JP2010044283A - リターデイション基板、その製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リターデイションが異なる複数の領域を含んだリターデイション層を容易に製造可能とする。
【解決手段】本発明のリターデイション基板１０は、基板１１０とその一方の主面と向き合った固体化液晶層１３０とを具備し、固体化液晶層１３０は領域１３０ａ乃至１３０ｃを含み、偏光解消度が領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々について５．０×１０^-4未満であり、領域１３０ａ乃至１３０ｃについて得られる偏光解消度の最大値と最小値との差は２．０×１０^-4未満である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば液晶表示装置などの表示装置に適用可能な光学技術に関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力などの特徴を有している。そのため、近年、携帯機器及びテレビジョン受像機などの固定機器での利用が急速に増加している。

液晶表示装置に多色画像を表示させる場合、カラーフィルタを使用する。例えば、多色画像を表示可能な透過型又は反射型液晶表示装置では、一般に、赤、緑及び青色着色層を含んだカラーフィルタを使用している。また、多色画像を表示可能な半透過型液晶表示装置では、一般に、透過表示用の赤、緑及び青色着色層と、反射表示用の赤、緑及び青色着色層とを含んだカラーフィルタを使用している。

多くの液晶表示装置は、リターデイションフィルムを含んでいる。例えば、テレビジョン受像機の液晶表示装置では、どの方向から観察しても見易い画像を表示するように、リターデイションフィルムが直線偏光フィルムと組み合わせて使用されている。また、反射型又は半透過型液晶表示装置では、太陽などの高輝度光源のもとで高い視認性を達成するために、リターデイションフィルムとして四分の一波長板を含んでいるか又は四分の一波長板と二分の一波長板とを含んだ吸収型の円偏光板が使用されている。

しかしながら、赤、緑及び青の画素は表示色の波長域が異なっているにも拘らず、通常、リターデイションフィルムのリターデイションは面内で均一である。そのため、表示色が異なる画素の全てに最適な設計を採用することは難しい。

より具体的には、液晶層及びリターデイションフィルムの各々のリターデイションは波長分散を有している。そのため、液晶セルのリターデイションがリターデイションフィルムによって十分に補償される設計を或る色を表示する画素に採用した場合、他の色を表示する画素では、液晶セルのリターデイションがリターデイションフィルムによって十分に補償されない可能性がある。

また、緑の波長域、例えば５５０ｎｍ付近で四分の一波長（λ／４）のリターデイションが得られる四分の一波長板と直線偏光板とを組み合わせを円偏光板として用いる場合、仮に、この四分の一波長板の屈折率異方性、即ち複屈折率Δｎが可視光域内の全ての波長についてほぼ等しいとしても、例えば４５０ｎｍ付近の青の波長域では、λ／４よりも大きなリターデイションが得られる。そして、例えば６３０ｎｍ付近の赤の波長域では、λ／４よりも小さなリターデイションが得られる。それゆえ、円偏光板に自然光としての青色光及び赤色光を照射した場合、透過光は、円偏光ではなく楕円偏光となる。実際には、多くの光学材料において、複屈折率は可視光領域の短波長側、即ち青の波長域で大きく、長波長側、即ち赤の波長域で小さくなるため、この問題はしばしばより深刻になる。

特許文献１及び２には、リターデイション層として、厚さが異なる複数の領域、即ち、リターデイションが異なる複数の領域を含んだ固体化液晶層が記載されている。

具体的には、特許文献１には、厚さが互いに異なる赤、緑及び青色着色層からなるカラーフィルタ層を形成し、このカラーフィルタ層上に固体化液晶層を形成することが記載されている。この固体化液晶層は、カラーフィルタ層上に形成された配向膜上に光重合性液晶化合物を含んだコーティング液を塗布し、塗膜に紫外線を照射することにより得られる。

この方法によると、それら着色層がカラーフィルタ層の表面に生じさせる凹凸構造に起因して、薄い着色層の位置でより厚く、厚い着色層の位置でより薄い固体化液晶層が得られる。即ち、表示色が異なる画素間で厚さが異なる固体化液晶層が得られる。換言すれば、リターデイションが異なる複数の領域を含んだ固体化液晶層が得られる。

特許文献２には、カラーフィルタ層と固体化液晶層とを含んだ半透過型液晶表示装置が記載されている。この液晶表示装置では、カラーフィルタ層の各着色層は、画素の透過部でより厚く、画素の反射部でより薄い。即ち、カラーフィルタ層の表面には凹凸構造が設けられている。この固体化液晶層は、カラーフィルタ層の凹凸構造が設けられた面上にポリイミド層を形成し、ポリイミド層の全面にラビング処理を施し、その後、ポリイミド層上に紫外線硬化性の液晶モノマーを塗布し、塗膜に紫外線を照射することにより得られる。或いは、この固体化液晶層は、カラーフィルタ層の凹凸構造が設けられた面に液晶ポリマーを塗布し、塗膜の全体を光配向処理に供することにより得られる。このようにして得られる固体化液晶層は、画素の透過部でより薄く、画素の反射部でより厚い。即ち、この方法によると、リターデイションが異なる複数の領域を含んだ固体化液晶層が得られる。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、着色層間の厚さの差を厳密に制御する必要がある。同様に、特許文献２に記載された技術では、着色層の反射部における厚さと透過部における厚さとの差を厳密に制御する必要がある。そのため、これらの技術を採用した場合、カラーフィルタ層の設計が制約を受けるか、又は、カラーフィルタ層の製造の難度が上昇する。そして、これら技術では、カラーフィルタ層の凹凸面上に固体化液晶層を形成する。それゆえ、固体化液晶層の各領域で設計通りの膜厚を達成するには、コーティング液の流動性や塗膜の収縮率などの様々な要因を考慮しなければならない。
特開２００５−２４９１９号公報 特開２００６−８５１３０号公報

本発明の目的は、リターデイションが異なる複数の領域を含んだリターデイション層を容易に製造可能とすることにある。

本発明の第１側面によると、基板とその一方の主面と向き合った固体化液晶層とを具備し、前記固体化液晶層は、前記主面に対して平行に配列した第１乃至第３領域を含み、一対の偏光板をそれらの透過軸が平行となるように向かい合わせた状態で前記一対の偏光板の一方を法線方向から白色光で照明する第１照明条件のもとで前記一対の偏光板の他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ１と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第１照明条件と同様の第２照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２をコントラスト比ＣＲ_PLとし、前記一対の偏光板間に前記固体化液晶層を介在させること以外は前記第１照明条件と同様の第３照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ３と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第３照明条件と同様の第４照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ４との比Ｌ３／Ｌ４の最大値をコントラスト比ＣＲ_REとした場合に下記等式から算出される偏光解消度Ｄが前記第１乃至第３領域の各々について５．０×１０^-4未満であり、前記第１乃至第３領域について得られる前記偏光解消度Ｄの最大値と最小値との差は２．０×１０^-4未満であるリターデイション基板が提供される。

本発明の第２側面によると、第１側面に係るリターデイション基板と、これと向き合った液晶層とを具備した液晶表示装置が提供される。

本発明の第３側面によると、基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、前記基板上に、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが所定の配向構造を形成している液晶材料層を形成する成膜プロセスと、前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを３℃以内に維持し且つ前記平均温度の時間に応じた変化を３℃以内に維持ししつつ、前記液晶材料層の少なくとも３つの領域を異なる露光量で又は異なる照度で又は異なる輝線で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第１領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第１領域と比較してより低い第２領域と、前記未反応化合物を含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第２領域と比較してより低い第３領域とを形成する露光プロセスと、その後、大気圧における０．１体積％以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第２及び第３領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ現像プロセスと、酸素を含んでいないか又は大気圧における５体積％以下に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記配向の程度を低下させたまま前記未反応化合物を重合及び／又は架橋させる定着プロセスとを含んだリターデイション基板の製造方法が提供される。

本発明によると、リターデイションが異なる複数の領域を含んだリターデイション層を容易に製造することが可能となる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係るリターデイション基板を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示すリターデイション基板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

図１及び図２に示すリターデイション基板１０は、基板１１０とカラーフィルタ層１２０と固体化液晶層１３０とを含んでいる。

基板１１０は、光透過性を有している。基板１１０は、例えば透明基板である。

カラーフィルタ層１２０は、基板１１０上に形成されている。カラーフィルタ層１２０は、吸収スペクトルが互いに異なり、基板１１０上で隣り合った複数の着色層１２０ａ乃至１２０ｃを含んでいる。例えば、着色層１２０ａが透過させる光は着色層１２０ｂが透過させる光と比較して波長がより長く、着色層１２０ｂが透過させる光は着色層１２０ｃが透過させる光と比較して波長がより長い。

カラーフィルタ層１２０は、着色層１２０ａ乃至１２０ｃとは吸収スペクトルが異なる１つ以上の着色層を更に含んでいてもよい。ここでは、一例として、着色層１２０ａは赤色着色層であり、第２着色層１２０ｂは緑色着色層であり、第３着色層１２０ｃは青色着色層であるとする。

着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、Ｙ方向に延びた帯形状を有している。着色層１２０ａ乃至１２０ｃは、Ｙ方向と交差するＸ方向に並んでおり、ストライプ配列を形成している。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、基板１１０のカラーフィルタ層１２０と向き合った面に平行な方向である。また、後述するＺ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。

着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、他の形状を有していてもよい。例えば、着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は矩形状であってもよい。この場合、着色層１２０ａ乃至１２０ｃは、正方配列又はデルタ配列を形成していてもよい。

着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、例えば、透明樹脂とその中に分散させた顔料とを含んだ混合物からなる。着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、顔料と顔料担体とを含んだ着色組成物のパターン層を形成し、このパターン層を硬化させることにより得られる。着色組成物については、後で説明する。

固体化液晶層１３０は、リターデイション層である。固体化液晶層１３０は、カラーフィルタ層１２０上に形成されている。固体化液晶層１３０は、パターニングされていてもよいが、典型的には、連続膜であり、カラーフィルタ層１２０の一主面の全体を被覆している。

固体化液晶層１３０とカラーフィルタ層１２０とは、互いに接触していてもよく、互いに接触していなくてもよい。後者の場合、固体化液晶層１３０とカラーフィルタ層１２０との間には、配向膜が介在していてもよい。

固体化液晶層１３０は、その主面に平行な方向に並んだ３つ以上の領域を含んでいる。それら領域の少なくとも２つは、複屈折性を有しており、リターデイションが互いに異なっている。

具体的には、固体化液晶層１３０は、領域１３０ａ乃至１３０ｄを含んでいる。領域１３０ａ乃至１３０ｄは、Ｚ方向に垂直な方向に隣り合っている。

領域１３０ａ乃至１３０ｃは、それぞれ、着色層１２０ａ乃至１３０ｂと向き合っている。領域１３０ａ乃至１３０ｃは、それぞれ、着色層１２０ａ乃至１３０ｂとほぼ等しい形状を有している。

領域１３０ａ乃至１３０ｃは、それぞれ、着色層１２０ａ乃至１３０ｂと比較してより小さい。領域１３０ａ乃至１３０ｃは、互いから離間している。

領域１３０ｄは、固体化液晶層１３０のうち領域１３０ａ乃至１３０ｃ以外の領域である。領域１３０ｄは、省略することができる。この場合、領域１３０ａ乃至１３０ｃは、例えば、それらの境界の位置が着色層１２０ａ乃至１２０ｃの境界の位置とほぼ一致するように配置する。

領域１３０ａ乃至１３０ｄは、サーモトロピック液晶化合物又は組成物を重合及び／又は架橋させてなる。領域１３０ａ乃至１３０ｄは、組成が互いに等しい。

典型的には、領域１３０ａ乃至１３０ｄは、厚さが互いに等しい。即ち、典型的には、固体化液晶層１３０は均一な厚さを有している
領域１３０ａ乃至１３０ｃは、配向の程度が互いに異なっている。領域１３０ａは領域１３０ｂと比較して配向の程度がより大きい。領域１３０ｂは領域１３０ｃと比較して配向の程度がより大きい。従って、領域１３０ａでは、領域１３０ｂと比較して屈折率異方性がより大きい。そして、領域１３０ｂでは、領域１３０ｃと比較して屈折率異方性がより大きい。なお、領域１３０ｃは、複屈折性を有していてもよく、光学的に等方性であってもよい。

ここで、「配向の程度」は、面内方向に隣り合った領域の各々におけるメソゲンＭＳの配向度を意味する。メソゲンＭＳの配向度は、その領域の全体に亘って一定であってもよく、Ｚ方向に沿って変化していてもよい。例えば、或る領域においては、下面付近で配向度がより高く、上面付近で配向度がより低くてもよい。この場合、「配向の程度」は、厚さ方向についての配向度の平均を示す。

領域１３０ａが領域１３０ｂと比較して配向の程度がより大きいことは、領域１３０ａの屈折率異方性と領域１３０ｂの屈折率異方性との比較により確認することができる。同様に、領域１３０ｂが領域１３０ｃと比較して配向の程度がより大きいことは、領域１３０ｂの屈折率異方性と領域１３０ｃの屈折率異方性との比較により確認することができる。

このように、領域１３０ａ乃至１３０ｃは、配向の程度が互いに異なっている。そして、領域１３０ａ乃至１３０ｃは、厚さがほぼ等しい。従って、領域１３０ａ乃至１３０ｃは、リターデイションが互いに異なっている。

メソゲンが棒状である場合、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々は、例えば、メソゲンの長さ方向がＺ方向に対してほぼ垂直な一方向に揃ったホモジニアス配向に対応した正のＡプレート、メソゲンの長さ方向がＺ方向にほぼ平行な方向に揃ったホメオトロピック配向に対応した正のＣプレート、又は、Ｚ方向にほぼ平行な方向を螺旋軸とする螺旋構造を形成し且つ螺旋軸に垂直な各面内でメソゲンの長さ方向がＺ方向に対してほぼ垂直な一方向に揃ったコレステリック配向に対応した負のＣプレートであってもよい。メソゲンが棒状である場合、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々は、メソゲンの長さ方向がＺ方向に垂直な一方向に偏るように変形したコレステリック配向に対応した正のＡプレートと負のＣプレートとの複合体であってもよい。メソゲンが円盤状である場合、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々は、例えば、メソゲンの厚さ方向がＺ方向にほぼ平行な方向に揃ったホメオトロピック配向に対応した負のＣプレート、又は、メソゲンの厚さ方向がＺ方向にほぼ垂直な一方向に揃ったホモジニアス配向に対応した負のＡプレートである。このように、領域１３０ａ乃至１３０ｃには、あらゆる配向構造を採用することができる。

上記の通り、領域１３０ｃは、光学的に等方性であってもよい。即ち、領域１３０ｃにおいて、メソゲンは、配向構造を形成していなくてもよい。

このリターデイション基板１０は、上記の通り、屈折率異方性が互いに異なる領域１３０ａ乃至１３０ｃを含んでいる。そのため、領域１３０ａ乃至１３０ｃのリターデイションを互いに異ならしめるために、それらの厚さを互いに異ならしめる必要がない。それゆえ、領域１３０ａ乃至１３０ｃの厚さを互いに異ならしめてもよいが、領域１３０ａ乃至１３０ｃの厚さを互いに等しくすることができる。従って、この固体化液晶層１３０は、容易に形成することができる。

連続膜としての固体化液晶層１３０は、パターニングされた固体化液晶層１３０と比較して、カラーフィルタ層１２０からリターデイション基板１０の外部への物質移動を生じ難くする。従って、連続膜としての固体化液晶層１３０を含んだリターデイション基板１０を例えば液晶表示装置において使用した場合、カラーフィルタ層１２０から液晶層中への不純物の混入を抑制できる。

また、この固体化液晶層１３０は、後で説明する方法によって得られる偏光解消度Ｄが、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々について５．０×１０^-4未満である。そして、これら領域１３０ａ乃至１３０ｃについて得られる偏光解消度Ｄの最大値と最小値との差は、２．０×１０^-4未満である。即ち、この固体化液晶層１３０は、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々の偏光解消度Ｄが小さく、領域１３０ａ乃至１３０ｃ間での偏光解消度Ｄのばらつきが小さい。

例えば、偏光解消度Ｄが小さな固体化液晶層１３０を液晶表示装置において使用した場合、偏光解消度Ｄが大きな固体化液晶層を液晶表示装置において使用した場合と比較して、例えば、より高いコントラスト比を達成することができる。また、前者の場合、後者の場合と比較して、例えば、より色純度の高い黒色を表示することができる。

偏光解消度Ｄは、以下の方法により得られる値である。まず、一対の偏光板をそれらの透過軸が平行となるように向かい合わせた状態で、一方の偏光板を法線方向から白色光で照明する。この第１照明条件のもとで、他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ１を測定する。次に、先の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は第１照明条件と同様の第２照明条件のもとで、上記の他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ２を測定する。これら輝度Ｌ１及びＬ２の比Ｌ１／Ｌ２をコントラスト比ＣＲ_PLとする。

また、先の偏光板間に固体化液晶層１３０を介在させること以外は第１照明条件と同様の第３照明条件のもとで、上記の他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ３を測定する。次に、先の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は第３照明条件と同様の第４照明条件のもとで、上記の他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ４を測定する。なお、固体化液晶層１３０がその主面に平行な遅相軸を有している場合、輝度Ｌ３及びＬ４は、固体化液晶層１３０の遅相軸が偏光板の透過軸に対して成す角度に応じて変化する。ここでは、これら輝度Ｌ３及びＬ４の比Ｌ３／Ｌ４の最大値をコントラスト比ＣＲ_REとする。即ち、輝度Ｌ３の最大値と輝度Ｌ４の最小値とを求め、これらからコントラスト比ＣＲ_REを求める。

このようにして得られたコントラスト比ＣＲ_PL及びＣＲ_REを下記等式に代入することにより、偏光解消度Ｄを得る。

また、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々は、加熱に伴う光学特性の変化が小さい。例えば、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々は、大気中における２３０℃での１時間に亘る加熱に供した場合に、この加熱に伴うリターデイションの変化が例えば５ｎｍ未満であるか又は３％未満である。それゆえ、この固体化液晶層１３０を形成した後に熱処理を行ったとしても、リターデイション基板１０又はこれを含んだ液晶表示装置などの光学装置の性能が、固体化液晶層１３０の光学特性の変化に起因して設計値から大きく外れることはない。

そして、領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々は、光散乱性が小さい。領域１３０ａ乃至１３０ｃの各々のヘーズは、例えば２％未満である。

次に、このリターデイション基板１０の材料及び製造方法について説明する。
基材１０は、典型的には、ガラス板又は樹脂板などの光透過性基板である。ガラス板の材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス又は無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスを使用することができる。樹脂板の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル又はポリエチレンテレフタレートを使用することができる。

基材１０は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。例えば、リターデイション基板１０が液晶表示装置の一部品である場合、基材１０として、インジウム錫酸化物及び錫酸化物などの透明導電体からなる透明電極が形成された光透過性基板を使用してもよい。或いは、基板１１０として、画素回路などの回路が形成された光透過性基板を使用してもよい。

基板１１０は、プラスチックフィルムなどの光透過性フィルム又はプラスチックシートなどの光透過性シートであってもよい。

基板１１０は、光透過性を有していなくてもよい。例えば、リターデイション基板１０に、透過光の代わりに反射光を利用する構成を採用した場合、基板１１０は遮光性であってもよい。

カラーフィルタ層１２０の形成には、何れの方法を用いてもよい。一例によると、着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、顔料担体とこれに分散させた顔料とを含んだ着色組成物の膜を形成し、この膜を硬化させることにより得られる。

着色組成物の顔料としては、有機顔料及び／又は無機顔料を使用することができる。着色組成物は、１種の有機又は無機顔料を含んでいてもよく、複数種の有機顔料及び／又は無機顔料を含んでいてもよい。

顔料は、発色性が高く且つ耐熱性、特には耐熱分解性が高いことが好ましく、通常は、有機顔料が用いられる。以下に、着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例をカラーインデックス番号で示す。

赤色着色組成物の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２及び２７９などの赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物の有機顔料として、赤色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。この黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３又は２１４を使用することができる。

緑色着色組成物の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６及び３７などの緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物の有機顔料として、緑色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。この黄色顔料としては、例えば、赤色着色組成物について例示したのと同様のものを使用することができる。

青色着色組成物の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０及び６４などの青色顔料を用いることができる。青色着色組成物の有機顔料として、青色顔料と紫色顔料との混合物を使用してもよい。この紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２又は５０を使用することができる。

無機顔料としては、例えば、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑及びコバルト緑などの金属酸化物粉、金属硫化物粉、又は金属粉を使用することができる。無機顔料は、例えば、彩度と明度とをバランスさせつつ、良好な塗布性、感度及び現像性などを達成するために、有機顔料と組み合わせて用いられ得る。

着色組成物は、顔料以外の着色成分を更に含んでいてもよい。例えば、着色組成物は、十分な耐熱性を達成できるのであれば、染料を含有していてもよい。この場合、染料を用いた調色が可能である。

透明樹脂は、可視光領域である４００乃至７００ｎｍの全波長領域に亘って好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の透過率を有している樹脂である。透明樹脂の材料、即ち顔料担体としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び感光性樹脂などの透明樹脂、その前駆体又はそれらの混合物を使用することができる。顔料担体としての透明樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、感光性樹脂又はそれらの２つ以上を含んだ混合物である。透明樹脂の前駆体は、例えば、放射線照射により硬化するモノマー及び／又はオリゴマーを含んでいる。

着色組成物において、透明樹脂は、顔料１００質量部に対して、例えば３０乃至７００質量部、好ましくは６０乃至４５０質量部の量で用いる。透明樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、着色組成物において、透明樹脂は、顔料１００質量部に対して、例えば２０乃至４００質量部、好ましくは５０乃至２５０質量部の量で用いる。この場合、透明樹脂の前駆体は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば１０乃至３００質量部、好ましくは１０乃至２００質量部の量で用いる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリイミド樹脂を使用することができる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂又はフェノール樹脂を使用することができる。

感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基などの反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基及びエポキシ基などの反応性置換基を有するアクリル化合物、メタクリル化合物又は桂皮酸を反応させて、アクリロイル基、メタクリロイル基及びスチリル基など光架橋性基を線状高分子に導入した樹脂を使用することができる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物及びα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物などの酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキルアクリレート及びヒドロキシアルキルメタクリレートなどの水酸基を有するアクリル化合物又はメタクリル化合物によりハーフエステル化した樹脂も使用することができる。

透明樹脂の前駆体であるモノマー及び／又はオリゴマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、メラミンアクリレート、メラミンメタクリレート、エポキシアクリレート及びエポキシメタクリレートなどのアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、アクリロニトリル、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

着色組成物を紫外線などの光を照射することによって硬化する場合、着色組成物には例えば光重合開始剤を添加する。

光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、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、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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−オン及び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−オンなどのアセトフェノン系光重合開始剤；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル及びベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン及び４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤；チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン及び２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤；２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン及び２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤；ボレート系光重合開始剤；カルバゾール系光重合開始剤；イミダゾール系光重合開始剤；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

光重合開始剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば５乃至２００質量部、好ましくは１０乃至１５０質量部の量で使用する。

光重合開始剤と共に増感剤を使用してもよい。
増感剤としては、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン及び４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノンなどの化合物を使用することができる。

増感剤は、光重合開始剤１００質量部に対して、例えば０．１乃至６０質量部の量で使用することができる。

着色組成物は、多官能チオールなどの連鎖移動剤を更に含有していてもよい。
多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物である。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

多官能チオールは、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．２乃至１５０質量部、好ましくは０．２乃至１００質量部の量で使用する。

着色組成物は、溶剤を更に含有していてもよい。溶剤を使用すると、顔料の分散性を向上させることができ、それゆえ、基板１１０上に着色組成物を乾燥膜厚が例えば０．２乃至５μｍとなるように塗布することが容易になる。

溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

溶剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば８００乃至４０００質量部、好ましくは１０００乃至２５００質量部の量で使用する。

着色組成物は、例えば、１種以上の顔料を、必要に応じて上記光重合開始剤と共に、顔料担体及び有機溶剤中に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダ及びアトライタなどの分散装置を用いて微細に分散させることにより製造することができる。２種以上の顔料を含む着色組成物は、異なる顔料を含んだ分散体を調製し、それら分散体を混合することにより製造してもよい。

顔料を顔料担体及び有機溶剤中に分散させる際には、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤及び顔料誘導体などの分散助剤を使用することができる。分散助剤は、顔料の分散性を向上させ、分散後の顔料の再凝集を抑制する。従って、分散助剤を用いて顔料を顔料担体及び有機溶剤中に分散させてなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。

分散助剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．１乃至４０質量部、好ましくは０．１乃至３０質量部の量で使用する。

樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを含んでいる。樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散性を安定化する。

樹脂型顔料分散剤としては、例えば、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸アミン塩、ポリカルボン酸部分アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩及び水酸基含有ポリカルボン酸エステル、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離カルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミド及びその塩などの油性分散剤；アクリル酸−スチレン共重合体、メタクリル酸−スチレン共重合体、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂若しくは水溶性高分子化合物；ポリエステル類、変性ポリアクリレート類、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル類、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート及びポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩及びそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン及びアルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。色素誘導体は、使用する顔料と色相が近いことが好ましいが、添加量が少なければ色相の異なっていてもよい。用語「有機色素」は、一般に色素とは呼ばれている化合物に加え、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系及びアントラキノン系化合物などの淡黄色の芳香族多環化合物を包含している。色素誘導体としては、例えば、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、又は特公平５−９４６９号公報に記載されているものを使用できる。特に、塩基性基を有する色素誘導体は、顔料の分散性を高める効果が大きい。着色組成物は、１種の色素誘導体を含んでいてもよく、複数の色素誘導体を含んでいてもよい。

着色組成物には、その粘度の経時的安定性を高めるために貯蔵安定剤を添加してもよい。貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド；ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド；乳酸及びシュウ酸などの有機酸；その有機酸のメチルエーテル；ｔ−ブチルピロカテコール；テトラエチルホスフィン及びテトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン；亜リン酸塩；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

貯蔵安定剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．１乃至１０質量部の量で含有させる。

着色組成物には、基板との密着性を高めるために、シランカップリング剤などの密着向上剤を添加してもよい。

シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン及びビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン類及びメタクリルシラン類；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン類；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びγ−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのチオシラン類；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

シランカップリング剤は、着色組成物において、顔料１００質量部に対して、例えば０．０１乃至１００質量部の量で含有させる。

着色組成物は、例えば、グラビアオフセット用印刷インキ、水無しオフセット印刷インキ、シルクスクリーン印刷用インキ、インキジェット印刷用インキ、又は溶剤現像型若しくはアルカリ現像型着色レジストの形態で調製することができる。着色レジストは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤と、有機溶剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。

顔料は、着色組成物の全固形分１００質量部に対して、例えば５乃至７０質量部、好ましくは２０乃至５０質量部の量で用いる。なお、着色組成物の残りの固形分の殆どは、顔料担体が含んでいる樹脂バインダである。

着色組成物を成膜に使用する前に、遠心分離、焼結フィルタ及びメンブレンフィルタなどの精製装置によって、着色組成物から、例えば５μｍ以上の粒子、好ましくは１μｍ以上の粒子、より好ましくは０．５μｍ以上の粒子を除去してもよい。

着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、例えば、印刷法によって形成することができる。印刷法によると、着色組成物の印刷と乾燥とを行うことにより、着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々を形成することができる。従って、印刷法は、低コストで量産性に優れている。しかも、近年の印刷技術の発展により、高い寸法精度及び平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。

印刷法を利用する場合、着色組成物が印刷版又はブランケット上で乾燥及び固化を生じないように着色組成物の組成を設計する。また、印刷法では、印刷機内での着色組成物の流動性を最適化することが重要である。従って、着色組成物に分散剤や体質顔料を添加して、その粘度を調整してもよい。

着色層１２０ａ乃至１２０ｃの各々は、フォトリソグラフィ法を利用して形成してもよい。フォトリソグラフィ法によれば、カラーフィルタ層１２０を、印刷法と比較してより高い精度で形成することができる。

この場合、まず、溶剤現像型又はアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、基板１１０上に塗布する。この塗布には、スプレーコート、スピンコート、スリットコート及びロールコートなどの塗布方法を利用する。この塗膜は、乾燥膜厚が例えば０．２乃至１０μｍとなるように形成する。

次いで、この塗膜を乾燥させる。塗布膜の乾燥には、例えば、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン又はホットプレートを利用する。塗膜の乾燥は、省略することができる。

続いて、塗膜に、フォトマスクを介して紫外線を照射する。即ち、塗膜をパターン露光に供する。

その後、塗膜を溶剤若しくはアルカリ現像液に浸漬させるか又は塗膜に現像液を噴霧する。これにより、塗膜から可溶部を除去して、着色層１２０ａをレジストパターンとして得る。

更に、これと同様の手順で、着色層１２０ｂ及び１２０ｃを順次形成する。以上のようにして、カラーフィルタ層１２０を得る。なお、この方法では、着色レジストの重合を促進するために、熱処理を施してもよい。

このフォトリソグラフィプロセスでは、アルカリ現像液として、例えば、炭酸ナトリウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を使用することができる。或いは、アルカリ現像液として、ジメチルベンジルアミン及びトリエタノールアミンなどの有機アルカリを含んだ液を使用してもよい。

現像液には、消泡剤及び界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。現像には、例えば、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ現像法又はパドル現像法を利用することができる。

露光感度を高めるために、以下の処理を追加してもよい。即ち、着色レジストの第１塗膜を乾燥させた後、この第１塗膜の上に、水溶性又はアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコール又は水溶性アクリル樹脂を塗布する。そして、この第２塗膜を乾燥させた後に、上記のパターン露光を行う。第２と膜は、第１塗膜における重合が酸素によって阻害されるのを防止する。従って、より高い露光感度を達成できる。

カラーフィルタ層１２０は、他の方法で形成してもよい。例えば、インキジェット法、電着法又は転写法を利用して形成してもよい。インキジェット法によってカラーフィルタ層１２０を形成する場合、例えば、基板１１０上に予め遮光性離画壁を形成しておき、この遮光性離画壁によって区画された領域に向けてノズルからインキを吐出することにより各着色層を得る。電着法によってカラーフィルタ層１２０を形成する場合、基板１１０上に予め透明導電膜を形成しておき、着色組成物からなるコロイド粒子の電気泳動によって着色組成物を透明導電膜上に堆積させることにより各着色層を得る。転写法を利用する場合、剥離性の転写ベースシートの表面に予めカラーフィルタ層１２０を形成しておき、このカラーフィルタ層１２０をベースシートから基板１１０上に転写する。

次に、固体化液晶層１３０の形成方法について説明する。
図３及び図４は、固体化液晶層の形成方法の一例を概略的に示す断面図である。

固体化液晶層１３０は、例えば、カラーフィルタ層１２０上に、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶材料を含んだ液晶材料層１３０’を形成する成膜プロセスを実施し、この液晶材料層１３０’をパターン露光と熱処理とに供することによって得る。

液晶材料層１３０’は、例えば、カラーフィルタ層１２０上に、サーモトロピック液晶化合物を含んだコーティング液を塗布し、必要に応じて塗膜を乾燥させることにより得られる。液晶材料層１３０’では、サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造を形成している。

このコーティング液は、サーモトロピック液晶化合物に加え、例えば、溶剤、キラル剤、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマー及び／又はオリゴマー、樹脂、界面活性剤、貯蔵安定剤及び密着向上剤などの成分を、この液晶化合物を含んだ組成物が液晶性を失わない範囲で加えることができる。

サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレン、これらの誘導体、又はそれら化合物のアクリレートを使用することができる。

光重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマー及び／又はオリゴマー、樹脂、界面活性剤、貯蔵安定剤及び密着向上剤としては、例えば、着色組成物について例示したのと同様のものを使用することができる。また、この溶剤としても、例えば、着色組成物について例示したのと同様のものを使用することができる。

コーティング液の塗布には、例えば、スピンコート法；スリットコート法；凸版印刷、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷及びグラビア印刷などの印刷法；これらの印刷法にオフセット方式を組み合わせた方法；インキジェット法；又はバーコート法を利用することができる。

液晶材料層１３０’は、例えば、均一な厚さを有している連続膜として形成する。上述した方法によれば、塗布面が十分に平坦である限り、液晶材料層１３０’を均一な厚さを有している連続膜として形成することができる。

コーティング液の塗布に先立って、カラーフィルタ層１２０の表面に、ラビングなどの配向処理を施してもよい。或いは、コーティング液の塗布に先立って、カラーフィルタ層１２０上に、液晶化合物の配向を規制する配向膜を形成してもよい。この配向膜は、例えば、カラーフィルタ層１２０上にポリイミドなどの透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。この配向膜は、光配向技術を利用して形成してもよい。

次に、露光プロセスを行う。即ち、図３に示すように、液晶材料層１３０’の複数の領域に、異なる露光量で光Ｌ１を照射する。例えば、液晶材料層１３０’のうち領域１３０ａに対応した領域１３０ａ’には、最大の露光量で光Ｌ１を照射する。液晶材料層１３０’のうち領域１３０ｂに対応した領域１３０ｂ’には、領域１３０ａ’と比較してより小さな露光量で光Ｌ１を照射する。液晶材料層１３０’のうち領域１３０ｃに対応した領域１３０ｃ’には、領域１３０ｂ’と比較してより小さな露光量で光Ｌ１を照射するか又は光Ｌ１を照射しない。これにより、液晶材料層１３０’の光Ｌ１を照射した部分で、メソゲンが形成している配向構造を維持させたまま、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋を生じさせる。サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物では、そのメソゲン基は固定化されている。

露光量が最大の領域１３０ａ’では、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物の含有率が最も高く、未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率が最も小さい。領域１３０ａ’と比較して露光量がより小さい領域１３０ｂ’では、領域１３０ａ’と比較して、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物の含有率がより低く、未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率がより高い。領域１３０ｂ’と比較して露光量がより小さい領域１３０ｃ’では、領域１３０ｂ’と比較して、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物の含有率がより低く、未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率がより高い。例えば、領域１３０ａ’では全てのサーモトロピック液晶化合物が重合しているか又は架橋され、領域１３０ｂ’では一部のサーモトロピック液晶化合物のみが重合しているか又は架橋され、領域１３０ｃ’ではサーモトロピック液晶化合物のほぼ全てが重合しておらず架橋されてもいない。

露光プロセスに使用する光Ｌ１は、紫外線、可視光線及び赤外線などの電磁波である。電磁波の代わりに、電子線を使用してもよい。それらの１つのみを光Ｌ１として使用してもよく、それらの２つ以上を光Ｌ１として使用してもよい。

露光プロセスは、上述した不均一な重合又は架橋を生じさせることができれば、どのような方法で行ってもよい。

例えば、この露光プロセスは、或るフォトマスクを用いた露光と、それとは遮光層のパターンが異なるフォトマスクを用いた露光とを含んでいてもよい。この場合、例えば、液晶材料層１３０’の全体に光Ｌ１を照射し、或るフォトマスクを用いて領域１３０ａ’及び１３０ｂ’のみに光Ｌ１を照射し、別のフォトマスクを用いて領域１３０ａ’のみに光Ｌ１を照射する。

或いは、この露光プロセスは、或るフォトマスクを使用した領域１３０ａ’の露光と、それと同一のフォトマスクを使用した領域１３０ｂ’の露光と、任意にそれと同一のフォトマスクを使用した領域１３０ｃ’の露光とを含んでいてもよい。この場合、例えば、或るフォトマスクを使用して領域１３０ａ’に最大の露光量で光Ｌ１を照射し、そのフォトマスクを使用して領域１３０ｂ’に領域１３０ａ’と比較してより小さな露光量で光Ｌ１を照射し、そのフォトマスクを使用して領域１３０ｃ’に領域１３０ｂ’と比較してより小さな露光量で光Ｌ１を照射する。

或いは、この露光プロセスは、ハーフトーンマスクを使用した露光を含んでいてもよい。例えば、領域１３０ｃ’に対応した部分に遮光層が設けられ、領域１３０ｂ’に対応した部分に半透過層が設けられたハーフトーンマスクを介して、液晶材料層１３０’に光Ｌ１を照射する。ハーフトーンマスクの代わりに、グレイトーンマスク又は波長制限マスクを使用してもよい。グレイトーンマスクは、半透過層を省略し、露光機の解像度以下の幅の複数のスリットを有する遮光層を領域１３０ｂ’に対応した部分に設けたこと以外は、ハーフトーンマスクと同様の構造を有している。波長制限マスクは、光の透過波長域が異なる複数の部分を含んでいる。

或いは、フォトマスクを使用する代わりに、電子ビームなどの放射線又は光束を液晶材料層１３０’上で走査させてもよい。
或いは、上述した技術を組み合わせてもよい。

露光プロセスでは、領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で光Ｌ１の照度を異ならしめてもよい。例えば、領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で露光量を同一とした場合であっても、領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で光Ｌ１の照度を異ならしめれば、領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率を異ならしめることができる。具体的には、露光量を一定としたまま照度を大きくすると、未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率が小さくなる。

また、露光プロセスでは、異なる輝線で領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’を露光してもよい。例えば、領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で露光量を同一とした場合であっても、異なる輝線を使用すれば、領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率を異ならしめることができる。

露光プロセスでは、基板１１０の各位置における温度の基板１１０の平均温度からのずれを３℃以内に維持する。加えて、露光プロセスでは、先の平均温度の時間に応じた変化を３℃以内に維持する。この温度のずれ及び変化が大きいと、偏光解消度Ｄのばらつきが大きくなる。

露光プロセスでは、基板１１０の温度を十分に低く保つ。例えば、露光プロセスでは、基板１１０の平均温度を３０℃以下に保つ。基板１１０の温度が過剰に高いと、偏光解消度Ｄが大きくなる。

露光プロセスは、典型的には、大気圧における０．１体積％以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で行う。例えば、露光プロセスは、大気雰囲気中で行う。露光プロセスにおいて酸素が存在しないか又は極端に少ない場合、露光プロセスにおいて、領域毎に異なる割合で重合又は架橋生成物を含んだ状態とすることが困難になる。これは、露光量が少ない領域で未反応化合物が多く含まれるという現象に、酸素によってラジカル重合が阻害されることが関係しているためであると考えられる。

露光プロセスにおける最大の露光量を１０００ｍＪ／ｃｍ²としたときに領域１３０ａについて得られる複屈折率をΔｎとし、この複屈折率Δｎの９７％以上の複屈折率を領域１３０ａについて得るのに必要な領域１３０ａ’への最小の露光量をＥとした場合、露光プロセスにおける領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’の露光量を何れも露光量Ｅの７５％以下としてもよい。露光量が多すぎると、固体化液晶層１３０の表面の平滑性が損なわれ、ヘーズが大きくなる。

露光プロセスを完了した後、現像プロセスを行う。即ち、液晶材料層１３０’を、サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱する。未反応化合物であるサーモトロピック液晶化合物のメソゲンは固定化されていない。それゆえ、液晶材料層１３０’を相転移温度以上に加熱すると、未反応化合物のメソゲンの配向の程度が低下する。例えば、未反応化合物のメソゲンは、液晶相から等方相へと変化する。他方、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物では、メソゲンは固定化されている。

従って、図４に示すように、領域１３０ｂ’では、領域１３０ａ’と比較して、メソゲンＭＳの配向の程度がより低くなる。そして、領域１３０ｃ’では、領域１３０ｂ’と比較して、メソゲンＭＳの配向の程度がより低くなる。例えば、領域１３０ａ’におけるメソゲンＭＳの配向の程度は、この熱処理によって殆ど変化しない。領域１３０ｂ’におけるメソゲンＭＳの配向の程度は、この熱処理によって小さくなる。そして、領域１３０ｃ’では、この熱処理によってメソゲンＭＳの配向構造が消失する。

現像プロセスは、典型的には、大気圧における０．１体積％以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で行う。例えば、現像プロセスは、大気雰囲気中で行う。酸素濃度が低すぎる場合、現像プロセスにおける温度条件下で未反応化合物の一部が重合及び／又は架橋することがある。この場合、メソゲンＭＳの配向の程度を小さくすることが難しい。

現像プロセスでは、基板１１０を一定の温度に維持してもよく、基板１１０の温度を連続的に変化させてもよい。後者の場合、例えば、基板１１０の温度を、露光プロセスにおける温度から後述する定着プロセスにおける温度まで連続的に上昇させてもよい。

その後、未反応化合物のメソゲンについて配向の程度を低下させたまま、未反応化合物を重合及び／又は架橋させる定着プロセスを実施する。

例えば、図４に示す露光を行う。即ち、サーモトロピック液晶化合物が等方相から液晶相へと変化する相転移温度よりも高い温度に液晶化合物層１３０’を維持したまま、液晶化合物層１３０’の全体に光Ｌ２を照射する。液晶化合物層１３０’には、未反応化合物のほぼ全てが重合及び／又は架橋反応を生じるのに十分な露光量で光Ｌ２を照射する。これにより、未反応化合物の重合又は架橋を生じさせ、配向の程度を低下させたメソゲンを固定化する。以上のようにして、固体化液晶層１３０を得る。

なお、或る液晶化合物は、等方相から液晶相へと変化する第１相転移温度が、液晶相から等方相へと変化する第２相転移温度と比較してより低い。それゆえ、特定の場合には、この露光時における液晶化合物層１３０’の温度は、現像プロセスの加熱温度と比較してより低くてもよい。但し、通常は、簡便性の観点で、この露光時における液晶化合物層１３０’の温度は、第１相転移温度以上とする。

光Ｌ２としては、光Ｌ１について説明したのと同様のものを使用することができる。光Ｌ２と光Ｌ１とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。

定着プロセスでは、液晶化合物層１３０’の全体に亘って露光量が等しくてもよい。この場合、微細なパターンが設けられたフォトマスクを使用する必要がない。従って、この場合、プロセスを簡略化することができる。

或いは、定着プロセスは、露光プロセスにおける露光量と定着プロセスにおける露光量との和である合計露光量が領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で等しくなるように行ってもよい。例えば、領域１３０ａ’の合計露光量が領域１３０ｃ’の合計露光量と比較して著しく大きい場合、領域１３０ａ’及び／又は着色層１２０ａが不所望なダメージを受ける可能性がある。合計露光量を領域１３０ａ’乃至１３０ｃ’間で等しくすると、そのようなダメージを防止できる。

未反応化合物の重合及び／又は架橋は、他の方法で行ってもよい。
例えば、未反応化合物、即ちサーモトロピック液晶化合物が第１相転移温度よりも高い重合及び／又は架橋温度に加熱することによって重合及び／又は架橋する材料である場合、定着プロセスでは、露光の代わりに熱処理を行ってもよい。具体的には、露光の代わりに、液晶材料層１３０’を重合及び／又は架橋温度以上に加熱して、未反応化合物を重合及び／又は架橋させる。これにより、固体化液晶層１３０を得る。なお、現像プロセスにおける加熱温度は、例えば、第１相転移温度以上であり且つ重合及び／又は架橋温度未満とする。

或いは、定着プロセスでは、露光及び熱処理の一方のみを行う代わりに、露光と熱処理とを順次行ってもよい。このように露光と熱処理とを組み合わせると、未反応化合物の重合及び／又は架橋をより確実に進行させることができる。それゆえ、より強固な固体化液晶層１３０を得ることができる。

未反応化合物が或る温度に加熱することによって重合及び／又は架橋する材料である場合、現像プロセスにおける加熱温度は、それが重合及び／又は架橋する温度以上であってもよい。但し、この場合、配向の程度の低下と重合及び／又は架橋とが同時に進行する。そのため、製造条件が固体化液晶層１３０の光学特性に及ぼす影響が比較的大きい。

定着プロセスは、酸素を含んでいないか又は大気圧における５体積％以下に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で行う。雰囲気中の酸素濃度が高いと、未反応化合物の重合及び／又は架橋が妨げられて、耐熱性に優れた固体化液晶層１３０を得ることが困難となる。加えて、この場合、コントラスト比ＣＲ_REが目標値と比較して小さくなる。

定着プロセスにおける加熱の間、基板１１０の各位置における温度の基板１１０の平均温度からのずれは、例えば１０℃以内に維持する。このずれが大きい場合、領域１３０ａ乃至１３０ｃの全てで所望の光学特性を達成することが難しい。

ところで、露光プロセス後に現像液を使用する現像プロセスを行った場合、屈折率異方性が互いに等しく且つ厚さが互いに異なる複数の領域を含んだ固体化液晶層が得られる。これら領域は、厚さが互いに異なっているので、リターデイションが互いに異なっている。

しかしながら、ウェットプロセス、特には現像の条件を厳密に管理することは難しく、それら条件が最終製品の光学的特性に与える影響は極めて大きい。それゆえ、ウェットプロセスを含んだ方法によると、光学的特性の目標値からのずれを生じ易い。

これに対し、図３及び図４を参照しながら説明した方法によると、露光プロセス及びそれよりも後にウェットプロセスは行わない。それゆえ、この方法によると、ウェットプロセスに起因して屈折率異方性が目標値からずれるのを防止できる。

なお、屈折率異方性と露光プロセスにおける露光量とは、必ずしも比例関係にある訳ではない。但し、材料及び露光量が一定の条件のもとでは、屈折率異方性の再現性は高い。それゆえ、或る屈折率異方性を達成するのに必要な条件、例えば露光量を見出すのは容易であり、また、安定した製造を行なうことも容易である。

図１乃至図４を参照しながら説明したリターデイション基板１０、即ちパネル基板には、様々な変形が可能である。

このリターデイション基板１０では、固体化液晶層１３０は、屈折率異方性が互いに異なる領域１３０ａ乃至１３０ｃを含んでいる。固体化液晶層１３０は、領域１３０ａ乃至１３０ｃとは屈折率異方性が異なる１つ以上の領域を更に含んでいてもよい。例えば、半透過型液晶表示装置では、赤、緑及び青色画素の各々が、透過部と反射部とを含んでいる。透過部と反射部とには、異なる光学的設計を採用する必要がある。それゆえ、固体化液晶層１３０のうち、赤、緑及び青色画素に対応した部分の各々が、屈折率異方性が互いに異なる２つ以上の領域を含んでいてもよい。

リターデイション基板１０からカラーフィルタ層１２０を省略してもよい。例えば、液晶表示装置では、その一方の基板がカラーフィルタ層とリターデイション層との双方を含んでいてもよい。或いは、液晶表示装置の一方の基板がカラーフィルタ層を含み、他方の基板がリターデイション層を含んでいてもよい。後者の場合、リターデイション基板１０は、カラーフィルタ層１２０を含んでいる必要はない。但し、リターデイション基板１０がカラーフィルタ層１２０と固体化液晶層１３０との双方を含んでいる場合、貼りあわせの際に、カラーフィルタ層１２０と固体化液晶層１３０とを位置合わせする必要がない。

固体化液晶層１３０は、基板１１０とカラーフィルタ層１２０との間に介在させてもよい。

図５は、一変形例に係るリターデイション基板を概略的に示す断面図である。このリターデイション基板１０は、固体化液晶層１３０が基板１１０とカラーフィルタ層１２０との間に介在していること以外は、図１乃至図４を参照しながら説明したリターデイション基板１０と同様である。

この構造を採用した場合、例えばリターデイション基板１０を含んだ液晶表示装置において、固体化液晶層１３０は、カラーフィルタ層１２０から液晶層中への不純物の混入を抑制しない。しかしながら、この構造を採用した場合、カラーフィルタ層１２０が、固体化液晶層１３０を形成するための露光及び熱処理に晒されることがない。それゆえ、この構造を採用した場合、図１及び図２に示す構造を採用した場合と比較して、上記の露光及び熱処理に起因したカラーフィルタ層１２０の劣化は生じ難い。

また、この構造を採用した場合、固体化液晶層１３０上にカラーフィルタ層１２０を形成することができる。典型的には、固体化液晶層１３０の表面はほぼ平坦である。従って、この場合、凹凸構造が設けられた表面上にカラーフィルタ層１２０を形成する場合と比較して、設計通りの性能を有するカラーフィルタ層１２０をより容易に得ることができる。

上述したリターデイション基板１０は、様々な用途に利用可能である。例えば、リターデイション基板１０は、液晶表示技術に代表される表示技術に利用可能である。

図６は、図１及び図２に示すリターデイション基板を用いて製造可能な液晶表示装置の一例を概略的に示す断面図である。

図６に示す液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用した透過型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、カラーフィルタ基板１０’とアレイ基板２０と液晶層３０と一対の偏光板４０と図示しないバックライトとを含んでいる。

カラーフィルタ基板１０’は、上述したリターデイション基板１０と対向電極１５０と配向膜１６０とを含んでいる。

対向電極１５０は、固体化液晶層１３０上に形成されている。表示領域の全体に亘って広がった連続膜である。対向電極１５０は、例えば、上述した透明導電体からなる。

配向膜１６０は、対向電極１５０を被覆している。配向膜１６０は、配向膜は、例えば、対向電極１５０上にポリイミドなどの透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。この配向膜１６０は、光配向技術を利用して形成してもよい。

アレイ基板２０は、配向膜１６０と向き合った基板２１０を含んでいる。基板２１０は、ガラス板又は樹脂板などの光透過性基板である。

基板２１０の配向膜１６０との対向面上には、画素回路（図示せず）と走査線（図示せず）と信号線（図示せず）と画素電極２５０とが形成されている。画素回路は、各々が薄膜トランジスタなどのスイッチング素子を含んでおり、基板２１０上でマトリクス状に配列している。走査線は、画素回路の行に対応して配列している。各画素回路の動作は、走査線から供給される走査信号によって制御される。信号線は、画素回路の列に対応して配列している。各画素電極２５０は、画素回路を介して信号線に接続されている。各画素電極２５０は、着色層１２０ａ乃至１２０ｃの何れかと向き合っている。

画素電極２５０は、配向膜２６０で被覆されている。配向膜２６０は、配向膜は、例えば、画素電極２５０上にポリイミドなどの透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。この配向膜２６０は、光配向技術を利用して形成してもよい。

カラーフィルタ基板１０’とアレイ基板２０とは、枠形状の接着剤層（図示せず）を介して貼り合わされている。カラーフィルタ基板１０’とアレイ基板２０と接着剤層とは、中空構造を形成している。

液晶層３０は、液晶化合物又は液晶組成物からなる。この液晶化合物又は液晶組成物は、流動性を有しており、カラーフィルタ基板１０’とアレイ基板２０と接着剤層とに囲まれた空間を満たしている。カラーフィルタ基板１０’とアレイ基板２０と接着剤層と液晶層３０とは、液晶セルを形成している。

偏光板４０は、液晶セルの両主面に貼り付けられている。偏光板４０は、例えば、それらの透過軸が直交するように配置する。

この液晶表示装置において、固体化液晶層１３０の領域１３０ａ乃至１３０ｃは、厚さがほぼ等しく、屈折率異方性が異なっている。従って、１３０ａ乃至１３０ｃの屈折率異方性を最適化して、従って、赤、緑及び青の各々について、理想的な光学補償を達成することができる。

また、製造条件の不可避的な変動が、固体化液晶層１３０の表面形状に影響を及ぼすことは殆どない。それゆえ、製造条件の不可避的な変動に応じて、セルギャップが変化することはない。

上記の通り、リターデイション基板１０は、アクティブマトリクス駆動方式を採用した透過型液晶表示装置において利用可能である。このリターデイション基板１０は、他の表示装置で利用することも可能である。

例えば、リターデイション基板１０は、半透過型液晶表示装置又は反射型液晶表示装置において利用してもよい。また、液晶表示装置には、パッシブマトリクス駆動方式などのアクティブマトリクス駆動方式以外の駆動方式を採用してもよい。或いは、リターデイション基板１０は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの液晶表示装置以外の表示装置において利用してもよい。

以下に、本発明の例を記載する。

＜サンプル１乃至１７の製造＞
本例では、以下の方法により、リターデイション基板を製造した。なお、ここでは、感光性材料を取り扱う全ての作業は、それら材料の不所望な感光を防ぐために、黄色又は赤色灯下で行った。

まず、下記材料を撹拌して均一な混合物を調製した。この混合物を濾過して、コーティング液Ａを得た。この濾過には、直径０．６μｍ以上の粒子を液相から分離可能なフィルタを使用した。

水平配向重合性液晶 １９．５質量部
（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ ２４２」）
光重合開始剤 ０．５質量部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアーＯＸＥ０１」）
界面活性剤 １．１質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７０．４質量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン ８．５質量部
また、下記材料を撹拌して均一な混合物を調製した。この混合物を濾過して、コーティング液Ｂを得た。この濾過には、直径０．６μｍ以上の粒子を液相から分離可能なフィルタを使用した。

垂直配向重合性液晶 ２７．６質量部
（大日本インキ化学工業株式会社製「ＵＣＬ−０１８」）
光重合開始剤 １．４質量部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ０．５質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ６９．４質量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン １．１質量部
次に、コーティング液Ａ又はＢを用いた成膜プロセスを実施した。具体的には、コーティング液Ａを、スピンコータを用いて、乾燥膜厚が１．６μｍになるように基板上に塗布した。また、コーティング液Ｂを、スピンコータを用いて、乾燥膜厚が２．４μｍになるように基板上に塗布した。基板としては、光学的に等方性のガラス基板を使用した。次いで、ホットプレートを用いた９０℃での２分間の加熱により塗膜を乾燥させた。以上のようにして、基板上に液晶材料層を形成した。

次いで、露光プロセスを実施した。具体的には、フォトマスクを介して液晶材料層の第１乃至第３領域に紫外線を照射した。紫外線源としては、超高圧水銀灯を使用した。露光プロセスにおいては、基板の各位置における温度のその平均温度からのずれを３℃以内に維持すると共に、平均温度の時間に応じた変化を３℃以内に維持した。

その後、現像プロセス及び定着プロセスを順次実施した。具体的には、まず、液晶材料層を第１の熱処理に供した。続いて、液晶材料層を第２の熱処理に供した。この第２の熱処理では、基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを１０℃以内に維持した。

以上のようにして、ガラス基板上に固体化液晶層を形成してなるリターデイション基板を得た。以下の表１及び表２に、これらリターデイション基板の製造条件を纏める。

表１及び表２において、「露光条件」の欄に記載している数値はフィルタの存在を無視した露光量を表し、「平均温度」は基板温度の時間平均を表している。そして、記号「↑」は、その欄に記載すべき事項が、その直ぐ上の欄に記載されている事項と同様であることを意味している。

＜性能評価＞
上述した方法により製造したリターデイション基板の各固体化液晶層について、第１乃至第３領域の偏光解消度Ｄを以下の方法により求めた。

まず、一対の偏光板をそれらの透過軸が平行となるように向かい合わせた状態で、一方の偏光板を法線方向から白色光で照明した。この第１照明条件のもとで、他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ１を測定した。次に、先の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせたこと以外は第１照明条件と同様の第２照明条件のもとで、上記の他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ２を測定した。これら輝度Ｌ１及びＬ２の比Ｌ１／Ｌ２をコントラスト比ＣＲ_PLとした。

また、先の偏光板間にリターデイション基板を介在させたこと以外は第１照明条件と同様の第３照明条件のもとで、上記の他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ３を測定した。次に、先の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせたこと以外は第３照明条件と同様の第４照明条件のもとで、上記の他方の偏光板が法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ４を測定した。なお、固体化液晶層はその主面に平行な遅相軸を有しているので、輝度Ｌ３及びＬ４は、固体化液晶層の遅相軸が偏光板の透過軸に対して成す角度に応じて変化する。ここでは、これら輝度Ｌ３及びＬ４の比Ｌ３／Ｌ４の最大値をコントラスト比ＣＲ_REとした。即ち、輝度Ｌ３の最大値と輝度Ｌ４の最小値とを求め、これらからコントラスト比ＣＲ_REを求めた。

このようにして得られたコントラスト比ＣＲ_PL及びＣＲ_REを先の等式に代入することにより、偏光解消度Ｄを得た。

なお、一対の偏光板間には、固体化液晶層だけでなくガラス基板も介在させたため、ここで得られた値は、固体化液晶層の各領域の偏光解消度と完全には一致しない可能性がある。但し、一対の偏光板間にガラス基板のみを介在させた場合に得られた偏光解消度Ｄは無視できる程度に小さかったため、先の方法により得られた値を固体化液晶層の各領域の偏光解消度とした。

上述した方法により製造したリターデイション基板の各々について、以下の方法により、固体化液晶層の熱安定性を調べた。即ち、まず、製造直後のリターデイション基板について、第１乃至第３領域のリターデイションを測定した。次に、これらリターデイション基板を大気中における２３０℃での１時間に亘る加熱に供し、この熱処理後に、第１乃至第３領域のリターデイションを再び測定した。
これら試験の結果を、第１乃至第３領域の他の光学特性と共に以下の表３及び表４に纏める。なお、表３及び表４において、「ヘーズ」は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００「プラスチック−透明材料のヘーズの求め方」に従って得られる値である。

本発明の一態様に係るリターデイション基板を概略的に示す斜視図。 図１に示すリターデイション基板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 固体化液晶層の形成方法の一例を概略的に示す断面図。 固体化液晶層の形成方法の一例を概略的に示す断面図。 一変形例に係るリターデイション基板を概略的に示す断面図。 図１及び図２に示すリターデイション基板を用いて製造可能な液晶表示装置の一例を概略的に示す断面図。

符号の説明

１０…リターデイション基板、１０’…カラーフィルタ基板、２０…アレイ基板、３０…液晶層、４０…偏光板、１１０…基板、１２０…カラーフィルタ層、１２０ａ…着色層、１２０ｂ…着色層、１２０ｃ…着色層、１３０…固体化液晶層、１３０’…液晶材料層、１３０ａ…領域、１３０ａ’…領域、１３０ｂ…領域、１３０ｂ’…領域、１３０ｃ…領域、１３０ｃ’…領域、１３０ｄ…領域、１５０…対向電極、１６０…配向膜、２１０…基板、２５０…画素電極、２６０…配向膜。

Claims (21)

1. 基板とその一方の主面と向き合った固体化液晶層とを具備し、前記固体化液晶層は、前記主面に対して平行に配列した第１乃至第３領域を含み、一対の偏光板をそれらの透過軸が平行となるように向かい合わせた状態で前記一対の偏光板の一方を法線方向から白色光で照明する第１照明条件のもとで前記一対の偏光板の他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ１と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第１照明条件と同様の第２照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２をコントラスト比ＣＲ_PLとし、前記一対の偏光板間に前記固体化液晶層を介在させること以外は前記第１照明条件と同様の第３照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ３と、前記一対の偏光板をそれらの透過軸が直交するように向かい合わせること以外は前記第３照明条件と同様の第４照明条件のもとで前記一対の偏光板の前記他方が前記法線方向に射出する透過光の輝度Ｌ４との比Ｌ３／Ｌ４の最大値をコントラスト比ＣＲ_REとした場合に下記等式から算出される偏光解消度Ｄが前記第１乃至第３領域の各々について５．０×１０^-4未満であり、前記第１乃至第３領域について得られる前記偏光解消度Ｄの最大値と最小値との差は２．０×１０^-4未満であるリターデイション基板。
   

   
2. 前記第１乃至第３領域の各々は、大気中における２３０℃での１時間に亘る加熱に供した場合に、この加熱に伴うリターデイションの変化が５ｎｍ未満であるか又は３％未満である請求項１に記載のリターデイション基板。
3. 前記第１乃至第３領域の各々はヘーズが２％未満である請求項１又は２に記載のリターデイション基板。
4. 前記固体化液晶層は連続膜である請求項１乃至３の何れか１項に記載のリターデイション基板。
5. 前記固体化液晶層はサーモトロピック液晶化合物又は組成物を重合及び／又は架橋させてなる請求項１乃至４の何れか１項に記載のリターデイション基板。
6. 前記固体化液晶層は均一な厚さを有している請求項１乃至５の何れか１項に記載のリターデイション基板。
7. 前記第１乃至第３領域とそれぞれ向き合い、吸収スペクトルが互いに異なる第１乃至第３着色領域を含んだカラーフィルタ層を更に具備した請求項１乃至６の何れか１項に記載のリターデイション基板。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のリターデイション基板と、これと向き合った液晶層とを具備した液晶表示装置。
9. 基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
   前記基板上に、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが所定の配向構造を形成している液晶材料層を形成する成膜プロセスと、
   前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを３℃以内に維持し且つ前記平均温度の時間に応じた変化を３℃以内に維持ししつつ、前記液晶材料層の少なくとも３つの領域を異なる露光量で又は異なる照度で又は異なる輝線で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第１領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第１領域と比較してより低い第２領域と、前記未反応化合物を含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第２領域と比較してより低い第３領域とを形成する露光プロセスと、
   その後、大気圧における０．１体積％以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第２及び第３領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ現像プロセスと、
   酸素を含んでいないか又は大気圧における５体積％以下に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で、前記配向の程度を低下させたまま前記未反応化合物を重合及び／又は架橋させる定着プロセスと
   を含んだリターデイション基板の製造方法。
10. 前記露光プロセスにおいて、前記基板の平均温度を３０℃以下に保つ請求項９に記載の製造方法。
11. 大気圧における０．１体積％以上に相当する濃度で酸素を含んだ雰囲気中で前記露光プロセスを行う請求項９又は１０に記載の製造方法。
12. 大気雰囲気中で前記露光プロセスを行う請求項９又は１０に記載の製造方法。
13. 前記露光プロセスにおける最大の露光量を１０００ｍＪ／ｃｍ²としたときに前記第１領域について得られる複屈折率をΔｎとし、前記複屈折率Δｎの９７％以上の複屈折率を前記第１領域について得るのに必要な前記第１領域への最小の露光量をＥとした場合、前記露光プロセスにおける前記第１乃至第３領域の露光量を何れも前記露光量Ｅの７５％以下とする請求項９乃至１２の何れか１項に記載の製造方法。
14. 前記成膜プロセスにおいて、前記液晶材料層を均一な厚さを有している連続膜として形成する請求項９乃至１３の何れか１項に記載の製造方法。
15. 前記定着プロセスにおいて、前記未反応化合物の重合及び／又は架橋を光照射によって誘起する請求項９乃至１４の何れか１項に記載の製造方法。
16. 前記定着プロセスにおける前記光照射は、前記液晶材料層の全体を露光することによって行なう請求項１５に記載の製造方法。
17. 前記サーモトロピック液晶化合物は前記相転移温度よりも高い重合及び／又は架橋温度に加熱することによって重合及び／又は架橋する材料であり、前記定着プロセスにおける前記未反応化合物の重合及び／又は架橋は、前記サーモトロピック液晶化合物が重合及び／又は架橋する温度以上の温度に加熱することによって行なう請求項９乃至１６の何れか１項に記載の製造方法。
18. 前記現像プロセスにおける前記加熱は、前記基板の温度を、前記露光プロセスにおける温度から前記定着プロセスにおける温度まで連続的に上昇させることによって行なう請求項１７に記載の製造方法。
19. 前記定着プロセスにおける前記加熱の間、前記基板の各位置における温度の前記基板の平均温度からのずれを１０℃以内に維持する請求項１７又は１８に記載の製造方法。
20. 前記固体化液晶層を形成する前に前記基板上にカラーフィルタ層を形成することを更に含み、前記固体化液晶層は前記カラーフィルタ層上に直接に又は他の層を間に挟んで形成する請求項９乃至１９の何れか１項に記載の製造方法。
21. 前記固体化液晶層を形成した後にカラーフィルタ層を形成することを更に含み、前記固体化液晶層は前記カラーフィルタ層上に直接に又は他の層を間に挟んで形成する請求項９乃至１９の何れか１項に記載の製造方法。

Images