(57)【要約】  【課題】  ペースト塗布による高分子膜で簡便に製造可能な基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層を有する液晶表示装置用基板、およびカラーフィルタ基板、さらには該カラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を提供する。  【解決手段】透明基板上に画素部と非画素部を有し、少なくとも該画素部にポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜層が形成されてなる液晶表示装置用基板であって、該位相差薄膜層が該透明基板表面に対して傾斜部を有してなり、かつ該画素部における該傾斜部の該透明基板表面に平行な面に対する投影面積が該画素部の面積の５０％以上であることを特徴とする液晶表示装置用基板。【選択図】図１
2008241985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に画素部と非画素部を有し、少なくとも該画素部にポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜層が形成されてなる液晶表示装置用基板であって、該位相差薄膜層が該透明基板表面に対して傾斜部を有してなり、かつ該画素部における該傾斜部の該透明基板表面に平行な面に対する投影面積が該画素部の面積の５０％以上であることを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
透明基板上に画素部と非画素部を有し、該画素部に反射領域と透過領域を有し、該画素部にポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜層が形成されてなる液晶表示装置用基板であって、該位相差薄膜層が該透明基板表面に対して傾斜部を有してなり、かつ該画素部における該傾斜部の該透明基板表面に平行な面に対する投影面積が該画素部の反射領域および／または透過領域の面積の５０％以上であることを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
前記傾斜部を有する位相差薄膜層の下記式（１）で表される透明基板表面の面内方向の位相差Ｒｅが、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置用基板。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ         （１）
（式（１）中、ｎｘ及びｎｙ（ｎｘ≧ｎｙ）は、相互に直交する複屈折層の基板面内方向に対する主屈折率、ｄ（ｎｍ）は複屈折層の基板垂直方向の膜厚を表す。）
【請求項４】
前記画素部が、赤、青、緑の各色の画素の群からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置用基板を製造する方法であって、透明基板上に赤、青、緑の各色の画素が二次元的に配列された液晶表示装置用カラーフィルタ基板上に、ポリイミド樹脂を含有する傾斜部パターンを形成することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項６】
前記表面がポリイミド樹脂を含有する傾斜部パターンを形成する方法が、傾斜部を有するパターンを感光性樹脂で形成し、次いで該パターン上にポリイミド樹脂層を形成することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置用基板、または請求項５若しくは６に記載の液晶表示装置用基板の製造方法によって得られた液晶表示装置用基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリイミド樹脂を用いた液晶表示装置用基板、液晶表示装置用基板の製造方法および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の特性を生かし、ノートＰＣ、携帯情報端末、デスクトップモニタ、デジタルカメラ、大型液晶テレビなど様々な用途で使用されている。その中でも携帯機器向け液晶表示装置では、ガラス基板、偏光フィルム、位相差フィルムなどのさらなる薄型化が求められている。
位相差フィルムは、液晶表示装置の視野角特性を改善するために液晶の表示方式に合わせて使用され、ツイステッドネマティック方式には、ディスコティック液晶からなるフィルムが、垂直配向（ＶＡ）方式には、１軸延伸、もしくは２軸延伸したフィルムが使用されている。また、偏光フィルムの視野角依存性を改善するためにも、１軸延伸した位相差フィルムが使用されている。
【０００３】
半透過型液晶表示装置については、液晶セル内部に配置した反射板での反射表示を可能にするため、直線偏光を円偏光に変換する１／４λフィルムが、さらには円偏光を広帯域化するため１／４λフィルムと１／２λフィルムとを組み合わせたフィルムが採用されている。
このように、液晶表示装置に位相差フィルムは欠かせない物となっているが、これらのフィルムは作製が容易ではなく、また配向または延伸処理が不可欠であるため、工程が煩瑣となっている。また、延伸処理にはある程度の厚みをもつ高分子フィルムが必要であり、位相差フィルム、ならびに偏光フィルムに位相差フィルムを粘着層を介してラミネートした光学フィルムは厚膜になり、液晶表示装置全体の厚みが増してしまう。特に半透過型液晶表示装置においては、２００μｍから３００μｍ程度の厚みをもつ広帯域円偏光板が液晶セルの両面に必要となり、液晶表示装置の厚み、および製造コストが大幅に増えるという問題があった。また、光学フィルムを液晶セルの全面に貼るため、透過表示と反射表示とを独立に光学設計することができず、最適設計が困難であった。
【０００４】
これらの課題を解消する方法としては、配向および延伸処理が不要で、数μｍ程度厚さの薄膜位相差層を作製できる方法が、特許文献１に開示されている。この方法によれば、ペースト塗布による簡便な方法でポリイミド樹脂からなる負の一軸性位相差層を作製可能である。しかしながら、１／２λフィルム、１／４λフィルムなど平面内に光学軸を持つ位相差層を形成することはできなかった。
【０００５】
平面内に光学軸を持ち、薄膜形成可能な位相差フィルムの形成方法としては、可溶性ポリイミドを高分子フィルム上に塗布し、延伸もしくは収縮させることで平面内に光学軸を持つ位相差層の形成方法が特許文献２に開示されている。この方法によれば、位相差層を薄膜化することができ、液晶表示装置の厚みを薄くすることが可能となる。しかしながら、半透過型液晶表示装置においては、依然として液晶セルの両面に位相差フィルムを貼り付ける必要があり、液晶表示装置のコスト増、および最適光学設計の困難さを解決するものではなかった。
【０００６】
半透過型液晶表示装置において、透過表示、反射表示それぞれで最適な光学設計を可能にし、平面内に光学軸を持ち、薄膜形成可能な位相差フィルムの形成方法が特許文献３に開示されている。この方法によれば、配向膜を塗布、ラビングし、重合性液晶を硬化させることにより、目的を達成できる。しかしながら、重合性液晶を塗布する前に、ラビングなどによる配向処理が必要であり、工程が煩瑣なものであった。また、ラビング工程では、静電気に起因する歩留まりの低下、発塵などの問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２９００２３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５５４１号公報
【特許文献３】特開２００４−２４０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、簡便に製造可能な基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層を有する液晶表示装置用基板、およびカラーフィルタ基板、さらには該カラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明は下記の構成からなる。
１．透明基板上に画素部と非画素部を有し、少なくとも該画素部にポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜層が形成されてなる液晶表示装置用基板であって、該位相差薄膜層が該透明基板表面に対して傾斜部を有してなり、かつ該画素部における該傾斜部の該透明基板表面に平行な面に対する投影面積が該画素部の面積の５０％以上であることを特徴とする液晶表示装置用基板。
２．透明基板上に画素部と非画素部を有し、該画素部に反射領域と透過領域を有し、該画素部にポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜層が形成されてなる液晶表示装置用基板であって、該位相差薄膜層が該透明基板表面に対して傾斜部を有してなり、かつ該画素部における該傾斜部の該透明基板表面に平行な面に対する投影面積が該画素部の反射領域および／または透過領域の面積の５０％以上であることを特徴とする液晶表示装置用基板。
３．前記傾斜部を有する位相差薄膜層の下記式（１）で表される透明基板表面の面内方向の位相差Ｒｅが、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることを特徴とする１項または２項に記載の液晶表示装置用基板。
【０００９】
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ         （１）
（式（１）中、ｎｘ及びｎｙ（ｎｘ≧ｎｙ）は、相互に直交する複屈折層の基板面内方向に対する主屈折率、ｄ（ｎｍ）は複屈折層の基板垂直方向の膜厚を表す。）
４．前記画素部が、赤、青、緑の各色の画素の群からなることを特徴とする１項〜３項のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
５．１項〜４項のいずれかに記載の液晶表示装置用基板を製造する方法であって、透明基板上に赤、青、緑の各色の画素が二次元的に配列された液晶表示装置用カラーフィルタ基板上に、ポリイミド樹脂を含有する傾斜部パターンを形成することを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
６．前記表面がポリイミド樹脂を含有する傾斜部パターンを形成する方法が、傾斜部を有するパターンを感光性樹脂で形成し、次いで該パターン上にポリイミド樹脂層を形成することを特徴とする５項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
７．１項〜４項の何れかに記載の液晶表示装置用基板、または５項若しくは６項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法によって得られた液晶表示装置用基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１０】
本構成による液晶表示装置用基板によって、基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層が簡便に作製可能となり、液晶表示装置の薄型化、高性能化、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層を簡便に得る方法について鋭意検討した結果、以下の方法によって可能であることを見出した。
すなわち、透明基板上に、一画素の群からなる画素部と非画素部を有し、少なくとも該画素部にポリイミド樹脂を含有し、かつ傾斜部を有する位相差薄膜層を形成することで、基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層が簡便に作製可能であることを見出した。ここでいう非画素部とは、液晶表示装置のうち、実効的に表示に供しない部分のことで、具体的には、いわゆる遮光層、ブラックマトリクスのことを指す。画素部とは、液晶表示装置にうち、実効的に表示に供する部分のことで非画素部以外の領域、具体的には、バックライト光源からの光が観察者側へ透過する領域、もしくは外光から光が入射し、反射板により反射されて観察者側へ到達可能な領域を指す。
【００１２】
本発明における傾斜部とは、画素部の長手方向断面における液晶層に近い側の位相差薄膜層表面の接線と基板表面とのなす角度が５°より急峻な傾斜を持つ部分のことを指す。
傾斜部の角度は、１５°より大きいことが好ましく、さらには３０°より大きいことがさらに好ましい。また、傾斜部の角度は、８０°以下であることが好ましく、７０°以下であることがさらに好ましい。傾斜部の角度が５°以下の場合、基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層の位相差が小さくなり、表示特性への寄与が小さくなってしまう。傾斜部の角度が８０°以上の場合、位相差の大きさにばらつきが生じ、表示ムラの原因となってしまう。
【００１３】
本発明においては、位相差薄膜の基板面と反対側の表面、すなわち液晶層に近い側の表面が、基板表面の平面に対して５°以上であるポリイミド位相差薄膜が少なくとも１層形成されていることが必要であるが、その他に０°を含む任意の傾斜角度のポリイミド位相差薄膜が積層されていてもよい。例えば、平面上に形成したポリイミド位相差薄膜上に４５°の傾斜角を持つようにポリイミド位相差薄膜を形成し、ハイブリッド配向性をもつ位相差薄膜としてもよい。
【００１４】
本発明において、画素部における傾斜部の透明基板表面に平行な面に対する投影面積が画素部の面積の５０％以上であることが必要である。傾斜部投影面積が画素部面積の５０％以上あることで、実質的に画素部全体の表示特性を向上させることができる。
【００１５】
ここで、画素部における傾斜部の透明基板表面に平行な面に対する投影面積比は次の方法により測定する。（１）位相差薄膜層が形成された液晶表示装置用基板から１０個の画素を任意に選択し、各画素部の傾斜部形成用の構造物の傾斜方向、すなわち位相差薄膜層表面と基板表面とのなす角度が最大となる方向であって、透明基板表面に平行な面に投影したときの測定距離Ｌ０が画素部において最大となる方向での凹凸を測定する。（２）該表面プロファイルから、位相差薄膜層表面の接線と基板表面とのなす角度が５°より急峻な傾斜を持つ部分、すなわち傾斜部を認定する。（３）該傾斜部を該透明基板表面に平行な面に対する投影したときの長さＬ１と、該Ｌ０の比、すなわちＬ１／Ｌ０を面積比とする。（４）１０個の面積比の平均をとり、これを最終的な面積比とする。
【００１６】
表面の凹凸は、断面ＳＥＭ、表面粗さ測定機、触針式表面段差計、非接触レーザー顕微鏡等の測定装置を用いて得られる表面段差のプロファイルより得られる。
【００１７】
反射膜の一部に切り欠きを入れ、一部が透過型表示方式、一部を反射型表示方式とした液晶表示装置、いわゆる半透過型液晶表示装置では、傾斜部を透明基板表面に投影したときの面積が該画素部の反射領域および／または透過領域の面積の５０％以上であることが必要である。傾斜部投影面積が該画素部の反射領域および／または透過領域の面積の５０％以上あることで、実質的に反射領域および／または透過領域全体の表示特性を向上させることができる。
【００１８】
本発明において、下記式（１）で表される透明基板表面の面内方向の位相差Ｒｅは、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることが好ましい。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ           （１）
（式（１）中、ｎｘ及びｎｙ（ｎｘ≧ｎｙ）は、相互に直交する複屈折層の基板面内方向に対する主屈折率、ｄ（ｎｍ）は複屈折層の基板垂直方向の膜厚を表す。）
面内方向の位相差Ｒｅが５０ｎｍ以上であることで偏光板、および液晶表示装置の視野角特性を効果的に改善することができる。面内方向の位相差Ｒｅは８０ｎｍ以上であることがより好ましく、１２０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。面内方向の位相差Ｒｅが５００ｎｍを超えると、位相差の効果が実質的に小さくなる。
【００１９】
ポリイミド位相差薄膜に傾斜部を設ける方法としては、基板上に傾斜部形成用の構造物をつくることが好ましい。傾斜部形成用の構造物を形成する方法としては、フォトリソ法、印刷法、転写法、電着法、レーザーアブレーション、精密切削、インプリント等一般的なパターン形成方法を適用することができる。
傾斜部形成用の構造物の平面パターン形状は、液晶ディスプレイの視野角補償が可能であれば、ドット状、ホール状、ジグザグ形状、ストライプ状、格子形状等任意の平面パターン形状でよい。一画素内にジグザグ形状、格子形状等複数方向の傾斜面をもつ構造物をパターンニングした場合、一画素で複数の光軸をもつ位相差領域が形成可能となる。
【００２０】
傾斜部形成用の構造物の断面パターン形状は、ポリイミド位相差薄膜に傾斜部が形成できれば、台形状、蒲鉾状、すり鉢状、プリズム状等任意の断面パターン形状でよい。プリズム形状、蒲鉾状の場合、傾斜面の角度が制御しやすく、位相差のばらつきが小さくなるので好ましい。
傾斜部形成用の構造物の高さは、ポリイミド位相差薄膜に傾斜部が形成できれば、任意の高さでよいが、０．３μｍ以上、５μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上、４μｍ以下がより好ましい。傾斜部形成用の構造物の高さが０．３μｍよりも低いと有効に傾斜部が形成されず、５μｍより高いと基板の平坦性が悪化し、表示性能に影響を与えてしまう。
【００２１】
互いに隣接する傾斜部形成用構造物の距離は、ポリイミド位相差薄膜に傾斜部が形成できれば、任意の距離でよいが、３０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以下がさらに好ましい。互いに隣接する傾斜部形成用構造物の距離が３０μｍよりも広いと傾斜部と傾斜部の間に平坦部ができてしまい、有効に機能するポリイミド位相差薄膜の傾斜部が少なくなってしまう。ここでいう互いに隣接する傾斜部形成用構造物の距離とは、傾斜構造を発現させる構造物の段差間、もしくは傾斜構造間の最短距離のことをいう。
【００２２】
本発明においては、後述のように、少なくとも傾斜部形成用の構造物が形成された基板上にポリイミドの溶液を塗布、乾燥する、または前記ポリイミドの前駆体の溶液を塗布、乾燥後に加熱処理を行いイミド化することによって、基板表面の平面方向に光学軸を持つ位相差層付の液晶表示装置用基板を簡便に得ることができる。
基板上にポリイミドの溶液を塗布、乾燥する、またはポリイミドの前駆体の溶液を塗布、乾燥後にイミド化すると、ポリイミドの分子鎖が基材平面に平行に配向しやすいため膜厚方向と膜面に平行な方向とで屈折率差（膜としての複屈折率）が生じ、いわゆる円盤状の屈折率楕円体を持つ複屈折層ができる。ここで、傾斜部形成用の構造物が下地に存在すると、ポリイミド薄膜が基板表面に対して傾斜し、円盤状の屈折率楕円体も傾斜した構造となるため好ましい。すなわち、基板平面方向にｘ軸、ｙ軸を取り、基板平面垂直方向にｚ軸を取ると、ポリイミド樹脂を含む薄膜からなる複屈折層の屈折率はｎｘ≧ｎｙとなる。ここで、ｎｘは傾斜方向に直交し、かつ基板平面方向に平行な屈折率、ｎｙは傾斜方向に平行、かつ基板面内方向に平行な屈折率を表す（図１、図２）。この基板面内に光学異方性をもつ状態は液晶表示装置の視野角特性を向上させる上で有効である。
【００２３】
本発明の位相差薄膜付き液晶表示装置用基板を使用する場合には、透明基板表面の面内方向の位相差Ｒｅが、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることが好ましい。得られたポリイミド位相差薄膜の複屈折率の測定には、顕微偏光解析装置、エリプソメーターなどが好ましく用いられる。
本位相差薄膜付き液晶表示装置用基板は液晶表示装置一般に有効であり、透過型、反射型、半透過型いずれの表示方式にも使用することができる。また、液晶の表示モードにも限定されず、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式、ＯＣＢ方式など各種液晶モードで使用することができる。
【００２４】
以下、本発明の位相差薄膜付き液晶表示装置用基板に好適に用いられるポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜について説明する。
ポリイミド樹脂を含有する位相差薄膜は、一般には酸二無水物とジアミン化合物を溶媒中で反応させることよって、前駆体としてのポリアミック酸を合成した後、加熱処理を行いイミド化（閉環）することによって形成される。
【００２５】
本発明におけるポリアミック酸の合成には、テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、芳香族系のものを用いることが、本発明の位相差膜の光学特性を達成する上で好ましい。また、分子分極率異方性の大きなテトラカルボン酸二無水物は、屈折率異方性を大きくすることが出来、好ましい。透明性に関しては、電子親和力の小さいテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましく、具体的には２ｅＶより小さいことが好ましく、１．５ｅＶより小さいことがより好ましく、１．０ｅＶより小さいことがさらに好ましい。芳香族系のテトラカルボン酸二無水物の好ましい例として、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
【００２６】
特に、４，４’−オキシジフタル酸無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物は、透明性を向上させることからより好ましい。
【００２７】
また、シクロブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、１−カルボキシメチル−２，３，５−シクロペンタントリカルボン酸−２，６：３，５−二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロー５ー（テトラヒドロー２，５−ジオキソー３−フラニル）ナフト［１，２−ｃ］フランー１，３−ジオン、ビシクロ［２．２．２］オクトー７−エンー２，３，５，６ーテトラカルボン酸二無水物、１−メチルービシクロ［２．２．２］オクトー７−エンー２，３，５，６ーテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．１］ヘプタンー２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、７−オキサービシクロ［２．２．１］ヘプタンー２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、５−(２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシメチルノルボルネン−２：３，５：６−二無水物、１，２−ビス（４−オキサ−３，５−ジオキソトリシクロ［５．２．１．０2,6 ］デカン−８−イロキシ）エタン、ビスシクロ［２，２，２］オクト−７−エンー２．３．５．６ーテトラカルボン酸二無水物などの脂環式の酸二無水物も透明性を向上させることから構成成分の一部として用いることが好ましい。特に、シクロブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物は、高い透明性と大きな複屈折性を両立できることから好ましい。
【００２８】
また、本発明におけるポリアミック酸の合成には、ジアミンとして芳香族系のものを用いることも、本発明の位相差膜の光学特性を達成する上で好ましい。分子分極率異方性の大きなジアミンは、屈折率異方性を大きくすることが出来、好ましい。透明性に関しては、イオン化ポテンシャルの大きいジアミンを用いることが好ましく、具体的には７ｅＶより大きいことが好ましく、７．５ｅＶより大きいことがより好ましく、８．０ｅＶより大きいことがさらに好ましい。芳香族系のジアミンの好ましい例として、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルサルファイド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、ｏ−トリジン、４，４’−ジアミノターフェニル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エ−テル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンなどが挙げられる。
【００２９】
特に、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン 、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンは、透明性を向上させることからより好ましい。
【００３０】
また、トランス−１，４−ジアミノシクロヘキサン、ジ（パラ−アミノシクロヘキシル）メタン、３，９−ビス(３−アミノプロピル)−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカンなどの脂環式のジアミンも透明性を向上させることから構成成分の一部として用いることが好ましい。特に、トランス−１，４−ジアミノシクロヘキサンは、高い透明性と大きな複屈折性を両立できることから好ましい。
また、ジアミンの一部として、シロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する。シロキサンジアミンの具体例としては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサンなどが挙げられる。本発明は、これに限定されずにジアミンが１種または２種以上用いられる。
【００３１】
ポリアミック酸の合成は、極性有機溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを混合して反応させることにより行うのが一般的である。この時、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の混合比により、得られるポリアミック酸の重合度を調節することができる。
【００３２】
通常ポリアミック酸合成の溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、また、ラクトン系極性溶媒を混合して使用することもできる。ラクトン類以外の溶媒としては上記アミド系極性溶媒の他にメチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトールなどを挙げることができる。ラクトン類とは脂肪族環状エステルで炭素数３〜１２の化合物をいう。具体的な例として、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトンなどが挙げられるがこれらに限定されない。
【００３３】
一般にポリアミック酸塗液は基板上に、ディップ法、ロールコータ法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などによって基板上に塗布された後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥および硬化を行う。加熱条件は、使用する樹脂、溶媒、塗布量により異なるが、通常５０〜４００℃で、１〜３００分加熱することが好ましい。
こうして得られたポリアミック酸の塗布膜は、その後、加熱し硬化させる。熱硬化条件は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、通常２００〜３５０℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。
【実施例】
【００３４】
［位相差薄膜の位相差測定方法］
面内方向の位相差をシンテック社製偏光解析装置“ＯｐｔｉＰｒｏ”を用いて測定した。
［位相差薄膜層の傾斜部の測定方法］
位相差薄膜層の傾斜部は、株式会社キーエンス製のカラーレーザー顕微鏡“ＶＫ−９７００”を用いて測定した。
位相差薄膜を有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの作製方法を以下に示す。
【００３５】
実施例１
［位相差薄膜付基板の作製］
ポリアミック酸溶液Ａの調整
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶媒中で、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（０．９６モル当量）、トランス−１，４−ジアミノシクロヘキサン（０．９６５モル当量）、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサン（０．０４モル当量）、無水マレイン酸（０．０８モル当量）を反応させ、ポリアミック酸溶液Ａ（ポリマー濃度２０重量％）を得た。
このポリアミック酸溶液Ａを２００ｇ取り出し、それにＮ−メチル−２−ピロリドン１８６ｇ、ブチルセロソルブ６４ｇを添加して、ポリマー濃度１０重量％のポリアミック酸溶液Ａを得た。
【００３６】
次に樹脂ブラックマトリクス、赤、緑、青の各色画素、オーバーコート層が順に加工されたカラーフィルタ基板上に感光性アクリルレジスト（ＪＳＲ製ＮＮ−８１０）を塗布し、９０℃で１０分オーブン乾燥した。キャノン株式会社製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、フォトマスクパターンを介して６０ｍＪ/ｃｍ２（３６５ｎｍの紫外線強度）露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの０．５％の水溶液からなる現像液に浸漬し、現像した。２３０℃で３０分熱処理し、膜厚１．０μｍ、幅８μｍのストライプパターンが８μｍの間隔で形成された傾斜部形成用の樹脂層を得た。
【００３７】
傾斜部形成用の樹脂層が形成されていない平坦部で仕上がりの厚みが１．２μｍになるようにポリアミック酸溶液Ａをスピンナーで塗布した後、１２０℃で２０分乾燥、さらに２４０℃で３０分熱処理することによって、ポリイミド透明薄膜付のカラーフィルタを得た。この時のポリイミド透明薄膜の面内方向の位相差をシンテック社製偏光解析装置“ＯｐｔｉＰｒｏ”を用いて測定した。測定波長５４０ｎｍにおいて、面内方向の位相差は５７ｎｍ、光軸は傾斜部形成用の樹脂層のストライプ方向に平行であった。
また、画素部の面積に対する傾斜部の面積の割合は、９０％であった。
【００３８】
比較例１
膜厚１．０μｍ、幅８μｍのストライプパターンが４０μｍの間隔で形成された傾斜部形成用の樹脂層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、ポリイミド透明薄膜付のカラーフィルタを得た。このとき、傾斜部形成用の樹脂層の近傍にのみポリイミド透明薄膜の傾斜部が形成されており、画素部の面積に対する傾斜部の面積の割合は、２３％であった。この時のポリイミド透明薄膜の面内方向の位相差をシンテック社製偏光解析装置“ＯｐｔｉＰｒｏ”を用いて測定したところ、測定波長５４０ｎｍにおいて、面内方向の位相差は５ｎｍ以下であった。
【００３９】
実施例２
反射用領域には膜厚２．０μｍ、幅８μｍのストライプパターンが８μｍの間隔で形成された傾斜部形成用の樹脂層を形成したこと、反射用領域には膜厚２．０μｍのパターン加工されていない樹脂層を形成したこと、傾斜部形成用の樹脂層が形成されていない平坦部で仕上がりの厚みが２．８μｍになるようにポリアミック酸溶液Ａをスピンナーで塗布し、反射領域のみに形成したこと以外は実施例１と同様にして、ポリイミド透明薄膜付のカラーフィルタを得た。この時のポリイミド透明薄膜の面内方向の位相差をシンテック社製偏光解析装置「ＯｐｔｉＰｒｏ」を用いて測定した。測定波長５４０ｎｍにおいて、面内方向の位相差は１４８ｎｍ、光軸は傾斜部形成用の樹脂層のストライプ方向に平行であった。
【００４０】
実施例２で得られたカラーフィルタ上に酸化インジウムからなる透明電極を製膜した。別途、無アルカリガラス上にＴＦＴ素子、画素電極、反射板等を形成した基板を対向基板として用意した。それぞれ基板の透明電極上に、フォトリソ法によってポリイミドからなるストライプ状の突起を形成した後、垂直配向膜を設けた。突起の断面は台形状であり高さは約１．５ミクロンであった。ただし、カラーフィルタ基板とガラス基板とを貼り合わせた時にストライプ状突起が対向のストライプ突起と交互に配置されるようにストライプ状の位置を定めた。また、透過領域のセルギャップが４μｍとなるようポストスペーサーを形成した。これら２つの基板の一方にマイクロロッドを練り込んだシール剤を印刷し、２つの基板を貼り合わせた。次に、セル間にｎ型の液晶を充填して封じ、セルの前後に偏光板をクロスニコルとなるように配置した。このようにして、実施例２のカラーフィルタを用いて、ＭＶＡ方式を模した試験液晶表示素子サンプルを作製した。
【００４１】
実施例２のカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、反射領域のみに位相差層が形成され、コントラストの高い透過表示と、明るい反射表示が得られ、外付けの位相差板を必要としない薄型の液晶表示装置であった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の液晶表示装置用基板の構成図（断面図）
【図２】本発明の液晶表示装置用基板の構成図（平面図）
【符号の説明】
【００４３】
１：透明基板
２：位相差薄膜層 
３：傾斜部形成用樹脂層  
４：ブラックマトリックス
５：着色層
６：非画素部
７：画素部
８：傾斜部
【図１】
2008241985.tif 000003
【図２】
2008241985.tif 000004