JP2530440B2 - Method for manufacturing ferroelectric liquid crystal device - Google Patents

Method for manufacturing ferroelectric liquid crystal device

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッターアレイ
等の強誘電性液晶素子の製造方法に関し、更に詳しく
は、液晶分子の初期配向状態を改善することにより配向
欠陥のない均一なモノドメインの液晶相を得ることがで
きる、表示ならびに駆動特性を改善したカラーフィルタ
ーを有する強誘電性液晶素子の製造方法に関するもので
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device such as a liquid crystal display device or a liquid crystal-optical shutter array, and more specifically, the initial alignment state of liquid crystal molecules. The present invention relates to a method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device having a color filter with improved display and driving characteristics, which can obtain a uniform monodomain liquid crystal phase having no alignment defects.

[従来の技術] 従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(M.
Schadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)著
“アプライド・フィジックス・レターズ”(“Applied
Physics Letters")第18巻、第4号(1971年2月15日発
行)、第127頁〜128頁の“ボルテージ・ディペンダント
・オプティカル・アクティビティー・オブ・ア・ツイス
テッド・ネマチック・リキッド・クリスタル(“Voltag
e Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic
Liquid Crystal")に示されたツイステッド・ネマチッ
ク(twisted nematic)液晶を用いたものが知られてい
る。このTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極
構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する
問題点があるため、画素数が制限されていた。
[Prior Art] As a conventional liquid crystal element, for example, M. Shut (M.
"Applied Physics Letters" by Schadt and W. Helfrich
Physics Letters ") Volume 18, Issue 4 (Published February 15, 1971), pages 127-128," Voltage Dependant Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal (Physics Letters "). “Voltag
e Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic
Liquid crystal ") is known, which uses twisted nematic liquid crystal. This TN liquid crystal is a crosstalk during time-division driving using a matrix electrode structure with high pixel density. However, the number of pixels is limited because of the problem of occurrence of.

また、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング
素子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示
素子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成
することが難しい問題点がある。
Further, a display element of a type in which a switching element formed by a thin film transistor is connected to each pixel and switching is performed for each pixel is known, but a process of forming a thin film transistor on a substrate is extremely complicated, and a large-area display element is required. There are problems that are difficult to create.

これらの問題点を解決するものとして、クラーク(Cl
ark)等により米国特許第4,367,924号明細書で強誘電性
液晶素子が提案されている。
To solve these problems, Clark (Cl
ark) et al. in U.S. Pat. No. 4,367,924 propose a ferroelectric liquid crystal device.

第2図は強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。21aと21bは、In2O3、SnO
2やITO(Indium Tin Oxide)等の薄膜からなる透明電極
で被覆された基板(ガラス板)であり、その間に複数の
液晶分子層22がガラス面に垂直になる様に配向したSmC
相またはSmH相の液晶が封入されている。太線で示
した線23が液晶分子を表わしており、この液晶分子23
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント
(P)24を有している。基板21aと21b上の電極間に一
定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子23のらせん
構造がほどけ、双極子モーメント(P)24はすべて電
界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変えること
ができる。液晶分子23は細長い形状を有しており、その
長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例え
ばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置関係に配
置した偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性
が変わる液晶光学変調素子となることは容易に理解され
る。
FIG. 2 schematically shows an example of a cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal. 21a and 21b are In 2 O 3 , SnO
2 or a substrate (glass plate) covered with a transparent electrode made of a thin film such as ITO (Indium Tin Oxide), in which a plurality of liquid crystal molecular layers 22 are oriented so as to be perpendicular to the glass surface.
* Phase or SmH * phase liquid crystal is enclosed. A bold line 23 represents a liquid crystal molecule.
Has a dipole moment ( P⊥ ) 24 in the direction perpendicular to the molecule. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled, and all the dipole moments (P ) 24 are oriented in the electric field direction. Can be changed. The liquid crystal molecules 23 have an elongated shape, and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction thereof. Therefore, for example, if polarizers arranged in a crossed Nicols position above and below a glass surface are placed. It is easily understood that the liquid crystal optical modulation element has optical characteristics that change depending on the polarity of voltage application.

本発明の強誘電性液晶素子で好ましく用いられる液晶
セルは、その厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)する
ことができる。このように液晶相が薄くなるにしたが
い、第3図に示すように電界を印加していない状態でも
液晶分子のらせん構造はほどけ、非らせん構造となり、
その双極子モーメントPa又はPbは上向き(34a)又は下
向き(34b)のどちらかの状態をとる。このようなセル
に、第3図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電
界EaまたはEbを付与すると、双極子モーメントは、電界
Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向き34a又は、下
向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の
安定状態33a、あるいは第二の安定状態33bの何れか一方
に配向する。
The liquid crystal cell preferably used in the ferroelectric liquid crystal device of the present invention can be made sufficiently thin (for example, 10 μm or less). As the liquid crystal phase becomes thinner in this way, as shown in FIG. 3, the helical structure of the liquid crystal molecules unravels and becomes a non-helical structure even when no electric field is applied.
The dipole moment Pa or Pb takes either the upward (34a) or downward (34b) state. When an electric field Ea or Eb having a different polarity or more than a certain threshold is applied to such a cell as shown in FIG. 3, the dipole moment becomes
Depending on the electric field vector of Ea or Eb, the direction is changed to the upward 34a or the downward 34b, and the liquid crystal molecules are oriented to either the first stable state 33a or the second stable state 33b accordingly.

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いる
ことの利点は、先に述べたが2つある。その第1は、応
答速度が極めて速いことであり、第2の液晶分子の配向
が双安定性を有することである。第2の点を、例えば第
3図によって更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶
分子は第一の安定状態33aに配向するが、この状態は電
界を切っても安定である。又、逆向きの電界Ebを印加す
ると、液晶分子は第二の安定状態33bに配向して、その
分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態
に留っている。また、与える電界Eaが一定の閾値を越え
ない限り、それぞれの配向状態にやはり維持されてい
る。このような応答速度の速さと、双安定性が有効に実
現されるには、セルとしては出来るだけ薄い方が好まし
くい。
As described above, there are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. The first is that the response speed is extremely fast, and the alignment of the second liquid crystal molecules has bistability. The second point will be further explained with reference to FIG. 3, for example. When an electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 33a, but this state is stable even when the electric field is cut off. When a reverse electric field Eb is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the second stable state 33b and the orientation of the molecules is changed. However, even when the electric field is cut off, the liquid crystal molecules remain in this state. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, the respective alignment states are maintained. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

この強誘電性液晶素子が所定の駆動特性を発揮するた
めには、一対の平行基板間に配置される強誘電性液晶
が、電界の印加状態とは無関係に、上記2つの安定状態
の間での変換が効果的に起こるような分子配列状態にあ
ることが必要である。例えばカイラルスメクティック相
を有する強誘電性液晶については、カイラルスメクティ
ック相の液晶分子層が基板面に対して垂直で、したがっ
て液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領域(モノ
ドメイン)が形成される必要がある。しかしながら、こ
れまでの強誘電性液晶素子においては、このようなモノ
ドメイン構造を有する液晶の配向状態が、必ずしも満足
に形成されなかったため、充分な特性が得られなかった
実情である。
In order for the ferroelectric liquid crystal element to exhibit a predetermined driving characteristic, the ferroelectric liquid crystal arranged between the pair of parallel substrates is kept between the two stable states regardless of the electric field application state. It is necessary to be in a state of molecular alignment so that the conversion of the For example, for a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic phase, a region (monodomain) is formed in which the liquid crystal molecular layer of the chiral smectic phase is perpendicular to the substrate surface, and thus the liquid crystal molecular axis is arranged almost parallel to the substrate surface. Need to be However, in the conventional ferroelectric liquid crystal element, the alignment state of the liquid crystal having such a monodomain structure was not always formed satisfactorily, and therefore, the actual condition was that sufficient characteristics were not obtained.

第4図は従来の強誘電性液晶素子の断面図を表わし、
第5図は従来の強誘電性液晶素子に現われた配向欠陥の
状態を表わす概略説明図である。
FIG. 4 is a sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal device.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state of alignment defects appearing in a conventional ferroelectric liquid crystal device.

すなわち、第4図に示す従来の強誘電性液晶素子40
は、一対の平行基板41と42を有しており、基板41と42に
はそれぞれマトリクス電極構造をなすストライプ状の透
明電極43と44が設けられている。
That is, the conventional ferroelectric liquid crystal element 40 shown in FIG.
Has a pair of parallel substrates 41 and 42, and the substrates 41 and 42 are provided with striped transparent electrodes 43 and 44 forming a matrix electrode structure, respectively.

一般に、カラーフィルターは赤(R)、緑(G)、青
(B)の色素またはこれを含む層からなっているが、各
色素層の膜厚はその形成法にかかわらずそれぞれ異なる
ので、2000Å〜1μm程度の段差Aが形成される。この
結果、降温過程を利用して配向制御を行うと、上述の段
差Aが原因となって、その段差Aを境にして強誘電性液
晶47に配向欠陥を生じることになる。また、この段差A
が存在する基板41と42の上にそれぞれ配向制御膜45と46
を設けると、この配向制御膜にも段差Aに応じて形成さ
れた段差Cが画素のほぼ膜厚分で生じ、上述の同様に強
誘電性液晶47に配向欠陥を生じる。
Generally, a color filter is composed of red (R), green (G), and blue (B) dyes or a layer containing the dyes. However, since the film thickness of each dye layer is different regardless of the forming method, 2000Å A step A of about 1 μm is formed. As a result, when the alignment control is performed by utilizing the temperature lowering process, the above-mentioned step A causes the alignment defect in the ferroelectric liquid crystal 47 with the step A as a boundary. Also, this step A
On the substrates 41 and 42 on which the alignment control films 45 and 46 respectively exist.
Is provided, a step C formed in accordance with the step A also occurs in the alignment control film with almost the thickness of the pixel, and an alignment defect occurs in the ferroelectric liquid crystal 47 in the same manner as described above.

第5図は、上記強誘電性液晶素子をクロスニコルの偏
光顕微鏡で観察した時のスケッチで、図中の白線51は液
晶素子に使用したスペーサー(図示せず)のラインに対
応し、線52及び53は第4図の基板41上の段差Cに対応し
て観察されている。また、図中の部分54は対向電極間に
はさまれた強誘電性液晶である。偏光顕微鏡中に多数現
出した刃状線55は強誘電性液晶の配向欠陥を表わしてい
る。
FIG. 5 is a sketch of the ferroelectric liquid crystal device observed with a crossed Nicols polarization microscope. White lines 51 in the drawing correspond to the lines of the spacer (not shown) used for the liquid crystal device, and the line 52 And 53 are observed corresponding to the step C on the substrate 41 in FIG. The portion 54 in the figure is a ferroelectric liquid crystal sandwiched between the counter electrodes. A large number of edge lines 55 appearing in the polarizing microscope represent alignment defects of the ferroelectric liquid crystal.

この様に強誘電性液晶の接する面で1000Å以上の段差
が存在すると、その段差から配向欠陥を生じ、強誘電性
液晶のモノドメイン形成は阻害される。
If there is a step of 1000 Å or more on the surface in contact with the ferroelectric liquid crystal as described above, an alignment defect is generated from the step and the monodomain formation of the ferroelectric liquid crystal is disturbed.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明者等は、この様な基板上の段差が強誘電性液晶
に対する配向欠陥を発生させる原因となっていることを
実験により明らかにした。
[Problems to be Solved by the Invention] The present inventors have clarified through experiments that such a step on the substrate causes an alignment defect with respect to the ferroelectric liquid crystal.

本発明の目的は、上記の配向欠陥の発生を防止し、強
誘電性液晶素子が本来もっている高速応答性とメモリー
効果特性を充分に発揮することのできる強誘電性液晶素
子の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device, which can prevent the occurrence of the above-mentioned alignment defects and can sufficiently exhibit the high-speed response and the memory effect characteristics originally possessed by the ferroelectric liquid crystal device. To do.

[問題点を解決するための手段] 本発明者等は、とくに強誘電性液晶が等方相(高温状
態)より液晶相(低温状態)へ移行する降温過程におけ
る初期配向性に着目し、強誘電性液晶の双安定性に基づ
く素子の作動特性と液晶層のモノドメイン性を両立し得
る構造を有する強誘電性液晶素子を見出したものであ
る。
[Means for Solving Problems] The inventors of the present invention have focused on the initial orientation in the temperature decreasing process in which the ferroelectric liquid crystal transitions from the isotropic phase (high temperature state) to the liquid crystal phase (low temperature state). The present inventors have found a ferroelectric liquid crystal device having a structure capable of satisfying both the operating characteristics of the device based on the bistability of the dielectric liquid crystal and the monodomain property of the liquid crystal layer.

本発明の液晶素子は、このような知見に基づくもので
あり、より詳しくは、液晶層と接する面に段差がなく、
つまり液晶層の膜厚に急激な変化を生じさせなくするこ
とにより降温過程における初期配向性を良好な状態と
し、配向欠陥のないモノドメインを形成する点に特徴を
有している。
The liquid crystal element of the present invention is based on such findings, and more specifically, there is no step on the surface in contact with the liquid crystal layer,
In other words, it is characterized in that the initial alignment property in the temperature lowering process is made good by preventing abrupt changes in the film thickness of the liquid crystal layer, and a monodomain without alignment defects is formed.

即ち、本発明は、透明電極の形成された一対の平行基
板間に強誘電性液晶を挟持し、少なくとも一方の透明電
極と基板間に各画素のカラーフィルターが隙間なく平坦
に形成された強誘電性液晶素子の製造方法において、 (a)前記基板上に、感光性を有する基を分子内に持つ
低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に該樹脂の感光波長光に
対して透過率の低い着色材料を分散してなる第1の着色
樹脂膜を形成し、該第1の着色樹脂膜にマスクを介して
感光波長光を露光し、現像することにより、パターン状
の第1の着色樹脂層を形成する第1の工程と、 (b)前記第1の着色樹脂層が形成された基板上に、前
記低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に該樹脂の感光波長光
に対して透過率の低い着色材料を分散してなる第2の着
色樹脂膜を形成し、該第2の着色樹脂膜に対して、前記
第1の着色樹脂層と第2の着色樹脂層を形成する領域に
マスクおよび前記基板を通して感光波長光を露光し、現
像することにより、パターン状の第2の着色樹脂層を形
成する第2の工程と、 (c)前記第1および第2の着色樹脂層が形成された基
板上に、前記低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に該樹脂の
感光波長光に対して透過特性を有する着色材料を分散し
てなる第3の着色樹脂膜を形成し、該第3の着色樹脂膜
に対してマスクを介することなしに基板を通して感光波
長光を露光し、現像することにより、パターン状の第3
の着色樹脂層を形成する第3の工程と、 によりカラーフィルターの各画素の着色層を隙間なく平
坦に形成することを特徴とする強誘電性液晶素子の製造
方法である。
That is, according to the present invention, a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of parallel substrates on which transparent electrodes are formed, and a color filter for each pixel is formed flat at least between one transparent electrode and the substrate without any gap. In the method for producing an organic liquid crystal element, (a) a low-temperature-curable polyamino-based resin having a photosensitive group in its molecule is provided on the substrate with a coloring material having a low transmittance for light having a photosensitive wavelength. A dispersed first color resin film is formed, and the first color resin film is exposed to light having a photosensitive wavelength through a mask and developed to form a patterned first color resin layer. A first step, and (b) dispersing a coloring material having a low transmittance for light having a photosensitive wavelength of the resin in the low-temperature-curable polyamino resin on the substrate on which the first coloring resin layer is formed. Forming a second colored resin film The colored resin film is exposed to light of a photosensitive wavelength through a mask and the substrate in a region where the first colored resin layer and the second colored resin layer are to be formed, and is developed, whereby the patterned second colored film is formed. A second step of forming a resin layer, and (c) the low temperature curable polyamino resin on the substrate on which the first and second colored resin layers are formed, with respect to the photosensitive wavelength light of the resin. By forming a third colored resin film in which a colored material having a transmission characteristic is dispersed, exposing the photosensitive resin to light having a photosensitive wavelength through a substrate without developing a mask, and developing the third colored resin film. , Patterned third
And a third step of forming the colored resin layer of (1), and the colored layer of each pixel of the color filter is formed flat with no gaps by the method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal element.

以下、本発明を図面に基ずき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の製造方法により作成した強誘電性液
晶素子の基本構成を示す断面図である。第1図におい
て、強誘電性液晶素子1はガラス板またはプラスチック
板などの透明板を用いた基板2と3を有し、その間には
強誘電性液晶4が挟持されている。各基板2と3にはマ
トリクス電極構造を形成するストライプ状のパターン形
状の透明電極5と6が配設され、この透明電極の上には
配向制御膜7及び8が形成されている。R(赤),G
(緑),B(青)の各カラーフィルターは、ほぼ等しい膜
厚となるように形成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing the basic structure of a ferroelectric liquid crystal element produced by the manufacturing method of the present invention. In FIG. 1, a ferroelectric liquid crystal element 1 has substrates 2 and 3 using transparent plates such as glass plates or plastic plates, and a ferroelectric liquid crystal 4 is sandwiched between them. On each of the substrates 2 and 3, there are disposed transparent electrodes 5 and 6 in the form of stripes forming a matrix electrode structure. On the transparent electrodes, alignment control films 7 and 8 are formed. R (red), G
The (green) and B (blue) color filters are formed to have substantially equal film thicknesses.

上記の構成による基板では、カラーフィルターの膜厚
及び画素間のすきまによる段差が補正されているため、
画素上に透明電極、配向制御膜を順に形成しても、基板
面をほぼ平坦に保つことができる。
In the substrate having the above structure, the step due to the thickness of the color filter and the gap between the pixels is corrected,
Even if the transparent electrode and the alignment control film are sequentially formed on the pixel, the substrate surface can be kept substantially flat.

本発明では、前述の平坦化により、カラーフィルター
基板の段差を1000Å以下とすることができるが、好まし
くは500Å以下とするのが望ましい。この段差が1000Å
をこえると、特に1200Å以上で形成された非平坦化層を
用いた液晶素子は、前述の第5図で示した刃状線の配向
欠陥を生じることになる。
In the present invention, the step of the color filter substrate can be set to 1000 Å or less by the above-mentioned flattening, but it is preferably set to 500 Å or less. This step is 1000Å
Above this, the liquid crystal element using the non-planarizing layer formed to have a thickness of 1200 Å or more, in particular, will have the edge defect of the edge line shown in FIG.

次に、本発明に用いるカラーフィルターの作成法につ
いて図面に基づいて説明する。
Next, a method for producing the color filter used in the present invention will be described with reference to the drawings.

第6図(a)〜(g)は本発明の色画素の形成工程の
代表的な態様を示す工程図である。。
6 (a) to 6 (g) are process charts showing a typical aspect of the process of forming a color pixel of the present invention. .

まず、第6図(a)に示されるように、基板61上に一
色からなる感光性を有する基を分子内に持つ低温硬化型
ポリアミノ系樹脂(以下、感光性ポリアミノ系樹脂と記
す)中に、該感光性ポリアミノ系樹脂の感光波長光に対
して透過率の低い着色材料を分散してなる着色樹脂のパ
ターン状の第1の着色樹脂層62を形成する。該着色樹脂
の感光波長は450nm以下にあり、450nm以上の光の透過率
が低い着色樹脂膜であればよい。
First, as shown in FIG. 6 (a), a low-temperature curable polyamino-based resin (hereinafter referred to as a photosensitive polyamino-based resin) having a monochromatic photosensitive group in its molecule is formed on a substrate 61. A patterned first colored resin layer 62 of a colored resin is formed by dispersing a colored material having a low transmittance for the photosensitive wavelength light of the photosensitive polyamino resin. The photosensitive wavelength of the colored resin is 450 nm or less, and any colored resin film having a low light transmittance of 450 nm or more may be used.

以下、本発明が適用される第6図(a)に示されたパ
ターン状の第1の着色樹脂層62を形成する方法について
説明する。基板61上に感光性ポリアミノ系樹脂の感光波
長光に対して透過率の低い分光特性を有する着色材料を
所定量配合した感光性ポリアミノ系樹脂液(NMP溶液)
を用い、第1色目の着色樹脂膜を所定の基板61上にスピ
ンナーを用い、所定の膜厚になるように塗布形成し、適
当な温度条件下でプリベークを行う。次いで、感光性着
色樹脂の感度を有する光(例えば、高圧水銀灯等)で、
形成しようとするパターンに対応した所定のパターン形
状を有するフォトマスクを介して着色樹脂膜を露光し、
パターン部の光硬化を行なう。
Hereinafter, a method for forming the patterned first colored resin layer 62 shown in FIG. 6 (a) to which the present invention is applied will be described. A photosensitive polyamino resin liquid (NMP solution) in which a predetermined amount of a coloring material having a spectral characteristic of a photosensitive polyamino resin having a low transmittance for light having a photosensitive wavelength is mixed on a substrate 61.
The colored resin film of the first color is applied and formed on a predetermined substrate 61 with a spinner so as to have a predetermined film thickness, and prebaked under an appropriate temperature condition. Then, with light having the sensitivity of the photosensitive colored resin (for example, a high pressure mercury lamp),
The colored resin film is exposed through a photomask having a predetermined pattern shape corresponding to the pattern to be formed,
Light curing of the pattern part is performed.

そして光硬化部分を有した着色樹脂膜を、未露光部分
のみを溶解する溶剤(例えば、N−メチル−2−ピロリ
ドン系溶剤等を主成分とするもの)にて超音波現像した
後、リンス処理(例えば、1,1,1−トリクロロエタン
等)を行なう。次いで、ポストベーク処理を行ない、第
6図(a)のごときパターン状の第1の着色樹脂層62が
形成される。
Then, the colored resin film having a photo-cured portion is ultrasonically developed with a solvent that dissolves only the unexposed portion (for example, a solvent containing N-methyl-2-pyrrolidone-based solvent as a main component) and then rinsed. (Eg 1,1,1-trichloroethane etc.). Then, a post-baking process is performed to form a patterned first colored resin layer 62 as shown in FIG. 6 (a).

このようにして形成された着色樹脂の感光波長光に対
して透過率の低い第1の着色樹脂層62が形成された基板
61に、次に、第6図(b)に示されるように、前記感光
性ポリアミノ系樹脂の感光波長光に対して透過率の低い
分光特性を有する着色材料を所定量配合された感光性ポ
リアミノ系樹脂液(NMP溶液)を用い、第2色目の着色
樹脂膜63′を所定の基板61上にスピンナーを用い、所定
の膜厚になるように塗布形成し、適当な温度条件下でプ
リベークを行う。
The substrate on which the first colored resin layer 62 having a low transmittance for the photosensitive wavelength light of the colored resin thus formed is formed.
61, and then, as shown in FIG. 6 (b), a photosensitive polyamino compound containing a predetermined amount of a coloring material having a spectral characteristic of the photosensitive polyamino resin having a low transmittance with respect to light having a photosensitive wavelength. Using a resin solution (NMP solution), a second colored resin film 63 'is formed on a predetermined substrate 61 using a spinner so as to have a predetermined film thickness, and prebaked under appropriate temperature conditions. To do.

次いで、第6図(c)に示すように基板61側から感光
性着色樹脂の感度を有する感光波長光65(例えば、高圧
水銀灯等)で、形成しようとするパターンに対応した所
定のパターン形状を有するフォトマスク64を介して着色
樹脂膜63′を露光し、パターン部の光硬化を行なう。
Then, as shown in FIG. 6 (c), a predetermined pattern shape corresponding to the pattern to be formed is formed from the substrate 61 side by using a photosensitive wavelength light 65 (for example, a high pressure mercury lamp) having the sensitivity of the photosensitive coloring resin. The colored resin film 63 ′ is exposed through the photomask 64 that it has, and the pattern portion is photocured.

そして光硬化部分を有した着色樹脂膜63′を、未露光
部分のみを溶解する溶剤(例えば、N−メチル−2−ピ
ロリドン系溶剤等を主成分とするもの)にて超音波現像
した後、リンス処理(例えば、1,1,1−トリクロロエタ
ン等)を行なう。次いで、ポスドベーク処理を行ない、
第6図(d)のごときパターン状の第2の着色樹脂層63
が形成される。
Then, the colored resin film 63 'having a photo-cured portion is ultrasonically developed with a solvent that dissolves only the unexposed portion (for example, a solvent containing N-methyl-2-pyrrolidone-based solvent as a main component) by ultrasonic wave, Rinse treatment (for example, 1,1,1-trichloroethane or the like) is performed. Then, post bake treatment is performed,
Patterned second colored resin layer 63 as shown in FIG. 6 (d).
Is formed.

このようにして形成された、前記感光波長光に対して
透過率の低い2色の第1および第2の着色樹脂層62,63
が形成された基板61上に、次に、第6図(e)に示され
るように、感光性ポリアミノ系樹脂の感光波長光に対し
て透過特性を有する着色材料を所定量配合した感光性ポ
リアミノ系樹脂液(NMP溶液)を用い、第3色目の着色
樹脂膜66′を所定の基板61上にスピンナーを用い、所定
の膜厚になるように塗布形成し、適当な温度条件下でプ
リベークを行う。次いで、第6図(f)に示すように、
基板61側から感光性着色樹脂の感度を有する感光波長光
65(例えば、高圧水銀灯等)で、着色樹脂膜を露光し、
パターン部の光硬化を行なう。
The first and second colored resin layers 62 and 63 of two colors, which are formed in this way and have a low transmittance for the light of the photosensitive wavelength,
Next, as shown in FIG. 6 (e), a photosensitive polyamino resin containing a predetermined amount of a coloring material having a transmission characteristic for the photosensitive wavelength light of the photosensitive polyamino resin is formed on the substrate 61 on which the film is formed. Using a resin solution (NMP solution), a third colored resin film 66 'is formed on a predetermined substrate 61 by a spinner so as to have a predetermined film thickness, and prebaked under appropriate temperature conditions. To do. Then, as shown in FIG. 6 (f),
Sensitive wavelength light having the sensitivity of the photosensitive colored resin from the substrate 61 side
65 (for example, a high-pressure mercury lamp), expose the colored resin film,
Light curing of the pattern part is performed.

次いで、光硬化部分が形成された着色樹脂膜66′を、
未露光部分のみを溶解する溶剤(例えば、N−メチル−
2−ピロリドン系溶剤等を主成分とするもの)にて超音
波現像した後、リンス処理(例えば、1,1,1−トリクロ
ロエタン等)を行なう。次いで、ポスドベーク処理を行
ない、第6図(g)のごときパターン状の第3の着色樹
脂層66が形成される。
Then, the colored resin film 66 'on which the photo-cured portion is formed,
A solvent that dissolves only the unexposed portion (for example, N-methyl-
After ultrasonic development using a 2-pyrrolidone-based solvent or the like as a main component, a rinse treatment (for example, 1,1,1-trichloroethane or the like) is performed. Next, a post-baking treatment is performed to form a patterned third colored resin layer 66 as shown in FIG. 6 (g).

以上の工程により、第6図(g)に示されるごとく着
色樹脂層間の隙間がまったくないカラーフィルターが形
成される。尚、第1、第2の着色樹脂層が樹脂の感光波
長光に対する透過率が低いことによって、不要な部分の
着色樹脂膜が現像により溶解除去されるのを可能ならし
める光露光が可能となる。
Through the above steps, a color filter having no gaps between the colored resin layers is formed as shown in FIG. 6 (g). Since the first and second colored resin layers have low transmittance of the resin to the photosensitive wavelength light, it is possible to perform light exposure that allows the colored resin film in an unnecessary portion to be dissolved and removed by development. .

以上、第6図(a)〜(g)に示したカラーフィルタ
ーの作成方法は、本発明の方法を実施するのに必須の工
程のみを説明したものであり、もちろん上記以外に種々
の改良工程が付加されてさしつかえない。
As described above, the method for producing the color filter shown in FIGS. 6 (a) to 6 (g) describes only the steps essential for carrying out the method of the present invention. Can be added.

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂層
を形成する感光性ポリアミノ系樹脂としては、200℃以
下にて硬化膜の得られるもの、例えば150℃×30分程度
の熱で硬化膜を形成できる、例えば感光性基をその分子
内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂
で、特に、可視光波長域(400〜700nm)で特定の光吸収
特性を持たないもの(光透過率で90%程度以上のもの)
が好ましい。この観点からは、特に芳香族系のポリアミ
ド樹脂が好ましい。
The photosensitive polyamino-based resin forming the colored resin layer having the color filter in the present invention, a cured film obtained at 200 ℃ or less, for example, a cured film can be formed by heat of about 150 ℃ × 30 minutes, for example, Aromatic polyamide resins and polyimide resins that have a photosensitive group in their molecule, especially those that do not have specific light absorption properties in the visible light wavelength range (400 to 700 nm) (light transmittance of about 90% or more) Thing)
Is preferred. In this respect, an aromatic polyamide resin is particularly preferable.

また、本発明における感光性を有する基としては、以
下に示す様な感光性の炭化水素不飽和基をもつ芳香族鎖
であれば良く、例えば、 (1)安息香酸エステル類 (式中R1はCHX=CY−COO−Z−、Xは−H又は−C6H5
Yは−H又は−CH3、Zは−又はエチル基又はグリシジ
ル基を示す) (2)ベンジルアクリレート類 (式中、Yは−H又はCH3を示す) (3)ジフェニルエーテル類 (式中R2はCHX=CY−CONH−、CH2=CY−COO−(CH2
−OCO又はCH2=CY−COO−CH2−を1ケ以上含むもの、X,
Yは前記意義を示す) (4)カルコン類及びその他化合物鎖 (式中R3はH−,アルキル基、アルコキシ基を示す) 等が挙げられる。
The photosensitive group in the present invention may be any aromatic chain having a photosensitive hydrocarbon unsaturated group as shown below, for example: (1) benzoic esters (Wherein R 1 is CHX = CY-COO-Z-, X is -H or -C 6 H 5 ,
Y is -H or -CH 3, Z is - or an ethyl group or a glycidyl group) (2) Benzyl acrylate (Wherein, Y represents —H or CH 3 ) (3) Diphenyl ethers (Wherein R 2 is CHX = CY-CONH-, CH 2 = CY-COO- (CH 2) 2
-OCO or CH 2 = containing one or more CY-COO-CH 2- , X,
(Y represents the above meaning) (4) Chalcones and other compound chains (Wherein R 3 represents H-, an alkyl group or an alkoxy group) Etc.

これ等の基を分子内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂
及びポリイミド樹脂の具体例を示すと、リソコートPA−
1000(宇部興産(株)製)、リソコートPI−400(宇部
興産(株)製)等が挙げられる。
Specific examples of aromatic polyamide resins and polyimide resins having these groups in the molecule are lysocoat PA-
Examples include 1000 (manufactured by Ube Industries, Ltd.) and Lithocoat PI-400 (manufactured by Ube Industries, Ltd.).

一般にフォトリソ工程で用いられる感光性樹脂は、そ
の化学構造によって差はあるものの、機械的特性をはじ
め耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性に優れたものは
少ない。これに対し、上記本発明の感光性ポリアミノ系
樹脂は、化学構造的にも、これらの耐久性に優れた樹脂
系であり、これらを用いて形成したカラーフィルターの
耐久性も非常に良好なものとなる。
In general, the photosensitive resin used in the photolithography process varies depending on its chemical structure, but few of them have excellent durability such as heat resistance, light resistance and solvent resistance as well as mechanical properties. On the other hand, the above-mentioned photosensitive polyamino resin of the present invention is a resin system having excellent durability in terms of chemical structure as well, and the color filter formed by using them also has very good durability. Becomes

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂層
を形成する着色材料としては、有機顔料、無機顔料、染
料等のうち所望の分光特性を得られるものであれば、特
に限定されるものではない。この場合、各材料を単体で
用いることも、これらのうちのいくつかの混合物として
用いることもできる。ただし、染料を用いた場合には、
染料自体の耐久性により、カラーフィルターの性能が支
配されてしまうが、上記本発明の樹脂系を用いれば、通
常の染色カラーフィルターに比べ性能の優れたものが形
成可能である。従って、カラーフィルターの色特性及び
諸性能から勘案すると有機顔料が着色材料として最も好
ましい。
The coloring material forming the colored resin layer of the color filter in the present invention is not particularly limited as long as it can obtain desired spectral characteristics among organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like. In this case, each material can be used alone or as a mixture of some of them. However, when using a dye,
Although the performance of the color filter is governed by the durability of the dye itself, use of the resin system of the present invention makes it possible to form a dye having excellent performance as compared with an ordinary dyed color filter. Therefore, an organic pigment is most preferable as the coloring material in consideration of the color characteristics and various performances of the color filter.

有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮合
アゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシアニン系顔
料,そしてインジゴ系,アントラキノン系,ペリレン
系,ペリノン系,ジオキサジン系,キナクリドン系,イ
ソインドリノン系,フタロン系,メチン・アゾメチン
系,その他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、あるいは
これらのうちのいくつかの混合物が用いられる。
Organic pigments include azo pigments such as soluble azo pigments, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, phthalocyanine pigments, and indigo pigments, anthraquinone pigments, perylene pigments, perinone pigments, dioxazine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments. A condensed polycyclic pigment containing a pigment, a phthalone pigment, a methine / azomethine pigment, a metal complex pigment, or a mixture of some of these pigments is used.

本発明において、着色樹脂層を形成するために使用す
る着色樹脂は、上記感光性ポリアミノ系樹脂溶液に所望
の分光特性を有する上記着色材料を10〜50%程度の割合
で配合し、超音波あるいは三本ロール等により充分に分
散させた後、フィルターにて粒径の大きいものを除去し
て調製する。
In the present invention, the colored resin used to form the colored resin layer is prepared by blending the photosensitive polyamino resin solution with the coloring material having the desired spectral characteristics in a proportion of about 10 to 50% by ultrasonic waves or After sufficiently dispersing with a triple roll or the like, a filter having a large particle size is removed to prepare.

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂層
は、前記着色樹脂をスピンナー,ロールコーター等の塗
布装置により基板上に塗布し、フォトリソ工程によりパ
ターン状に形成され、その層厚は所望とする分光特性に
応じて決定されるが、通常は0.5〜5μm程度、好まし
くは、1〜2μm程度が望ましい。
The colored resin layer of the color filter in the present invention is formed by applying the colored resin on a substrate by a coating device such as a spinner or a roll coater, and forming it in a pattern by a photolithography process, the layer thickness of which has a desired spectral characteristic. However, it is usually 0.5 to 5 μm, preferably 1 to 2 μm.

なお、本発明におけるカラーフィルターの有する着色
樹脂層は、それ自体充分な耐久性を有する良好な材料で
構成されているが、特に、より各種の環境条件から、着
色樹脂層を保護するためには、着色樹脂層表面に、ポリ
アミド,ポリイミド,ポリウレタン,ポリカーボネー
ト,シリコン系等の有機樹脂やSi3N4,SiO2,SiO,Al2O3,T
a2O3等の無機膜をスピンコート,ロールコートの塗布法
で、あるいは蒸着法によって、保護膜として設けること
ができる。また、保護膜9の膜厚は、強誘電性液晶4の
膜厚を決定することができるので、従って液晶材料の種
類や要求される応答速度などにより変化するが、一般的
には0.2μ〜20μ、好適には0.5μ〜10μの範囲に設定さ
れる。
Although the colored resin layer of the color filter of the present invention is composed of a good material having sufficient durability itself, in particular, in order to protect the colored resin layer from various environmental conditions, , Organic resin such as polyamide, polyimide, polyurethane, polycarbonate, silicon-based resin or Si 3 N 4 , SiO 2 , SiO, Al 2 O 3 , T on the surface of the colored resin layer.
An inorganic film such as a 2 O 3 can be provided as a protective film by spin coating, roll coating, or vapor deposition. Further, the film thickness of the protective film 9 can determine the film thickness of the ferroelectric liquid crystal 4, and therefore varies depending on the type of liquid crystal material, the required response speed, etc. It is set to 20 μ, preferably 0.5 μ to 10 μ.

本発明に用いられる配向制御膜の材料としては、例え
ば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ピリビニルア
セタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミ
ド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユ
リヤ樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あるいは感光性
ポリイミド、感光性ポリアミド、環状ゴム系フォトレジ
スト、フェノールノボラック系フォトレジストあるいは
電子線フォトレジスト(ポリメチルメタクリレート、エ
ポキシ化−1,4−ポリブタジエンなど)などから選択し
て形成することができる。前記配向制御膜7は、強誘電
性液晶の膜厚にも依存するが、一般的には10Å〜1μ、
好適には100Å〜3000Åの範囲に設定する。
Examples of the material of the alignment control film used in the present invention include polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyester, polycarbonate, pyrivinylacetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, and urea. Resins such as resin and acrylic resin, photosensitive polyimide, photosensitive polyamide, cyclic rubber photoresist, phenol novolac photoresist or electron beam photoresist (polymethylmethacrylate, epoxidized-1,4-polybutadiene, etc.), etc. It can be selected and formed. The orientation control film 7 generally depends on the film thickness of the ferroelectric liquid crystal, but is generally 10Å to 1 μ,
It is preferably set in the range of 100Å to 3000Å.

本発明で用いる液晶材料として、とくに適したものは
双安定性を有する液晶であって、強誘電性を有するもの
である。具体的にはカイラルスメクティックC相(SmC
),H相(SmH),I相(SmI),J相(SmJ),K相(S
mK),G相(SmG)またはF相(SmF)の液晶を用い
ることができる。
A particularly suitable liquid crystal material for use in the present invention is a liquid crystal having bistability and having ferroelectricity. Specifically, the chiral smectic C phase (SmC
* ), H phase (SmH * ), I phase (SmI * ), J phase (SmJ * ), K phase (S
Liquid crystals of mK * ), G phase (SmG * ) or F phase (SmF * ) can be used.

この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・
ド・フィジーク・ルテール”(“LE JOURNAL DE PHYSIQ
UE LETTRES")1975年、36(L−69)号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」(「Ferroelect
ric Liquid Crystals」);“アプライド・フィジック
ス・レターズ”(“Applied Physics Letters")1980
年、36(11)号、「サブミクロ・セカンド・バイステイ
ブル・エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リ
キッド・クリスタルス」(「Submicro Second Bistable
Electrooptic Switching in Liquid Crystals」);
“固体物理"1981年 16(141)号、「液晶」等に記載さ
れており、本発明においては、これらに開示された強誘
電性液晶を使用することができる。
For this ferroelectric liquid crystal,
De Physique Le Terreq ”(“ LE JOURNAL DE PHYSIQ
UE LETTRES ") 1975, 36 (L-69)," Ferroelectric Liquid Crystals "(" Ferroelect
ric Liquid Crystals ”);“ Applied Physics Letters ”1980
Year 36 (11), "Submicro Second Bistable Electro-Optic Switching In Liquid Crystals"("Submicro Second Bistable
Electrooptic Switching in Liquid Crystals ");
"Solid State Physics", 1981 16 (141), "Liquid Crystal", etc., and the ferroelectric liquid crystals disclosed therein can be used in the present invention.

強誘電性液晶の具体例としては、例えばデシロキシベ
ンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメ
ート(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベンジリデン−p′
−アミノ−2−クロルプロピルシンナメート(HOBACP
C)、4−o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリデン
−4′−オクチルアニリン(MBRA8)が挙げられる。
Specific examples of the ferroelectric liquid crystal include, for example, desiloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl cinnamate (DOBAMBC), hexyloxybenzylidene-p '.
-Amino-2-chloropropyl cinnamate (HOBACP
C), 4-o- (2-methyl) -butylresorcylidene-4′-octylaniline (MBRA8).

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合
物がカイラルスメクティック相となるような温度状態に
保持するため、必要に応じて素子をヒーターが埋め込ま
れたブロック等により支持することができる。
When an element is formed using these materials, since the liquid crystal compound is maintained in a temperature state in which it becomes a chiral smectic phase, the element can be supported by a block or the like in which a heater is embedded, if necessary.

[作 用] 本発明の強誘電性液晶素子の製造方法においては、第
1および第2の着色樹脂層が感光性ポリアミノ系樹脂の
感光波長光に対する透過率が低い着色材料を分散してな
る着色樹脂膜のフォトリソ工程によりパターン状に形成
されるので、不要な部分の着色樹脂膜を現像により容易
に溶解除去することができる光露光が可能となり、次い
で第3の着色樹脂層を感光性ポリアミノ系樹脂の感光波
長光に対して透過特性を有する着色樹脂膜のフォトリソ
工程により形成するので、基板上に画素間に隙間がなく
平坦なカラーフィルターを形成することができる。
[Operation] In the method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device according to the present invention, the first and second colored resin layers are colored by dispersing a coloring material of the photosensitive polyamino-based resin having a low transmittance for light having a photosensitive wavelength. Since the resin film is formed in a pattern by the photolithography process, it is possible to perform light exposure that can easily dissolve and remove the coloring resin film in an unnecessary portion by development. Then, the third coloring resin layer is formed into a photosensitive polyamino-based resin layer. Since the colored resin film having a transmission characteristic for the light of the photosensitive wavelength of the resin is formed by the photolithography process, it is possible to form a flat color filter on the substrate with no gaps between pixels.

また、本発明により作成されたカラー・フィルターを
有する基板は平面性がよく、このような平面性のよい基
板に挟持された液晶相は等方相より、液晶相に移行する
降温過程において、徐冷することにより、液晶相領域が
次第に広がり均一なモノドメインの液晶相を形成するよ
うになる。
In addition, the substrate having the color filter produced by the present invention has good flatness, and the liquid crystal phase sandwiched between the substrates having good flatness is gradually changed from the isotropic phase to the liquid crystal phase in the temperature decreasing process. By cooling, the liquid crystal phase region gradually expands to form a uniform monodomain liquid crystal phase.

例えば、液晶として強誘電性液晶相を示す前述のDOBA
MBCを例にあげて説明すると、DOBAMBCの等方相より徐冷
していくとき、約115℃でスメクティックA相(SmA相)
に相転移する。このとき、基板にラビングあるいはSiO2
斜め蒸着などの配向処理が施されていると、液晶分子の
分子軸が基板に、平行で、かつ一方向に配向したモノド
メインが形成される。さらに、冷却を進めていくと、液
晶層の厚みに依存する約90〜75℃の間の特定温度でカイ
ラルスメクティックC相(SmC相)に相転移する。ま
た、液晶層の厚みを約2μm以下とした場合は、SmC
相のらせんが解け、双安定性を示す。
For example, the above-mentioned DOBA showing a ferroelectric liquid crystal phase as a liquid crystal.
Explaining MBC as an example, smectic A phase (SmA phase) at about 115 ° C when gradually cooling from the isotropic phase of DOBAMBC
Phase transition to. At this time, rubbing or SiO 2 on the substrate
When the alignment treatment such as oblique vapor deposition is performed, a monodomain in which the molecular axes of liquid crystal molecules are parallel to the substrate and aligned in one direction is formed. Further, as the cooling is further advanced, a phase transition to a chiral smectic C phase (SmC * phase) occurs at a specific temperature of about 90 to 75 ° C. depending on the thickness of the liquid crystal layer. If the thickness of the liquid crystal layer is about 2 μm or less, SmC *
The phase spiral unravels and exhibits bistability.

[実施例] 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明す
る。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

実施例1 第6図(a)〜(g)に示す工程により、基板上にR,
G,B3色の色画素を形成した。
Example 1 By the steps shown in FIGS. 6A to 6G, R,
G and B three color pixels were formed.

まず、コーニング社の#7059ガラス基板61上に、緑色
着色樹脂材[リオノール グリーン(Lionol Green)6Y
K(商品名,東洋インキ社製,C.I.No.74265)をPA−1000
C(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、溶剤:N
−メチル−2−ピロリドン、顔料:ポリマー=1:2配
合)に分散させ作製した感光性の着色樹脂材]をスピン
ナー塗布法により、2.0μmの膜厚に塗布した。
First, a green colored resin material [Lionol Green 6Y] is formed on Corning's # 7059 glass substrate 61.
K (trade name, manufactured by Toyo Ink Co., CI No. 74265) is PA-1000
C (Product name, Ube Industries, Polymer content = 10%, Solvent: N
-Methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blended) to prepare a photosensitive colored resin material] and applied to a film thickness of 2.0 μm by a spinner coating method.

次に、該着色樹脂膜に80℃、30分間のプリベークを行
なった後、形成しようとするパターン形状に対応したパ
ターンマスクを介してg線(λ=4358Å)にて露光し
た。
Next, the colored resin film was prebaked at 80 ° C. for 30 minutes, and then exposed with g-line (λ = 4358Å) through a pattern mask corresponding to the pattern shape to be formed.

露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶解する
専用現像液(N−メチル−2−ピロリドンを主成分とす
る現像液)にて超音波を使用して現像し、専用リンス液
(1,1,1−トリクロロエタンを主成分とするリンス液)
で処理した後、150℃、30分間のポストベークを行な
い、パターン形状を有する緑色着色樹脂層62を形成し
た。(第6図(a)参照) 次に、このパターン状の緑色着色樹脂層62の形成され
た基板61上に、第2色目として、赤色着色樹脂材[イル
ガジン レッド(Irgazin Red)BPT(商品名,チバガイ
ギー(Ciba−Geigy)社製,C.I.No.71127)をPA−1000C
(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、溶剤:N−
メチル−2−ピロリドン、顔料:ポリマー=1:2配合)
に分散させ作製した感光性の着色樹脂材]をスピンナー
塗布法により、2.0μmの膜厚に塗布した。(第6図
(b)参照) 次に、該着色樹脂層に80℃、30分間のプリベークを行
なった後、基板61側より形成しようとするパターン形状
に対応したパターンマスク64を介してg線(λ=4358
Å)65にて露光した。
After completion of the exposure, development is carried out using ultrasonic waves with a dedicated developing solution (developing solution containing N-methyl-2-pyrrolidone as a main component) that dissolves only the unexposed portion of the colored resin film, and a dedicated rinsing solution ( Rinse solution containing 1,1,1-trichloroethane as the main component)
Then, post-baking was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form a green colored resin layer 62 having a pattern shape. (See FIG. 6 (a)) Next, on the substrate 61 on which the patterned green colored resin layer 62 is formed, as a second color, a red colored resin material [Irgazin Red BPT (trade name) is used. , Ciba-Geigy, CI No. 71127) PA-1000C
(Product name, manufactured by Ube Industries, Polymer content = 10%, solvent: N-
Methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blended)
The photosensitive colored resin material prepared by being dispersed in a coating solution] was applied to a film thickness of 2.0 μm by a spinner coating method. (See FIG. 6 (b)) Next, after prebaking the colored resin layer at 80 ° C. for 30 minutes, the g-line is applied from the substrate 61 side through a pattern mask 64 corresponding to the pattern shape to be formed. (Λ = 4358
Å) Exposed at 65.

露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶解する
専用現像液(N−メチル−2−ピロリドンを主成分とす
る現像液)にて超音波を使用して現像し、専用リンス液
(1,1,1−トリクロロエタンを主成分とするリンス液)
で処理した後、150℃、30分間のポストベークを行な
い、パターン形状を有する赤色着色樹脂層63を形成し
た。(第6図(d)参照) 更に、このようにして二色の着色樹脂パターン62,63
が形成された基板61上に、青色着色樹脂材[ヘリオゲン
ブルー(Heliogen Blue)L7080(商品名,BASF社製,C.
I. No.74160)をPA−1000C(商品名,宇部興産社製,ポ
リマー分=10%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン、顔
料:ポリマー=1:2配合)に分散させ作製した感光性の
青色樹脂材]をスピンナー塗布法により、2μmの膜厚
に塗布した。(第6図(e)参照) 次に、該着色樹脂層に80℃、30分間のプリベークを行
なった後、基板61側よりg線(λ=4358Å)にて全面露
光した。(第6図(f)参照) 露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶解する
専用現像液(N−メチル−2−ピロリドンを主成分とす
る現像液)にて超音波を使用して現像し、専用リンス液
(1,1,1−トリクロロエタンを主成分とするリンス液)
で処理した後、150℃、30分間のポストベークを行な
い、パターン形状を有する青色着色樹脂層66を形成し
た。
After completion of the exposure, development is carried out using ultrasonic waves with a dedicated developing solution (developing solution containing N-methyl-2-pyrrolidone as a main component) that dissolves only the unexposed portion of the colored resin film, and a dedicated rinsing solution ( Rinse solution containing 1,1,1-trichloroethane as the main component)
Then, post-baking was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form a red colored resin layer 63 having a pattern shape. (See FIG. 6 (d)) Further, in this way, the two colored resin patterns 62, 63 are formed.
A blue colored resin material [Heliogen Blue L7080 (trade name, manufactured by BASF Corp., C.
I. No.74160) was dispersed in PA-1000C (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., polymer content = 10%, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blended) to prepare a photosensitive film. Blue resin material] was applied to a film thickness of 2 μm by a spinner coating method. (See FIG. 6 (e)) Next, after prebaking the colored resin layer at 80 ° C. for 30 minutes, the entire surface was exposed from the side of the substrate 61 with the g-line (λ = 4358Å). (See FIG. 6 (f)) After the exposure, ultrasonic waves are used in a dedicated developer (a developer containing N-methyl-2-pyrrolidone as a main component) that dissolves only the unexposed portion of the colored resin film. And develop it, and then use a special rinse solution (rinse solution containing 1,1,1-trichloroethane as the main component)
Then, post-baking was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form a blue colored resin layer 66 having a pattern shape.

このようにして基板61上に着色樹脂パターン間に隙間
がなく、同一の膜厚からなる3色のカラーフィルター6
2,63,66を形成することができた。(第6図(g)参
照) 次に、形成されたカラーフィルター上に第1図の保護
膜9として、ネガレジスト(ODUR;東京応化製)を塗布
形成した。
In this way, there is no gap between the colored resin patterns on the substrate 61, and the color filters 6 of three colors having the same film thickness are formed.
2,63,66 could be formed. (See FIG. 6 (g)) Next, a negative resist (ODUR; made by Tokyo Ohka) was applied and formed on the formed color filter as the protective film 9 in FIG.

さらに、第1図に示す様に、ITOを500Åの厚さにスパ
ッタリング法により成膜し、透明電極5とした。この上
に配向制御膜7として、ポリイミド形成溶液(日立化成
工業「PIQ」)を3000rpmで回転するスピンナーで塗布
し、150℃で30分間加熱を行って2000Åのポリイミド被
膜を形成した。しかる後、このポリイミド被膜表面をラ
ビング処理した。
Further, as shown in FIG. 1, ITO was formed into a film with a thickness of 500 Å by a sputtering method to form a transparent electrode 5. As the orientation control film 7, a polyimide forming solution (Hitachi Chemical Industries "PIQ") was applied by a spinner rotating at 3000 rpm and heated at 150 ° C. for 30 minutes to form a 2000 Å polyimide film. Then, the surface of this polyimide coating film was rubbed.

このようにして形成したカラーフィルター基板と、対
向する基板3を貼り合せてセル組し、強誘電性液晶を注
入し、封口して液晶素子を得た。この液晶素子をクロス
ニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、内部の液晶分子
は配向欠陥を生じていないことが確認された。
The color filter substrate thus formed and the opposing substrate 3 were attached to each other to form a cell, and the ferroelectric liquid crystal was injected and sealed to obtain a liquid crystal element. Observation of this liquid crystal element with a crossed Nicol polarizing microscope confirmed that no liquid crystal molecules had any alignment defects.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば基板上に画素間
の隙間がなく、平坦なカラーフィルターを形成すること
により、配向欠陥の発生を防止することができ、強誘電
性液晶の特性を十分に発揮し得る強誘電性液晶素子を提
供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of alignment defects by forming a flat color filter having no gaps between pixels on a substrate, and to improve the ferroelectricity. It is possible to provide a ferroelectric liquid crystal element that can sufficiently exhibit the characteristics of liquid crystal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の製造方法により作成した強誘電性液晶
素子の基本構成を示す示す断面図、第2図及び第3図は
本発明で用いる強誘電性液晶を模式的に表わした斜視
図、第4図は従来の強誘電性液晶素子の断面図、第5図
は従来の強誘電性液晶素子に現われた配向欠陥の状態を
表わす概略説明図および第6図(a)〜(g)は本発明
の色画素の形成工程を示す工程図である。 1……強誘電性液晶素子 2,3,61……基板 4……強誘電性液晶 5,6……透明電極 7,8……配向制御膜 9……保護膜 62,63,66……着色樹脂層 63′,66′……着色樹脂膜 64……フォトマスク 65……感光波長光
FIG. 1 is a sectional view showing the basic structure of a ferroelectric liquid crystal element produced by the manufacturing method of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are perspective views schematically showing the ferroelectric liquid crystal used in the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal device, FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the state of alignment defects appearing in the conventional ferroelectric liquid crystal device, and FIGS. 6 (a) to 6 (g). FIG. 6A is a process diagram showing a process of forming a color pixel of the present invention. 1 …… Ferroelectric liquid crystal element 2,3,61 …… Substrate 4 …… Ferroelectric liquid crystal 5,6 …… Transparent electrode 7,8 …… Alignment control film 9 …… Protective film 62,63,66 …… Colored resin layer 63 ′, 66 ′ …… Colored resin film 64 …… Photomask 65 …… Sensitive wavelength light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 美樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 関村 信行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−237441(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Miki Tamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Nobuyuki Sekimura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (56) References JP-A-60-237441 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】透明電極の形成された一対の平行基板間に
強誘電性液晶を挟持し、少なくとも一方の透明電極と基
板間に各画素のカラーフィルターが隙間なく平坦に形成
された強誘電性液晶素子の製造方法において、 (a)前記基板上に、感光性を有する基を分子内に持つ
低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に該樹脂の感光波長光に
対して透過率の低い着色材料を分散してなる第1の着色
樹脂膜を形成し、該第1の着色樹脂膜にマスクを介して
感光波長光を露光し、現像することにより、パターン状
の第1の着色樹脂層を形成する第1の工程と、 (b)前記第1の着色樹脂層が形成された基板上に、前
記低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に該樹脂の感光波長光
に対して透過率の低い着色材料を分散してなる第2の着
色樹脂膜を形成し、該第2の着色樹脂膜に対して、前記
第1の着色樹脂層と第2の着色樹脂層を形成する領域に
マスクおよび前記基板を通して感光波長光を露光し、現
像することにより、パターン状の第2の着色樹脂層を形
成する第2の工程と、 (c)前記第1および第2の着色樹脂層が形成された基
板上に、前記低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に該樹脂の
感光波長光に対して透過特性を有する着色材料を分散し
てなる第3の着色樹脂膜を形成し、該第3の着色樹脂膜
に対してマスクを介することなしに基板を通して感光波
長光を露光し、現像することにより、パターン状の第3
の着色樹脂層を形成する第3の工程と、 によりカラーフィルターの各画素の着色層を隙間なく平
坦に形成することを特徴とする強誘電性液晶素子の製造
方法。
1. A ferroelectric liquid crystal in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of parallel substrates on which transparent electrodes are formed, and a color filter of each pixel is formed flat without any gap between at least one transparent electrode and the substrate. In the method for producing a liquid crystal element, (a) a coloring material having a low transmittance for the photosensitive wavelength light of the resin is dispersed in a low temperature curable polyamino resin having a photosensitive group in the molecule on the substrate. Forming a first colored resin layer, and exposing the first colored resin film to light having a photosensitive wavelength through a mask and developing the first colored resin film to form a patterned first colored resin layer. 1), and (b) disperse on the substrate on which the first colored resin layer is formed a coloring material having a low transmittance for the photosensitive wavelength light of the resin in the low temperature curable polyamino resin. To form a second colored resin film The patterned second colored resin is formed by exposing the oil film to light having a photosensitive wavelength through a mask and the substrate in a region where the first colored resin layer and the second colored resin layer are formed and developing the same. A second step of forming a layer, and (c) the low-temperature curable polyamino resin on the substrate on which the first and second colored resin layers are formed transmits the photosensitive wavelength light of the resin. By forming a third colored resin film in which a colored material having characteristics is dispersed, exposing the third colored resin film to light having a photosensitive wavelength through a substrate without passing through a mask, and developing the film, Patterned third
And a third step of forming the colored resin layer, and the colored layer of each pixel of the color filter is formed flat without gaps by the method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal element.
【請求項2】前記感光波長光に対して透過率の低い着色
材料が緑色着色材料乃至赤色着色材料であり、前記感光
波長光に対して透過特性を有する着色材料が青色着色材
料である特許請求の範囲第1項記載の強誘電性液晶素子
の製造方法。
2. The coloring material having a low transmittance for the photosensitive wavelength light is a green coloring material or a red coloring material, and the coloring material having a transmission characteristic for the photosensitive wavelength light is a blue coloring material. 2. A method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal device according to item 1 above.
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