(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向機能を備えた基板の配向機能を有する面上に、コレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を塗布して塗布液晶層を形成する工程と、この塗布液晶層上に、配向機能を備えたフィルムを接触させてラミネ−トする工程と、前記基板又は前記フィルムの一方の側から、前記塗布液晶層を所定のパタ−ンで露光する工程と、露光硬化後の前記塗布液晶層から前記フィルムを剥離する工程と、を有してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
平板上に、配向機能を備えたフィルムを配置する工程と、配向機能を備えた基板を、その配向機能を有する面が前記フィルムと隙間をもって対向するように配置する工程と、前記フィルムと基板との隙間に、コレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を注入する工程と、前記基板または前記フィルムの一方の側から、前記隙間に注入されたコレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を、所定のパタ−ンで露光する工程と、露光硬化後の前記塗布液晶層から前記フィルム又は前記フィルムと平板を剥離する工程と、を有してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
平板上に、配向機能を備えたフィルムを配置する工程と、前記フィルム上にコレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を塗布して塗布液晶層を形成する工程と、配向機能を備えた基板を、その配向機能を有する面を前記塗布液晶層に接触して配置する工程と、この基板または前記フィルムの一方の側から、前記塗布液晶層を所定のパタ−ンで露光する工程と、露光硬化後の前記塗布液晶層から前記フィルム又は前記フィルムと平板を剥離する工程と、を有してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記露光前に、前記フィルムから前記平板を剥離し、残ったフィルムを介して露光することを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記フィルム及び平板の少なくとも一方の厚さを調節して所定の露光ギャップを形成することを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤ）用カラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平１０−２８２３２４号公報に開示されるように、反射型液晶ディスプレイ用カラーフィルタとして、コレステリック液晶、もしくはカイラルネマチック液晶を利用したものが提案されている。
【０００３】
このカラーフィルタは、輝度、色純度において、従来の顔料や染料を用いたカラーフィルタと比較して優れた性能を有している。特に、温度によりその選択反射光の波長が変化し、更に紫外線照射によって液晶状態を保持できる紫外線硬化型コレステリック液晶を用いることにより、従来と比較して簡単に製造することができるという利点がある。
【０００４】
前記のようなコレステリック液晶、及び、カイラルネマチック液晶は、液晶分子軸の長距離配向秩序に加えて、ダイレクタが螺旋的に空間変化をしているという特性がある。即ち、液晶分子軸と平行な平面内では、液晶はネマティック相と同様な配向秩序があるが、隣接する平面へ移ると、この局所的な配向方向がわずかに回転しているので、これが順次連続して螺旋構造となっている。
【０００５】
一方、自然光は、右旋円偏光と左旋円偏光に分けることが可能であり、コレステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶は、前記右旋及び左旋両成分の光が、液晶の螺旋軸に平行に入射した場合、該液晶のねじれ方向と同じ回転方向の円偏光成分のみを反射し、他方の円偏光成分は透過するという特性がある。
【０００６】
このとき、反射光の、入射光に対する位相の変化が生じないので、反射光の入射前後における偏光方向は不変であり、また、反射光の波長は、コレステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶のねじれのピッチと比例関係にある。このピッチは、液晶にねじれの力を発生させるカイラル剤の添加量や、適当な外場（例えば温度、電場、磁場等）により変化する。
【０００７】
従って、上記のようなパラメータを、可視域で制御することにより、赤、緑、青の反射光を形成させることができ、且つ、その反射率を従来のカラーフィルタと比較して高く設定することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記のようなコレステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶は、２枚のガラス、アクリル等の光透過性の基板に挟み込まれた状態でセルを構成し、各々のセルにおける基板の液晶側面は、均一な平行配向を実現するために、ラビング処理したポリイミド、ＳｉＯ2 斜方蒸着等によりプレーナ配向が施されている。従って、厚く且つ重い２枚の基板が必須の構成要素となるために、カラーフィルタの厚さ寸法が増大すると共に、ディスプレイの重量が増加し、更には、厚みのある基板を介して表示光が出射するので視差が生じ易いという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、コレステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶を用い、且つ、通常セルを構成している２枚の基板のうちいずれか一方が省略されていて薄く、且つ、軽いとともに、視差が生じないようにしたＬＣＤ用カラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本方法の第１発明は、請求項１のように、配向機能を備えた基板の配向機能を有する面上に、コレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を塗布して塗布液晶層を形成する工程と、この塗布液晶層上に、配向機能を備えたフィルムを接触させてラミネ−トする工程と、前記基板又は前記フィルムの一方の側から、前記塗布液晶層を所定のパタ−ンで露光する工程と、露光硬化後の前記塗布液晶層から前記フィルムを剥離する工程と、を有してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法により上記目的を達成するものである。
【００１２】
又、本方法の第２発明は、請求項２のように、平板上に、配向機能を備えたフィルムを配置する工程と、配向機能を備えた基板を、その配向機能を有する面が前記フィルムと隙間をもって対向するように配置する工程と、前記フィルムと基板との隙間に、コレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を注入する工程と、前記基板または前記フィルムの一方の側から、前記隙間に注入されたコレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を、所定のパタ−ンで露光する工程と、露光硬化後の前記塗布液晶層から前記フィルム又は前記フィルムと平板を剥離する工程と、を有してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法により上記目的を達成するものである。
【００１３】
又、本方法の第３発明は、請求項３のように、平板上に、配向機能を備えたフィルムを配置する工程と、前記フィルム上にコレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を塗布して塗布液晶層を形成する工程と、配向機能を備えた基板を、その配向機能を有する面を前記塗布液晶層に接触して配置する工程と、この基板または前記フィルムの一方の側から、前記塗布液晶層を所定のパタ−ンで露光する工程と、露光硬化後の前記塗布液晶層から前記フィルム又は前記フィルムと平板を剥離する工程と、を有してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法により上記目的を達成するものである。
【００１４】
更に、前記液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法において、前記露光前に、前記フィルムから前記平板を剥離し、残ったフィルムを介して露光するようにしてもよい。
【００１５】
又、前記液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法において、前記フィルム及び平板の少なくとも一方の厚さを調節して所定の露光ギャップを形成するようにしてもよい。
【００１６】
この発明においては、配向機能を備えたフィルムと基板との間において液晶層を露光し、硬化させてから前記フィルムを剥離するので、コレステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を確実に配向させると共に、ＬＣＤ用カラーフィルタを液晶セルを構成する一対の基板やフィルムもしくはこれらの組合せのうち、いずれか一方の基板かフィルムを不要とした構成にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例の方法によりＬＣＤ用カラーフィルタを製造する過程を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１に示されるように、本発明の実施の形態の第１例に係るＬＣＤ用カラーフィルタの製造方法では、まず、図１（Ａ）に示されるように、ガラス基板１０上に配向機能として例えばポリイミドを塗布して焼成後、布でラビング処理し、平行配向処理した配向膜１２を形成する。
【００１９】
前記配向膜１２の上に、コレステリック液晶を一定厚さで塗布して、塗布液晶層１４を形成する（図１（Ｂ）参照）。次に、図１（Ｃ）に示されるように、光透過性の、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製フィルム１６を、例えばラミネートロール１７により、均一厚さで、且つ、フィルム１６と塗布液晶層１４との間に空気が入らないように、更に塗布液晶層１４がフィルム１６からはみ出さないようにラミネートする。
【００２０】
ここで、フィルム１６の厚さは、次工程でのフォトマスク１８を介しての露光時に、フォトマスク１８と塗布液晶層１４との距離を最適に維持できるようにする。
【００２１】
次に、所望の反射分光が得られるように温度調整し、図１（Ｄ）に示されるように、前記フィルム１６上にフォトマスク１８を密着させて紫外光を照射して塗布液晶層１４を光硬化させる。この温度調整した後、フォトマスク１８を用いたパターン露光する工程を、所定回数繰り返して、必要な絵素、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の絵素を繰り返しパターニングする。
【００２２】
全絵素のパターニングが終了した後は、図１（Ｅ）に示されるように、前記フィルム１６を剥離し、図１（Ｆ）に示されるような、硬化した液晶層１４Ａを露出させたカラーフィルタ２０を完成させる。
【００２３】
従来は、前記紫外光照射の際にフォトマスク１８と塗布液晶層１４との間は、隙間とされていて、その隙間を高い精度で均一に形成しなければならず、且つ隙間から塵埃が侵入して塗布液晶層１４に付着し易いという問題点があったが、この発明においては、フォトマスク１８と塗布液晶層１４の距離を、フィルム１６の厚さを適当に選択することによって最適に維持できると共に、塵埃の付着を防止することができる。
【００２４】
又、塗布液晶層１４を露出した状態でフォトマスク１８を介して露光する場合と比較して、フォトマスク１８に粘性の高い液晶が付着してこれを汚染させることがない。更に、露光時に酸素が遮断されるため、塗布液晶層１４の硬化を少ない露光量で達成することができる。
【００２５】
上記実施の形態の例においては、フィルム１６を塗布液晶層１４の上にラミネートしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、フィルム１６を介して塗布液晶層１４を露光し、且つ露光硬化後にフィルム１６を剥離できるものであればよく、他の手順であってもよい。
【００２６】
例えば、図２（Ａ）〜（Ｆ）に示される実施の形態の第２例のようにしてもよい。この第２例では、まず、図２（Ａ）のように、平板２２上に予め延伸処理したフィルム１６を、その配向面１６Ａが上向きとなるように載置又は貼り付けておき、次に、図２（Ｂ）に示されるように、このフィルム１６に対して平行に一定の隙間を保った状態でガラス基板１０を置き、図２（Ｃ）に示されるように、フィルム１６とガラス基板１０の配向機能を有する配向膜１２との間にコレステリック液晶を注入して注入液晶層２４を形成した。更に、所望の反射分光が得られるように温度調整し、前記平板２２を除去又は除去することなく前述と同様に、図２（Ｄ）に示されるように、フォトマスク１８を用いて、フィルム１６を介して紫外光を照射し、注入液晶層２４を硬化させることを所定回数繰り返して、必要な絵素を形成した。上記の露光、硬化を繰り返した後、図２（Ｅ）に示されるように、前記フィルム１６又はフィルム１６と平板２２を、硬化した液晶層２４Ａから剥離して、図２（Ｆ）に示されるように、前記と同様な完成したカラーフィルタ２０とする。
【００２７】
この実施の形態の第２例の場合は、液晶層２４とフィルム１６の間に空気が入り込むことがなく、又フィルム１６を液晶層２４に押し付けないので液晶層２４がはみ出したりすることがない。又、前記実施の形態の第１例と比較して液晶層２４の厚さを、より精密に制御できる。
【００２８】
なお、前記図２の工程において、前記液晶層２４はフィルム１６とガラス基板１０との間に注入するようにしているが、これは、平板２２上のフィルム１６に液晶を塗布して塗布液晶層を形成し、その上からガラス基板１０を載置するようにしてもよい。
【００２９】
上記実施の形態の例における配向機能を備えたフィルム１６としては、延伸処理にて形成したフィルムを一般的に用いることができ、その中でも、一軸延伸した高密度ポリエチレン、ポリプロピレンや、二軸延伸したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルムなどや、表面をラビングしたポリイミドフィルム等を用いることができる。
【００３０】
更に、上記実施の形態の例におけるＬＣＤ用カラーフィルタ２０における液晶は、コレステリック液晶であるが、これはカイラルネマチック液晶であってもよい。
【００３１】
なお、上記実施の形態の例においては、温度によってピッチ（反射光波長）が変化するコレステリック液晶を用いているが、本発明はこれに限定されるものでなく、カイラル剤の添加量によってピッチが変化するカイラルネマチック液晶を用いてもよい。
【００３２】
更に、上記実施の形態の例においては、フィルム１６を介して液晶層を露光しているが、本発明はこれに限定されず、ガラス基板１０を介して液晶層を露光してもよく、フィルム１６、ガラス基板１０の厚さを調整して、露光ギャップを形成するようにしてもよい。但し、ガラス基板は厚みがあり、露光ギャップが大きいため、赤、緑、青等の絵素をパターン露光するときには、フィルム１６を介して露光することが好ましい。一方、全面露光のときはフィルム１６又はガラス基板１０のいずれを介して露光しても、露光ギャップとしては問題がない。
【００３３】
又、上記実施の形態の例におけるＬＣＤ用のカラーフィルタは反射型及び透過型の同タイプのＬＣＤに用いることができる。
【００３４】
反射型ＬＣＤ用の場合は、赤、緑、青の各色を反射させるカラーフィルタ、更には、コレステリック液晶を２層重ねることによって反射型のイエロー、マゼンタ、シアンのカラーフィルタを制作することも可能であり、透過型のＬＣＤ用の場合には、イエロー、マゼンタ、シアンの各色を透過させるカラーフィルタ、更には、コレステリック液晶を２層重ねることによって透過型の赤、緑、青のカラーフィルタを制作することも可能である。
【００３５】
【実施例】
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
【００３６】
適切な洗浄処理を行い、清浄としたガラス基板上にＪＳＲ製ポリイミドＡＬ１２５４を６００Åの厚さにスピンコートし、２００℃で１時間焼成した後、布によりポリイミド表面をラビング処理し、ガラス基板上に配向膜を形成した。
【００３７】
この基板の配向膜上に溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等）で適当な粘度に希釈調整された紫外線硬化型コレステリック液晶をスピンコート法を用いて５μｍの厚さに塗布し、ホットプレート上で７０℃で３分間プリベークを行い、完全に溶剤を蒸発させた。
【００３８】
そこに、延伸処理を施したＰＥＴフィルム（東レ製ルミラー、２５μｍ厚さ）を空気が入らないように、且つコレステリック液晶がはみ出さないようにしてラミネートし、所望の反射分光が得られる温度に調整した。
【００３９】
次に、所望の反射光を示していることを確認した後、フォトマスクを介して紫外線露光を行い、コレステリック液晶を硬化させた。
【００４０】
所望の色に対応して、フォトマスクを介して紫外線露光を行う露光部分を硬化する仮定を必要回数だけ繰り返し、塗布したコレステリック液晶全域の露光硬化が終了した後、前記ＰＥＴフィルムを剥離して製品を完成させた。
【００４１】
フォトマスクを介して紫外線露光を行う際に、フォトマスクをＰＥＴフィルムに密着させても、このフォトマスクに粘性のある液晶が付着することがなかった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、コレステリック液晶もしくはカイラルネマチック液晶のガラス対向面を露出した状態のＬＣＤ用カラーフィルタを提供することができる。又、このカラーフィルタを用いることによって、反射強度が高く色純度がよく、更に視差の少ない明瞭な画像のＬＣＤを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例に係る液晶製造方法によるＬＣＤ用カラーフィルタの製造過程を示す略示断面図
【図２】同実施の形態の第２例に係る製造方法によるＬＣＤ用カラーフィルタの製造過程を示す略示断面図
【符号の説明】
１０…ガラス基板
１２…配向膜
１４…塗布液晶層
１４Ａ、２４Ａ…液晶層
１６…フィルム
１８…フォトマスク
２０…液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルタ
２２…平板
２４…注入液晶層
【図１】
0004255557.tif 000002
【図２】
0004255557.tif 000003