JP4975467B2 - Optical element, transflective liquid crystal display device, and transfer material - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に用いられる光学素子、半透過型液晶表示装置、及びこれらの製造に有用な転写材料に関する。 The present invention relates to an optical element used in a liquid crystal display device, a transflective liquid crystal display device, and a transfer material useful for the production thereof.
近年、携帯電話や携帯音楽プレイヤー、Personal Digital Assistant(PDA)等のモバイル用電子機器向け表示装置の用途に、屋外での視認性が高く、低消費電力化が可能な半透過型液晶表示装置が注目されている。この液晶表示装置は、外部からの入射光を反射板で反射させて表示を行う反射部と、バックライトからの光をスイッチングして表示を行う透過部とを一つの画素内に設けたものであり、強烈な太陽光下でも視認性が高く、暗い屋内でも鮮やかな表示が可能で、必要のないときはバックライトを切ることで消費電力を節約できるため、透過型液晶表示装置に比べて長時間駆動が可能になるといった利点がある。 In recent years, transflective liquid crystal display devices with high outdoor visibility and low power consumption have been used for display devices for mobile electronic devices such as mobile phones, portable music players, and personal digital assistants (PDAs). Attention has been paid. This liquid crystal display device is provided with a reflection portion that performs display by reflecting incident light from the outside with a reflector and a transmission portion that performs display by switching light from a backlight. High visibility even in intense sunlight, vivid display is possible even in dark indoors, and power consumption can be saved by turning off the backlight when it is not needed, so it is longer than transmissive liquid crystal display devices There is an advantage that time driving becomes possible.
半透過型の液晶表示装置の基本的な構成は、例えば下記特許文献1及び2に開示されている。
従来の半透過型の液晶表示装置は、一般的には、一対の液晶セル用基板の一方の対向面に、反射率の高い材料により形成された反射電極と、透過率の高い材料により形成された透明電極とを有し、他方の基板の対向面に対向電極を有し、反射電極及び透明電極と対向電極との間に、液晶材料からなる液晶層を備えている。反射電極及び透明電極を有する基板の対向面と反対側の表面には、λ/4板と、λ/2板と、偏光板とがこの順で積層されている。
The basic configuration of a transflective liquid crystal display device is disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2 below.
Conventional transflective liquid crystal display devices are generally formed on one opposing surface of a pair of liquid crystal cell substrates with a reflective electrode formed of a highly reflective material and a highly transparent material. A transparent electrode, a counter electrode on the opposite surface of the other substrate, and a liquid crystal layer made of a liquid crystal material between the reflective electrode and the transparent electrode and the counter electrode. A λ / 4 plate, a λ / 2 plate, and a polarizing plate are laminated in this order on the surface opposite to the facing surface of the substrate having the reflective electrode and the transparent electrode.
上記構成の液晶表示装置では、表示面となる基板側の全面に位相差層としてλ/4層を備えることにより、反射表示を実現している。一方、透過表示を実現する際には、本来λ/4層等の位相差層は不要であるが、反射表示のために表示面となる基板側の全面にλ/4層が存在するので、このλ/4層での位相差を補償するために後面の基板側にλ/4層を用いる必要がある。すなわち、透過表示では本来不要であるにもかかわらず、反射表示用に表示面にλ/4層が存在するために、この位相差を補償するために後面にも1枚追加しなければならなかった。また、λ/2層も両面に設けられているが、これも本来、λ/4層が持つ波長分散の影響による色相変化の抑制に必要なもので、R,G,Bの色毎に最適なλ/4層を提供することが困難であったために、設けられている。そして、これら偏光板、λ/2層、λ/4層は、貼り合わせる際の光軸方向がそれぞれ異なっており、ロールtoロールによる大量生産ができず、小片に切断後に1枚ずつ重ねるために、生産性が非常に悪くなっている。
このように、従来の半透過型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置や透過型液晶表示に比べて位相差層の使用枚数が多く、コストが上昇することや、セルの厚みが増大する等の不都合な問題を抱えている。
In the liquid crystal display device having the above configuration, a reflective display is realized by providing a λ / 4 layer as a retardation layer on the entire surface on the substrate side serving as a display surface. On the other hand, when transmissive display is realized, a retardation layer such as a λ / 4 layer is not necessary, but a λ / 4 layer exists on the entire surface on the substrate side serving as a display surface for reflective display. In order to compensate for the phase difference in the λ / 4 layer, it is necessary to use the λ / 4 layer on the rear substrate side. In other words, although there is a λ / 4 layer on the display surface for reflection display, which is originally unnecessary for transmissive display, one sheet must be added on the rear surface to compensate for this phase difference. It was. The λ / 2 layer is also provided on both sides, but this is also necessary for suppressing hue change due to the influence of wavelength dispersion of the λ / 4 layer, and is optimal for each of R, G, and B colors. This is because it was difficult to provide a simple λ / 4 layer. These polarizing plates, λ / 2 layers, and λ / 4 layers have different optical axis directions when they are bonded together, and cannot be mass-produced by roll-to-roll, and are stacked one by one after being cut into small pieces. , Productivity is getting very bad.
As described above, the conventional transflective liquid crystal display device uses a larger number of retardation layers than the reflective liquid crystal display device and the transmissive liquid crystal display, which increases costs and increases the thickness of the cell. Have inconvenient problems.
このような問題に対して、位相差層を基板の内側(インセル)に形成することで解決する方法が提案されている(特許文献3)。この方法では、最適化なλ/4層をパターン化して設けることで、反射部に対応する領域にのみ必要な位相差をもたせることで、余分なλ/2層、λ/4層を省けることが示されている。該特許文献3には、材料として液晶性化合物を用い、且つフォトリソグラフィ−の方法を利用して、最適なλ/4層をパターン形成することが開示されている。
しかしながら、特許文献3に記載の方法では、λ/4層のレターデーションの波長分散特性に起因する色ずれが発生するという問題があった。この問題の解決方法として、R,G,Bのそれぞれに最適なレターデーションを持つλ/4層をパターニングする方法も提案されているが、そのためには、多くの工程を必要とするという問題点があった。たとえば、R,G,Bそれぞれに最適なλ/4層を形成する場合、配向層形成(配向材塗布、焼成、ラビング)、液晶性化合物の形成(液晶性化合物塗布、配向焼成)、パターニング(レジスト塗布、露光、アルカリ現像、焼成、溶剤現像)という工程を、R,G,Bの各色毎に、反射領域と透過領域とに繰り返し形成するため、R,G,B各色2回、さらに透過部にも位相差層を設ける場合は、合計6回の光学異方性層の形成工程を経なければならず、コスト増大の要因となるといった問題点があった。 However, the method described in Patent Document 3 has a problem in that color misregistration due to the wavelength dispersion characteristics of the λ / 4 layer retardation occurs. As a method for solving this problem, a method of patterning a λ / 4 layer having an optimum retardation for each of R, G, and B has also been proposed, but this requires a number of steps. was there. For example, when forming an optimal λ / 4 layer for each of R, G, and B, alignment layer formation (alignment material application, baking, rubbing), liquid crystal compound formation (liquid crystal compound application, alignment baking), patterning ( The process of resist coating, exposure, alkali development, baking, solvent development) is repeated for each of R, G, and B colors in the reflection region and the transmission region, so that each of the R, G, and B colors is further transmitted twice. In the case where the retardation layer is also provided in the part, a total of six optical anisotropic layer forming steps must be performed, which causes a problem of an increase in cost.
本発明はこのような問題点を解決するものであり、少ない工程数により容易に製造可能で、且つ表示特性の良好な半透過型液晶表示装置及びかかる液晶表示装置に有用な光学素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、前記半透過型液晶表示装置及び光学素子等を作製するのに有用な転写材料を提供することを課題とする。
The present invention solves such problems, and provides a transflective liquid crystal display device which can be easily manufactured with a small number of steps and has good display characteristics, and an optical element useful for such a liquid crystal display device. This is the issue.
Another object of the present invention is to provide a transfer material useful for producing the transflective liquid crystal display device and optical elements.
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
[1] 任意形状にパターニングされ、下記一般式(I)もしくは一般式(II)で表される化合物を含有する、又は下記一般式(I)もしくは(II)で表される化合物から誘導される繰り返し単位を含むポリマーを含有する光学異方性層を有することを特徴とする光学素子:
Means for solving the above problems are as follows.
[1] Patterned into an arbitrary shape, containing a compound represented by the following general formula (I) or general formula (II), or derived from a compound represented by the following general formula (I) or (II) An optical element having an optically anisotropic layer containing a polymer containing a repeating unit:
一般式(I)
一般式(II)
式(II)−LA
式(II)−LB
[2] 前記光学異方性層が、波長450nmで測定した位相差△nd(450nm)と、波長550nmで測定した位相差△nd(550nm)と、波長650nmで測定した位相差△nd(650nm)とが、△nd(450nm)<△nd(550nm)<△nd(650nm)を満たすことを特徴とする[1]の光学素子。
[3] 前記光学異方性層が、転写材料から転写された層であることを特徴とする[1]又は[2]の光学素子。
[4] 前記光学異方性層が、前記一般式(I)又は一般式(II)で表される化合物を少なくとも一種含有する液晶組成物を、インクジェット式の吐出ヘッドから表面に吐出して液晶相とした後、露光して該組成物を硬化させて形成された層であることを特徴とする[1]又は[2]の光学素子。
[5] 前記光学異方性層が、前記一般式(I)又は一般式(II)で表される化合物を少なくとも一種含有する液晶組成物を、表面に塗布して液晶相を形成した後、露光工程及び現像工程を経ることにより形成された層であることを特徴とする[1]又は[2]の光学素子。
[2] The optically anisotropic layer has a phase difference Δnd (450 nm) measured at a wavelength of 450 nm, a phase difference Δnd (550 nm) measured at a wavelength of 550 nm, and a phase difference Δnd (650 nm) measured at a wavelength of 650 nm. The optical element according to [1], wherein Δnd (450 nm) <Δnd (550 nm) <Δnd (650 nm).
[3] The optical element according to [1] or [2], wherein the optically anisotropic layer is a layer transferred from a transfer material.
[4] A liquid crystal composition in which the optically anisotropic layer contains at least one compound represented by the general formula (I) or the general formula (II) is ejected from the ink jet type ejection head to the surface, thereby producing a liquid crystal. The optical element according to [1] or [2], wherein the optical element is a layer formed by exposing and curing the composition after forming a phase.
[5] After the optically anisotropic layer is coated on the surface with a liquid crystal composition containing at least one compound represented by the general formula (I) or the general formula (II) to form a liquid crystal phase, The optical element according to [1] or [2], wherein the optical element is a layer formed through an exposure step and a development step.
[6] 任意形状にパターニングされた光学異方性層を有する半透過型液晶表示装置であって、前記光学異方性層が、前記一般式(I)もしくは(II)で表される化合物を含有する層、又は前記一般式(I)もしくは(II)で表される化合物から誘導される繰り返し単位を含むポリマーを含有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
[7] 前記光学異方性層が、波長450nmで測定した位相差△nd(450nm)と、波長550nmで測定した位相差△nd(550nm)と、波長650nmで測定した位相差△nd(650nm)とが、△nd(450nm)<△nd(550nm)<△nd(650nm)を満たすことを特徴とする[6]の半透過型液晶表示装置。
[8] 前記光学異方性層が、λ/4板であることを特徴とする[6]又は[7]の半透過型液晶表示装置。
[9] 一対の透明基板と、該一対の基板間に配置される液晶層とを有し、前記光学異方性層が、前記一対の透明基板の一方の内側に設けられていることを特徴とする[6]〜[8]のいずれかの半透過型液晶表示装置。
[10] 反射領域と透過領域とを含み、前記光学異方性層が、前記反射領域に形成されていることを特徴とする[6]〜[9]のいずれかの半透過型液晶表示装置。
[11] 前記光学異方性層が、1軸もしくは2軸性であることを特徴とする[6]〜[10]のいずれかの半透過型液晶表示装置。
[12] 前記光学異方性層が、異常光線の光学軸を、面内方向に有するか、面に垂直な方向に有する層であることを特徴とする[6]〜[11]のいずれかの半透過型液晶表示装置。
[13] さらに、少なくとも一層の視野角補償層を有することを特徴とする[6]〜[13]のいずれかの半透過型液晶表示装置。
[14] 一対の透明基板と、該一対の基板間に配置される液晶層とを有し、前記一対の透明基板の一方の表面上に反射層を有し、且つ該透明基板の前記反射層を有する表面と反対の表面上に前記視野角補償層を有することを特徴とする[13]の半透過型液晶表示装置。
[15] 前記視野角補償層が、円盤状液晶性化合物又は棒状液晶性化合物を含有する重合性組成物を重合して形成された層を有することを特徴とする[13]又は[14]の半透過型液晶表示装置。
[16] 液晶モードがECB、TN、IPS、VA、又はOCBモードであることを特徴とする[6]〜[15]のいずれかの半透過型液晶表示装置。
[17] 支持体と、該支持体上に、前記一般式(I)もしくは(II)で表される化合物を含有する、又は前記一般式(I)もしくは(II)で表される化合物から誘導される繰り返し単位を含むポリマーを含有する光学異方性層と、少なくとも一層の感光性樹脂層と、を有する転写材料。
[6] A transflective liquid crystal display device having an optically anisotropic layer patterned into an arbitrary shape, wherein the optically anisotropic layer comprises a compound represented by the general formula (I) or (II) A transflective liquid crystal display device comprising a layer containing or a polymer containing a repeating unit derived from the compound represented by formula (I) or (II).
[7] The optically anisotropic layer has a phase difference Δnd (450 nm) measured at a wavelength of 450 nm, a phase difference Δnd (550 nm) measured at a wavelength of 550 nm, and a phase difference Δnd (650 nm) measured at a wavelength of 650 nm. The transflective liquid crystal display device according to [6], wherein Δnd (450 nm) <Δnd (550 nm) <Δnd (650 nm).
[8] The transflective liquid crystal display device according to [6] or [7], wherein the optically anisotropic layer is a λ / 4 plate.
[9] It has a pair of transparent substrates and a liquid crystal layer disposed between the pair of substrates, and the optically anisotropic layer is provided inside one of the pair of transparent substrates. The transflective liquid crystal display device according to any one of [6] to [8].
[10] The transflective liquid crystal display device according to any one of [6] to [9], comprising a reflective region and a transmissive region, wherein the optically anisotropic layer is formed in the reflective region .
[11] The transflective liquid crystal display device according to any one of [6] to [10], wherein the optically anisotropic layer is uniaxial or biaxial.
[12] Any one of [6] to [11], wherein the optically anisotropic layer has an optical axis of extraordinary light in an in-plane direction or in a direction perpendicular to the plane. Transflective liquid crystal display device.
[13] The transflective liquid crystal display device according to any one of [6] to [13], further including at least one viewing angle compensation layer.
[14] A pair of transparent substrates, a liquid crystal layer disposed between the pair of substrates, a reflective layer on one surface of the pair of transparent substrates, and the reflective layer of the transparent substrate [13] The transflective liquid crystal display device according to [13], wherein the viewing angle compensation layer is provided on a surface opposite to the surface having the liquid crystal.
[15] In the above [13] or [14], the viewing angle compensation layer has a layer formed by polymerizing a polymerizable composition containing a discotic liquid crystalline compound or a rod-shaped liquid crystalline compound. Transflective liquid crystal display device.
[16] The transflective liquid crystal display device according to any one of [6] to [15], wherein the liquid crystal mode is an ECB, TN, IPS, VA, or OCB mode.
[17] A support and a compound containing the compound represented by the general formula (I) or (II) on the support or derived from the compound represented by the general formula (I) or (II) A transfer material having an optically anisotropic layer containing a polymer containing a repeating unit and at least one photosensitive resin layer.
[18] 前記光学異方性層が、可視光の波長領域において、波長450nmで測定した位相差△nd(450nm)と、波長550nmで測定した位相差△nd(550nm)と、波長650nmで測定した位相差△nd(650nm)とが、△nd(450nm)<△nd(550nm)<△nd(650nm)を満たすことを特徴とする[17]の転写材料。
[19] 前記光学異方性層が、λ/4板であることを特徴とする[17]又は[18]の転写材料。
[20] 前記光学異方性層が、1軸もしくは2軸性であることを特徴とする、[17]〜[18]のいずれかの転写材料。
[21] 前記光学異方性層が、異常光線の光学軸を面内方向に有するか、面に垂直な方向に有する層である[17]〜[20]のいずれかの転写材料。
[22] 前記光学異方性層が、光軸をもたない層であることを特徴とする[17]のいずれかの転写材料。
[23] 前記光学異方性層の正面レターデーション(Re)が100〜200nm、面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)として層平面の法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて測定したレターデーション値が実質的に等しい[17]の転写材料。
[24] [17]〜[23]のいずれかの転写材料から、少なくとも光学異方性層を転写する工程を含む[1]〜[5]のいずれかの光学素子の製造方法。
[25] [17]〜[23]のいずれかの転写材料から、少なくとも光学異方性層を転写する工程を含む[6]〜[16]のいずれかの半透過型液晶表示装置の製造方法。
[18] The optically anisotropic layer has a phase difference Δnd (450 nm) measured at a wavelength of 450 nm, a phase difference Δnd (550 nm) measured at a wavelength of 550 nm, and a wavelength of 650 nm in the wavelength region of visible light. The transfer material according to [17], wherein the phase difference Δnd (650 nm) satisfies Δnd (450 nm) <Δnd (550 nm) <Δnd (650 nm).
[19] The transfer material according to [17] or [18], wherein the optically anisotropic layer is a λ / 4 plate.
[20] The transfer material according to any one of [17] to [18], wherein the optically anisotropic layer is uniaxial or biaxial.
[21] The transfer material according to any one of [17] to [20], wherein the optically anisotropic layer is a layer having an optical axis of extraordinary light in an in-plane direction or in a direction perpendicular to the surface.
[22] The transfer material according to any one of [17], wherein the optically anisotropic layer is a layer having no optical axis.
[23] From the direction in which the front retardation (Re) of the optically anisotropic layer is 100 to 200 nm, tilted by + 40 ° with respect to the normal direction of the layer plane, with the in-plane slow axis as the tilt axis (rotation axis) The transfer material according to [17], wherein the retardation values measured by making light having a wavelength λ nm incident are substantially equal.
[24] The method for producing an optical element according to any one of [1] to [5], comprising a step of transferring at least the optically anisotropic layer from the transfer material according to any one of [17] to [23].
[25] The method for producing a transflective liquid crystal display device according to any one of [6] to [16], comprising a step of transferring at least the optically anisotropic layer from the transfer material according to any one of [17] to [23]. .
本発明によれば、少ない工程数で容易に製造可能で、且つ表示特性の良好な半透過型液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transflective liquid crystal display device that can be easily manufactured with a small number of steps and has good display characteristics, and a method for manufacturing the same.
以下、本発明を適用した液晶表示装置及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また本明細書において、Reレターデーション値は、以下に基づき算出するものとする。Re(λ)は波長λにおける面内のレターデーション及び厚さ方向のレターデーションを表す。Re(λ)は平行ニコル法により、波長λnmの光を光学異方性層の法線方向に入射させて測定される。本明細書におけるλは、R、G、Bに対してそれぞれ611±5nm、545±5nm、435±5nmを指し、特に色に関する記載がなければ545±5nm又は590±5nmを指す。
本明細書において、角度について「実質的に」とは、厳密な角度との誤差が±5°未満の範囲内であることを意味する。さらに、厳密な角度との誤差は、4°未満であることが好ましく、3°未満であることがより好ましい。レターデーションについて「実質的に」とは、レターデーションが±5%以内の差であることを意味する。さらに、Reが実質的に0でないとは、Reが5nm以上であることを意味する。また、屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域の任意の波長を指す。なお、本明細書において、「可視光」とは、波長が400〜700nmの光のことをいう。
Hereinafter, a liquid crystal display device to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
In this specification, the Re retardation value is calculated based on the following. Re (λ) represents in-plane retardation and retardation in the thickness direction at the wavelength λ. Re (λ) is measured by the parallel Nicol method, in which light having a wavelength of λ nm is incident in the normal direction of the optically anisotropic layer. In the present specification, λ refers to 611 ± 5 nm, 545 ± 5 nm, 435 ± 5 nm for R, G, and B, respectively, and refers to 545 ± 5 nm or 590 ± 5 nm unless otherwise specified.
In this specification, “substantially” for the angle means that the error from the exact angle is within a range of less than ± 5 °. Furthermore, the error from the exact angle is preferably less than 4 °, more preferably less than 3 °. With regard to retardation, “substantially” means that the retardation is within ± 5%. Furthermore, Re is not substantially 0 means that Re is 5 nm or more. In addition, the measurement wavelength of the refractive index indicates an arbitrary wavelength in the visible light region unless otherwise specified. In the present specification, “visible light” refers to light having a wavelength of 400 to 700 nm.
図1に本発明の実施形態である半透過型液晶表示装置の概略断面図を示す。
図1に示す半透過型液晶表示装置は、対向する2枚の透明基板(121)と、該2枚の透明基板(121)とに挟まれた液晶材料からなる液晶層(131)とを有する。透明基板(121)の一方の対向面上には、アルミや銀などを使った反射率の高い材料により形成された反射板(135)が配置され、これらを覆って、ITOなどの透明導電膜からなる透明電極(125)と、配向膜(126)とが形成されている。また、該基板(121)の反対側の表面上には、偏光板(136)と、液晶層の残留レターデーションを補償する光学異方性層として、所定の面内レターデーションを有する(例えば38nm程度)A−plate(光軸を面内に方向に有する位相差板)が補償板(132)として配置されている。以下、こちらの面を背面側とする。また、対向する透明基板(121)の対向面上には、R,G,B3色のカラーフィルタ層(123)と、ブラックマトリクス(122)、前記反射領域に対応した位置にλ/4層である位相差層(124:光学異方性層)が配置され、その上に電極(125)と、配向膜(126)とが配置されている。該基板の対向面と反対側の表面上には、偏光板(133)が配置されている。以下、こちらの面を正面側とする。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a transflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
The transflective liquid crystal display device shown in FIG. 1 has two transparent substrates (121) facing each other and a liquid crystal layer (131) made of a liquid crystal material sandwiched between the two transparent substrates (121). . On one opposing surface of the transparent substrate (121), a reflective plate (135) formed of a highly reflective material using aluminum, silver, or the like is disposed and covered with a transparent conductive film such as ITO. The transparent electrode (125) which consists of, and the alignment film (126) are formed. Further, on the surface on the opposite side of the substrate (121), a polarizing plate (136) and an optically anisotropic layer that compensates for residual retardation of the liquid crystal layer have a predetermined in-plane retardation (for example, 38 nm). A degree) A-plate (a retardation plate having an optical axis in the plane) is arranged as a compensation plate (132). Hereafter, this side is the back side. Further, on the opposing surface of the opposing transparent substrate (121), a color filter layer (123) of R, G and B colors, a black matrix (122), and a λ / 4 layer at a position corresponding to the reflection region. A retardation layer (124: optically anisotropic layer) is disposed, and an electrode (125) and an alignment film (126) are disposed thereon. A polarizing plate (133) is disposed on the surface opposite to the facing surface of the substrate. Hereinafter, this surface is the front side.
R,G,B3色の画素領域のそれぞれは、反射板(135)が形成された反射領域(128)と、透過領域(127)とを含み、λ/4層である位相差層(124)は、反射領域(128)にのみに形成され、透過領域(127)には形成されていない。即ち、位相差層(124)は、反射領域の形状に応じてパターニングされている。 Each of the R, G, B color pixel areas includes a reflection area (128) on which a reflection plate (135) is formed, and a transmission area (127), and a retardation layer (124) that is a λ / 4 layer. Is formed only in the reflective region (128) and not in the transmissive region (127). That is, the retardation layer (124) is patterned according to the shape of the reflective region.
2枚の偏光板(133、136)は、その透過軸を直交にして配置されている。λ/4層位相差層(124)及び補償板(132)の遅相軸方向は、偏光板(133、136)の透過軸に対してそれぞれ、所定の角度(ここでは、45°、135°)をなすように設定されている。対向する2枚の透明基板(121)の間には、液晶層(131)が、挟持されている。図1では、液晶層は、遅相軸が偏光板の透過軸に対して45°の角度をなすように配向処理されたECBモード(電解複屈折モードElectrically Controlled Birefringence)である。また、透過領域(127)及び反射領域(128)での液晶層中の液晶分子の配向方向が同一になるように構成されている。液晶層の面内レターデーションは透過領域でλ/2の275nm、反射領域でλ/4の137.5nmとなるようにするのが好ましい。 The two polarizing plates (133, 136) are arranged with their transmission axes orthogonal. The slow axis direction of the λ / 4 layer retardation layer (124) and the compensation plate (132) is a predetermined angle (here, 45 °, 135 °) with respect to the transmission axis of the polarizing plate (133, 136). ). A liquid crystal layer (131) is sandwiched between two opposing transparent substrates (121). In FIG. 1, the liquid crystal layer is an ECB mode (electrolytic birefringence mode electrically controlled birefringence) in which the slow axis forms an angle of 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing plate. In addition, the alignment directions of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer in the transmission region (127) and the reflection region (128) are the same. The in-plane retardation of the liquid crystal layer is preferably λ / 2 of 275 nm in the transmission region and λ / 4 of 137.5 nm in the reflection region.
液晶層は、透過型液晶表示素子で用いられているTNモードにすることも可能である。この場合、透過表示時に高いコントラストを得ることができる。さらに、視野角特性に優れたIPSモード、VAモード、応答速度に優れるOCBモードの使用も可能である。
この場合、補償層(132)として、1軸あるいは2軸性の、面内方向に異常光線の光学軸がある光学異方性層(a−plate と呼ぶ)、あるいは異常光線の光学軸が面に垂直な方向にある光学異方性層(c−plate と呼ぶ)、などから最適なものを選ぶことが望ましい。
The liquid crystal layer can be in the TN mode used in the transmissive liquid crystal display element. In this case, high contrast can be obtained during transmissive display. Furthermore, it is possible to use an IPS mode, a VA mode having excellent viewing angle characteristics, and an OCB mode having excellent response speed.
In this case, the compensation layer (132) is a uniaxial or biaxial optically anisotropic layer (referred to as a-plate) having an extraordinary optical axis in the in-plane direction, or the extraordinary optical axis is a surface. It is desirable to select an optimal layer from an optically anisotropic layer (referred to as c-plate) in a direction perpendicular to.
液晶モードがECBモードの場合、このλ/4層は正の1軸性A−Plateとすることが望ましい。液晶モードがTNの場合も同様に適用できる。TNの場合、円盤状液晶性化合物をハイブリッド配向させることによって形成したものが、さらに望ましい。
また、液晶モードがVAの場合は、負のC−plateあるいは、そのA−Plateの複合体、あるいは2軸A−Plateとすることが望ましく、IPSモードの場合は、2軸A−Plate、あるいは正のC−plateとすることが望ましい。
When the liquid crystal mode is the ECB mode, the λ / 4 layer is preferably a positive uniaxial A-Plate. The same applies when the liquid crystal mode is TN. In the case of TN, those formed by hybrid alignment of discotic liquid crystalline compounds are more desirable.
In addition, when the liquid crystal mode is VA, it is preferable to use a negative C-plate, a complex of the A-Plate, or a biaxial A-Plate. In the case of the IPS mode, a biaxial A-Plate or A positive C-plate is desirable.
上述した図1に示す半透過型液晶表示装置で実際に画像表示を行う場合の基本原理について、図2を参照して説明する。簡略化のため、カラーフィルタ層と補償層の説明は省く。
まず白表示とする場合について説明する。
液晶層に対する電圧印加を閾値以下とする。この時、反射部では、正面側から入射した周囲光は、まず偏光板で直線偏光になり、反射領域のλ/4層で右回転の円偏光となる。液晶層はλ/4の位相差を持つので、再度直線偏光に変換されて反射板に到達する。反射板で反射された直線偏光は再び液晶層を通過して同じ回転方向の円偏光となり、λ/4層を通過して入射光と同じ振動方向の直線偏光となり、偏光板を通過する。入射光が反射されて出てくるので、この部分の表示は白(あるいは明)となる。
透過部では、基板背面からバックライトにより照射された光が、偏光板でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が液晶層に入ると、レターデーションがλ/2となっているため振動方向が90°傾いて正面側の偏光板の透過軸に平行な直線偏光になり、これを通過する。
The basic principle when an image is actually displayed on the above-described transflective liquid crystal display device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. For simplicity, the description of the color filter layer and the compensation layer is omitted.
First, the case of white display will be described.
The voltage application to the liquid crystal layer is set to a threshold value or less. At this time, in the reflection part, ambient light incident from the front side is first linearly polarized light by the polarizing plate, and right-handed circularly polarized light by the λ / 4 layer in the reflection region. Since the liquid crystal layer has a phase difference of λ / 4, it is converted again into linearly polarized light and reaches the reflector. The linearly polarized light reflected by the reflecting plate passes through the liquid crystal layer again to become circularly polarized light having the same rotational direction, passes through the λ / 4 layer, becomes linearly polarized light having the same vibration direction as the incident light, and passes through the polarizing plate. Since the incident light is reflected and comes out, the display of this portion is white (or bright).
In the transmission part, the light emitted from the back surface of the substrate by the backlight becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the polarizing plate. When this linearly polarized light enters the liquid crystal layer, since the retardation is λ / 2, the vibration direction is inclined by 90 ° to become linearly polarized light parallel to the transmission axis of the polarizing plate on the front side, and passes through this.
つぎに、暗表示を行う場合について説明する。
液晶層に十分な電圧を印加し、液晶分子が基板面に対して垂直にたつようにして正面から見たレターデーションをほぼ0にする。
反射部では、正面側から入射した周囲光が、まず偏光板で直線偏光になり、反射領域のλ/4層で右回転の円偏光となる。液晶層のレターデーションはほぼ0なので、光はその偏光状態を維持したまま反射板に到達して反射される。このとき偏光の回転方向が逆転し、再び液晶層を通過してλ/4層を通過すると、偏光板の透過軸と直交する直線偏光に変換され、透過できないので黒表示になる。透過部では、背面側から入射した光が偏光板でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光がそのまま、正面側の偏光板に到達するが、透過軸に直交する直線偏光なので透過できず、黒表示になる。
Next, a case where dark display is performed will be described.
A sufficient voltage is applied to the liquid crystal layer to make the retardation viewed from the front almost zero so that the liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate surface.
In the reflection portion, ambient light incident from the front side is first converted into linearly polarized light by the polarizing plate, and then is rotated clockwise by the λ / 4 layer in the reflective region. Since the retardation of the liquid crystal layer is almost zero, the light reaches the reflector and is reflected while maintaining its polarization state. At this time, the direction of rotation of the polarized light is reversed, and when the light passes through the liquid crystal layer and passes through the λ / 4 layer again, it is converted into linearly polarized light orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate and cannot be transmitted, resulting in black display. In the transmissive portion, light incident from the back side becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the polarizing plate. This linearly polarized light reaches the polarizing plate on the front side as it is, but cannot be transmitted because it is perpendicular to the transmission axis, resulting in black display.
上述の説明では、電圧印加時に黒表示、無印加時に白表示となるような構成について説明したが、偏光板(133、136)の透過軸が平行になるように設定し、その逆となるような構成にしてもかまわない。 In the above description, a configuration has been described in which black is displayed when a voltage is applied and white is displayed when no voltage is applied, but the transmission axes of the polarizing plates (133, 136) are set to be parallel and vice versa. Any configuration may be used.
この形態では、反射領域に逆波長分散特性を持つλ/4層(124)が形成されており、背面側に透過部の残留レターデーションを補償してコントラストを向上させるための補償層を設けている。つまり、反射部でのλ/4層の波長分散による色ずれの心配がないため、λ/2層が不要になっている。 In this embodiment, a λ / 4 layer (124) having reverse wavelength dispersion characteristics is formed in the reflection region, and a compensation layer is provided on the back side to compensate the residual retardation of the transmission part and improve the contrast. Yes. That is, since there is no fear of color shift due to wavelength dispersion of the λ / 4 layer at the reflection portion, the λ / 2 layer is unnecessary.
そもそも色相変化が生じる主原因は、位相差板などの光学異方性物質のもつレターデーションの波長分散特性にある。レターデーションの波長分散特性は、通常、波長が長くなるほどレターデーションが小さくなるもので、例えば、半透過型液晶表示装置でλ/4板は、直線偏光と円偏光を変換する機能を担うが、波長G(550nm)におけるレターデーションがλ/4の137.5nmのものを使った場合、波長R(600nm)に対してはそれより小さく、逆に波長B(450nm)に対してはそれよりも大きくなってしまう。本発明では、この問題を解決するため、△nd(450nm)<△nd(550nm)<△nd(650nm)を満足する、即ち、可視光域において、位相差が波長に対して逆分散特性(波長が長いほど位相差が大きくなる性質)の光学異方性層を、λ/4板等として用いている。 In the first place, the main cause of the hue change is the retardation wavelength dispersion characteristic of an optically anisotropic substance such as a retardation plate. The wavelength dispersion characteristic of retardation is usually such that the retardation becomes smaller as the wavelength becomes longer. For example, in a transflective liquid crystal display device, the λ / 4 plate has a function of converting linearly polarized light and circularly polarized light. When a wavelength G (550 nm) having a retardation of λ / 4 of 137.5 nm is used, it is smaller for the wavelength R (600 nm) and conversely for the wavelength B (450 nm). It gets bigger. In the present invention, in order to solve this problem, Δnd (450 nm) <Δnd (550 nm) <Δnd (650 nm) is satisfied, that is, in the visible light region, the phase difference has a reverse dispersion characteristic with respect to the wavelength ( An optically anisotropic layer having a property that the phase difference increases as the wavelength becomes longer is used as a λ / 4 plate or the like.
なお、前記では、光学異方性層をλ/4板として用いた態様について主に説明したが、本発明でいう光学異方性層は、位相差を測定したときにReが実質的に0でない入射方向が一つでもある、即ち等方性でない光学特性を有していれば特に限定はない。液晶セル中に用いる、光学特性を制御しやすいなどの観点から、少なくとも一種の液晶性化合物を含有する液晶層に紫外線を照射することで硬化させて形成された層であることが望ましい。
また、前記光学異方性層の厚さについては特に制限はないが、0.1〜20μmであることが好ましく、0.2〜15μmであることがさらに好ましく、0.3〜10μmであることがよりさらに好ましい。
In the above description, the aspect in which the optically anisotropic layer is used as a λ / 4 plate has been mainly described. However, in the optically anisotropic layer in the present invention, Re is substantially 0 when the phase difference is measured. There is no particular limitation as long as it has at least one incident direction, that is, optical characteristics that are not isotropic. From the viewpoint of easy control of the optical properties used in the liquid crystal cell, it is desirable that the liquid crystal layer containing at least one liquid crystalline compound is cured by irradiating with ultraviolet rays.
The thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.2 to 15 μm, and 0.3 to 10 μm. Is even more preferable.
本発明者は、前記問題を解決するため、逆波長分散特性をもつ光学異方性物質についても探求し、最適な構造、製造方法を鋭意検討した。前記特性を満足する光学異方性層は、後述する所定の化合物を用いることで、容易に製造することができる。
また、任意形状にパターニングされた光学異方性層を有する本発明の光学素子及び半透過型液晶表示装置は、転写材料から光学異方性層を転写した後、パターン露光、現像工程によりパターンを形成する方法;所望の光学異方性を発現する流体をインクジェット式で所定の領域に吐出し、パターンを形成する方法;所望の光学異方性を発現する流体を所定の基板に塗布及び乾燥して液晶相を形成した後、パターン露光、現像工程を経ることにより、製造することができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the present inventor has also searched for an optically anisotropic material having reverse wavelength dispersion characteristics, and intensively studied an optimal structure and manufacturing method. An optically anisotropic layer satisfying the above characteristics can be easily produced by using a predetermined compound described later.
Further, the optical element and transflective liquid crystal display device of the present invention having an optically anisotropic layer patterned into an arbitrary shape can be subjected to pattern exposure and development processes after transferring the optically anisotropic layer from a transfer material. A method of forming; a method of forming a pattern by ejecting a fluid expressing a desired optical anisotropy to a predetermined region by an ink jet method; and applying and drying a fluid expressing a desired optical anisotropy on a predetermined substrate After the liquid crystal phase is formed, it can be manufactured through a pattern exposure and development process.
本発明において、「任意形状にパターニングされた」とは、一表面上に少なくとも、光学異方性層が形成された領域と形成されていない領域が規則的にまたは不規則的に配置されている状態をいい、例えば、上記実施形態で説明したように、半透過液晶表示装置において、反射部のみに形成された光学異方性層や、RGB画素領域のみに形成された光学異方性層、など種々の態様が挙げられる。
また、本発明では、任意形状にパターニングされた逆分散特性の光学異方性層とは別に、前記逆波長分散特性を有するパターニングされていない一様な光学異方性層を、例えば、液晶セル内の背面側又は液晶セル外に有していてもよい。
In the present invention, “patterned into an arbitrary shape” means that at least a region where an optically anisotropic layer is formed and a region where it is not formed are regularly or irregularly arranged on one surface. For example, as described in the above embodiment, in the transflective liquid crystal display device, an optically anisotropic layer formed only on the reflective portion, an optically anisotropic layer formed only on the RGB pixel region, Various aspects are mentioned.
Further, in the present invention, a non-patterned uniform optically anisotropic layer having reverse wavelength dispersion characteristics is separated from an optically anisotropic layer having reverse dispersion characteristics patterned into an arbitrary shape, for example, a liquid crystal cell. You may have in the back side inside or outside the liquid crystal cell.
[転写法による光学異方性層の形成]
まず、上記機能を満足する逆波長分散特性を有する、任意形状にパターニングされた光学異方性層を、転写材料を用いて形成する実施の形態について説明する。
[転写材料]
本発明の液晶表示装置の製造方法の一例として、前記光学異方性層を、転写材料から転写して形成することを含む方法が挙げられる。転写材料を用いて光学異方性層を形成することにより、工程数を軽減して、簡易な方法で良好な表示特性の液晶表示装置を作製することができる。ここで、転写材料とは、支持体と、少なくとも一層の光学異方性層と、少なくとも一層の感光性樹脂層とを有し、前記光学異方性層と前記感光性樹脂層を、他の基板上に転写するのに用いられる材料である。図3に本発明の転写材料のいくつかの例の概略断面図を示す。図3(a)に示す本発明の転写材料は、透明又は不透明な仮支持体11上に光学異方性層12と感光性樹脂層13とを有する。転写材料は他の層を有していてもよく、例えば、図3(b)に示す様に、支持体11と光学異方性層12との間には、転写時に相手基板側の凹凸を吸収するためのクッション性のような力学特性コントロールあるいは凹凸追従性付与のための層14を有していてもよいし、また、図3(c)に示す様に、光学異方性層12中の液晶性分子の配向を制御するための配向層として機能する層15が配置されてもよいし、さらに図3(d)に示す様に双方の層を有していてもよい。また、図3(e)に示す様に、感光性樹脂層の表面保護などの目的から、最表面に剥離可能な保護層16を設けてもよい。
[Formation of optically anisotropic layer by transfer method]
First, an embodiment in which an optically anisotropic layer having an inverse wavelength dispersion characteristic satisfying the above functions and patterned into an arbitrary shape is formed using a transfer material will be described.
[Transfer material]
As an example of the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention, there is a method including forming the optically anisotropic layer by transferring it from a transfer material. By forming an optically anisotropic layer using a transfer material, the number of steps can be reduced, and a liquid crystal display device with good display characteristics can be manufactured by a simple method. Here, the transfer material has a support, at least one optically anisotropic layer, and at least one photosensitive resin layer, and the optically anisotropic layer and the photosensitive resin layer are separated from each other. A material used to transfer onto a substrate. FIG. 3 shows schematic sectional views of several examples of the transfer material of the present invention. The transfer material of the present invention shown in FIG. 3A has an optically
[支持体]
本発明でいう転写材料に用いられる支持体は、透明でも不透明でもよく特に限定はない。支持体を構成するポリマーの例には、セルロースエステル(例、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート)、ポリオレフィン(例、ノルボルネン系ポリマー)、ポリ(メタ)アクリル酸エステル(例、ポリメチルメタクリレート)、ポリカーボネート、ポリエステル及びポリスルホン、ノルボルネン系ポリマーが含まれる。製造工程において光学特性を検査する目的には、透明支持体は透明で低複屈折の材料が好ましく、低複屈折性の観点からはセルロースエステル及びノルボルネン系が好ましい。市販のノルボルネン系ポリマーとしては、アートン(JSR(株)製)、ゼオネックス、ゼオノア(以上、日本ゼオン(株)製)などを用いることができる。また安価なポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等も好ましく用いられる。
[Support]
The support used for the transfer material in the present invention may be transparent or opaque and is not particularly limited. Examples of the polymer constituting the support include cellulose ester (eg, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate), polyolefin (eg, norbornene-based polymer), poly (Meth) acrylic acid ester (eg, polymethyl methacrylate), polycarbonate, polyester and polysulfone, and norbornene-based polymer are included. For the purpose of inspecting optical properties in the production process, the transparent support is preferably a transparent and low birefringent material, and cellulose ester and norbornene are preferred from the viewpoint of low birefringence. As a commercially available norbornene-based polymer, Arton (manufactured by JSR Co., Ltd.), Zeonex, Zeonore (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), or the like can be used. Inexpensive polycarbonate, polyethylene terephthalate, and the like are also preferably used.
[液晶性化合物を含有する組成物からなる光学異方性層]
前記光学異方性層は、上記の様に、液晶セル中に組み込まれることによって、液晶表示装置の視野角を補償する光学異方性層として機能する。光学異方性層単独で充分な光学補償能を有する態様はもちろん、他の層(例えば、液晶セル外に配置される光学異方性層等)との組み合わせで光学補償に必要とされる光学特性を満足する態様も本発明でいう範囲に含まれる。また、転写材料が有する光学異方性層が、光学補償能に充分な光学特性を満足している必要はなく、例えば、液晶セル基板上に転写される過程において実施される露光工程を通じて、光学特性が発現又は変化して、最終的に光学補償に必要な光学特性を示すものであってもよい。
[Optically Anisotropic Layer Consisting of Composition Containing Liquid Crystalline Compound]
The optically anisotropic layer functions as an optically anisotropic layer that compensates the viewing angle of the liquid crystal display device by being incorporated in the liquid crystal cell as described above. Optically required for optical compensation in combination with other layers (for example, an optically anisotropic layer disposed outside the liquid crystal cell) as well as an aspect in which the optically anisotropic layer alone has sufficient optical compensation capability Embodiments satisfying the characteristics are also included in the scope of the present invention. In addition, the optically anisotropic layer of the transfer material does not need to satisfy the optical characteristics sufficient for the optical compensation capability. For example, the optical anisotropic layer can be optically transmitted through an exposure process performed in the process of being transferred onto the liquid crystal cell substrate. The characteristic may be expressed or changed, and finally the optical characteristic necessary for optical compensation may be exhibited.
前記光学異方性層は、少なくとも一つの液晶性化合物を含有する組成物から形成されることが好ましい。一般的に、液晶性化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶性化合物を用いることもできるが、棒状液晶性化合物又は円盤状液晶性化合物を用いるのが好ましい。2種以上の棒状液晶性化合物、2種以上の円盤状液晶性化合物、又は棒状液晶性化合物と円盤状液晶性化合物との混合物を用いてもよい。温度変化や湿度変化を小さくできることから、反応性基を有する棒状液晶性化合物又は円盤状液晶性化合物を用いて形成するのがより好ましく、混合物の場合少なくとも1つは1液晶分子中の反応性基が2以上あることがさらに好ましい。液晶性化合物は二種類以上の混合物でもよく、その場合少なくとも1つが2以上の反応性基を有していることが好ましい。前記光学異方性層の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜10μmであることがさらに好ましい。 The optically anisotropic layer is preferably formed from a composition containing at least one liquid crystalline compound. In general, liquid crystal compounds can be classified into a rod-shaped type and a disk-shaped type based on their shapes. In addition, there are low and high molecular types, respectively. Polymer generally refers to a polymer having a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics / Phase Transition Dynamics, Masao Doi, 2 pages, Iwanami Shoten, 1992). In the present invention, any liquid crystal compound can be used, but a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound is preferably used. Two or more kinds of rod-like liquid crystalline compounds, two or more kinds of disc-like liquid crystalline compounds, or a mixture of a rod-like liquid crystalline compound and a disk-like liquid crystalline compound may be used. It is more preferable to use a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound having a reactive group, since at least one of the reactive groups in one liquid crystal molecule can be formed. Is more preferably 2 or more. The liquid crystalline compound may be a mixture of two or more, and in that case, at least one preferably has two or more reactive groups. The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 μm, and more preferably 0.5 to 10 μm.
液晶化合物は通常、下記式(0)で表されるΔnの波長分散性を持たない。
式(0): Δn(450nm)/Δn(550nm)<1.0
式(0)を満足するΔnの波長分散性を発現させるためには、少なくとも2種類の吸収波長と遷移モーメントの方向を調整する必要がある。Δnは異常光の屈折率から常光の屈折率を差し引いた値であるため、異常光の屈折率の波長分散性よりも、常光の波長分散性が、より右肩下がり(右を長波長側、左を短波長側とおいたときのΔnの傾き)であれば、その差し引いた値は、式(0)を満足する。屈折率の波長分散性は、Lorentz−Lorenzの式で表されているように、物質の吸収に密接な関係があるため、常光の波長分散性をより右肩下がりにするためには、常光方向の吸収波長をより長波化できれば、式(0)を満たす分子を設計することができる。
The liquid crystal compound usually does not have Δn wavelength dispersion represented by the following formula (0).
Formula (0): Δn (450 nm) / Δn (550 nm) <1.0
In order to develop the wavelength dispersion of Δn that satisfies the equation (0), it is necessary to adjust at least two types of absorption wavelengths and the direction of transition moment. Since Δn is a value obtained by subtracting the refractive index of ordinary light from the refractive index of extraordinary light, the wavelength dispersion of ordinary light is lower than the wavelength dispersion of the refractive index of extraordinary light. (The slope of Δn when the left is on the short wavelength side), the subtracted value satisfies the equation (0). The wavelength dispersion of the refractive index is closely related to the absorption of the substance as represented by the Lorentz-Lorenz equation. Therefore, in order to make the wavelength dispersion of ordinary light more downward, the normal light direction If the absorption wavelength of can be made longer, a molecule satisfying the formula (0) can be designed.
常光の方向は、例えば棒状液晶では分子の幅方向であり、そのような分子の幅方向の吸収遷移波長を長波化することは非常に困難なことである。吸収の遷移を長波化するためには、通常π共役系を広げることにより達成することが可能であるが、そのような方法を用いようとすると、分子の幅を広げることになり、液晶性は消失してしまうからである。
このような液晶性の低下を防ぐためには、William N. Thurms らが報告(Liquid Crystals、25巻、149頁、1998年)している2つの棒状液晶を側方方向でつないだ骨格を用いることが可能である。この骨格は、2つの棒状液晶をエチニル基で連結するため、棒状液晶を構成するベンゼン環のπ共役系がエチニル基のπ結合と共役した形(トラン骨格)となるため、液晶性を損なわずに分子の幅方向の吸収波長を長波化することができる。しかし、このトラン骨格は、分子の長軸方向(光軸方向)に対して、約60°しか傾いていないため、換言すれば吸収の遷移方向が約60°しか傾いていないため、常光方向の吸収波長だけでなく、異常光方向の吸収波長も長波化するため、結果として波長分散性にはほとんど寄与しない。
The direction of ordinary light is, for example, the width direction of molecules in a rod-like liquid crystal, and it is very difficult to lengthen the absorption transition wavelength in the width direction of such molecules. In order to lengthen the absorption transition, it is usually possible to widen the π-conjugated system. However, if such a method is used, the width of the molecule is widened, and the liquid crystallinity is It will disappear.
In order to prevent such a decrease in liquid crystallinity, William N. It is possible to use a skeleton in which two rod-like liquid crystals reported by Thurms et al. (Liquid Crystals, 25, 149, 1998) are connected in the lateral direction. Since this skeleton connects two rod-shaped liquid crystals with an ethynyl group, the π-conjugated system of the benzene ring constituting the rod-shaped liquid crystal is conjugated with the π bond of the ethynyl group (tolan skeleton), so the liquid crystallinity is not impaired. In addition, the absorption wavelength in the width direction of the molecule can be lengthened. However, since this Tran skeleton is inclined only about 60 ° with respect to the major axis direction (optical axis direction) of the molecule, in other words, the absorption transition direction is inclined only about 60 °, Not only the absorption wavelength but also the absorption wavelength in the extraordinary light direction is lengthened, and as a result, hardly contributes to wavelength dispersion.
常光の波長分散性のみをより右肩下がりにするためには、分子の長軸方向(光軸方向)に対して、好ましくは、吸収の遷移方向が70〜90°さらに好ましくは、80〜90°傾いている必要があることがわかった。傾き角が90°に近くなるほど、異常光方向の吸収がなくなるため、常光の波長分散性のみを右肩下がりにすることができ好ましい。
以上のように、異常光の屈折率に主に寄与する吸収の遷移よりも、常光の屈折率に主に寄与する吸収の遷移の方が長波長であり、且つ常光に主に寄与する吸収の遷移方向が分子の長軸方向(光軸方向)に対して、70〜90°傾いている分子が好ましい。常光に主に寄与する吸収の遷移方向が分子の長軸方向(光軸方向)に対して、70〜90°傾けるためには、6員環と奇数員環(3員環、5員環、7員環、9員環等)が縮環した部分構造を有することが好ましいことが分かった。
In order to make only the wavelength dispersion of ordinary light more downward, the absorption transition direction is preferably 70 to 90 °, more preferably 80 to 90 with respect to the major axis direction (optical axis direction) of the molecule. It turned out that it needs to be tilted. The closer the tilt angle is to 90 °, the more the absorption in the extraordinary light direction is eliminated. Therefore, it is preferable that only the wavelength dispersion of ordinary light can be lowered.
As described above, the absorption transition mainly contributing to the refractive index of ordinary light has a longer wavelength than the absorption transition mainly contributing to the refractive index of extraordinary light, and the absorption mainly contributing to ordinary light. Molecules whose transition direction is inclined by 70 to 90 ° with respect to the major axis direction (optical axis direction) of the molecule are preferred. In order for the transition direction of absorption mainly contributing to ordinary light to tilt 70 to 90 ° with respect to the long axis direction (optical axis direction) of the molecule, a 6-membered ring and an odd-membered ring (3-membered ring, 5-membered ring, It has been found that a 7-membered ring, a 9-membered ring, etc.) preferably has a condensed partial structure.
具体的には、下記一般式(I)又は後述する一般式(II)で表される液晶化合物が挙げられる。これらの液晶性化合物は、添加剤として光学異方性層中に単分子構造のまま含有されていてもよいし、これらの液晶性化合物が重合性基を有する場合は、これらの液晶性化合物から誘導される繰り返し単位を有する高分子の状態で、前記光学異方性層中に含有されていてもよい。 Specifically, a liquid crystal compound represented by the following general formula (I) or a general formula (II) described later can be given. These liquid crystalline compounds may be contained in the optically anisotropic layer as additives as a monomolecular structure, and when these liquid crystalline compounds have a polymerizable group, from these liquid crystalline compounds You may contain in the said optically anisotropic layer in the state of the polymer | macromolecule which has a repeating unit induced | guided | derived.
一般式(I)
式中、L1及びL2は各々独立に単結合又は二価の連結基を表す。A1及びA2は各々独立に、−O−、−NR−(Rは水素原子又は置換基を表す。)、−S−及び−CO−からなる群から選ばれる基を表す。R1、R2、及びR3は各々独立に置換基を表す。Xは第14
〜16族の非金属原子を表す(ただし、Xには水素原子又は置換基が結合してもよい)。nは0〜2の整数を表す。
In the formula, L 1 and L 2 each independently represent a single bond or a divalent linking group. A 1 and A 2 each independently represents a group selected from the group consisting of —O—, —NR— (R represents a hydrogen atom or a substituent), —S—, and —CO—. R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a substituent. X is 14th
Represents a non-metallic atom of Group -16 (however, a hydrogen atom or a substituent may be bonded to X). n represents an integer of 0 to 2.
特に下記一般式(I')で表される液晶化合物が好ましい。 In particular, a liquid crystal compound represented by the following general formula (I ′) is preferable.
一般式(I')
一般式(I')中、L1及びL2は各々独立に単結合又は二価の連結基を表す。A1及び
A2は各々独立に、−O−、−NR−(Rは水素原子又は置換基を表す。)、−S−及び
−CO−からなる群から選ばれる基を表す。R1、R2、R3、R4及びR5は各々独立に置
換基を表す。nは0〜2の整数を表す。
In general formula (I ′), L 1 and L 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group. A 1 and A 2 each independently represents a group selected from the group consisting of —O—, —NR— (R represents a hydrogen atom or a substituent), —S—, and —CO—. R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each independently represents a substituent. n represents an integer of 0 to 2.
一般式(I)又は(I')において、L1及びL2が表す二価の連結基としては、好ましくは下記の例が挙げられる。
さらに好ましくは−O−、−COO−、−OCO−である。 More preferred are -O-, -COO-, and -OCO-.
一般式(I)又は(I')において、R1は置換基であり、複数存在する場合は同じで
も異なっていてもよく、環を形成してもよい。置換基の例としては下記のものが適用できる。
In general formula (I) or (I ′), R 1 is a substituent, and when a plurality of R 1 are present, they may be the same or different and may form a ring. The following can be applied as examples of the substituent.
ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換又は無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基)、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換又は無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数5〜30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル基)、 A halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a tert- Butyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group), cycloalkyl group (preferably a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as cyclohexyl group, cyclopentyl group, 4-n-dodecylcyclohexyl) Group), a bicycloalkyl group (preferably a substituted or unsubstituted bicycloalkyl group having 5 to 30 carbon atoms, that is, a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a bicycloalkane having 5 to 30 carbon atoms. Bicyclo [1,2,2] heptan-2-yl group, bicyclo [2,2,2] octan-3-yl group),
アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30の置換又は無置換のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換又は無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数3〜30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル基)、ビシクロアルケニル基(置換又は無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5〜30の置換又は無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル基)、アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のアルキニル基、例えば、エチニル基、プロパルギル基)、 An alkenyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as a vinyl group or an allyl group), a cycloalkenyl group (preferably a substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having 3 to 30 carbon atoms, That is, it is a monovalent group in which one hydrogen atom of a cycloalkene having 3 to 30 carbon atoms is removed, for example, a 2-cyclopenten-1-yl, 2-cyclohexen-1-yl group), a bicycloalkenyl group (substituted or substituted). An unsubstituted bicycloalkenyl group, preferably a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms, that is, a monovalent group in which one hydrogen atom of a bicycloalkene having one double bond is removed. Bicyclo [2,2,1] hept-2-en-1-yl group, bicyclo [2,2,2] oct-2-en-4-yl group), alkini Group (preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as ethynyl group, propargyl group),
アリール基(好ましくは炭素数6〜30の置換又は無置換のアリール基、例えばフェニル基、p−トリル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは5又は6員の置換又は無置換の、芳香族又は非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、さらに好ましくは、炭素数3〜30の5又は6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−tert−ブチルフェノキシ基、3−ニトロフェノキシ基、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ基)、 An aryl group (preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, such as a phenyl group, a p-tolyl group, a naphthyl group), a heterocyclic group (preferably a 5- or 6-membered substituted or unsubstituted, aromatic A monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic or non-aromatic heterocyclic compound, and more preferably a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms. 2-furyl group, 2-thienyl group, 2-pyrimidinyl group, 2-benzothiazolyl group), cyano group, hydroxyl group, nitro group, carboxyl group, alkoxy group (preferably substituted or unsubstituted having 1 to 30 carbon atoms) Alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, tert-butoxy group, n-octyloxy group, 2-methoxyethoxy group), aryloxy group (preferably Or a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, such as phenoxy group, 2-methylphenoxy group, 4-tert-butylphenoxy group, 3-nitrophenoxy group, 2-tetradecanoylaminophenoxy. Group),
シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3〜20のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ基、tert−ブチルジメチルシリルオキシ基)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のヘテロ環オキシ基、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基)、アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2〜30の置換又は無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ基、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ基、N−n−オクチルカルバモイルオキシ基)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、tert−ブトキシカルボニルオキシ基、n−オクチルカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基)、 A silyloxy group (preferably a silyloxy group having 3 to 20 carbon atoms, such as trimethylsilyloxy group or tert-butyldimethylsilyloxy group), a heterocyclic oxy group (preferably a substituted or unsubstituted heterocycle having 2 to 30 carbon atoms) Ring oxy group, 1-phenyltetrazole-5-oxy group, 2-tetrahydropyranyloxy group), acyloxy group (preferably formyloxy group, substituted or unsubstituted alkylcarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, carbon number 6-30 substituted or unsubstituted arylcarbonyloxy groups such as formyloxy group, acetyloxy group, pivaloyloxy group, stearoyloxy group, benzoyloxy group, p-methoxyphenylcarbonyloxy group), carbamoyloxy group (preferably , Substituted or non-substituted with 1 to 30 carbon atoms Carbamoyloxy group, for example, N, N-dimethylcarbamoyloxy group, N, N-diethylcarbamoyloxy group, morpholinocarbonyloxy group, N, N-di-n-octylaminocarbonyloxy group, Nn-octylcarbamoyl An oxy group), an alkoxycarbonyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, such as a methoxycarbonyloxy group, an ethoxycarbonyloxy group, a tert-butoxycarbonyloxy group, and an n-octylcarbonyloxy group. Group), an aryloxycarbonyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted aryloxycarbonyloxy group having 7 to 30 carbon atoms, such as phenoxycarbonyloxy group, p-methoxyphenoxycarbonyloxy group, pn- Hexadecyl oxy phenoxycarbonyl group),
アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30の置換又は無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、tert−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメトキシカルボニルアミノ基)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基)、 An amino group (preferably an amino group, a substituted or unsubstituted alkylamino group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted anilino group having 6 to 30 carbon atoms, such as an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group; , Anilino group, N-methyl-anilino group, diphenylamino group), acylamino group (preferably formylamino group, substituted or unsubstituted alkylcarbonylamino group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted 6 to 30 carbon atoms, or Unsubstituted arylcarbonylamino group, for example, formylamino group, acetylamino group, pivaloylamino group, lauroylamino group, benzoylamino group), aminocarbonylamino group (preferably substituted or unsubstituted amino having 1 to 30 carbon atoms) Carbonylamino group, for example, carbamoylamino group, N, N-dimethylaminocarbonyl Mino group, N, N-diethylaminocarbonylamino group, morpholinocarbonylamino group), alkoxycarbonylamino group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonylamino group having 2 to 30 carbon atoms, such as methoxycarbonylamino group, ethoxycarbonylamino Group, tert-butoxycarbonylamino group, n-octadecyloxycarbonylamino group, N-methyl-methoxycarbonylamino group), aryloxycarbonylamino group (preferably substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl having 7 to 30 carbon atoms) Amino groups such as phenoxycarbonylamino group, p-chlorophenoxycarbonylamino group, mn-octyloxyphenoxycarbonylamino group),
スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30の置換又は無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基)、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールスルホニルアミノ基、例えば、メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、p−メチルフェニルスルホニルアミノ基)、メルカプト基、アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2〜30の置換又は無置換のヘテロ環チオ基、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ基)、 Sulfamoylamino group (preferably a substituted or unsubstituted sulfamoylamino group having 0 to 30 carbon atoms, such as sulfamoylamino group, N, N-dimethylaminosulfonylamino group, Nn-octylamino Sulfonylamino groups), alkyl and arylsulfonylamino groups (preferably substituted or unsubstituted alkylsulfonylamino groups having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylsulfonylamino groups having 6 to 30 carbon atoms, such as methylsulfonyl An amino group, a butylsulfonylamino group, a phenylsulfonylamino group, a 2,3,5-trichlorophenylsulfonylamino group, a p-methylphenylsulfonylamino group, a mercapto group, and an alkylthio group (preferably a substituent having 1 to 30 carbon atoms) Or an unsubstituted alkylthio group such as a methylthio group Ethylthio group, n-hexadecylthio group), arylthio group (preferably a substituted or unsubstituted arylthio group having 6 to 30 carbon atoms, for example, phenylthio group, p-chlorophenylthio group, m-methoxyphenylthio group), heterocyclic thio A group (preferably a substituted or unsubstituted heterocyclic thio group having 2 to 30 carbon atoms, such as 2-benzothiazolylthio group, 1-phenyltetrazol-5-ylthio group),
スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30の置換又は無置換のスルファモイル基、例えば、N−エチルスルファモイル基、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N−アセチルスルファモイル基、N−ベンゾイルスルファモイル基、N−(N'−フェニルカルバモイル)スルファモイル基)、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルスルフィニル基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、p−メチルフェニルスルフィニル基)、アルキル及びアリールスルホニル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のアルキルスルホニル基、炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、p−メチルフェニルスルホニル基)、 Sulfamoyl group (preferably a substituted or unsubstituted sulfamoyl group having 0 to 30 carbon atoms such as N-ethylsulfamoyl group, N- (3-dodecyloxypropyl) sulfamoyl group, N, N-dimethylsulfamoyl group N-acetylsulfamoyl group, N-benzoylsulfamoyl group, N- (N′-phenylcarbamoyl) sulfamoyl group), sulfo group, alkyl and arylsulfinyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms substituted or An unsubstituted alkylsulfinyl group, a substituted or unsubstituted arylsulfinyl group having 6 to 30 carbon atoms, such as a methylsulfinyl group, an ethylsulfinyl group, a phenylsulfinyl group, a p-methylphenylsulfinyl group), an alkyl and an arylsulfonyl group ( Preferably, the substitution having 1 to 30 carbon atoms or An unsubstituted alkylsulfonyl group, a substituted or unsubstituted arylsulfonyl group having 6 to 30 carbon atoms, such as a methylsulfonyl group, an ethylsulfonyl group, a phenylsulfonyl group, a p-methylphenylsulfonyl group),
アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2〜30の置換又は無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールカルボニル基、例えば、アセチル基、ピバロイルベンゾイル基)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7〜30の置換又は無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル基、o−クロロフェノキシカルボニル基、m−ニトロフェノキシカルボニル基、p−tert−ブチルフェノキシカルボニル基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換又は無置換のカルバモイル基、例えば、カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル基、N−(メチルスルホニル)カルバモイル基)、 An acyl group (preferably a formyl group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylcarbonyl group having 7 to 30 carbon atoms, such as an acetyl group or a pivaloylbenzoyl group), Aryloxycarbonyl group (preferably a substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl group having 7 to 30 carbon atoms, such as phenoxycarbonyl group, o-chlorophenoxycarbonyl group, m-nitrophenoxycarbonyl group, p-tert-butylphenoxy Carbonyl group), alkoxycarbonyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group, n-octadecyloxycarbonyl group), carbamoyl Group (preferred Is a substituted or unsubstituted carbamoyl group having 1 to 30 carbon atoms, such as carbamoyl group, N-methylcarbamoyl group, N, N-dimethylcarbamoyl group, N, N-di-n-octylcarbamoyl group, N- ( Methylsulfonyl) carbamoyl group),
アリール及びヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6〜30の置換又は無置換のアリールアゾ基、炭素数3〜30の置換又は無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ基、p−クロロフェニルアゾ基、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ基)、イミド基(好ましくは、N−スクシンイミド基、N−フタルイミド基)、ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、メチルフェノキシホスフィノ基)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル基、ジオクチルオキシホスフィニル基、ジエトキシホスフィニル基)、ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ基、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ基)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換又は無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ基、ジメチルアミノホスフィニルアミノ基)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換又は無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基)を表わす。 Aryl and heterocyclic azo groups (preferably substituted or unsubstituted arylazo groups having 6 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted heterocyclic azo groups having 3 to 30 carbon atoms, such as phenylazo group, p-chlorophenylazo group, 5-ethylthio-1,3,4-thiadiazol-2-ylazo group), imide group (preferably N-succinimide group, N-phthalimide group), phosphino group (preferably substituted or non-substituted having 2 to 30 carbon atoms) Substituted phosphino groups such as dimethylphosphino group, diphenylphosphino group, methylphenoxyphosphino group), phosphinyl groups (preferably substituted or unsubstituted phosphinyl groups having 2 to 30 carbon atoms such as phosphinyl group, dioctyl Oxyphosphinyl group, diethoxyphosphinyl group), phosphinyloxy group (preferably carbon A substituted or unsubstituted phosphinyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, such as a diphenoxyphosphinyloxy group or a dioctyloxyphosphinyloxy group, or a phosphinylamino group (preferably having 2 to 30 carbon atoms) A substituted or unsubstituted phosphinylamino group such as a dimethoxyphosphinylamino group or a dimethylaminophosphinylamino group, a silyl group (preferably a substituted or unsubstituted silyl group having 3 to 30 carbon atoms, such as , Trimethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, phenyldimethylsilyl group).
上記の置換基の中で、水素原子を有するものは、これを取り去りさらに上記の基で置換されていてもよい。そのような官能基の例としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基が挙げられる。その例としては、メチルスルホニルアミノカルボニル基、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル基、アセチルアミノスルホニル基、ベンゾイルアミノスルホニル基が挙げられる。 Among the above substituents, those having a hydrogen atom may be substituted with the above groups after removing this. Examples of such functional groups include an alkylcarbonylaminosulfonyl group, an arylcarbonylaminosulfonyl group, an alkylsulfonylaminocarbonyl group, and an arylsulfonylaminocarbonyl group. Examples thereof include a methylsulfonylaminocarbonyl group, a p-methylphenylsulfonylaminocarbonyl group, an acetylaminosulfonyl group, and a benzoylaminosulfonyl group.
R1は好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シアノ基、アミノ基であり、さらに好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、シアノ基、アルコキシ基である。 R 1 is preferably a halogen atom, alkyl group, alkenyl group, aryl group, heterocyclic group, hydroxyl group, carboxyl group, alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, cyano group, amino group, more preferably A halogen atom, an alkyl group, a cyano group, and an alkoxy group.
R2、R3は各々独立に置換基を表す。例としては上記R1の例があげられる。好ましくは置換もしくは無置換のベンゼン環、置換もしくは無置換のシクロヘキサン環である。より好ましくは置換基を有するベンゼン環、置換基を有するシクロヘキサン環であり、さらに好ましくは4位に置換基を有するベンゼン環、4位に置換基を有するシクロヘキサン環である。 R 2 and R 3 each independently represents a substituent. An example of R 1 is given as an example. Preferred are a substituted or unsubstituted benzene ring and a substituted or unsubstituted cyclohexane ring. More preferred are a benzene ring having a substituent and a cyclohexane ring having a substituent, and more preferred are a benzene ring having a substituent at the 4-position and a cyclohexane ring having a substituent at the 4-position.
R4、R5は各々独立に置換基を表す。例としては上記R1の例があげられる。好ましく
は、ハメットの置換基定数σp値が0より大きい電子吸引性の置換基であることが好ましく、σp値が0〜1.5の電子吸引性の置換基を有していることがさらに好ましい。このような置換基としてはトリフルオロメチル基、シアノ基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。また、R4とR5とが結合して環を形成してもよい。
なお、ハメットの置換基定数のσp、σmに関しては、例えば、稲本直樹著「ハメット則−構造と反応性−」(丸善)、日本化学会編「新実験化学講座14 有機化合物の合成と反応V」2605頁(丸善)、仲谷忠雄著「理論有機化学解説」217頁(東京化学同人)、ケミカル レビュー,91巻,165〜195頁(1991年)等の成書に詳しく解説されている。
R 4 and R 5 each independently represents a substituent. An example of R 1 is given as an example. Preferably, the Hammett substituent constant σp value is preferably an electron-withdrawing substituent greater than 0, and more preferably has an electron-withdrawing substituent having a σp value of 0 to 1.5. . Examples of such a substituent include a trifluoromethyl group, a cyano group, a carbonyl group, and a nitro group. R4 and R5 may be bonded to form a ring.
As for Hammett's substituent constants σp and σm, for example, Naoki Inamoto, “Hammett's rule-structure and reactivity-” (Maruzen), edited by the Chemical Society of Japan, “New
A1及びA2は各々独立に、−O−、−NR−(Rは水素原子又は置換基)、−S−及び−CO−からなる群から選ばれる基を表す。好ましくは−O−、−NR−(Rは置換基を表し、例としては上記R1の例が挙げられる。)又は−S−である。 A 1 and A 2 each independently represent a group selected from the group consisting of —O—, —NR— (wherein R is a hydrogen atom or a substituent), —S—, and —CO—. Preferred are —O—, —NR— (R represents a substituent, and examples of R 1 are given as examples) or —S—.
Xは第14〜16族の非金属原子を表す。ただし、Xには水素原子又は置換基が結合してもよい。Xは=O、=S、=NR、=C(R)Rが好ましい(ここでRは置換基を表し、例としては上記R1の例が挙げられる。)。
nは0〜2の整数を表し、好ましくは0、1である。
X represents a nonmetallic atom belonging to Groups 14-16. However, a hydrogen atom or a substituent may be bonded to X. X is preferably ═O, ═S, ═NR, ═C (R) R (wherein R represents a substituent, and examples of R 1 are given as examples).
n represents an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1.
前記一般式(I)又は(I')で表される化合物が、重合性基を有していると、光学異方性層の光学特性が熱等によって変動しないので、好ましい。重合性基としては、後述する一般式(III)で表される化合物が有する置換基Qの例示と同様である。なお、前記一般式(I)又は(I')で表される化合物は、例えば、R2及び/又はR3の置換基として重合性基を有していてもよい。 When the compound represented by the general formula (I) or (I ′) has a polymerizable group, it is preferable because the optical characteristics of the optically anisotropic layer are not changed by heat or the like. As a polymeric group, it is the same as that of illustration of the substituent Q which the compound represented with general formula (III) mentioned later has. The compound represented by the general formula (I) or (I ') may, for example, may have a polymerizable group as a substituent for R 2 and / or R 3.
以下に、一般式(I)又は(I')で表される化合物の具体例を示すが、本発明は以下の具体例によって何ら限定されることはない。下記化合物に関しては、指定のない限り括弧( )内の数字にて例示化合物(X)と示す。 Specific examples of the compound represented by the general formula (I) or (I ′) are shown below, but the present invention is not limited to the following specific examples. Regarding the following compounds, unless otherwise specified, the number in parentheses () indicates the exemplified compound (X).
一般式(I)又は(I')で表される化合物の合成は、既知の方法を参照して行うことができる。例えば、例示化合物(1)は、下記スキームに従って合成することができる。 The synthesis of the compound represented by the general formula (I) or (I ′) can be performed with reference to known methods. For example, exemplary compound (1) can be synthesized according to the following scheme.
前記スキーム中、化合物(1−A)から化合物(1−D)までの合成は、"Journal of Chemical Crystallography"(1997);27(9);p.515−526.に記載の方法を参照して行うことができる。
さらに、前記スキームに示したように、化合物(1−E)のテトラヒドロフラン溶液に、メタンスルホン酸クロライドを加え、N,N−ジイソプロピルエチルアミンを滴下し攪拌した後、N,N−ジイソプロピルエチルアミンを加え、化合物(1−D)のテトラヒドロフラン溶液を滴下し、その後、N,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)のテトラヒドロフラン溶液を滴下することで、例示化合物(1)を得ることができる。
In the above scheme, the synthesis from compound (1-A) to compound (1-D) is described in “Journal of Chemical Crystallography” (1997); 27 (9); p. 515-526. It can be performed with reference to the method described in 1.
Further, as shown in the above scheme, methanesulfonic acid chloride was added to a tetrahydrofuran solution of the compound (1-E), N, N-diisopropylethylamine was added dropwise and stirred, and then N, N-diisopropylethylamine was added. Exemplary solution (1) can be obtained by adding dropwise a tetrahydrofuran solution of compound (1-D) and then adding a tetrahydrofuran solution of N, N-dimethylaminopyridine (DMAP).
また、前記光学異方性層の形成には、下記一般式(II)で表される化合物を用いるのも好ましい。 For the formation of the optically anisotropic layer, it is also preferable to use a compound represented by the following general formula (II).
一般式(II)
式(II)−LA
式(II)−LB
前記一般式(I)で表される化合物については、特開2005−289980号公報の[0026]〜[0083]詳細な説明があり、またその例示化合物も同公報の[0085]〜[0098]に例示があり、それらを使用することができる。 The compounds represented by the general formula (I) are described in detail in [2005] to [0083] of JP-A-2005-289980, and the exemplified compounds are also described in [0085] to [0098] of the same publication. Can be used.
前記一般式(I)又は(II)で表される化合物とともに、順波長分散特性を持つ棒状又は円盤状の液晶性化合物を、光学異方性層の形成に用いてもよい。
順波長分散特性をもつ、棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。上記高分子液晶性化合物は、低分子の反応性基を有する棒状液晶性化合物が重合した高分子化合物である。
Along with the compound represented by the general formula (I) or (II), a rod-like or discotic liquid crystalline compound having forward wavelength dispersion characteristics may be used for forming the optically anisotropic layer.
Examples of rod-like liquid crystalline compounds having forward wavelength dispersion characteristics include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, and cyano-substituted phenylpyrimidines. , Alkoxy-substituted phenylpyrimidines, phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only the above low-molecular liquid crystalline compounds but also high-molecular liquid crystalline compounds can be used. The polymer liquid crystalline compound is a polymer compound obtained by polymerizing a rod-like liquid crystalline compound having a low molecular reactive group.
一般式(VI):Q61−L61−A61−L63−M−L64−A62−L62−Q62
式中、Q61及びQ62はそれぞれ独立に、反応性基であり、L61、L62、L63及びL64はそれぞれ独立に、単結合又は二価の連結基を表すが、L63及びL64の少なくとも一方は、−O−CO−O−が好ましい。A61及びA62はそれぞれ独立に、炭素原子数2〜20のスペーサ基を表す。Mはメソゲン基を表す。
Formula (VI): Q 61 -L 61 -A 61 -L 63 -ML 64 -A 62 -L 62 -Q 62
Wherein each Q 61 and Q 62 are each independently a reactive group, the L 61, L 62, L 63 and L 64 each represent a single bond or a divalent linking group, L 63 and At least one of L 64 is preferably —O—CO—O—. A 61 and A 62 each independently represent a spacer group having 2 to 20 carbon atoms. M represents a mesogenic group.
以下に、上記一般式(VI)で表される反応性基を有する棒状液晶性化合物についてさらに詳細に説明する。式中、Q61及びQ62は、それぞれ独立に、反応性基である。反応性基の重合反応は、付加重合(開環重合を含む)又は縮合重合であることが好ましい。換言すれば、反応性基は付加重合反応又は縮合重合反応が可能な反応性基であることが好ましい。以下に反応性基の例を示す。 Hereinafter, the rod-like liquid crystal compound having a reactive group represented by the general formula (VI) will be described in more detail. In the formula, Q 61 and Q 62 are each independently a reactive group. The polymerization reaction of the reactive group is preferably addition polymerization (including ring-opening polymerization) or condensation polymerization. In other words, the reactive group is preferably a reactive group capable of an addition polymerization reaction or a condensation polymerization reaction. Examples of reactive groups are shown below.
L61、L62、L63及びL64で表される二価の連結基としては、−O−、−S−、−CO−、−NR62−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CO−NR62−、−NR62−CO−、−O−CO−、−O−CO−NR62−、−NR62−CO−O−、及びNR62−CO−NR62−からなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記R62は炭素原子数が1〜7のアルキル基又は水素原子である。この場合、L63及びL64の少なくとも一方は、−O−CO−O−(カーボネート基)である。前記式(VI)中、Q61−L61及びQ62−L62−は、CH2=CH−CO−O−、CH2=C(CH3)−CO−O−及びCH2=C(Cl)−CO−O−CO−O−が好ましく、CH2=CH−CO−O−が最も好ましい。 Examples of the divalent linking group represented by L 61 , L 62 , L 63 and L 64 include —O—, —S—, —CO—, —NR 62 —, —CO—O—, —O—CO. —O—, —CO—NR 62 —, —NR 62 —CO—, —O—CO—, —O—CO—NR 62 —, —NR 62 —CO—O—, and NR 62 —CO—NR 62 A divalent linking group selected from the group consisting of-is preferred. R 62 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom. In this case, at least one of L 63 and L 64 is —O—CO—O— (carbonate group). In the formula (VI), Q 61 -L 61 and Q 62 -L 62 -are CH 2 ═CH—CO—O—, CH 2 ═C (CH 3 ) —CO—O—, and CH 2 ═C ( Cl) -CO-O-CO- O- are preferable, CH 2 = CH-CO- O- is most preferable.
A61及びA62は、炭素原子数2〜20を有するスペーサ基を表す。炭素原子数2〜12のアルキレン基、アルケニレン基、及びアルキニレン基が好ましく、特にアルキレン基が好ましい。スペーサ基は鎖状であることが好ましく、隣接していない酸素原子又は硫黄原子を含んでいてもよい。また、前記スペーサ基は、置換基を有していてもよく、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素)、シアノ基、メチル基、エチル基が置換していてもよい。 A 61 and A 62 represent spacer groups having 2 to 20 carbon atoms. An alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, an alkenylene group, and an alkynylene group are preferable, and an alkylene group is particularly preferable. The spacer group is preferably chain-like and may contain oxygen atoms or sulfur atoms that are not adjacent to each other. The spacer group may have a substituent and may be substituted with a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine), a cyano group, a methyl group, or an ethyl group.
Mで表されるメソゲン基としては、すべての公知のメソゲン基が挙げられる。特に下記一般式(VII)で表される基が好ましい。
一般式(VII):−(−W61−L65)n−W62−
式中、W61及びW62は各々独立して、二価の環状アルキレン基もしくは環状アルケニレン基、二価のアリール基又は二価のヘテロ環基を表し、L65は単結合又は連結基を表し、連結基の具体例としては、前記式(VI)中、L61〜L64で表される基の具体例、−CH2−O−、及び−O−CH2−が挙げられる。nは1、2又は3を表す。
Examples of the mesogenic group represented by M include all known mesogenic groups. In particular, a group represented by the following general formula (VII) is preferable.
Formula (VII): - (- W 61 -L 65) n -W 62 -
In the formula, each of W 61 and W 62 independently represents a divalent cyclic alkylene group or cyclic alkenylene group, a divalent aryl group or a divalent heterocyclic group, and L 65 represents a single bond or a linking group. Specific examples of the linking group include specific examples of groups represented by L 61 to L 64 in the formula (VI), —CH 2 —O—, and —O—CH 2 —. n represents 1, 2 or 3.
W61及びW62としては、1,4−シクロヘキサンジイル、1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5ジイル、1,3,4−チアジアゾール−2,5−ジイル、1,3,4−オキサジアゾール−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,5−ジイル、チオフェン−2,5−ジイル、ピリダジン−3,6−ジイルが挙げられる。1,4−シクロヘキサンジイルの場合、トランス体及びシス体の構造異性体があるが、どちらの異性体であってもよく、任意の割合の混合物でもよい。トランス体であることがより好ましい。W1及びW2は、それぞれ置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、シアノ基、炭素原子数1〜10のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基など)、炭素原子数1〜10のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基など)、炭素原子数1〜10のアシル基(ホルミル基、アセチル基など)、炭素原子数1〜10のアルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基など)、炭素原子数1〜10のアシルオキシ基(アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基など)、ニトロ基、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基などが挙げられる。 W 61 and W 62 include 1,4-cyclohexanediyl, 1,4-phenylene, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, 1,3,4-thiadiazole-2,5-diyl, 1,3,4-oxadiazole-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,5-diyl, thiophene-2,5-diyl, pyridazine-3,6-diyl . In the case of 1,4-cyclohexanediyl, there are trans isomers and cis isomers, but either isomer may be used, and a mixture in any proportion may be used. More preferably, it is a trans form. W 1 and W 2 may each have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, etc.), and an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. (Methoxy group, ethoxy group, etc.), C1-10 acyl group (formyl group, acetyl group, etc.), C1-10 alkoxycarbonyl group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, etc.), carbon atom Examples thereof include an acyloxy group having 1 to 10 (acetyloxy group, propionyloxy group, etc.), nitro group, trifluoromethyl group, difluoromethyl group and the like.
前記一般式(VII)で表されるメソゲン基の基本骨格で好ましいものを、以下に例示する。これらに上記置換基が置換していてもよい。 Preferred examples of the basic skeleton of the mesogen group represented by the general formula (VII) are shown below. These may be substituted with the above substituents.
以下に、前記一般式(VI)で表される化合物の例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、一般式(VI)で表される化合物は、特表平11−513019号公報に記載の方法で合成することができる。 Examples of the compound represented by the general formula (VI) are shown below, but the present invention is not limited thereto. The compound represented by the general formula (VI) can be synthesized by the method described in JP-T-11-513019.
順波長分散特性をもつ液晶性化合物の他の態様として、ディスコティック液晶性化合物が挙げられる。前記光学異方性層は、モノマー等の低分子量の液晶性ディスコティック化合物の層又は重合性の液晶性ディスコティック化合物の重合(硬化)により得られるポリマーの層であってもよい。前記ディスコティック(円盤状)化合物の例としては、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.71巻、111頁(1981年)に記載されているベンゼン誘導体、C.Destradeらの研究報告、Mol.Cryst.122巻、141頁(1985年)、Physicslett,A,78巻、82頁(1990)に記載されているトルキセン誘導体、B.Kohneらの研究報告、Angew.Chem.96巻、70頁(1984年)に記載されたシクロヘキサン誘導体及びJ.M.Lehnらの研究報告、J.Chem.Commun.,1794頁(1985年)、J.Zhangらの研究報告、J.Am.Chem.Soc.116巻、2655頁(1994年)に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルなどを挙げることができる。上記ディスコティック(円盤状)化合物は、一般的にこれらを分子中心の円盤状の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等の基(L)が放射線状に置換された構造であり、液晶性を示し、一般的にディスコティック液晶とよばれるものが含まれる。ただし、このような分子の集合体が一様に配向した場合は負の一軸性を示すが、この記載に限定されるものではない。また、本発明において、円盤状化合物から形成したとは、最終的にできた物が前記化合物である必要はなく、例えば、前記低分子ディスコティック液晶が熱、光等で反応する基を有しており、結果的に熱、光等で反応により重合又は架橋し、高分子量化し液晶性を失ったものも含まれる。 Another embodiment of the liquid crystalline compound having forward wavelength dispersion characteristics is a discotic liquid crystalline compound. The optically anisotropic layer may be a layer of a low molecular weight liquid crystal discotic compound such as a monomer or a polymer layer obtained by polymerization (curing) of a polymerizable liquid crystal discotic compound. Examples of the discotic (discotic) compound include C.I. Destrade et al., Mol. Cryst. 71, 111 (1981), benzene derivatives described in C.I. Destrade et al., Mol. Cryst. 122, 141 (1985), Physicslett, A, 78, 82 (1990); Kohne et al., Angew. Chem. 96, page 70 (1984) and the cyclohexane derivatives described in J. Am. M.M. Lehn et al. Chem. Commun. , 1794 (1985), J. Am. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc. 116, page 2655 (1994), and azacrown-based and phenylacetylene-based macrocycles. The above discotic (discotic) compounds generally have a discotic nucleus at the center of the molecule, and groups (L) such as linear alkyl groups, alkoxy groups, and substituted benzoyloxy groups are substituted in a radial pattern. In other words, it has liquid crystallinity and generally includes a so-called discotic liquid crystal. However, when such an aggregate of molecules is uniformly oriented, it exhibits negative uniaxiality, but is not limited to this description. Further, in the present invention, it is not necessary that the final product is formed from a discotic compound, for example, the low molecular discotic liquid crystal has a group that reacts with heat, light, or the like. As a result, it may be polymerized or cross-linked by reaction with heat, light, etc., to have a high molecular weight and lose liquid crystallinity.
下記一般式(VIII)で表わされるディスコティック液晶性化合物を用いるのが好ましい。
一般式(VIII): D(−L−P)n
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。
It is preferable to use a discotic liquid crystalline compound represented by the following general formula (VIII).
Formula (VIII): D (-LP) n
In the formula, D is a discotic core, L is a divalent linking group, P is a polymerizable group, and n is an integer of 4 to 12.
前記式(VIII)中、円盤状コア(D)、二価の連結基(L)及び重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ、特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、(L1)〜(L25)、(P1)〜(P18)が挙げられ、同公報に記載される円盤状コア(D)、二価の連結基(L)及び重合性基(P)に関する内容をここに好ましく適用することができる。 In the formula (VIII), preferred specific examples of the discotic core (D), the divalent linking group (L), and the polymerizable group (P) are (D1) described in JP-A No. 2001-4837, respectively. To (D15), (L1) to (L25), (P1) to (P18), and the disk-shaped core (D), divalent linking group (L) and polymerizable group ( The contents regarding P) can be preferably applied here.
上記ディスコティック化合物の好ましい例を下記に示す。 Preferred examples of the discotic compound are shown below.
光学異方性層は、前記一般式(I)又は(II)で表される化合物、及び所望により他の液晶性化合物を含有する組成物(例えば塗布液)を、後述する配向層の表面に塗布し、所望の液晶相を示す配向状態とした後、該配向状態を熱又は電離放射線の照射により固定することで作製された層であるのが好ましい。液晶性化合物として、反応性基を有する棒状液晶性化合物を用いる場合、二軸性を発現させるためにはコレステリック配向もしくは傾斜角が厚み方向に徐々に変化しながらねじれたハイブリッドコレステリック配向を、偏光照射によって歪ませることが必要である。偏光照射によって配向を歪ませる方法としては、二色性液晶性重合開始剤を用いる方法(EP1389199 A1)や分子内にシンナモイル基等の光配向性官能基を有する棒状液晶性化合物を用いる方法(特開2002−6138号公報)が挙げられる。 The optically anisotropic layer contains a compound (for example, a coating solution) containing the compound represented by the general formula (I) or (II) and, if desired, another liquid crystal compound on the surface of the alignment layer described later. It is preferably a layer prepared by coating and making the alignment state exhibiting a desired liquid crystal phase, and then fixing the alignment state by irradiation with heat or ionizing radiation. When a rod-like liquid crystal compound having a reactive group is used as the liquid crystal compound, polarized light is applied to the cholesteric alignment or the twisted hybrid cholesteric alignment while the inclination angle gradually changes in the thickness direction in order to develop biaxiality. It is necessary to distort by. As a method for distorting the alignment by irradiation with polarized light, a method using a dichroic liquid crystalline polymerization initiator (EP1389199 A1) or a method using a rod-like liquid crystalline compound having a photoalignable functional group such as a cinnamoyl group in the molecule (special feature). No. 2002-6138).
前記光学異方性層が一軸性の場合、上下いずれかの偏光板保護フィルムの光学異方性を最適化することにより、VAモードもしくはIPSモードもしくは半透過モードの液晶セルを正確に光学補償できるので好ましい。いずれの場合においても、色視野角特性改良に対しては、偏光板保護フィルムのレターデーション波長分散が一般的、即ち波長が長くなるにつれてレターデーションが小さくなることで、液晶セルに対して広い波長域で正確に光学補償できる。
前記光学異方性層は、一般式(I)又は(II)で表される化合物を、液晶のダイレクタが一方向に揃うように配向させることにより作製してもよい。このような配向は、ラビング配向層もしくは光配向層上にカイラル性のない液晶層を配向させる方法、磁場もしくは電場で配向させる方法、延伸やせん断のような外力を与えて配向させる方法などによって実現できる。
When the optically anisotropic layer is uniaxial, it is possible to accurately optically compensate a VA mode, IPS mode or transflective mode liquid crystal cell by optimizing the optical anisotropy of the upper or lower polarizing plate protective film. Therefore, it is preferable. In any case, for the improvement of the color viewing angle characteristics, the retardation wavelength dispersion of the polarizing plate protective film is general, that is, the retardation becomes smaller as the wavelength becomes longer, so that a wider wavelength for the liquid crystal cell. Optical compensation can be made accurately over a wide range.
The optically anisotropic layer may be prepared by aligning the compound represented by the general formula (I) or (II) so that the directors of the liquid crystal are aligned in one direction. Such alignment is realized by a method of aligning a non-chiral liquid crystal layer on a rubbing alignment layer or photo-alignment layer, a method of aligning by a magnetic field or an electric field, a method of aligning by applying an external force such as stretching or shearing, etc. it can.
前記一般式(I)又は(II)で表される液晶性化合物は、層中において、水平配向、垂直配向、傾斜配向、及びねじれ配向のいずれの配向状態で固定されていてもよいが、水平配向、垂直配向、ねじれ配向が好ましく、水平配向が最も好ましい。水平配向については、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が10度未満の配向を意味するものとする。 The liquid crystalline compound represented by the general formula (I) or (II) may be fixed in any orientation state of horizontal orientation, vertical orientation, tilt orientation, and twist orientation in the layer. Orientation, vertical orientation, and twist orientation are preferred, and horizontal orientation is most preferred. The horizontal alignment is not required to be strictly parallel, and in this specification, it means an alignment having an inclination angle of less than 10 degrees with the horizontal plane.
液晶性化合物からなる光学異方性層を2層以上積層する場合、液晶性化合物の組み合わせについては特に限定されず、全て一般式(I)で表される液晶性化合物を利用して形成した層の積層体、全て一般式(II)で表される液晶性化合物を利用して形成した層の積層体、前記一般式(I)の化合物と一般式(II)の化合物とをそれぞれ利用して形成した層の積層体のいずれであってもよい。また、その他、円盤状液晶性化合物を利用して形成した層、及び/又は棒状性液晶性化合物を利用して形成した層との積層体であってもよい。また、各層の配向状態の組み合わせも特に限定されず、同じ配向状態の光学異方性層を積層してもよいし、異なる配向状態の光学異方性層を積層してもよい。 When two or more optically anisotropic layers made of a liquid crystalline compound are laminated, the combination of the liquid crystalline compounds is not particularly limited, and the layers are all formed using the liquid crystalline compound represented by the general formula (I). A laminate of layers formed using a liquid crystalline compound represented by the general formula (II), a compound of the general formula (I) and a compound of the general formula (II), respectively. Any of the laminates of the formed layers may be used. In addition, it may be a laminate of a layer formed using a discotic liquid crystalline compound and / or a layer formed using a rod-shaped liquid crystalline compound. The combination of the alignment states of the layers is not particularly limited, and optically anisotropic layers having the same alignment state may be stacked, or optically anisotropic layers having different alignment states may be stacked.
光学異方性層は、液晶性化合物及び下記の重合開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、後述する所定の配向層の上に塗布することで形成することが好ましい。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライド及びケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。 The optically anisotropic layer is preferably formed by applying a coating liquid containing a liquid crystalline compound and the following polymerization initiator and other additives onto a predetermined alignment layer described later. As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.
[液晶性化合物の配向状態の固定化]
配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定することが好ましい。固定化は、液晶性化合物に導入した反応性基の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応がより好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)が含まれる。
[Fixation of alignment state of liquid crystalline compounds]
The aligned liquid crystalline compound is preferably fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably carried out by a polymerization reaction of a reactive group introduced into the liquid crystal compound. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator, and a photopolymerization reaction is more preferable. Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatics. Group acyloin compounds (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compounds (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), combinations of triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketone (US patents) No. 3549367), acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (described in U.S. Pat. No. 4,221,970).
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。液晶性化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2〜10J/cm2であることが好ましく、100〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、窒素雰囲気下あるいは加熱条件下で光照射を実施してもよい。 The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. The irradiation energy is preferably 20mJ / cm 2 ~10J / cm 2 , further preferably 100 to 800 mJ / cm 2. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under a nitrogen atmosphere or under heating conditions.
前記光学異方性層の形成用組成物中に、下記一般式(1)〜(3)で表される化合物の少なくとも一種を含有させることで、液晶性化合物の分子を実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書において「水平配向」とは、棒状液晶の場合、分子長軸と透明支持体の水平面が平行であることをいい、円盤状液晶の場合、円盤状液晶性化合物のコアの円盤面と透明支持体の水平面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が10度未満の配向を意味するものとする。傾斜角は0〜5度が好ましく、0〜3度がより好ましく、0〜2度がさらに好ましく、0〜1度が最も好ましい。
以下、下記一般式(1)〜(3)について、順に説明する。
By containing at least one of the compounds represented by the following general formulas (1) to (3) in the composition for forming the optically anisotropic layer, the molecules of the liquid crystalline compound are substantially horizontally aligned. be able to. In the present specification, “horizontal alignment” means that, in the case of a rod-like liquid crystal, the molecular long axis and the horizontal plane of the transparent support are parallel, and in the case of a disc-like liquid crystal, the circle of the core of the disc-like liquid crystal compound. The horizontal plane of the board and the transparent support is said to be parallel, but it is not required to be strictly parallel. In the present specification, an orientation with an inclination angle of less than 10 degrees with the horizontal plane is meant. And The inclination angle is preferably 0 to 5 degrees, more preferably 0 to 3 degrees, further preferably 0 to 2 degrees, and most preferably 0 to 1 degree.
Hereinafter, the following general formulas (1) to (3) will be described in order.
一般式(1)
一般式(2)
式中、Rは置換基を表し、mは0〜5の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数個のRは同一でも異なっていてもよい。Rとして好ましい置換基は、R1、R2、及びR3で表される置換基の好ましい範囲として挙げてものと同じである。mは、好ましくは1〜3の整数を表し、特に好ましくは2又は3である。 In the formula, R represents a substituent, and m represents an integer of 0 to 5. When m represents an integer greater than or equal to 2, several R may be same or different. Preferred substituents for R are the same as those recited as preferred ranges for the substituents represented by R 1 , R 2 , and R 3 . m preferably represents an integer of 1 to 3, particularly preferably 2 or 3.
一般式(3)
式中、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は各々独立して、水素原子又は置換基を表す。R4、R5、R6、R7、R8及びR9でそれぞれ表される置換基は、好ましくは一般式(I)におけるR1、R2及びR3で表される置換基の好ましいものとして挙げたものである。本発明に用いられる水平配向剤については、特開2005−99248号公報の段落番号[0092]〜[0096]に記載の化合物を用いることができ、それら化合物の合成法も該明細書に記載されている。 In the formula, R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. The substituents represented by R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each preferably a substituent represented by R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (I). It is listed as a thing. As the horizontal alignment agent used in the present invention, the compounds described in paragraph numbers [0092] to [0096] of JP-A-2005-99248 can be used, and the synthesis method of these compounds is also described in the specification. ing.
前記一般式(1)〜(3)で表される化合物の添加量としては、液晶性化合物の質量の0.01〜20質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.02〜1質量%が特に好ましい。なお、前記一般式(1)〜(3)にて表される化合物は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 The amount of the compound represented by the general formulas (1) to (3) is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass based on the mass of the liquid crystal compound. 02-1 mass% is especially preferable. In addition, the compounds represented by the general formulas (1) to (3) may be used alone or in combination of two or more.
[配向層]
上記した様に、前記光学異方性層の形成には、配向層を利用してもよい。配向層は、一般に透明支持体上又は該透明支持体に塗設された下塗層上に設けられる。配向層は、その上に設けられる液晶性化合物の配向方向を規定するように機能する。配向層は、光学異方性層に配向性を付与できるものであれば、どのような層でもよい。配向層の好ましい例としては、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理された層、無機化合物の斜方蒸着層、及びマイクログルーブを有する層、さらにω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド及びステアリル酸メチル等のラングミュア・ブロジェット法(LB膜)により形成される累積膜、あるいは電場あるいは磁場の付与により誘電体を配向させた層を挙げることができる。
[Alignment layer]
As described above, an alignment layer may be used to form the optically anisotropic layer. The alignment layer is generally provided on a transparent support or an undercoat layer coated on the transparent support. The alignment layer functions so as to define the alignment direction of the liquid crystal compound provided thereon. The orientation layer may be any layer as long as it can impart orientation to the optically anisotropic layer. Preferred examples of the alignment layer include a rubbing treatment layer of an organic compound (preferably a polymer), an oblique deposition layer of an inorganic compound, and a layer having a microgroove, and ω-tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride and stearyl. Examples thereof include a cumulative film formed by Langmuir-Blodgett method (LB film) such as methyl acid, or a layer in which a dielectric is oriented by applying an electric field or a magnetic field.
配向層用の有機化合物の例としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ(N−メチロールアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリビルアルコール及びアルキル基(炭素原子数6以上が好ましい)を有するアルキル変性ポリビルアルコールを挙げることができる。 Examples of organic compounds for the alignment layer include polymethyl methacrylate, acrylic acid / methacrylic acid copolymer, styrene / maleimide copolymer, polyvinyl alcohol, poly (N-methylolacrylamide), styrene / vinyltoluene copolymer. , Polymers such as chlorosulfonated polyethylene, nitrocellulose, polyvinyl chloride, chlorinated polyolefin, polyester, polyimide, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, carboxymethyl cellulose, polyethylene, polypropylene and polycarbonate, and Examples of the compound include a silane coupling agent. Examples of preferred polymers include polyimide, polystyrene, polymers of styrene derivatives, gelatin, polyvinyl alcohol, and alkyl-modified polyvinyl alcohol having an alkyl group (preferably having 6 or more carbon atoms).
配向層の形成には、ポリマーを使用するのが好ましい。利用可能なポリマーの種類は、液晶性化合物の配向(特に平均傾斜角)に応じて決定することができる。例えば、液晶性化合物を水平に配向させるためには配向層の表面エネルギーを低下させないポリマー(通常の配向用ポリマー)を用いる。具体的なポリマーの種類については液晶セル又は光学補償シートについて種々の文献に記載がある。例えば、ポリビニルアルコールもしくは変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸もしくはポリアクリル酸エステルとの共重合体、ポリビニルピロリドン、セルロースもしくは変性セルロース等が好ましく用いられる。配向層用素材には液晶性化合物の反応性基と反応できる官能基を有してもよい。反応性基は、側鎖に反応性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向層を用いることがより好ましく、かかる配向層としては特開平9−152509号公報に記載されており、酸クロライドやカレンズMOI(昭和電工(株)製)を用いて側鎖にアクリル基を導入した変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。配向層の厚さは0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜2μmであることがさらに好ましい。配向層は酸素遮断膜としての機能を有していてもよい。 A polymer is preferably used for forming the alignment layer. The type of polymer that can be used can be determined according to the orientation (particularly the average tilt angle) of the liquid crystal compound. For example, in order to align the liquid crystalline compound horizontally, a polymer that does not decrease the surface energy of the alignment layer (ordinary alignment polymer) is used. Specific types of polymers are described in various documents about liquid crystal cells or optical compensation sheets. For example, polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol, a copolymer with polyacrylic acid or polyacrylate, polyvinyl pyrrolidone, cellulose, or modified cellulose are preferably used. The alignment layer material may have a functional group capable of reacting with the reactive group of the liquid crystal compound. The reactive group can be introduced by introducing a repeating unit having a reactive group in the side chain or as a substituent of a cyclic group. It is more preferable to use an alignment layer that forms a chemical bond with the liquid crystal compound at the interface. Such an alignment layer is described in JP-A-9-152509, and acid chloride or Karenz MOI (manufactured by Showa Denko KK). The modified polyvinyl alcohol in which an acrylic group is introduced into the side chain by using The thickness of the alignment layer is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 2 μm. The alignment layer may have a function as an oxygen blocking film.
また、LCDの配向層として広く用いられているポリイミド膜(好ましくはフッ素原子含有ポリイミド)も有機配向層として好ましい。これはポリアミック酸(例えば、日立化成工業(株)製のLQ/LXシリーズ、日産化学(株)製のSEシリーズ等)を支持体面に塗布し、100〜300℃で0.5〜1時間焼成した後、ラビングすることにより得られる。 A polyimide film (preferably fluorine atom-containing polyimide) widely used as an alignment layer for LCD is also preferable as the organic alignment layer. This is a polyamic acid (for example, LQ / LX series manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., SE series manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., etc.) is applied to the support surface and baked at 100 to 300 ° C. for 0.5 to 1 hour. And then obtained by rubbing.
また、前記ラビング処理は、LCDの液晶配向処理工程として広く採用されている処理方法を利用することができる。即ち、配向層の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維などを用いて一定方向に擦ることにより配向を得る方法を用いることができる。一般的には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布などを用いて数回程度ラビングを行うことにより実施される。 Moreover, the rubbing process can utilize a processing method widely adopted as a liquid crystal alignment process of LCD. That is, a method of obtaining the orientation by rubbing the surface of the orientation layer in a certain direction using paper, gauze, felt, rubber, nylon, polyester fiber or the like can be used. In general, it is carried out by rubbing several times using a cloth in which fibers having a uniform length and thickness are flocked on average.
また、無機斜方蒸着膜の蒸着物質としては、SiO2を代表とし、TiO2、ZnO2等の金属酸化物、あるいやMgF2等のフッ化物、さらにAu、Al、等の金属が挙げられる。尚、金属酸化物は、高誘電率のものであれば斜方蒸着物質として用いることができ、上記に限定されるものではない。無機斜方蒸着膜は、蒸着装置を用いて形成することができる。フィルム(支持体)を固定して蒸着するか、あるいは長尺フィルムを移動させて連続的に蒸着することにより無機斜方蒸着膜を形成することができる。 Moreover, as a vapor deposition material for the inorganic oblique vapor deposition film, SiO 2 is representative, metal oxides such as TiO 2 and ZnO 2 , fluorides such as MgF 2 , and metals such as Au and Al. . The metal oxide can be used as an oblique deposition material as long as it has a high dielectric constant, and is not limited to the above. The inorganic oblique deposition film can be formed using a deposition apparatus. An inorganic oblique vapor deposition film can be formed by fixing the film (support) and performing vapor deposition, or moving the long film and performing continuous vapor deposition.
光学異方性層は、液晶性化合物を仮配向層上で配向させ、その配向を固定化した後、透明支持体に粘着剤を用いるなどして転写することもできるが、生産性の観点からは転写なしに直接形成することが好ましい。 The optically anisotropic layer can be transferred by aligning the liquid crystalline compound on the temporary alignment layer, fixing the alignment, and then using an adhesive on the transparent support, but from the viewpoint of productivity. Is preferably formed directly without transfer.
[感光性樹脂層]
本発明でいう転写材料に用いられる感光性樹脂層は、感光性樹脂組成物よりなり、マスク等を介して光照射した際に露光部と未露光部に基板への転写性の差が生じればポジ型でもネガ型でもよく特に限定はない。前記感光性樹脂層は、少なくとも(1)アルカリ可溶性樹脂と、(2)モノマー又はオリゴマーと、(3)光重合開始剤又は光重合開始剤系と、を含む樹脂組成物から形成するのが好ましい。また、基板上にカラーフィルタと同時に光学異方性層を形成する態様においてはさらに加えて、(4)染料又は顔料のような着色剤を含む着色樹脂組成物から形成するのが好ましい。
以下、これら(1)〜(4)の成分について説明する。
[Photosensitive resin layer]
The photosensitive resin layer used for the transfer material in the present invention is made of a photosensitive resin composition, and when exposed to light through a mask or the like, a difference in transferability to the substrate occurs between the exposed and unexposed areas. There is no particular limitation as long as it is positive or negative. The photosensitive resin layer is preferably formed from a resin composition containing at least (1) an alkali-soluble resin, (2) a monomer or an oligomer, and (3) a photopolymerization initiator or a photopolymerization initiator system. . In addition, in the embodiment in which the optically anisotropic layer is formed simultaneously with the color filter on the substrate, (4) it is preferably formed from a colored resin composition containing a colorant such as a dye or pigment.
Hereinafter, the components (1) to (4) will be described.
(1)アルカリ可溶性樹脂
前記アルカリ可溶性樹脂(以下、単に「バインダ」ということがある。)としては、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基などの極性基を有するポリマーが好ましい。その例としては、特開昭59−44615号公報、特公昭54−34327号公報、特公昭58−12577号公報、特公昭54−25957号公報、特開昭59−53836号公報及び特開昭59−71048号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができ、またこの他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。また、特に好ましい例として、米国特許第4139391号明細書に記載のベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸との共重合体や、ベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよく、着色樹脂組成物の全固形分に対する含有量は20〜50質量%が一般的であり、25〜45質量%が好ましい。
(1) Alkali-soluble resin The alkali-soluble resin (hereinafter sometimes simply referred to as “binder”) is preferably a polymer having a polar group such as a carboxylic acid group or a carboxylic acid group in the side chain. Examples thereof include JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, JP-A-59-53836, and JP-A-57-36. A methacrylic acid copolymer, an acrylic acid copolymer, an itaconic acid copolymer, a crotonic acid copolymer, a maleic acid copolymer, a partially esterified maleic acid copolymer as described in JP-A-59-71048 Etc. Moreover, the cellulose derivative which has a carboxylic acid group in a side chain can also be mentioned, In addition to this, what added the cyclic acid anhydride to the polymer which has a hydroxyl group can also be used preferably. Further, as particularly preferred examples, copolymers of benzyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid described in US Pat. No. 4,139,391, benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid and other monomers And a multi-component copolymer. The binder polymer having these polar groups may be used alone or in the form of a composition used in combination with a normal film-forming polymer, and the content relative to the total solid content of the colored resin composition 20-50 mass% is common, and 25-45 mass% is preferable.
(2)モノマー又はオリゴマー
前記感光性樹脂層に使用されるモノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を2個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後(メタ)アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
(2) Monomer or oligomer The monomer or oligomer used in the photosensitive resin layer is preferably a monomer or oligomer that has two or more ethylenically unsaturated double bonds and undergoes addition polymerization by light irradiation. . Examples of such monomers and oligomers include compounds having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group in the molecule and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure. Examples include monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) ) Acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, di Pentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, hexane All di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin tri (meth) acrylate; multifunctional such as trimethylolpropane and glycerin Polyfunctional acrylates and polyfunctional methacrylates such as those obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to alcohol and then (meth) acrylated can be mentioned.
更に特公昭48−41708号公報、特公昭50−6034号公報及び特開昭51−37193号公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報及び特公昭52−30490号公報に記載されているポリエステルアクリレート類;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレー卜やメタクリレートを挙げることができる。
これらの中で、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、この他、特開平11−133600号公報に記載の「重合性化合物B」も好適なものとして挙げることができる。
これらのモノマー又はオリゴマーは、単独でも、2種類以上を混合して用いてもよく、着色樹脂組成物の全固形分に対する含有量は5〜50質量%が一般的であり、10〜40質量%が好ましい。
Further, urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034 and JP-A-51-37193; JP-A-48-64183, JP-B-49-43191 And polyester acrylates described in Japanese Patent Publication No. 52-30490; polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid.
Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate are preferable.
In addition, “polymerizable compound B” described in JP-A-11-133600 can also be mentioned as a preferable example.
These monomers or oligomers may be used alone or in admixture of two or more. The content of the colored resin composition with respect to the total solid content is generally 5 to 50% by mass, and 10 to 40% by mass. Is preferred.
(3)光重合開始剤又は光重合開始剤系
前記感光性樹脂層に使用される光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、米国特許第2367660号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第2448828号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第2722512号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3046127号明細書及び同第2951758号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第3549367号明細書に記載のトリアリールイミダゾール2量体とp−アミノケトンの組み合わせ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−s−トリアジン化合物、米国特許第4239850号明細書に記載されているトリハロメチル−トリアジン化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル−s−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール及びトリアリールイミダゾール2量体が好ましい。
また、この他、特開平11−133600号公報に記載の「重合開始剤C」も好適なものとしてあげることができる。
これらの光重合開始剤又は光重合開始剤系は、単独でも、2種類以上を混合して用いてもよいが、特に2種類以上を用いることが好ましい。少なくとも2種の光重合開始剤を用いると、表示特性、特に表示のムラが少なくできる。
着色樹脂組成物の全固形分に対する光重合開始剤又は光重合開始剤系の含有量は、0.5〜20質量%が一般的であり、1〜15質量%が好ましい。
(3) Photopolymerization initiator or photopolymerization initiator system As the photopolymerization initiator or photopolymerization initiator system used in the photosensitive resin layer, a vicinal poly disclosed in US Pat. No. 2,367,660 is used. Ketaldonyl compounds, acyloin ether compounds described in US Pat. No. 2,448,828, aromatic acyloin compounds substituted with α-hydrocarbons described in US Pat. No. 2,722,512, US Pat. No. 3,046,127 And a polynuclear quinone compound described in U.S. Pat. No. 2,951,758, a combination of a triarylimidazole dimer described in U.S. Pat. No. 3,549,367 and a p-aminoketone, and a benzoin described in JP-B 51-48516. Thiazole compounds and trihalomethyl-s-triazine compounds, US Pat. No. 4,239,850 The listed trihalomethyl - triazine compound include a trihalomethyl oxadiazole compounds described in U.S. Pat. No. 4,212,976. In particular, trihalomethyl-s-triazine, trihalomethyloxadiazole, and triarylimidazole dimer are preferable.
In addition, “polymerization initiator C” described in JP-A-11-133600 can also be mentioned as a preferable example.
These photopolymerization initiators or photopolymerization initiator systems may be used singly or in combination of two or more, but it is particularly preferable to use two or more. When at least two kinds of photopolymerization initiators are used, display characteristics, particularly display unevenness, can be reduced.
The content of the photopolymerization initiator or the photopolymerization initiator system with respect to the total solid content of the colored resin composition is generally 0.5 to 20% by mass, and preferably 1 to 15% by mass.
(4)着色剤
前記着色樹脂組成物には、公知の着色剤(染料、顔料)を添加することができる。該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、着色樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が0.1μm以下、特には0.08μm以下であることが好ましい。
上記公知の染料ないし顔料としては、特開2004−302015号公報の段落番号[0033]、米国特許第6,790,568号明細書カラム14に記載の顔料等が挙げられる。
(4) Colorant Known colorants (dyes and pigments) can be added to the colored resin composition. In the case of using a pigment among the known colorants, it is desirable that the pigment is uniformly dispersed in the colored resin composition. Therefore, the particle diameter is preferably 0.1 μm or less, particularly preferably 0.08 μm or less. .
Examples of the known dye or pigment include pigments described in paragraph No. [0033] of JP-A No. 2004-302015 and
本発明における着色剤としては、上記の着色剤の中でも、(i)R(レッド)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・レッド254が、(ii)G(グリーン)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・グリーン36が、(iii)B(ブルー)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・ブルー15:6が好適なものとして挙げられる。更に上記顔料は組み合わせて用いてもよい。 As the colorant in the present invention, among the above-mentioned colorants, (i) R (red) colored resin composition is C.I. I. Pigment Red 254 is C.I. in (ii) G (green) colored resin composition. I. In the colored resin composition of (iii) B (blue), CI Pigment Green 36 is C.I. I. Pigment Blue 15: 6 is a preferable example. Furthermore, the above pigments may be used in combination.
本発明において、併用するのが好ましい上記記載の顔料の組み合わせは、C.I.ピグメント・レッド254では、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・
レッド224、C.I.ピグメント・イエロー139、又は、C.I.ピグメント・バイオレット23との組み合わせが挙げられ、C.I.ピグメント・グリーン36では、C.I.ピグメント・イエロー150、C.I.ピグメント・イエロー139、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・イエロー138、又は、C.I.ピグメント・イエロー180との組み合わせが挙げられ、C.I.ピグメント・ブルー15:6では、C.I.ピグメント・バイオレット23、又は、C.I.ピグメント・ブルー60との組み合わせが挙げられる。
In the present invention, the combination of the above-described pigments preferably used in combination is C.I. I. In pigment red 254, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment
Red 224, C.I. I. Pigment yellow 139 or C.I. I. A combination with Pigment Violet 23; I. In Pigment Green 36, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 138 or C.I. I. A combination with
このように併用する場合の顔料中のC.I.ピグメント・レッド254、C.I.ピグメント・グリーン36、C.I.ピグメント・ブルー15:6の含有量は、C.I.ピグメント・レッド254は、80質量%以上が好ましく、特に90質量%以上が好ましい。C.I.ピグメント・グリーン36は50質量%以上が好ましく、特に60質量%以上が好ましい。C.I.ピグメント・ブルー15:6は、80質量%以上が好ましく、特に90質量%以上が好ましい。 C. in the pigment when used together in this way. I. Pigment red 254, C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. The content of Pigment Blue 15: 6 is C.I. I. The pigment red 254 is preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more. C. I. The pigment green 36 is preferably 50% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more. C. I. Pigment Blue 15: 6 is preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more.
上記顔料は分散液として使用することが望ましい。この分散液は、前記顔料と顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、後述する有機溶媒(又はビヒクル)に添加して分散させることによって調製することができる。前記ビヒクルとは、塗料が液体状態にある時に顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって前記顔料と結合して塗膜を固める部分(バインダ)と、これを溶解希釈する成分(有機溶媒)とを含む。前記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、朝倉邦造著、「顔料の事典」、第一版、朝倉書店、2000年、438項に記載されているニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機が挙げられる。更に該文献310項記載の機械的摩砕により、摩擦力を利用し微粉砕してもよい。 The pigment is desirably used as a dispersion. This dispersion can be prepared by adding and dispersing a composition obtained by previously mixing the pigment and the pigment dispersant in an organic solvent (or vehicle) described later. The vehicle refers to a portion of the medium in which the pigment is dispersed when the paint is in a liquid state, and is a liquid portion that binds to the pigment and hardens the coating film (binder), and a component that dissolves and dilutes the portion. (Organic solvent). The disperser used for dispersing the pigment is not particularly limited. For example, the kneader described in Kazuzo Asakura, “Encyclopedia of Pigments”, first edition, Asakura Shoten, 2000, 438, Known dispersing machines such as a roll mill, an atrider, a super mill, a dissolver, a homomixer, and a sand mill can be used. Further, fine grinding may be performed using frictional force by mechanical grinding described in Item 310 of the document.
本発明で用いる着色剤(顔料)は、数平均粒径0.001〜0.1μmのものが好ましく、更に0.01〜0.08μmのものが好ましい。顔料数平均粒径が0.001μm未満であると、粒子表面エネルギーが大きくなり凝集し易くなり、顔料分散が難しくなると共に、分散状態を安定に保つのも難しくなり好ましくない。また、顔料数平均粒径が0.1μmを超えると、顔料による偏光の解消が生じ、コントラストが低下し、好ましくない。尚、ここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この100個平均値を言う。 The colorant (pigment) used in the present invention preferably has a number average particle diameter of 0.001 to 0.1 μm, more preferably 0.01 to 0.08 μm. When the number average particle diameter of the pigment is less than 0.001 μm, the particle surface energy is increased and the particles are easily aggregated, so that it is difficult to disperse the pigment and it is difficult to keep the dispersion state stable. On the other hand, if the number average particle diameter of the pigment exceeds 0.1 μm, the polarization is canceled by the pigment, and the contrast is lowered. The “particle diameter” as used herein refers to the diameter when the electron micrograph image of the particle is a circle of the same area, and the “number average particle diameter” is the above-mentioned particle diameter for a number of particles, The average value of 100 is said.
着色画素のコントラストは、分散されている顔料の粒径を小さくすることで向上させることができる。粒径を小さくするには、顔料分散物の分散時間を調節することで達成できる。分散には、上記記載の公知の分散機を用いることができる。分散時間は好ましくは10〜30時間であり、更に好ましくは18〜30時間、最も好ましくは24〜30時間である。分散時間が10時間未満であると、顔料粒径が大きく、顔料による偏光の解消が生じ、コントラストが低下することがある。一方、30時間を越えると、分散液の粘度が上昇し、塗布が困難になることがある。また、2色以上の着色画素のコントラストの差を600以内にするには、顔料粒径を調節して、所望のコントラストとすればよい。 The contrast of the colored pixels can be improved by reducing the particle size of the dispersed pigment. Reduction of the particle size can be achieved by adjusting the dispersion time of the pigment dispersion. For dispersion, the known disperser described above can be used. The dispersion time is preferably 10 to 30 hours, more preferably 18 to 30 hours, and most preferably 24 to 30 hours. When the dispersion time is less than 10 hours, the pigment particle size is large, the polarization due to the pigment is canceled, and the contrast may be lowered. On the other hand, if it exceeds 30 hours, the viscosity of the dispersion liquid increases and application may be difficult. Further, in order to make the difference in contrast between two or more colored pixels within 600, the pigment particle diameter is adjusted to obtain a desired contrast.
前記感光性樹脂層より形成されるカラーフィルタの各着色画素のコントラストは、2000以上が好ましく、より好ましくは2800以上、更に好ましくは3000以上であり、最も好ましくは3400以上である。カラーフィルタを構成する各着色画素のコントラストが2000以下だと、これを有する液晶表示装置の画像を観察すると、全体に白っぽい印象となり、見難く好ましくない。また、各着色画素のコントラストの差が、好ましくは600以内であり、より好ましくは410以内であり、更に好ましくは350以内、最も好ましくは200以内である。各着色画素のコントラストの差が600以内であると、黒表示時における各着色画素部からの光漏れ量が大きく相違しない為、黒表示の色バランスがよいため好ましい。 The contrast of each colored pixel of the color filter formed from the photosensitive resin layer is preferably 2000 or more, more preferably 2800 or more, still more preferably 3000 or more, and most preferably 3400 or more. When the contrast of each colored pixel constituting the color filter is 2000 or less, when an image of a liquid crystal display device having the color pixel is observed, an overall whitish impression is obtained, which is not preferable. Further, the difference in contrast between the colored pixels is preferably within 600, more preferably within 410, still more preferably within 350, and most preferably within 200. It is preferable that the difference in contrast between the colored pixels is within 600 because the amount of light leakage from each colored pixel portion during black display does not differ greatly, and the color balance of black display is good.
本明細書において、「着色画素のコントラスト」とは、カラーフィルタを構成するR、G、Bについて、色毎に個別に評価されるコントラストを意味する。コントラストの測定方法は次の通りである。被測定物の両側に偏光板を重ねて、偏光板の偏光方向を互いに平行にした状態で、一方の偏光板の側からバックライトを当てて、他方の偏光板を通過した光の輝度Y1を測定する。次に偏光板を互いに直交させた状態で、一方の偏光板の側からバックライトを当てて、他方の偏光板を通過した光の輝度Y2を測定する。得られた測定値を用いて、コントラストはY1/Y2で算出される。尚、コントラスト測定に用いる偏光板は、該カラーフィルタを使用する液晶表示装置に用いる偏光板と同一のものとする。 In the present specification, “contrast of colored pixels” means a contrast that is individually evaluated for each color of R, G, and B constituting the color filter. The contrast measurement method is as follows. In the state where the polarizing plates are overlapped on both sides of the object to be measured and the polarizing directions of the polarizing plates are parallel to each other, the backlight Y is applied from the side of one polarizing plate, and the luminance Y1 of the light passing through the other polarizing plate is obtained. taking measurement. Next, in a state where the polarizing plates are orthogonal to each other, a backlight is applied from the side of one polarizing plate, and the luminance Y2 of the light passing through the other polarizing plate is measured. The contrast is calculated by Y1 / Y2 using the obtained measurement value. Note that the polarizing plate used for contrast measurement is the same as the polarizing plate used for the liquid crystal display device using the color filter.
感光性樹脂層により形成されるカラーフィルタにおいては、表示ムラ(膜厚変動による色ムラ)を効果的に防止するという観点から、該着色樹脂組成物中に適切な界面活性剤を含有させることが好ましい。前記界面活性剤は、感光性樹脂組成物と混ざり合うものであれば使用可能である。本発明に用いる好ましい界面活性剤としては、特開2003−337424号公報[0090]〜[0091]、特開2003−177522号公報[0092]〜[0093]、特開2003−177523号公報[0094]〜[0095]、特開2003−177521号公報[0096]〜[0097]、特開2003−177519号公報[0098]〜[0099]、特開2003−177520号公報[0100]〜[0101]、特開平11−133600号公報の[0102]〜[0103]、特開平6−16684号公報の発明として開示されている界面活性剤が好適なものとして挙げられる。より高い効果を得る為にはフッ素系界面活性剤、及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、又は、シリコン系界面活性剤、フッソ原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましく、フッ素系界面活性剤が最も好ましい。フッ素系界面活性剤を用いる場合、該界面活性剤分子中のフッ素含有置換基のフッ素原子数は1〜38が好ましく、5〜25がより好ましく、7〜20が最も好ましい。フッ素原子数が多すぎるとフッ素を含まない通常の溶媒に対する溶解性が落ちる点で好ましくない。フッ素原子数が少なすぎると、ムラの改善効果が得られない点で好ましくない。 In a color filter formed of a photosensitive resin layer, an appropriate surfactant may be contained in the colored resin composition from the viewpoint of effectively preventing display unevenness (color unevenness due to film thickness variation). preferable. The surfactant can be used as long as it is mixed with the photosensitive resin composition. Preferred surfactants used in the present invention include JP2003-337424A [0090] to [0091], JP2003-177522A [0092] to [0093], and JP2003-177523A [0094]. ] To [0095], JP 2003-177521 A [0096] to [0097], JP 2003-177519 A [0098] to [0099], JP 2003-177520 A [0100] to [0101]. [0102] to [0103] of JP-A-11-133600 and surfactants disclosed as inventions of JP-A-6-16684 are preferred. In order to obtain a higher effect, a fluorosurfactant and / or a silicon surfactant (a fluorosurfactant or a silicon surfactant, a surfactant containing both a fluorine atom and a silicon atom) ) Or two or more types are preferable, and a fluorine-based surfactant is most preferable. When using a fluorosurfactant, the number of fluorine atoms in the fluorine-containing substituent in the surfactant molecule is preferably 1 to 38, more preferably 5 to 25, and most preferably 7 to 20. If the number of fluorine atoms is too large, it is not preferable in that the solubility in an ordinary solvent not containing fluorine is lowered. When the number of fluorine atoms is too small, it is not preferable in that the effect of improving unevenness cannot be obtained.
特に好ましい界面活性剤として、下記一般式(a)及び、一般式(b)で表されるモノマーを含み、且つ一般式(a)/一般式(b)の質量比が20/80〜60/40の共重合体を含有するものが挙げられる。 As a particularly preferred surfactant, a monomer represented by the following general formula (a) and general formula (b) is included, and the mass ratio of the general formula (a) / general formula (b) is 20/80 to 60 / The thing containing 40 copolymers is mentioned.
式中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、R4は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を示す。nは1〜18の整数、mは2〜14の整数を示す。p、qは0〜18の整数を示すが、p、qがいずれも同時に0になる場合は含まない。 In the formula, R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n represents an integer of 1 to 18, and m represents an integer of 2 to 14. p and q represent integers of 0 to 18, but are not included when both p and q are simultaneously 0.
特に好ましい界面活性剤の一般式(a)で表されるモノマーをモノマー(a)、一般式(b)で表されるモノマーをモノマー(b)と記す。一般式(a)に示すCmF2m+1は、直鎖でも分岐鎖でもよい。mは2〜14の整数を示し、好ましくは4〜12の整数である。CmF2m+1の含有量は、モノマー(a)に対して20〜70質量%が好ましく、特に好ましくは40〜60質量%である。R1は水素原子又はメチル基を示す。またnは1〜18を示し、中でも2〜10が好ましい。一般式(b)に示すR2及びR3は、各々独立に水素原子又はメチル基を示し、R4は水素原子又は炭素数が1〜5のアルキル基を示す。p及びqは0〜18の整数を示すが、p、qがいずれも0は含まない。p及びqは好ましくは2〜8である。 A particularly preferred surfactant represented by the general formula (a) is referred to as a monomer (a), and a monomer represented by the general formula (b) is referred to as a monomer (b). C m F 2m + 1 shown in the general formula (a) may be linear or branched. m shows the integer of 2-14, Preferably it is an integer of 4-12. The content of C m F 2m + 1 is preferably 20 to 70% by mass, particularly preferably 40 to 60% by mass, based on the monomer (a). R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. Moreover, n shows 1-18, and 2-10 are preferable especially. R 2 and R 3 shown in the general formula (b) each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. p and q each represent an integer of 0 to 18, but p and q do not include 0. p and q are preferably 2 to 8.
また、特に好ましい界面活性剤1分子中に含まれるモノマー(a)としては、互いに同じ構造のものでも、上記定義範囲で異なる構造のものを用いてもよい。このことは、モノマー(b)についても同様である。 Moreover, as a particularly preferable monomer (a) contained in one molecule of the surfactant, those having the same structure or those having different structures within the above defined range may be used. The same applies to the monomer (b).
特に好ましい界面活性剤の重量平均分子量Mwは、1000〜40000が好ましく、更には5000〜20000がより好ましい。界面活性剤は前記一般式(a)及び一般式(b)で表されるモノマーを含み、且つ一般式(a)/一般式(b)の質量比が20/80〜60/40の共重合体を含有することを特徴とする。特に好ましい界面活性剤100質量部は、モノマー(a)が20〜60質量部、モノマー(b)が80〜40質量部、及びその他の任意モノマーがその残りの質量部からなることが好ましく、更には、モノマー(a)が25〜60質量部、モノマー(b)が60〜40質量部、及びその他の任意モノマーがその残りの質量部からなることが好ましい。 The weight average molecular weight Mw of the particularly preferable surfactant is preferably 1000 to 40000, and more preferably 5000 to 20000. The surfactant contains the monomer represented by the general formula (a) and the general formula (b), and the weight ratio of the general formula (a) / the general formula (b) is 20/80 to 60/40. It is characterized by containing a coalescence. Particularly preferred 100 parts by weight of the surfactant is preferably such that the monomer (a) is 20 to 60 parts by weight, the monomer (b) is 80 to 40 parts by weight, and other optional monomers are the remaining parts by weight. It is preferable that the monomer (a) is 25 to 60 parts by mass, the monomer (b) is 60 to 40 parts by mass, and the other optional monomers are the remaining parts by mass.
モノマー(a)及び(b)以外の共重合可能なモノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、クロルスチレン、ビニル安息香酸、ビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、アミノスチレン等のスチレン及びその誘導体、置換体、ブタジエン、イソプレン等のジエン類、アクリロニトリル、ビニルエーテル類、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、部分エステル化マレイン酸、スチレンスルホン酸無水マレイン酸、ケイ皮酸、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル系単量体等が挙げられる。 Examples of the copolymerizable monomer other than the monomers (a) and (b) include styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, 2-methyl styrene, chlorostyrene, vinyl benzoic acid, sodium vinylbenzene sulfonate, and aminostyrene. Styrene and its derivatives, substituted products, dienes such as butadiene and isoprene, acrylonitrile, vinyl ethers, methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, partially esterified maleic acid, styrene sulfonic acid maleic anhydride, silica And vinyl monomers such as cinnamate, vinyl chloride and vinyl acetate.
特に好ましい界面活性剤は、モノマー(a)、モノマー(b)等の共重合体であるが、そのモノマー配列は特に制限はなくランダムでも規則的、例えば、ブロックでもグラフトでもよい。更に、特に好ましい界面活性剤は、分子構造及び/又はモノマー組成の異なるものを2以上混合して用いることができる。 Particularly preferred surfactants are copolymers such as monomer (a) and monomer (b), but the monomer sequence is not particularly limited and may be random or regular, for example, block or graft. Further, particularly preferable surfactants can be used by mixing two or more of those having different molecular structures and / or monomer compositions.
前記界面活性剤の含有量としては、感光性樹脂層の層全固形分に対して0.01〜10質量%が好ましく、特に0.1〜7質量%が好ましい。界面活性剤は、特定構造の界面活性剤とエチレンオキサイド基、及びポリプロピレンオキサイド基とを所定量含有するもので、感光性樹脂層に特定範囲で含有することにより該感光性樹脂層を備えた液晶表示装置の表示ムラが改善される。全固形分に対して0.01質量%未満であると、表示ムラが改善されず、10質量%を超えると、表示ムラ改善の効果があまり現れない。上記の特に好ましい界面活性剤を前記感光性樹脂層中に含有させカラーフィルタを作製すると、表示ムラが改良される点で好ましい。 As content of the said surfactant, 0.01-10 mass% is preferable with respect to the layer total solid of a photosensitive resin layer, and 0.1-7 mass% is especially preferable. The surfactant contains a predetermined amount of a surfactant having a specific structure, an ethylene oxide group, and a polypropylene oxide group, and a liquid crystal provided with the photosensitive resin layer by containing it in a specific range in the photosensitive resin layer. Display unevenness of the display device is improved. If it is less than 0.01% by mass relative to the total solid content, the display unevenness is not improved, and if it exceeds 10% by mass, the effect of improving the display unevenness does not appear much. When the above-mentioned particularly preferable surfactant is contained in the photosensitive resin layer to produce a color filter, it is preferable in that display unevenness is improved.
好ましいフッ素系界面活性剤の具体例としては、特開2004−163610号公報の段落番号[0054]〜[0063]に記載の化合物が挙げられる。また、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、又は、シリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。本発明においては、一般式(a)で表されるモノマーを含まないフッ素系界面活性剤である、特開2004−331812号公報の段落番号[0046]〜[0052]に記載の化合物を用いることも好ましい。 Specific examples of preferable fluorine-based surfactants include compounds described in paragraph numbers [0054] to [0063] of JP-A No. 2004-163610. Moreover, the following commercially available surfactant can also be used as it is. Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430 and 431 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, and R08. (Dainippon Ink Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.) and other fluorine-based surfactants, or silicon-based surfactants. be able to. Polysiloxane polymers KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) can also be used as the silicon surfactant. In the present invention, a compound described in paragraphs [0046] to [0052] of JP-A No. 2004-331812, which is a fluorine-based surfactant not containing the monomer represented by the general formula (a), is used. Is also preferable.
[その他の層]
転写材料の、支持体と光学異方性層の間には、力学特性や凹凸追従性をコントロールするために熱可塑性樹脂層を形成することが好ましい。熱可塑性樹脂層に用いる成分としては、特開平5−72724号公報に記載されている有機高分子物質が好ましく、ヴイカーVicat法(具体的にはアメリカ材料試験法エーエステーエムデーASTMD1235によるポリマー軟化点測定法)による軟化点が約80℃以下の有機高分子物質より選ばれることが特に好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル或いはそのケン化物の様なエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステル或いはそのケン化物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニル及びそのケン化物の様な塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なスチレン共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なビニルトルエン共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、N−アルコキシメチル化ナイロン、N−ジメチルアミノ化ナイロンの様なポリアミド樹脂等の有機高分子が挙げられる。
[Other layers]
It is preferable to form a thermoplastic resin layer between the support and the optically anisotropic layer of the transfer material in order to control the mechanical properties and the unevenness followability. As the component used for the thermoplastic resin layer, organic polymer materials described in JP-A-5-72724 are preferable. It is particularly preferable that the softening point by the measurement method is selected from organic polymer substances having a temperature of about 80 ° C. or less. Specifically, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ethylene copolymers such as ethylene and vinyl acetate or saponified products thereof, ethylene and acrylic acid esters or saponified products thereof, polyvinyl chloride, vinyl chloride and vinyl acetate and saponified products thereof. Vinyl chloride copolymer such as fluoride, polyvinylidene chloride, vinylidene chloride copolymer, polystyrene, styrene copolymer such as styrene and (meth) acrylic acid ester or saponified product thereof, polyvinyl toluene, vinyl toluene and (meta ) Vinyl toluene copolymer such as acrylic ester or saponified product thereof, poly (meth) acrylic ester, (meth) acrylic ester copolymer such as butyl (meth) acrylate and vinyl acetate, vinyl acetate copolymer Combined nylon, copolymer nylon, N-alkoxyme Le nylon, and organic polymeric polyamide resins such as N- dimethylamino nylon.
転写材料においては、複数の塗布層の塗布時、及び塗布後の保存時における成分の混合を防止する目的から、中間層を設けることが好ましい。該中間層としては、特開平5−72724号公報に「分離層」として記載されている、酸素遮断機能のある酸素遮断膜を用いることが好ましく、この場合、露光時感度がアップし、露光機の時間負荷が減り、生産性が向上する。該酸素遮断膜としては、低い酸素透過性を示し、水又はアルカリ水溶液に分散又は溶解するものが好ましく、公知のものの中から適宜選択することができる。これらの内、特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの組み合わせである。 In the transfer material, it is preferable to provide an intermediate layer for the purpose of preventing mixing of components during application of a plurality of application layers and during storage after application. As the intermediate layer, it is preferable to use an oxygen-blocking film having an oxygen-blocking function, which is described as “separation layer” in JP-A-5-72724. This reduces the time load and improves productivity. The oxygen barrier film is preferably one that exhibits low oxygen permeability and is dispersed or dissolved in water or an aqueous alkali solution, and can be appropriately selected from known ones. Among these, a combination of polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone is particularly preferable.
前記熱可塑性樹脂層や前記中間層を、前記配向層と兼用することもできる。特に前記中間層に好ましく用いられるポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンは配向層としても有効であり、中間層と配向層を1層にすることが好ましい。 The thermoplastic resin layer and the intermediate layer can also be used as the alignment layer. In particular, polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone preferably used for the intermediate layer are also effective as an alignment layer, and it is preferable that the intermediate layer and the alignment layer are made into one layer.
樹脂層の上には、貯蔵の際の汚染や損傷から保護する為に薄い保護フィルムを設けることが好ましい。保護フィルムは仮支持体と同じか又は類似の材料からなってもよいが、樹脂層から容易に分離されねばならない。保護フィルム材料としては例えばシリコン紙、ポリオレフィンもしくはポリテトラフルオロエチレンシートが適当である。 A thin protective film is preferably provided on the resin layer in order to protect it from contamination and damage during storage. The protective film may be made of the same or similar material as the temporary support, but must be easily separated from the resin layer. As the protective film material, for example, silicon paper, polyolefin or polytetrafluoroethylene sheet is suitable.
光学異方性層及び感光性樹脂層、及び所望により形成される配向層、熱可塑性樹脂層及び中間層の各層は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法(米国特許第2681294号明細書)により、塗布により形成することができる。二以上の層を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許第2761791号、同2941898号、同3508947号、同3526528号の各明細書及び原崎勇次著、コーティング工学、253頁、朝倉書店(1973)に記載がある。 The optically anisotropic layer and the photosensitive resin layer, and the orientation layer, the thermoplastic resin layer, and the intermediate layer, which are formed as required, are dip coat method, air knife coat method, curtain coat method, roller coat method, wire bar. It can be formed by coating by a coating method, a gravure coating method or an extrusion coating method (US Pat. No. 2,681,294). Two or more layers may be applied simultaneously. The methods of simultaneous application are described in US Pat. Nos. 2,761,791, 2,941,898, 3,508,947, and 3,526,528 and Yuji Harasaki, Coating Engineering, page 253, Asakura Shoten (1973).
[転写材料を用いた光学異方性層の形成方法]
本発明でいう転写材料を基板上に転写する方法については特に制限されず、基板上に上記光学異方性層及び感光性樹脂層を同時に転写できれば特に方法は限定されない。例えば、フィルム状に形成した本発明でいう転写材料を、感光性樹脂層面を基板表面側にして、ラミネータを用いて加熱及び/又は加圧したローラー又は平板で圧着又は加熱圧着して、貼り付けることができる。具体的には、特開平7−110575号公報、特開平11−77942号公報、特開2000−334836号公報、特開2002−148794号公報に記載のラミネータ及びラミネート方法が挙げられるが、低異物の観点で、特開平7−110575号公報に記載の方法を用いるのが好ましい。その後、支持体は剥離してもよく、剥離によって露出した光学異方性層表面に、他の層、例えば電極層等を形成してもよい。
[Method of forming optically anisotropic layer using transfer material]
The method for transferring the transfer material on the substrate in the present invention is not particularly limited, and the method is not particularly limited as long as the optically anisotropic layer and the photosensitive resin layer can be simultaneously transferred onto the substrate. For example, the transfer material referred to in the present invention formed in a film shape is attached by pressing or thermocompression bonding with a roller or flat plate heated and / or pressurized using a laminator with the photosensitive resin layer side facing the substrate surface side. be able to. Specific examples include laminators and laminating methods described in JP-A-7-110575, JP-A-11-77942, JP-A-2000-334836, and JP-A-2002-148794. From this point of view, it is preferable to use the method described in JP-A-7-110575. Thereafter, the support may be peeled off, and another layer such as an electrode layer may be formed on the surface of the optically anisotropic layer exposed by peeling.
転写材料を転写する被転写材料である基板は、例えば、透明基板が用いられ、表面に酸化ケイ素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス板等の公知のガラス板、或いは、プラスチックフィルム等を挙げることができる。被転写材料はまた透明支持体上にベタの光学異方性層等の層が設けられたものであってもよい。また、被転写材料は、予めカップリング処理を施しておくことにより、感光性樹脂層との密着を良好にすることができる。該カップリング処理としては、特開2000−39033号公報記載の方法が好適に用いられる。尚、特に限定されるわけではないが、基板の膜厚としては、700〜1200μmが一般的に好ましい。 The substrate that is the transfer material for transferring the transfer material is, for example, a transparent substrate, a soda glass plate having a silicon oxide film on the surface, a low expansion glass, a non-alkali glass, a known glass plate such as a quartz glass plate, Or a plastic film etc. can be mentioned. The material to be transferred may be one in which a layer such as a solid optically anisotropic layer is provided on a transparent support. Moreover, the material to be transferred can be well adhered to the photosensitive resin layer by performing a coupling treatment in advance. As the coupling treatment, a method described in JP 2000-39033 A is preferably used. In addition, although it does not necessarily limit, as a film thickness of a board | substrate, 700-1200 micrometers is generally preferable.
反射領域にλ/4層を形成するためには、転写後にパターン露光を行う。パターン露光は、被転写材料上に形成された感光性樹脂層の上方に所定のマスクを配置し、その後該マスクを介してマスク上方から露光してもよいし、レーザや電子線などを用いてマスクなしに決められた位置にフォーカスして露光してもよい。現像によって、特定の樹脂層と光学異方性層との積層体が、所定の位置に基板上に配置されたパターンが形成される。半透過型液晶表示装置の場合、反射領域に対応する形状のマスクでこの工程を実施することにより、反射領域にλ/4層を有する基板を得ることができる。ここで、前記露光の光源としては、樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射できるものであれば適宜選定して用いることができる。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。露光量としては、通常5〜200mJ/cm2程度であり、好ましくは10〜100mJ/cm2程度である。 In order to form the λ / 4 layer in the reflective region, pattern exposure is performed after the transfer. In pattern exposure, a predetermined mask may be arranged above the photosensitive resin layer formed on the transfer material, and then exposed from above the mask through the mask, or using a laser or an electron beam. Exposure may be performed with focus on a predetermined position without a mask. By development, a pattern in which a laminate of a specific resin layer and an optically anisotropic layer is arranged on a substrate at a predetermined position is formed. In the case of a transflective liquid crystal display device, a substrate having a λ / 4 layer in the reflective region can be obtained by performing this process using a mask having a shape corresponding to the reflective region. Here, as the light source for exposure, any light source capable of irradiating light in a wavelength region capable of curing the resin layer (for example, 365 nm, 405 nm, etc.) can be appropriately selected and used. Specifically, an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, etc. are mentioned. As an exposure amount, it is about 5-200 mJ / cm < 2 > normally, Preferably it is about 10-100 mJ / cm < 2 >.
また、露光後の現像工程に用いられる現像液としては特に制約はなく、特開平5−72724号公報に記載のものなど、公知の現像液を使用することができる。尚、現像液は樹脂層が溶解型の現像挙動をするものが好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含むものが好ましいが、更に水と混和性を有する有機溶剤を少量添加してもよい。水と混和性を有する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。該有機溶剤の濃度は0.1質量%〜30質量%が好ましい。
また、上記現像液には、更に公知の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の濃度は0.01質量%〜10質量%が好ましい。
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a developing solution used for the image development process after exposure, Well-known developing solutions, such as the thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 5-72724, can be used. The developer preferably has a resin-type developing behavior such as a resin layer. For example, a developer containing a compound having a pKa of 7 to 13 at a concentration of 0.05 to 5 mol / L is preferable, but is further miscible with water. A small amount of an organic solvent having Examples of organic solvents miscible with water include methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, butanol, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, and benzyl alcohol. , Acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ε-caprolactone, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoramide, ethyl lactate, methyl lactate, ε-caprolactam, N-methylpyrrolidone and the like. The concentration of the organic solvent is preferably 0.1% by mass to 30% by mass.
Further, a known surfactant can be further added to the developer. The concentration of the surfactant is preferably 0.01% by mass to 10% by mass.
現像の方式としては、パドル現像、シャワー現像、シャワー&スピン現像、ディップ現像等、公知の方法を用いることができる。露光後の樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、現像の前に樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。洗浄液としては公知のものを使用できるが、(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名「T−SD1(富士フイルム(株)製)」、或いは、炭酸ナトリウム・フェノキシオキシエチレン系界面活性剤含有、商品名「T−SD2(富士フイルム(株)製)」)が好ましい。現像液の液温度は20℃〜40℃が好ましく、また、現像液のpHは8〜13が好ましい。 As a development method, a known method such as paddle development, shower development, shower & spin development, dip development or the like can be used. By spraying a developer onto the exposed resin layer with a shower, the uncured portion can be removed. In addition, it is preferable to spray an alkaline solution having a low solubility of the resin layer by a shower or the like before development to remove the thermoplastic resin layer, the intermediate layer, and the like. Further, after the development, it is preferable to remove the development residue while spraying a cleaning agent or the like with a shower and rubbing with a brush or the like. As the cleaning liquid, known ones can be used (including phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent and stabilizer, trade name “T-SD1 (manufactured by Fuji Film Co., Ltd.)”) or carbonic acid. Sodium / phenoxyoxyethylene surfactant-containing, trade name “T-SD2 (manufactured by FUJIFILM Corporation)”) is preferable. The liquid temperature of the developer is preferably 20 ° C. to 40 ° C., and the pH of the developer is preferably 8 to 13.
[インクジェット法による光学異方性層の形成]
次に、上記逆波長分散特性を有する、反射領域のみに任意形状にパターニングされた光学異方性層を、インクジェットを用いて形成する実施の形態について説明する。
本実施の形態では、所定の光学異方性を発現する溶液等の流体を、インクジェット装置を用いて吐出して、微細領域内(例えば、R画素、G画素及びB画素上)に前記流体からなる層を形成する。前記流体は、液晶性化合物の少なくとも一種を含有するのが好ましく、中でも前記一般式(I)又は一般式(II)で表される化合物を少なくとも一種含有していることが好ましい。乾燥後に液晶相を形成するように調製されたものが好ましい。インクジェットにより吐出可能であればよく、液晶性化合物等の材料の一部又は全部が分散した分散液を用いてもよいが、溶液であるのが好ましい。
[Formation of optically anisotropic layer by inkjet method]
Next, an embodiment in which an optically anisotropic layer having an inverse wavelength dispersion characteristic and patterned in an arbitrary shape only in a reflective region is formed using an ink jet will be described.
In the present embodiment, a fluid such as a solution exhibiting a predetermined optical anisotropy is ejected using an ink jet apparatus, and the fluid is discharged into the fine region (for example, on the R pixel, the G pixel, and the B pixel). Forming a layer. The fluid preferably contains at least one kind of liquid crystal compound, and particularly preferably contains at least one compound represented by the general formula (I) or the general formula (II). Those prepared so as to form a liquid crystal phase after drying are preferred. A dispersion liquid in which a part or all of a material such as a liquid crystal compound is dispersed may be used as long as it can be ejected by ink jetting, but a solution is preferable.
本態様においても、前記光学異方性層を配向膜上に形成してもよい。即ち、あらかじめ配向膜を形成し、該配向膜の微細領域に、前記流体を吐出させてもよい。本実施の形態に利用可能な配向膜は、前記転写法の実施の形態に利用可能な配向膜の例と同様である。前記配向膜の形成方法については特に制限されないが、本実施の形態では、光学異方性層の形成と同様、インクジェット法により形成するのが好ましい。
前記流体の吐出が完了した後、所望により該流体の層の乾燥を行い、液晶相を形成し、露光することによって硬化させて、光学異方性層を形成する。液晶相を形成するために、所望により加熱してもよく、その場合は、加熱装置を使用してもよい。
Also in this embodiment, the optically anisotropic layer may be formed on the alignment film. That is, an alignment film may be formed in advance, and the fluid may be discharged to a fine region of the alignment film. The alignment film that can be used in this embodiment is the same as the alignment film that can be used in the embodiment of the transfer method. A method for forming the alignment film is not particularly limited, but in the present embodiment, it is preferable to form the alignment film by an ink jet method as in the formation of the optically anisotropic layer.
After the ejection of the fluid is completed, the fluid layer is optionally dried to form a liquid crystal phase and cured by exposure to form an optically anisotropic layer. In order to form a liquid crystal phase, it may be heated as desired, and in that case, a heating device may be used.
前記流体は、硬化可能であるのが好ましく、即ち、硬化性組成物を溶液等の流体として調製したものであるのが好ましい。硬化性組成物中に含有させる重合開始剤等については、転写方法の実施の形態にて説明した種々の重合開始剤を用いることができる。また、前記流体中には、配向制御剤等の添加剤を含有させてもよく、これらの例についても転写方法の実施の形態にて説明した種々の添加剤の例と同様である。また、前記流体の調製に使用する溶媒の例についても、転写法の実施の形態にて塗布液の調製に使用可能な溶媒の例と同様である。 The fluid is preferably curable, that is, a fluid prepared from the curable composition as a fluid such as a solution. As the polymerization initiator and the like to be contained in the curable composition, various polymerization initiators described in the embodiment of the transfer method can be used. The fluid may contain an additive such as an orientation control agent, and these examples are the same as the various additives described in the embodiments of the transfer method. Also, examples of the solvent used for the preparation of the fluid are the same as the examples of the solvent that can be used for the preparation of the coating liquid in the embodiment of the transfer method.
前記光学異方性層を形成する際のインク等の射出条件については特に制限されないが、光学異方性層形成用の流体の粘度が高い場合は、室温あるいは加熱下(例えば、20〜70℃)において、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。インク等の粘度変動は、そのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク等の温度をできるだけ一定に保つのが好ましい。 There are no particular restrictions on the ejection conditions of the ink or the like when forming the optically anisotropic layer, but when the viscosity of the fluid for forming the optically anisotropic layer is high, it may be at room temperature or under heating (for example, 20 to 70 ° C. ), It is preferable from the viewpoint of injection stability that the ink is ejected at a reduced viscosity. It is preferable to keep the temperature of the ink or the like as constant as possible because the viscosity fluctuation of the ink or the like greatly affects the droplet size and the droplet ejection speed as it is and causes image quality degradation.
前記方法に用いられるインクジェットヘッド(以下、単にヘッドともいう)は、特に制限されず、公知の種々のものを使用することができる。コンティニアスタイプ、及びドットオンデマンドタイプが使用可能である。ドットオンデマンドタイプのうち、サーマルヘッドでは、吐出のため、特開平9−323420号公報に記載されているような稼動弁を持つタイプが好ましい。ピエゾヘッドでは、例えば、欧州特許A277,703号、欧州特許A278,590号などに記載されているヘッドを使うことができる。ヘッドは組成物の温度が管理できるよう、温調機能を持つものが好ましい。前記流体の射出時の粘度は5〜25mPa・sとなるよう射出温度を設定し、粘度の変動幅が±5%以内になるよう流体温度を制御することが好ましい。また、駆動周波数としては、1〜500kHzで稼動することが好ましい。 The ink jet head used in the above method (hereinafter also simply referred to as a head) is not particularly limited, and various known ones can be used. A continuous type and a dot-on-demand type can be used. Among the dot-on-demand types, the thermal head is preferably a type having an operation valve as described in JP-A-9-323420 for discharging. As the piezo head, for example, the heads described in European Patent A277,703, European Patent A278,590 and the like can be used. The head preferably has a temperature control function so that the temperature of the composition can be controlled. It is preferable to set the injection temperature so that the viscosity at the time of injection of the fluid is 5 to 25 mPa · s, and to control the fluid temperature so that the fluctuation range of the viscosity is within ± 5%. Further, the drive frequency is preferably 1 to 500 kHz.
[現像法による光学異方性層の形成]
次に、上記逆波長分散特性を有する光学異方性層を、現像法、即ち、塗布、露光、現像工程を用いて形成する実施の形態について説明する。
本実施の形態では、所定の光学異方性を発現する溶液等の流体を、表面に塗布し、所望により乾燥して、液晶相とする。前記容液等の流体は、液晶性化合物の少なくとも一種を含有しているのが好ましく、中でも、前記一般式(I)又は一般式(II)で表される化合物を少なくとも一種含有していることが好ましい。乾燥後に液晶相を形成するように調製されたものが好ましい。液晶相とした後、画像様に露光して、露光部を硬化し又は露光部を可溶化し、現像することで、所定形状にパターニングされた光学異方性層を形成できる。
[Formation of optically anisotropic layer by development method]
Next, an embodiment in which the optically anisotropic layer having the above reverse wavelength dispersion characteristic is formed using a development method, that is, coating, exposure, and development steps will be described.
In the present embodiment, a fluid such as a solution exhibiting a predetermined optical anisotropy is applied to the surface and dried as desired to obtain a liquid crystal phase. The fluid such as the liquid solution preferably contains at least one kind of liquid crystal compound, and in particular, contains at least one compound represented by the general formula (I) or the general formula (II). Is preferred. Those prepared so as to form a liquid crystal phase after drying are preferred. After forming into a liquid crystal phase, an optically anisotropic layer patterned into a predetermined shape can be formed by imagewise exposure, curing the exposed portion or solubilizing and developing the exposed portion.
前記流体は、現像可能なように、ポジ型又はネガ型の感光性組成物を溶液等の流体として調製したものであるのが好ましい。従って、前記流体は、液晶性化合物とともに、感光性材料、例えば、前記転写法の実施の形態に利用される転写材料の感光性樹脂層の作製に使用可能な材料、具体的には、(1)アルカリ可溶性樹脂、(2)モノマー又はオリゴマー及び(3)光重合開始剤又は光重合系開始剤を含有していてもよい。これらの好ましい例については、前記した通りである。 The fluid is preferably a positive or negative photosensitive composition prepared as a fluid such as a solution so that development is possible. Therefore, the fluid is, together with the liquid crystalline compound, a photosensitive material, for example, a material that can be used for producing a photosensitive resin layer of a transfer material used in the embodiment of the transfer method, specifically, (1 ) Alkali-soluble resin, (2) monomer or oligomer, and (3) photopolymerization initiator or photopolymerization initiator may be contained. These preferred examples are as described above.
前記流体中には、配向制御剤等の添加剤を含有させてもよく、これらの例については、転写方法の実施の形態にて説明した種々の添加剤の例と同様である。また、前記流体の調製に使用する溶媒の例についても、転写法の実施の形態にて塗布液の調製に使用可能な溶媒の例と同様である。 The fluid may contain an additive such as an alignment control agent, and these examples are the same as the examples of various additives described in the embodiment of the transfer method. Also, examples of the solvent used for the preparation of the fluid are the same as the examples of the solvent that can be used for the preparation of the coating liquid in the embodiment of the transfer method.
前記流体の塗布は、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
前記流体を上記方法により表面に塗布し、その後、所望により乾燥して、液晶相を形成する。液晶相を形成するために、所望により加熱してもよく、その場合は、加熱装置を使用してもよい。また、本実施の形態においても、前記流体を配向膜上に塗布して、配向膜の配向制御能を利用して、液晶相を形成してもよい。本実施の形態に利用可能な配向膜は、前記転写法の実施の形態に利用可能な配向膜の例と同様である。
The fluid can be applied by a known method (for example, a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, or a die coating method).
The fluid is applied to the surface by the above method and then dried as desired to form a liquid crystal phase. In order to form a liquid crystal phase, it may be heated as desired, and in that case, a heating device may be used. Also in this embodiment, the fluid may be applied onto the alignment film, and a liquid crystal phase may be formed using the alignment control ability of the alignment film. The alignment film that can be used in this embodiment is the same as the alignment film that can be used in the embodiment of the transfer method.
液晶相を形成した後、画像様に露光する。画像様の露光は、例えば、フォトマスクを使用して行なうことができる。その後、現像により、露光部もしくは未露光部を除去して、所定の形状の光学異方性層を得る。現像方法については、露光されなかった部分を水溶液あるいは有機溶媒により除去する方法あるいは露光されなかった部分を液晶の等方相転移温度以上に加熱し、異方性を消失させた後、未硬化の重合性液晶を重合させて硬化させることにより等方相を形成する方法を用いることが好ましい。 After the liquid crystal phase is formed, it is exposed imagewise. Imagewise exposure can be performed, for example, using a photomask. Thereafter, the exposed portion or the unexposed portion is removed by development to obtain an optically anisotropic layer having a predetermined shape. As for the development method, a method of removing an unexposed portion with an aqueous solution or an organic solvent, or an unexposed portion is heated to an isotropic phase transition temperature or higher of the liquid crystal to eliminate anisotropy, and then uncured. It is preferable to use a method of forming an isotropic phase by polymerizing a polymerizable liquid crystal and curing it.
本発明の光学素子は、所定形状にパターニングされた、上記逆分散特性を有する光学異方性層を有することを特徴とする。本発明の光学素子の例には、基板上に前記光学異方性層を有するカラーフィルタ基板、液晶セル用基板等、種々の例が含まれる。 The optical element of the present invention is characterized by having an optically anisotropic layer having the above-mentioned reverse dispersion characteristics, which is patterned into a predetermined shape. Examples of the optical element of the present invention include various examples such as a color filter substrate having the optically anisotropic layer on the substrate and a liquid crystal cell substrate.
本発明は、所定形状にパターニングされた、前記一般式一般式(I)もしくは(II)で表される化合物を含有する層、又は下記一般式(I)もしくは(II)で表される化合物から誘導される繰り返し単位を含むポリマーを含有する光学異方性層を有する半透過型液晶表示装置にも関する。本発明の半透過型液晶表示装置は、以下の他の構成部材を有していてもよい。
[その他の構成部材]
本発明の液晶表示装置は、反射層を含む反射領域、透過領域、カラーフィルタ層、及び視野角補償層をさらに有していてもよい。前記液晶表示装置が有する、反射層を含む反射領域、透過領域、カラーフィルタ層、及び視野角補償層は、従来公知の種々の方法で形成することができる。前記カラーフィルタ層又は視野角補償層についても、転写材料を利用して形成してもよい。また、カラーフィルタの製造においては、特開平11−248921号公報、特許3255107号公報に記載のように、カラーフィルタを形成する着色樹脂組成物を重ねることで土台を形成し、その上に透明電極を形成し、更に必要に応じて分割配向用の突起を重ねることでスペーサを形成することが、コストダウンの観点で好ましい。また、視野角補償層は、前記一般式(VI)で表される棒状液晶性化合物、又は前記一般式(VIII)で表される円盤状液晶性化合物を含有する重合性組成物を、配向膜等の表面に塗布して、液晶性分子を配向させた後、該配向状態に重合により固定して形成するのが好ましい。前記重合性組成物中に用いられる材料、固定化方法、塗布液の調製、配向膜についての具体例は、本発明の転写材料が有する光学異方性層の形成時に用いられる材料及び方法と同様である。
The present invention includes a layer containing a compound represented by the above general formula (I) or (II) patterned into a predetermined shape, or a compound represented by the following general formula (I) or (II): The present invention also relates to a transflective liquid crystal display device having an optically anisotropic layer containing a polymer containing a derived repeating unit. The transflective liquid crystal display device of the present invention may have the following other constituent members.
[Other components]
The liquid crystal display device of the present invention may further include a reflective region including a reflective layer, a transmissive region, a color filter layer, and a viewing angle compensation layer. The reflective region including the reflective layer, the transmissive region, the color filter layer, and the viewing angle compensation layer of the liquid crystal display device can be formed by various conventionally known methods. The color filter layer or the viewing angle compensation layer may also be formed using a transfer material. Further, in the production of color filters, as described in JP-A Nos. 11-248921 and 3255107, a base is formed by overlapping colored resin compositions that form a color filter, and a transparent electrode is formed thereon. It is preferable from the viewpoint of cost reduction that the spacers are formed by overlapping the protrusions for split orientation as necessary. Further, the viewing angle compensation layer is formed by aligning a polymerizable composition containing the rod-like liquid crystalline compound represented by the general formula (VI) or the discotic liquid crystalline compound represented by the general formula (VIII) with an alignment film. It is preferable to form the film by applying it on the surface of the resin and the like, aligning the liquid crystalline molecules, and then fixing the alignment state by polymerization. Specific examples of the materials used in the polymerizable composition, the immobilization method, the preparation of the coating solution, and the alignment film are the same as the materials and methods used when forming the optically anisotropic layer of the transfer material of the present invention. It is.
以下に本発明の液晶表示装置の作製方法について具体例を説明する。以下の例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明でいう趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明でいう範囲は以下の具体例に制限されるものではない。 Specific examples of the method for manufacturing the liquid crystal display device of the present invention will be described below. The materials, reagents, substance amounts and ratios, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples.
<実施例1>
(熱可塑性樹脂層用塗布液CU−1の調製)
下記の組成物を調製し、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、配向層用塗布液CU−1として用いた。
──────────────────────────────────――――――
熱可塑性樹脂層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――――――
メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体
(共重合組成比(モル比)=55/30/10/5、重量平均分子量=10万、Tg≒70℃)
5.89
スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)=65/35、重量平均分子量=1万、Tg≒100℃)
13.74
BPE−500(新中村化学工業(株)製) 9.20
メガファックF−780−F(大日本インキ化学工業(株)社製) 0.55
メタノール 11.22
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.43
メチルエチルケトン 52.97
──────────────────────────────────――――――
<Example 1>
(Preparation of coating liquid CU-1 for thermoplastic resin layer)
The following composition was prepared and filtered through a polypropylene filter having a pore size of 30 μm, and used as a coating liquid CU-1 for alignment layer.
────────────────────────────────── ――――――
Coating liquid composition for thermoplastic resin layer (%)
────────────────────────────────── ――――――
Methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio) = 55/30/10/5, weight average molecular weight = 100,000, Tg≈70 ° C.)
5.89
Styrene / acrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio) = 65/35, weight average molecular weight = 10,000, Tg≈100 ° C.)
13.74
BPE-500 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 9.20
Megafuck F-780-F (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 0.55
Methanol 11.22
Propylene glycol monomethyl ether acetate 6.43
Methyl ethyl ketone 52.97
────────────────────────────────── ――――――
(中間層/配向層用塗布液AL−1の調製)
下記の組成物を調製し、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、中間層/配向層用塗布液AL−1として用いた。
──────────────────────────────────――
中間層/配向層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――
ポリビニルアルコール(PVA205、クラレ(株)製) 3.21
ポリビニルピロリドン(Luvitec K30、BASF社製) 1.48
蒸留水 52.1
メタノール 43.21
──────────────────────────────────――
(Preparation of coating liquid AL-1 for intermediate layer / alignment layer)
The following composition was prepared, filtered through a polypropylene filter having a pore size of 30 μm, and used as the intermediate layer / alignment layer coating solution AL-1.
──────────────────────────────────――
Coating solution composition for intermediate layer / alignment layer (%)
──────────────────────────────────――
Polyvinyl alcohol (PVA205, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 3.21
Polyvinylpyrrolidone (Luvitec K30, manufactured by BASF) 1.48
Distilled water 52.1
Methanol 43.21
──────────────────────────────────――
(配向層用塗布液AL−2の調製)
下記の組成物を調製し、孔径30μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、配向層用塗布液AL−1として用いた。変性ポリビニルアルコールは特開平9−152509号公報記載のものを用いた。
───────────────────────────────────
配向層用塗布液組成 (質量%)
─────────────────────────────────――
変性ポリビニルアルコールAL−1−1 4.01
水 72.89
メタノール 22.83
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.20
クエン酸 0.008
クエン酸モノエチルエステル 0.029
クエン酸ジエチルエステル 0.027
クエン酸トリエチルエステル 0.006
───────────────────────────────────
(Preparation of coating liquid AL-2 for alignment layer)
The following composition was prepared, filtered through a polypropylene filter having a pore size of 30 μm, and used as an alignment layer coating liquid AL-1. As the modified polyvinyl alcohol, one described in JP-A-9-152509 was used.
───────────────────────────────────
Coating liquid composition for alignment layer (mass%)
─────────────────────────────────――
Modified polyvinyl alcohol AL-1-1 4.01
Water 72.89
Methanol 22.83
Glutaraldehyde (crosslinking agent) 0.20
Citric acid 0.008
Citric acid monoethyl ester 0.029
Citric acid diethyl ester 0.027
Citric acid triethyl ester 0.006
───────────────────────────────────
(光学異方性層用塗布液LC−Xの調製)
下記の組成物を調製後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、光学異方性層用塗布液LC−Xとして用いた。
──────────────────────────────────――
光学異方性層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――
LC−X−1 19.16
光重合開始剤
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.57
増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製) 0.19
LC−X−2 0.08
クロロホルム 80.0
──────────────────────────────────――
(Preparation of coating liquid LC-X for optically anisotropic layer)
After preparing the following composition, it was filtered through a polypropylene filter having a pore size of 1 μm and used as a coating liquid LC-X for an optically anisotropic layer.
──────────────────────────────────――
Coating composition for optically anisotropic layer (%)
──────────────────────────────────――
LC-X-1 19.16
Photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 0.57
Sensitizer (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.19
LC-X-2 0.08
Chloroform 80.0
──────────────────────────────────――
(光学異方性層用塗布液LC−1の調製)
下記の組成物を調製後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、光学異方性層用塗布液LC−1として用いた。
──────────────────────────────────――
光学異方性層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――
棒状液晶(Paliocolor LC242,BASFジャパン 30.00
水平配向剤(LC−1−1) 0.10
光重合開始剤(LC−1−2) 1.90
メチルエチルケトン 68.00
──────────────────────────────────――
水平配向剤(LC−1−1)はTetrahedron Lett.誌、第43巻、6793頁(2002)に記載の方法準じて合成した。光重合開始剤(LC−1−2)はEP1388538A1,page 21に記載の方法により合成した。
(Preparation of coating liquid LC-1 for optically anisotropic layer)
After preparing the following composition, it was filtered through a polypropylene filter having a pore size of 1 μm and used as a coating liquid LC-1 for an optically anisotropic layer.
──────────────────────────────────――
Coating composition for optically anisotropic layer (%)
──────────────────────────────────――
Bar-shaped liquid crystal (Paliocolor LC242, BASF Japan 30.00
Horizontal alignment agent (LC-1-1) 0.10
Photopolymerization initiator (LC-1-2) 1.90
Methyl ethyl ketone 68.00
──────────────────────────────────――
The horizontal alignment agent (LC-1-1) was obtained from Tetrahedron Lett. Synthesized according to the method described in Journal, Vol. 43, page 6793 (2002). The photopolymerization initiator (LC-1-2) was synthesized by the method described in EP1388538A1, page 21.
(光学補償層用塗布液LC−2の調製)
下記の組成物を調製後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、光学補償層用塗布液LC−2を調製した。
──────────────────────────────────――
光学異方性層用塗布液組成(%)
──────────────────────────────────――
例示化合物TE−8(R:8、m=4) 32.43
ディスコティック化合物記載
エチレングリコール変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学工業(株)製) 3.60
セルロースアセテートブチレート
(CAB531−1、イーストマンケミカル社製) 0.72
光重合開始剤
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)1.08
増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製) 0.36
メチルエチルケトン 61.81
──────────────────────────────────――
(Preparation of coating liquid LC-2 for optical compensation layer)
After preparing the following composition, it was filtered through a polypropylene filter having a pore size of 1 μm to prepare an optical compensation layer coating liquid LC-2.
──────────────────────────────────――
Coating composition for optically anisotropic layer (%)
──────────────────────────────────――
Exemplary Compound TE-8 (R: 8, m = 4) 32.43
Description of discotic compound Ethylene glycol-modified trimethylolpropane triacrylate (V # 360, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) 3.60
Cellulose acetate butyrate (CAB531-1, manufactured by Eastman Chemical Co.) 0.72
Photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 1.08
Sensitizer (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.36
Methyl ethyl ketone 61.81
──────────────────────────────────――
(感光性樹脂層用塗布液PP−1の調製)
下記の組成物を調製後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、感光性樹脂層用塗布液PP−1として用いた。
──────────────────────────────────――
感光性樹脂層用塗布液PP−1組成(質量%)
──────────────────────────────────――
ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物
(重量平均分子量3.7万) 5.0
ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比のランダム共重合物
(重量平均分子量4.0万) 2.45
KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製) 3.2
ラジカル重合開始剤
(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.75
増感剤(カヤキュアDETX、日本化薬(株)製) 0.25
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 27.0
メチルエチルケトン 53.0
シクロヘキサノン 9.2
メガファックF−176PF(大日本インキ化学工業(株)製) 0.05
──────────────────────────────────――
(Preparation of coating liquid PP-1 for photosensitive resin layer)
After preparing the following composition, it filtered with the polypropylene filter with the hole diameter of 0.2 micrometer, and used as coating liquid PP-1 for photosensitive resin layers.
──────────────────────────────────――
Composition of coating liquid PP-1 for photosensitive resin layer (mass%)
──────────────────────────────────――
Random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio (weight average molecular weight 37,000) 5.0
Random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 78/22 molar ratio (weight average molecular weight 40,000) 2.45
KAYARAD DPHA (Nippon Kayaku Co., Ltd.) 3.2
Radical polymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 0.75
Sensitizer (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.25
Propylene glycol monomethyl ether acetate 27.0
Methyl ethyl ketone 53.0
Cyclohexanone 9.2
Megafuck F-176PF (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) 0.05
──────────────────────────────────――
(感光性樹脂層用塗布液PP−K1の調製)
下記の組成物を調製後、孔径0.2μmのポリプロピレン製フィルタでろ過して、感光性樹脂層用塗布液PP−K1として用いた。調整方法は、まずK顔料分散物、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpm10分間攪拌し、次いで、表1に記載の量のメチルエチルケトン、バインダ1、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA溶液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチル)−3−ブロモフェニル]−s−トリアジン、メガファックF−176PFをはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpm30分間攪拌することによって得られた。
──────────────────────────────────――
感光性樹脂層用塗布液PP−K1組成(質量%)
──────────────────────────────────――
K顔料分散物 25.0
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA) 8.0
メチルエチルケトン 53.494
バインダ1 9.1
DPHA溶液 4.2
2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチル)−3−プロモフェニル]−s−トリアジン 0.160
ハイドロキノンモノメチルエーテル 0.002
メガファックF−176PF(大日本インキ(株)製) 0.044
──────────────────────────────────――
(Preparation of coating solution PP-K1 for photosensitive resin layer)
After the following composition was prepared, it was filtered through a polypropylene filter having a pore size of 0.2 μm and used as a coating solution PP-K1 for the photosensitive resin layer. In the adjustment method, first, K pigment dispersion and propylene glycol monomethyl ether acetate were weighed, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.) and stirred at 150 rpm for 10 minutes, and then the amounts of methyl ethyl ketone, binder 1, Hydroquinone monomethyl ether, DPHA solution, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethyl) -3-bromophenyl] -s-triazine, MegaFac F-176PF And added in this order at a temperature of 25 ° C. (± 2 ° C.) and stirred at 150 rpm for 30 minutes at a temperature of 40 ° C. (± 2 ° C.).
──────────────────────────────────――
Composition for coating liquid PP-K1 for photosensitive resin layer (mass%)
──────────────────────────────────――
K pigment dispersion 25.0
Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 8.0
Methyl ethyl ketone 53.494
Binder 1 9.1
DPHA solution 4.2
2,4-Bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethyl) -3-promophenyl] -s-triazine 0.160
Hydroquinone monomethyl ether 0.002
Megafuck F-176PF (Dainippon Ink Co., Ltd.) 0.044
──────────────────────────────────――
上記表中の組成物は以下の通りである。
[K顔料分散物組成]
──────────────────────────────────――
K顔料分散物組成(%)
──────────────────────────────────――
カーボンブラック(デグッサ社製、Special Black 250)
13.1
5−[3−オキソ−2−[4−[3,5−ビス(3−ジエチルアミノプロピルアミノカルボニル)フェニル]アミノカルボニル]フェニルアゾ]−ブチロイルアミノベンズイミダゾロン
0.65
ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物
(重量平均分子量3.7万) 6.72
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 79.53
──────────────────────────────────――
The compositions in the above table are as follows.
[K pigment dispersion composition]
──────────────────────────────────――
K pigment dispersion composition (%)
──────────────────────────────────――
Carbon black (Degussa, Special Black 250)
13.1
5- [3-oxo-2- [4- [3,5-bis (3-diethylaminopropylaminocarbonyl) phenyl] aminocarbonyl] phenylazo] -butyroylaminobenzimidazolone
0.65
Random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio (weight average molecular weight 37,000) 6.72
Propylene glycol monomethyl ether acetate 79.53
──────────────────────────────────――
──────────────────────────────────――
バインダ1組成(%)
──────────────────────────────────――
ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比のランダム共重合物
(重量平均分子量4万) 27.0
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73.0
──────────────────────────────────――
──────────────────────────────────――
Binder 1 composition (%)
──────────────────────────────────――
Random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 78/22 molar ratio (weight average molecular weight 40,000) 27.0
Propylene glycol monomethyl ether acetate 73.0
──────────────────────────────────――
──────────────────────────────────――
DPHA溶液組成(%)
──────────────────────────────────――
KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製) 76.0
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24.0
──────────────────────────────────――
──────────────────────────────────――
DPHA solution composition (%)
──────────────────────────────────――
KAYARAD DPHA (Nippon Kayaku Co., Ltd.) 76.0
Propylene glycol monomethyl ether acetate 24.0
──────────────────────────────────――
(ブラックマトリクス用感光性樹脂転写材料の作製)
厚さ75μmのロール状ポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、熱可塑性樹脂層用塗布液CU−1を塗布、乾燥させた。次に、中間層/配向層用塗布液AL−1を塗布、乾燥させた。更に、感光性樹脂組成物PP−K1を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が14.6μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2.3μmの感光性樹脂層を設け、保護フィルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となったブラックマトリクス用感光性樹脂転写材料K−1を作製した。
(Preparation of photosensitive resin transfer material for black matrix)
On the roll-shaped polyethylene terephthalate film temporary support body of thickness 75micrometer, the coating liquid CU-1 for thermoplastic resin layers was apply | coated and dried using the slit-shaped nozzle. Next, the intermediate layer / alignment layer coating solution AL-1 was applied and dried. Furthermore, the photosensitive resin composition PP-K1 is applied and dried, and a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 14.6 μm, an intermediate layer having a dry film thickness of 1.6 μm, and a dry layer are dried on the temporary support. A photosensitive resin layer having a film thickness of 2.3 μm was provided, and a protective film (polypropylene film having a thickness of 12 μm) was pressure-bonded. In this way, a photosensitive resin transfer material K-1 for black matrix in which the temporary support, the thermoplastic resin layer, the intermediate layer (oxygen barrier film), and the black (K) photosensitive resin layer were integrated was produced.
[実施例1]
(感光性樹脂転写材料の作製)
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートロールフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、熱可塑性樹脂層用塗布液CU−1を塗布、乾燥させた。次に、配向層用塗布液AL−1を塗布、乾燥させた。熱可塑性樹脂層の膜厚は14.6μm、配向層は1.6μmであった。続いて、形成した配向層をラビング処理した後、その上に光学異方性層用塗布液LC−Xを#5.5のワイヤーバーコータで塗布し、平面照射型遠赤外線ヒータ(16φ、長さ500mm、0.7kW)で照射しながら125℃3分間加熱乾燥熟成して均一な液晶相を有する層を形成した後、空気下にて160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して光学異方性層を固定化して、厚さ1.9μmの光学異方性層を形成した。
最後に、感光性樹脂組成物PP−1を塗布、乾燥させて0.7μm厚の感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂転写材料RET−1を作製した。
[Example 1]
(Production of photosensitive resin transfer material)
On a polyethylene terephthalate roll film temporary support having a thickness of 75 μm, the coating liquid CU-1 for thermoplastic resin layer was applied and dried using a slit nozzle. Next, the alignment layer coating liquid AL-1 was applied and dried. The film thickness of the thermoplastic resin layer was 14.6 μm, and the alignment layer was 1.6 μm. Subsequently, after rubbing the formed alignment layer, the coating liquid LC-X for optically anisotropic layer was applied thereon with a # 5.5 wire bar coater, and a plane irradiation type far-infrared heater (16φ, long After heating and aging at 125 ° C. for 3 minutes while irradiating at 500 mm, 0.7 kW), a layer having a uniform liquid crystal phase is formed, and then a 160 W / cm air-cooled metal halide lamp (eye graphics Co., Ltd.) The optically anisotropic layer was fixed by irradiating ultraviolet rays having an illuminance of 400 mW / cm 2 and an irradiation amount of 400 mJ / cm 2 to form an optically anisotropic layer having a thickness of 1.9 μm.
Finally, the photosensitive resin composition PP-1 was applied and dried to form a photosensitive resin layer having a thickness of 0.7 μm, thereby preparing a photosensitive resin transfer material RET-1.
[参考例1]
(感光性樹脂転写材料の作製)
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートロールフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、熱可塑性樹脂層用塗布液CU−1を塗布、乾燥させた。次に、配向層用塗布液AL−1を塗布、乾燥させた。熱可塑性樹脂層の膜厚は14.6μm、配向層は1.6μmであった。続いて、形成した配向層をラビング処理した後、その上に光学異方性層用塗布液LC−1を#3のワイヤーバーコータで塗布し、膜面温度が95℃2分間加熱乾燥熟成して均一な液晶相を有する層を形成した。さらに熟成後直ちにこの層に対して、空気下にて160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量400mJ/cm2の紫外線を照射して光学異方性層を固定化して、厚さ0.9μmの光学異方性層を形成した。最後に、感光性樹脂組成物PP−1を塗布、乾燥させて1.7μmの感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂転写材料RET−2を作製した。
[Reference Example 1]
(Production of photosensitive resin transfer material)
On a polyethylene terephthalate roll film temporary support having a thickness of 75 μm, the coating liquid CU-1 for thermoplastic resin layer was applied and dried using a slit nozzle. Next, the alignment layer coating liquid AL-1 was applied and dried. The film thickness of the thermoplastic resin layer was 14.6 μm, and the alignment layer was 1.6 μm. Subsequently, after rubbing the formed alignment layer, the coating liquid LC-1 for optically anisotropic layer is applied thereon with a # 3 wire bar coater, and the film surface temperature is 95 ° C. for 2 minutes by heating and aging. And a layer having a uniform liquid crystal phase was formed. Further, immediately after aging, this layer was irradiated with ultraviolet rays having an illuminance of 400 mW / cm 2 and an irradiation amount of 400 mJ / cm 2 using a 160 W / cm air-cooled metal halide lamp (made by Eye Graphics Co., Ltd.) under air. Then, the optically anisotropic layer was fixed to form an optically anisotropic layer having a thickness of 0.9 μm. Finally, the photosensitive resin composition PP-1 was applied and dried to form a 1.7 μm photosensitive resin layer, thereby producing a photosensitive resin transfer material RET-2.
(位相差測定)
上記実施例1及び参考例1で作製した転写材料のそれぞれを、透明ガラス基板上に転写し、フィルム仮支持体を剥離した後、400mJ/cm2の紫外線を照射し、200℃のオーブンで大気雰囲気中、1時間のベーク処理を行った。室温まで放冷して、位相差板を作製した。それをファイバ型分光計を用いた平行ニコル法により、任意の波長λにおける正面レターデーションReを測定した。R、G、Bそれぞれに対応する波長λとして、650nm、550nm、450nmのレターデーションを測定した。位相差測定結果を以下の表に示す。
(Phase difference measurement)
Each of the transfer material prepared in Example 1 and Reference Example 1, was transferred to a transparent glass substrate, after removing the film temporary support was irradiated with ultraviolet rays of 400 mJ / cm 2, air at 200 ° C. in an oven Bake treatment was performed for 1 hour in the atmosphere. The film was allowed to cool to room temperature to prepare a retardation plate. The front retardation Re at an arbitrary wavelength λ was measured by a parallel Nicol method using a fiber spectrometer. Retardations of 650 nm, 550 nm, and 450 nm were measured as wavelengths λ corresponding to R, G, and B, respectively. The phase difference measurement results are shown in the following table.
実施例1の転写材料から形成した光学異方性層は、Re(450)<Re(550)<Re(659)を満足し、ほぼそれぞれの波長に対してλ/4板になっていることが確認できた。 The optically anisotropic layer formed from the transfer material of Example 1 satisfies Re (450) <Re (550) <Re (659), and is a λ / 4 plate for each wavelength. Was confirmed.
[実施例2:インクジェット法]
実施例1の光学異方性層用塗布液LC−1の調製に用いた棒状液晶を、例示化合物(110)の棒状液晶に変更し、メチルエチルケトンをクロロホルムに変更した以外は、同様にして、光学異方性層用塗布液LC−2を調製した。
[Example 2: Inkjet method]
The rod-like liquid crystal used for the preparation of the coating liquid LC-1 for optically anisotropic layer of Example 1 was changed to the rod-like liquid crystal of the exemplary compound (110), and the same procedure was repeated except that methyl ethyl ketone was changed to chloroform. A coating liquid LC-2 for anisotropic layer was prepared.
(光学異方性層の作製)
ガラス基板状に配向層用塗布液AL−1を塗布、乾燥させた。配向層は1.6μmであった。続いて、形成した配向層をラビング処理した後、その上に光学異方性層用塗布液LC−2をピエゾ方式のヘッドを用いて打滴し、140℃2分間加熱乾燥熟成して均一な液晶相を有する層を形成した。さらに熟成後直ちにこの層に対して、酸素濃度0.3%以下の窒素雰囲気下において、UV光を照射(照度200mW/cm2、照射量1000mJ/cm2)して光学異方性層を固定化し、厚さ2.9μmの光学異方性層I−2を形成した。形成した光学異方性層が、微細パターンとして形成されていることを確認した。
(Preparation of optically anisotropic layer)
The alignment layer coating liquid AL-1 was applied to a glass substrate and dried. The alignment layer was 1.6 μm. Subsequently, the formed alignment layer was rubbed, and then the optically anisotropic layer coating liquid LC-2 was deposited thereon using a piezo-type head, followed by heat drying and ripening at 140 ° C. for 2 minutes to be uniform. A layer having a liquid crystal phase was formed. Further, immediately after aging, this layer was irradiated with UV light (
[参考例2]
光学異方性層用塗布液LC−1の調製に用いた棒状液晶を、特開2006−64858号公報記載の下記式(但し、x=4)で表される棒状液晶に変更した以外は同様にして塗布液LC−3を調製し、実施例2と同様にして光学異方性層I−3を形成した。形成した光学異方性層が、微細パターンとして形成されていることを確認した。
[Reference Example 2]
The same except that the rod-like liquid crystal used for the preparation of the coating liquid LC-1 for optically anisotropic layer was changed to the rod-like liquid crystal represented by the following formula (provided that x = 4) described in JP-A-2006-64858. Coating liquid LC-3 was prepared in the same manner as in Example 2 to form optically anisotropic layer I-3. It was confirmed that the formed optically anisotropic layer was formed as a fine pattern.
(Δn測定)
作成した光学異方性層の光学異方性を自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いてReの光入射角度依存性を測定して求め、別途求めた膜厚
よりΔnを求めた。Δn測定結果を下記表に示す。
(Δn measurement)
The optical anisotropy of the prepared optically anisotropic layer is obtained by measuring the dependency of Re on the light incident angle using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH, manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.). Δn was determined from the measured film thickness. The results of Δn measurement are shown in the following table.
[実施例3:現像法]
ガラス基板上に、スリット状ノズルを用いて、配向層用塗布液AL−1を塗布、乾燥させた。配向層は1.6μmであった。続いて、形成した配向層をラビング処理した後、その上に光学異方性層用塗布液LC−2を#5.5のワイヤーバーコータで塗布し、140℃2分間加熱乾燥熟成して均一な液晶相を有する層を形成した。さらに熟成後直ちにこの層に対して、酸素濃度0.3%以下の窒素雰囲気下において、フォトマスクを介して、UV光を照射(照度200mW/cm2、照射量1000mJ/cm2)して、アセトン溶液に浸漬し、未露光部分の液晶膜を除去した。
形成した光学異方性層が、微細パターンとして形成されていることを確認した。
[Example 3: Development method]
On the glass substrate, the alignment layer coating liquid AL-1 was applied and dried using a slit nozzle. The alignment layer was 1.6 μm. Subsequently, after rubbing the formed alignment layer, the coating liquid LC-2 for optically anisotropic layer is applied thereon with a # 5.5 wire bar coater, and heated and aged for 2 minutes at 140 ° C. to be uniform. A layer having a liquid crystal phase was formed. Further, immediately after aging, this layer was irradiated with UV light (
It was confirmed that the formed optically anisotropic layer was formed as a fine pattern.
[実施例4]
(半透過型LCD1の作製)
実施例4では、図1に示した液晶表示装置1と光学的な構成が同一のフルカラーのパネルを作製した。
まず、次の方法により半透過用カラーフィルタ1を作製した。
−ブラック(K)画像の形成−
無アルカリガラス基板を、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3%水溶液、商品名:KBM−603、信越化学)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃2分加熱した。
前記感光性樹脂転写材料K−1の保護フィルムを剥離後、ラミネータ((株)日立インダストリイズ製(LamicII型))を用い、前記100℃で2分間加熱した基板に、ゴムローラー温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度0.4m/分でラミネートした。
保護フィルムを剥離後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(USHIO電機株式会社製UX−1000SM)で、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)をセットした状態で、露光マスクのパターン面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量70mJ/cm2でパターン露光した。
次に、トリエタノールアミン系現像液(2.5%のトリエタノールアミン含有、ノニオン界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名:T−PD1、富士フイルム(株)製)にて30℃50秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像し熱可塑性樹脂層と酸素遮断膜を除去した。
引き続き炭酸Na系現像液(0.06mol/Lの炭酸水素ナトリウム、同濃度の炭酸ナトリウム、1%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−CD1、富士フイルム(株)製)を用い、コーン型ノズル圧力0.15MPaでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニング画素を得た。
引き続き洗浄剤(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名:T−SD1、富士フイルム(株)製)を用い、コーン型ノズル圧力0.02MPaでシャワーとナイロン毛を有す回転ブラシにより残渣除去を行い、ブラック(K)の画像を得た。その後更に、該基板に対して該樹脂層の側から超高圧水銀灯で500mJ/cm2の光でポスト露光後、220℃、15分熱処理した。
このKの画像を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
[Example 4]
(Production of transflective LCD 1)
In Example 4, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 was produced.
First, a transflective color filter 1 was produced by the following method.
-Formation of black (K) image-
The alkali-free glass substrate was washed with a rotating brush having nylon hair while spraying a glass detergent solution adjusted to 25 ° C. for 20 seconds by showering, and after washing with pure water shower, silane coupling solution (N-β (aminoethyl)) A 0.3% aqueous solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane, trade name: KBM-603, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was sprayed for 20 seconds with a shower and washed with pure water. This substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes by a substrate preheating apparatus.
After peeling off the protective film of the photosensitive resin transfer material K-1, a substrate heated at 100 ° C. for 2 minutes using a laminator (manufactured by Hitachi Industries (Lamic II type)), a rubber roller temperature of 130 ° C. Lamination was performed at a linear pressure of 100 N / cm and a conveyance speed of 0.4 m / min.
After peeling off the protective film, with the proximity type exposure machine (UXH-1000SM manufactured by USHIO ELECTRIC CO., LTD.) Having an ultra-high pressure mercury lamp, the substrate and mask (quartz exposure mask with image pattern) are set and the exposure mask The distance between the pattern surface and the photosensitive resin layer was set to 200 μm, and pattern exposure was performed with an exposure amount of 70 mJ / cm 2 .
Next, with a triethanolamine developer (2.5% triethanolamine-containing, nonionic surfactant-containing, polypropylene-based antifoaming agent, trade name: T-PD1, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.), 30 Shower development was performed at 50 ° C. for 50 seconds and a flat nozzle pressure of 0.04 MPa to remove the thermoplastic resin layer and the oxygen barrier film.
Subsequently, sodium carbonate developer (0.06 mol / L sodium bicarbonate, sodium carbonate of the same concentration, 1% sodium dibutylnaphthalenesulfonate, anionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer contained, trade name: T- Using CD1, manufactured by Fuji Film Co., Ltd., shower development was performed at a cone type nozzle pressure of 0.15 MPa, and the photosensitive resin layer was developed to obtain a patterned pixel.
Subsequently, using a detergent (containing phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer, trade name: T-SD1, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.), a cone type nozzle pressure of 0.02 MPa Residue removal was performed with a rotating brush having nylon bristles to obtain a black (K) image. Thereafter, the substrate was further post-exposed with light of 500 mJ / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp from the resin layer side, and then heat treated at 220 ° C. for 15 minutes.
The substrate on which the K image was formed was washed again with a brush as described above, and after pure water shower washing, the substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes without using a silane coupling solution.
−レッド(R)グリーン(G)ブルー(B)画素の形成−
FUJIFILM RESEARCH & DEVELOPMENT No.44(1999)の25頁に記載のトランサーシステム(富士フイルム(株)製)を用い、上記ブラックマトリクスを形成した基板上の、RGB画素部に相当する部分に、R、G、Bのカラーフィルタ層を形成した。各色層の厚さは、それぞれ、1.8μm、だった。
-Formation of Red (R) Green (G) Blue (B) Pixels-
FUJIFILM RESEARCH & DEVELOPMENT No. 44 (1999), page 25, using the transer system (manufactured by FUJIFILM Corporation), R, G, B color filters on the portion corresponding to the RGB pixel portion on the substrate on which the black matrix is formed A layer was formed. The thickness of each color layer was 1.8 μm.
−反射領域の光学異方性層の形成−
次に、実施例1で作製した転写材料RET−1を、上記基板上に前記感光性樹脂転写材料K−1と同様の工程で転写し、反射領域に対応する部分にUV光が照射されるようにデザインしたフォトマスクを、感光性樹脂層の表面から100μmの距離となるようにプロキシミティー露光機を配置し、該フォトマスクを介して超高圧水銀灯により照射エネルギー100mJ/cm2で露光した。次に、トリエタノールアミン系現像液(2.5%のトリエタノールアミン含有、ノニオン界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名:T−PD1、富士フイルム(株)製)にて30℃50秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像し熱可塑性樹脂層と酸素遮断膜を除去した。
引き続き炭酸Na系現像液(0.06mol/Lの炭酸水素ナトリウム、同濃度の炭酸ナトリウム、1%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−CD1、富士フイルム(株)製)を用い、コーン型ノズル圧力0.15MPaでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニング画素を得た。引き続き洗浄剤(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名:T−SD1、富士フイルム(株)製)を用い、コーン型ノズル圧力0.02MPaでシャワーとナイロン毛を有す回転ブラシにより残渣除去を行い、反射領域の画像を得た。その後更に、該基板に対して該樹脂層の側から超高圧水銀灯で500mJ/cm2の光でポスト露光した。この基板を220℃で50分ベークして、目的の基板が得られた。
-Formation of optically anisotropic layer in reflective region-
Next, the transfer material RET-1 produced in Example 1 is transferred onto the substrate in the same process as the photosensitive resin transfer material K-1, and the portion corresponding to the reflective region is irradiated with UV light. The photomask designed as described above was placed with a proximity exposure machine at a distance of 100 μm from the surface of the photosensitive resin layer, and was exposed with an irradiation energy of 100 mJ / cm 2 through the photomask with an ultrahigh pressure mercury lamp. Next, with a triethanolamine developer (2.5% triethanolamine-containing, nonionic surfactant-containing, polypropylene-based antifoaming agent, trade name: T-PD1, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.), 30 Shower development was performed at 50 ° C. for 50 seconds and a flat nozzle pressure of 0.04 MPa to remove the thermoplastic resin layer and the oxygen barrier film.
Subsequently, sodium carbonate developer (0.06 mol / L sodium bicarbonate, sodium carbonate of the same concentration, 1% sodium dibutylnaphthalenesulfonate, anionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer contained, trade name: T- Using CD1, manufactured by Fuji Film Co., Ltd., shower development was performed at a cone type nozzle pressure of 0.15 MPa, and the photosensitive resin layer was developed to obtain a patterned pixel. Subsequently, using a detergent (containing phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer, trade name: T-SD1, manufactured by Fuji Film Co., Ltd.), a cone type nozzle pressure of 0.02 MPa Residue removal was performed with a rotating brush having nylon bristles to obtain an image of the reflection area. Thereafter, the substrate was further post-exposed with 500 mJ / cm 2 of light from the resin layer side with an ultrahigh pressure mercury lamp. This substrate was baked at 220 ° C. for 50 minutes to obtain the target substrate.
(透明電極の形成)
上で作製したカラーフィルタ1及びλ/4層の上に、厚さ1000ÅのITO透明電極膜を真空スパッタリング法により形成した。
成膜:真空チャンバー内で10-5Pa程度まで真空引きしてから、ヒータで基板を240度に加熱、10-1Paのアルゴンガス雰囲気でプラズマ放電をたてて、ターゲット表面からITOを飛ばし、1000Åの厚さになるまで堆積させた。
フォトリソグラフ:スピンコート法により、フォトレジスト(東京応化製)を2μmの厚さに均一にコートした。100℃のベーク炉でプリベークを行った後、露光装置で所望のパターンのフォトマスクを使ってパターンを焼きこんだ。露光量と露光時間は設備の最適条件を適宜選んで決定した。露光後の基板を現像液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド含有:東京応化製)で現像後、120℃のベーク炉でポストベークを行い、残留溶剤を飛ばして形を固定した。次にITOのエッチング液(塩化第2鉄含有:関東化学製)を揺動するシャワーヘッドで吹きかけながらエッチングを行い、ITO膜が十分溶けきったのを確認して、純水シャワーでエッチング液を洗い落とし、乾燥エアーを使った高圧エアナイフで水を切って乾燥させた。次にレジストを剥離した。レジスト剥離液(2−アミノエタノール、NMP含有:東京応化製)をシャワーヘッドで吹きかけながら、ロールブラシをかけてレジストを剥離した。剥離液は、温水シャワーとエアナイフで流して飛ばした。
(Formation of transparent electrode)
On the color filter 1 and the λ / 4 layer produced above, an ITO transparent electrode film having a thickness of 1000 mm was formed by vacuum sputtering.
Film formation: After vacuuming to about 10 -5 Pa in a vacuum chamber, the substrate is heated to 240 degrees with a heater, plasma discharge is performed in an argon gas atmosphere of 10 -1 Pa, and ITO is blown off from the target surface. , Deposited to a thickness of 1000 Å.
Photolithograph: A photoresist (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was uniformly coated to a thickness of 2 μm by spin coating. After pre-baking in a 100 ° C. baking oven, a pattern was baked using a photomask having a desired pattern in an exposure apparatus. The exposure amount and the exposure time were determined by appropriately selecting the optimum equipment conditions. The exposed substrate was developed with a developer (containing tetramethylammonium hydroxide: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) and post-baked in a baking oven at 120 ° C. to remove the residual solvent and fix the shape. Next, etching is performed while spraying an ITO etchant (containing ferric chloride: manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) with a swinging shower head, confirming that the ITO film has been sufficiently dissolved, and then removing the etchant with a pure water shower. Washed off and dried with a high-pressure air knife using dry air. Next, the resist was peeled off. While spraying a resist stripping solution (containing 2-aminoethanol and NMP: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) with a shower head, the resist was stripped by applying a roll brush. The stripping solution was swept away with a hot water shower and an air knife.
(配向層の形成)
さらにその上にポリイミドの配向膜を設けた。配向材はJSR製ポリイミドAL1254を使用し、ロールコート法で画素電極が配置されている領域に塗布した。塗布後、80℃の雰囲気で15分プリベークを行い、さらに200℃で60分焼成を行った。その結果、膜厚で約0.5umの配向層を得た。この配向膜をラビング装置により配向処理を行った。ラビング布はコットン、回転数500rpm、押しこみ深さ0.3mmとした。
(Formation of alignment layer)
Further, a polyimide alignment film was provided thereon. The alignment material used was polyimide SR1254 made by JSR, and was applied to the region where the pixel electrodes were arranged by roll coating. After coating, prebaking was performed in an atmosphere at 80 ° C. for 15 minutes, and baking was further performed at 200 ° C. for 60 minutes. As a result, an alignment layer having a thickness of about 0.5 μm was obtained. This alignment film was subjected to alignment treatment by a rubbing apparatus. The rubbing cloth was cotton, the rotation speed was 500 rpm, and the indentation depth was 0.3 mm.
(対向側基板)
カラーフィルタ基板と実質的に同じ材質、サイズのガラス基板を準備した。
(Opposite substrate)
A glass substrate having substantially the same material and size as the color filter substrate was prepared.
(反射パターンの形成)
洗浄:
25℃に調整した純水をシャワーにより吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、乾燥エアーを使ったエアナイフで水を切って乾燥させた。
成膜:
真空スパッタ成膜装置で行った。真空チャンバー内で10-4Pa程度まで真空引きしてから、ヒータで基板を200度に加熱、10-1Paのアルゴンガス雰囲気でプラズマ放電をたてて、ターゲット表面からALを飛ばし、1000Åの厚さになるまで堆積させた。
フォトリソグラフ:
スピンコート法により、フォトレジスト(東京応化製)を2μmの厚さに均一にコートした。100℃のベーク炉でプリベークを行った後、露光装置で所望のパターンのフォトマスクを使ってパターンを焼きこんだ。露光後の基板を現像液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド含有:東京応化製)で現像後、120℃のベーク炉でポストベークを行い、残留溶剤を飛ばして形を固定した。次にALのエッチング液(燐酸含有:関東化学製)を揺動するシャワーヘッドで吹きかけながらエッチングを行い、膜が十分溶けきったのを確認して、純水シャワーでエッチング液を洗い落とし、乾燥エアーを使った高圧エアナイフで水を切って乾燥させた。次にレジストを剥離した。レジスト剥離液(2−アミノエタノール、NMP含有:東京応化製)をシャワーヘッドで吹きかけながら、ロールブラシをかけてレジストを剥離した。剥離液は、温水シャワーとエアナイフで流して飛ばした。
上記方法により、図1に示した通り、対向側基板の、λ/4層が形成された位置と対向する位置にのみ反射層を形成した。
(Reflection pattern formation)
Washing:
While pure water adjusted to 25 ° C. was sprayed with a shower, it was washed with a rotating brush having nylon bristles, and dried with an air knife using dry air.
Film formation:
This was performed with a vacuum sputtering film forming apparatus. After evacuating to about 10 -4 Pa in a vacuum chamber, the substrate is heated to 200 degrees with a heater, plasma discharge is performed in an argon gas atmosphere of 10 -1 Pa, and AL is blown off from the target surface. Deposited to thickness.
Photolithograph:
A photoresist (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was uniformly coated to a thickness of 2 μm by spin coating. After pre-baking in a 100 ° C. baking oven, a pattern was baked using a photomask having a desired pattern in an exposure apparatus. The exposed substrate was developed with a developer (containing tetramethylammonium hydroxide: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) and post-baked in a baking oven at 120 ° C. to remove the residual solvent and fix the shape. Next, perform etching while spraying with an AL etching solution (containing phosphoric acid: manufactured by Kanto Chemical) with a swinging shower head, confirm that the film has dissolved completely, wash off the etching solution with a pure water shower, and dry air. The water was dried with a high-pressure air knife using, and dried. Next, the resist was peeled off. While spraying a resist stripping solution (containing 2-aminoethanol and NMP: manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) with a shower head, the resist was stripped by applying a roll brush. The stripping solution was swept away with a hot water shower and an air knife.
By the above method, as shown in FIG. 1, a reflective layer was formed only at a position on the opposite substrate facing the position where the λ / 4 layer was formed.
(透明電極の形成)
反射層が形成された基板の表面に、ITO透明導電膜を真空スパッタ法で形成した。真空チャンバー内で10-5Pa程度まで真空引きしてから、ヒータで基板を200度に加熱、10-1Paのアルゴンガス雰囲気でプラズマ放電をたてて、ターゲット表面からITOを飛ばし、1000Åの厚さになるまで堆積させた。
(Formation of transparent electrode)
An ITO transparent conductive film was formed by vacuum sputtering on the surface of the substrate on which the reflective layer was formed. After evacuating to about 10 -5 Pa in a vacuum chamber, the substrate is heated to 200 degrees with a heater, plasma discharge is performed in an argon gas atmosphere of 10 -1 Pa, and ITO is blown off from the target surface. Deposited to thickness.
(突起用感光性転写材料の作製)
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体上に熱可塑性樹脂層用塗布液CU−1を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が15μmの熱可塑性樹脂層を設けた。
次に、前記熱可塑性樹脂層上に中間層/配向層用塗布液AL−1を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が1.6μmの中間層を設けた。
前記中間層上に、下記の処方からなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が2.5μmの液晶配向制御用突起用感光性樹脂層を設けた。
────────────────────────────────────────突起用塗布液組成(%)
────────────────────────────────────────FH−2413F(富士フイルムエレクトロマテリアルズ(株)製)53.3
メチルエチルケトン 46.66
メガファックF−176PF 0.04
────────────────────────────────────────
更に、前記感光性樹脂層表面に厚さ12μmのポリプロピレン製のフィルムをカバーフィルムとして貼り付け、仮支持体上に、熱可塑性樹脂層、中間層、感光性樹脂層、カバーフィルムがこの順に積層された転写材料を作製した。
(Preparation of photosensitive transfer material for protrusions)
A thermoplastic resin layer coating solution CU-1 was applied on a 75 μm thick polyethylene terephthalate film temporary support and dried to provide a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 15 μm.
Next, the intermediate layer / alignment layer coating solution AL-1 was applied on the thermoplastic resin layer and dried to provide an intermediate layer having a dry film thickness of 1.6 μm.
On the said intermediate | middle layer, the coating liquid which consists of the following prescription was apply | coated and dried, and the photosensitive resin layer for liquid crystal orientation control protrusions with a dry film thickness of 2.5 micrometers was provided.
────────────────────────────────────────Protrusion coating composition (%)
───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── 53.3)
Methyl ethyl ketone 46.66
Mega Fuck F-176PF 0.04
────────────────────────────────────────
Further, a 12 μm-thick polypropylene film is attached to the surface of the photosensitive resin layer as a cover film, and a thermoplastic resin layer, an intermediate layer, a photosensitive resin layer, and a cover film are laminated in this order on the temporary support. A transfer material was prepared.
(突起の形成)
上で作製した突起用転写材料からカバーフィルムを剥がし、その感光性樹脂層の表面と前記対向基板の透明電極膜を設けた側の表面とを重ね合わせ、ラミネータ((株)日立インダストリイズ製(LamicII型))を用いて、線圧100N/cm、温度130℃、搬送速度2.2m/分の条件下で貼り合わせた。その後、転写材料の仮支持体のみを熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、除去した。この状態では、カラーフィルタ側基板上に、感光性樹脂層、中間層、熱可塑性樹脂層がこの順に積層されている。
次に、最外層である熱可塑性樹脂層の上方に、フォトマスクが感光性樹脂層の表面から100μmの距離となるようにプロキシミティー露光機を配置し、該フォトマスクを介して超高圧水銀灯により照射エネルギー70mJ/cm2でプロキシミティー露光した。その後、1%トリエタノールアミン水溶液を、シャワー式現像装置にて30℃で30秒間基板に噴霧して、熱可塑性樹脂層及び中間層を溶解除去した。この段階では、感光性樹脂層は実質的に現像されていなかった。
続いて、0.085mol/Lの炭酸ナトリウムと0.085mol/Lの炭酸水素ナトリウムと1%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム水溶液を、シャワー式現像装置にて33℃30秒間基板に噴霧しながら現像し、感光性樹脂層の不要部(未硬化部)を現像除去した。すると、カラーフィルタ側基板上に、所望の形状にパターニングされた感光性樹脂層よりなる突起が形成された。次いで、該突起が形成されたカラーフィルタ側基板を240℃下で50分ベークすることにより、カラーフィルタ側基板上に、高さ2.5μm、縦断面形状が蒲鉾様の液晶配向制御用突起を形成することができた。
(Forming protrusions)
The cover film is peeled off from the projection transfer material produced above, and the surface of the photosensitive resin layer and the surface of the counter substrate on which the transparent electrode film is provided are overlaid, and a laminator (manufactured by Hitachi Industries, Ltd.) (Lamic II type)) was used for bonding under conditions of a linear pressure of 100 N / cm, a temperature of 130 ° C., and a conveying speed of 2.2 m / min. Thereafter, only the temporary support of the transfer material was peeled and removed at the interface with the thermoplastic resin layer. In this state, the photosensitive resin layer, the intermediate layer, and the thermoplastic resin layer are laminated in this order on the color filter side substrate.
Next, a proximity exposure machine is disposed above the outermost thermoplastic resin layer so that the photomask is at a distance of 100 μm from the surface of the photosensitive resin layer, and an ultrahigh pressure mercury lamp is passed through the photomask. Proximity exposure was performed at an irradiation energy of 70 mJ / cm 2 . Thereafter, a 1% triethanolamine aqueous solution was sprayed onto the substrate at 30 ° C. for 30 seconds with a shower type developing device to dissolve and remove the thermoplastic resin layer and the intermediate layer. At this stage, the photosensitive resin layer was not substantially developed.
Subsequently, 0.085 mol / L sodium carbonate, 0.085 mol / L sodium hydrogen carbonate, and 1% sodium dibutylnaphthalenesulfonate aqueous solution were developed while spraying on the substrate at 33 ° C. for 30 seconds using a shower type developing device. Then, unnecessary portions (uncured portions) of the photosensitive resin layer were developed and removed. Then, a protrusion made of a photosensitive resin layer patterned into a desired shape was formed on the color filter side substrate. Next, the color filter side substrate on which the protrusions are formed is baked at 240 ° C. for 50 minutes, so that liquid crystal alignment control protrusions having a height of 2.5 μm and a vertical cross-sectional shape are formed on the color filter side substrate. Could be formed.
(対向側配向層の形成)
透明導電層の上にはカラーフィルタ基板と同様にポリイミド配向層を形成した。配向材はJSR製ポリイミドAL1254を使用し、ロールコート法で画素電極が配置されている領域に選択的に塗布した。塗布後、80℃の雰囲気で15分プリベークを行い、さらに200℃で60分焼成を行った。その結果、膜厚で約0.5umの配向層を得た。この配向膜をラビング装置により配向処理を行った。ラビング布はコットン、回転数500rpm、押しこみ深さ0.3mmの条件とした。ラビング方向は、カラーフィルタ基板の配向方向に対してアンチパラレル方向になるように設定した。
(Formation of facing side alignment layer)
A polyimide alignment layer was formed on the transparent conductive layer in the same manner as the color filter substrate. The alignment material used was polyimide SR1254 made by JSR, and was selectively applied to the region where the pixel electrode was arranged by a roll coating method. After coating, prebaking was performed in an atmosphere at 80 ° C. for 15 minutes, and baking was further performed at 200 ° C. for 60 minutes. As a result, an alignment layer having a thickness of about 0.5 μm was obtained. This alignment film was subjected to alignment treatment by a rubbing apparatus. The rubbing cloth was made of cotton, a rotation speed of 500 rpm, and an indentation depth of 0.3 mm. The rubbing direction was set to be an anti-parallel direction with respect to the orientation direction of the color filter substrate.
(シールパターンの形成)
対向基板の周囲にシールパターンを形成した。粒子径6.8umのシールスペーサを1.0wt%含有したエポキシ樹脂(日産化学製ストラクトボンドXN−21S)をシールディスペンサ装置で表示領域を囲む所定の領域に液晶の注入口に相当する部分を開いた形で印刷した。これを80℃で30分仮焼きした。
(Seal pattern formation)
A seal pattern was formed around the counter substrate. An epoxy resin containing 1.0 wt% of a seal spacer with a particle diameter of 6.8 μm (Strectbond XN-21S manufactured by Nissan Chemical Industries) is opened with a seal dispenser device in a predetermined area surrounding the display area corresponding to the liquid crystal injection port. I printed it in the form. This was calcined at 80 ° C. for 30 minutes.
(重ね合わせ)
カラーフィルタ基板1と対向基板が正しい位置で重なるように調整した。その状態で0.03MPaの圧力をかけながら、貼り合わされたガラス基板を180℃、60分で熱処理し、シール剤を硬化させ、2枚のガラス基板の積層体を得た。焼成にはバルーンタイプの装置を使用した。
(Overlapping)
The color filter substrate 1 and the counter substrate were adjusted so as to overlap at a correct position. In this state, while applying a pressure of 0.03 MPa, the bonded glass substrate was heat-treated at 180 ° C. for 60 minutes to cure the sealing agent, thereby obtaining a laminate of two glass substrates. A balloon type device was used for firing.
(液晶注入)
このガラス基板積層体に液晶注入装置を使って液晶材を注入した。液晶材は屈折率異方性0.55の棒状ネマチック液晶で、これを液晶皿に入れ、基板積層体とともに真空チャンバー内で10-1Paの真空下で60分保持して脱気した。十分真空に引いた後、シールに設けた注入口の部分を液晶に浸すようにした上で大気圧に戻して180分保持して、ガラス基板の間隙に液晶を満たした。その後、注入装置から基板積層体を取り出し、注入口の部分をUV硬化性のエポキシ接着剤を塗布・硬化して液晶セルを得た。
(Liquid crystal injection)
A liquid crystal material was injected into the glass substrate laminate using a liquid crystal injection device. In the rod-like nematic liquid crystal of the liquid crystal material refractive index anisotropy 0.55, placed in a liquid crystal dish, and degassed and held 60 minutes under a vacuum of 10 -1 Pa with a vacuum chamber together with the substrate stack. After sufficiently evacuating the vacuum, the portion of the inlet provided in the seal was immersed in the liquid crystal and then returned to atmospheric pressure and held for 180 minutes to fill the gap between the glass substrates with the liquid crystal. Thereafter, the substrate laminate was taken out from the injection apparatus, and a UV curable epoxy adhesive was applied to the injection port portion and cured to obtain a liquid crystal cell.
(偏光板貼り付け)
この液晶セルの背面側に、残留レターデーション補償用のフィルムとして、位相差38nmの1軸性位相差フィルムを、遅相軸が液晶の配向方向と直交する方向に貼り付け、さらに両面に、(株)サンリッツ製の偏光板HLC2−2518を、偏光板吸収軸が液晶の配向方向と直交する配置で貼り付けて液晶パネルを得た。
(透過部レターデーション測定)
この液晶セルの透過領域におけるレターデーションを大塚電子製光学材料検査装置(RETS−100)で、電圧無印加の状態でのレターデーション測定を測定したところ、ほぼ265nmであった。
(Polarizing plate pasting)
On the back side of the liquid crystal cell, a uniaxial retardation film having a retardation of 38 nm is attached as a residual retardation compensation film in a direction in which the slow axis is orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal, A liquid crystal panel was obtained by pasting polarizing plates HLC2-2518 manufactured by Sanlitz Co., Ltd. in an arrangement in which the polarizing plate absorption axis was orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal.
(Transmission part retardation measurement)
Retardation in the transmission region of the liquid crystal cell was measured with a Otsuka Electronics optical material inspection device (RETS-100) to measure retardation in a state in which no voltage was applied.
(実施例5:半透過LCD2の作製)
実施例5では、透過部の光学補償板として、支持体上に円盤状液晶性化合物をハイブリッド配向させて、これを重合した透過部用光学補償板を作製し、パネル背面側基板と偏光板の間に配置した。この実施例では、透過部の光学特性に優れると言う効果が期待できる。
(透過部用光学補償板の作製)
《セルロースエステルフィルムの片面ケン化処理》
市販のセルロースアセテートフィルムであるフジタックTD80UF(富士フイルム(株)製、Re=3nm、Rth=50nm)を温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した後に、下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて14ml/m2で塗布した。そして、110℃に加熱したスチーム式遠赤外線ヒータ((株)ノリタケカンパニー製)の下に10秒滞留させた後に、同じバーコーターを用いて純水を3ml/m2塗布した。この時のフィルム温度は40℃であった。次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りを3回繰り返した後、70℃の乾燥ゾーンに2秒滞留させて乾燥した。
────────────────────────────―
アルカリ溶液組成 質量%
────────────────────────────―
水酸化カリウム 4.7
水 14.7
イソプロパノール 64.8
プロピレングリコール 14.8
界面活性剤(SF−1) 1.0
────────────────────────────―
(Example 5: Production of transflective LCD 2)
In Example 5, as an optical compensator for the transmission part, a disc-shaped liquid crystalline compound was hybrid-aligned on the support, and an optical compensator for the transmission part obtained by polymerizing this was produced. Arranged. In this embodiment, an effect that the optical characteristics of the transmission part are excellent can be expected.
(Preparation of optical compensator for transmission part)
《One-sided saponification treatment of cellulose ester film》
A commercially available cellulose acetate film Fujitac TD80UF (Fuji Film Co., Ltd., Re = 3 nm, Rth = 50 nm) was passed through a dielectric heating roll at a temperature of 60 ° C., and the film surface temperature was raised to 40 ° C. An alkaline solution having the composition shown below was applied at 14 ml / m 2 using a bar coater. Then, after retaining for 10 seconds under a steam far infrared heater (manufactured by Noritake Co., Ltd.) heated to 110 ° C., 3 ml / m 2 of pure water was applied using the same bar coater. The film temperature at this time was 40 degreeC. Next, washing with a fountain coater and draining with an air knife were repeated three times, and then the sample was retained in a drying zone at 70 ° C. for 2 seconds and dried.
─────────────────────────────
Alkaline solution composition
─────────────────────────────
Potassium hydroxide 4.7
Water 14.7
Isopropanol 64.8
Propylene glycol 14.8
Surfactant (SF-1) 1.0
─────────────────────────────
前述の通りに片面ケン化した透明支持体上に配向層用塗布液AL−2を#14のワイヤーバーコータで塗布し、60℃の温風で60秒、さらに90℃の温風で150秒乾燥して厚さ1.0μmの配向層を形成した。続いて、形成した配向層をラビング処理した後、その上に光学異方性層用塗布液LC−2を#5のワイヤーバーコータで塗布し、125℃で3分間加熱乾燥熟成して均一な液晶相を有する層を形成した後、空気下にて160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量300mJ/cm2の紫外線を照射して光学異方性層を固定化して、厚さ3.1μmの光学異方性層を形成し、透過部用の光学補償板を作製した。なお、光学異方性層中において円盤状液晶性化合物がハイブリッド配向状態に固定されていたことを確認した。 As described above, the alignment layer coating liquid AL-2 is applied to the transparent support that has been saponified on one side with a # 14 wire bar coater, 60 seconds with warm air at 60 ° C., and 150 seconds with warm air at 90 ° C. By drying, an alignment layer having a thickness of 1.0 μm was formed. Subsequently, after rubbing the formed alignment layer, the coating liquid LC-2 for optically anisotropic layer is coated thereon with a # 5 wire bar coater, and heated and dried at 125 ° C. for 3 minutes to be uniform. After forming a layer having a liquid crystal phase, an ultraviolet ray having an illuminance of 400 mW / cm 2 and an irradiation amount of 300 mJ / cm 2 is irradiated using an air-cooled metal halide lamp (manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.) of 160 W / cm in the air. Then, the optically anisotropic layer was fixed to form an optically anisotropic layer having a thickness of 3.1 μm, and an optical compensator for the transmission part was produced. It was confirmed that the discotic liquid crystalline compound was fixed in a hybrid alignment state in the optically anisotropic layer.
実施例4と同様の手順でブラック(K)画像の形成及びレッド(R)グリーン(G)ブルー(B)画素と転写材料RET−1を使ったλ/4光学異方性層を有するカラーフィルタ基板を形成した。
さらに、実施例4と同様の手順で、反射パターンの形成、続いて、透明電極の形成、突起用感光性転写材料の作製、突起の形成、対向側配向層の形成、シールパターンの形成、重ね合わせ、液晶注入までを行った。
Formation of black (K) image and color filter having λ / 4 optical anisotropic layer using red (R) green (G) blue (B) pixel and transfer material RET-1 in the same procedure as in Example 4 A substrate was formed.
Further, in the same procedure as in Example 4, formation of a reflection pattern, followed by formation of a transparent electrode, preparation of a photosensitive transfer material for protrusions, formation of protrusions, formation of an opposing side alignment layer, formation of a seal pattern, overlapping Together, liquid crystal injection was performed.
(透過部補償層の形成)
上記基板背面側に、前記透過部用光学補償板を、光学異方性層を上記基板面に向け、粘着剤を貼り付けた。この時、前記光学補償板のラビング方向と、前記基板のラビング方向は、アンチパラレルとなるようにした。さらに液晶セルの両面に、(株)サンリッツ製の偏光板HLC2−2518を、偏光板吸収軸が液晶の配向方向と直交する配置で貼り付けて液晶パネルを得た。
(Formation of transmission part compensation layer)
On the back side of the substrate, the optical compensator for the transmission part was attached, and the pressure-sensitive adhesive was pasted with the optically anisotropic layer facing the substrate surface. At this time, the rubbing direction of the optical compensator and the rubbing direction of the substrate were antiparallel. Further, a polarizing plate HLC2-2518 manufactured by Sanlitz Co., Ltd. was attached to both surfaces of the liquid crystal cell in an arrangement in which the polarizing plate absorption axis was orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal to obtain a liquid crystal panel.
(参考例3:比較用半透過LCDの作製)
参考例3でも、図1に示す液晶表示装置と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。但し、比較のため、参考例1で作製した転写材料を用いてλ/4層を形成した。具体的には以下の方法で作製した。
ブラック(K)画像の形成及びレッド(R)グリーン(G)ブルー(B)画素の形成を、実施例4と同様に行った。
−反射領域の光学異方性層の形成−
次に、参考例1で作製した転写材料RET−2を、上記基板上に前記感光性樹脂転写材料K−1と同様の工程で転写形成した。さらに透明電極の形成、配向層の形成を実施例5と同様に行いカラーフィルタ基板2を得た。対向側基板も実施例5と同様に作製した。この対向基板とカラーフィルタ基板を実施例4と同様の方法で、重ねて合わせて焼成後、液晶材を注入して、比較用半透過液晶セルを作製した。
(偏光板貼り付け)
この液晶セルの背面側に、残留レターデーション補償用のフィルムとして、位相差38nmの1軸性位相差フィルムを、遅相軸が液晶の配向方向と直交する方向に貼り付けた。そのさらに両側に(株)サンリッツ製の偏光板HLC2−2518を貼り付けて、比較用半透過液晶パネルを得た。
(透過部レターデーション測定)
この液晶セルの透過領域におけるレターデーションを実施例4と同様に測定したところ、ほぼ267nmであった。
(Reference Example 3: Production of comparative transflective LCD)
Also in Reference Example 3, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device shown in FIG. 1 was produced. However, for comparison, a λ / 4 layer was formed using the transfer material prepared in Reference Example 1. Specifically, it was produced by the following method.
Black (K) image formation and red (R) green (G) blue (B) pixel formation were performed in the same manner as in Example 4.
-Formation of optically anisotropic layer in reflective region-
Next, the transfer material RET-2 produced in Reference Example 1 was transferred and formed on the substrate in the same process as the photosensitive resin transfer material K-1. Further, a transparent electrode and an alignment layer were formed in the same manner as in Example 5 to obtain a color filter substrate 2. The counter substrate was produced in the same manner as in Example 5. The counter substrate and the color filter substrate were overlapped and fired in the same manner as in Example 4, and then a liquid crystal material was injected to produce a comparative transflective liquid crystal cell.
(Polarizing plate pasting)
On the back side of the liquid crystal cell, a uniaxial retardation film having a retardation of 38 nm was attached as a residual retardation compensation film in a direction in which the slow axis was orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal. Further, polarizing plates HLC2-2518 manufactured by Sanlitz Co., Ltd. were pasted on both sides to obtain a comparative transflective liquid crystal panel.
(Transmission part retardation measurement)
When the retardation in the transmission region of this liquid crystal cell was measured in the same manner as in Example 4, it was approximately 267 nm.
(半透過型LCDのコントラスト評価)
実施例4、5及び参考例3で作製した半透過型LCDのそれぞれを、暗室内に置き、C光源から取り出した平行光を、パネル面に対して5°傾けた方向から入射させ、パネルを白表示(電圧0V)、黒表示(電圧3V)における反射光強度を、輝度計(TOPCOM製 BM5)により測定し、コントラスト値を求めた。さらに斜め方向から目視観察した際の色見を合わせて観察した。結果を下記表に示す。
(Contrast evaluation of transflective LCD)
Each of the transflective LCDs produced in Examples 4 and 5 and Reference Example 3 was placed in a dark room, and parallel light extracted from a C light source was incident from a direction inclined by 5 ° with respect to the panel surface. The reflected light intensity in white display (voltage 0 V) and black display (voltage 3 V) was measured with a luminance meter (BM5 manufactured by TOPCOM) to obtain a contrast value. Furthermore, the color observation when visually observed from an oblique direction was also observed. The results are shown in the table below.
またこの時の黒表示状態における反射輝度スペクトルを図4に示す。実施例4及び5のLCDは、参考例3のLCDと比較して漏れ光が少なくなっていることが確認できた。 In addition, FIG. 4 shows the reflection luminance spectrum in the black display state at this time. It was confirmed that the LCDs of Examples 4 and 5 had less leakage light than the LCD of Reference Example 3.
また、実施例4及び5のLCDについて、透過部分のコントラスト視野角特性を測定した。
それぞれのLCDを暗室内に置き、C光源をバックライトとして背面から入射させ、パネルを白表示(電圧0V)及び黒表示(電圧3V)させ、それぞれの表示時の透過光を視野角−コントラスト特性測定装置(ELDIM製 EZ−Contrast)により測定した。実施例4のLCDの結果を図5に、実施例5のLCDの結果を図6に示す。円盤状液晶化合物を使った透過部補償層を利用した実施例5の液晶表示装置は、実施例4に比べてより良好な視野角コントラスト特性を示すことが確認できた。
Further, for the LCDs of Examples 4 and 5, the contrast viewing angle characteristics of the transmissive part were measured.
Each LCD is placed in a dark room, C light source is incident from the back as a backlight, the panel is displayed in white (voltage 0V) and black (voltage 3V), and the transmitted light at each display is viewed angle-contrast characteristics It measured with the measuring apparatus (EZ-Contrast made from ELDIM). FIG. 5 shows the result of the LCD of Example 4, and FIG. 6 shows the result of the LCD of Example 5. It was confirmed that the liquid crystal display device of Example 5 using the transmission part compensation layer using a discotic liquid crystal compound showed better viewing angle contrast characteristics than Example 4.
11 仮支持体
12 光学異方性層
13 感光性樹脂層
14 力学特性制御層
15 配向制御層
16 保護層
121 透明基板
122 ブラックマトリクス
123 カラーフィルタ層
124 位相差層(光学異方性層)
125 透明電極層
126 配向層
127 透過領域
128 反射領域
131 液晶層
132 透過部補償板
133 偏光層A
135 反射板
136 偏光層B
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