(57)【要約】【課題】  位相差制御層を設ける際に、インキの戻り現象により膜厚が厚くなる点を解消し、液晶セルを構成する際に表示エリア全域に渡って均一なセルギャップを得ることが可能であり、対向基板と貼り合せた後の切断、特に複数画面分の一括貼り合せが可能で、切断の際に生じる発塵が表示エリアを汚染したり、キズをつける危険が生じない位相差制御板を提供することを課題とする。【解決手段】  基板２上に、カラーフィルタ層３等を介して液晶性高分子からなる位相差制御層４が積層されており、位相差制御層４は（１）基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、（２）位相差制御層４の中央部から外周部にかけて平坦なものである構成とすることにより、課題を解決することができた。（２）の場合、層４の中央の平坦部にくらべ、外周部の厚みを＋１０μｍ以下とすることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、液晶性高分子からなる位相差制御層が少なくとも一層積層された積層構造を有し、前記位相差制御層は、（１）前記基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、もしくは（２）前記位相差制御層の中央部から外周部にかけて平坦なものであるか、または前記（１）および前記（２）の両方であることを特徴とする位相差制御基板。
【請求項２】
前記位相差制御層がその中央部から外周部にかけて平坦なものであり、前記位相差制御層の外周部の厚みが中央部の厚みにくらべて＋１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の位相差制御基板。
【請求項３】
前記位相差制御層に加えてカラーフィルタ層が積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の位相差制御基板。
【請求項４】
請求項１〜請求項３いずれか記載の位相差制御基板の前記位相差制御層の前記基板側とは反対側の面にオーバーコート層が積層されており、前記オーバーコート層は、（ａ）前記基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、もしくは（ｂ）前記オーバーコート層の中央部から外周部にかけて平坦なものであるか、または前記（ａ）および前記（ｂ）の両方であることを特徴とする位相差制御基板。
【請求項５】
請求項１〜請求項４いずれか記載の構成を有し、かつ片面に透明電極層を有する位相差制御基板および電極層を有する別の基板とが、前記両基板が有する電極層どうしが内側を向いて対向し、前記両基板間に液晶層が封入されていることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項６】
基板上に、位相差制御層形成用組成物を用いて塗布することにより位相差制御層を積層した後、溶剤を用いて端面洗浄を行なうことにより、前記基板の外周部における前記位相差制御層を除去して前記基板の外周部に余白を形成するか、または／および前記位相差制御層をその中央部から外周部にかけて平坦化することを特徴とする位相差制御基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法に従って端面洗浄を行った後、前記位相差制御層上を含む前記基板上に、オーバーコート層形成用組成物を用いて塗布しオーバーコート層を積層した後、溶剤を用いて端面洗浄を行なうことにより、前記基板の外周部における前記オーバーコート層を除去して前記基板の外周部に余白を形成するか、または／および前記オーバーコート層をその中央部から外周部にかけて平坦化することを特徴とする位相差制御基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の外周部における位相差制御層の厚みが、その他の部分にくらべて厚いことが解消された改良された、位相差制御基板に関するものであり、また、この位相差制御基板を用いて構成されたディスプレイ、とりわけ、液晶ディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の方式のディスプレイにはその観察側等に視野角の調製等の目的で位相差フィルムがよく用いられている。たとえば反射型の液晶ディスプレイにおいては、通常円偏光を得るため、直線偏光板に加えて１／４λ位相差フィルムが用いられている。また、近年ＴＶ用液晶ディスプレイに広く適用されている垂直配向モード液晶ディスプレイにおいては、その視野角依存性を低減するため、光軸が基板に垂直で、負の複屈折異方性を有する位相差フィルム（負のＣプレート）と、光軸が基板に水平で、正の複屈折異方性を有する位相差フィルム（正のＡプレート）の両方が用いられており、これらの他にもディスコティック液晶を用いた視野角補償フィルム等、多くの位相差フィルムが上市されている。
【０００３】
これらの位相差フィルムは、他の位相差板、および偏光板とお互いの光軸をある特定の角度で貼り合わせ、液晶セル外に貼り付けて用いられるが、貼り付けの際に用いられる粘着剤の屈折率が位相差フィルムや偏光板の屈折率と異なるため、貼り合わせ界面において外光の反射が生じ、この外光反射は表示のコントラストを低下させ、画像品位を著しく劣化させる。
【０００４】
このような問題は、前述した位相差フィルムを液晶セル外に適用する替わりに液晶性高分子からなる位相差制御層を液晶セル内に適用することにより解決可能である。すなわち、ガラス転移温度を有し、ガラス転移温度以下でその液晶構造を凍結することができる液晶性高分子を用いて構成するか、もしくは分子構造中に不飽和結合などの反応性基を有する液晶性モノマーを適用し、その反応性基を利用して液晶層状態で３次元架橋させることにより、同じく液晶構造を凍結させることにより、位相差制御層を構成することが出来る。
【０００５】
ところで、位相差制御層を構成する際に、上記の液晶性高分子もしくは液晶性モノマーは、配向機能を有する基材上に、スピンコーティング法、スリット＆スピンコーティング法など、既知の手法を用いて均一に塗布することが出来る。しかしながら、これらの既知の手法による塗布では、被塗布基板の外周部を除けば塗膜の膜厚の均一性が優れているものの、基板の端面から外周部にかけて、いわゆるインキの戻り現象により、膜厚が厚くなるという問題がある。例えば、図４（ａ）に示すように、従来の位相差制御板１１においては、基板１２上にカラーフィルタ（図中「ＣＦ」で示す。）層１３が積層され、カラーフィルタ層１３上を覆って位相差制御層１４が積層されており、位相差制御層１４の基板１２の外周部において、膜厚の厚くなった盛り上がり部分１４ａを有している。
【０００６】
また、ディスプレイの中でも特に液晶ディスプレイにおいては、液晶層を挟む両基板のうち、一方の基板の全面に位相差制御層を積層した位相差制御基板を用いることが望ましいが、位相差制御基板を、位相差制御層を内側にして対向基板と重ね合わせる際には、表示エリア全域に渡って均一なセルギャップを得ることが必要である。これはセルギャップにムラがあると、表示の明暗ムラが発生して表示の品質を著しく損なうからである。しかし、図４（ｂ）に示すように、上記のような、基板１２の外周部において、インキの戻り現象により膜厚が厚くなった位相差制御層１４の盛り上がり部分１４ａを有する位相差制御板１１を用いると、盛り上がり部分１４ａの影響で、液晶セル１５の外周部のセルギャップが大きくなるので、表示エリア全域に渡っての均一なセルギャップを得ることが困難である。特に、基板１２に、カラーフィルタ層１３を複数画面分設ける多面付けの場合、対向基板と重ねて一度に複数の液晶ディスプレイ用のセルが形成されるが、全てのセルで同一で、かつ各セル面内で均一なセルギャップとすることが困難である。
【０００７】
均一なセルギャップを得るため、外周部のインキの厚膜が厚くなった部分を予め切断して除去してから貼り合せることも考えられるものの、切断の工程が新たに加わる上、切断に伴う発塵により表示エリアを汚染したり、キズをつける危険が避けられず、さらに汚染や傷付きを切断保護膜を設けて解消することも考えられるが、切断保護膜の形成工程や除去工程も加わり、工程数の増加が避けられない。また、切断すると、必然的に一画面分ずつの重ね合わせとなるため、製造効率も悪くなる。
【０００８】
あるいは、２枚の透明性基板間に低分子ネマチック液晶と非液晶性高分子物質からなる液晶層を挟持した位相差板も紹介されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２８６１７９（第３頁、図１）。
【０００９】
しかし、特許文献１記載の位相差板では、位相差制御層の膜厚の均一化は図れても、透明性基板を２枚使用する不利が避けられない上、液晶セル内に位相差制御層を設けようとする意図が見られない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、基板の端面から外周部にかけてのインキの戻り現象により膜厚が厚くなった点を解消し、液晶セルを構成する際に用いた場合に表示エリア全域に渡って均一なセルギャップを得ることが可能となるため、対向基板と貼り合せた後の切断工程が可能となり、特に複数画面分の一括貼り合せが可能となり、好ましくは、切断の際に生じる発塵が表示エリアを汚染したり、キズをつける危険が生じない位相差制御板を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者の検討の結果、基板の端面から外周部にかけてのインキの戻り現象により位相差制御層の膜厚が厚くなった点の解消は、外周部の位相差制御層を除去するか、もしくは外周部の位相差制御層の厚くなった部分を加工して薄くする、いずれかの手段を講じるか、または両方の手段を同時に講じることにより、課題を解決し得ることが判明し、以下のような本発明に到達することができた。
【００１２】
課題を解決するための第１の発明は、基板上に、液晶性高分子からなる位相差制御層が少なくとも一層積層された積層構造を有し、前記位相差制御層は、（１）前記基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、もしくは（２）前記位相差制御層の中央部から外周部にかけて平坦なものであるか、または前記（１）および前記（２）の両方であることを特徴とする位相差制御基板に関するものである。
【００１３】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記位相差制御層がその中央部から外周部にかけて平坦なものであり、前記位相差制御層の外周部の厚みが中央部の厚みにくらべて＋１０μｍ以下であることを特徴とする位相差制御基板に関するものである。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記位相差制御層に加えてカラーフィルタ層が積層されていることを特徴とする位相差制御基板に関するものである。
【００１５】
第４の発明は、第１〜第３いずれかの発明の位相差制御基板の前記位相差制御層の前記基板側とは反対側の面にオーバーコート層が積層されており、前記オーバーコート層は、（ａ）前記基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、もしくは（ｂ）前記オーバーコート層の中央部から外周部にかけて平坦なものであるか、または前記（ａ）および前記（ｂ）の両方であることを特徴とする位相差制御基板に関するものである。
【００１６】
第５の発明は、第１〜第４いずれかの発明の構成を有し、かつ片面に透明電極層を有する位相差制御基板および電極層を有する別の基板とが、前記両基板が有する電極層どうしが内側を向いて対向し、前記両基板間に液晶層が封入されていることを特徴とする液晶ディスプレイに関するものである。
【００１７】
第６の発明は、基板上に、位相差制御層形成用組成物を用いて塗布することにより位相差制御層を積層した後、溶剤を用いて端面洗浄を行なうことにより、前記基板の外周部における前記位相差制御層を除去して前記基板の外周部に余白を形成するか、または／および前記位相差制御層をその中央部から外周部にかけて平坦化することを特徴とする位相差制御基板の製造方法に関するものである。
【００１８】
第７の発明は、第７の発明の方法に従って端面洗浄を行った後、前記位相差制御層上を含む前記基板上に、オーバーコート層形成用組成物を用いて塗布しオーバーコート層を積層した後、溶剤を用いて端面洗浄を行なうことにより、前記基板の外周部における前記オーバーコート層を除去して前記基板の外周部に余白を形成するか、または／および前記オーバーコート層をその中央部から外周部にかけて平坦化することを特徴とする位相差制御基板の製造方法に関するものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、基板上に積層された位相差制御層は、基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、または／および位相差制御層の中央部から外周部にかけて平坦なものであるために、表示エリア全域に渡って対向基板との間に均一なセルギャップを実現することが可能な位相差制御基板を提供することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、位相差制御層の外周部の厚みを中央部の厚みにくらべて＋１０μｍ以下と規定したので、より一層セルギャップの均一性を高くすることが可能な位相差制御基板を提供することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、カラーフィルタ層が積層されたことにより、画像のカラー表示を可能とする位相差制御基板を提供することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、位相差制御層の基板側とは反対側の面にオーバーコート層が積層された積層構造を有しており、オーバーコート層は、基板の外周部に余白を残して積層されたものであるか、または／およびオーバーコート層の中央部から外周部にかけて平坦なものであるために、表示エリア全域に渡って対向基板との間に均一なセルギャップを実現することが可能な位相差制御基板を提供することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４いずれかの発明の効果を発揮し得る位相差制御基板が用いられているので、位相差制御層の外周部の膜厚が厚くなったことに基づく欠点が解消され、しかも切断を伴なわないので、切断による支障も生じることがなく、表示エリア全域に渡って均一なセルギャップを実現できるので、表示される画像のムラが生じ難い液晶ディスプレイを提供することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、基板に位相差制御層を形成した後、端面洗浄を行なうことにより、外周部の位相差制御層を除去するか、厚みを薄くすることができるので、外周部における位相差制御層の盛り上がりに基づく支障を解消することが容易な位相差制御基板の製造方法を提供することができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、さらにオーバーコート層を積層した場合においても、端面洗浄を行なうことにより、外周部のオーバーコート層を除去するか、厚みを薄くすることができるので、外周部におけるオーバーコート層の盛り上がりに基づく支障も解消することが容易な位相差制御基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１および図２は本発明の位相差制御板の例、およびこれらを用いた液晶ディスプレイの積層構造の例を示す図である。なお、図１（ａ）および図２（ａ）に示す位相差制御板１は、除去線５ａもしくは５ｂが付加されていることを除いて、図４（ａ）に示すものと同じである。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、位相差制御板１は、基板２上にカラーフィルタ（図中、「ＣＦ」で示す。）層３が左右方向に２画面分配置されて積層され、これらカラーフィルタ層３上も含めて基板２上には位相差制御層４が積層されており、位相差制御層４は、位相差制御層形成用の塗料組成物の塗布および乾燥によって形成されたものであって、位相差制御層４の表面（図中の上面）は基板２の外周部を除いて平坦部４ｂを有しており、基板２の外周部において、位相差制御層４の膜厚の厚くなった盛り上がり部分４ａを有しているものである。
【００２８】
図１を引用して説明する例においては、形成された位相差制御層４の表面の盛り上がり部分４ａと平坦部４ｂとの境界から基板２に対して垂直に向かう除去線５ａを境として、除去線５ａよりも外側の部分の位相差制御層４を除去し、基板２の表面の、盛り上がり部分４ａのあった部分に露出部２ａを生じさせ、平坦部４ｂのみからなる位相差制層４を有する位相差制御基板１ａを形成する（図１（ｂ））。
【００２９】
図１（ｂ）に示す位相差制御基板１ａを用いて液晶ディスプレイを構成する例を図１（ｃ）を引用して説明すると、位相差制御基板１ａ上に対向基板７を向かい合わせ、残った位相差制御層４の外周部において、位相差制御基板１ａと対向基板７をシール剤６を介して接合することによりシールを行ない、シール後、各チップ毎に切断した後、位相差制御基板１ａと対向基板７との間のシールにより形成された空隙に液晶層を封入してセルギャップが均一な液晶ディスプレイ５ａを構成することができる（図１（ｄ））。この場合、シール工程の後に、切断処理を行なうので、切断の際に生じたガラス片等により、液晶ディスプレイ５ａを構成する各基板の液晶に接する側の面が汚染される危険性が無い。なお、空隙の間隔、即ち、セルギャップを一定に保つ目的で、ビーズ状のスペーサ粒子が散布されていてもよい。位相差制御基板および対向基板の内側には、通常、液晶層を駆動するための電極層、および液晶を配向させるための配向層が形成され、位相差制御基板側の電極層は透明電極層であることが好ましい。
【００３０】
次に、図２を引用して説明する例においては、位相差制御層４の表面の盛り上がり部分４ａの上部を、平坦部４ｂの表面から外周部に向かって延長された除去線５ｂ（図２（ａ））を境として、位相差制御層４の外周部の除去線５ｂよりも上側の部分を除去する薄膜化処理を行ない、基板２の表面の、盛り上がり部分４ａのあった部分に、盛り上がり部分の形跡である僅かな盛り上がり部分４ａ’を残す。この例では、除去線５ｂと基板２の表面との間隔は、基板２の外側に近づくに伴い、基板２から離れるよう想定されており、平坦部４ｂに加えて、外周部が外に向かうほど若干厚くなった傾斜部４ａ’を有する位相差制層４が形成された位相差制御基板１ｂを得る（図２（ｂ））。
【００３１】
図２（ｂ）に示す位相差制御基板１ｂも、図１（ｂ）に示す位相差制御基板１ａと同様にして、位相差制御基板１ｂと対向基板７とを向かい合わせ、位相差制御層４ａの外周部において、シール剤６を介して接合してシールを行ない、シール後、各チップ毎に切断した後、間に液晶層を封入して液晶ディスプレイ５ｂとすることができる（図２（ｃ））。この場合も、シール工程の後に、切断処理を行なうので、切断の際に生じたガラス片等により、液晶ディスプレイ５ａを構成する各基板の液晶に接する側の面が汚染される危険性が無い。スペーサ粒子、電極層、および配向層に関しては図１を引用して説明したのと同様である。
【００３２】
このとき、外周のシール剤６は、傾斜部４ａ’上に設けた場合、外周部における位相差制御基板１ｂと対向基板７との間隔は、外周部において若干広くなるものの（図２（ｃ））、元の盛り上がり部分４ａの高さにくらべれば、傾斜部４ａ’の高さは低くなっているので、セルギャップの不均一性が改善されている。
【００３３】
なお上記において、傾斜部４ａ’を外に向かうほど若干薄くなるよう形成してもよいし、傾斜部４ａ’とせず、平坦部４ｂと同一な平面となるようにしてもよい。ここで、位相差制御層４の外周部を薄膜化する薄膜化処理を行なう場合には、位相差制御層４の外周部の厚み（最大厚みである。）が位相差制御層の中央部の厚みにくらべて＋１０μｍ以下となるよう平坦化することが好ましい。勿論、理想的には差が０μｍであることがより好ましい。
【００３４】
図３は盛り上がり部分４ａを有する位相差制御基板１と、本発明の位相差制御基板１ａ（もしくは１ｂ）との関係を平面的に示す図である。図３に示す例では、カラーフィルタ層３が左右方向に２画面分、上下方向に３画面分配置されて積層された上に、位相差制御層４が積層されており、位相差制御層４の基板の外周部に縁状に、膜厚の厚くなった盛り上がり部分４ａを有して位相差制御基板１が構成されている。
【００３５】
従って、盛り上がり部分４ａが位相差制御層４のその他の平坦部４ｂとくらべて相対的に盛り上がった関係が解消すればよいから、位相差制御層４の盛り上がり部分４ａを、その厚み全体を基板上から完全に除去してもよいし、あるいは位相差制御層４の平面的な面積の変化を伴なうこと無く、盛り上がり部分４ａの平坦部４ｂよりも突出した部分のみ除去して、僅かな盛り上がり部分４ａ’、もしくはまったく平坦な部分としてもよい。また、後者の突出した部分のみ除去する場合に、除去した部分が平坦部４ｂよりも厚みが薄くなってもよい。
【００３６】
図１および図２を引用して説明した内容にかかわらず、位相差制御層４の盛り上がり部分４ａを表面から基板表面に至るまで除去するとは、盛り上がり部分４ａの基板２の中央寄りの部分が若干残った状態になることも含む。この場合、外周部には盛り上がり部分４ａの一部が平坦部よりも突出した突出部を形成するが、突出部の突出高さが位相差制御層の中央部の厚みにくらべて＋１０μｍ以下であることが好ましく、０μｍであることがより好ましい。また、既に述べた、盛り上がり部分４ａの平坦部４ｂよりも突出した部分を除去するとは、突出した部分が若干残った状態になることも含む。盛り上がり部分４ａを表面から基板表面に至るまで除去すること、および、盛り上がり部分４ａの平坦部４ｂよりも突出した部分を除去することは、いずれか一方のみを行なえば足りるが、両方を併用してもよい。
【００３７】
以上の説明において、位相差制御基板１（１ａ、１ｂを含む。）は、基板２上にカラーフィルタ層３、および位相差制御層４が順に積層されたものを例に説明したが、位相差制御層４は単層でも複層であってもよい。本発明は基板２上に少なくとも位相差制御層４が積層されたものであれば成り立つので、カラーフィルタ層３を欠いてもよいし、逆に、基板２と位相差制御層４以外に、種々の層が積層されていてもよい。種々の層としては、カラーフィルタ層３も含め、ブラックマトリックス、オーバーコート層、配向層、もしくは電極層等である。ブラックマトリックスは例えば基板とカラーフィルタ層３との間に積層され、オーバーコート層は、位相差制御層４の基板２側とは反対側の面に積層され、また、電極層および配向層は、位相差制御層４の基板側とは反対側に、位相差制御層４側から電極層、配向層の順に積層される。
【００３８】
上記の位相差制御層４以外の種々の層も、塗布によって設けられる場合には、基板の端面から外周部にかけて、層の厚みが厚くなって盛り上がり部分を形成する問題があり得る。そのような場合には、位相差制御層４の盛り上がり部分４ａを除去するのと同様な方法により、盛り上がり部分を除去することが好ましい。特に、位相差制御層４の基板２側とは反対側の面にオーバーコート層が積層される場合には、オーバーコート層が全面に形成されることが多く、厚みも厚いために、盛り上がり部分が生じることによる支障も大きいから、盛り上がり部分を除去することが好ましい。オーバーコート層の盛り上がり部分の除去も、（ａ）盛り上がり部分を表面から基板表面に至るまで除去すること、もしくは（ｂ）盛り上がり部分の平坦部よりも突出した部分を除去すること、のいずれか一方のみを行なうか、または（ａ）および（ｂ）の両方を行なうことによればよい。オーバーコート層が、このように盛り上がり部分が除去されていることにより、図１（ｃ）および図２（ｃ）を引用して説明したのと同様、セルギャップの均一性が向上した液晶ディスプレイを得ることができる。
【００３９】
本発明における位相差制御基板の基板２としては、ガラス、シリコン、もしくは石英等の無機基材か、次に列挙するような有機基材を挙げることができる。有機基材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、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、トリアセチルセルロース、もしくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂等、または、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、ポリプロピレンやその他の一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。基板２の厚みには、特に限定は無いが、用途に応じ、例えば、５μｍ〜１ｍｍ程度のものが使用される。
【００４０】
ブラックマトリックスは、黒色着色剤を含有する塗料タイプの樹脂組成物を一面に適用して、一旦固化させた後、フォトレジストを適用して行なうか、もしくは、黒色着色剤を含有する塗料タイプの感光性樹脂組成物を用いて、塗布、露光および現像を行なうことにより形成することができ、従って、黒色着色剤を含有する樹脂組成物から構成することができる。
【００４１】
あるいは、ブラックマトリックスは、ＣｒＯｘ／Ｃｒ（ｘは任意の数、「／」は積層を表す。）の積層構造からなる２層クロムブラックマトリックス、あるいはさらに反射率を低減させたＣｒＯｘ／ＣｒＮｙ／Ｃｒ（ｘ，ｙは任意の数）の積層構造からなる３層クロムブラックマトリックス等を、蒸着、イオンプレーティング、もしくはスパッタリング等の各種の方法で必要に応じ金属、金属酸化物、もしくは金属窒化物等の薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法を利用してパターン化する方法、無電界メッキ法、もしくは黒色のインキ組成物を用いた印刷法等を利用しても形成することができる。ブラックマトリックスの厚みは、薄膜で形成する場合には、０．２μｍ〜０．４μｍ程度であり、印刷法によるときは０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００４２】
カラーフィルタ層４の各色パターンは、ブラックマトリックスの開孔部毎に設けたものであってもよいが、便宜的には、図１における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであってもよい。カラーフィルタ層４を形成するには、所定の色に着色したインキ組成物を調製して、各色パターン毎に印刷することによって行なってもよいが、所定の色の着色剤を含有した塗料タイプの感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィー法によって行なうのがより好ましい。カラーフィルタ層４の厚みは、１μｍ〜５μｍ程度である。
【００４３】
位相差制御層４を形成するに先立ち、必要に応じて配向膜を形成する。配向膜は位相差制御層４を構成するために用いる液晶高分子を所定の方向に配列させるためのもので、ポリアミド樹脂もしくはポリイミド樹脂等の樹脂の被膜を、これらの樹脂を溶解した樹脂組成物を塗布し、乾燥させることにより形成した後、布を巻き付けたローラ等により所定の方向に摩擦するラビングを施すことにより、形成することができる。なお、位相差制御層４を二層重ねる際にも、一層目と二層目との間に配向膜を積層することが好ましい。
【００４４】
位相差制御層４は、光軸が層に水平な位相差制御層４を形成する場合には、重合性の液晶性モノマーを重合させることにより形成することができ、具体的には、そのようなモノマーに光重合開始剤を配合した光重合性液晶組成物である位相差制御層形成用組成物を塗布し、紫外線露光する等により形成することができ、また、光軸が層に垂直な位相差制御層４を形成する場合には、さらにキラル剤、好ましくは重合性キラル剤を配合した光重合性液晶組成物である位相差制御層形成用組成物を用いて、同様に形成することができる。
【００４５】
重合性の液晶モノマーとしては、例えば特表平１０−５０８８８２号に、また、重合性キラル剤としては、例えば特開平７−２５８６３８号に開示されているような公知のものを使用することができるが、より具体的には、重合性液晶モノマーとしては、下記式（１）〜式（１１）に示すようなものが、また、キラル剤としては、下記式（１２）〜式（１４）に示すようなものを例示することができる。
【００４６】
【化１】
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【００４７】
【化２】
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【００４８】
【化３】
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【００４９】
【化４】
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【００５０】
【化５】
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【００５１】
【化６】
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【００５２】
【化７】
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【００５３】
【化８】
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【００５４】
【化９】
2005099266.tif 000011
【００５５】
【化１０】
2005099266.tif 000012
【００５６】
【化１１】
2005099266.tif 000013
【００５７】
【化１２】
2005099266.tif 000014
【００５８】
【化１３】
2005099266.tif 000015
【００５９】
【化１４】
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【００６０】
【化１５】
2005099266.tif 000017
【００６１】
【化１６】
2005099266.tif 000018
上記各式の表記において、「式１１」〜「式１４」中のいずれもメチレン基の数（アルキレン基の鎖長）を示すａ〜ｅはいずれも整数であって、まず、ａ、ｂが、各々個別に２〜１２であり、より好ましくは４〜１０、特に好ましくは６〜９であり、ｃ、ｄはいずれも２〜１２であり、より好ましくは４〜１０であり、特に好ましくは６〜９であり、さらにｅは２〜６である。また、「式１２」および「式１３」中のＹは、「化１５」および「化１６」に示す「式ｉ」〜「式ｘｘｉｖ」のいずれかであって、より好ましくは「式ｉ」、「式ｉｉ」、「式ｉｉｉ」、「式ｖ」、もしくは「式ｖｉｉ」のいずれかである。
【００６２】
位相差制御層４を形成するには、上記のような光重合性液晶組成物を用い、必要に応じて溶剤で溶解もしくは希釈し、スピンコーティング法、ダイコーティング、スリットコーティング、もしくはその他の適宜な方法により、対象面上に塗布を行ない、紫外線を照射して重合させることにより行なう。
【００６３】
得られた位相差制御層４には、外周部に盛り上がり部分４ａを有しており、支障となるため、先に述べたように、盛り上がり部分４ａを表面から基板表面に至るまで除去するか、もしくは、盛り上がり部分４ａの平坦部４ｂよりも突出した部分を除去する。これらの除去は、位相差制御層４を光重合性液晶組成物を用いて形成する際に、重合前もしくは重合後に行なうことができる。位相差制御層４が複層である場合には、これらの除去は、層ごとに行なってもよいし、複層の位相差制御層４を積層した後に行なってもよい。
【００６４】
上記の除去を行なうには、有機溶剤を用いた基板の端面洗浄によることが好ましく、有機溶剤を、図１を引用して説明した、位相差制御層４の盛り上がり部分４ａと平坦部４ｂとの境界に設定した除去線５ａよりも、基板２の端部寄りの箇所にのみ吹き出させて、有機溶剤による溶解を行なわせる。吹き出た有機溶剤が除去線５ａよりも基板２の中央寄りに流れることを防止するため、基板２の端部側から真空もしくは減圧による排気を行なうことが好ましい。例えば、断面が「コ」の字形等の一方が開いた領域に、開いた側から領域の内部に位相差制御層４を有する基板２の端部を挿入し、「コ」の字の上の線に相当する内面に下向きに設置したノズルにより有機溶剤を吹出させ、「コ」の字の右側の縦の線に相当する位置に設置した排気口もしくは減圧口から、真空もしくは減圧による排気を行なって、吹き出た有機溶剤の流れが一方向になるよう規制することにより、有機溶剤を連続的に吹出させ、必要に応じ、位相差制御層４を有する基板２を連続的に移動させることにより、端面洗浄による位相差制御層４の盛り上がり部分４ａの除去を行なうことができ、あるいは盛り上がり部分４ａの厚みを薄くすることができる。なお、ノズルを「コ」の字の下の線に相当する内面に上向きに設置することにより、基板２の下側に設けた位相差制御層４の盛り上がり部分を除去することができる。有機溶剤を用いた基板の端面洗浄は、基板２の端部側に向けて傾けて設置したノズルを用いて行なってもよく、このように行なっても、吹き出た有機溶剤が所定の位置よりも基板２の中央寄りに流れることを防止することができる。
【００６５】
端面洗浄に用いる有機溶剤としては、基本的にはほとんどのものが使用可能であるが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、もしくはシクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、もしくはメトキシブチルアセテート等のエステル系溶剤、メタノール、エタノール、もしくはイソプロパノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン、もしくは四塩化炭素等のハロゲン系溶剤、または、テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン、もしくはキシレンが使用可能である。
【００６６】
特に、位相差制御層４を、液晶性モノマーを用い、紫外線露光等により硬化させて形成した後に、有機溶剤を用いた基板の端面洗浄を行なう際には、上記の有機溶剤のうちでも、比較的溶解度の高い溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、クロロホルム、塩化メチレン、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、ジメチルアセトアミド、もしくはジメチルホルムアミド等を用いることがより好ましい。
【００６７】
また、基板の端面洗浄をより確実に行なうためには、ブラシやスポンジ等を接触させて行なう摩擦洗浄を併用することもできる。
【００６８】
上記の除去は、適宜な砥粒をシート上に散布して接着したサンドペーパー等を用いて行なう通常の研摩法のほか、化学的研摩法、もしくは機械的研摩法、またはそれらを併用したメカノケミカルポリッシング（ＭＣＰ、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）とも言われる。）によっても行うことができる。化学的研摩法は、例えば、布、不織布、もしくはポリウレタン樹脂等の発泡体からなる研摩部材に、研摩剤として、エッチング性の液体を供給して行うものであり、ここでは、上記の有機溶剤を用いて行なうことができる。機械的研摩法は、例えば、布、不織布、もしくはポリウレタン樹脂等の発泡体を研摩部材とし、コロイダルシリカもしくは酸化セリウムの微粉末を研摩剤として含浸させて用いるか、またはコロイダルシリカもしくは酸化セリウムを分散させた分散液を供給して行なうものである。いずれにせよ、対象物と研磨部材とを相対的に移動させつつ、位相差制御層の外周部に研摩部材を接触させ、必要に応じて研摩剤を供給しながら行なう。これらの化学的研摩法、機械的研摩法、もしくはそれらを併用したメカノケミカルポリッシング、または通常の研摩法は、位相差制御層４を重合性の液晶性モノマーを用いて形成する場合には、紫外線露光等を行なって硬化させた後に、行なうことが好ましい。
【００６９】
オーバーコート層は、通常の塗料バインダ用の透明な熱可塑性樹脂を用いて構成することもできるが、好ましくは、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂（実際には、電子線硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂であって、後者であることが多い。）の硬化物で構成されたものであることが好ましい。オーバーコート層はオーバーコート層形成用組成物を用いて塗布、乾燥するか、または、電離放射線硬化性樹脂を、必要に応じ、溶剤、希釈剤、もしくはモノマー等、さらには、適宜な添加剤と共に混合して得た電離放射線硬化性のオーバーコート層形成用組成物を用いて一様に塗布し、乾燥させた後、電離放射線を照射して硬化させることによって形成することができる。このオーバーコート層にも、位相差制御層４に対して行なうのと同様な端面洗浄を行なうことにより、基板２の外周部におけるオーバーコート層を除去するか、オーバーコート層の外周部の厚みを薄くして、オーバーコート層の中央部から外周部にかけて平坦化することができ、オーバーコート層を伴なわない位相差制御層４が端面洗浄された際と同様な効果を生じ得る。
【実施例１】
【００７０】
以下に、本発明の位相差制御基板を、基板上にカラーフィルタ層を介して位相差制御層を積層したものを例により具体的に説明する。
【００７１】
基板上に形成するブラックマトリックスおよびカラーフィルタ層の各色パターンを形成するための各感光性樹脂組成物（以降においてフォトレジストと称する。）を調製した。各フォトレジストは、顔料、分散剤、および溶媒にビーズを加え、ペイントシェーカーを分散機として用い、３時間分散させた後、ビーズを取り除いて得られた分散液と、ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤および溶剤からなるレジスト組成物とを混合することにより調製した。各フォトレジストの組成は下記に示す通りで、部数はいずれも質量基準である。
ブラックマトリックス形成用フォトレジスト
・黒顔料・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１４．０部
（大日精化工業（株）製、ＴＭブラック＃９５５０）
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．２部
（ビックケミー（株）製、ディスパービック１１１）
・ポリマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２．８部
（昭和高分子（株）製、（メタ）アクリル系樹脂、品番；ＶＲ６０）
・モノマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３．５部
（サートマー（株）製、多官能アクリレート、品番；ＳＲ３９９）
・添加剤（分散性改良剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．７部
（綜研化学（株）製、ケミトリーＬ−２０）
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．６部
（２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１）
・開始剤（４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン）・・・・・・０．３部
・開始剤（２，４−ジエチルチオキサントン）・・・・・・・・・・０．１部
・溶剤（エチレングリコールモノブチルエーテル）・・・・・・・７５．８部
赤色パターン形成用フォトレジスト
・赤色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４）・・・・・・・・・・・・・・・３．５部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）、クロモフタールDPP Red BP）
・黄色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９）・・・・・・・・・・・・・・・０．６部
（ＢＡＳＦ社製、パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３．０部
（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）
・ポリマー１（下記）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５．０部
・モノマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４．０部
（サートマー（株）製、多官能アクリレート、品番；ＳＲ３９９）
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１．４部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．６部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８０．０部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
なお、ポリマー１は、ポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００であり、以降においても同じである。
緑色パターン形成用フォトレジスト
上記の赤色パターン形成用フォトレジストにおける赤色顔料および黄色顔料に替えて、顔料として下記のものを下記の配合量で用いた。
・緑色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＧ７）・・・・・・・・・・・・・・・・・３．７部
（大日精化製セイカファストグリーン５３１６P））
・黄色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９）・・・・・・・・・・・・・・・２．３部
（ＢＡＳＦ社製、パリオトールイエローＤ１８１９）
青色パターン形成用フォトレジスト
上記の赤色パターン形成用フォトレジストにおける赤色顔料、黄色顔料、および分散剤に替えて、下記のものを下記の配合量で用いた。
・青色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６）・・・・・・・・・・・・・・４．６部
（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ））
・紫色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＶ２３）・・・・・・・・・・・・・・・・１．４部
（クラリアント社製、フォスタパームＲＬ−ＮＦ）
・顔料誘導体・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．６部
（ゼネカ（株）製ソルスパース１２０００）
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２．４部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
基板として、厚みが０．７ｍｍの溶融成形ホウケイ酸薄板ガラス（米国コーニング社製、品番；７０５９）を準備し、洗浄を行なった後、基板上にブラックマトリックス形成用フォトレジストを、スピンコート法により塗布し、塗布後、温度；９０℃、および加熱時間；３分間の条件でプリベークを行ない、プリベーク後、所定のパターンを介し、照射線量が１００ｍＪ／ｃｍ2になるよう紫外線露光を行ない、露光後、０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒間行なった後、温度；２００℃、および加熱時間；３０分間の条件でポストベークを行ない、画素に相当する開孔部を有する厚みが１．２μｍのブラックマトリックスを形成した。
【００７２】
次に、基板上にブラックマトリックスが形成された上に、赤色パターン形成用フォトレジストをスピンコート法により塗布し、温度；８０℃、および加熱時間；５分間の条件でプリベークを行なった後、所定のパターンを介し、紫外線光源による照射線量が３００ｍＪ／ｃｍ2になるようアライメント露光を行ない、露光後、０．１％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒間行なった後、温度；２００℃、および加熱時間；６０分間の条件でポストベークを行ない、ブラックマトリックスの所定の開孔部に相当する位置に、厚みが２．６μｍの赤色パターンを形成した。
【００７３】
続いて、上記の赤色パターンの形成工程と同様にして、緑色パターン形成用フォトレジストを用いて厚みが２．６μｍの緑色パターンを、また、その後、青色パターン形成用フォトレジストを用いて厚みが２．６μｍの青色パターンを、赤色、緑色、および青色の各色パターンをブラックマトリックスの異なる開孔部に相当する位置に配列するよう形成し、赤色、緑色、および青色の三色のパターンが配列したカラーフィルタ層を形成した。
【００７４】
基板上にブラックマトリックスおよびカラーフィルタ層が形成された上に、可溶性ポリイミド樹脂系の配向膜形成用インキ組成物（ＪＳＲ（株）製、品番；ＡＬ１２５４）をフレキソ印刷法により必要箇所にパターン状に印刷し、印刷後、乾燥させて溶剤を除去した後、温度；２００℃、および加熱時間；１時間の条件で焼成を行ない、焼成後、表面にラビング処理を行なって、厚みが７００Åの配向膜をカラーフィルタ層上も含めた基板上の全面に形成した。なお、ここでは設けなかったが、カラーフィルタ層と配向膜との間には、透明なオーバーコート層が介在してもよい。
【００７５】
別に位相差制御層形成用の感光性樹脂組成物（１）および（２）を調製した。Ａプレート用の感光性樹脂組成物（１）としては、中央部にメソゲン、および両端に重合可能なアクリレート基を有し、中央部のメソゲンと両端のアクリレート基との間にスペーサを有する液晶材を７５部、光重合開始剤（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製、イルガキュア１８４を使用。）を１部、および溶剤としてトルエン２５部を混合し調製した。また、Ｃプレート用の感光性樹脂組成物（２）としては、感光性樹脂組成物（１）と同様の組成に加えて、さらに、両末端に重合可能なアクリレート基を有するキラル材を５部配合して混合し調製した。
【００７６】
調整したインキをスピンコーティング法を用いて配向膜上に塗布し、塗布後、基板ごとホットプレート上で温度；１００℃で５分間加熱して、液晶状態が発現した厚みが１．０μｍの乾燥塗膜を得た。この乾燥塗膜は、基板の周囲の端から３ｃｍ以内の部分の厚みが最大で１４μｍとなる盛り上がり部分を有している。
【００７７】
得られた乾燥塗膜に対し、端面洗浄装置（東京応化工業（株）製、品番；ＥＢＲ）を使用し、洗浄液としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて、基板の周囲の端から３ｃｍ以内の区域の全域に渡って、乾燥塗膜の膜厚が１１μｍになるまで、洗浄液の吹付けによる洗浄処理を行なった。膜厚は、露光後に触針式膜厚計（米国ＫＬＡ−テンコール社製、品名；アルファステップ）を用いて測定した。
【００７８】
上記の洗浄処理の後、乾燥塗膜に紫外線照射を行い（波長；３６５ｎｍ、照射エネルギー；１０Ｊ／ｃｍ2、）、液晶状態を固定した後、温度；２００℃のホットプレート上に基板ごと置き、１０分間加熱して完全に硬化反応を進行させて、有効表示区域に、厚みが１．０μｍのＡプレートの位相差制御層を形成した。
【００７９】
上記のようにしてＡプレートが形成された上に、感光性樹脂組成物（２）を用い、感光性樹脂組成物（１）を用いて行ったのと同様にして、乾燥塗膜を得た後、洗浄処理、紫外線照射を順次行って、厚みが２．５μｍのＣプレートの位相差制御層を形成した。洗浄処理は、基板の周囲の端から３ｃｍ以内の区域の全域に渡って、ＡプレートとＣプレートの各々の膜厚の合計が１３．５μｍになるまで行なった。この場合も、なお、液晶セルに適用する際のより確実なセル組みのためには、基板端面から３ｃｍ以内のエリア全域の乾燥塗膜は、完全に除去されることが好ましい。
【００８０】
以上のようにして、基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ層、並びに二層の位相差制御層、即ち、ＡプレートおよびＣプレートが積層された位相差制御層付きカラーフィルタ基板を形成した後、Ｃプレート上に配向膜を形成し、スペーサービーズ（積水化学工業（株）製、商品名；「ミクロパール」）ドライ状態で散布し、有効表示エリア外周部に外周シール剤を塗布して、対向基板と貼り合わせ、液晶封入用のセルを得た。
【実施例２】
【００８１】
実施例１と同様に、基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ層、Ａプレート、およびＣプレートを順次形成した後、Ｃプレート上に次のようにして、全面にオーバーコート層を形成した。
【００８２】
オーバーコート層の形成には、アクリル系樹脂を用いて調製された保護膜形成用インキ （ＪＳＲ（株）製、品番；ＪＮＰＣ８０）を用い、スピンコート法により塗布し、温度；１００℃、加熱時間；５分間の条件でプリベークを行なった後、洗浄処理、紫外線照射およびポストベークを行なって、厚みが１．５μｍのオーバーコート層を形成した。洗浄処理は実施例１におけるＡプレート、およびＣプレートの場合と同様にして行ない、基板の周囲の端から３ｃｍ以内の区域の全域に渡って、Ａプレート、Ｃプレート、およびオーバーコート層の各々の膜厚の合計が１５μｍになるまで行なった。紫外線照射は、３００ｍＪ／ｃｍ2の条件で全面に行ない、また、ポストベークは、温度；２００℃、加熱時間；６０分の条件で行なった。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】外周部が除去された位相差制御層を有する位相差制御基板を示す図である。
【図２】外周部が薄膜化された位相差制御層を有する位相差制御基板を示す図である。
【図３】位相差制御層の盛り上がり部分を示す図である。
【図４】従来の位相差制御基板を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１……位相差制御基板
２……基板
３……ＣＦ（カラーフィルタ）層
４……位相差制御層
５……除去線
６……外周部シール剤
７……対向基板
８……スペーサ
【図１】
2005099266.tif 000019
【図２】
2005099266.tif 000020
【図３】
2005099266.tif 000021
【図４】
2005099266.tif 000022