JPH05100112A - Color filter substrate and liquid crystal element - Google Patents

Color filter substrate and liquid crystal element

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JPH05100112A
JPH05100112A JP4089233A JP8923392A JPH05100112A JP H05100112 A JPH05100112 A JP H05100112A JP 4089233 A JP4089233 A JP 4089233A JP 8923392 A JP8923392 A JP 8923392A JP H05100112 A JPH05100112 A JP H05100112A
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JP
Japan
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color filter
liquid crystal
film
light
transparent electrode
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JP4089233A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Takao
英昭 高尾
Masaru Kamio
優 神尾
Tatsuo Murata
辰雄 村田
Nobuyuki Sekimura
信行 関村
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To provide the color filter substrate which is free from a difference in the film thickness of color filter layers and the liquid crystal element which prevents the generation of orientation detects. CONSTITUTION:This color filter substrate is constituted by having the color filters which consist of colored resins formed by dispersing coloring materials into a low-temp. curing type polyimide resins having photosensitive groups within the molecules and have nearly the same film thickness on a substrate 2 and successively laminating a protective layer 9 and transparent electrode 5 of a pattern shape on the color filters. This liquid crystal element is constituted by using this substrate. Light shielding layers 10 are provided at nearly the same thickness as the thickness of respective picture elements in the recesses between the picture elements of the color filters.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子や液晶−
光シャッターアレイ等に用いるカラーフィルター基板お
よび液晶素子に関し、更に詳しくは、液晶分子の初期配
向状態を改善することにより配向欠陥のない均一なモノ
ドメインの液晶相を得、表示ならびに駆動特性を改善し
たカラーフィルターを有するカラーフィルター基板およ
び液晶素子に関するものである。
The present invention relates to a liquid crystal display device and a liquid crystal display.
Regarding a color filter substrate and a liquid crystal element used for an optical shutter array and the like, more specifically, by improving the initial alignment state of liquid crystal molecules, a uniform monodomain liquid crystal phase without alignment defects was obtained, and display and driving characteristics were improved. The present invention relates to a color filter substrate having a color filter and a liquid crystal element.

【0002】[0002]

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

【0003】また、各画素に薄膜トランジスタによるス
イッチング素子を接続し、各画素毎をスイッチングする
方式の表示素子が知られているが、基板上に薄膜トラン
ジスタを形成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示
素子を作成することが難しい問題点がある。
Further, a display element of a type in which a switching element made of a thin film transistor is connected to each pixel and each pixel is switched is known, but the step of forming the thin film transistor on the substrate is extremely complicated and a large area is required. There is a problem that it is difficult to make a display element.

【0004】これらの問題点を解決するものとして、ク
ラーク(Clark)等により米国特許第4,367,
924号明細書で強誘電性液晶素子が提案されている。
As a solution to these problems, Clark et al., US Pat. No. 4,367,
A ferroelectric liquid crystal device is proposed in the specification of No. 924.

【0005】図2は強誘電性液晶の動作説明のために、
セルの例を模式的に描いたものである。21aと21b
は、In23 、SnO2 やITO(Indium T
inOxide)等の薄膜からなる透明電極で被覆され
た基板(ガラス板)であり、その間に複数の液晶分子層
22がガラス面に垂直になる様に配向したSmC*相ま
たはSmH*相の液晶が封入されている。太線で示した
線23が液晶分子を表わしており、この液晶分子23
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント(P
⊥)24を有している。基板21aと21b上の電極間
に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子23のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)24はす
べて電界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変
えることができる。液晶分子23は細長い形状を有して
おり、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、
従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位
置関係に配置した偏光子を置けば、電圧印加極性によっ
て光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは容易
に理解される。
FIG. 2 illustrates the operation of the ferroelectric liquid crystal.
It is a schematic drawing of an example of a cell. 21a and 21b
Is In 2 O 3 , SnO 2 or ITO (Indium T
inOxide) is a substrate (glass plate) covered with a transparent electrode composed of a thin film, and liquid crystal of SmC * phase or SmH * phase in which a plurality of liquid crystal molecular layers 22 are aligned perpendicular to the glass surface It is enclosed. A thick line 23 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 23
Is the dipole moment (P
⊥) 24. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled, and all the dipole moments (P⊥) 24 are oriented in the electric field direction. Can be changed. The liquid crystal molecule 23 has an elongated shape and exhibits refractive index anisotropy in its major axis direction and its minor axis direction,
Therefore, for example, it is easily understood that a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of voltage application can be obtained by disposing polarizers arranged in a crossed Nicol positional relationship above and below a glass surface.

【0006】本発明の液晶素子の中で、強誘電性液晶素
子で好ましく用いられる液晶セルは、その厚さを充分に
薄く(例えば10μ以下)することができる。このよう
に液晶相が薄くなるにしたがい、図3に示すように電界
を印加していない状態でも液晶分子のらせん構造はほど
け、非らせん構造となり、その双極子モーメントPa又
はPbは上向き(34a)又は下向き(34b)のどち
らかの状態をとる。このようなセルに、図3に示す如く
一定の閾値以上の極性の異なる電界EaまたはEbを付
与すると、双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電
界ベクトルに対応して上向き34a又は、下向き34b
と向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の安定状態
33a、あるいは第二の安定状態33bの何れか一方に
配向する。
Among the liquid crystal elements of the present invention, the liquid crystal cell preferably used in the ferroelectric liquid crystal element can be made sufficiently thin (for example, 10 μm or less). As shown in FIG. 3, as the liquid crystal phase becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds and becomes a non-helical structure as shown in FIG. 3, and the dipole moment Pa or Pb of the liquid crystal molecule is directed upward (34a). Alternatively, the state is either downward (34b). When an electric field Ea or Eb having a polarity different from a certain threshold value is applied to such a cell as shown in FIG. 3, the dipole moment is directed upward 34a or downward 34b corresponding to the electric field vector of the electric field Ea or Eb.
The liquid crystal molecules are aligned in either the first stable state 33a or the second stable state 33b accordingly.

【0007】このような強誘電性液晶を光学変調素子と
して用いることの利点は、先に述べたが2つある。その
第1は、応答速度が極めて速いことであり、第2は液晶
分子の配向が双安定性を有することである。第2の点
を、例えば図3によって更に説明すると、電界Eaを印
加すると液晶分子は第一の安定状態33aに配向する
が、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向き
の電界Ebを印加すると、液晶分子は第二の安定状態3
3bに配向して、その分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。また、与える電界
Eaが一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態
にやはり維持されている。このような応答速度の速さ
と、双安定性が有効に実現されるには、セルとしては出
来るだけ薄い方が好ましい。
As described above, there are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulator. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of the liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point, for example, with reference to FIG. 3, when the electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 33a, but this state is stable even when the electric field is cut off. When a reverse electric field Eb is applied, the liquid crystal molecules are in the second stable state 3
3b is oriented to change the direction of the molecule, but it remains in this state even when the electric field is cut off. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, the respective alignment states are still maintained. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell is as thin as possible.

【0008】この強誘電性液晶素子が所定の駆動特性を
発揮するためには、一対の平行基板間に配置される強誘
電性液晶が、電界の印加状態とは無関係に、上記2つの
安定状態の間での変換が効果的に起こるような分子配列
状態にあることが必要である。例えばカイラルスメクテ
ィック相を有する強誘電性液晶については、カイラルス
メクティック相の液晶分子層が基板面に対して垂直で、
したがって液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領
域(モノドメイン)が形成される必要がある。しかしな
がら、これまでの強誘電性液晶素子においては、このよ
うなモノドメイン構造を有する液晶の配向状態が、必ず
しも満足に形成されなかったために、充分な特性が得ら
れなかった実情である。
In order for this ferroelectric liquid crystal element to exhibit a predetermined driving characteristic, the ferroelectric liquid crystal disposed between the pair of parallel substrates has the above two stable states regardless of the electric field application state. It is necessary that the molecular arrangement is such that the conversion between the two occurs effectively. For example, for a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic phase, the liquid crystal molecular layer of the chiral smectic phase is perpendicular to the substrate surface,
Therefore, it is necessary to form a region (monodomain) in which the liquid crystal molecular axes are arranged substantially parallel to the substrate surface. However, in the conventional ferroelectric liquid crystal device, sufficient characteristics cannot be obtained because the alignment state of the liquid crystal having such a monodomain structure is not always formed satisfactorily.

【0009】図4は従来の強誘電性液晶素子の断面図を
表わし、図5は従来の強誘電性液晶素子に現われた配向
欠陥の状態を表わす概略説明図である。
FIG. 4 is a sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal element, and FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the state of alignment defects appearing in the conventional ferroelectric liquid crystal element.

【0010】すなわち、図4に示す従来の強誘電性液晶
素子40は、一対の平行基板41と42を有しており、
基板41と42にはそれぞれマトリクス電極構造をなす
ストライプ状の透明電極43と44が設けられている。
That is, the conventional ferroelectric liquid crystal element 40 shown in FIG. 4 has a pair of parallel substrates 41 and 42.
Striped transparent electrodes 43 and 44 having a matrix electrode structure are provided on the substrates 41 and 42, respectively.

【0011】一般に、カラーフィルターは赤(R)、緑
(G)、青(B)の色素またはこれを含む層からなって
いるが、各色素層の膜厚はその形成法にかかわらずそれ
ぞれ異なるので、2000Å〜1μm程度の段差Aが形
成される。この結果、降温過程を利用して配向制御を行
うと、上述の段差Aが原因となって、その段差Aを境に
して強誘電性液晶47に配向欠陥を生じることになる。
また、この段差Aが存在する基板41と42の上にそれ
ぞれ配向制御膜45と46を設けると、この配向制御膜
にも段差Aに応じて形成された段差Cが画素のほぼ膜厚
分で生じ、上述の同様に強誘電性液晶47に配向欠陥を
生じる。
Generally, a color filter is composed of red (R), green (G), and blue (B) dyes or a layer containing the dyes, but the film thickness of each dye layer is different regardless of the formation method. Therefore, a step A of about 2000Å to 1 μm is formed. As a result, when the alignment control is performed using the temperature lowering process, the above-mentioned step A causes the alignment defect in the ferroelectric liquid crystal 47 with the step A as a boundary.
Further, when the alignment control films 45 and 46 are provided on the substrates 41 and 42 where the step A exists, the step C formed corresponding to the step A in the alignment control film is almost the same as the film thickness of the pixel. As a result, an alignment defect occurs in the ferroelectric liquid crystal 47 in the same manner as described above.

【0012】図5は、上記強誘電性液晶素子をクロスニ
コルの偏光顕微鏡で観察した時のスケッチで、図中の白
線51は液晶素子に使用したスペーサー(図示せず)の
ラインに対応し、線52及び53は図4の基板41上の
段差Cに対応して観察されている。また、図中の部分5
4は対向電極間にはさまれた強誘電性液晶である。偏光
顕微鏡中に多数現出した刃状線55は強誘電性液晶の配
向欠陥を表わしている。
FIG. 5 is a sketch of the ferroelectric liquid crystal device observed with a crossed Nicol polarization microscope. The white line 51 in the drawing corresponds to the line of a spacer (not shown) used in the liquid crystal device. Lines 52 and 53 are observed corresponding to step C on substrate 41 of FIG. Also, part 5 in the figure
Reference numeral 4 is a ferroelectric liquid crystal sandwiched between opposed electrodes. A large number of blade lines 55 appearing in the polarization microscope represent alignment defects of the ferroelectric liquid crystal.

【0013】この様に強誘電性液晶の接する面で100
0Å以上の段差が存在すると、その段差から配向欠陥を
生じ、強誘電性液晶のモノドメイン形成は阻害される。
As described above, the surface in contact with the ferroelectric liquid crystal is 100
If there is a level difference of 0 Å or more, an alignment defect is generated from the level difference, and the monodomain formation of the ferroelectric liquid crystal is hindered.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、この様
な基板上の段差が強誘電性液晶に対する配向欠陥を発生
させる原因となっていることを実験により明らかにし
た。
The inventors of the present invention have clarified through experiments that such a step on the substrate causes an alignment defect with respect to the ferroelectric liquid crystal.

【0015】本発明の目的は、上記の配向欠陥の発生を
防止し、強誘電性液晶素子が本来もっている高速応答性
とメモリー効果特性を充分に発揮することのできるカラ
ーフィルター基板および液晶素子を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a color filter substrate and a liquid crystal element which can prevent the occurrence of the above-mentioned alignment defects and can sufficiently exhibit the high-speed response and the memory effect characteristics originally possessed by the ferroelectric liquid crystal element. To provide.

【0016】[0016]

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

【0017】本発明の液晶素子は、このような知見に基
づくものであり、より詳しくは、液晶層と接する面に段
差がなく、つまり液晶層の膜厚に急激な変化を生じさせ
なくすることにより降温過程における初期配向性を良好
な状態とし、配向欠陥のないモノドメインを形成する点
に特徴を有している。
The liquid crystal element of the present invention is based on such knowledge, and more specifically, there is no step on the surface in contact with the liquid crystal layer, that is, the film thickness of the liquid crystal layer is not abruptly changed. Is characterized in that the initial orientation in the temperature lowering process is kept in a good state and a monodomain without orientation defects is formed.

【0018】すなわち、本発明は、基板上に、感光性基
を分子内に有する低温硬化型ポリイミド樹脂中に着色材
料を分散してなる着色樹脂の膜を設け、該膜を露光し、
硬化させて得たカラーフィルターを有し、該カラーフィ
ルター上に保護層およびパターン形状の透明電極を順次
積層してなることを特徴とするカラーフィルター基板で
ある。
That is, according to the present invention, a film of a colored resin in which a coloring material is dispersed in a low temperature curable polyimide resin having a photosensitive group in the molecule is provided on a substrate, and the film is exposed to light,
A color filter substrate having a color filter obtained by curing, and a protective layer and a patterned transparent electrode being sequentially laminated on the color filter.

【0019】また、本発明は、透明電極の形成された一
対の平行基板間に液晶を挟持し、少なくとも一方の透明
電極と基板間にカラーフィルターを有する液晶素子にお
いて、各画素のカラーフィルターが感光性基を分子内に
有する低温硬化型ポリイミド樹脂中に着色材料を分散し
てなる着色樹脂の膜を設け、該膜を露光し、硬化させて
形成され、該カラーフィルター上に保護層、パターン形
状の透明電極および配向制御膜を順次積層してなること
を特徴とする液晶素子である。
Further, according to the present invention, in a liquid crystal device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of parallel substrates having transparent electrodes and a color filter is provided between at least one transparent electrode and the substrate, the color filter of each pixel is photosensitive. Forming a film of a colored resin in which a coloring material is dispersed in a low temperature curable polyimide resin having a functional group in the molecule, exposing the film and curing the film, and forming a protective layer and a pattern shape on the color filter. The liquid crystal element is characterized in that the transparent electrode and the orientation control film are sequentially laminated.

【0020】以下、本発明を図面に基ずき説明する。図
1は本発明の液晶素子の中で強誘電性液晶素子の基本構
成を示す断面図である。図1において、強誘電性液晶素
子1はガラス板またはプラスチック板などの透明板を用
いた基板2と3を有し、その間には強誘電性液晶4が挟
持されている。各基板2と3にはマトリクス電極構造を
形成するストライプ状のパターン形状の透明電極5と6
が配設され、この透明電極の上には配向制御膜7及び8
が形成されている。R(赤),G(緑),B(青)の各
カラーフィルターは、等しい膜厚にて所望の分光特性と
なるよう、あらかじめ着色材料濃度を設定したものにて
形成されている。一方、必要に応じては、各カラーフィ
ルター間の窪みに遮光層10が形成され、さらにその上
に保護膜または平坦化膜9が形成されている。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic structure of a ferroelectric liquid crystal element among the liquid crystal elements of the present invention. In FIG. 1, a ferroelectric liquid crystal element 1 has substrates 2 and 3 using transparent plates such as glass plates or plastic plates, and a ferroelectric liquid crystal 4 is sandwiched between them. On each of the substrates 2 and 3, transparent electrodes 5 and 6 having a stripe pattern for forming a matrix electrode structure are formed.
Is provided, and the orientation control films 7 and 8 are provided on the transparent electrode.
Are formed. Each of the R (red), G (green), and B (blue) color filters is formed by previously setting the concentration of the coloring material so as to obtain desired spectral characteristics with the same film thickness. On the other hand, if necessary, a light shielding layer 10 is formed in the depressions between the color filters, and a protective film or a flattening film 9 is further formed thereon.

【0021】上記の構成による基板では、カラーフィル
ターの膜厚及び画素間の窪みによる段差が補正されてい
るため、画素上に透明電極、配向制御膜を順に形成して
も、基板面をほぼ平坦に保つことができる。
In the substrate having the above-mentioned structure, since the step due to the film thickness of the color filter and the depression between the pixels is corrected, even if the transparent electrode and the alignment control film are sequentially formed on the pixel, the substrate surface is almost flat. Can be kept at

【0022】本発明では、前述の平坦化により、カラー
フィルター基板の段差を1000Å以下とすることがで
きるが、好ましくは500Å以下とするのが望ましい。
この段差が1000Åをこえると、特に1200Å以上
で形成された非平坦化層を用いた液晶素子は、前述の図
5で示した刃状線の配向欠陥を生じることになる。
In the present invention, the level difference of the color filter substrate can be made 1000 Å or less by the above-mentioned flattening, but it is preferably 500 Å or less.
When the step exceeds 1000 Å, the liquid crystal element using the non-planarizing layer formed with 1200 Å or more, in particular, causes the alignment defect of the edge line shown in FIG. 5 described above.

【0023】本発明におけるカラーフィルターの有する
着色樹脂膜を形成する感光性基を分子内に有する低温硬
化型ポリイミド樹脂(以下、感光性低温硬化型ポリイミ
ド樹脂と称す)としては、感光性基をその分子内に有す
る芳香族系の低温硬化型ポリイミド樹脂で、特に、可視
光波長域(400〜700nm)で特定の光吸収特性を
持たないもの(光透過率で90%程度以上のもの)が好
ましい。この観点からは、特に芳香族系の低温硬化型ポ
リイミド樹脂が好ましい。
The low temperature curable polyimide resin having a photosensitive group in the molecule forming the colored resin film of the color filter of the present invention (hereinafter referred to as photosensitive low temperature curable polyimide resin) is a photosensitive group. Aromatic low-temperature curable polyimide resins in the molecule, which do not have specific light absorption characteristics in the visible light wavelength range (400 to 700 nm) (light transmittance of about 90% or more) are preferable. .. From this viewpoint, an aromatic low temperature curable polyimide resin is particularly preferable.

【0024】また、本発明における感光性を有する基と
しては、以下に示す様な感光性の炭化水素不飽和基をも
つ芳香族鎖であれば良く、例えば、 (1) 安息香酸エステル類
Further, the photosensitive group in the present invention may be any aromatic chain having a photosensitive hydrocarbon unsaturated group as shown below, for example, (1) benzoic acid esters

【0025】[0025]

【化1】 [Chemical 1]

【0026】(式中R1はCHX=CY−COO−Z
−、Xは−H又は−C65 、Yは−H又は−CH3
Zは―又はエチル基又はグリシジル基を示す) (2) ベンジルアクリレート類
(Wherein R 1 is CHX = CY-COO-Z
-, X is -H or -C 6 H 5, Y is -H or -CH 3,
Z represents-or an ethyl group or a glycidyl group) (2) Benzyl acrylates

【0027】[0027]

【化2】 [Chemical 2]

【0028】(式中Yは−H又は−CH3 を示す) (3) ジフェニルエーテル類(Wherein Y represents --H or --CH 3 ) (3) Diphenyl ethers

【0029】[0029]

【化3】 [Chemical 3]

【0030】( 式中R2はCHX=CY−CONH−、
CH2 =CY−COO−(CH22−OCO−、又は
CH2 =CY−COO−CH2 −を1個以上含むもの、
X,Yは前記意義を示す) (4) カルコン類及びその他化合物鎖
(Wherein R 2 is CHX = CY-CONH-,
CH 2 = CY-COO- (CH 2) 2 -OCO-, or CH 2 = CY-COO-CH 2 - which the containing 1 or more,
X and Y have the above-mentioned meanings.) (4) Chalcones and other compound chains

【0031】[0031]

【化4】 [Chemical 4]

【0032】(式中R3 はH−,アルキル基、アルコキ
シ基を示す)
(In the formula, R 3 represents H-, an alkyl group or an alkoxy group)

【0033】[0033]

【化5】 [Chemical 5]

【0034】等が挙げられる。これ等の基を分子内に持
つ芳香族系の低温硬化型ポリイミド樹脂の具体例を示す
と、“リソコートPI−400”(商品名、宇部興産
(株)製)等が挙げられる。
And the like. Specific examples of the aromatic low temperature curable polyimide resin having these groups in the molecule include “Lisocoat PI-400” (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and the like.

【0035】一般にフォトリソ工程で用いられる感光性
樹脂は、その化学構造によって差はあるものの、機械的
特性をはじめ耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性に優
れたものは少ない。これに対し、上記本発明の感光性低
温硬化型ポリイミド樹脂は、化学構造的にも、これらの
耐久性に優れた樹脂系であり、これらを用いて形成した
カラーフィルターの耐久性も非常に良好なものとなる。
特に、強誘電性液晶素子のカラーフィルターとして問題
となりうる透明導電膜のスパッタ形成時の耐熱性および
液晶素子組み立て時のインナースペーサーによるカラー
フィルターの破損等に対して優れた性能を発揮するもの
である。
Generally, photosensitive resins used in the photolithography process have excellent durability such as mechanical properties, heat resistance, light resistance, and solvent resistance, although there are differences depending on their chemical structures. On the other hand, the photosensitive low temperature curable polyimide resin of the present invention is also a resin system excellent in durability in terms of chemical structure, and the durability of the color filter formed using these is also very good. It will be
In particular, it exhibits excellent performance against heat resistance during sputter formation of a transparent conductive film, which may be a problem as a color filter for a ferroelectric liquid crystal element, and damage to the color filter due to an inner spacer during assembly of a liquid crystal element. ..

【0036】本発明におけるカラーフィルターの有する
着色樹脂層を形成する着色材料としては、有機顔料、無
機顔料、染料等のうち所望の分光特性を得られるもので
あれば、特に限定されるものではない。この場合、各材
料を単体で用いることも、これらのうちのいくつかの混
合物として用いることもできる。ただし、染料を用いた
場合には、染料自体の耐久性により、カラーフィルター
の性能が支配されてしまうが、上記本発明の樹脂系を用
いれば、通常の染色カラーフィルターに比べ性能の優れ
たものが形成可能である。従って、カラーフィルターの
色特性及び諸性能から勘案すると有機顔料が着色材料と
して最も好ましい。
The coloring material for forming the colored resin layer of the color filter in the present invention is not particularly limited as long as it can obtain desired spectral characteristics among organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like. .. In this case, each material can be used alone or as a mixture of some of them. However, when a dye is used, the performance of the color filter is governed by the durability of the dye itself. However, when the resin system of the present invention is used, the performance is superior to that of an ordinary dyed color filter. Can be formed. Therefore, the organic pigment is most preferable as the coloring material in consideration of the color characteristics and various performances of the color filter.

【0037】有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性ア
ゾ系、縮合アゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシア
ニン系顔料,そしてインジゴ系,アントラキノン系,ペ
リレン系,ペリノン系,ジオキサジン系,キナクリドン
系,イソインドリノン系,フタロン系,メチン・アゾメ
チン系、その他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、ある
いはこれらのうちのいくつかの混合物が用いられる。
The organic pigments include azo pigments such as soluble azo pigments, insoluble azo pigments and condensed azo pigments, phthalocyanine pigments, and indigo pigments, anthraquinone pigments, perylene pigments, perinone pigments, dioxazine pigments, quinacridone pigments, A condensed polycyclic pigment containing an isoindolinone type, a phthalone type, a methine / azomethine type, other metal complex type, or a mixture of some of these is used.

【0038】本発明において、着色樹脂層を形成するた
めに使用する着色樹脂は、上記感光性低温硬化型ポリイ
ミド樹脂溶液に、各色同一膜厚にて所望の分光特性を有
する上記着色材料をそれぞれ10〜50%程度の任意の
割合で配合し、超音波あるいは三本ロール等により充分
に分散させた後、好ましくは1μm以下のフィルターに
て粒径の大きいものを除去して調製する。
In the present invention, the colored resin used for forming the colored resin layer is the above-mentioned photosensitive low-temperature curable polyimide resin solution, and each of the above-mentioned colored materials having the desired spectral characteristics at the same film thickness of each color is used. It is blended at an arbitrary ratio of about 50%, sufficiently dispersed by ultrasonic waves or three rolls, and then preferably prepared by removing one having a large particle size with a filter of 1 μm or less.

【0039】本発明におけるカラーフィルターの有する
着色樹脂層は、前記着色樹脂をスピンナー,ロールコー
ター等の塗布装置により基板上に塗布し、フォトリソ工
程によりパターン状に形成され、その層厚は所望とする
分光特性に応じて決定されるが、通常は各色同一膜厚
で、0.5〜5μm程度、好ましくは0.5〜1.5μ
m程度が望ましい。
The colored resin layer of the color filter according to the present invention is formed in a pattern by a photolithography process in which the colored resin is applied onto a substrate by a coating device such as a spinner or a roll coater, and the layer thickness is desired. Although it is determined according to the spectral characteristics, it is usually about 0.5 to 5 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm, with the same film thickness for each color.
About m is desirable.

【0040】着色樹脂層と下地の基板間との接着性を更
に増す必要がある場合には、基板上にあらかじめシラン
カップリング剤等で薄く塗布した後に着色樹脂パターン
を形成するか、あるいは、あらかじめ着色樹脂中にシラ
ンカップリング剤等を少量添加したものを用いてカラー
フィルターを形成することにより、一層効果的である。
When it is necessary to further increase the adhesiveness between the colored resin layer and the underlying substrate, the colored resin pattern is formed on the substrate after being thinly coated with a silane coupling agent or the like, or It is more effective to form a color filter by using a coloring resin containing a small amount of a silane coupling agent or the like.

【0041】なお、本発明におけるカラーフィルターの
有する着色樹脂層は、それ自体充分な耐久性を有する良
好な材料で構成されているが、特に、より各種の環境条
件から、着色樹脂層を保護するため、またはカラーフィ
ルター表面を平坦化するためには、着色樹脂層表面に、
ポリアミド,ポリイミド,ポリウレタン,ポリカーボネ
ート,シリコン系等の有機樹脂やSi34 ,SiO
2 ,SiO,Al23,Ta23 等の無機膜をスピ
ンコート,ロールコートの塗布法で、あるいは蒸着法に
よって、保護膜または平坦化膜として設けることができ
る。また、保護膜9の膜厚は、強誘電性液晶4の膜厚を
決定することができるので、従って液晶材料の種類や要
求される応答速度などにより変化するが、一般的には
0.2μm〜20μm、好適には0.5μm〜10μm
の範囲に設定される。
The colored resin layer included in the color filter of the present invention is made of a good material having sufficient durability by itself, and particularly, the colored resin layer is protected from various environmental conditions. Therefore, or in order to flatten the color filter surface, on the colored resin layer surface,
Polyamide, Polyimide, Polyurethane, Polycarbonate, Silicon-based organic resin, Si 3 N 4 , SiO
An inorganic film of 2 , SiO, Al 2 O 3 , Ta 2 O 3 or the like can be provided as a protective film or a flattening film by a spin coating method, a roll coating method, or an evaporation method. Further, since the thickness of the protective film 9 can determine the thickness of the ferroelectric liquid crystal 4, it varies depending on the type of liquid crystal material and the required response speed. ˜20 μm, preferably 0.5 μm to 10 μm
It is set to the range of.

【0042】さらに、表示特性を向上させる為に、以下
に示す3通りのいずれかの方法により遮光層を設けるこ
とができる。 (1)ガラス基板上または着色樹脂パターン上、或いは
保護膜または平坦化膜上のいずれかに、前記着色樹脂層
を形成するのと同様の感光性低温硬化型ポリイミド樹脂
に、カーボンブラック,鉄黒,黒鉛,銅−クロム系、銅
−鉄−マンガン系の複合酸化物黒顔料、またはその他遮
光能力を持つ金属粉等の遮光材料を分散させた遮光樹脂
を用い、各画素間の窪みに合わせて、フォトリソ工程に
より遮光パターンを形成する方法。
Further, in order to improve the display characteristics, the light shielding layer can be provided by any of the following three methods. (1) Carbon black or iron black on a photosensitive low-temperature curable polyimide resin similar to that for forming the colored resin layer on either the glass substrate or the colored resin pattern, or on the protective film or the flattening film. , Light-shielding resin in which a light-shielding material such as graphite, copper-chromium-based, copper-iron-manganese-based composite oxide black pigment, or other metal powder having a light-shielding ability is dispersed is used to match the depressions between pixels. , A method of forming a light shielding pattern by a photolithography process.

【0043】(2)ガラス基板上あるいは着色樹脂パタ
ーン上、或いは保護膜または平坦化膜上のいずれかに、
クロム,アルミニウム等の遮光能力を持つ金属薄膜を蒸
着、スパッタ等により形成し、各画素間の窪みに合わせ
てレジストマスクを形成し、各画素上の金属薄膜をエッ
チング除去することにより遮光パターンを形成する方
法。
(2) Either on the glass substrate or on the colored resin pattern, on the protective film or on the flattening film,
Form a metal thin film of chromium, aluminum, etc. that has a light-shielding ability by vapor deposition, sputtering, etc., form a resist mask in accordance with the recess between each pixel, and form a light-shielding pattern by etching away the metal thin film on each pixel how to.

【0044】(3)ガラス基板上に着色樹脂パターンを
形成する際に、前記着色樹脂パターンの隣接する各2色
の端部(2〜15μm程度)を重ね合わせることにより
遮光パターンを同時に形成し、該カラーフィルター層上
に重ね合わせ部分を平坦化させる為に、前記保護膜また
は平坦化膜を設ける方法。
(3) When the colored resin pattern is formed on the glass substrate, the light-shielding pattern is simultaneously formed by superimposing the end portions (about 2 to 15 μm) of each adjacent two colors of the colored resin pattern, A method of providing the protective film or the flattening film in order to flatten the overlapping portion on the color filter layer.

【0045】なお、上記各遮光パターンの遮光層の厚さ
は、透明電極を形成する面がほぼ平坦化される様に設定
する。
The thickness of the light shielding layer of each of the light shielding patterns is set so that the surface on which the transparent electrode is formed is substantially flattened.

【0046】本発明に用いられる配向制御膜の材料とし
ては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ピ
リビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラ
ミン樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あ
るいは感光性ポリイミド、感光性ポリアミド、環状ゴム
系フォトレジスト、フェノールノボラック系フォトレジ
ストあるいは電子線フォトレジスト(ポリメチルメタク
リレート、エポキシ化−1,4−ポリブタジエンなど)
などから選択して形成することができる。配向制御膜7
は、液晶の膜厚にも依存するが、一般的には10Å〜1
μm、好適には100Å〜3000Åの範囲に設定す
る。
Examples of the material of the orientation control film used in the present invention include polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide imide, polyester, polycarbonate, pyrivinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin and melamine. Resins such as resin, urea resin, acrylic resin, photosensitive polyimide, photosensitive polyamide, cyclic rubber photoresist, phenol novolac photoresist or electron beam photoresist (polymethylmethacrylate, epoxidized-1,4-polybutadiene) Such)
It can be selected from the above. Alignment control film 7
Depends on the film thickness of the liquid crystal, but generally 10Å ~ 1
μm, preferably in the range of 100Å to 3000Å.

【0047】本発明で用いる液晶材料として、とくに適
したものは双安定性を有する液晶であって、強誘電性を
有するものである。具体的にはカイラルスメクティック
C相(SmC* ),H相(SmH* ),I相(SmI
* ),J相(SmJ* ),K相(SmK* ),G相(S
mG* ),またはF相(SmF* )の液晶を用いること
ができる。
A particularly suitable liquid crystal material used in the present invention is a liquid crystal having bistability and having ferroelectricity. Specifically, chiral smectic C phase (SmC * ), H phase (SmH * ), I phase (SmI)
* ), J phase (SmJ * ), K phase (SmK * ), G phase (S
Liquid crystal of mG * ) or F phase (SmF * ) can be used.

【0048】この強誘電性液晶については、“ル・ジュ
ールナル・ド・フィジーク・ルテール”(“LE JO
URNAL DE PHYSIQUE LETTRE
S”)1975年、36(L−69)号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」(「Ferro
electric Liquid Crystal
s」);“アプライド・フィジックス・レターズ”
(“Applied Physics Letter
s”)1980年、36(11)号、「サブミクロ・セ
カンド・バイステイブル・エレクトロオプチック・スイ
ッチング・イン・リキッド・クリスタルス」(「Sub
micro Second Bistable Ele
ctrooptic Switching in Li
quid Crystals」);“固体物理”198
1年、16(141)号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明においては、これらに開示された強誘電性液
晶を使用することができる。
Regarding this ferroelectric liquid crystal, "LE JOURNAL DE Fijique RUTER"("LE JO
URNAL DE PHYSIQUE LETTRE
S ") 1975, No. 36 (L-69)," Ferroelectric Liquid Crystals "(" Ferro
electric Liquid Crystal
s ");" Applied Physics Letters "
("Applied Physics Letter
s ") 1980, No. 36 (11)," Submicro Second Biasable Electro-Optic Switching in Liquid Crystals "(" Sub
micro Second Bistable Ele
ctropic Switching in Li
"quid Crystals");"Solid State Physics" 198
No. 16 (141), "Liquid crystal", etc., and the ferroelectric liquid crystal disclosed therein can be used in the present invention.

【0049】強誘電性液晶の具体例としては、例えばデ
シロキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチ
ルシンナメート(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベ
ンジリデン−p′−アミノ−2−クロルプロピルシンナ
メート(HOBACPC)、4−o−(2−メチル)−
ブチルレゾルシリデン−4′−オクチルアニリン(MB
RAS)が挙げられる。
Specific examples of the ferroelectric liquid crystal include, for example, desiloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC), hexyloxybenzylidene-p'-amino-2-chloropropylcinnamate (HOBACPC). ), 4-o- (2-methyl)-
Butyl resorcylidene-4'-octylaniline (MB
RAS).

【0050】これらの材料を用いて素子を構成する場
合、液晶化合物がカイラルスメクティック相となるよう
な温度状態に保持するため、必要に応じて素子をヒータ
ーが埋め込まれたブロック等により支持することができ
る。
When an element is formed using these materials, the element may be supported by a block or the like in which a heater is embedded, if necessary, in order to maintain the temperature state in which the liquid crystal compound is in a chiral smectic phase. it can.

【0051】[0051]

【作用】本発明のカラーフィルター基板およびそれを用
いた液晶素子は各画素のカラーフィルターがほぼ同一の
膜厚に形成され、該カラーフィルター上に透明電極およ
び配向制御膜が積層され、基板の平面性が良好となるた
めに液晶相と接する面に段差がなく、該平面性のよい基
板に挟持された液晶相は等方相より、液晶相に移行する
降温過程において、徐冷することにより、液晶相領域が
次第に広がり均一なモノドメインの液晶相を形成するよ
うになる。
In the color filter substrate of the present invention and the liquid crystal element using the same, the color filter of each pixel is formed to have substantially the same thickness, the transparent electrode and the alignment control film are laminated on the color filter, and the flat surface of the substrate is obtained. Since there is no step on the surface in contact with the liquid crystal phase for good property, the liquid crystal phase sandwiched between the substrates having good flatness is an isotropic phase, and is gradually cooled in the temperature decreasing process of transition to the liquid crystal phase, The liquid crystal phase region gradually expands to form a uniform monodomain liquid crystal phase.

【0052】例えば、液晶として強誘電性液晶相を示す
前述のDOBAMBCを例にあげて説明すると、DOB
AMBCの等方相より徐冷していくとき、約115℃で
スメクティックA相(SmA相)に相転移する。このと
き、基板にラビングあるいはSiO2 斜め蒸着などの配
向処理が施されていると、液晶分子の分子軸が基板に、
平行で、かつ一方向に配向したモノドメインが形成され
る。さらに、冷却を進めていくと、液晶層の厚みに依存
する約90〜75℃の間の特定温度でカイラルスメクテ
ィックC相(SmC* 相)に相転移する。また、液晶層
の厚みを約2μm以下とした場合は、SmC* 相のらせ
んが解け、双安定性を示す。
For example, the above-mentioned DOBAMBC showing a ferroelectric liquid crystal phase as a liquid crystal will be described as an example.
When gradually cooling from the isotropic phase of AMBC, it undergoes a phase transition to a smectic A phase (SmA phase) at about 115 ° C. At this time, if the substrate is subjected to alignment treatment such as rubbing or SiO 2 oblique vapor deposition, the molecular axes of the liquid crystal molecules are
Parallel and unidirectionally oriented monodomains are formed. Further, as the cooling proceeds, the phase transitions to the chiral smectic C phase (SmC * phase) at a specific temperature of about 90 to 75 ° C. depending on the thickness of the liquid crystal layer. Further, when the thickness of the liquid crystal layer is about 2 μm or less, the spiral of the SmC * phase is unraveled, and bistability is exhibited.

【0053】[0053]

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described more concretely with reference to the following examples.

【0054】実施例1 図6(a)〜(f)は、R,G,B3色の色画素の形成
工程を示す工程図である。まず、コーニング社の#70
59ガラス基板61上に、所望の分光特性を得ることの
できる青色着色樹脂材[ヘリオゲン ブルー (Hel
iogen Blue)L7080(商品名,BASF
社製,C.I.No.74160)をPI−400C
(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、溶剤:
N−メチル−2−ピロリドン、顔料:ポリマー=1:2
配合)に分散させ作製した感光性の着色樹脂材]をスピ
ンナー塗布法により、1.5μmの膜厚に塗布して着色
樹脂層62を形成した。(図6(a)参照)
Example 1 FIGS. 6A to 6F are process diagrams showing a process of forming color pixels of R, G, and B colors. First, Corning's # 70
59 A blue colored resin material [Helogen Blue (Helogen Blue (Helogen Blue)
iogen Blue) L7080 (trade name, BASF
Manufactured by C.I. I. No. 74160) to PI-400C
(Product name, Ube Industries, Polymer content = 10%, solvent:
N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2
The photosensitive colored resin material prepared by being dispersed in the composition) was applied to a film thickness of 1.5 μm by the spinner coating method to form the colored resin layer 62. (See FIG. 6 (a))

【0055】次に該着色樹脂層62に80℃、30分間
のプリベークを行なった後、形成しようとするパターン
形状に対応したフォトマスク63を介して高圧水銀灯に
て露光した。(図6(b)参照)
Next, the colored resin layer 62 was prebaked at 80 ° C. for 30 minutes, and then exposed by a high pressure mercury lamp through a photomask 63 corresponding to the pattern shape to be formed. (See FIG. 6 (b))

【0056】露光終了後、図6(c)のごとく、光硬化
部分62aを有する着色樹脂層62の未露光部のみを溶
解する専用現像液(N−メチル−2−ピロリドンを主成
分とする現像液)にて超音波を使用して現像し、専用リ
ンス液(例えば、イソプロピルアルコールを主成分とす
るリンス液)で処理した後、200℃、30分間のポス
トベークを行ない、パターン形状を有する青色のパター
ン状着色樹脂層64を形成した。(図6(b)参照)
After the exposure is completed, as shown in FIG. 6C, a dedicated developing solution (development containing N-methyl-2-pyrrolidone as a main component) that dissolves only the unexposed portion of the colored resin layer 62 having the photocured portion 62a. Solution) using ultrasonic waves and treated with a special rinse solution (for example, a rinse solution containing isopropyl alcohol as a main component), followed by post-baking at 200 ° C. for 30 minutes to form a blue pattern. The patterned colored resin layer 64 was formed. (See FIG. 6 (b))

【0057】続いて、青色着色パターンの形成されたガ
ラス基板上に、第2色目として緑色着色樹脂材[リオノ
ール グリーン(Lionol Green)6YK
(商品名,東洋インキ社製,C.I.No.7426
5)をPI−400C(商品名,宇部興産社製,ポリマ
ー分=10%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン、顔
料:ポリマー=1:2配合)に分散させ作製した感光性
の着色樹脂材]を用いる以外は、上記と同様にして、緑
色のパターン状着色樹脂層65を基板上の所定の位置に
形成した。
Then, on the glass substrate on which the blue color pattern was formed, the second color green resin material [Lionol Green 6YK] was used.
(Product name, manufactured by Toyo Ink Co., CI No. 7426
Photosensitive colored resin prepared by dispersing 5) in PI-400C (trade name, manufactured by Ube Industries, polymer content = 10%, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blend) Material was used in the same manner as above to form the green patterned resin layer 65 at a predetermined position on the substrate.

【0058】さらに、この様にして青色及び緑色パター
ンの形成されている基板上に、第3色目として、赤色着
色樹脂材[イルガジン レッド(IrgazinRe
d)BPT(商品名,チバガイギー(Ciba−Gei
gy)社製,C.I.No.71127)をPI−40
0C(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、溶
剤:N−メチル−2−ピロリドン、顔料:ポリマー=
1:2配合)に分散させ作製した感光性の着色樹脂材]
を用いる以外は、上記と同様にして、赤色のパターン状
着色樹脂層66を基板上の所定の位置に形成し、R
(赤),G(緑),B(青)の3色ストライプの着色パ
ターンを得た。(図6(e)参照)
Further, as a third color, a red colored resin material [Irgazin Red (IrgazinRe) is formed on the substrate on which the blue and green patterns are formed in this manner.
d) BPT (trade name, Ciba-Gei
gy) company, C.I. I. No. 71127) to PI-40
0C (trade name, manufactured by Ube Industries, polymer content = 10%, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer =
1: 2 blending) to prepare a photosensitive colored resin material]
In the same manner as above, except that the red patterned resin layer 66 is formed at a predetermined position on the substrate, and R
A colored pattern of three-color stripes of (red), G (green), and B (blue) was obtained. (See FIG. 6 (e))

【0059】次に、3色着色パターンの形成されたガラ
ス基板上に、遮光層として、黒色着色樹脂材[カーボン
ブラック(C.I.No.77266)をPI−400
C(ポリマー分=10%、顔料:ポリマー=1:4配
合)に分散させて作製した感光性の着色樹脂材]を用
い、上記と同様の方法にて各画素間の間隙に合致させて
遮光パターンの遮光層67を形成した。
Next, a black colored resin material [carbon black (CI. No. 77266) was used as a light-shielding layer on a glass substrate on which a three-color coloring pattern was formed, PI-400.
C (polymer content = 10%, pigment: polymer = 1: 4 blended) to produce a light-sensitive colored resin material, and light-shielding is performed in the same manner as above to match the gaps between the pixels. A light shielding layer 67 having a pattern was formed.

【0060】この様にして得られたカラーフィルターパ
ターン上に、保護膜または平坦化膜68として着色樹脂
材に用いたものと同様の透明樹脂材[PI−400C
(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、溶剤:
N−メチル−2−ピロリドン)]をスピンナー塗布方法
により約1.0μm厚の膜厚にて形成した。(図6
(f)参照)以上により、同一平面化されたカラーフィ
ルター基板を形成することができた。
On the color filter pattern thus obtained, the same transparent resin material [PI-400C as that used for the colored resin material as the protective film or the flattening film 68 is used.
(Product name, Ube Industries, Polymer content = 10%, solvent:
N-methyl-2-pyrrolidone)] was formed by a spinner coating method to a film thickness of about 1.0 μm. (Fig. 6
(See (f)) As described above, the color filter substrate can be formed in the same plane.

【0061】次に図1に示す様に、ITOを500Åの
厚さにスパッタリング法により成膜し、透明電極5とし
た。この上に配向制御膜7として、ポリイミド形成溶液
(日立化成工業「PIQ」)を3000rpmで回転す
るスピンナーで塗布し、150℃で30分間加熱を行っ
て2000Åのポリイミド被膜を形成した。しかる後、
このポリイミド被膜表面をラビング処理した。
Next, as shown in FIG. 1, ITO was formed into a film with a thickness of 500 Å by a sputtering method to form a transparent electrode 5. As the orientation control film 7, a polyimide forming solution (Hitachi Chemical Co., Ltd. “PIQ”) was applied by a spinner rotating at 3000 rpm and heated at 150 ° C. for 30 minutes to form a 2000 Å polyimide film. After that,
The surface of this polyimide coating was rubbed.

【0062】このようにして形成したカラーフィルター
基板と、対向する基板3を貼り合せてセル組し、強誘電
性液晶を注入、封口して液晶素子を得た。この液晶素子
をクロスニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、内部の
液晶分子は配向欠陥を生じていないことが確認された。
The color filter substrate thus formed and the opposing substrate 3 were bonded together to form a cell group, and a ferroelectric liquid crystal was injected and sealed to obtain a liquid crystal element. When this liquid crystal element was observed with a crossed Nicols polarization microscope, it was confirmed that the liquid crystal molecules inside did not have alignment defects.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば基
板上のカラーフィルター層の膜厚の差がない上、さらに
必要に応じて遮光層、保護膜・平坦化膜を設けることに
より、カラーフィルター各画素間に生じる微小な段差を
もなくすことが可能となり、配向欠陥の発生を防止する
ことができ、例えば強誘電性液晶の特性を十分に発揮し
得る液晶素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, there is no difference in film thickness of the color filter layer on the substrate, and further, if necessary, a light shielding layer, a protective film / planarizing film is provided, It is possible to eliminate a minute step generated between each pixel of the color filter, prevent the occurrence of alignment defects, and provide, for example, a liquid crystal element that can sufficiently exhibit the characteristics of a ferroelectric liquid crystal. ..

【0064】さらに、本発明によれば、機械的強度にも
優れ、かつ、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の諸特性に優
れた微細パターンを有するカラーフィルター部分を、簡
便な製造工程により作製することが可能となり、カラー
液晶素子として性能の優れたものを簡便に提供すること
ができる。
Further, according to the present invention, a color filter portion having a fine pattern excellent in mechanical strength and excellent in various properties such as heat resistance, light resistance and solvent resistance can be produced by a simple manufacturing process. It becomes possible to manufacture, and it is possible to easily provide a color liquid crystal device having excellent performance.

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

【図1】本発明に係わる強誘電性液晶素子の基本構成を
示す示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a basic structure of a ferroelectric liquid crystal device according to the present invention.

【図2】本発明で用いる強誘電性液晶を模式的に表わし
た斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a ferroelectric liquid crystal used in the present invention.

【図3】本発明で用いる強誘電性液晶を模式的に表わし
た斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a ferroelectric liquid crystal used in the present invention.

【図4】従来の強誘電性液晶素子の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal device.

【図5】従来の強誘電性液晶素子に現われた配向欠陥の
状態を表わす概略説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state of an alignment defect appearing in a conventional ferroelectric liquid crystal element.

【図6】本発明の色画素の形成工程を示す工程図であ
る。
FIG. 6 is a process drawing showing a process of forming a color pixel of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 1,40 強誘電性液晶素子 2,3,41,42,61 基板 4,47 強誘電性液晶 5,6,43,44 透明電極 7,8,45,46 配向制御膜 9,48,68 保護膜(平坦化膜) 10,67 遮光層 1 Substrate 1,40 Ferroelectric Liquid Crystal Element 2,3,41,42,61 Substrate 4,47 Ferroelectric Liquid Crystal 5,6,43,44 Transparent Electrode 7,8,45,46 Alignment Control Film 9,48, 68 Protective film (flattening film) 10, 67 Light-shielding layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関村 信行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Nobuyuki Sekimura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、感光性基を分子内に有する低
温硬化型ポリイミド樹脂中に着色材料を分散してなる着
色樹脂の膜を設け、該膜を露光し、硬化させて得たカラ
ーフィルターを有し、該カラーフィルター上に保護層お
よびパターン形状の透明電極を順次積層してなることを
特徴とするカラーフィルター基板。
1. A color obtained by providing a film of a colored resin in which a coloring material is dispersed in a low temperature curable polyimide resin having a photosensitive group in the molecule on a substrate, exposing the film, and curing the film. A color filter substrate having a filter, wherein a protective layer and a patterned transparent electrode are sequentially laminated on the color filter.
【請求項2】 前記カラーフィルターの画素間の窪み
に、感光性基を分子内に有する芳香族系の低温硬化型ポ
リイミド樹脂中に遮光材料を分散してなる遮光樹脂から
なる遮光層パターンが各画素の厚さとほぼ同一に設けら
れ、透明電極を形成する面がほぼ平坦化されている請求
項1記載のカラーフィルター基板。
2. A light-shielding layer pattern made of a light-shielding resin in which a light-shielding material is dispersed in an aromatic low-temperature-curable polyimide resin having a photosensitive group in the molecule is formed in each of the recesses between the pixels of the color filter. 2. The color filter substrate according to claim 1, wherein the color filter substrate is provided so as to have a thickness substantially equal to that of the pixel, and a surface for forming the transparent electrode is substantially flattened.
【請求項3】 前記カラーフィルターの画素間の窪み
に、金属材料からなる遮光層が各画素の厚さとほぼ同一
に設けられ、透明電極を形成する面がほぼ平坦化されて
いる請求項1記載のカラーフィルター基板。
3. The light-shielding layer made of a metal material is provided in the depressions between the pixels of the color filter so as to have a thickness substantially equal to the thickness of each pixel, and the surface forming the transparent electrode is substantially flattened. Color filter substrate.
【請求項4】 前記カラーフィルターの隣接する各2画
素の1部分を重ね合せて遮光層を形成すると共に該カラ
ーフィルター上に平坦化膜を設け、透明電極を形成する
面がほぼ平坦化されている請求項1記載のカラーフィル
ター基板。
4. A light-shielding layer is formed by overlapping one portion of each two adjacent pixels of the color filter, and a flattening film is provided on the color filter so that a surface on which a transparent electrode is formed is substantially flattened. The color filter substrate according to claim 1.
【請求項5】 透明電極の形成された一対の平行基板間
に液晶を挟持し、少なくとも一方の透明電極と基板間に
カラーフィルターを有する液晶素子において、各画素の
カラーフィルターが感光性基を分子内に有する低温硬化
型ポリイミド樹脂中に着色材料を分散してなる着色樹脂
の膜を設け、該膜を露光し、硬化させて形成され、該カ
ラーフィルター上に保護層、パターン形状の透明電極お
よび配向制御膜を順次積層してなることを特徴とする液
晶素子。
5. A liquid crystal device having a liquid crystal sandwiched between a pair of parallel substrates having transparent electrodes and a color filter between at least one transparent electrode and the substrate, wherein the color filter of each pixel has a photosensitive group as a molecule. A film of a colored resin in which a coloring material is dispersed in a low temperature curable polyimide resin contained therein is provided, and the film is formed by exposing and curing the film, and a protective layer on the color filter, a transparent electrode having a pattern shape, and A liquid crystal element comprising an alignment control film sequentially laminated.
【請求項6】 前記カラーフィルターの画素間の窪み
に、感光性基を分子内に有する芳香族系の低温硬化型ポ
リイミド樹脂中に遮光材料を分散してなる遮光樹脂から
なる遮光層パターンが各画素の厚さとほぼ同一に設けら
れ、透明電極を形成する面がほぼ平坦化されている請求
項5記載の液晶素子。
6. A light-shielding layer pattern made of a light-shielding resin obtained by dispersing a light-shielding material in an aromatic low-temperature-curable polyimide resin having a photosensitive group in the molecule in each of the recesses between pixels of the color filter. 6. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the liquid crystal device is provided with substantially the same thickness as the pixel, and the surface on which the transparent electrode is formed is substantially flat.
【請求項7】 前記カラーフィルターの画素間の窪み
に、金属材料からなる遮光層が各画素の厚さとほぼ同一
に設けられ、透明電極を形成する面がほぼ平坦化されて
いる請求項5記載の液晶素子。
7. The light-shielding layer made of a metal material is provided in the depressions between the pixels of the color filter so as to have a thickness substantially equal to the thickness of each pixel, and the surface forming the transparent electrode is substantially flattened. Liquid crystal element.
【請求項8】 前記カラーフィルターの隣接する各2画
素の1部分を重ね合せて遮光層を形成すると共に該カラ
ーフィルター上に平坦化膜を設け、透明電極を形成する
面がほぼ平坦化されている請求項5記載の液晶素子。
8. A light-shielding layer is formed by overlapping one portion of each two adjacent pixels of the color filter, and a flattening film is provided on the color filter so that a surface on which a transparent electrode is formed is substantially flattened. 6. The liquid crystal element according to claim 5.
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