JPH09304613A - Color filter, its production and liquid crystal display device - Google Patents

Color filter, its production and liquid crystal display device

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JPH09304613A
JPH09304613A JP8114820A JP11482096A JPH09304613A JP H09304613 A JPH09304613 A JP H09304613A JP 8114820 A JP8114820 A JP 8114820A JP 11482096 A JP11482096 A JP 11482096A JP H09304613 A JPH09304613 A JP H09304613A
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JP
Japan
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liquid crystal
color filter
film
cholesteric liquid
polymer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8114820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Kuwabara
眞人 桑原
Michitaka Morikawa
通孝 森川
Toshihiro Onishi
敏博 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter capable of industrially manufacturing with ease, a manufacturing method thereof, and a projection type liquid crystal display device using the colot filter. SOLUTION: The color filter is a film formed by blending a polymer with cholesteric liquid crystal, the cholesteric liquid crystal and the polymer have separated phases, average grain size of a domain of the cholesteric liquid crystal is within a range of 20 to 600nm and wavelength of selective reflection light of the cholesteric liquid crystal observed from a normal direction of the film is between 400 and 800nm. Further, in this method, a mixture of the polymer and the cholesteric liquid crystal is shaped into a film and then the film is stretched to produce the color filter. Otherwise, a mixture of the polymer and the cholesteric liquid crystal having polymerizable functional groups is shaped to a film, the film is stretched and then the polymerizable functional groups are polymerized to produce the color filter.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置(以
下、LCDと記すことがある。)や非線形光学素子等に
用いられるカラーフィルターとその製造方法および該カ
ラーフィルターを用いた投影型液晶表示装置または偏光
フィルム並びに該偏光フィルムを用いた液晶表示装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used for a liquid crystal display device (hereinafter sometimes referred to as LCD), a non-linear optical element, etc., a method for manufacturing the same, and a projection type liquid crystal display using the color filter. The present invention relates to a device or a polarizing film and a liquid crystal display device using the polarizing film.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶デイスプレイは、低電圧駆動、軽量
などの優れた特徴を有しており、パーソナルコンピュー
ターやワードプロセッサーなどの表示端末として広く用
いられている。現在主流のカラー液晶ディスプレイで
は、カラー表示を得るためR、G、Bの3色のマイクロ
カラーフィルターを用いている。カラーフィルターは、
顔料などの色素からなり、色素による光吸収を利用して
分光を行っている。このため光の利用効率が悪く、画面
輝度が暗くなるという問題点があった。ねじれ配向した
コレステリック液晶は、螺旋ピッチと等しい波長の光を
反射することが知られており、コレステリック液晶層を
カラーフィルターとして使うことが提唱されている。コ
レステリック液晶を基板上に直接塗布した場合、大面積
で光学特性の均一なカラーフィルターを得るためには高
い膜厚精度が必要であることから工業的な生産に制限が
あった。
2. Description of the Related Art Liquid crystal displays have excellent characteristics such as low voltage driving and light weight, and are widely used as display terminals for personal computers, word processors and the like. Currently, mainstream color liquid crystal displays use three color R, G, B micro color filters in order to obtain a color display. The color filter is
It is composed of pigments and other pigments, and the light absorption by the pigments is used to perform spectroscopy. For this reason, there has been a problem that the light utilization efficiency is poor and the screen brightness becomes dark. It is known that twist-aligned cholesteric liquid crystal reflects light having a wavelength equal to the helical pitch, and it has been proposed to use the cholesteric liquid crystal layer as a color filter. When the cholesteric liquid crystal is directly coated on the substrate, high film thickness accuracy is required to obtain a color filter having a large area and uniform optical characteristics, which limits the industrial production.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、工業
的に容易に製造できるカラーフィルターとその製造方
法、該カラーフィルターを用いた投影型液晶表示装置、
該カラーフィルターを用いた偏光フィルム、および該偏
光フィルムを用いた液晶表示装置を提供することにあ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color filter which can be easily manufactured industrially, a method for manufacturing the same, a projection type liquid crystal display device using the color filter,
It is intended to provide a polarizing film using the color filter and a liquid crystal display device using the polarizing film.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するため鋭意検討した結果、高分子(以下、これ
らの高分子をマトリックスポリマーまたは単にマトリッ
クスと称することがある。)中にコレステリック液晶を
混合し、フィルム化し、該コレステリック液晶をマトリ
ックスから相分離させた後、該フィルムを延伸すること
によりコレステリック液晶が配向し、カラーフィルター
が容易に得られることを見いだし、本発明を完成するに
至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above-mentioned problems, the present inventor has found that the polymers (hereinafter, these polymers are sometimes referred to as matrix polymers or simply matrices). The present invention has been completed by finding that a color filter is easily obtained by orienting the cholesteric liquid crystal by mixing the cholesteric liquid crystal into a film, phase-separating the cholesteric liquid crystal from the matrix, and stretching the film. Came to.

【0005】すなわち、本発明は、〔1〕高分子とコレ
ステリック液晶を混合してなるフィルムであり、コレス
テリック液晶が高分子と相分離しており、該コレステリ
ック液晶のドメインの平均粒径が20〜600nmの範
囲にあり、フィルム法線方向から観測したコレステリッ
ク液晶の選択反射の波長が400〜800nmにあるカ
ラーフィルターに係るものである。また、本発明は、
〔2〕高分子とコレステリック液晶の混合体をフィルム
に成形後、該フィルムを延伸する〔1〕記載のカラーフ
ィルターの製造方法に係るものである。更に、本発明
は、〔3〕高分子と重合性化合物基を有するコレステリ
ック液晶の混合体をフィルムに成形し、該フィルムを延
伸した後、該重合性化合物基を重合する〔1〕記載のカ
ラーフィルターの製造方法に係るものである。また、本
発明は、〔4〕前記〔1〕記載のカラーフィルターを用
いる投影型液晶表示装置に係るものである。また、本発
明は、〔5〕前記〔1〕記載のカラーフィルターと、位
相差が該カラーフィルターの選択反射波長の1/4に相
当する位相差フィルムとを用いてなる偏光フィルムに係
るものである。更に、本発明は、〔6〕前記〔5〕記載
の偏光フィルムを用いる液晶表示装置に係るものであ
る。
That is, the present invention is [1] a film obtained by mixing a polymer and a cholesteric liquid crystal, wherein the cholesteric liquid crystal is phase-separated from the polymer, and the average particle size of domains of the cholesteric liquid crystal is 20 to The present invention relates to a color filter having a selective reflection wavelength of 400 to 800 nm in the cholesteric liquid crystal observed in the film normal direction in the range of 600 nm. Also, the present invention
[2] The method for producing a color filter according to [1], which comprises forming a mixture of a polymer and a cholesteric liquid crystal into a film and then stretching the film. The present invention further provides [3] the color according to [1], wherein a mixture of a polymer and a cholesteric liquid crystal having a polymerizable compound group is formed into a film, the film is stretched, and then the polymerizable compound group is polymerized. The present invention relates to a method for manufacturing a filter. The present invention also relates to [4] a projection type liquid crystal display device using the color filter described in [1] above. The present invention also relates to a polarizing film comprising [5] the color filter described in [1] above and a retardation film having a retardation corresponding to ¼ of the selective reflection wavelength of the color filter. is there. Furthermore, the present invention relates to [6] a liquid crystal display device using the polarizing film described in [5] above.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明のカラーフィルターでは、コレステリック液晶が
高分子マトリックスから相分離しており、該コレステリ
ック液晶(以下、単に液晶と略することがある。)の部
分がドメインを形成している。該コレステリック液晶の
ドメインの平均粒径は、20〜600nmであり、30
〜400nmが好ましい。該コレステリック液晶のドメ
インの平均粒径は、カラーフィルターを透過型電子顕微
鏡(以下、TEMと記すことがある。)で観測し、個々
の粒径を直接測定し、得られた粒径の数平均値を求める
ことにより決定される。
Next, the present invention will be described in detail.
In the color filter of the present invention, the cholesteric liquid crystal is phase-separated from the polymer matrix, and the portion of the cholesteric liquid crystal (hereinafter sometimes simply referred to as liquid crystal) forms a domain. The average particle size of the domains of the cholesteric liquid crystal is 20 to 600 nm,
~ 400 nm is preferred. The average particle size of the domains of the cholesteric liquid crystal is measured by observing a color filter with a transmission electron microscope (hereinafter, also referred to as TEM), and individual particle sizes are directly measured to obtain the number average of the obtained particle sizes. It is determined by finding the value.

【0007】該ドメインの界面で可視光の散乱が発生す
る場合がある。本発明のカラーフィルターでは、これら
の界面の散乱に起因する内部散乱は小さい方が好まし
い。散乱された光は、一般に偏光状態が変化するため内
部散乱が大きいカラーフィルターの場合、光学特性が悪
化する可能性があるためである。
Visible light may be scattered at the interface of the domain. In the color filter of the present invention, it is preferable that internal scattering due to scattering at these interfaces is small. This is because the scattered light generally changes its polarization state, and thus the optical characteristics may deteriorate in the case of a color filter having a large internal scattering.

【0008】本発明のカラーフィルターでは、コレステ
リック液晶のドメインの形状を回転楕円体にしたり、3
つの軸の長さが異なる楕円体にすることにより、コレス
テリック液晶の配向を制御することができる。これらの
ドメインの形状は後述の延伸操作により制御することが
可能である。
In the color filter of the present invention, the domain of the cholesteric liquid crystal has a spheroidal shape or 3
The orientation of the cholesteric liquid crystal can be controlled by using ellipsoids having different axes. The shapes of these domains can be controlled by the stretching operation described below.

【0009】次に、マトリックスポリマーについて説明
する。本発明では、カラーフィルターのマトリックスと
して、高分子のレターデーションが小さいものが好適に
用いられる。高分子によるレターデーションは、液晶が
入っていない以外はカラーフィルターと同一の条件で作
製した高分子フィルムをセナルモン法を用いて測定(5
46nmの波長の光で測定)する。高分子のレターデー
ションは、100nm以下が好ましく、更に好ましくは
50nm以下、特に好ましくは30nm以下である。
Next, the matrix polymer will be described. In the present invention, a matrix having a small polymer retardation is preferably used as the color filter matrix. The retardation by the polymer is measured by using the Senarmont method on a polymer film produced under the same conditions as the color filter except that the liquid crystal is not contained (5
(Measured with light having a wavelength of 46 nm). The retardation of the polymer is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and particularly preferably 30 nm or less.

【0010】マトリックスのレターデーションは、マト
リックスポリマーの複屈折Δnとフィルムの厚みdの積
Δndで表される。レターデーションを小さくするため
にフィルムの厚みを薄くすると、フィルムのハンドリン
グが困難になるので好ましくなく、フィルム膜厚には好
ましい下限がある。レターデーションを小さくするため
にマトリックスの複屈折を小さくすることが好ましい。
一般的に、ポリマーの配向による複屈折Δnは、ポリマ
ーの固有複屈折Δn0と配向関数fを用いて、下記数1
のように表される。
The retardation of the matrix is represented by the product Δnd of the birefringence Δn of the matrix polymer and the thickness d of the film. If the film is made thin to reduce the retardation, it becomes difficult to handle the film, which is not preferable, and the film thickness has a preferable lower limit. It is preferable to reduce the birefringence of the matrix in order to reduce the retardation.
Generally, the birefringence Δn due to the orientation of the polymer is calculated by using the intrinsic birefringence Δn 0 of the polymer and the orientation function f,
It is represented as

【数1】Δn=Δn0 ×f 高分子の複屈折を低減する方法としては、固有複屈折の
小さい高分子を使用する方法、固有複屈折が正の高分子
と負の高分子を混合し見かけの固有複屈折を小さくする
方法、配向関数を小さくする方法が例示される。
## EQU1 ## Δn = Δn 0 × f As a method of reducing the birefringence of a polymer, a polymer having a small intrinsic birefringence is used, or a polymer having a positive intrinsic birefringence is mixed with a polymer having a negative A method of reducing the apparent intrinsic birefringence and a method of reducing the orientation function are exemplified.

【0011】固有複屈折の小さい高分子として、ポリメ
チルメタクリレート、ポリ−n−ブチルメタクリレー
ト、ポリ−t−ブチルメタクリレート、ポリグリコール
メタクリレートなどのポリメタクリル酸誘導体やポリア
クリル酸、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリ
レートなどのポリアクリル酸誘導体やポリビニルアセテ
ート、ポリビニルブチレート、ポリオキシメチルフェニ
ルシリレンなどや、ノルボルネン−エチレン共重合体
(三井石油化学(株)製:商品名APELなど)、含ノ
ルボルネン樹脂(日本合成ゴム(株)製:商品名ART
ONなど)、アモルファスポリオレフィン(日本ゼオン
(株)製:商品名ZEONEXなど)、光学用ポリエス
テル樹脂(鐘紡(株)製)、アクリル−ブタジエン−ス
チレン共重合体(東レ(株)製:商品名トヨラック透明
グレードなど)などが例示される。これらのなかでもポ
リメチルメタクリレート、ポリ−n−ブチルメタクリレ
ート、ポリ−t−ブチルメタクリレート、ノルボルネン
−エチレン共重合体、光学用ポリエステル樹脂、アモル
ファスポリオレフィン、アクリル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体が好ましい。
As the polymer having a small intrinsic birefringence, polymethacrylic acid derivatives such as polymethylmethacrylate, poly-n-butylmethacrylate, poly-t-butylmethacrylate, polyglycolmethacrylate, polyacrylic acid, polymethylacrylate, polyethyl, etc. Polyacrylic acid derivatives such as acrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl butyrate, polyoxymethylphenylsilylene, etc., norbornene-ethylene copolymer (Mitsui Petrochemical Co., Ltd .: trade name APEL, etc.), norbornene-containing resin (Nippon Synthetic) Rubber Co., Ltd .: Product name ART
ON, etc.), amorphous polyolefin (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd .: trade name ZEONEX, etc.), polyester resin for optical use (manufactured by Kanebo Co., Ltd.), acryl-butadiene-styrene copolymer (manufactured by Toray Industries, Ltd .: trade name Toyolac) Transparent grade). Among them, polymethyl methacrylate, poly-n-butyl methacrylate, poly-t-butyl methacrylate, norbornene-ethylene copolymer, polyester resin for optical use, amorphous polyolefin, and acryl-butadiene-styrene copolymer are preferable.

【0012】次に、カラーフィルターのマトリックスと
して、正の固有複屈折を有する高分子と負の固有複屈折
を有する高分子とを混合して用いる場合に、正の固有複
屈折を有する高分子としては、ポリ塩化ビニル、ポリフ
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・三フッ化エチレン
共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリカーボネートなどが例示され、負の固有
複屈折を有する高分子としては、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレンなどが例示される。
Next, when a polymer having a positive intrinsic birefringence and a polymer having a negative intrinsic birefringence are mixed and used as a matrix of a color filter, a polymer having a positive intrinsic birefringence is obtained. Examples include polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoroethylene copolymer, polyethylene oxide, polyphenylene oxide, polycarbonate, and the like, and as a polymer having negative intrinsic birefringence, polymethylmethacrylate, Examples include polystyrene.

【0013】正または負の固有複屈折を有する高分子で
あって、相溶する高分子の組み合わせと見かけの固有複
屈折が小さくなる混合比(重量比)としては、ポリフェ
ニレンオキサイドとポリスチレンでは20:80〜3
0:70、ポリエチレンオキサイドとポリメチルメタク
リレートでは30:70〜40:60、フッ化ビニリデ
ン・三フッ化エチレン共重合体とポリメチルメタクリレ
ートでは5:95〜15:85、ポリフッ化ビニリデン
とポリメチルメタクリレートでは15:85〜25:7
5、ポリ塩化ビニルとポリメチルメタクリレートでは1
5:85〜25:75などが例示される。これらの中で
も溶媒に溶けやすいポリフェニレンオキサイドとポリス
チレン、ポリエチレンオキサイドとポリメチルメタクリ
レートの組み合わせが好ましい。
A polymer having positive or negative intrinsic birefringence, and a mixing ratio (weight ratio) of a combination of compatible polymers and a reduction in apparent intrinsic birefringence is 20: polyphenylene oxide and polystyrene. 80-3
0:70, 30:70 to 40:60 for polyethylene oxide and polymethyl methacrylate, 5:95 to 15:85 for vinylidene fluoride / ethylene trifluoride copolymer and polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride and polymethyl methacrylate Then 15:85 to 25: 7
5. 1 for polyvinyl chloride and polymethyl methacrylate
5:85 to 25:75. Among these, a combination of polyphenylene oxide and polystyrene, which are easily soluble in a solvent, and a combination of polyethylene oxide and polymethyl methacrylate are preferable.

【0014】また、配向関数を小さくする方法として
は、該混合フィルムのガラス転移温度以上で溶融温度以
下の温度で加熱しながら延伸する方法が挙げられる。該
方法に適した高分子としては、ポリカーボネート、ポリ
スルホン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、2
酢酸セルロース、3酢酸セルロース、ポリスチレン、エ
チレンビニルアルコール共重合体、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレートなどが例示され、
好ましくはポリカーボネート、ポリスルホン、3酢酸セ
ルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン
が例示される。
As a method of reducing the orientation function, there is a method of stretching while heating the mixed film above the glass transition temperature and below the melting temperature. Suitable polymers for the method include polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyether sulfone, and 2.
Cellulose acetate, cellulose triacetate, polystyrene, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc. are exemplified,
Preferred examples include polycarbonate, polysulfone, cellulose acetate, polyethylene terephthalate, and polystyrene.

【0015】本発明のカラーフィルターまたは偏光板を
投影型の液晶表示装置に用いる場合、投影用の光源から
の熱によりカラーフィルターが変形するなどの障害が生
じる恐れがある。変形をさけるためには、マトリックス
ポリマーとしてガラス転移温度または熱変形温度が高い
ポリマーが好適に用いられる。上述したポリマーの中で
ガラス転移温度または熱変形温度の高いポリマーとし
て、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレー
ト、光学用ポリエステル、アモルファスポリオレフィ
ン、含ノルボルネン樹脂などが例示される。
When the color filter or polarizing plate of the present invention is used in a projection type liquid crystal display device, there is a risk that the color filter may be deformed by heat from a light source for projection. In order to avoid deformation, a polymer having a high glass transition temperature or heat deformation temperature is preferably used as the matrix polymer. Among the above-mentioned polymers, examples of polymers having a high glass transition temperature or heat distortion temperature include polycarbonate, polysulfone, polyarylate, optical polyester, amorphous polyolefin, norbornene-containing resin, and the like.

【0016】これらのマトリックスポリマーに、機械的
強度の付与やLCDパネルに貼合する際の接着性の改良
などの目的のために添加物を用いてもよい。添加物の種
類や量については、本発明の目的を損なわない程度の範
囲であれば特に限定はない。
Additives may be added to these matrix polymers for the purpose of imparting mechanical strength or improving the adhesiveness when they are laminated to an LCD panel. The kind and amount of the additive are not particularly limited as long as they do not impair the object of the present invention.

【0017】本発明に用いられるコレステリック液晶の
構造や分子量については、特に限定はなく、組み合わせ
て使用するポリマーマトリックスと相分離し、相分離し
たときのコレステリック液晶のドメインの大きさが上記
した条件を満たすものが好適に使用できる。本発明にお
けるコレステリック液晶として、重合性の化合物基を有
するものも好適に用いられる。該重合性の化合物基とし
ては、特に限定はないが、後述するように熱重合よりは
光重合の方が好ましく用いられることから、光重合性の
化合物基であることが好ましい。本発明におけるコレス
テリック液晶として、単独でコレステリック相を示す液
晶を用いてもよいし、ネマティック液晶にキラルドーパ
ントを混合して、コレステリック相を発現させたものを
用いてもよい。キラルドーパントの種類やネマティック
液晶との混合比についても特に限定はない。コレステリ
ック液晶の相系列は、室温以上でコレステリック液晶相
を示し、室温付近でコレステリック相またはガラス相を
示すものが好ましく用いられる。
The structure and molecular weight of the cholesteric liquid crystal used in the present invention are not particularly limited, and the polymer matrix used in combination is phase-separated, and the domain size of the cholesteric liquid crystal when phase-separated satisfies the above conditions. Those satisfying the above conditions can be preferably used. As the cholesteric liquid crystal in the present invention, those having a polymerizable compound group are also suitably used. The polymerizable compound group is not particularly limited, but a photopolymerizable compound group is preferable because photopolymerization is preferably used rather than thermal polymerization as described later. As the cholesteric liquid crystal in the present invention, a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase alone may be used, or a nematic liquid crystal mixed with a chiral dopant to express a cholesteric phase may be used. The type of chiral dopant and the mixing ratio with the nematic liquid crystal are not particularly limited. As the phase sequence of the cholesteric liquid crystal, those exhibiting a cholesteric liquid crystal phase at room temperature or higher and exhibiting a cholesteric phase or a glass phase at around room temperature are preferably used.

【0018】本発明ではカラーフィルターに垂直に入射
した光の選択反射が400〜800nmの波長範囲にあ
ることから、コレステリック液晶の螺旋ピッチは250
〜500nmの範囲にあることが好ましい。液晶の螺旋
ピッチの調整方法については特に制限はなく、公知の方
法が使える。例えば、キラルドーパントの量で調整する
方法や、重合性の化合物基を有する液晶の場合は重合時
の温度により調整する方法が例示される。重合性の化合
物基として、光重合性のものを有する液晶を用いた場
合、光架橋するときの温度を変化させることによって螺
旋ピッチが変化することを利用し、カラーフィルターを
パターンニングすることが可能であり、マイクロカラー
フィルターの作成も可能である。
In the present invention, since the selective reflection of light vertically incident on the color filter is in the wavelength range of 400 to 800 nm, the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal is 250.
It is preferably in the range of ˜500 nm. The method for adjusting the spiral pitch of the liquid crystal is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method of adjusting the amount of the chiral dopant and a method of adjusting the temperature of the liquid crystal having a polymerizable compound group depending on the temperature during the polymerization are exemplified. When a liquid crystal having a photopolymerizable compound group is used as the polymerizable compound group, it is possible to pattern the color filter by utilizing the fact that the helical pitch changes by changing the temperature during photocrosslinking. Therefore, it is possible to create a micro color filter.

【0019】コレステリック液晶とマトリックスポリマ
ーの混合比については、液晶の混合比が大きすぎるとカ
ラーフィルターの機械的強度が下がりハンドリングしに
くくなり、液晶の割合が小さすぎると液晶がマトリック
スから相分離しにくくなるため好ましくない。コレステ
リック液晶の濃度〔コレステリック液晶の重量/(コレ
ステリック液晶とマトリックスポリマーの重量和)〕
は、0.1〜20重量%が好ましく、更に好ましくは1
〜15重量%である。
Regarding the mixing ratio of the cholesteric liquid crystal and the matrix polymer, if the mixing ratio of the liquid crystal is too large, the mechanical strength of the color filter decreases and it becomes difficult to handle, and if the ratio of the liquid crystal is too small, the liquid crystal hardly separates from the matrix. Is not preferable. Concentration of cholesteric liquid crystal [weight of cholesteric liquid crystal / (weight sum of cholesteric liquid crystal and matrix polymer)]
Is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 1
1515% by weight.

【0020】次に、本発明のカラーフィルターの製造方
法について説明する。コレステリック液晶とマトリック
スポリマーの混合方法としては、均一に混合させるため
溶液状態で混合することが好ましい。具体的には、高分
子を溶媒に懸濁または溶解して、これにコレステリック
液晶を懸濁または溶解して混合する方法が挙げられる。
本発明で用いられる高分子は、溶媒に対する溶解度が大
きい方が好ましい。
Next, a method for manufacturing the color filter of the present invention will be described. As a method for mixing the cholesteric liquid crystal and the matrix polymer, it is preferable to mix them in a solution state in order to uniformly mix them. Specifically, a method may be mentioned in which a polymer is suspended or dissolved in a solvent, and a cholesteric liquid crystal is suspended or dissolved therein and mixed.
The polymer used in the present invention preferably has a high solubility in a solvent.

【0021】コレステリック液晶とマトリックスからな
るフィルムの成膜法については、コレステリック液晶や
マトリックスポリマーを溶剤に溶かしキャストする溶剤
キャスト法、固体状態で混練しダイなどから押し出しフ
ィルムにする押し出成型法、固体状態で混練した後カレ
ンダロールでフィルムにするカレンダー法、プレスなど
でフィルムにするプレス成型法などが例示される。成膜
後のフィルムの厚みは、特に制限はないが、薄すぎると
機械的強度や偏光度に悪影響を及ぼすので、ある程度の
厚みが必要であり、厚すぎると溶媒キャスト法で成膜し
たときの溶媒の蒸発速度が遅くなり、生産性が悪くなる
ことから、ある程度薄くする必要がある。成膜後のフィ
ルムの厚みとしては、20〜500μmが好ましく、更
に好ましくは70〜300μmである。
The film formation method comprising a cholesteric liquid crystal and a matrix includes a solvent casting method of dissolving a cholesteric liquid crystal or matrix polymer in a solvent and casting, an extrusion molding method of kneading in a solid state into an extruded film from a die, a solid state. Examples of the method include a calendering method in which the film is kneaded in a state and then formed into a film with a calendar roll, a press molding method in which a film is formed using a press or the like. The thickness of the film after film formation is not particularly limited, but if it is too thin, it will adversely affect the mechanical strength and the degree of polarization. Since the evaporation rate of the solvent becomes slow and the productivity deteriorates, it is necessary to make it thin to some extent. The thickness of the film after film formation is preferably 20 to 500 μm, more preferably 70 to 300 μm.

【0022】前述のように本発明のカラーフィルターで
は、フィルムを延伸することにより、ドメインの形状が
変化し、液晶の配向を制御することができる。フィルム
の延伸方法については、テンター延伸法、ロール間延伸
法、ロール間圧縮延伸法などが例示される。この中でも
フィルム面の均一性などの観点からテンター延伸法、ロ
ール間延伸法が好ましい。延伸する際のフィルムの加熱
方法については、特に制限はなく、加熱温度について
は、使用するマトリックスポリマーの軟化温度や液晶の
転移温度、液晶の混合比などにより適宜選択される。
As described above, in the color filter of the present invention, by stretching the film, the shape of the domain is changed and the alignment of the liquid crystal can be controlled. Examples of the film stretching method include a tenter stretching method, a roll-to-roll stretching method, and a roll-to-roll compression stretching method. Among these, the tenter stretching method and the inter-roll stretching method are preferable from the viewpoint of uniformity of the film surface. The heating method of the film during stretching is not particularly limited, and the heating temperature is appropriately selected depending on the softening temperature of the matrix polymer used, the transition temperature of the liquid crystal, the mixing ratio of the liquid crystal, and the like.

【0023】本発明のカラーフィルターで、重合性化合
物基を有するコレステリック液晶を用いる場合の製造方
法についても、フィルムの成膜と延伸方法については上
述した方法と同じ方法が用いられる。コレステリック液
晶の配向の固定方法として、光重合、電子線重合や熱重
合が例示されるが、配向の安定性の観点から光重合が好
ましい。重合に用いられる重合開始剤についての限定
は、特になく、液晶やポリマーと相溶性のよい公知の重
合開始剤が使用できる。重合開始剤のコレステリック液
晶やマトリックスに対する混合比についても本発明のカ
ラーフィルターの特性を損なわない範囲であればとくに
制限はない。
In the color filter of the present invention, when the cholesteric liquid crystal having a polymerizable compound group is used, the film forming and stretching methods are the same as those described above. Examples of the method for fixing the orientation of the cholesteric liquid crystal include photopolymerization, electron beam polymerization and thermal polymerization, and photopolymerization is preferable from the viewpoint of orientation stability. There is no particular limitation on the polymerization initiator used for the polymerization, and a known polymerization initiator having good compatibility with the liquid crystal and the polymer can be used. The mixing ratio of the polymerization initiator to the cholesteric liquid crystal or the matrix is not particularly limited as long as it does not impair the characteristics of the color filter of the present invention.

【0024】また、本発明の投影型液晶表示装置は、本
発明のカラーフィルターを用いることを特徴とするもの
である。また、本発明の偏光フィルムは、本発明のカラ
ーフィルターと、位相差が該カラーフィルターの選択反
射波長の1/4に相当する位相差フィルムとを用いてな
ることを特徴とするものである。本発明の偏光フィルム
において、使用するλ/4波長位相差フィルムについて
は、位相差が組み合わせて使用するカラーフィルターの
選択波長の1/4に近いものであれば公知の位相差フィ
ルムが使用できる。更に、本発明の液晶表示装置は、前
記の偏光フィルムを用いることを特徴とするものであ
る。
The projection type liquid crystal display device of the present invention is characterized by using the color filter of the present invention. Further, the polarizing film of the present invention is characterized by using the color filter of the present invention and a retardation film having a phase difference corresponding to ¼ of the selective reflection wavelength of the color filter. In the polarizing film of the present invention, as the λ / 4 wavelength retardation film used, a known retardation film can be used as long as the retardation is close to ¼ of the selected wavelength of the color filter used in combination. Furthermore, the liquid crystal display device of the present invention is characterized by using the above-mentioned polarizing film.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。液晶化合
物は、元素分析、赤外吸収スペクトル、H−NMRスペ
クトルから構造を確認し、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィ(GPC)から分子量を確認した。カラーフ
ィルターやマトリックス単体のレターデーションは、偏
光顕微鏡〔ニコン(株)製、OPTIPHOTO2−P
OL〕によりセナルモン法を用いて測定した。測定光の
波長は546nmである。また、該フィルムを傾斜した
ときのレターデーションの測定は、上記顕微鏡に傾斜治
具を取り付けることにより測定した。本発明の液晶表示
装置の評価は、本発明のカラーフィルターをTFT−T
N型液晶表示装置に搭載し、目視で評価することにより
行った。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The structure of the liquid crystal compound was confirmed by elemental analysis, infrared absorption spectrum and H-NMR spectrum, and the molecular weight was confirmed by gel permeation chromatography (GPC). The retardation of the color filter and matrix alone is based on a polarizing microscope (manufactured by Nikon Corporation, OPTIPHOTO2-P
OL] and using the Senarmont method. The wavelength of the measurement light is 546 nm. The retardation when the film was tilted was measured by mounting a tilting jig on the microscope. The liquid crystal display device of the present invention was evaluated by using the color filter of the present invention as a TFT-T.
It was mounted on an N-type liquid crystal display device and visually evaluated.

【0026】実施例1 コレステリック液晶(コレステリック相を示す温度範囲
が14〜114℃である液晶オリゴマー)と重合開始剤
とポリメチルメタクリレートを混合し、塩化メチレン溶
液とする。この溶液をシランカップリング剤で表面処理
したガラス基板上にキャストすることによりフィルムを
得る。得られたフィルムを加熱層を有する引っ張り試験
機を用いて加熱しながら延伸し、延伸直後に紫外線を照
射することによりカラーフィルターを得る。得られたカ
ラーフィルターは良好な選択反射を示す。
Example 1 A cholesteric liquid crystal (a liquid crystal oligomer having a cholesteric phase temperature range of 14 to 114 ° C.), a polymerization initiator and polymethylmethacrylate are mixed to prepare a methylene chloride solution. A film is obtained by casting this solution on a glass substrate surface-treated with a silane coupling agent. The obtained film is stretched while being heated using a tensile tester having a heating layer, and a color filter is obtained by irradiating ultraviolet rays immediately after stretching. The color filter obtained shows good selective reflection.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明により、カラーフィルターを容易
に量産することができ、得られたカラーフィルターを投
影型液晶表示装置に好適に用いることができ、また該カ
ラーフィルターと、位相差が該カラーフィルターの選択
反射波長の1/4に相当する位相差フィルムとを用いて
好適に偏光フィルムを得ることができ、該偏光フィルム
を用いて好適に液晶表示装置を得ることができるので工
業的価値が大きい。
According to the present invention, a color filter can be easily mass-produced, the obtained color filter can be suitably used for a projection type liquid crystal display device, and a color difference between the color filter and the color filter can be obtained. A polarizing film can be suitably obtained by using a retardation film corresponding to 1/4 of the selective reflection wavelength of the filter, and a liquid crystal display device can be suitably obtained by using the polarizing film, so that it has industrial value. large.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09F 9/00 331 G09F 9/00 331A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G09F 9/00 331 G09F 9/00 331A

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高分子とコレステリック液晶を混合してな
るフィルムであり、コレステリック液晶が高分子と相分
離しており、該コレステリック液晶のドメインの平均粒
径が20〜600nmの範囲にあり、フィルム法線方向
から観測したコレステリック液晶の選択反射の波長が4
00〜800nmにあることを特徴とするカラーフィル
ター。
1. A film obtained by mixing a polymer and a cholesteric liquid crystal, wherein the cholesteric liquid crystal is phase-separated from the polymer, and the domain average diameter of the cholesteric liquid crystal is in the range of 20 to 600 nm. The wavelength of selective reflection of cholesteric liquid crystal observed from the normal direction is 4
A color filter characterized by being in the range of 00 to 800 nm.
【請求項2】高分子によるレターデーションが、100
nm以下であることを特徴とする請求項1記載のカラー
フィルター。
2. A polymer having a retardation of 100.
The color filter according to claim 1, which has a thickness of not more than nm.
【請求項3】高分子とコレステリック液晶の混合体をフ
ィルムに成形後、該フィルムを延伸することを特徴とす
る請求項1または2記載のカラーフィルターの製造方
法。
3. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein a mixture of a polymer and a cholesteric liquid crystal is formed into a film and then the film is stretched.
【請求項4】高分子と重合性化合物基を有するコレステ
リック液晶の混合体をフィルムに成形し、該フィルムを
延伸した後、該重合性化合物基を重合することを特徴と
する請求項1または2記載のカラーフィルターの製造方
法。
4. The method according to claim 1, wherein a mixture of a polymer and a cholesteric liquid crystal having a polymerizable compound group is formed into a film, the film is stretched, and then the polymerizable compound group is polymerized. A method for producing the described color filter.
【請求項5】請求項1または2記載のカラーフィルター
を用いることを特徴とする投影型液晶表示装置。
5. A projection type liquid crystal display device using the color filter according to claim 1.
【請求項6】請求項1または2記載のカラーフィルター
と、位相差が該カラーフィルターの選択反射波長の1/
4に相当する位相差フィルムとを用いてなることを特徴
とする偏光フィルム。
6. The color filter according to claim 1 or 2 having a phase difference of 1 / the selective reflection wavelength of the color filter.
And a retardation film corresponding to No. 4, which is a polarizing film.
【請求項7】請求項6記載の偏光フィルムを用いること
を特徴とする液晶表示装置。
7. A liquid crystal display device using the polarizing film according to claim 6.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6879362B2 (en) 2001-08-22 2005-04-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Cholesteric liquid crystal color filter and process for producing the same
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US9442234B2 (en) 2010-09-03 2016-09-13 Nitto Denko Corporation Method of producing roll of laminate strip with polarizing film

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