JP4765738B2 - Color filter, manufacturing method thereof, and liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は、カラーフィルタ、その製造方法、及び液晶ディスプレイに係り、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に関する。   The present invention relates to a color filter, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display, and more particularly, to a color filter including a phase difference control layer for improving a viewing angle.

種々のタイプ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、位相差制御層が直線偏光板と組み合わせられて用いられていることが多い。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、および直線偏光板を組み合わせた円偏光板を、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. In these liquid crystal displays, a retardation control layer is often used in combination with a linear polarizing plate. For example, a circularly polarizing plate in which 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 are combined 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光板が使用されている。   In addition, a circularly polarizing plate or an elliptically polarizing plate is used in a reflective liquid crystal display or a transflective liquid crystal display in order to use an 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る。   For 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 usually 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1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各色のパターン色(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 of the reasons is that the retardation and refractive index of the liquid crystal itself has wavelength dependency of the transmitted light, so that the phase difference film depends on the pattern color of each color constituting the color filter (actually the wavelength of the transmitted light). This is because the required retardation is 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、位相差補填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 perform retardation compensation more optimally 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、高い生産性をも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 provides a method for efficiently and highly producing a color filter that exhibits excellent characteristics in viewing angle expansion from an oblique direction by optimal phase difference compensation in each pixel. The purpose is to provide. 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、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、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た。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 problems, the present inventors have conducted extensive research and as a result, 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, green Was found to indicate negative retardation. Usually, since optical design is performed centering on green, if the retardations of the red and blue color filter layers and the green color filter layer are significantly different from each other in positive and negative, red and blue leakage light is generated as described above. 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、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、インクジェット法により形成する工程、前記着色画素パターン上に、配向処理された配向膜を形成する工程、及び前記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て、前記配向膜上にフォトリソグラフィー法により、液晶位相差層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。   The first aspect of the present invention includes a step of forming partition walls on a substrate, a step of forming a plurality of colored pixel patterns having a predetermined retardation between the partition walls by an ink jet method, and an orientation on the colored pixel patterns. A step of forming a processed alignment film, and a step of forming a liquid crystal retardation layer on the alignment film by a photolithography method corresponding to the retardation of each of the plurality of colored pixel patterns. A method for producing a color filter is provided.

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、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 positive retardation, and the green 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。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 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. 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。この場合、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。   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. In this case, the plurality of liquid crystal retardation regions can be constituted by a crosslinked cured product of a polymerizable liquid crystal composition that differs for each of the plurality of colored pixel patterns.

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。この場合、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。   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. In this case, a plurality of liquid crystal retardation regions can be constituted by cross-linked cured products of the same polymerizable liquid crystal composition and have different film thicknesses.

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の成膜をインクジェット法により行っているため、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を示すカラーフィルタが提供される。   According to the present invention, since a plurality of colored pixel patterns are formed by the ink jet method, it is possible to reduce the environmental burden and significantly reduce the cost. 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. There is provided a color filter exhibiting excellent magnification characteristics.

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る。図1において、透明基板、例えばガラス基板1上の非画素部に相当する位置に、遮光性素材からなる隔壁ブラックマトリックス2が設けられている。画素部に相当する、隔壁ブラックマトリックス2の各々の開口部内に、いずれも光透過性である赤色画素パターン3(R)、緑色画素パターン3(G)、および青色画素パターン3(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積層されている。   FIG. 1 is a sectional view showing a color filter according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a partition black matrix 2 made of a light-shielding material is provided at a position corresponding to a non-pixel portion on a transparent substrate, for example, a glass substrate 1. Each of the red pixel pattern 3 (R), the green pixel pattern 3 (G), and the blue pixel pattern 3 (B), each of which is light transmissive, in each opening of the partition wall black matrix 2 corresponding to the pixel portion. A color filter layer configured by arranging colored pixel patterns is laminated.

また、開口部内のカラーフィルタ層上には、配向膜4が積層され、更に、隔壁ブラックマトリックス2の開口部内の配向膜4上には、各画素ごとに、重合性液晶の硬化物からなる位相差制御領域5(R)、5(G)、5(B)からなる位相差制御層が積層され、これらによりカラーフィルタが構成されている。   In addition, an alignment film 4 is laminated on the color filter layer in the opening, and further, on the alignment film 4 in the opening of the partition wall black matrix 2, for each pixel, a position made of a cured product of polymerizable liquid crystal. A phase difference control layer composed of the phase difference control regions 5 (R), 5 (G), and 5 (B) is laminated, and these constitute a color filter.

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、架橋前の光学的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を有し、ガラス転移温度以上に加熱すると液晶相を示し、その後、ガラス転移温度以下に冷却することにより、液晶組織を凍結することができる高分子型液晶を指す。   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 before cross-linking. Hardened while maintaining anisotropy, or has a glass transition temperature, shows a liquid crystal phase when heated above the glass transition temperature, and then freezes the liquid crystal structure by cooling below the glass transition temperature A high-molecular liquid crystal capable of

なお、また、R、G、およびBの各文字は、順に、赤色、緑色、および青色を表すものとする。   In addition, each character of R, G, and B shall represent red, green, and blue in order.

着色画素パターン3(R)、3(G)、3(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、本発明者らは、赤色画素パターン3(R)と青色画素パターン3(B)が正のリタデーションを有し、緑色画素パターン3(G)が負のリタデーションを有することを見出した。   Each of the colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), and 3 (B) has a different retardation for each light of red, green, and blue that passes through each pattern, as shown in FIG. . This retardation shows various values depending on the material, thickness, and processing method of the retardation, but the present inventors show that the red pixel pattern 3 (R) and the blue pixel pattern 3 (B) have positive retardation. The green pixel pattern 3 (G) was found to have negative retardation.

具体的には、青色画素パターン3(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3(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3(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 3 (B) is 0.1 nm to 100 nm, the retardation in the thickness direction of the green pixel pattern 3 (G) is −100 nm to −0.1 nm, and red. The retardation in the thickness direction of the pixel pattern 3 (R) is 0.1 nm to 100 nm.

これらの着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)のリタデーションを補償するためには、それぞれの位相差制御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符号が逆で絶対値が略同一であることが好ましいので、位相差制御領域5(B)のリタデーションは−100nm〜−0.1nmであり、位相差制御領域1(G)のリタデーションは0.1nm〜100nmであり、位相差制御領域5(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 3 (R), 3 (G), and 3 (B), the retardation of each phase difference control region is an absolute value that is opposite in sign to the retardation of the colored pixel pattern. Are substantially the same, the retardation of the phase difference control region 5 (B) is -100 nm to -0.1 nm, and the retardation of the phase difference control region 1 (G) is 0.1 nm to 100 nm. The retardation of the phase difference control region 5 (R) is preferably −100 nm to −0.1 nm.

液晶位相差領域5(R)、5(G)、5(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又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 regions 5 (R), 5 (G), and 5 (B) are nematic liquid crystal material, cholesteric liquid crystal material, or homeo so as to have retardation according 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、液晶位相差領域5(R)、5(G)、5(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 regions 5 (R), 5 (G), and 5 (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、又は必要に応じて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ックス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.

ブラックマトリックス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層として形成し、フォトリソグラフィー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、ブラックマトリックス2は、混色を防止するため、撥インク剤を含むことが望ましい。混色は、カラーインクが隣接画素のカラーインクに侵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 Are formed as a photosensitive resin composition layer on a substrate and formed by a photolithography method; a method in which a black pigment and a thermosetting resin are dissolved in a solvent and formed by a printing method, and the like. The black matrix 2 desirably contains an ink repellent agent to prevent color mixing. Color mixing occurs when color ink enters the color ink of adjacent pixels.

撥インク剤としては、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ク剤が付着し、カラーインク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. Also, the ink repellent agent bleeds out during the heating process, the ink repellent agent adheres to the transparent substrate, and color loss may occur when filling the color ink. To prevent this, the ink repellent agent 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、ブラックマトリックス2の開口部内に、赤(R)、緑(G)、青(B)の着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)を形成する。なお、液晶ディスプレイの場合には、更に透明導電層及び配向膜層を順次積層し、例えば、薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ、液晶層を介してLCDを構成する。以下では、透明基板1、ブラックマトリックス2、及び赤、緑、青の着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)を合わせてカラーフィルタ基板とする。   Next, as shown in FIG. 3B, red (R), green (G), and blue (B) colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), 3 ( B) is formed. In the case of a liquid crystal display, a transparent conductive layer and an alignment film layer are further laminated in order, and are opposed to a counter substrate on which an electrode such as a thin film transistor is formed, for example, and an LCD is formed through the liquid crystal layer. Below, the transparent substrate 1, the black matrix 2, and the red, green, and blue colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), and 3 (B) are combined to form a color filter substrate.

通常、赤色画素パターン3(R)、緑色画素パターン3(G)、および青色画素パターン3(B)の3原色からなる画素パターンが、ブラックマトリックス2の開口部内に所望の形状に配置される。   Usually, a pixel pattern composed of three primary colors of a red pixel pattern 3 (R), a green pixel pattern 3 (G), and a blue pixel pattern 3 (B) is arranged in a desired shape in the opening of the black matrix 2.

本実施形態では、インクジェット装置によりカラーインク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3(R)、3(G)、3(B)を形成する。   In the present embodiment, color ink is formed in a pattern by an ink jet apparatus, and then colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), and 3 (B) are formed through a heating process described later.

インクジェットに用いる装置としては、インク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、インクジェット装置におけるインクの粒子化周波数は、5〜100KHz程度が望ましい。また、インク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、インク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 inkjet, there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on the ink ejection method, but it is desirable to use a piezo conversion method apparatus. In addition, the ink atomization frequency 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. In addition, it is preferable to use an inkjet apparatus in which a plurality of heads are arranged and about 60 to 500 nozzles are incorporated in one head.

カラーインクの着色剤としては、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。着色剤として、具体的には、Pigment Red9、19、38、43、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、215、216、208、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254、Pigment Blue 15、15:6、16、22、29、60、64、Pigment Green7、36、Pigment Yellow 20、24、86、81、83、93、108、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、168、185、 Pigment Orange36、 Pigment Violet23、等を使用することができる。さらに所望の色相を得るために2種類以上の材料を混合して用いることができる。   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. Specific examples of the coloring agent include Pigment Red 9, 19, 38, 43, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 215, 216, 208, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 254, Pigment Blue 15, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, Pigment Green 7, 36, Pigment Yellow 20, 24, 86, 81, 83 93, 108, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 168, 185, Pigment Orange 36, Pigment Violet 23, and the like. Furthermore, in order to obtain a desired hue, two or more kinds of materials can be mixed and used.

カラーインク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、メラニ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。   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, melanin 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.

カラーインクに用いられる溶媒は、インクジェット装置の印刷適性により選択され、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、インク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。   The solvent used for the color ink is selected depending on the printability 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.

また、溶媒は、カラーインクの熱硬化性樹脂の熱硬化温度により適宜選択される。熱硬化性樹脂の熱硬化温度と比べ、著しく低い沸点を有する溶媒を用いると、前述したように、着色層が凹形状となる懸念が生ずる。これらの条件を満たす溶媒として、具体的には、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル等を挙げることができる。   The solvent is appropriately selected depending on the thermosetting temperature of the thermosetting resin of the color ink. When a solvent having a remarkably low boiling point compared to the thermosetting temperature of the thermosetting resin is used, there is a concern that the colored layer has a concave shape as described above. As a solvent satisfying these conditions, specifically, diethylene glycol-n-butyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol-n-propyl ether, dipropylene glycol-n- Examples thereof include butyl ether, tripropylene glycol-n-butyl ether, and propylene glycol phenyl ether.

また、この他にも、溶媒の沸点をより高めるために、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−エトキシエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテート、2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルエーテル、2−(2−エトキシエトキシ)エタノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセテート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアセテート、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル等を用いることが可能である。また、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、調製したものを用いることができる。   In addition, in order to further increase the boiling point of the solvent, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2 -Ethoxyethyl ether, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, 2-phenoxyethanol Diethylene glycol dimethyl ether or the like can be used. Moreover, what was prepared by mixing 2 or more types of solvent so that it may meet the said conditions as needed can be used.

カラーインクの分散剤は、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可能である。   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.

次に、着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)上に、配向膜4を積層する。配向膜4を構成する材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が通常使用され、本発明においてはスピンコーティングにより塗布し、乾燥・焼成して形成される。このような配向膜4にラビング処理を施すことにより液晶に対する配向能が付与される。なお、ラビング処理としては、レーヨン、綿、ポリアミド等の素材から選ばれるラビング布を金属ロールに捲き付け、これがカラーフィルタ基板上に形成された配向膜4に接した状態で回転させるか、ロールを固定したまま配向膜4付きのカラーフィルタ基板1を搬送することより、配向膜4をラビング布で摩擦する方法が通常採用される。   Next, the alignment film 4 is laminated on the colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), and 3 (B). As the material constituting the alignment film 4, polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, or the like is usually used. In the present invention, the alignment film 4 is formed by applying by spin coating, drying and baking. By subjecting such an alignment film 4 to a rubbing treatment, alignment ability for liquid crystal is imparted. As the rubbing treatment, a rubbing cloth selected from materials such as rayon, cotton, polyamide and the like is applied to a metal roll, and the roll is rotated while in contact with the alignment film 4 formed on the color filter substrate. A method of rubbing the alignment film 4 with a rubbing cloth is usually employed by transporting the color filter substrate 1 with the alignment film 4 while being fixed.

次いで、配向膜4上にフォトリソグラフィー法にて、各画素ごとに異なる重合性液晶組成物を成膜する。異なる重合性液晶組成物の成膜には、複数回のフォトリソグラフィーを繰り返すことが必要である。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又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, a different polymerizable liquid crystal composition for each pixel is formed on the alignment film 4 by photolithography. For film formation of different polymerizable liquid crystal compositions, it is necessary to repeat photolithography a plurality of times. As the liquid crystal composition, a nematic liquid crystal material, a cholesteric liquid crystal material, or a polymerizable liquid crystal material having homeotropic alignment is appropriately selected so as to have retardation corresponding to the wavelength range of light passing through each layer.

フォトリソグラフィー法によるパターニングの工程は、基材上に液晶組成物層を形成する工程、露光工程、不要部となる未露光部分を除去する現像工程からなる。   The patterning step by the photolithography method includes a step of forming a liquid crystal composition layer on a substrate, an exposure step, and a development step of removing an unexposed portion that becomes an unnecessary portion.

液晶組成物層を設ける方法としては、バーコーター、アプリケーター、ワイヤーバー、スピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ダイコーターやコンマコーターなどの公知の方法が挙げられる。露光方式としては、例えば、超高圧水銀灯や半導体レーザーを光源とした紫外線により、遮光部を形成したフォトマスクを用いた、プロキシミティ方式。あるいは、凸および凹面鏡を使用した光学系を用いたミラープロジェクション方式、投影レンズを配し、照射面を分割する分割露光方式などが挙げられる。現像液としては、有機溶剤系またはアルカリ水溶液系が一般的に用いられるが、環境安全性の確保の観点から、無機アルカリ系が好ましい。   Examples of the method for providing the liquid crystal composition layer include known methods such as a bar coater, an applicator, a wire bar, a spin coater, a roll coater, a slit coater, a curtain coater, a die coater, and a comma coater. As an exposure method, for example, a proximity method using a photomask in which a light-shielding portion is formed by ultraviolet light using an ultrahigh pressure mercury lamp or a semiconductor laser as a light source. Alternatively, a mirror projection method using an optical system using convex and concave mirrors, a division exposure method in which a projection lens is provided, and an irradiation surface is divided may be used. As the developer, an organic solvent system or an alkaline aqueous solution system is generally used, but an inorganic alkali system is preferable from the viewpoint of ensuring environmental safety.

次に、配向膜4上に印刷法にて塗布された液晶層に、所定の照射量の紫外線を照射して、液晶組成物を3次元架橋させ、硬化させる。なお、液晶層に照射される紫外線が液晶を硬化させる場合、液晶材料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、又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材料の重合を促進させ、液晶層の光学特性を安定化させることがきる。 Next, the liquid crystal layer applied by a printing method on the alignment film 4 is irradiated with ultraviolet rays having a predetermined irradiation amount, and the liquid crystal composition is three-dimensionally crosslinked and cured. In addition, when the ultraviolet rays irradiated to the liquid crystal layer cure the liquid crystal, it is preferable to add a photopolymerization initiator in the liquid crystal material. 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, the polymerization of the liquid crystal material at the time of ultraviolet irradiation can be promoted, and the optical characteristics of the liquid crystal layer can be stabilized.

ここで、「3次元架橋」とは、重合型のモノマー、オリゴマー又はポリマー等を互いに3次元的に重合して、網目(ネットワーク)構造の状態とすることを意味する。このような状態にすることによって、液晶層の液晶材料の状態を光学的に固定することができ、光学膜としての取り扱いが容易な、常温で安定したフィルム状の膜とすることができる。   Here, “three-dimensional crosslinking” means that polymerization monomers, oligomers, polymers, or the like are polymerized three-dimensionally to form a network (network) structure. In such a state, the state of the liquid crystal material of the liquid crystal layer can be optically fixed, and a film-like film that is easy to handle as an optical film and stable at room temperature can be obtained.

最後に、液晶層を所定の温度に焼成して再硬化させ、液晶層の光学特性を安定化させる。なおこのとき、当該液晶層を高温で加熱して熱硬化させることも可能であるが、好ましくは100℃〜150℃であることが望ましい。この場合に、液晶層の光学特性をさらに安定化させることが可能である。   Finally, the liquid crystal layer is baked to a predetermined temperature and re-cured to stabilize the optical characteristics of the liquid crystal layer. At this time, the liquid crystal layer can be heated and cured at a high temperature, but the temperature is preferably 100 ° C. to 150 ° C. In this case, the optical characteristics of the liquid crystal layer can be further stabilized.

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領域5(R)、5(G)、5(B)からなる液晶位相差層が形成され、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), a liquid crystal composed of liquid crystal retardation regions 5 (R), 5 (G), and 5 (B) having retardations corresponding to the display regions of the respective colors of the pixels. A retardation layer is formed, and a color filter with a liquid crystal retardation 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、位相差制御領域5(R)には、リタデーションが−100nm〜−0.1nmとなるような液晶組成物を、位相差制御領域5(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、位相差制御領域5(B)にはリタデーションが−100nm〜−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 is different for each pixel, the liquid crystal composition having a retardation of −100 nm to −0.1 nm is used for the phase difference control region 5 (R). A liquid crystal composition having a retardation of 0.1 nm to 100 nm is selected for 5 (G), and a liquid crystal composition having a retardation of −100 nm to −0.1 nm is selected for the phase difference control region 5 (B). To do.

以上のように、第1の実施形態によれば、液晶位相差領域5(R)、5(G)、5(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 regions 5 (R), 5 (G), and 5 (B) are adjusted so as to have retardation corresponding to the wavelength region 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、透明基板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ックス2が設けられ、画素部に相当する、ブラックマトリックス2の各々の開口部内に、いずれも光透過性である赤色画素パターン3(R)、緑色画素パターン3(G)、および青色画素パターン3(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積層され、開口部内のカラーフィルタ層上には、配向膜4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 transparent substrate 1, and light is transmitted through each opening of the black matrix 2 corresponding to the pixel portion. The color filter layer formed by arranging each colored pixel pattern of the red pixel pattern 3 (R), the green pixel pattern 3 (G), and the blue pixel pattern 3 (B), which is a color, is laminated, and the color in the opening The alignment film 4 is laminated on the filter layer in the same manner 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、配向膜4上に、各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領域5(R)、5(G)、5(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、配向膜4上に、いずれの画素につ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領域15(R)、15(G)、15(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 regions 5 (R), 5 (G), and 5 (B) having the retardation corresponding to the wavelength range of light passing through each layer are formed by laminating the composition, this embodiment In the color filter according to the above, the same polymerizable liquid crystal composition is laminated on the alignment film 4 for all pixels, and the liquid crystal positions having different film thicknesses so as to have retardation corresponding to the wavelength range of light passing through each layer. The phase difference regions 15 (R), 15 (G), and 15 (B) are formed.

この場合、液晶位相差領域15(R)、15(G)、15(B)の厚み方向のリタデーションと、各着色画素パターン3(R)、3(G)、3(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3(R)、3(G)、3(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 regions 15 (R), 15 (G), and 15 (B) and the thickness direction of each colored pixel pattern 3 (R), 3 (G), and 3 (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 3 (R), 3 (G), 3 (B).

例えば、青色画素パターン3(B)の厚み方向のリタデーションが5nm、緑色画素パターン3(G)の厚み方向のリタデーションが−40nm、赤色画素パターン3(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15(B)のリタデーションを15nm、液晶位相差層15(G)のリタデーションを60nm、液晶位相差層15(R)のリタデーションを10nmとすれば、各着色画素パターン5(R)、1(G)、5(B)の厚み方向のリタデーションと各液晶位相差層15(R)、15(G)、15(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 3 (B) was 5 nm, the retardation in the thickness direction of the green pixel pattern 3 (G) was −40 nm, and the retardation in the thickness direction of the red pixel pattern 3 (R) was 10 nm. In this case, for example, if the retardation of the liquid crystal retardation layer 15 (B) is 15 nm, the retardation of the liquid crystal retardation layer 15 (G) is 60 nm, and the retardation of the liquid crystal retardation layer 15 (R) is 10 nm, each colored pixel The sum of the retardation in the thickness direction of the patterns 5 (R), 1 (G), and 5 (B) and the retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation layers 15 (R), 15 (G), and 15 (B) is 20 nm. And become equal to each other.

各液晶位相差層15(R)、15(G)、15(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、液晶位相差領域15(R)、15(G)、15(B)のリタデーションは、その膜厚によって制御できる。   Retardation of each liquid crystal phase difference layer 15 (R), 15 (G), 15 (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 regions 15 (R), 15 (G), and 15 (B) can be controlled by the film thickness.

液晶位相差領域15(R)、15(G)、15(B)の厚み方向のリタデーションと、各着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)の厚み方向のリタデーションとの合計値は、各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、液晶位相差領域15(B)のリタデーションを5nm、液晶位相差領域15(G)のリタデーションを50nm、液晶位相差領域15(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領域15(R)、15(G)、15(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、液晶位相差領域15(R)のリタデーションは0nmであるため、液晶位相差領域15(R)の膜厚は0、すなわち液晶位相差領域15(R)を設けないことを意味することとなる。   A retardation in the thickness direction of the liquid crystal retardation regions 15 (R), 15 (G), and 15 (B) and a retardation in the thickness direction of each colored pixel pattern 3 (R), 3 (G), and 3 (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 impair the characteristics of the final liquid crystal display. Therefore, in the above-described example, for example, the retardation of the liquid crystal retardation region 15 (B) is 5 nm, the retardation of the liquid crystal retardation region 15 (G) is 50 nm, and the retardation of the liquid crystal retardation region 15 (R) is 0 nm. For example, the sum of the retardation in the thickness direction of each of the liquid crystal retardation regions 15 (R), 15 (G), and 15 (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 region 15 (R) is 0 nm, the thickness of the liquid crystal retardation region 15 (R) is 0, which means that the liquid crystal retardation region 15 (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、各液晶位相差領域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に各液晶位相差領域の膜厚を制御することで、最適なリタデーションの補正を行うことが可能となる。   Thus, according to the retardation value in the thickness direction of each colored pixel pattern, the film of each liquid crystal retardation region is such that the sum of the retardation in the thickness direction of each liquid crystal retardation region is equal to each other for each pixel. By controlling the thickness, it is possible to correct the optimum retardation.

以上説明した図4に示す第2の実施形態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、配向膜4上への液晶組成物のフォトリソグラフィーによる成膜を複数回繰り返すことにより、膜厚を各画素ごとに変えて、必要なリタデーションに応じた膜厚の液晶層が形成されるように行う必要がある。当然、液晶位相差領域を必要としない画素の部分には、液晶組成物の成膜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, by repeating the film formation of the liquid crystal composition on the alignment film 4 by photolithography a plurality of times, the film thickness is changed for each pixel so that a liquid crystal layer having a film thickness corresponding to the required retardation is formed. Need to be done. Naturally, the liquid crystal composition is not formed on the pixel portion that does not require the liquid crystal retardation region.

実施例
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何ら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。
Examples Hereinafter, more specific examples of the embodiment described above will be shown, but the present 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
<液晶位相差層の形成>
重合性基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(A)を調製した。この液晶組成物(A)にカイラル剤9重量部を混合し、液晶組成物(B)とした。液晶組成物(A)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(C)を調製した。
Example 1
<Formation of liquid crystal retardation layer>
A liquid crystal composition (A) was prepared by dissolving 100 parts by weight of a nematic liquid crystal having a polymerizable group and 5 parts by weight of a photoinitiator in 420 parts of toluene. This liquid crystal composition (A) was mixed with 9 parts by weight of a chiral agent to obtain a liquid crystal composition (B). The nematic liquid crystal in the liquid crystal composition (A) was replaced with a nematic liquid crystal having a higher birefringence, and a liquid crystal composition (C) was prepared at the same mixing ratio.

まず、ガラス基板上にポリイミドをスピンコートにより成膜し、230℃で1時間の焼成工程を行い、その後、ラビング布により一定方向にラビング処理を施し、配向膜を形成した。   First, a polyimide film was formed on a glass substrate by spin coating, a baking process was performed at 230 ° C. for 1 hour, and then a rubbing treatment was performed in a certain direction with a rubbing cloth to form an alignment film.

次に、上記配向処理を行った基板上に、液晶組成物(B)をスピン法により塗布し、液晶層を形成した。60℃で1分加熱した後の液晶層の膜厚は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、液層層に露光を行った。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。 Next, the liquid crystal composition (B) was applied on the substrate subjected to the alignment treatment by a spin method to form a liquid crystal layer. The film thickness of the liquid crystal layer after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm. Next, the liquid 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. 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、液晶層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程により、位相差層を形成した。この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 layer, a 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 phase difference layer was measured.

また、上で用いたポリイミドを垂直配向用に変更して、同様にしてガラス基板上に垂直配向膜を形成した。なお、このときはラビング処理は行っていない。   Moreover, the polyimide used above was changed for vertical alignment, and the vertical alignment film was similarly formed on the glass substrate. At this time, the rubbing process is not performed.

次に、上記垂直配向膜を形成した2つのガラス基板上に、液晶組成物(A)及び液晶組成物(C)をそれぞれ印刷法により塗布して、液晶層を形成した。60℃で1分加熱した後の膜厚は、それぞれ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、それぞれ、1000mJ/cmの照射量にて液晶層に露光を行った。なお、この露光工程においては、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。 Next, a liquid crystal layer was formed by applying the liquid crystal composition (A) and the liquid crystal composition (C) to the two glass substrates on which the vertical alignment films had been formed by a printing method. The film thickness after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm. Subsequently, the liquid crystal 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, in this exposure process, it implemented in nitrogen atmosphere so that superposition | polymerization inhibition by the oxygen in air | atmosphere might not arise.

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

上記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(A)により位相差層を形成した基板においては−5nm、液晶組成物(C)により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 retardation layer was measured, it was -5 nm in the substrate in which the retardation layer was formed from the liquid crystal composition (A), and-in the substrate in which the retardation layer was formed from the liquid crystal composition (C). It was 20 nm.

<カラーフィルタの作製>
(ブラックマトリックスの作製)
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、ブラックマトリックス組成物を調製した。
<Production of color filter>
(Production 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ッ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分間のプリベークを行った後、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ックス2を形成した。   This black matrix composition was applied onto an alkali-free 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. Thereafter, after pre-baking at 100 ° C. for 20 minutes, after exposure and development processes, 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クに対して、撥インキ性があることを確認した。   The contact angle with respect 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.

(カラーインクの調製)
[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。
(Preparation of color ink)
[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・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)およびC.I. Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・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」)、および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 Specialty Chemicals) and C.I. I. Pigment Red 177 (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty 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) 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のガラスビースを用いて、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, a red pigment dispersion is produced. 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。
128 parts by weight of the dispersion, 50 parts by weight of diethylene glycol monomethyl ether, 30 parts by weight of tetraethylene glycol dimethyl ether, and a green coloring material. The green coloring material was prepared by the same method as that for the red coloring material.

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 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 colored material Same as the red colored material so that each of the compositions shown below is used. 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ックス2の開口部に、前記R,G,B各色のカラーインクを使用し、108pl,150dpiヘッド(セイコーインスツルメンツ社製)を搭載したインクジェット印刷装置により、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(b)に示すように、着色画素パターン3(R)、3(G)、3(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>
A red (R) ink is applied to the opening of the black matrix 2 on the glass substrate 1 by using an ink jet printing apparatus equipped with a 108 pl, 150 dpi head (manufactured by Seiko Instruments Inc.) using the color inks of the R, G, B colors. , Green (G), and blue (B) were filled in the region surrounded by the partition walls. Thereafter, heating is carried out at 200 ° C. for 30 minutes on a hot plate to form colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), 3 (B) as shown in FIG. It was.

これら着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)の厚み方向のリタデーションを測定したところ、それぞれ20nm、−45nm、4nmであった。   When the retardation in the thickness direction of these colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), and 3 (B) was measured, they were 20 nm, −45 nm, and 4 nm, respectively.

<位相差制御されたカラーフィルタの作製>
上記において作製したカラーフィルタ基板の着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)上に、ポリイミドをスピンコートにより成膜し、230℃で1時間の焼成を行い、その後、ラビング布により一定方向にラビング処理を施し、図3(c)に示すように、配向膜4を着色画素パターン上に形成した。
<Production of phase-controlled color filter>
A polyimide film is formed on the colored pixel patterns 3 (R), 3 (G), and 3 (B) of the color filter substrate prepared above by spin coating, and baked at 230 ° C. for 1 hour, and then rubbed. A rubbing process was performed in a certain direction with a cloth, and an alignment film 4 was formed on the colored pixel pattern as shown in FIG.

上記配向処理を行った後、スピンコートにより前記液晶組成物(B)の層を形成した。60℃で1分加熱した後の液晶層の膜厚は0.7μmであった。   After the alignment treatment, the liquid crystal composition (B) layer was formed by spin coating. The film thickness of the liquid crystal 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、塗布された液晶層に露光を行った。なお、このとき、着色画素パターン3(G)上のみに露光が施せるよう、マスクを用いたプロキシミティ露光を行った。 Next, the applied liquid crystal 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. At this time, proximity exposure using a mask was performed so that only the colored pixel pattern 3 (G) could be exposed.

次いで、基板をアセトン中に浸漬して未露光部の除去を行い、着色画素パターン3(G)上のみに液晶位相差領域5(G)を形成した。また、液晶層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程を施した。   Next, the substrate was immersed in acetone to remove the unexposed portion, and the liquid crystal retardation region 5 (G) was formed only on the colored pixel pattern 3 (G). In addition, a heating process at 150 ° C. for 30 minutes was performed to stabilize the liquid crystal layer.

その後、ポリイミドを垂直配向用に変更してスピンコートにより成膜し、230℃で1時間の焼成工程を行い、垂直配向膜を形成した。   Thereafter, the polyimide was changed to the one for vertical alignment, and a film was formed by spin coating, followed by a baking process at 230 ° C. for 1 hour to form a vertical alignment film.

次に、スピンコートにより、前記液晶組成物(A)の層を形成した。60℃で1分加熱した後の液晶層の膜厚は0.7μmであった。   Next, the layer of the liquid crystal composition (A) was formed by spin coating. The film thickness of the liquid crystal layer after heating at 60 ° C. for 1 minute was 0.7 μm.

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、塗布された液晶層に露光を行った。なお、このとき、着色画素パターン3(B)上のみに露光が施せるよう、マスクを用いたプロキシミティ露光を行った。 Next, the applied liquid crystal 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. At this time, proximity exposure using a mask was performed so that only the colored pixel pattern 3 (B) could be exposed.

更に、基板をアセトン中に浸漬して未露光部の除去を行い、着色画素パターン3(B)上のみに液晶位相差領域5(B)を形成した。また、液晶層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程を施した。   Further, the substrate was immersed in acetone to remove the unexposed portion, and the liquid crystal retardation region 5 (B) was formed only on the colored pixel pattern 3 (B). In addition, a heating process at 150 ° C. for 30 minutes was performed to stabilize the liquid crystal layer.

同様にして、ポリイミドを着色画素パターン上に形成した後、スピンコートにより、前記液晶組成物(C)の層を形成した。60℃で1分加熱した後の液晶層の膜厚は0.7μmであった。   Similarly, after the polyimide was formed on the colored pixel pattern, the layer of the liquid crystal composition (C) was formed by spin coating. The film thickness of the liquid crystal 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、塗布された液晶層に露光を行った。なお、このとき、着色画素パターン3(R)上のみに露光が施せるよう、マスクを用いたプロキシミティ露光を行った。 Next, the applied liquid crystal 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. At this time, proximity exposure using a mask was performed so that only the colored pixel pattern 3 (R) could be exposed.

次いで、基板をアセトン中に浸漬して未露光部の除去を行い、着色画素パターン3(R)上のみに液晶位相差領域5(R)を形成した。また、液晶層の安定化のため、150℃で30分の加熱工程を施した。   Next, the substrate was immersed in acetone to remove the unexposed portion, and the liquid crystal retardation region 5 (R) was formed only on the colored pixel pattern 3 (R). In addition, a heating process at 150 ° C. for 30 minutes was performed to stabilize the liquid crystal layer.

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 retardation in each pixel of the color filter obtained through the above steps 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 and − in the colored pixel (G) portion. It is estimated to be 5 nm and −1 nm in the colored pixel (B) portion.

比較例1
位相差層及び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 retardation layer and the liquid crystal retardation layer were not provided.

以上のようにして得られた実施例および比較例のカラーフィルタについて、偏向軸が並行およ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、正面方向および斜め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。

Figure 0004765738
The color filters of the example and the comparative example obtained as described above are sandwiched by two deflecting films arranged so that their deflection axes are parallel and orthogonal, and a three-wavelength tube backlight (Tc = 6000K) is provided on the back surface. ) Was installed, and chromaticity measurement was performed from the front direction and an oblique 45 ° direction using a luminance meter (Part No. 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.
Figure 0004765738

Figure 0004765738
Figure 0004765738

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 retardation layer and performing retardation 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(A)を調製した。
Example 2
<Production of phase-controlled color filter>
(Adjustment of liquid crystal composition and calculation of relationship between film thickness and phase difference)
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 were dissolved in 420 parts of toluene to prepare a liquid crystal composition (A).

ガラス基板1上にポリイミドをスピンコートにより成膜し、230℃で1時間の焼成工程を行い、その後、ラビング布により一定方向にラビング処理を施し、配向膜を形成した。   A polyimide film was formed on the glass substrate 1 by spin coating, a baking process was performed at 230 ° C. for 1 hour, and then a rubbing treatment was performed in a certain direction with a rubbing cloth to form an alignment film.

次に、上記配向処理を行った基板上に、スピンコート法により液晶組成物(A)を塗布し、60℃で1分加熱し、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が生じないよう、窒素雰囲気下にて実施した。さらに、液晶層の安定化のため、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。 Next, the liquid crystal composition (A) is applied onto the substrate subjected to the alignment treatment by a spin coating method, heated at 60 ° C. for 1 minute, and then, with an ultraviolet irradiation device using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, Exposure was performed at an irradiation dose of 1000 mJ / cm 2 . In addition, in the exposure process, it implemented in nitrogen atmosphere so that superposition | polymerization inhibition by the oxygen in air | atmosphere might not arise. Furthermore, in order to stabilize the liquid crystal 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.

<液晶層の形成>
実施例1と同様にして作製したカラーフィルタ基板上に、ポリイミドをスピンコートにより成膜し、230℃で1時間の焼成工程を行い、その後、ラビング布により一定方向にラビング処理を施し、図4に示すように、配向膜4を各着色画素パターン3(R)、3(G)、3(B)上に形成した。
<Formation of liquid crystal layer>
A polyimide film is formed on a color filter substrate manufactured in the same manner as in Example 1 by spin coating, and a baking process is performed at 230 ° C. for 1 hour, and then a rubbing process is performed in a certain direction with a rubbing cloth. As shown in FIG. 3, an alignment film 4 was formed on each colored pixel pattern 3 (R), 3 (G), 3 (B).

上記配向処理を行った後、実施例1と同様にしてスピンコートにより、液晶組成物(A)を塗布した。   After the alignment treatment, the liquid crystal composition (A) was applied by spin coating in the same manner as in Example 1.

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。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、液晶位相差領域15(R)を形成した。この場合、液晶位相差領域15(R)の膜厚が0.2μmとなるように、液晶組成物(A)の塗布条件を制御した。 Next, 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. Further, a heating process was performed at 150 ° C. for 30 minutes for stabilization, and a liquid crystal retardation region 15 (R) was formed as shown in FIG. In this case, the application conditions of the liquid crystal composition (A) were controlled so that the film thickness of the liquid crystal retardation region 15 (R) was 0.2 μm.

次いで、同様にして、塗布、露光、及び現像を繰り返して、着色画素パターン3(G)及び3(R)上の配向膜上の隔壁に囲まれた領域内にも、液晶位相差領域15(G)及び15(R)を形成した。この場合、液晶位相差領域15(G)については膜厚が1.5μm、液晶位相差領域15(B)については膜厚が0.5μmとなるように、適宜液晶組成物(A)の塗布条件を調整した。   Next, in the same manner, application, exposure, and development are repeated, and the liquid crystal retardation region 15 (in the region surrounded by the partition on the alignment film on the colored pixel patterns 3 (G) and 3 (R) is also obtained. G) and 15 (R) were formed. In this case, the liquid crystal composition (A) is appropriately applied so that the thickness of the liquid crystal retardation region 15 (G) is 1.5 μm and the thickness of the liquid crystal retardation region 15 (B) is 0.5 μm. The conditions were adjusted.

液晶組成物(A)による液晶位相差層の位相差は、液晶位相差領域15(R)が10nm、液晶位相差領域15(G)が75nm、液晶位相差領域15(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 the liquid crystal retardation layer by the liquid crystal composition (A) is 10 nm for the liquid crystal retardation region 15 (R), 75 nm for the liquid crystal retardation region 15 (G), and 25 nm for the liquid crystal retardation region 15 (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、偏向軸が並行およ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、正面方向および斜め45°方向から色度測定を行った。その結果を上述した比較例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4及び表52をxy座標にプロットした特性図である。

Figure 0004765738
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 Table 3 and Table 4 below together with the results of the comparative example described above. 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 4 and 52 are plotted on the xy coordinates.
Figure 0004765738

Figure 0004765738
Figure 0004765738

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 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 was obtained by providing a retardation layer in Example 2 and performing phase difference control.

本発明の第1の実施形態に係る位相差制御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 phase difference control 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に示す位相差制御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 phase difference control layer shown in FIG. 本発明の第1の実施形態に係る位相差制御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 phase difference control layer according to a first embodiment of the present invention. 実施例1及び比較例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。The characteristic view which shows the result of having performed chromaticity measurement from the front direction of the color filter which concerns on Example 1 and a comparative example. 実施例1及び比較例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。The characteristic view which shows the result of having performed chromaticity measurement from the diagonal 45 degree direction of the color filter which concerns on Example 1 and a comparative example. 実施例2及び比較例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。The characteristic view which shows the result of having performed chromaticity measurement from the front direction of the color filter which concerns on Example 2 and a comparative example. 実施例2及び比較例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。The characteristic view which shows the result of having performed chromaticity measurement from the diagonal 45 degree direction of the color filter which concerns on Example 2 and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1…透明基板、2…隔壁ブラックマトリックス、3(R)…赤色画素パターン、3(G)…緑色画素パターン、3(B)…青色画素パターン、4…配向膜、5(R),5(G),5(B),15(R),15(G),15(B)…位相差制御領域。     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate, 2 ... Partition black matrix, 3 (R) ... Red pixel pattern, 3 (G) ... Green pixel pattern, 3 (B) ... Blue pixel pattern, 4 ... Orientation film, 5 (R), 5 ( G), 5 (B), 15 (R), 15 (G), 15 (B)... Phase difference control region.

Claims (10)

基板上に隔壁を形成する工程、
前記隔壁間に、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、インクジェット法により形成する工程、
前記着色画素パターン上に、配向処理された配向膜を形成する工程、及び
前記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て、前記配向膜上にフォトリソグラフィー法により、液晶位相差層を形成する工程
を具備し、
前記液晶位相差層は複数の着色パターンに対応する複数の液晶位相差領域を含み、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し、前記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は、画素ごとに略同一であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
Forming a partition on the substrate;
Forming a plurality of colored pixel patterns having a predetermined retardation between the partition walls by an inkjet method;
A step of forming an alignment film subjected to alignment treatment on the colored pixel pattern, and a liquid crystal retardation layer is formed on the alignment film by a photolithography method corresponding to the retardation of each of the plurality of colored pixel patterns. Comprising the steps of :
The liquid crystal phase difference layer includes a plurality of liquid crystal phase difference regions corresponding to a plurality of coloring patterns, and the plurality of liquid crystal phase difference regions have retardations that correct retardation of the plurality of colored pixel patterns, and A method for producing a color filter, wherein the total of the retardation of the colored pixel pattern and the corresponding retardation of the plurality of liquid crystal retardation regions is substantially the same for each pixel .
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, wherein 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又は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リタデーションを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか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 have different retardations for each 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、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4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 4, 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、絶対値が略同一であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。 6. The color filter manufacturing method according to claim 1 , wherein the retardation of the plurality of liquid crystal retardation regions is opposite in sign to the retardation of the colored pixel pattern and has substantially the same absolute value. Method. 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からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか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 any one of claims 1 to 6 , wherein the plurality of liquid crystal retardation regions are made of a crosslinked cured product of a polymerizable liquid crystal composition that differs for each of 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1〜7のいずれか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. 請求項1〜8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9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 9 .
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JP4402424B2 (en) * 2003-10-23 2010-01-20 大日本印刷株式会社 Optical element manufacturing method
JP2005141086A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Sony Corp Liquid crystal display and its manufacturing method
JP4402429B2 (en) * 2003-11-11 2010-01-20 大日本印刷株式会社 Optical element
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