm) are often used as the electron beam, and in the case of ultraviolet curing, it is desirable that a photopolymerization initiator is added to the photopolymerizable liquid crystal.
Photopolymerization initiators are benzyl (also called bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoin benzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminomethyl Benzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl-1- (4- (Methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl)- 2-hydroxy 2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane Examples include -1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, and the like.
In addition to the photopolymerization initiator, a sensitizer can be added to the photopolymerizable liquid crystal.
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まず、図1において、基材3が準備され、基材3の一方の面上に予めカラーフィルタ25またはTFT回路26が設けられ、これらカラーフィルタ25またはTFT回路26上に配向膜8aが形成される。
この場合、カラーフィルタ25を有する基材3は光学素子16b用の基材であり、TFT回路26を有する基材3は光学素子16a用の基材である。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
First, in FIG. 1, a
In this case, the
次に基材3の配向膜8a上に光重合性液晶が塗布され、光重合性液晶が塗布された基材3がステージ4上に載置される。
Next, the photopolymerizable liquid crystal is applied on the
なお、基材3上に配向膜8aを形成することなく、基材3のカラーフィルタ25またはTFT回路26上に直接光重合性液晶を塗布し、この基材をステージ4上に載置してもよい。
In addition, without forming the
次に光源1から光を照射し、光源1からの光をマスク20の開口20aを経てステージ4上に配置された基材3上の光重合性液晶に向って照射する。
Next, light is emitted from the
この状態で光源1からの光をマスク20の開口20aを経て基材3上の光重合性液晶に対して照射する。
このことにより、光重合性液晶を固定化して、第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
In this state, light from the
Thus, the first photopolymerizable
このようにして上記光学素子の製造装置を用いて、光により基材3上の光重合性液晶を照射して、基材3上の所望位置に複数の多面付けされた第1光重合性液晶膜8bを形成する。
In this way, using the above-described optical element manufacturing apparatus, the first photopolymerizable liquid crystal that is irradiated with the photopolymerizable liquid crystal on the
第1光重合性液晶膜8bの製造方法と同様にして、第1光重合性液晶膜8b上に第2光重合性液晶膜8cを形成し、このようにして基材3上に配向膜8aと、第1光重合性液晶膜8bと、第2光重合性液晶膜8cとからなる光学補償層8が形成される。
In the same manner as the manufacturing method of the first photopolymerizable
その後、光学補償層8上に配向膜7が形成され、基材3の他方の面上に偏光板18が設けられ、このようにして多面付けされた光学素子16Aが得られる。
Thereafter, the
次に多面付けされた光学素子16Aが、各々の光学補償層8毎に切断されて、カラーフィルタ25を有する光学素子16bまたはTFT回路26を有する光学素子16aが得られる。
Next, the multifaceted
次に基材3の所望位置に複数の第1光重合性液晶膜8bを形成する場合の作用について詳述する。
Next, the operation when the plurality of first photopolymerizable
上述のようにマスク20の開口20aを透過した光はステージ4上において有効照射エリア21を有し、また有効照射エリア21の中央部分は照度分布が小さい中央エリア21aとなる(図3)。
As described above, the light transmitted through the
そこでステージ4上に載置された基材3の所望位置がこの中央エリア21aに対応する位置にくるようステージ駆動部4aによりステージ4をX方向およびY方向に移動させる。
Therefore, the
ここで、基材3上にX方向に2つの第1光重合性液晶膜8bを形成する場合について述べる。
Here, a case where two first photopolymerizable
はじめにステージ4上の基材3は、その中央部分が中央エリア21aに対応する位置にある(図4)。
First, the
次にステージ4をX方向左方に移動させ、基材3の右側部分が中央エリア21aに対応する位置にくるようにし、この状態で光を照射して基材3の右側部分に第1光重合性液晶膜8bを形成する(図5(a))。
Next, the
次にステージ4をX方向右方に移動させ、基材3の左側部分が中央エリア21aに対応する位置にくるようにし、この状態で光を照射して基材3の左側部分に第1光重合性液晶膜8bを形成する(図5(b))。
Next, the
このようにして基材3上にX方向に並んだ2つの第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
In this way, the two first photopolymerizable
次に基材3上にY方向に2つの第1光重合性液晶膜8bを形成する場合について述べる。
Next, a case where two first photopolymerizable
まずステージ4がY方向の後方にあって、基材3の前方部分が中央エリア21aに対応する位置にくるようにし、この状態で光を照射して基材3の前方部分に第1光重合性液晶膜8bを形成する(図6(a))。
First, the
次にステージ4をY方向前方に移動させ、基材3の後方部分が中央エリア21aに対応する位置にくるようにし、この状態で光を照射して基材3の後方部分に第1光重合性液晶膜8bを形成する(図6(b))。
Next, the
このようにして基材3上にY方向に並んだ2つの第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
In this manner, two first photopolymerizable
次に基材3上にX方向に2つ、Y方向に3つの第1光重合性液晶膜8bを形成する場合について述べる。
Next, the case where two first photopolymerizable
図7(a)(b)に示すように、マスク20の開口20aを透過した光は、中央に中央エリア21aを有する有効照射エリア21をもっている。
そこで、ステージ4をX方向およびY方向に順次移動させ、基材3の所望位置を中央エリア21aに対応する位置までもってきて、基材3に対して光を照射させることにより、基材3上にX方向に2つ、Y方向に3つ並んだ第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the light transmitted through the
Therefore, the
同様にして、図8に示すように、基材3上にX方向に3つ、Y方向に2つ並んだ第1光重合性液晶膜8bを形成することができる。
Similarly, as shown in FIG. 8, the first photopolymerizable
次に本発明の実施例について述べる。 Next, examples of the present invention will be described.
(基材3の作製)
まず、以下のような基材3を準備し、この基材3上にカラーフィルタ25を設けた。
すなわち、適当な洗浄処理をほどこした基材(サイズ370×470mm、コーニング社製7059ガラス)を準備し、この基材3上にカラーフィルタ25を設けた。
(Preparation of base material 3)
First, the following
That is, a base material (size 370 × 470 mm, Corning 7059 glass) subjected to appropriate cleaning treatment was prepared, and the
カラーフィルタ25のブラックマトリックスおよび赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各画素部の着色材料として、顔料分散型フォトレジストを用いた。
顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物(顔料、分散剤、および溶剤を含有)にビーズを加え、分散機で3時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物(ポリマー、モノマー、添加剤、開示剤および溶剤)とを混合したものである。
その組成を以下に示す。
As a coloring material for the black matrix of the
The pigment-dispersed photoresist uses a pigment as a coloring material, adds beads to a dispersion composition (containing a pigment, a dispersant, and a solvent), disperses them with a disperser for 3 hours, and then removes the beads. And a clear resist composition (polymer, monomer, additive, disclosure agent and solvent).
Its composition is shown below.
尚、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
調製したブラックマトリックス材料を、定法にしたがって上記ガラス基材を洗浄した後、スピンコート法で1.2μmの厚さに塗布、90℃、3分間の条件でプリべーク、所定のパターンを露光し(100mJ/cm2)、0.05%KOH水溶液を用いたスプレー現像を50秒行った後、200℃、30分間ポストベークすることで、ブラックマトリックス基材を作製した。
A paint shaker was used as the disperser.
The prepared black matrix material is washed on the glass substrate according to a conventional method, then applied to a thickness of 1.2 μm by spin coating, pre-baked at 90 ° C. for 3 minutes, and a predetermined pattern is exposed. (100 mJ / cm 2), spray development using 0.05% KOH aqueous solution was performed for 50 seconds, and then post-baking at 200 ° C. for 30 minutes to prepare a black matrix substrate.
赤色(R)の顔料分散型フォトレジストを、上記ブラックマトリックス基材上にスピンコート法で塗布、80℃、5分間の条件でプリベーク、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて、アライメント露光(300mJ/cm2)し、0.1%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、200℃、50分間ポストベークすることで、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に膜厚2.6μmの赤色(R)画素パターンを形成した。 A red (R) pigment-dispersed photoresist is applied onto the above black matrix substrate by spin coating, pre-baked at 80 ° C. for 5 minutes, and alignment exposure (300 mJ) using a predetermined photomask for colored pattern. Spray development using a 0.1% KOH aqueous solution for 60 seconds, followed by post-baking at 200 ° C. for 50 minutes, so that a film thickness of 2.6 μm is formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern. A red (R) pixel pattern was formed.
同様に、緑色(G)の顔料分散型フォトレジストを用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に膜厚2.6μmの緑色(G)画素パターンを形成した。 Similarly, a green (G) pixel pattern having a film thickness of 2.6 μm was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern using a green (G) pigment-dispersed photoresist.
さらに、青色(B)の顔料分散型フォトレジストを用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に膜厚2.6μmの青色(B)画素パターンを作成し、カラーフィルタを作製した。 Further, using a blue (B) pigment dispersion type photoresist, a blue (B) pixel pattern having a film thickness of 2.6 μm was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern, and a color filter was manufactured.
(1)ブラックマトリックス用フォトレジスト
・黒顔料(大日精化工業(株)製TMブラック#9560)…14.0重量部
・分散剤(ビックケミー(株)製Disperbykl11)…1.2重量部
・ポリマー(昭和高分子(株)製VR60)…2.8重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399)…3.5重量部
・添加剤(綜研化学(株)製L−20)…0.7重量部
・開始剤(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1)…1.6重量部
・開始剤(4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン)…0.3重量部
・開始剤(2,4−ジエチルチオキサントン)…0.1重量部
・溶剤(エチレングリコールモノブチルエーテル)…75.8重量部
(2)赤色(R)画素用レジスト
・赤顔料(C.I.PR254(チバスペシャリティケミカルズ社製クロモフタールDPP Red BP))…4.8重量部
・黄顔料(C.I.PY139(BASF社製パリオトールイエローD1819))…1.2重量部
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)…3.0重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399)…4.0重量部
・ポリマー1…5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907)…1.4重量部
・開始剤(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)…0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)…80.0重量部
(3)緑色(G)画素用レジスト
・緑顔料(C.I.PG7(大日精化製セイカファストグリーン5316P))…3.7重量部
・黄顔料(C.I.PY139(BASF社製パリオトールイエローD1819))…2.3重量部
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)…3.0重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399)…4.0重量部
・ポリマー1…5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907)…1.4重量部
・開始剤(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)…0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)…80.0重量部
(4)青色(B)画素用レジスト
・青顔料(C.I.PB15:6(BASF社製ヘリオゲンブルーL6700F))…4.6重量部
・紫顔料(C.I.PV23(クラリアント社製フォスタバームRL−NF)…1.4重量部
・顔料誘導体(ゼネカ(株)製ソルスパース12000)…0.6重量部
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)…2.4重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399)…4.0重量部
・ポリマー1…5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907)…1.4重量部
・開始剤(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)…0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)…80.0重量部
尚、上記のポリマー1は、ベンジルメタクリレート、スチレン、アクリル酸、2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。
(1) Photoresist and black pigment for black matrix (TM Black # 9560 manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) 14.0 parts by weight Dispersant (Disperbykl 11 manufactured by BYK Chemie Co., Ltd.) 1.2 parts by weight polymer (VR60 manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) 2.8 parts by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.) 3.5 parts by weight additive (L-20 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) 0.7 Parts by weight / initiator (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1) 1.6 parts by weight initiator (4,4′-diethylaminobenzophenone) 3 parts by weight / initiator (2,4-diethylthioxanthone) 0.1 parts by weight Solvent (ethylene glycol monobutyl ether) 75.8 parts by weight (2) Red (R) pixel resist / red pigment (C.I. I.P R254 (Chromophthal DPP Red BP, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) ... 4.8 parts by weight, yellow pigment (CI PY139 (Pariol Yellow D1819, manufactured by BASF)) ... 1.2 parts by weight, dispersant (General Co., Ltd. Solsperse 24000) ... 3.0 parts by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer Co., Ltd.) ... 4.0 parts by weight / polymer 1 ... 5.0 parts by weight / initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) 4 parts by weight, initiator (2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) ... 0.6 parts by weight, solvent (propylene Glycol monomethyl ether acetate) ... 80.0 parts by weight (3) Green (G) pixel resist / green pigment (CIPG7 (Seika Fastg manufactured by Dainichi Seika) 5316P)) ... 3.7 parts by weight / yellow pigment (CI PY139 (PASFOL Yellow D1819, manufactured by BASF)) ... 2.3 parts by weight / dispersing agent (Solsparse 24000, manufactured by Zeneca) 3 0.0 part by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.) 4.0 parts by weight Polymer 1 ... 5.0 parts by weight initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Geigy) 1.4 parts by weight initiator (2 , 2'-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) ... 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) ... 80. 0 part by weight (4) Blue (B) pixel resist / blue pigment (CI PB15: 6 (BASF Heliogen Blue L6700F)) ... 4.6 parts by weight purple pigment (C.I. I. PV23 (Clariant Foster Balm RL-NF) ... 1.4 parts by weight / pigment derivative (Solsperse 12000 manufactured by Zeneca) 0.6 parts by weight / dispersant (Solsparse 24000 manufactured by Zeneca) ... 2. 4 parts by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer Co., Ltd.) 4.0 parts by
(配向膜8aの形成)
基材3上に配向膜材料を設けて配向膜8aを形成した。配向膜材料としてAL1254(JSR製)を500オングストロームの厚さで塗布した。
この配向膜にラビング処理を施し、一軸性の異方性を付与して配向膜8aを設けた。
(Formation of
An alignment film material was provided on the
This alignment film was rubbed to provide uniaxial anisotropy to provide an
(第1光重合性液晶膜8bの形成)
第1および第2光重合性液晶膜8b、8cを形成する光重合性液晶材料として、紫外線照射により硬化が可能なアクリレート基を有するRMM34(メルク社製)を用いた。
溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに20重量部のRMM34を溶解し、位相差層用インキを作製した。
(Formation of the first photopolymerizable
As the photopolymerizable liquid crystal material for forming the first and second photopolymerizable
20 parts by weight of RMM34 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent to prepare a retardation layer ink.
調整した光重合性液晶のインキを、スピンコーティング法を用いて基材3上の配向膜8a上に塗布した。
続いて当該基材3をホットプレート上で100℃、5分間加熱し、残存溶剤を除去し液晶構造を発現させた。
次に光重合性液晶に対して図1に示す製造装置を用いて紫外線照射を行い(500mJ/cm2、365nm)、液晶構造を固定化して位相差層からなる第1光重合性液晶膜8bを形成した。
The adjusted photopolymerizable liquid crystal ink was applied onto the
Subsequently, the
Next, the photopolymerizable liquid crystal is irradiated with ultraviolet rays using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 (500 mJ /
(第1光重合性液晶膜8bの測定)
第1光重合性液晶膜8bの位相差をKOBRA−21シリーズ(王子計測機器製)を用いて各面内9点を測定した。測定ポイントを図9に示す。
(Measurement of the first photopolymerizable
Nine points in each plane were measured for the retardation of the first photopolymerizable
測定の結果、第1光重合性液晶膜8bの各点の点(1) に対する位相差の比率は1となり、面内に同様の光学特性を持つ位相差を得ることができた。
また2つの第1光重合性液晶膜8bの同一箇所の位相差値の比率も1となり、多面付けにおいても一面付けと同様の特性をもつ製品の生産が可能となった。
As a result of the measurement, the ratio of the phase difference with respect to the point (1) of each point of the first photopolymerizable
In addition, the ratio of the retardation value at the same location of the two first photopolymerizable
1 光源
3 基材
4 ステージ
4a ステージ駆動部
7 配向膜
8 光学補償層
8a 配向膜
8b 第1光重合性液晶膜
8c 第2光重合性液晶膜
9 駆動制御部
10 光学素子の製造装置
15 液晶表示装置
16A 多面付け光学素子
20 マスク
20a 開口
21 有効照射エリア
21a 中央エリア
25 カラーフィルタ
26 TFT回路
DESCRIPTION OF
Claims (9)
6. The optical element for a liquid crystal display device according to claim 5, wherein a TFT circuit is provided between the substrate and the photopolymerizable liquid crystal film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006050059A JP2006350294A (en) | 2005-05-19 | 2006-02-27 | Optical element for liquid crystal display device, and manufacturing method and device thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006050059A JP2006350294A (en) | 2005-05-19 | 2006-02-27 | Optical element for liquid crystal display device, and manufacturing method and device thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012255926A (en) * | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Hayashi Engineering Inc | Optical film laminate |
WO2023171246A1 (en) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Liquid crystal optical element and production method therefor |
-
2006
- 2006-02-27 JP JP2006050059A patent/JP2006350294A/en not_active Withdrawn
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WO2023171246A1 (en) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Liquid crystal optical element and production method therefor |
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