JP2008250098A - Color filter, manufacturing method therefor, and liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently manufacturing a color filter with high productivity, which indicates characteristics superior in the expansion of a view angle from an oblique direction by optimum phase difference compensation in each pixel, and to provide a color filter manufactured by the method and a liquid crystal display provided with such a color filter. <P>SOLUTION: A color filter is manufactured through a process for forming partitions on a substrate, a process for forming liquid crystal phase difference layers corresponding to respective retardations of a plurality of color pixel patterns having prescribed retardations, which are formed thereafter, between the partitions by an ink jet method, and a process for forming the plurality of color pixel patterns, having the prescribed retardations on the liquid crystal phase difference layers by the ink jet method. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタとその製造方法に係り、特に、視野角向上のための位相差制御層を備えるカラーフィルタ及びこれを用いた液晶ディスプレイに関する。 The present invention relates to a color filter and a manufacturing method thereof, and more particularly to a color filter including a phase difference control layer for improving a viewing angle and a liquid crystal display using the color filter.

種々の方式の液晶ディスプレイが実用化されているが、これらの液晶ディスプレイには、位相差制御層が設けられているが、そのほとんどは直線偏光板と組み合わせられて用いられている。例えば、直線偏光板と1/4波長位相差板、または1/2波長位相差板、1/4波長位相差板、及び直線偏光板を組み合わせた円偏向板を、液晶ディスプレイの観察側に設けることにより、外光反射を防止して表示のコントラストの向上を可能としている。   Various types of liquid crystal displays have been put into practical use, and these liquid crystal displays are provided with a retardation control layer, but most of them are used in combination with a linear polarizing plate. For example, a circularly polarizing plate combining a linearly polarizing plate and a 1/4 wavelength phase difference plate, or a 1/2 wavelength phase difference plate, a 1/4 wavelength phase difference plate, and a linearly polarizing plate is provided on the observation side of the liquid crystal display. Thus, reflection of external light is prevented and display contrast can be improved.

また、反射型液晶ディスプレイまたは半透過半反射液晶ディスプレイには、液晶分子の光シャッター効果を利用するために、円偏光板または楕円偏向板が使用されている。   In addition, in a reflective liquid crystal display or a transflective liquid crystal display, a circularly polarizing plate or an elliptically polarizing plate is used in order to use the optical shutter effect of liquid crystal molecules.

更に、超捻れネマチックモード液晶ディスプレイの色補償や視野角特性を改善するためにも、位相差板が利用されている。特に近年、高コントラストな表示が可能な垂直配向モード液晶ディスプレイでは、光軸が基板に垂直で、負の複屈折異方性を有する位相差フィルム(負のCプレート)と、光軸が基板に水平で、正の複屈折異方性を有する位相差フィルム(正のAプレート)が併用されている例がある(例えば、特許文献1参照)。   Furthermore, a phase difference plate is also used to improve color compensation and viewing angle characteristics of a super twisted nematic mode liquid crystal display. Particularly in recent years, in a vertical alignment mode liquid crystal display capable of high-contrast display, a retardation film (negative C plate) having an optical axis perpendicular to the substrate and having negative birefringence anisotropy, and an optical axis on the substrate. There is an example in which a phase difference film having a positive birefringence anisotropy (positive A plate) is used in combination (for example, see Patent Document 1).

これらにおける位相差制御には、通常、ポリカーボネートフィルム等を延伸した位相差制御フィルムまたは複屈折異方性を有する液晶材料をトリアセチルセルロースフィルム等に塗布した位相差制御フィルムが用いられている。   For the retardation control in these, a retardation control film obtained by stretching a polycarbonate film or the like or a retardation control film obtained by applying a liquid crystal material having birefringence anisotropy to a triacetyl cellulose film or the like is used.

しかしながら、上述した従来の位相差フィルムでは、そのリタデーションは面内で均一であり、実際に表示される画素ごとに最適なリタデーションには設定されておらず、必ずしも最適な位相差補償が行われているわけではない。   However, in the above-described conventional retardation film, the retardation is uniform in the plane, and is not set to the optimum retardation for each actually displayed pixel, and the optimum retardation compensation is not necessarily performed. I don't mean.

その理由のひとつは、液晶の位相差・屈折率そのものが透過光の波長依存性を持つため、カラーフィルタを構成するパターンの各色(実際には透過光の波長)に応じて位相差フィルムに要求されるリタデーションも異なるためである。   One reason for this is that the retardation and refractive index of the liquid crystal itself has a wavelength dependency of the transmitted light, so that the retardation film is required for each color of the pattern constituting the color filter (actually the wavelength of the transmitted light). This is because the retardation used is also different.

これに対して、透過光の波長に応じてリタデーションを制御し、位相差補償をより最適に行う試みがなされている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, an attempt has been made to more optimally perform phase difference compensation by controlling retardation according to the wavelength of transmitted light (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、実際にはこのような試みにもかかわらず、斜め方向からの視野角補償を施された黒表示を観察すると、赤色と青色の漏れ光により、赤紫色に着色されて見えるという問題があった。
特開平10−153802号公報 特開2005−148118号公報
However, in reality, despite such attempts, when viewing a black display with viewing angle compensation from an oblique direction, there is a problem that it appears reddish purple due to red and blue leakage light. It was.
JP-A-10-153802 JP 2005-148118 A

本発明は、以上のような事情の下になされ、各画素における最適な位相差補償により斜め方向からの視野角拡大に優れた特性を示すカラーフィルタを効率よく、高い生産性を持って製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような方法により製造されたカラーフィルタ、及びそのようなカラーフィルタを具備する液晶ディスプレイを提供することを目的とする。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and efficiently and efficiently manufactures a color filter that exhibits excellent characteristics for widening the viewing angle from an oblique direction by optimal phase difference compensation in each pixel. It aims to provide a method. Another object of the present invention is to provide a color filter manufactured by such a method and a liquid crystal display including such a color filter.

上記課題を解決するため、これまでの研究から、赤色、緑色及び青色の各色画素パターンのカラーフィルタ層のリタデーションがそれぞれ異なり、赤色、青色は正のリタデーションを示し、緑色は負のリタデーションを示すためであることを見出していたが、通常、光学設計は、緑色を中心として行われるため、赤色及び青色カラーフィルタ層と、緑色カラーフィルタ層のリタデーションが正負に大きく異なると、前述のように赤色と青色の漏れ光が生じてしまう。本発明は、このような知見に基づきなされた。   In order to solve the above-mentioned problem, from the previous studies, the retardation of the color filter layer of each color pixel pattern of red, green and blue is different, red and blue indicate positive retardation, and green indicates negative retardation. However, since the optical design is usually performed with green as the center, if the retardation of the red and blue color filter layers and the green color filter layer are significantly different from each other in positive and negative, the red color is changed as described above. Blue light leaks. The present invention has been made based on such findings.

本発明の第1の態様は、基板上に隔壁を形成する工程、前記隔壁間に、後に形成する所定のリタデーションを有する複数の着色画素パターンのそれぞれのリタデーションに対応した液晶位相差層をインキジェット法により形成する工程、前記液晶位相差層上にインキジェット法により、所定のリタデーションを有する複数の着色画素パターンを形成する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a step of forming partition walls on a substrate, and a liquid crystal retardation layer corresponding to each retardation of a plurality of colored pixel patterns having a predetermined retardation to be formed later between the partition walls. There is provided a method for producing a color filter, comprising a step of forming a plurality of colored pixel patterns having a predetermined retardation by an ink jet method on the liquid crystal retardation layer.

このようなカラーフィルタの製造方法において、複数の着色画素パターンは、赤色画素パターン、青色画素パターン、及び緑色画素パターンを含み、前記赤色画素パターン及び青色画素パターンが正のリタデーションを有し、緑色の画素パターンが負のリタデーションを有するものとすることができる。 In such a color filter manufacturing method, the plurality of colored pixel patterns include a red pixel pattern, a blue pixel pattern, and a green pixel pattern, and the red pixel pattern and the blue pixel pattern have a positive retardation, The pixel pattern can have a negative retardation.

また、液晶位相差層は、重合性のネマチック液晶、重合性のコレステリック液晶、及びホメオトロピック配向した重合性の液晶からなる群から選ばれた液晶により構成することができる。   The liquid crystal retardation layer can be composed of a liquid crystal selected from the group consisting of a polymerizable nematic liquid crystal, a polymerizable cholesteric liquid crystal, and a homeotropically aligned polymerizable liquid crystal.

更に、液晶位相差層は、複数の着色画素パターンに対応する複数の液晶位相差領域を含み、それぞれの液晶位相差領域は、複数の着色画素パターンごとに異なるリタデーションを有するものとすることができる。   Further, the liquid crystal retardation layer may include a plurality of liquid crystal retardation regions corresponding to the plurality of colored pixel patterns, and each of the liquid crystal retardation regions may have a different retardation for each of the plurality of colored pixel patterns. .

この場合、複数の液晶位相差領域のリタデーションは、通過する光の波長域に応じたリタデーションを有することが望ましい。   In this case, it is desirable that the retardations of the plurality of liquid crystal retardation regions have retardations according to the wavelength range of light passing therethrough.

また、複数の液晶位相差領域は、複数の着色画素パターンのリタデーションを補正するリタデーションを有することが望ましい。   In addition, it is desirable that the plurality of liquid crystal retardation regions have a retardation that corrects the retardation of the plurality of colored pixel patterns.

以上のカラーフィルタの製造方法において、複数の液晶位相差領域のリタデーションは、着色画素パターンのリタデーションとは符号が逆で、絶対値が略同一とすることができる。   In the color filter manufacturing method described above, the retardation of the plurality of liquid crystal retardation regions is opposite in sign to the retardation of the colored pixel pattern and can have substantially the same absolute value.

また、複数の着色画素パターンのリタデーションと、それに対応する複数の液晶位相差領域のリタデーションの合計を、画素ごとに略同一とすることができる。   Moreover, the sum total of the retardation of a several colored pixel pattern and the retardation of the some liquid crystal phase difference area | region corresponding to it can be made substantially the same for every pixel.

また、複数の着色画素パターンは、赤色表示画素パターン、緑色表示画素パターンおよび青色表示画素パターンを有し、それぞれ赤色表示画素パターンの厚み方向位相差値RRth、緑色表示画素パターンの厚み方向位相差値GRth、および青色表示画素パターンの厚み方向位相差値BRthとしたとき、下記の式(1)及び式(2)を満たすものとすることができる。
|(RRth−BRth)|−|(GRth−BRth)|≧0 (1)
|(RRth−BRth)|−|(RRth−GRth)|≧0 (2)
(RRth、GRth、およびBRthは、それぞれの画素の面内屈折率の平均から厚み方向屈折率を引いた値と、画素の厚み(μm)の積を1000倍して得られる数値をそれぞれ表す。)
The plurality of colored pixel patterns include a red display pixel pattern, a green display pixel pattern, and a blue display pixel pattern. The thickness direction phase difference value R Rth of the red display pixel pattern and the thickness direction phase difference of the green display pixel pattern, respectively. When the value G Rth and the thickness direction retardation value B Rth of the blue display pixel pattern are used, the following expressions (1) and (2) can be satisfied.
| (R Rth −B Rth ) | − | (G Rth −B Rth ) | ≧ 0 (1)
| (R Rth −B Rth ) | − | (R Rth −G Rth ) | ≧ 0 (2)
(R Rth, G Rth, and B Rth is a value obtained by subtracting the thickness direction refractive index from the average in-plane refractive index of each pixel, a numerical value obtained by 1000 times the product of the thickness of the pixel ([mu] m) Represent each.)

上記のように各液晶位相差領域のリタデーションを制御する場合、複数の液晶位相差領域を、複数の着色画素パターンごとに異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物により構成することができる。   When controlling the retardation of each liquid crystal phase difference region as described above, the plurality of liquid crystal phase difference regions can be constituted by a crosslinked cured product of a polymerizable liquid crystal composition that differs for each of a plurality of colored pixel patterns.

あるいは、複数の液晶位相差領域を、同一の重合性液晶組成物の架橋硬化物により構成し、異なる膜厚を有するものとすることができる。   Alternatively, the plurality of liquid crystal retardation regions can be formed of cross-linked cured products of the same polymerizable liquid crystal composition and have different film thicknesses.

更に、以上のカラーフィルタの製造方法では、液晶位相差層を形成する工程において、インキジェット法による液晶位相差層塗布後、該液晶位相差層を紫外線露光により硬化する工程を有することが望ましい。   Furthermore, in the above-described method for producing a color filter, it is desirable that the step of forming the liquid crystal retardation layer includes a step of curing the liquid crystal retardation layer by ultraviolet exposure after applying the liquid crystal retardation layer by an ink jet method.

本発明の第2の態様は、上述の方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタを提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a color filter manufactured by the method described above.

本発明の第3の態様は、上記カラーフィルタを具備することを特徴とする液晶ディスプレイを提供する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising the color filter.

本発明によると、複数の着色画素パターン及び液晶位相差層の成膜をインキジェット法により行っているため、より一般的な手法とされるフォトリソグラフィ法と比べ、環境負荷の低減と大幅なコストダウンを図ることができる。また、液晶位相差層のリタデーションを、各着色画素パターンのリタデーションに対応させて調整することにより、各画素の表示領域を通過する光の偏光状態にばらつきが生じないため、斜め方向からの視野角拡大に優れた特性が得られる。   According to the present invention, since a plurality of colored pixel patterns and a liquid crystal retardation layer are formed by the ink jet method, the environmental load is reduced and the cost is greatly reduced compared to a more general photolithography method. You can go down. In addition, by adjusting the retardation of the liquid crystal retardation layer in accordance with the retardation of each colored pixel pattern, there is no variation in the polarization state of the light passing through the display area of each pixel. A characteristic excellent in enlargement is obtained.

また、着色画素パターン及び液晶位相差層をインキジェット法で形成することにより、製造工程を簡略化し、使用する材料を減らすことができるために、カラーフィルタの製造に係るコストを低減することができる。   In addition, since the colored pixel pattern and the liquid crystal retardation layer are formed by an ink jet method, the manufacturing process can be simplified and the materials used can be reduced. Therefore, the cost for manufacturing the color filter can be reduced. .

更に、液晶位相差層のインキジェット法での形成を着色画素パターンより先に基板上で実施することで、平坦性を有する液晶位相差層を得ることができ、偏光状態にばらつきが生じにくく、より斜め方向からの視野角拡大に優れた特性が得られたカラーフィルタを提供できる。 Furthermore, by performing the formation of the liquid crystal retardation layer by the ink jet method on the substrate prior to the colored pixel pattern, a liquid crystal retardation layer having flatness can be obtained, and the polarization state is less likely to vary, It is possible to provide a color filter having excellent characteristics for widening the viewing angle from an oblique direction.

また、インキジェット法によって液晶位相差層形成した後に、紫外線露光により硬化する工程を設けることにより、均一かつ平坦性の高い液晶位相差層が形成でき、よりばらつきの少ない偏向状態の高品質なカラーフィルタとすることができる。   In addition, by forming a liquid crystal phase difference layer by the ink jet method and then curing it by UV exposure, a uniform and highly flat liquid crystal phase difference layer can be formed. It can be a filter.

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は、本発明の第1の実施形態に係るカラーフィルタを示す断面図であり、透明基板として、例えばガラス基板を用いる。ガラス基板1上の非画素部に相当する位置には、隔壁となる遮光性を有するブラックマトリクス2が設けられている。なお、使用する透明基板としては、ガラス基板上に配向膜材料を塗布し、乾燥・焼成して配向膜を形成し、さらにラビング処理を施すことにより液晶材料の配向能を向上させる手段を講じた基板を用いても良い。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a color filter according to the first embodiment of the present invention. As a transparent substrate, for example, a glass substrate is used. At a position corresponding to the non-pixel portion on the glass substrate 1, a black matrix 2 having a light shielding property as a partition is provided. In addition, as a transparent substrate to be used, an alignment film material was applied on a glass substrate, dried and baked to form an alignment film, and further a rubbing treatment was performed to improve the alignment ability of the liquid crystal material. A substrate may be used.

画素部に相当するブラックマトリクス2の各々の開口部内に、画素ごとに、重合性液晶の硬化物からなる液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)からなる位相差制御層が形成されている。また、開口部内の液晶位相差層上には、いずれも光透過性である赤色画素パターン4(R)、緑色画素パターン4(G)、青色画素パターン4(B)の各着色画素パターンが配列して構成されたカラーフィルタ層が構成されている。 Phase difference control comprising liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), 3 (B) made of a cured product of polymerizable liquid crystal for each pixel in each opening of the black matrix 2 corresponding to the pixel portion. A layer is formed. In addition, on the liquid crystal retardation layer in the opening, the colored pixel patterns of the red pixel pattern 4 (R), the green pixel pattern 4 (G), and the blue pixel pattern 4 (B), all of which are light transmissive, are arranged. Thus, a color filter layer configured as described above is configured.

本明細書において、重合性液晶組成物とは、液晶状態が室温において固定化されたものを指し、例えば、分子構造中に重合性基を有する液晶性モノマーを架橋させて、架橋前の
光学異方性を保持したまま硬化させたもの。またはガラス転移温度以下に冷却することにより、液晶組成を凍結することができる高分子液晶を目指す。
In the present specification, the polymerizable liquid crystal composition refers to a liquid crystal state that is fixed at room temperature.For example, a liquid crystal monomer having a polymerizable group in its molecular structure is cross-linked to form an optical heterogeneity before cross-linking. Cured while retaining its directivity. Or it aims at the polymer liquid crystal which can freeze a liquid crystal composition by cooling below glass transition temperature.

なお、R、G及びBの各文字は、順に赤色、緑色及び青色を表すものとする。また、着色画素パターンは、RGB以外の着色画素パターンを有していても良い。   Note that the letters R, G, and B represent red, green, and blue in order. The colored pixel pattern may have a colored pixel pattern other than RGB.

着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)はそれぞれ、図2に示すように、各パターンを通過する赤色、緑色、及び青色の各色の光ごとに異なるリタデーションを有している。このリタデーションは、それを構成する材料や厚み、処理方法により種々の値を示すが、これまでの研究から、赤色画素パターン4(R)と青色画素パターン4(B)が正のリタデーションを有し、緑色画素パターン4(G)が負のリタデーションを有することを見出していた。   Each of the colored pixel patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B) has a different retardation for each color of red, green, and blue light that passes through each pattern, as shown in FIG. Yes. This retardation shows various values depending on the material, thickness, and processing method of the retardation. From the research so far, the red pixel pattern 4 (R) and the blue pixel pattern 4 (B) have positive retardation. The green pixel pattern 4 (G) has been found to have negative retardation.

具体的には、青色画素パターン4(B)の厚み方向のリタデーションは0.1nm〜100nmであり、緑色画素パターン4(G)の厚み方向のリタデーションは−100nm〜−0.1nmであり、赤色画素パターン4(R)の厚み方向のリタデーションは0.1nm〜100nmである。   Specifically, the retardation in the thickness direction of the blue pixel pattern 4 (B) is 0.1 nm to 100 nm, the retardation in the thickness direction of the green pixel pattern 4 (G) is −100 nm to −0.1 nm, and red. The retardation in the thickness direction of the pixel pattern 4 (R) is 0.1 nm to 100 nm.

これらの着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)のリタデーションを補償するためには、それぞれの液晶位相差層のリタデーションは、着色画素パターンのリタデーションと符号が逆で絶対値が略同一であることが好ましいので、液晶位相差層3(B)のリタデーションは−100nm〜−0.1nmであり、液晶位相差層3(G)のリタデーションは0.1nm〜100nmであり、液晶位相差層3(R)のリタデーションは−100nm〜−0.1nmであることが好ましい。   In order to compensate for the retardation of these colored pixel patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B), the retardation of each liquid crystal phase difference layer is opposite to the retardation of the colored pixel pattern and has an absolute value. Are substantially the same, the retardation of the liquid crystal retardation layer 3 (B) is -100 nm to -0.1 nm, and the retardation of the liquid crystal retardation layer 3 (G) is 0.1 nm to 100 nm. The retardation of the liquid crystal retardation layer 3 (R) is preferably from −100 nm to −0.1 nm.

液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)を構成する液晶材料は、各層を通過する光の波長域に応じたリタデーションを持つよう、ネマチック液晶材料、コレステリック液晶材料またはホメオトロピック配向した重合性の液晶材料を適宜選択することが好ましい。   The liquid crystal materials constituting the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) are nematic liquid crystal material, cholesteric liquid crystal material, or homeo so as to have retardation corresponding to the wavelength range of light passing through each layer. It is preferable to appropriately select a tropic-aligned polymerizable liquid crystal material.

即ち、液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)を構成する液晶材料は、ある入射角度で入射した光に対して位相差を与える機能を有するものであればよく、上述したネマチック液晶に限らず、カイラルネマチック液晶(ネマチック液晶中にカイラル剤を添加したもの)等の任意の液晶材料を用いることができる。   That is, the liquid crystal material constituting the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) may be any material that has a function of giving a phase difference to light incident at a certain incident angle. Not only the nematic liquid crystal described above, but also any liquid crystal material such as a chiral nematic liquid crystal (a nematic liquid crystal with a chiral agent added) can be used.

なお、ネマチック液晶は、重合可能な基を有することが好ましい。また、カイラル剤も重合可能な基を有することが好ましい。カイラルネマチック液晶については、ネマチック液晶を、単独、または必要に応じて2つ以上混合して用いることが好ましい。   The nematic liquid crystal preferably has a polymerizable group. The chiral agent also preferably has a polymerizable group. As for the chiral nematic liquid crystal, it is preferable to use nematic liquid crystals alone or as a mixture of two or more nematic liquid crystals as necessary.

次に、図3を参照して、図1に示す位相差制御層付きカラーフィルタの製造方法について説明する。   Next, with reference to FIG. 3, the manufacturing method of the color filter with a phase difference control layer shown in FIG. 1 will be described.

まず、図3(a)に示すように、透明基板1上にコントラスト向上のためのブラックマトリクス2を設ける。   First, as shown in FIG. 3A, a black matrix 2 for improving contrast is provided on a transparent substrate 1.

透明基板1には、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の透明基板材料を使用できる。中でもガラス基板は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れている。   As the transparent substrate 1, a known transparent substrate material such as a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate can be used. Among them, the glass substrate is excellent in transparency, strength, heat resistance, and weather resistance.

ブラックマトリクス2は、公知の方法を用いて形成することができる。例えば、金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基板上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し、形成する方法;感光性樹脂組成物中に顔料あるいは染料などの着色剤を混在させ、これを基板上に感光性樹脂組成物として形成し、フォトリソグラフィ法により形成する方法;黒色顔料、熱硬化性樹脂を溶媒に溶かし、印刷法により形成する方法などが挙げられる。また、ブラックマトリクス2は、混色を防止するための、撥インキ剤を含むことが望ましい。混色は、カラーインキが隣接画素のカラーインキに浸入することで発生する。   The black matrix 2 can be formed using a known method. For example, a method of forming a metal or metal oxide thin film on a substrate by a method such as sputtering, and patterning it by a method such as etching; a colorant such as a pigment or a dye in the photosensitive resin composition A method of forming a photosensitive resin composition on a substrate and forming it by a photolithography method; a method of forming a black pigment or a thermosetting resin in a solvent and forming it by a printing method, or the like. The black matrix 2 desirably contains an ink repellent agent for preventing color mixing. Color mixing occurs when color ink penetrates into color ink in adjacent pixels.

撥インキ剤としては、シリコーン系、フッ素系材料を一例として挙げることができる。具体的には、主鎖または側鎖に有機シリコーンやアルキルフルオロ基を有し、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、この他にはフッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等や、これらの共重合体等のフッ素樹脂などを用いることができる。また、撥インキ剤は、加熱工程中にブリードアウトし、透明基板上に撥インキ剤が付着し、カラーインキの充填時に色抜け等が発生する場合があるが、これを防止するため、撥インキ剤としてはフッ素含有化合物を用いることが好ましい。また、ブリードアウトを防止するため、低分子化合物よりオリゴマー化合物を用いることが好ましい。   Examples of the ink repellent agent include silicone materials and fluorine materials. Specifically, a silicone resin or silicone rubber having an organosilicone or alkylfluoro group in the main chain or side chain and containing a siloxane component, in addition to vinylidene fluoride, vinyl fluoride, ethylene trifluoride, etc. Fluorine resins such as these copolymers can be used. Ink repellent bleeds out during the heating process, and the ink repellent adheres to the transparent substrate, and color loss may occur when filling with color ink. As the agent, a fluorine-containing compound is preferably used. In order to prevent bleeding out, it is preferable to use an oligomer compound rather than a low molecular compound.

次いで、図3(b)に示すように、ブラックマトリクス2の開口部内に、インキジェット法にて、画素ごとに異なる重合性液晶組成物を印刷することにより液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)を形成する。液晶組成物は、各層を通過する光の波長域に応じたリタデーションを持つよう、ネマチック液晶材料、コレステリック液晶材料またはホメオトロピック配向した重合性の液晶材料を適宜選択する。   Next, as shown in FIG. 3B, a different liquid crystal phase difference layer 3 (R), 3 (R), 3 (R), 3 (R), (G) and 3 (B) are formed. As the liquid crystal composition, a nematic liquid crystal material, a cholesteric liquid crystal material, or a homeotropically aligned polymerizable liquid crystal material is appropriately selected so as to have retardation corresponding to the wavelength range of light passing through each layer.

次に、図3(c)に示すように、ブラックマトリクス2の開口部内にインキジェット法にて形成された液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)に、所定の照射量の紫外線を照射して、液晶組成物を架橋させ、硬化させる。なお、液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)に照射される紫外線が液晶組成物を硬化させる場合、液晶組成物中に光重合開始剤を添加しておくことが好ましい。紫外線の照射量は、光重合開始剤の有無や添加量、または放射線の種類や照度に応じて変わるが、例えば1mJ/cm〜10000mJ/cmの範囲程度であることが好ましい。また、紫外線を照射する雰囲気は、窒素等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。このような雰囲気で紫外線を照射することにより、酸素の影響を受けずに液晶組成物を硬化させることができ、液晶層の光学特性を安定させることができる。さらに、紫外線を照射する雰囲気の温度は、室温よりも高い温度で均一に制御することが好ましい。これにより、紫外線の照射時の液晶組成物の重合を促進させ、液晶層の光学特性を安定化させることができる。 Next, as shown in FIG. 3 (c), liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) formed by an ink jet method in the openings of the black matrix 2 The liquid crystal composition is crosslinked and cured by irradiating an irradiation amount of ultraviolet rays. In addition, when the ultraviolet rays irradiated to the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) cure the liquid crystal composition, a photopolymerization initiator may be added to the liquid crystal composition. preferable. The dose of ultraviolet rays, the presence or amount of the photopolymerization initiator, or varies depending on the radiation type and intensity, is preferably about the range of, for example, 1mJ / cm 2 ~10000mJ / cm 2 . Moreover, it is preferable that the atmosphere which irradiates an ultraviolet-ray is inert gas atmosphere, such as nitrogen. By irradiating ultraviolet rays in such an atmosphere, the liquid crystal composition can be cured without being affected by oxygen, and the optical characteristics of the liquid crystal layer can be stabilized. Furthermore, it is preferable to uniformly control the temperature of the atmosphere in which the ultraviolet rays are irradiated at a temperature higher than room temperature. Thereby, polymerization of the liquid crystal composition at the time of ultraviolet irradiation can be promoted, and the optical characteristics of the liquid crystal layer can be stabilized.

さらに、液晶位相差層を所定の温度で焼成して追加硬化させ、液晶層の光学特性を安定させる。なお、このとき、当該液晶位相差層を高温で加熱して熱効果させることも可能であるが、液晶組成物の光学特性の安定化と、ブラックマトリクスからの撥インキ剤のブリードアウトの恐れから、100℃〜200℃であることが望ましい。   Further, the liquid crystal phase difference layer is baked at a predetermined temperature and additionally cured to stabilize the optical characteristics of the liquid crystal layer. At this time, it is possible to heat the liquid crystal retardation layer at a high temperature to cause a thermal effect, but because of stabilization of the optical properties of the liquid crystal composition and the risk of bleeding out of the ink repellent agent from the black matrix. It is desirable that it is 100 to 200 ° C.

液晶組成領域を形成するためのインキジェット法に用いる装置としては、吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があるが、ピエゾ変換方式の装置を用いることが望ましい。また、インキジェット装置における液晶組成物の粒子化周波数は、5〜100KHz程度が望ましい。また、インキジェット装置におけるノズル径は5〜80μm程度が望ましい。また、インキジェット装置はヘッドを複数個配置し、1ヘッドにノズルを60〜500個程度組み込んだものを用いるのが好ましい。   As an apparatus used for the ink jet method for forming the liquid crystal composition region, there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on a discharge method, but it is desirable to use a piezo conversion method apparatus. Further, the particle formation frequency of the liquid crystal composition in the ink jet apparatus is desirably about 5 to 100 KHz. The nozzle diameter in the ink jet apparatus is desirably about 5 to 80 μm. Further, it is preferable to use an ink jet apparatus in which a plurality of heads are arranged and about 60 to 500 nozzles are incorporated in one head.

次いで、図3(d)に示すように、液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)上に赤(R)、緑(G)、青(B)の着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)を形成する。本実施形態では、インキジェット装置によりカラーインキをパターン状に形成し、その後、後述する加熱工程を経て着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)を形成する。   Next, as shown in FIG. 3D, red (R), green (G), and blue (B) colored pixel patterns on the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B). 4 (R), 4 (G), and 4 (B) are formed. In this embodiment, a color ink is formed in a pattern by an ink jet apparatus, and then colored pixel patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B) are formed through a heating process described later.

カラーインキの着色剤としては、顔料、染料等を使用することができる。本発明では、耐候性に優れた顔料を用いることが好ましい。カラーインキに用いられる熱硬化性樹脂は、色素との関係で公知のカラーフィルタ基板の製造に用いる材料から適宜選択される。具体的には、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ミラミン樹脂などを用いることができる。特に、耐熱性や耐光性を要求されるカラーフィルタを製造する場合には、アクリル樹脂を用いることが好ましい。   As the colorant of the color ink, pigments, dyes and the like can be used. In the present invention, it is preferable to use a pigment having excellent weather resistance. The thermosetting resin used for the color ink is appropriately selected from materials used for manufacturing a known color filter substrate in relation to the pigment. Specifically, casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, miramin resin, or the like can be used. In particular, when manufacturing a color filter that requires heat resistance and light resistance, it is preferable to use an acrylic resin.

カラーインキに用いられる溶媒は、インキジェット装置の印刷適正により選択され、特に表面張力範囲が35mN/m未満で、且つ、沸点が130℃以上の材料を用いることが好ましい。表面張力が35mN/m以上であると、インキジェット吐出時のドット形状の安定性に悪影響を及ぼす。また、沸点が130℃未満であると、ノズル近傍での乾燥性が高くなる。その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招く恐れがあるので好ましくない。また、溶媒は、必要に応じて2種類以上の溶媒を前記条件に合うように混合し、調整したものを用いることができる。   The solvent used for the color ink is selected according to the printing suitability of the ink jet apparatus, and it is particularly preferable to use a material having a surface tension range of less than 35 mN / m and a boiling point of 130 ° C. or higher. When the surface tension is 35 mN / m or more, the dot shape stability during ink jet ejection is adversely affected. Further, when the boiling point is lower than 130 ° C., the drying property near the nozzle is increased. As a result, there is a possibility of causing a defect such as nozzle clogging, which is not preferable. Moreover, the solvent can mix and adjust 2 or more types of solvents so that it may meet the said conditions as needed, and can use it.

カラーインキの分散剤は、樹脂への色素の分散を向上させるために用いる。分散剤として、イオン性または非イオン性界面活性剤などを用いることができる。具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどが挙げられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して用いることもできる。   The color ink dispersant is used to improve the dispersion of the pigment in the resin. As the dispersant, an ionic or nonionic surfactant or the like can be used. Specific examples include sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salts, fatty acid salt alkyl phosphates, tetraalkyl ammonium salts, polyoxyethylene alkyl ethers, and other organic pigment derivatives and polyesters. One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used.

着色画素パターンを形成するためのインキジェット法に用いる装置としては、吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があるが、ピエゾ変換方式の装置を用いることが望ましい。また、インキジェット装置におけるインキの粒子化周波数は、5〜100KHz程度が望ましい。また、インキジェット装置におけるノズル径は5〜80μm程度が望ましい。更には、インキジェット装置はヘッドを複数個配置し、1ヘッドにノズルを60〜500個程度組み込んだものを用いるのが好ましい。   As an apparatus used in the ink jet method for forming the colored pixel pattern, there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on the ejection method, but it is desirable to use a piezo conversion method apparatus. In addition, the ink particle frequency in the ink jet apparatus is preferably about 5 to 100 KHz. The nozzle diameter in the ink jet apparatus is desirably about 5 to 80 μm. Further, it is preferable to use an ink jet apparatus in which a plurality of heads are arranged and about 60 to 500 nozzles are incorporated in one head.

最後に、液晶位相差層上に着色画素パターンが形成された基板を、所定の温度で焼成して硬化させる。なお、このときの焼成温度は150℃〜250℃であることが望ましい。   Finally, the substrate on which the colored pixel pattern is formed on the liquid crystal retardation layer is baked and cured at a predetermined temperature. Note that the firing temperature at this time is desirably 150 ° C. to 250 ° C.

これにより、最終的に、図3(d)に示すように、画素の各色の表示領域に対応するリタデーションを有する液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)からなる位相差制御層が形成され、液晶位相差層付きのカラーフィルタが完成する。   As a result, finally, as shown in FIG. 3 (d), the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) having retardation corresponding to the display areas of the respective colors of the pixels. A phase difference control layer is formed, and a color filter with a liquid crystal phase difference layer is completed.

なお、上述したように、画素ごとに異なる液晶組成物としては、液晶位相差層3(R)には、リタデーションが−100〜−0.1nmとなるような液晶組成物を、液晶位相差層3(G)にはリタデーションが0.1nm〜100nmとなるような液晶組成物を、液晶位相差層3(B)にはリタデーションが−100〜−0.1nmとなるような液晶組成物を選択する。   As described above, as the liquid crystal composition that differs from pixel to pixel, the liquid crystal phase difference layer 3 (R) is a liquid crystal composition having a retardation of −100 to −0.1 nm, and the liquid crystal phase difference layer. A liquid crystal composition having a retardation of 0.1 nm to 100 nm is selected for 3 (G), and a liquid crystal composition having a retardation of −100 to −0.1 nm is selected for the liquid crystal retardation layer 3 (B). To do.

以上のように、第1の実施形態によれば、液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)が、光の波長域に応じたリタデーションを持つように調整されているので、画素の各色の表示領域を通過する光の偏光状態にばらつきが生じることがない。更に言うと、斜め方向からの視野角補償を施された黒表示となるため、斜め方向から見た場合、カラーシフトを低減し、かつニュートラルな黒色が再現でき、非常に優れた表示特性を呈することができる。   As described above, according to the first embodiment, the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) are adjusted to have retardation corresponding to the wavelength range of light. Therefore, there is no variation in the polarization state of light passing through the display area of each color of the pixel. Furthermore, since the display is black with the viewing angle compensated from the oblique direction, when viewed from the oblique direction, the color shift can be reduced and the neutral black can be reproduced, and the display characteristics are excellent. be able to.

図4は、本発明の第2の実施形態に係るカラーフィルタを示す断面図である。図4において、ガラス基板1上の非画素部に相当する位置に、遮光性素材からなるブラックマトリクス2が設けられ、画素部に相当する、ブラックマトリクス2の各々の開口部内に、液晶位相差層といずれも光透過性である赤色画素パターン4(R)、緑色画素パターン4(G)、青色画素パターン4(B)の各色画素パターンが配列して構成されたカラーフィルタ層が積層されていることは、図1に示す実施形態に係るカラーフィルタと同様である。   FIG. 4 is a sectional view showing a color filter according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, a black matrix 2 made of a light-shielding material is provided at a position corresponding to a non-pixel portion on the glass substrate 1, and a liquid crystal retardation layer is formed in each opening of the black matrix 2 corresponding to the pixel portion. And a color filter layer in which each color pixel pattern of the red pixel pattern 4 (R), the green pixel pattern 4 (G), and the blue pixel pattern 4 (B), which are light transmissive, is arranged. This is the same as the color filter according to the embodiment shown in FIG.

本実施形態に係るカラーフィルタが図1に示す実施形態に係るカラーフィルタと異なる点は、図1に示す実施形態に係るカラーフィルタにおいては、画素ごとに異なる重合性液晶組成物を積層し、各層を通過する光の波長域に応じたリタデーションを有する液晶位相差層3(R)、3(G)、3(B)を形成しているのに対し、本実施形態に係るカラーフィルタでは、いずれの画素においても同一の重合性液晶組成物を積層し、各層を通過する光の波長域に応じたリタデーションを有するように膜厚の異なる液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)を形成していることである。   The color filter according to the present embodiment is different from the color filter according to the embodiment shown in FIG. 1 in that, in the color filter according to the embodiment shown in FIG. While the liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) having retardation corresponding to the wavelength range of light passing through the liquid crystal are formed, in the color filter according to the present embodiment, The same polymerizable liquid crystal composition is laminated also in the pixels of, and the liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 having different film thicknesses so as to have retardation corresponding to the wavelength range of light passing through each layer. (B) is formed.

この場合、液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)の厚み方向のリタデーションと、各着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)の厚み方向のリタデーションとの合計が、各画素ごとに互いに等しくなるような値であることが好ましい。その具体的な値は、各着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)の厚み方向のリタデーションの値に応じて異なる。   In this case, the retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 (B) and the thickness direction of each colored pixel pattern 4 (R), 4 (G), and 4 (B). It is preferable that the sum of retardation is equal to each other for each pixel. The specific value differs according to the value of retardation in the thickness direction of each colored pixel pattern 4 (R), 4 (G), 4 (B).

例えば、青色画素パターン4(B)の厚み方向のリタデーションが5nm、緑色画素パターン4(G)の厚み方向のリタデーションが−40nm、赤色画素パターン4(R)の厚み方向のリタデーションが10nmであった場合は、例えば、液晶位相差層13(B)のリタデーションを15nm、液晶位相差層13(G)のリタデーションを60nm、液晶位相差層13(R)のリタデーションを10nmとすれば、各着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)の厚み方向のリタデーションと各液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)の厚み方向のリタデーションとの合計は20nmとなり互いに等しくなる。   For example, the retardation in the thickness direction of the blue pixel pattern 4 (B) was 5 nm, the retardation in the thickness direction of the green pixel pattern 4 (G) was −40 nm, and the retardation in the thickness direction of the red pixel pattern 4 (R) was 10 nm. In this case, for example, if the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (B) is 15 nm, the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (G) is 60 nm, and the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (R) is 10 nm, each colored pixel The sum of the retardation in the thickness direction of the patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B) and the retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 (B) is 20 nm. And become equal to each other.

各液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)のリタデーションは、厚み方向の屈折率異方性Δnと膜厚dとの積で表される。同一の重合性液晶組成物であればΔnは一定であるため、液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)のリタデーションは、その膜厚によって制御できる。   The retardation of each liquid crystal phase difference layer 13 (R), 13 (G), 13 (B) is represented by the product of the refractive index anisotropy Δn in the thickness direction and the film thickness d. Since Δn is constant for the same polymerizable liquid crystal composition, the retardation of the liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 (B) can be controlled by the film thickness.

液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)の厚み方向のリタデーションと、各着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)の厚み方向のリタデーションとの合計値は、画素ごとに互いに等しければ特に制限はないが、最終的な液晶ディスプレイの特性を著しく損なわないためには、絶対値が0に近いほど好ましい。したがって、前述の例についても、例えば、液晶位相差層13(B)のリタデーションを5nm、液晶位相差層13(G)のリタデーションを50nm、液晶位相差層13(R)のリタデーションを0nmとすれば、それぞれの液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)の厚み方向のリタデーションと各着色画素パターンの厚み方向のリタデーションとの合計は10nmで互いに等しくなるため、より好ましい。この際、液晶位相差層13(R)のリタデーションは0nmであるため、液晶位相差層13(R)の膜厚は0、すなわち液晶位相差層13(R)を設けないことを意味することとなる。   The retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 (B) and the retardation in the thickness direction of the colored pixel patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B). The total value is not particularly limited as long as it is equal to each other for each pixel. However, the absolute value is preferably closer to 0 in order not to significantly deteriorate the characteristics of the final liquid crystal display. Therefore, in the above-described example, for example, the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (B) is 5 nm, the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (G) is 50 nm, and the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (R) is 0 nm. For example, the sum of the retardation in the thickness direction of each of the liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 (B) and the retardation in the thickness direction of each colored pixel pattern is equal to each other at 10 nm, which is more preferable. . At this time, since the retardation of the liquid crystal retardation layer 13 (R) is 0 nm, the thickness of the liquid crystal retardation layer 13 (R) is 0, which means that the liquid crystal retardation layer 13 (R) is not provided. It becomes.

このように、各着色画素パターンの厚み方向のリタデーションの値に応じて、各着色画素パターンに対応する液晶位相差層領域の厚み方向のリタデーションとの合計が、画素ごとに互いに等しくなるように各液晶位相差領域の膜厚を制御することで、斜方から眺めた際でも各着色画素パターンのリタデーションの度合いが等しくなるために、各着色画素パターンの色合いがばらつくことがなく、最適なリタデーションの補正を行うことができる。   Thus, according to the value of the retardation in the thickness direction of each colored pixel pattern, the total of the retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation layer region corresponding to each colored pixel pattern is equal to each other for each pixel. By controlling the film thickness of the liquid crystal retardation region, the degree of retardation of each colored pixel pattern is equal even when viewed from an oblique direction, so that the hue of each colored pixel pattern does not vary, and optimal retardation is achieved. Correction can be performed.

以上説明した図4に示す第2の実施携帯に係るカラーフィルタは、上述した図3に示す製造工程と同様にして製造することができる。ただし、液晶組成物の吐出量を、画素ごとに適宜制御し、必要なリタデーションに応じた膜厚の液晶位相差層が形成されるように行う必要がある。当然、液晶位相差層を必要としない画素の部分には、液晶組成物の吐出を行わないこととなる。   The color filter according to the second embodiment shown in FIG. 4 described above can be manufactured in the same manner as the manufacturing process shown in FIG. However, it is necessary to appropriately control the discharge amount of the liquid crystal composition for each pixel so that a liquid crystal phase difference layer having a film thickness corresponding to the necessary retardation is formed. Naturally, the liquid crystal composition is not discharged to the pixel portion that does not require the liquid crystal retardation layer.

また、上述のようにカラーフィルタの複屈折率の絶対値は、0.01以下であること、すなわち各着色画素パターンの厚み方向位相差値Rthが、限りなくRRth=GRth=BRth=0に近いことが望まれているが、カラーフィルタ以外の構成部材、例えば液晶、偏光板、配向膜などの位相差の波長分散性と組み合わせる場合、RRth=GRth=BRth=0である場合以外にも、最適なカラーフィルタの厚み方向位相差値が存在する。 Further, the absolute value of the birefringence index of the color filter as described above, is 0.01 or less, that the thickness direction retardation R th for the colored pixel pattern, infinitely R Rth = G Rth = B Rth Although it is desired to be close to 0, when combined with wavelength dispersibility of retardation such as a component other than a color filter, such as a liquid crystal, a polarizing plate, and an alignment film, R Rth = G Rth = B Rth = 0 In addition to the case, there is an optimum thickness direction retardation value of the color filter.

従って、カラーフィルタにおいて各色表示画素の位相差値Rthがどの値をとるのが最も望ましいかは、他の部材との組み合わせにより変わるが、重要なことは、GRthがRRth以上であるにもかかわらず、BRthがGRth以下である状態や、GRthがRRth以下であるにもかかわらず、BRthがGRth以上である状態は、良好な斜め視認性を得ることができないという点である。これは、液晶表示装置で用いられる他の部材では、複屈折性の波長分散性は透過光の波長に対して連続的に変化することによるものである。 Therefore, the most desirable value for the phase difference value Rth of each color display pixel in the color filter varies depending on the combination with other members. However, it is important that GRth is equal to or greater than RRth. Nevertheless, state and B Rth is less than G Rth, that G Rth despite or less R Rth, state B Rth is greater than or equal to G Rth can not obtain a good oblique visibility Is a point. This is because in other members used in the liquid crystal display device, the birefringent wavelength dispersibility continuously changes with respect to the wavelength of transmitted light.

そこで、各着色表示画素の厚み方向位相差値Rth、即ち、赤色表示画素3Rの厚み方向位相差値RRth、緑色表示画素3Gの厚み方向位相差値GRth、および青色表示画素3Bの厚み方向位相差値BRthは、下記の式(1)及び式(2)を満たしていることが望ましい。 Therefore, each color display pixel thickness direction retardation R th, i.e., the thickness direction retardation value of the red display pixel 3R RRTH, green display pixel 3G in the thickness direction retardation value G Rth, and the thickness direction of the blue display pixel 3B It is desirable that the phase difference value BRth satisfies the following formulas (1) and (2).

|(RRth−BRth)|−|(GRth−BRth)|≧0 (1)
|(RRth−BRth)|−|(RRth−GRth)|≧0 (2)
| (R Rth −B Rth ) | − | (G Rth −B Rth ) | ≧ 0 (1)
| (R Rth −B Rth ) | − | (R Rth −G Rth ) | ≧ 0 (2)

上記式(1)及び(2)は、符号の正負を問わず、GRthがRRth以上である場合には、BRthはGRth以上であり、GRthがRRth以下である場合には、BRthはGRth以下であることを意味する。即ち、RRthとBRthの間にGRthがあることを意味する。 The formula (1) and (2), whether positive or negative sign, if G Rth is more than R Rth is B Rth is at least G Rth, when G Rth is less than R Rth is , B Rth means that is less than G Rth. That is, there is GRth between RRth and BRth .

このように、各着色表示画素の厚み方向位相差値Rthが上記のような条件を満たしたカラーフィルタを使用することにより、良好な斜め視認性を有する液晶表示装置が得られる。 Thus, by using a color filter in which the thickness direction retardation value Rth of each colored display pixel satisfies the above-described conditions, a liquid crystal display device having good oblique visibility can be obtained.

以下、以上説明した実施形態についての、より具体的な実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行った。   Hereinafter, although the more concrete Example about embodiment described above is shown, this invention is not limited to these Examples. Further, since the material used in the present invention is extremely sensitive to light, it is necessary to prevent exposure to unnecessary light such as natural light, and all operations were performed under a yellow or red light.

[実施例1]
<液晶位相差層の効果確認>
重合性液晶を有するネマチック液晶100重量部と、光開始剤5重量部をトルエン420部に溶解させ、液晶組成物(i)を調整した。この液晶組成物(i)にカイラル剤9重量部を混合し、液晶組成物(ii)とした。液晶組成物(i)におけるネマチック液晶を、より複屈折率の大きいネマチック液晶に置き換えて、同様の混合比にて液晶組成物(iii)を調整した。
[Example 1]
<Confirmation of effect of liquid crystal retardation layer>
A liquid crystal composition (i) was prepared by dissolving 100 parts by weight of nematic liquid crystal having a polymerizable liquid crystal and 5 parts by weight of a photoinitiator in 420 parts of toluene. This liquid crystal composition (i) was mixed with 9 parts by weight of a chiral agent to obtain a liquid crystal composition (ii). The nematic liquid crystal in the liquid crystal composition (i) was replaced with a nematic liquid crystal having a higher birefringence, and the liquid crystal composition (iii) was adjusted at the same mixing ratio.

まず、ガラス基板上に液晶組成物(ii)をスピンコートして液晶位相差層を形成した。60℃で1分間加熱した後の液晶位相差層の膜厚は0.7μmであった。次いで、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、1000mJ/cmの照射量にて、液晶位相差層に露光を行った。なお、露光工程は、大気中の酸素による重合阻害が生じないよう、窒素雰囲気下にて実施した。 First, a liquid crystal retardation layer was formed by spin coating the liquid crystal composition (ii) on a glass substrate. The film thickness of the liquid crystal retardation layer after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm. Next, the liquid crystal retardation layer was exposed at an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 by an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. In addition, the exposure process was implemented in nitrogen atmosphere so that superposition | polymerization inhibition by the oxygen in air | atmosphere might not arise.

更に、液晶位相差層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程により液晶位相差層を形成した。この液晶位相差層の厚み方向のリタデーションを計測したところ、40nmであった。   Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a liquid crystal retardation layer was formed by a heating process at 150 ° C. for 30 minutes. It was 40 nm when the retardation of the thickness direction of this liquid crystal phase difference layer was measured.

また、同様にしてガラス基板上に液晶組成物(i)及び液晶組成物(iii)をそれぞれスピンコートして、液晶位相差層を形成した。60℃で1分間加熱した後の液晶位相差層の膜厚は0.7μmであった。次いで、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、1000mJ/cmの照射量にて、液晶位相差層に露光を行った。なお、露光工程は、大気中の酸素による重合阻害が生じないよう、窒素雰囲気下にて実施した。 Similarly, a liquid crystal retardation layer was formed by spin coating the liquid crystal composition (i) and the liquid crystal composition (iii) on a glass substrate. The film thickness of the liquid crystal retardation layer after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm. Next, the liquid crystal retardation layer was exposed at an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 by an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. In addition, the exposure process was implemented in nitrogen atmosphere so that superposition | polymerization inhibition by the oxygen in air | atmosphere might not arise.

更に、液晶位相差層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程により液晶位相差層を形成した。   Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a liquid crystal retardation layer was formed by a heating process at 150 ° C. for 30 minutes.

上記液晶位相差層の厚み方向のリタデーションを計測したところ、液晶組成物(i)により液晶位相差層を形成した基板においては−5nm、液晶組成物(iii)により液晶位相差層を形成した基板においては−20nmであった。   When the retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation layer was measured, the substrate in which the liquid crystal retardation layer was formed from the liquid crystal composition (i) was -5 nm, and the substrate in which the liquid crystal retardation layer was formed from the liquid crystal composition (iii). In -20 nm.

<カラーフィルタの作製>
(ブラックマトリクスの形成)
ポリイミド前駆体(セミコファインSP−510:東レ(株)製)10重量部、カーボンブラック7.5重量部、NMP130重量部、分散剤(銅フタロシアニン誘導体)5重量部、開始剤A5重量部、及びパーフルオロアルキル基含有オリゴマー(FTX−720C:(株)ネオス製)0.1重量部をビーズミル分散機で冷却しながら3時間分散させ、ブラックマトリクス組成物を調整した。
<Production of color filter>
(Formation of black matrix)
10 parts by weight of a polyimide precursor (Semicofine SP-510: manufactured by Toray Industries, Inc.), 7.5 parts by weight of carbon black, 130 parts by weight of NMP, 5 parts by weight of a dispersant (copper phthalocyanine derivative), 5 parts by weight of initiator A, and A black matrix composition was prepared by dispersing 0.1 part by weight of a perfluoroalkyl group-containing oligomer (FTX-720C: manufactured by Neos Co., Ltd.) for 3 hours while cooling with a bead mill disperser.

このブラックマトリクス組成物をスピンコータによって無アルカリガラス基板(品番1737:コーニング社製)上に塗布し、約2.0μmの膜厚の塗膜を形成した。その後、100℃で20分間のプリバークを行った後、露光・現像工程を経て、230℃で60分のポストベークを行い、図3(a)に示すように、ガラス基板1の非画素領域にブラックマトリクス2を形成した。   This black matrix composition was applied onto a non-alkali glass substrate (product number 1737: manufactured by Corning) using a spin coater to form a coating film having a thickness of about 2.0 μm. Then, after pre-baking at 100 ° C. for 20 minutes, through an exposure / development step, post-baking is performed at 230 ° C. for 60 minutes, and as shown in FIG. Black matrix 2 was formed.

このようにして形成されたブラックマトリクス2の上頂部の着色インキ(表面張力30mN/m)に対する接触角を測定したところ、30°であり、ブラックマトリクス上頂部が着色インキに対して、撥インキ性があることを確認した。
(液晶位相差層の形成)
The contact angle to the colored ink (surface tension 30 mN / m) at the top of the black matrix 2 formed in this way was measured and found to be 30 °, and the top of the black matrix was ink repellent with respect to the colored ink. Confirmed that there is.
(Formation of liquid crystal retardation layer)

前記ガラス基板1上のブラックマトリクス2の開口部に、108pl、150dpiヘッド(セイコーインスメルツ社製)を搭載したインキジェット装置により、前記液晶組成物(ii)を着色画素パターン4(G)が形成されるべき、隔壁で囲まれた領域内に充填した。60℃で1分加熱した後の液晶位相差層の膜厚は0.7μmであった。   A colored pixel pattern 4 (G) is formed on the liquid crystal composition (ii) by an ink jet apparatus in which a 108 pl, 150 dpi head (manufactured by Seiko Innsmelts) is mounted in the opening of the black matrix 2 on the glass substrate 1. The area enclosed by the partition walls to be filled was filled. The film thickness of the liquid crystal retardation layer after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm.

次に、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、1000mJ/cmの照射量にて、充填された液晶位相差層に露光を行った。さらに、液晶位相差層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程を施し、液晶位相差層3(G)を形成した。 Next, the filled liquid crystal retardation layer was exposed with an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 by an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a heating process was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form a liquid crystal retardation layer 3 (G).

更に、前記液晶組成物(i)及び(iii)を使用し、液晶組成物(ii)を形成した際と同様の装置により、着色画素パターン4(B)及び4(R)が形成されるべき、隔壁で囲まれた領域内にそれぞれ充填した。60℃で1分加熱した後の膜厚は、いずれも0.7μmであった。   Further, using the liquid crystal compositions (i) and (iii), the colored pixel patterns 4 (B) and 4 (R) should be formed by the same apparatus as that for forming the liquid crystal composition (ii). Each was filled in a region surrounded by a partition wall. The film thickness after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm.

次に、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、1000mJ/cmの照射量にて、充填された液晶位相差層に露光を行った。さらに、液晶位相差層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程を施し、液晶位相差層3(B)、3(R)を形成した。 Next, the filled liquid crystal retardation layer was exposed with an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 by an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a heating process was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form liquid crystal retardation layers 3 (B) and 3 (R).

(カラーインキの調整)
[着色材料の作製]
カラーフィルタ作製に用いる着色材料を着色する着色剤には以下のものを使用した。
(Color ink adjustment)
[Production of coloring material]
The following were used as the coloring agents for coloring the coloring material used for producing the color filter.

赤色用顔料:C.I.Pigment Red 254(チバ・スペシャル・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)、及びC.I.Pigment Red 177(チバ・スペシャル・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)
緑色用顔料:C.I.Pigment Green 36(東洋インキ製造製「リオノールグリーン 6YK」)、及びC.I.Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)
青色用顔料:C.I.Pigment Blue 15(東洋インキ製造製「リオノールブルー ES」)C.I.Pigment Violet 23(BASF社製「パリオゲンバイオレット 5890」)
また、メタクリル酸20部、メチルメタクリレート10部、ブチルメタクリレート55部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部を乳酸ブチル300gに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.75部を加え、70℃にて5時間の反応によりアクリル共重合樹脂を作製した。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が20%になるようにジエチレングリコールモノメチルエーテルで希釈し、アクリルワニスとした。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 (“Ilgar Forred B-CF” manufactured by Ciba Special Chemicals), and C.I. I. Pigment Red 177 ("Chromoval Red A2B" manufactured by Ciba Special Chemicals)
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 36 (“Lionol Green 6YK” manufactured by Toyo Ink) and C.I. I. Pigment Yellow 150 (Bayer's “Funcheon First Yellow Y-5688”)
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15 (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) C.I. I. Pigment Violet 23 (manufactured by BASF “Paliogen Violet 5890”)
Also, 20 parts of methacrylic acid, 10 parts of methyl methacrylate, 55 parts of butyl methacrylate and 15 parts of hydroxyethyl methacrylate are dissolved in 300 g of butyl lactate, and 0.75 part of azobisisobutylnitrile is added under a nitrogen atmosphere, and 5 parts at 70 ° C. An acrylic copolymer resin was prepared by reaction over time. The obtained acrylic copolymer resin was diluted with diethylene glycol monomethyl ether so as to have a resin concentration of 20% to obtain an acrylic varnish.

以上のそれぞれの顔料及びアクリルワニスを用いて、以下のようにして赤色、緑色、及び青色の着色材料を作製した。   Using the above pigments and acrylic varnish, red, green, and blue coloring materials were produced as follows.

・赤色着色材料
下記に示す組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して、赤色顔料の分散体を作製した。
-Red coloring material After uniformly stirring and mixing a mixture having the composition shown below, using a glass bead having a diameter of 1 mm, dispersing it with a sand mill for 5 hours, and then filtering with a 5 μm filter to produce a red pigment dispersion. did.

赤色顔料:C.I.Pigment Red 254 18重量部
赤色顔料:C.I.Pigment Red 177 2重量部
アクリルワニス:(固形分20%) 108重量部
その後、下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して、赤色着色材料を得た。
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 18 parts by weight Red pigment: C.I. I. Pigment Red 177 2 parts by weight Acrylic varnish: (solid content 20%) 108 parts by weight Then, the mixture having the composition shown below was stirred and mixed uniformly, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a red colored material. It was.

上記分散体 128重量部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 50重量部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 30重量部
・緑色着色材料
それぞれ下記に示す組成となるように、赤色着色材料と同様の方法で作製した。
The dispersion 128 parts by weight Diethylene glycol monomethyl ether 50 parts by weight Tetraethylene glycol dimethyl ether 30 parts by weight Green coloring material Each of the dispersions was prepared in the same manner as the red coloring material so as to have the following composition.

緑色顔料:C.I.Pigment Green 36 16重量部
黄色顔料:C.I.Pigment Yellow 150 8重量部
アクリルワニス:(固形分20%) 102重量部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 50重量部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 30重量部
・青色着色材料
それぞれ下記に示す組成となるように、赤色着色材料と同様の方法で作製した。
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 36 16 parts by weight Yellow pigment: C.I. I. Pigment Yellow 150 8 parts by weight Acrylic varnish: (solid content 20%) 102 parts by weight Diethylene glycol monomethyl ether 50 parts by weight Tetraethylene glycol dimethyl ether 30 parts by weight Blue coloring material Same as the red coloring material so as to have the following composition It was produced by the method.

青色顔料:C.I.Pigment Blue 15 50重量部
紫色顔料:C.I.Pigment Violet 23 2重量部
分散剤:ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」 6重量部
アクリルワニス(固形分20%) 200重量部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 100重量部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 60重量部
(カラーフィルタ基板の作製)
前記ガラス基板1上のブラックマトリクス2の開口部に形成された液晶位相差層上に、前記R、G、B各色のカラーインキを使用し、108dpi、150dpiヘッド(セイコーインスツルメンツ社製)を搭載したインキジェット印刷機により、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)各々の隔壁に囲まれた領域内に形成された液晶位相差層3(R)、3(G)及び3(B)上に充填した。その後、ホットプレートにて200℃で30分加熱し、図3(d)に示すように、着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)を形成し、カラーフィルタ基板を得た。
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15 50 parts by weight Purple pigment: C.I. I. Pigment Violet 23 2 parts by weight Dispersant: “Sols Birds 20000” manufactured by Zeneca Co., Ltd. 6 parts by weight Acrylic varnish (solid content 20%) 200 parts by weight Diethylene glycol monomethyl ether 100 parts by weight Tetraethylene glycol dimethyl ether 60 parts by weight (Preparation of color filter substrate)
On the liquid crystal retardation layer formed in the opening portion of the black matrix 2 on the glass substrate 1, the color inks of the R, G, and B colors are used, and 108 dpi and 150 dpi heads (manufactured by Seiko Instruments Inc.) are mounted. Liquid crystal phase difference layers 3 (R), 3 (G) and 3 (3) formed in an area surrounded by red (R), green (G) and blue (B) partition walls by an ink jet printer. B) Filled on top. Then, it is heated at 200 ° C. for 30 minutes on a hot plate to form colored pixel patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B) as shown in FIG. It was.

これらの着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)単層での厚み方向のリタデーションは、それぞれ20nm、−45nm、4nmであり、以上の工程を経て得られたカラーフィルタの各画素におけるリタデーションは、着色画素パターンと液晶位相差層のリタデーションの和となり、即ち、着色画素(R)部で0nm、着色画素(G)部で−5nm、着色画素(B)部で−1nmと見積もられる   The retardations in the thickness direction of these colored pixel patterns 4 (R), 4 (G), and 4 (B) are 20 nm, −45 nm, and 4 nm, respectively. The retardation in each pixel is the sum of the retardation of the colored pixel pattern and the liquid crystal retardation layer, that is, 0 nm in the colored pixel (R) portion, -5 nm in the colored pixel (G) portion, and -1 nm in the colored pixel (B) portion. Estimated

[比較例1]
液晶位相差層を設けないことを除いて、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
[Comparative Example 1]
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal retardation layer was not provided.

以上のようにして得られた実施例1及び比較例1のカラーフィルタについて、偏向軸が並行及び直交するように配置された2枚の偏向膜により挟持し、背面に3波長管バックライト(Tc=6000K)を設置して、輝度計(品番BM−5A:トプコン(株)製)を用いて、正面方向及び斜め45°方向から色度測定を行った。その結果を下記表1及び2に示す。表1は正面方向から色度測定を行った結果、表2は、斜め45°方向から色度測定を行った結果をそれぞれ示す。図4及び5は、表1及び2をxy座標にプロットした特性図である。   The color filters of Example 1 and Comparative Example 1 obtained as described above are sandwiched by two deflection films arranged so that the deflection axes are parallel and orthogonal, and a three-wavelength tube backlight (Tc) is provided on the back surface. = 6000K) was installed, and chromaticity measurement was performed from the front direction and an oblique 45 ° direction using a luminance meter (product number BM-5A: manufactured by Topcon Corporation). The results are shown in Tables 1 and 2 below. Table 1 shows the result of chromaticity measurement from the front direction, and Table 2 shows the result of chromaticity measurement from an oblique 45 ° direction. 4 and 5 are characteristic diagrams in which Tables 1 and 2 are plotted on the xy coordinates.

上記表1及び2の結果に示すように、正面方向からの外観、色度については大きな変化は見られなかったが、斜め45°方向については、比較例にて赤紫色を呈していたものが、実施例1において液晶位相差層を設けて位相差制御を行うことにより、無彩色なグレーとなることが確認された。   As shown in the results of Tables 1 and 2 above, no significant change was observed in the appearance and chromaticity from the front direction, but in the oblique 45 ° direction, a reddish purple color was exhibited in the comparative example. In Example 1, it was confirmed that an achromatic gray was obtained by providing a liquid crystal retardation layer and performing phase difference control.

[実施例2]
<位相差制御されたカラーフィルタの作製>
(液晶組成物の調整・膜厚と位相差の関係の算定)
重合性基を有するネマチック液晶100重量部、カイラル剤9重量部、及び光開始剤5重量部をトルエン420部に溶解し、液晶組成物(i)を調整した。
[Example 2]
<Production of phase-controlled color filter>
(Adjustment of liquid crystal composition and calculation of relationship between film thickness and phase difference)
A liquid crystal composition (i) was prepared by dissolving 100 parts by weight of a nematic liquid crystal having a polymerizable group, 9 parts by weight of a chiral agent, and 5 parts by weight of a photoinitiator in 420 parts of toluene.

まず、ガラス基板1上に、スピンコートにより液晶組成物(i)を塗布した。60℃で1分加熱、次に、超高圧水銀灯を光源とした紫外線照射装置により、1000mJ/cmの照射量にて露光を行った。なお、露光工程においては、大気中の酸素による重合阻害を生じないよう、窒素雰囲気下にて実施した。さらに、液晶位相差層の安定のため、150℃で30分の加熱工程を経て、液晶位相差層を形成した。形成した液晶位相差層の膜厚は0.7μmであった。 First, the liquid crystal composition (i) was applied on the glass substrate 1 by spin coating. Heating was performed at 60 ° C. for 1 minute, and then exposure was performed at an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 by an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source. The exposure process was performed under a nitrogen atmosphere so as not to cause polymerization inhibition due to oxygen in the atmosphere. Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal retardation layer, a liquid crystal retardation layer was formed through a heating process at 150 ° C. for 30 minutes. The film thickness of the formed liquid crystal retardation layer was 0.7 μm.

上記液晶位相差層の厚み方向のリタデーションを計測したところ、35nmであった。したがって、液晶位相差層1μmあたりの位相差は50nmであることがわかった。   It was 35 nm when the retardation of the thickness direction of the said liquid crystal phase difference layer was measured. Therefore, it was found that the retardation per 1 μm of the liquid crystal retardation layer was 50 nm.

<液晶位相差層の形成>
実施例1と同様にして、作製したガラス基板1上のブラックマトリクスの開口部に、インキジェット印刷装置により液晶組成物(i)を充填した。
<Formation of liquid crystal retardation layer>
In the same manner as in Example 1, the liquid crystal composition (i) was filled into the opening of the black matrix on the produced glass substrate 1 by an ink jet printing apparatus.

次に、超高圧水銀等を光源とした紫外線照射装置により、1000mJ/cmの照射量にて露光を行った。更に、安定化のため150℃で30分の加熱工程を施し、図4に示すように、液晶位相差層13(R)、13(G)、13(B)からなる位相差制御領域を形成した。 Next, exposure was performed at an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation apparatus using ultrahigh pressure mercury or the like as a light source. Further, a heating process is performed at 150 ° C. for 30 minutes for stabilization, and as shown in FIG. 4, a retardation control region composed of liquid crystal retardation layers 13 (R), 13 (G), and 13 (B) is formed. did.

液晶組成物(i)の充填量は、液晶位相差層13(R)については膜厚が0.2μm、液晶位相差層13(G)については膜厚が1.5μm、液晶位相差層13(B)については膜厚が0.5μmとなるように、インキジェット印刷装置での吐出量を制御することで調整した。   The filling amount of the liquid crystal composition (i) is 0.2 μm for the liquid crystal retardation layer 13 (R), 1.5 μm for the liquid crystal retardation layer 13 (G), and the liquid crystal retardation layer 13. About (B), it adjusted by controlling the discharge amount in an ink jet printer so that a film thickness might be set to 0.5 micrometer.

前記ガラス基板1上のブラックマトリクス2の開口部に形成された液晶位相差層上に、前記R、G、B各色のカラーインキを使用し、インキジェット印刷機により、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)各々の隔壁に囲まれた領域内に形成された液晶位相差層3(R)、3(G)及び3(B)上に充填した。その後、ホットプレートにて200℃で30分加熱し、着色画素パターン4(R)、4(G)、4(B)を形成したカラーフィルタ基板を得た。   On the liquid crystal retardation layer formed in the opening of the black matrix 2 on the glass substrate 1, the color inks of the R, G, and B colors are used, and red (R), green ( The liquid crystal retardation layers 3 (R), 3 (G), and 3 (B) formed in the regions surrounded by the partition walls of G) and blue (B) were filled. Then, it heated at 200 degreeC with the hotplate for 30 minutes, and obtained the color filter substrate which formed the colored pixel pattern 4 (R), 4 (G), 4 (B).

液晶組成物(i)による液晶位相差層のみの位相差は、液晶位相差層13(R)が10nm、液晶位相差層13(G)が75nm、液晶位相差層13(B)が25nmとなり、各画素において各着色画素パターンとの位相差の合計が、着色画素(R)部で30nm、着色画素(G)部で30nm、着色画素(B)部で29nmとなり、略同一となる。   The retardation of only the liquid crystal retardation layer by the liquid crystal composition (i) is 10 nm for the liquid crystal retardation layer 13 (R), 75 nm for the liquid crystal retardation layer 13 (G), and 25 nm for the liquid crystal retardation layer 13 (B). In each pixel, the sum of the phase differences from the respective colored pixel patterns is 30 nm in the colored pixel (R) portion, 30 nm in the colored pixel (G) portion, and 29 nm in the colored pixel (B) portion, which are substantially the same.

以上のようにして得られた実施例2のカラーフィルタについて、偏向軸が並行及び直交するように配置された2枚の偏向膜により挟持し、背面に3波長管バックライト(Tc=6000K)を設置して、輝度計(品番BM−5A:トプコン(株)製)を用いて、正面方向及び斜め45°方向から色度測定を行った。その結果を比較例1による結果とともに、下記表3及び表4に示す。表3は正面方向から色度測定を行った結果、表4は、斜め45°方向から色度測定を行った結果をそれぞれ示す。図7及び図8は、表3及び表4をxy座標にプロットした特性図である。   The color filter of Example 2 obtained as described above is sandwiched between two deflection films arranged so that the deflection axes are parallel and orthogonal, and a three-wavelength tube backlight (Tc = 6000K) is provided on the back surface. It installed, and the chromaticity measurement was performed from the front direction and 45 degrees diagonal direction using the luminance meter (product number BM-5A: Topcon Co., Ltd. product). The results are shown in Tables 3 and 4 below together with the results of Comparative Example 1. Table 3 shows the result of the chromaticity measurement from the front direction, and Table 4 shows the result of the chromaticity measurement from the oblique 45 ° direction. 7 and 8 are characteristic diagrams in which Tables 3 and 4 are plotted on the xy coordinates.

上記表3及び表4の結果に示すように、正面方向からの外観、色度については大きな変化は見られなかったが、斜め45°方向については、比較例にて赤紫色を呈していたものが、実施例2において液晶位相差層を設けて位相差制御を行うことにより、無彩色なグレーをなることが確認された。   As shown in the results of Tables 3 and 4 above, no major changes were observed in the appearance and chromaticity from the front direction, but in the oblique 45 ° direction, a reddish purple color was exhibited in the comparative example. However, it was confirmed that an achromatic gray color was obtained by providing a liquid crystal retardation layer in Example 2 and performing phase difference control.

本発明の第1の実施形態に係る液晶位相差層を備えたカラーフィルタを示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a color filter including a liquid crystal retardation layer according to a first embodiment of the present invention. カラーフィルタの着色微細パターンのリタデーションを示す図。The figure which shows the retardation of the coloring fine pattern of a color filter. 図1に示す液晶位相差層を備えたカラーフィルタの製造工程を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the color filter provided with the liquid crystal phase difference layer shown in FIG. 本発明の第1の実施形態に係る液晶位相差層を備えたカラーフィルタを示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a color filter including a liquid crystal retardation layer according to a first embodiment of the present invention. 実施例1及び比較例1に係るカラーフィルタの正面方向から色度測定を行った結果を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the results of chromaticity measurement from the front direction of the color filters according to Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1及び比較例1に係るカラーフィルタの斜め45°方向から色度測定を行った結果を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the result of chromaticity measurement performed from an oblique 45 ° direction of the color filters according to Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2及び比較例1に係るカラーフィルタの正面方向から色度測定を行った結果を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the results of chromaticity measurement from the front direction of the color filters according to Example 2 and Comparative Example 1. 実施例2及び比較例1に係るカラーフィルタの斜め45°方向から色度測定を行った結果を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the result of chromaticity measurement performed from an oblique 45 ° direction of the color filters according to Example 2 and Comparative Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・ガラス基板、2・・・隔壁ブラックマトリクス、3(R)、3(G)、3(B)、13(R)、13(G)、13(B)・・・液晶位相差層、4(R)・・・赤色画素パターン、4(G)・・・緑色画素パターン、4(B)・・・青色画素パターン     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate, 2 ... Partition black matrix, 3 (R), 3 (G), 3 (B), 13 (R), 13 (G), 13 (B) ... Liquid crystal phase difference Layer, 4 (R) ... Red pixel pattern, 4 (G) ... Green pixel pattern, 4 (B) ... Blue pixel pattern

Claims (14)

基板上に隔壁を形成する工程、前記隔壁間に、後に形成する所定のリタデーションを有する複数の着色画素パターンのそれぞれのリタデーションに対応した液晶位相差層をインキジェット法により形成する工程、前記液晶位相差層上にインキジェット法により、所定のリタデーションを有する複数の着色画素パターンを形成する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。   A step of forming partition walls on the substrate, a step of forming a liquid crystal retardation layer corresponding to each retardation of a plurality of colored pixel patterns having a predetermined retardation to be formed between the partition walls by an ink jet method, the liquid crystal position A method for producing a color filter, comprising a step of forming a plurality of colored pixel patterns having a predetermined retardation on a phase difference layer by an ink jet method. 前記複数の着色画素パターンは、赤色画素パターン、青色画素パターン、及び緑色画素パターンを含み、前記赤色画素パターン及び青色画素パターンが正のリタデーションを有し、緑色の画素パターンが負のリタデーションを有することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。   The plurality of colored pixel patterns include a red pixel pattern, a blue pixel pattern, and a green pixel pattern, wherein the red pixel pattern and the blue pixel pattern have a positive retardation, and the green pixel pattern has a negative retardation. The method for producing a color filter according to claim 1. 前記液晶位相差層は、重合性のネマチック液晶、重合性のコレステリック液晶、及びホメオトロピック配向した重合性の液晶からなる群から選ばれた液晶からなることを特徴とする請求項1もしくは2に記載のカラーフィルタの製造方法。   The liquid crystal retardation layer is made of a liquid crystal selected from the group consisting of a polymerizable nematic liquid crystal, a polymerizable cholesteric liquid crystal, and a homeotropically aligned polymerizable liquid crystal. Manufacturing method of color filter. 前記複数の液晶位相差領域は、前記複数の着色画素パターンごとに異なる重合性液晶組成物の架橋硬化物であることを特徴とする請求項1から3に記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the plurality of liquid crystal retardation regions are crosslinked cured products of different polymerizable liquid crystal compositions for the plurality of colored pixel patterns. 前記複数の液晶位相差領域は、同一の重合性液晶組成物の架橋硬化物からなり、異なる膜厚を有することを特徴とする請求項1から3に記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the plurality of liquid crystal retardation regions are made of a crosslinked cured product of the same polymerizable liquid crystal composition and have different film thicknesses. 前記液晶位相差層は、前記複数の着色画素パターンに対応する複数の液晶位相差領域を含み、それぞれの液晶位相差領域は、前記複数の着色画素パターンごとに異なるリタデーションを有することを特徴とする請求項1から5に記載のカラーフィルタの製造方法。   The liquid crystal retardation layer includes a plurality of liquid crystal retardation regions corresponding to the plurality of colored pixel patterns, and each of the liquid crystal retardation regions has a different retardation for each of the plurality of colored pixel patterns. The manufacturing method of the color filter of Claim 1 to 5. 前記複数の液晶位相差領域のリタデーションは、通過する光の波長域に応じたリタデーションを有することを特徴とする請求項6に記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 6, wherein the retardation of the plurality of liquid crystal retardation regions has retardation corresponding to a wavelength region of light passing therethrough. 前記複数の液晶位相差領域は、前記複数の着色画素パターンのリタデーションを補正するリタデーションを有することを特徴とする請求項6もしくは7に記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for manufacturing a color filter according to claim 6 or 7, wherein the plurality of liquid crystal phase difference regions have retardation for correcting retardation of the plurality of colored pixel patterns. 前記複数の液晶位相差領域のリタデーションは、前記各着色画素パターンのリタデーションとは符号が逆で、絶対値が略同一であることを特徴とする請求項6から8に記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 6, wherein the retardation of the plurality of liquid crystal retardation regions has an opposite sign and substantially the same absolute value as the retardation of each colored pixel pattern. . 前記各着色画素パターンのリタデーションと、それに対応する前記液晶位相差領域のリタデーションの合計は、各画素において略同一であることを特徴とする請求項6から8に記載のカラーフィルタの製造方法。   9. The method for manufacturing a color filter according to claim 6, wherein the sum of the retardation of each colored pixel pattern and the corresponding retardation of the liquid crystal retardation region is substantially the same in each pixel. 前記着色画素パターンは、赤色表示画素パターン、緑色表示画素パターンおよび青色表示画素パターンを含み、前記赤色表示画素パターンの厚み方向位相差値RRth、前記緑色表示画素パターンの厚み方向位相差値GRth、および前記青色表示画素パターンの厚み方向位相差値BRthが、下記の式(1)及び式(2)を満たすことを特徴とする請求項6から8に記載のカラーフィルタの製造方法。
|(RRth−BRth)|−|(GRth−BRth)|≧0 (1)
|(RRth−BRth)|−|(RRth−GRth)|≧0 (2)
(RRth、GRth、およびBRthは、それぞれの画素の面内屈折率の平均から厚み方向屈折率を引いた値と、画素の厚み(μm)の積を1000倍して得られる数値をそれぞれ表す。)
The colored pixel pattern, red display pixel pattern includes a green display pixel pattern and a blue display pixel pattern, the thickness direction retardation value R Rth of the red display pixel pattern, the thickness direction retardation value of the green display pixel pattern G Rth The thickness direction retardation value BRth of the blue display pixel pattern satisfies the following formulas (1) and (2), and the method of manufacturing a color filter according to claim 6:
| (R Rth −B Rth ) | − | (G Rth −B Rth ) | ≧ 0 (1)
| (R Rth −B Rth ) | − | (R Rth −G Rth ) | ≧ 0 (2)
(R Rth, G Rth, and B Rth is a value obtained by subtracting the thickness direction refractive index from the average in-plane refractive index of each pixel, a numerical value obtained by 1000 times the product of the thickness of the pixel ([mu] m) Represent each.)
前記液晶位相差層を形成する工程において、インキジェット法による液晶位相差層塗布後、該液晶位相差層を紫外線露光により硬化する工程を有することを特徴とする請求項1から11に記載のカラーフィルタの製造方法。   12. The color according to claim 1, wherein the step of forming the liquid crystal retardation layer includes a step of curing the liquid crystal retardation layer by ultraviolet exposure after coating the liquid crystal retardation layer by an ink jet method. A method for manufacturing a filter. 請求項1から12のいずれかの方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。   A color filter manufactured by the method according to claim 1. 請求項13に記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶ディスプレイ。   A liquid crystal display comprising the color filter according to claim 13.
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