[go: up one dir, main page]

JP2010250121A - Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter - Google Patents

Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter Download PDF

Info

Publication number
JP2010250121A
JP2010250121A JP2009100208A JP2009100208A JP2010250121A JP 2010250121 A JP2010250121 A JP 2010250121A JP 2009100208 A JP2009100208 A JP 2009100208A JP 2009100208 A JP2009100208 A JP 2009100208A JP 2010250121 A JP2010250121 A JP 2010250121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
color filter
layer
retardation layer
phase difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009100208A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taro Morimoto
太郎 森本
Tomoya Kawashima
朋也 川島
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.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2009100208A priority Critical patent/JP2010250121A/en
Publication of JP2010250121A publication Critical patent/JP2010250121A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a color filter having a phase difference layer formed at a planned line width. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the color filter includes a color filter layer-forming step of disposing a plurality of colored layers 5, 6 and 7 directly or indirectly on a base material 2, and a phase difference layer-forming step of forming the phase difference layer 9 in a linear pattern at a predetermined position. The phase difference layer-forming step includes a first step of applying liquid crystal composition containing liquid crystal compound containing a polymerizable functional group and aligning the liquid crystal compound in a predetermined direction, and a second step of radiating active radiation to a liquid crystal-coated film via a halftone mask having an opening of a predetermined pattern and polymerizing the liquid crystal compound. The halftone mask of the second step has the opening at a position determined according to the forming position of the linear phase difference layer. The line width of a part with low light transmittance in the opening is larger than that of a part with high light transmittance in the opening. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタの製造方法、およびカラーフィルタを備える液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a color filter manufacturing method and a liquid crystal display device including the color filter.

カラー表示可能な液晶表示装置(カラー液晶表示装置)は、薄型・軽量、低消費電力といった利点があり、様々な産業分野で、テレビ、コンピュータ、携帯電話、電子手帳、各種の端末装置、自動販売機等といった、画像や映像等の表示装置に用いられる。   Color display liquid crystal display devices (color liquid crystal display devices) have the advantages of being thin and light and have low power consumption. In various industrial fields, TVs, computers, mobile phones, electronic notebooks, various terminal devices, and vending machines Used for display devices such as images and video.

カラー液晶表示装置は、対面する基板と、両基板の間に液晶を封入してなる駆動用液晶層を備えてなる構造(液晶セル)を有する。また、液晶セルを構成する基板の一方に着色層からなるカラーフィルタ層が備えられている。カラーフィルタ層を構成する着色層としては、例えば、赤色の着色層(R)、緑色の着色層(G)、青色の着色層(B)などの様々な色種の着色層が知られている。   The color liquid crystal display device has a structure (liquid crystal cell) including a substrate facing each other and a driving liquid crystal layer in which liquid crystal is sealed between the substrates. In addition, a color filter layer including a colored layer is provided on one of the substrates constituting the liquid crystal cell. As the colored layer constituting the color filter layer, for example, various colored layers such as a red colored layer (R), a green colored layer (G), and a blue colored layer (B) are known. .

液晶表示装置は、特にモバイル機器の用途で広く用いられるようになったことにより、さらなる薄型化や省電力化、どのような環境(周囲の明るさ)でも見易い液晶画像の表示の実現を要請されている。この課題に応えるべく、透過表示機能と反射表示機能を有する半透過半反射型液晶表示装置が提案されている。   Liquid crystal display devices have been widely used especially in mobile device applications, and as a result, there has been a demand for further thinning, power saving, and display of liquid crystal images that are easy to see in any environment (ambient brightness). ing. In order to meet this problem, a transflective liquid crystal display device having a transmissive display function and a reflective display function has been proposed.

半透過半反射型液晶表示装置の優れたものとしては、反射表示機能に対応して定められる反射部に位相差層を形成した液晶表示装置が提案されている。その位相差層としては、「重合性官能基を有する重合性液晶化合物を所定の方向に配向させて重合させてなる構造」を備えるものが知られている。   As an excellent transflective liquid crystal display device, there has been proposed a liquid crystal display device in which a retardation layer is formed in a reflective portion determined in accordance with a reflective display function. As the retardation layer, one having a “structure obtained by aligning and polymerizing a polymerizable liquid crystal compound having a polymerizable functional group in a predetermined direction” is known.

ところが、一般に、位相差層を構成する重合性液晶化合物には、屈折率の波長分散特性があり、重合性液晶化合物の屈折率異方性が短波長側で大きくなる。これに対して、カラー液晶表示装置の所定の部分に位相差層を形成する場合、実際に必要な波長分散特性は、屈折率異方性が長波長側で大きくなるものである。したがって、位相差層を形成したカラー液晶表示装置では、位相差層の波長分散特性が問題となる。   However, in general, the polymerizable liquid crystal compound constituting the retardation layer has a wavelength dispersion characteristic of the refractive index, and the refractive index anisotropy of the polymerizable liquid crystal compound increases on the short wavelength side. On the other hand, when the retardation layer is formed in a predetermined portion of the color liquid crystal display device, the actually required wavelength dispersion characteristic is such that the refractive index anisotropy is increased on the long wavelength side. Therefore, in the color liquid crystal display device in which the retardation layer is formed, the wavelength dispersion characteristic of the retardation layer becomes a problem.

この問題について、位相差層の位相差を着色層の色種に応じて変更したカラーフィルタが提案されている(特許文献1)。   Regarding this problem, a color filter in which the retardation of the retardation layer is changed according to the color type of the colored layer has been proposed (Patent Document 1).

特開2008−116731号公報JP 2008-1116731 A

特許文献1に記載されたカラーフィルタでは、位相差層は、重合性官能基を有する重合性液晶化合物を含む液晶組成液を基材に塗布して塗布膜を得るとともにその塗布膜を硬化させることで、形成される。塗布膜の硬化は、塗布膜に向けて紫外線などの活性放射線を所定の活性放射線源から照射することにより、塗布膜に含まれる重合性液晶化合物が重合反応を生じることで、実施される。このとき、活性放射線は、所定のマスクパターンを形成したハーフトーンマスクを介して塗布膜に向けて照射され、マスクパターンに応じた所定のパターンの位相差層が形成される。そして、このカラーフィルタにおいて、位相差層は、入射光束に対して部分的に異なる位相差を与える。すなわち、入射光束のうち所定の色種の着色層を通過する光束に与えられる位相差と、その色種とは異なる色種の着色層を通過する光束とに与えられる位相差とが互いに異なっている。   In the color filter described in Patent Document 1, the retardation layer is obtained by applying a liquid crystal composition liquid containing a polymerizable liquid crystal compound having a polymerizable functional group to a substrate to obtain a coating film and curing the coating film. And formed. Curing of the coating film is performed by irradiating the coating film with actinic radiation such as ultraviolet rays from a predetermined actinic radiation source to cause a polymerization reaction of the polymerizable liquid crystal compound contained in the coating film. At this time, actinic radiation is irradiated toward the coating film through a halftone mask on which a predetermined mask pattern is formed, and a retardation layer having a predetermined pattern corresponding to the mask pattern is formed. In this color filter, the retardation layer gives a partially different phase difference to the incident light flux. That is, a phase difference given to a light beam passing through a colored layer of a predetermined color type out of an incident light beam and a phase difference given to a light beam passing through a colored layer of a color type different from that color type are different from each other. Yes.

ところで、カラーフィルタとして半透過半反射型液晶表示装置に組み込まれて使用可能なものを得るために、カラーフィルタの位相差層は、透過部に対応する部分を避けつつ反射部に対応する部分に線状にパターン形成されることが多い。すると、特許文献1に記載されたカラーフィルタのうち半透過半反射型液晶表示装置に組み込まれて使用可能なものについてみると、カラーフィルタの位相差層は、線状に形成されるとともに入射光束に対して部分的に異なる位相差を与えていることになり、入射光束に対して相対的に高い位相差を与える部分と低い位相差を与える部分とを有することになる。ところが、特許文献1に記載されたカラーフィルタで位相差層を形成するにあたり、塗布膜に照射される活性放射線の線量は、塗布膜のうち位相差の高い部分に対応する部分のほうが、位相差の低い部分に対応する部分よりも多い。このため、特許文献1に記載されたカラーフィルタでは、塗布膜において位相差の高い部分に対応する部分のほうが位相差の低い部分に対応する部分よりも塗布膜の硬化が広範囲に生じやすく、位相差の高い部分と位相差の低い部分のうちいずれか一方が予定された線幅からずれた値となってしまい、位相差層は、いびつな線幅に形成されてしまう虞がある。それによる不具合を解消する方法としては、位相差層のうち最も幅が小さい部分を定めて、その部分よりも幅が大きい部分をブラックマトリクスで遮蔽する、という方法が考えられる。しかしながら、そのような方法では、位相差層のうち光学的機能を発揮できる部分が大幅に限られてしまい、位相差層を有効に活用することができなくなる。   By the way, in order to obtain a color filter that can be used by being incorporated in a transflective liquid crystal display device, the phase difference layer of the color filter has a portion corresponding to the reflective portion while avoiding a portion corresponding to the transmissive portion. Often patterned linearly. Then, among the color filters described in Patent Document 1, what can be used by being incorporated in a transflective liquid crystal display device, the phase difference layer of the color filter is formed in a linear shape and incident light flux. Therefore, it has a part that gives a relatively high phase difference and a part that gives a low phase difference. However, when forming the retardation layer with the color filter described in Patent Document 1, the dose of active radiation applied to the coating film is higher in the portion corresponding to the portion having a higher phase difference in the coating film. More than the part corresponding to the low part. For this reason, in the color filter described in Patent Document 1, the portion of the coating film corresponding to the portion having a high phase difference is more likely to cure the coating film in a wider range than the portion corresponding to the portion having a low phase difference. One of the high phase difference portion and the low phase difference portion has a value deviated from the expected line width, and the retardation layer may be formed in an irregular line width. As a method for solving the problem due to this, a method is conceivable in which a portion having the smallest width in the retardation layer is determined and a portion having a larger width than that portion is shielded by a black matrix. However, in such a method, the portion of the retardation layer that can exhibit the optical function is greatly limited, and the retardation layer cannot be effectively used.

実際に、カラー半透過半反射液晶表示装置では、反射部は補助的に使われることが多く、その場合、位相差層の線幅は10μmから50μm程度に設定され、平均的には、その線幅は30μm程度に設定されることが多い。さらに、半透過半反射液晶表示装置では、平面視上、反射部と透過部との境界をブラックマトリクスにて区画されていることが多く、その場合、平面視上、位相差層の両側縁がブラックマトリクスで隠れるように、線状の位相差層の長手方向に沿って、ブラックマトリクスが形成される。そして、そのブラックマトリクスは、細く形成しても幅5μm程度であり、幅10μm程度はあることが通常である。すると、カラー半透過半反射液晶表示装置では、通常、位相差層が入射光束に位相差を生じさせる機能を発揮できる部分は、位相差層の片側5μmずつをブラックマトリクスで遮蔽すると、幅20μm程度の部分であることになる。ところで、カラーフィルタ層を構成する着色層の色種がRGBの3色である場合、位相差層の線幅はRGBの各画素に対面する位相差層の各部分の線幅が、およそ1μmずつ予定された線幅からずれ、線幅の細い部分と太い部分との差が2μm程度となることが多い。このとき、上記したようにブラックマトリクスによって位相差層のいびつな線幅を解消しようとすれば、ブラックマトリクスの幅を予定された幅よりも太くすることが必要となる。すると、位相差層のうち光学的機能を発揮できる部分が1割も削減されてしまい、位相差層を有効に活用することができないのである。もちろん位相差層の両端にブラックマトリクスを配置しない構成も考えられるが、その場合でもRGBのバランス(ホワイトバランス)が取れるように、位相差層の線幅がそろっていることが望ましい。   Actually, in a color transflective liquid crystal display device, the reflective part is often used as an auxiliary, and in this case, the line width of the retardation layer is set to about 10 μm to 50 μm, and the line is averaged. The width is often set to about 30 μm. Furthermore, in a transflective liquid crystal display device, the boundary between the reflective part and the transmissive part is often partitioned by a black matrix in plan view. In that case, both side edges of the retardation layer are in plan view. A black matrix is formed along the longitudinal direction of the linear retardation layer so as to be hidden by the black matrix. And even if the black matrix is formed thin, it is usually about 5 μm in width and about 10 μm in width. Then, in a color transflective liquid crystal display device, a portion where the retardation layer can exhibit a function of causing a phase difference in an incident light beam is usually about 20 μm wide when a side of 5 μm on one side of the retardation layer is shielded with a black matrix. It will be part of. By the way, when the color types of the color layers constituting the color filter layer are three colors of RGB, the line width of the retardation layer is approximately 1 μm at each portion of the retardation layer facing each pixel of RGB. In many cases, the difference between the line width deviated from the planned line width and the thin line width portion and the thick portion becomes about 2 μm. At this time, if it is intended to eliminate the distorted line width of the retardation layer by the black matrix as described above, it is necessary to make the width of the black matrix larger than the planned width. As a result, the portion of the retardation layer that can exhibit the optical function is reduced by 10%, and the retardation layer cannot be used effectively. Of course, a configuration in which a black matrix is not disposed at both ends of the retardation layer is also conceivable, but even in that case, it is desirable that the line widths of the retardation layer be uniform so that RGB balance (white balance) can be achieved.

本発明は、上記の問題点に鑑み、位相差層を有するカラーフィルタにおいて、位相差層が、入射光束に対して部分的に異なる位相差を与えるとともに所定の形状パターンに形成されていたとしても、予定された線幅で形成された位相差層を備える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とともに、そのような位相差層を有するカラーフィルタを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a color filter having a retardation layer, in which the retardation layer gives a partially different phase difference to the incident light flux and is formed in a predetermined shape pattern. An object of the present invention is to provide a method for producing a color filter having a retardation layer formed with a predetermined line width, and to provide a liquid crystal display device having a color filter having such a retardation layer. With the goal.

本発明は、(1)光透過性を有する基材と、複数の着色層を有し且つ基材に対して直接若しくは間接に設けられるカラーフィルタ層と、入射光束に対して部分的に異なる位相差を与え且つ基材に対して直接又は間接に所定の位置に線状のパターンで設けられる位相差層とを備えるカラーフィルタの製造方法であって、
基材に対して直接又は間接に複数の着色層を設けるカラーフィルタ層形成工程と、
基材に対して直接もしくは間接に所定の位置に線状のパターンで位相差層を形成する位相差層形成工程と、を備えており、
位相差層形成工程は、基材に対して直接又は間接に、重合性官能基を有する液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を形成して該液晶塗布膜に含まれる液晶化合物を所定の方向に配向させる第1段階と、所定パターンの開口部を形成したハーフトーンマスクを介して液晶塗布膜に対して活性放射線を照射して液晶塗布膜に含まれる液晶化合物を重合させる第2段階とを有してなり、
第2段階で用いられるハーフトーンマスクには、線状の位相差層の形成位置に応じて定められる位置に開口部が形成されており、該開口部は、入射光束に与えられる位相差の相違に基づいて区分される位相差層の部分に対応する所定部分ごとに互いに異なる光の透過率を有しており、且つ、開口部における光の透過率の高い部分の線幅よりも、開口部における光の透過率の低い部分の線幅のほうを大きくして形成されている、ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法、
(2)カラーフィルタ層形成工程の後、位相差層形成工程が行われる、上記(1)記載のカラーフィルタの製造方法、
(3)位相差層形成工程の後、カラーフィルタ層形成工程が行われる、上記(1)記載のカラーフィルタの製造方法、
(4)透過型と反射型の両方の液晶表示機能を備えた半透過半反射型表示装置に用いられ、透過型の液晶表示機能を発揮させる部分に対応して定められる透過部と、反射型の液晶表示機能を発揮させる部分に対応して定められる反射部とを備えるカラーフィルタの製造方法であって、
位相差層形成工程では、位相差層が、透過部を避けるとともに反射部を覆うようにパターニングされる、上記(1)から(3)のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法、
(5)対面する一対の基板の間に液晶を封入してなる液晶セルを備える液晶表示装置であって、
液晶セルを構成する基板の一方として、上記(1)から(4)のいずれかに記載の製造方法によって得られたカラーフィルタが組み込まれていることを特徴とする液晶表示装置、
を要旨とする。
The present invention includes (1) a light-transmitting base material, a color filter layer having a plurality of colored layers and provided directly or indirectly to the base material, and a partially different position with respect to incident light flux. A method for producing a color filter comprising a phase difference layer and a phase difference layer provided in a linear pattern at a predetermined position directly or indirectly with respect to a substrate,
A color filter layer forming step of providing a plurality of colored layers directly or indirectly on the substrate;
A retardation layer forming step of forming a retardation layer in a linear pattern at a predetermined position directly or indirectly with respect to the substrate, and
In the retardation layer forming step, a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable functional group is applied directly or indirectly to a substrate to form a liquid crystal coating film, and the liquid crystal contained in the liquid crystal coating film A liquid crystal compound contained in the liquid crystal coating film is polymerized by irradiating the liquid crystal coating film with actinic radiation through a first step of aligning the compound in a predetermined direction and a halftone mask having openings of a predetermined pattern. A second stage,
In the halftone mask used in the second stage, an opening is formed at a position determined according to the formation position of the linear retardation layer, and the opening has a difference in phase difference given to the incident light beam. Each of the predetermined portions corresponding to the portion of the retardation layer divided based on the light transmittance, and the opening portion is larger than the line width of the portion where the light transmittance is high in the opening portion. A method for producing a color filter, characterized in that the line width of the portion having a low light transmittance in is made larger.
(2) The method for producing a color filter according to (1), wherein the retardation layer forming step is performed after the color filter layer forming step,
(3) The method for producing a color filter according to (1), wherein the color filter layer forming step is performed after the retardation layer forming step.
(4) A transmissive portion that is used in a transflective display device having both transmissive and reflective liquid crystal display functions, and is defined corresponding to a portion that exhibits the transmissive liquid crystal display function, and a reflective type A method of manufacturing a color filter comprising a reflective portion defined corresponding to a portion that exhibits the liquid crystal display function of
In the phase difference layer forming step, the phase difference layer is patterned so as to avoid the transmission portion and cover the reflection portion, the method for producing a color filter according to any one of (1) to (3) above,
(5) A liquid crystal display device including a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed between a pair of facing substrates,
A liquid crystal display device in which a color filter obtained by the manufacturing method according to any one of (1) to (4) is incorporated as one of substrates constituting a liquid crystal cell;
Is the gist.

本発明によれば、入射光束に対して部分的に異なる位相差を与える線状の位相差層の形成が行われる場合に、線幅を調整された開口部を有するハーフトーンマスクが使用される。このとき、ハーフトーンマスクの開口部の線幅は、入射光束に対して付与する位相差の相違を基準として区画される位相差層の部分に応じて、調整される。これにより、「位相差層の平面視上、位相差層の位相差が高い領域と位相差層の位相差が低い領域のうちの少なくとも一方が予定された線幅から外れた状態となりやすく、所定の線幅を有する位相差層を形成することが困難となってしまっていた」という従来からの問題を、効果的に抑制することができる。   According to the present invention, when a linear phase difference layer that gives a partially different phase difference to an incident light beam is formed, a halftone mask having an opening whose line width is adjusted is used. . At this time, the line width of the opening of the halftone mask is adjusted according to the portion of the retardation layer that is partitioned based on the difference in the phase difference applied to the incident light beam. As a result, in the plan view of the retardation layer, at least one of the region where the retardation layer of the retardation layer is high and the region where the retardation layer of the retardation layer is low is likely to be out of the expected line width. The conventional problem that it has become difficult to form a retardation layer having a line width of 2 mm can be effectively suppressed.

(a)本発明の第1の実施形態において、位相差層が形成された状態を模式的に説明するための平面図である、(b)本発明の第1の実施形態において、塗布膜に向けて活性放射線を照射する工程を模式的に説明するための断面模式図である、(c)図1(a)のA−A線断面を模式的に示す断面模式図である。(A) It is a top view for demonstrating the state in which the phase difference layer was formed in the 1st Embodiment of this invention. (B) In the 1st Embodiment of this invention, it is a coating film. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the process of irradiating actinic radiation toward the direction, (c) It is a cross-sectional schematic diagram which shows typically the AA line cross section of Fig.1 (a). 本発明の第2の実施形態において、位相差層上に着色層が形成された状態を模式的に説明するための断面模式図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating typically the state in which the colored layer was formed on the phase difference layer. (a)本発明の第3の実施形態において製造されるカラーフィルタの状態を模式的に説明するための平面図である、(b)図3(a)のB−B線断面を模式的に示す断面模式図である。(A) It is a top view for demonstrating the state of the color filter manufactured in the 3rd Embodiment of this invention typically, (b) The BB sectional view of FIG. 3 (a) is typical. It is a cross-sectional schematic diagram shown. 本発明により製造されるカラーフィルタを組み込んだ半透過半反射型液晶表示装置の構造を模式的に説明するための斜視模式図である。It is a perspective schematic diagram for demonstrating typically the structure of the transflective liquid crystal display device incorporating the color filter manufactured by this invention. ハーフトーンマスクのマスクパターンの例を模式的に説明するための平面模式図である。It is a plane schematic diagram for demonstrating typically the example of the mask pattern of a halftone mask. 実施例における着色層の形成パターンを説明するための平面模式図である。It is a plane schematic diagram for demonstrating the formation pattern of the colored layer in an Example.

本発明は、図1(a)(c)に示すような、光透過性を有する基材2と、その基材2に対して直接若しくは間接に複数の着色層5,6,7を設けてなるカラーフィルタ層3と、そのカラーフィルタ層3に対して直接又は間接に設けられる位相差層9とを備えるカラーフィルタ1の製造方法である。   In the present invention, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c), a light-transmitting substrate 2 and a plurality of colored layers 5, 6, and 7 are provided directly or indirectly on the substrate 2. And a retardation layer 9 provided directly or indirectly with respect to the color filter layer 3.

ここに、位相差層9は、その位相差層9に入射する入射光束に対して部分的に異なる位相差を与える層構造を示し、且つ、これは、位相差層9の平面視上、基材2の面の上に所定の位置に線状に形成されている。本明細書において、「入射光束に対して部分的に異なる位相差を与える」とは、位相差層9の平面視上、互いに重なり合わない所定の領域(領域A、領域B)を選択した場合に、入射光束のうち位相差層9の厚み方向に位相差層9の領域Aを通過した光束の部分に付与される位相差と,領域Bを通過した光束の部分に付与される位相差が互いに異なることを示す。位相差層9は、入射光束に付与される位相差の値を基準として、所定の部分ごとに区分される。すなわち、位相差層9の平面視上、位相差層9のうち「入射光束に与える位相差がある値(Na)であるような部分」や「入射光束に与える位相差がある値(Nb)であるような部分」が、領域的に区分されうる。位相差層9において位相差の値を基準として区分された部分(領域的に区分される部分(区分領域))は、1つのまとまった領域で指定される部分を形成するほか、短冊状やマトリックス状など所定のパターンを形成してなる領域群でもよい。   Here, the phase difference layer 9 shows a layer structure that gives a partially different phase difference to an incident light beam incident on the phase difference layer 9, and this is based on a plan view of the phase difference layer 9. On the surface of the material 2, it is formed in a line at a predetermined position. In this specification, “providing a partially different phase difference with respect to an incident light beam” means that a predetermined region (region A, region B) that does not overlap each other in a plan view of the retardation layer 9 is selected. In addition, the phase difference given to the portion of the incident light beam that has passed through the region A of the phase difference layer 9 in the thickness direction of the phase difference layer 9 and the phase difference given to the portion of the light beam that has passed through the region B are Indicates different from each other. The phase difference layer 9 is divided into predetermined portions based on the value of the phase difference given to the incident light beam. That is, in a plan view of the phase difference layer 9, “a portion where the phase difference given to the incident light beam has a certain value (Na)” or “a value that has a phase difference given to the incident light beam (Nb). The “parts such as” can be divided into regions. In the phase difference layer 9, the portion divided based on the value of the phase difference (regionally divided portion (partitioned region)) forms a portion specified by one grouped region, a strip shape or a matrix An area group formed by forming a predetermined pattern such as a shape may be used.

[第1の実施形態]
本発明におけるカラーフィルタ1の製造方法についての具体的な実施形態を説明する(第1の実施形態)(図1(a)(b)(c))。
[First Embodiment]
A specific embodiment of the method for manufacturing the color filter 1 according to the present invention will be described (first embodiment) (FIGS. 1A, 1B, and 1C).

このカラーフィルタの製造方法は、カラーフィルタ層形成工程と、位相差層形成工程とを備えてなり、位相差層形成工程よりも前に、カラーフィルタ層形成工程が実施される。   This color filter manufacturing method includes a color filter layer forming step and a retardation layer forming step, and the color filter layer forming step is performed before the retardation layer forming step.

(カラーフィルタ層形成工程)
カラーフィルタ層を形成する工程たるカラーフィルタ層形成工程は、入射光のうち所定範囲の波長の可視光を通過させる着色層5,6,7を、基材2に対して直接又は間接に設けることにより実現される。このとき、着色層5,6,7は、それぞれ適宜設定された厚み(膜厚)となるように設けられる。なお、図1の例では、カラーフィルタ層3は、基材2に対して直接に設けられている。
(Color filter layer formation process)
In the color filter layer forming step, which is a step of forming the color filter layer, the colored layers 5, 6, and 7 that allow visible light of a predetermined range of incident light to pass through are directly or indirectly provided on the substrate 2. It is realized by. At this time, the colored layers 5, 6, and 7 are provided so as to have thicknesses (film thicknesses) set as appropriate. In the example of FIG. 1, the color filter layer 3 is provided directly on the base material 2.

そこで、まず、基材2が準備される。基材2は、一種類にて単層に構成されても、複数種類の多層に構成されてなる合材でもよい。   Therefore, first, the base material 2 is prepared. The base material 2 may be a single layer or a single layer or a composite material composed of a plurality of types of multilayers.

基材2は、光学的に等方性を有するように構成されていることが好ましい。基材2としては、ガラス基板や、プラスチック基板など、種々の材質からなる板状体を適宜選択できる。   The substrate 2 is preferably configured so as to be optically isotropic. As the base material 2, a plate-like body made of various materials such as a glass substrate and a plastic substrate can be appropriately selected.

準備された基材2の表面上には、所定色の着色層5,6,7を形成することを予定された領域が定められる。その領域で指定される部分が着色層形成予定部N1,N2,N3をなす(図1(b))。図1(b)は、基材2の着色層形成予定部N1,N2,N3に着色層5,6,7を設けてカラーフィルタ層3を形成しているカラーフィルタの実施例の一つを説明するための断面模式図である。   On the surface of the prepared base material 2, a region where the colored layers 5, 6, and 7 of a predetermined color are scheduled to be formed is determined. The portion designated in the region forms the colored layer formation scheduled portions N1, N2, and N3 (FIG. 1B). FIG. 1B shows an example of the color filter in which the color filter layer 3 is formed by providing the color layers 5, 6, and 7 on the color layer formation scheduled portions N 1, N 2, and N 3 of the substrate 2. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating.

基材2の着色層形成予定部N1,N2,N3には、それぞれに対応した所定色の着色層5,6,7が形成される。基材2の着色層形成予定部N1,N2,N3で定められる領域は、着色層5,6,7で覆われる。   Colored layers 5, 6, and 7 of predetermined colors corresponding to the respective colored layer formation scheduled portions N1, N2, and N3 of the base material 2 are formed. Regions defined by the colored layer formation scheduled portions N1, N2, and N3 of the substrate 2 are covered with the colored layers 5, 6, and 7, respectively.

所定色の着色層5,6,7は色種を互いに異にする。なお、本明細書において色種を異にするとは、可視光領域(波長が400nm以上700nm以下)の光について透過率を最大にする波長が10nm以上異なることを示すものとする。   The colored layers 5, 6, and 7 of the predetermined colors have different color types. Note that different color types in this specification indicate that the wavelength that maximizes the transmittance of light in the visible light region (having a wavelength of 400 nm to 700 nm) differs by 10 nm or more.

図1の例では、着色層形成予定部N1,N2,N3は、短冊状に形成され、三色(赤色(R)、緑色(G)、青色(B))の着色層5,6,7が、着色層形成予定部N1,N2,N3にあわせて短冊状に配列されて、これら着色層5,6,7にてカラーフィルタ層3が形成される。   In the example of FIG. 1, the colored layer formation scheduled portions N1, N2, and N3 are formed in a strip shape, and the colored layers 5, 6, and 7 of three colors (red (R), green (G), and blue (B)) are formed. However, the color filter layer 3 is formed by these colored layers 5, 6, 7 being arranged in a strip shape according to the colored layer formation scheduled portions N 1, N 2, N 3.

着色層5,6,7は、つぎのように、フォトリソグラフィー法によって形成されるほか、印刷法などを用いて形成される。   The colored layers 5, 6, and 7 are formed by a photolithography method as described below, or a printing method or the like.

<フォトリソグラフィー法により着色層が形成される場合>
まず、着色層5,6,7の色種ごとに、各色種に対応する顔料と、光硬化性を有する樹脂などの樹脂材料を配合してなる着色材料を溶媒に分散させた着色材料分散液を、調製する。着色層5に対応して調製された着色材料分散液を基材2に塗布して塗膜を一面形成する。そして、基材2における所定の着色層形成予定部N1に対応する所定形状にパターンを形成したフォトマスクを介して、塗膜に所定波長の光を照射した後、現像処理を行って、基材2に、着色層5を形成できる。そして、着色層6,7についてみると、着色材料分散液とフォトマスクのパターンを異にするほかは、着色層5を形成する方法と同じ方法が適用されることで、基材2に、着色層6,7を形成することができる。
<When a colored layer is formed by photolithography>
First, for each color type of the colored layers 5, 6, and 7, a color material dispersion liquid in which a color material formed by blending a pigment corresponding to each color type and a resin material such as a photocurable resin is dispersed in a solvent. Is prepared. A colored material dispersion prepared corresponding to the colored layer 5 is applied to the substrate 2 to form one side of the coating film. And after irradiating the coating film with light of a predetermined wavelength through a photomask in which a pattern is formed in a predetermined shape corresponding to the predetermined colored layer formation scheduled portion N1 in the base material 2, development processing is performed, 2, the colored layer 5 can be formed. As for the colored layers 6 and 7, the same method as the method for forming the colored layer 5 is applied except that the coloring material dispersion and the photomask pattern are different, so that the base material 2 is colored. Layers 6 and 7 can be formed.

カラーフィルタ層形成工程では、図1に示すように、平坦な基材2面上に、着色層5,6,7が、色種ごとに形成されている。   In the color filter layer forming step, as shown in FIG. 1, the colored layers 5, 6, and 7 are formed for each color type on the flat substrate 2 surface.

各色の着色層5,6,7は所定波長の可視光に対して光透過性を有しており、入射される可視光を分光してそれぞれ赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光となす。このとき、RGBの三色の着色層(赤色(R)の着色層5、緑色(G)の着色層6、青色(B)の着色層7)において所定の領域ごとに微細な区画に区画化されて、1つの区画が1つの画素をなす。また、面順次に並ぶRGBの三色の着色層で定められる3つの画素があわさって、一つの絵素が形成される。   The colored layers 5, 6, and 7 of each color have a light-transmitting property with respect to visible light having a predetermined wavelength, and the incident visible light is dispersed to obtain red (R), green (G), and blue (B ) And light. At this time, the RGB three-color colored layers (red (R) colored layer 5, green (G) colored layer 6, blue (B) colored layer 7) are divided into fine sections for each predetermined region. Thus, one section forms one pixel. In addition, one picture element is formed by the three pixels defined by the three color layers of RGB arranged in the frame order.

なお、カラーフィルタ層3は、RGB方式の三色の着色層5,6,7からなるほか、その補色系であるCMY方式の三色の着色層から構成されることも可能であり、二色、または四色以上の着色層から構成される場合なども採りうる。また着色層の形状は、短冊状のほか、矩形状や三角形状など適宜の形状を定められてよい。   The color filter layer 3 may be composed of three color layers 5, 6 and 7 of the RGB system, or may be composed of three color layers of the CMY system which are complementary colors. Alternatively, it may be composed of four or more colored layers. In addition to the strip shape, the colored layer may have an appropriate shape such as a rectangular shape or a triangular shape.

(位相差層形成工程)
位相差層形成工程は、基材2に対して直接又は間接に位相差層9を形成する工程である。位相差層形成工程で形成される位相差層9は、液晶化合物を重合させた構造にて形成されている。
(Retardation layer forming process)
The retardation layer forming step is a step of forming the retardation layer 9 directly or indirectly with respect to the substrate 2. The retardation layer 9 formed in the retardation layer forming step is formed with a structure in which a liquid crystal compound is polymerized.

図1(a)(c)のカラーフィルタ1の例では、位相差層形成工程はカラーフィルタ層形成工程の後に行われており、位相差層9は、基材2に対してカラーフィルタ層3を介して間接的に形成される。   In the example of the color filter 1 in FIGS. 1A and 1C, the retardation layer forming step is performed after the color filter layer forming step, and the retardation layer 9 is the color filter layer 3 with respect to the substrate 2. It is formed indirectly via.

位相差層形成工程は、基材2に対して直接又は間接に液晶塗布膜4を形成して液晶塗布膜4に含まれる液晶化合物を所定の方向に配向させる段階と(第1段階)、液晶塗布膜4に含まれる液晶化合物を所定の方向に配向させつつ液晶塗布膜4を硬化させる段階と(第2段階)(図1(b))を備えてなる。   The phase difference layer forming step includes forming a liquid crystal coating film 4 directly or indirectly on the substrate 2 and aligning the liquid crystal compound contained in the liquid crystal coating film 4 in a predetermined direction (first stage), liquid crystal A step of curing the liquid crystal coating film 4 while aligning the liquid crystal compound contained in the coating film 4 in a predetermined direction and a (second stage) (FIG. 1B) are provided.

ところで、第1段階が実施される前には、配向膜が、その配向膜の敷設の必要性に応じて基材2上に形成される。そして、第1段階が実施され、配向膜上に液晶塗布膜4が形成される。このとき配向膜としては、位相差層9に含まれる液晶化合物に要求される配向性(例えば、水平配向、垂直配向)に応じて、垂直配向膜や水平配向膜が選択される。   By the way, before the first stage is performed, the alignment film is formed on the base material 2 according to the necessity of laying the alignment film. Then, the first stage is performed, and the liquid crystal coating film 4 is formed on the alignment film. At this time, as the alignment film, a vertical alignment film or a horizontal alignment film is selected according to the alignment (for example, horizontal alignment, vertical alignment) required for the liquid crystal compound included in the retardation layer 9.

配向膜として水平配向膜が選択される場合、まず、配向膜に使用可能なポリイミド等の材料を用いて基材に対して直接又は間接に塗布して塗布膜を作製する。例えば、図1の例では、塗布膜は、その塗布膜によってカラーフィルタ層表面が覆われるように、形成される。その塗布膜の作成方法は、従前より公知な方法(印刷法、スピンコーティング法等)を適宜採用される。塗布膜が作製されると、その塗布膜にラビング処理が施され、塗布膜が水平配向膜をなす。   When a horizontal alignment film is selected as the alignment film, first, a coating film is prepared by applying directly or indirectly to a substrate using a material such as polyimide that can be used for the alignment film. For example, in the example of FIG. 1, the coating film is formed so that the color filter layer surface is covered with the coating film. As a method for forming the coating film, a conventionally known method (printing method, spin coating method, etc.) is appropriately employed. When the coating film is produced, the coating film is subjected to a rubbing process, and the coating film forms a horizontal alignment film.

<第1段階>
液晶塗布膜4を形成するにあたり、液晶組成物が調製される。液晶組成物には、液晶化合物と溶剤が含まれる。
<First stage>
In forming the liquid crystal coating film 4, a liquid crystal composition is prepared. The liquid crystal composition includes a liquid crystal compound and a solvent.

液晶組成物は、必要とされる位相差層9の光学機能と、選択された液晶化合物の種類および配向性に応じて選択される。液晶化合物としては、ネマチック液晶相を形成可能な液晶化合物やスメクチック液晶相を形成可能な液晶化合物を用いることができる。そのような液晶化合物には、棒状の分子形状を有する液晶化合物や、ディスク状の分子形状を有する液晶化合物が挙げられるが、棒状の分子形状を有する液晶化合物が好ましい。   The liquid crystal composition is selected according to the required optical function of the retardation layer 9 and the type and orientation of the selected liquid crystal compound. As the liquid crystal compound, a liquid crystal compound capable of forming a nematic liquid crystal phase or a liquid crystal compound capable of forming a smectic liquid crystal phase can be used. Examples of such a liquid crystal compound include a liquid crystal compound having a rod-like molecular shape and a liquid crystal compound having a disc-like molecular shape, and a liquid crystal compound having a rod-like molecular shape is preferable.

また、液晶化合物は、その液晶化合物をなす分子構造中に不飽和2重結合を重合性官能基として有する重合性液晶化合物が好ましい。また、重合性液晶化合物には、液晶相状態で架橋重合反応可能な重合性液晶化合物(架橋重合性液晶化合物、あるいは架橋性液晶化合物ともいう)がより好ましく用いられ、架橋重合性液晶化合物としては、その分子構造の両末端に不飽和2重結合を有するもの(不飽和2重結合を2以上有するもの)が好ましい。重合性液晶化合物を用いて位相差層9が形成されることで、位相差層9に、重合性液晶化合物をなす分子同士を相互に架橋させてなる架橋高分子構造を形成することができる。   The liquid crystal compound is preferably a polymerizable liquid crystal compound having an unsaturated double bond as a polymerizable functional group in the molecular structure forming the liquid crystal compound. The polymerizable liquid crystal compound is more preferably a polymerizable liquid crystal compound capable of undergoing a crosslinking polymerization reaction in a liquid crystal phase (also referred to as a crosslinked polymerizable liquid crystal compound or a crosslinkable liquid crystal compound). Those having an unsaturated double bond at both ends of the molecular structure (having two or more unsaturated double bonds) are preferred. By forming the retardation layer 9 using a polymerizable liquid crystal compound, a crosslinked polymer structure in which molecules forming the polymerizable liquid crystal compound are mutually crosslinked can be formed in the retardation layer 9.

重合性液晶化合物としては、具体的に、重合性官能基を有するネマチック液晶化合物(重合性ネマチック液晶分子)などをあげることができる。重合性ネマチック液晶化合物としては、例えば、1分子中に(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキタセン基、イソシアネート基等の重合性基を少なくとも1個有するモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。また、このような重合性液晶化合物として、より具体的には、重合性液晶モノマーとして、下記式(1)〜式(11)に示すような化合物をあげることができる。   Specific examples of the polymerizable liquid crystal compound include nematic liquid crystal compounds having a polymerizable functional group (polymerizable nematic liquid crystal molecules). Examples of the polymerizable nematic liquid crystal compound include monomers, oligomers, and polymers having at least one polymerizable group such as (meth) acryloyl group, epoxy group, octacene group, and isocyanate group in one molecule. As such a polymerizable liquid crystal compound, more specifically, as the polymerizable liquid crystal monomer, compounds represented by the following formulas (1) to (11) can be given.

Figure 2010250121
・・・(1)
Figure 2010250121
... (1)

Figure 2010250121
・・・(2)
Figure 2010250121
... (2)

Figure 2010250121
・・・(3)
Figure 2010250121
... (3)

Figure 2010250121
・・・(4)
Figure 2010250121
... (4)

Figure 2010250121
・・・(5)
Figure 2010250121
... (5)

Figure 2010250121
・・・(6)
Figure 2010250121
... (6)

Figure 2010250121
・・・(7)
Figure 2010250121
... (7)

Figure 2010250121
・・・(8)
Figure 2010250121
... (8)

Figure 2010250121
・・・(9)
Figure 2010250121
... (9)

Figure 2010250121
・・・(10)
Figure 2010250121
... (10)

Figure 2010250121
・・・(11)

上記の式(11)中、メチレン基の数(アルキレン基の鎖長)を示すa〜bはいずれも整数であって、a、bが、各々個別に2〜12であり、より好ましくは3〜10、特に好ましくは4〜8である。
Figure 2010250121
(11)

In the above formula (11), a to b indicating the number of methylene groups (chain length of the alkylene group) are all integers, and a and b are each 2 to 12, more preferably 3 -10, particularly preferably 4-8.

液晶組成物に含まれる液晶化合物の量は、所望する位相差層9の膜厚や望まれる位相差の大きさ等により異なるが、通常は、液晶組成物に対して、10重量%から40重量%である。   The amount of the liquid crystal compound contained in the liquid crystal composition varies depending on the desired film thickness of the retardation layer 9, the magnitude of the desired retardation, and the like, but is usually 10% to 40% by weight with respect to the liquid crystal composition. %.

溶剤は、液晶化合物等を溶解することが可能であり、かつ配向膜などの「液晶化合物に配向性を与える材料」を基材2上に設けた場合などにおいてそのような材料の配向性能を阻害しないものであれば、特に限定されるものではない。溶剤としては、具体的に、トルエン等の炭化水素類、メチルエチルケトン等のケトン類、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶剤、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコール系溶剤などを挙げることができる。   The solvent can dissolve the liquid crystal compound and the like and inhibits the alignment performance of such a material when a “material that imparts alignment to the liquid crystal compound” such as an alignment film is provided on the substrate 2. If it does not, it will not specifically limit. Specific examples of the solvent include hydrocarbons such as toluene, ketones such as methyl ethyl ketone, amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, and glycol solvents such as diethylene glycol dimethyl ether.

なお、液晶組成物には、イルガキュアー184、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー907(いずれもチバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(メルク社製)などの光重合開始剤が含まれることが好ましい。また、液晶組成物には、その塗布特性を向上させる助剤となる界面活性剤が含まれていてもよい。また、位相差層9の光学機能と、選択された液晶化合物の種類および配向性に応じて、位相差層9に含まれる液晶分子をねじれ配向させる場合、液晶組成物には、Merck社製S−811等のカイラル剤が適宜含まれてよい。   The liquid crystal composition contains a photopolymerization initiator such as Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 907 (all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Darocur (Merck). It is preferable that Further, the liquid crystal composition may contain a surfactant serving as an auxiliary agent that improves the coating properties. When the liquid crystal molecules contained in the retardation layer 9 are twisted and aligned according to the optical function of the retardation layer 9 and the type and orientation of the selected liquid crystal compound, the liquid crystal composition includes S A chiral agent such as −811 may be included as appropriate.

重合性官能基を有する液晶化合物(重合性液晶化合物)が選択され、これを含有する液晶組成物が調製されると、液晶組成物が基材2に対して直接又は間接に塗布される。これにより、液晶塗布膜4が形成される(図1(b)。なお、図1(b)では、カラーフィルタ層3面上に、液晶塗布膜4が形成される。   When a liquid crystal compound having a polymerizable functional group (polymerizable liquid crystal compound) is selected and a liquid crystal composition containing the same is prepared, the liquid crystal composition is applied directly or indirectly to the substrate 2. Thereby, the liquid crystal coating film 4 is formed (FIG. 1B), where the liquid crystal coating film 4 is formed on the surface of the color filter layer 3 in FIG.

液晶組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法、スライドコート法、印刷法、ダイコート法等が挙げられる。   Examples of the method for applying the liquid crystal composition include spin coating, roll coating, slide coating, printing, and die coating.

第1段階と第2段階の間において、液晶塗布膜がプリベーク(pre−baking)されることが好ましい(プリベーク処理)。このプリベーク処理では、液晶塗布膜4に含まれる液晶化合物がより効果的に所定の配向状態となり、また、液晶塗布膜4に含まれる溶剤が除去される。プリベーク温度、時間は、液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物の特性に応じて変動しうるが、通常、70℃〜120℃で数分〜30分間程度の範囲で行われる。   The liquid crystal coating film is preferably pre-baked between the first stage and the second stage (pre-baking treatment). In this pre-baking treatment, the liquid crystal compound contained in the liquid crystal coating film 4 is more effectively brought into a predetermined alignment state, and the solvent contained in the liquid crystal coating film 4 is removed. The pre-baking temperature and time may vary depending on the characteristics of the polymerizable liquid crystal compound contained in the liquid crystal composition, but are usually 70 ° C. to 120 ° C. for several minutes to 30 minutes.

<第2段階>
液晶塗布膜4に含まれる重合性液晶化合物が所定の方向に配向されると、次いで、ハーフトーンマスク10を介して液晶塗布膜4に対して活性放射線Lが照射される(図1(b))。このとき、重合性液晶化合物の重合性官能基同士が重合反応し、この重合反応により液晶塗布膜4の硬化が生じる。なお、2以上の重合性官能基を有する重合性液晶化合物では、重合反応の条件に応じて、重合性液晶化合物同士の架橋重合反応が生じる。
<Second stage>
When the polymerizable liquid crystal compound contained in the liquid crystal coating film 4 is aligned in a predetermined direction, the active radiation L is then applied to the liquid crystal coating film 4 through the halftone mask 10 (FIG. 1B). ). At this time, the polymerizable functional groups of the polymerizable liquid crystal compound undergo a polymerization reaction, and the liquid crystal coating film 4 is cured by this polymerization reaction. In addition, in the polymerizable liquid crystal compound having two or more polymerizable functional groups, a cross-linking polymerization reaction between the polymerizable liquid crystal compounds occurs depending on the conditions of the polymerization reaction.

活性放射線Lは、紫外線などを含む電磁波、及び電子線などを含み分子を重合し得るエネルギー量子を有する粒子線のいずれをも含む概念である。活性放射線Lとしては、紫外線が好ましく用いられる。紫外線としては、波長250〜400nm程度の光が用いられ、その光源として超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。また、紫外線の照射光量は、重合性液晶化合物の種類や組成、光重合開始剤の種類や量等によって異なるが、通常、10〜3000mJ/cm程度の範囲である。 The actinic radiation L is a concept including both electromagnetic waves including ultraviolet rays and particle beams having energy quanta that can polymerize molecules including electron beams. As the active radiation L, ultraviolet rays are preferably used. As the ultraviolet light, light having a wavelength of about 250 to 400 nm is used, and as its light source, an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, or the like is used. Moreover, although the irradiation light quantity of an ultraviolet-ray changes with kinds and composition of a polymeric liquid crystal compound, the kind and quantity of a photoinitiator, it is the range of about 10-3000 mJ / cm < 2 > normally.

ハーフトーンマスク10は、光を透過可能な開口部を「所定のパターン」にパターン形成されているフォトマスクであって、開口部を透過する光量を所定の領域ごとに異ならせることで光透過量を多様にした多諧調フォトマスクである。   The halftone mask 10 is a photomask in which openings that can transmit light are patterned in a “predetermined pattern”, and the amount of light transmitted by changing the amount of light transmitted through the openings for each predetermined region. This is a multi-tone photomask with various types.

ハーフトーンマスク10における開口部のパターンは、「位相差層9の形成位置、形状、および、入射光束に付与する位相差を基準にして区分される位相差層9の部分とその部分の位相差」に応じて「開口部の形成される位置と形状、開口部における所定領域についての線幅および透過光量」を定めることで特定される。   The pattern of the opening in the halftone mask 10 is “the position and shape of the phase difference layer 9 and the phase difference of the phase difference layer 9 divided on the basis of the phase difference given to the incident light flux and the phase difference between the portions. "The position and shape at which the opening is formed, the line width and the amount of transmitted light for a predetermined region in the opening".

すなわち、ハーフトーンマスク10では、開口部は、「基材2上に線状の位相差層9を形成しようとする領域」に対応する位置に線状(部分的に幅の異なる線状)に形成されている。さらに、ハーフトーンマスク10において、位相差層9に要請される位相差の違いに応じて区分される位相差層9a,9b,9cの面内方向の領域(区分領域(図1(b)においては、符号U1,U2,U3で示す領域))となる液晶塗布膜4の領域に対応するそれぞれの開口部の部分は、光の透過率と線幅を互いに異にしている。すなわち、開口部は、位相差層9の区分領域に対応する部分ごとに、「透過光量と線幅」を異にしている。   That is, in the halftone mask 10, the opening is linear (partially linear with a different width) at a position corresponding to the “region where the linear retardation layer 9 is to be formed on the substrate 2”. Is formed. Further, in the halftone mask 10, regions in the in-plane direction of the retardation layers 9 a, 9 b, and 9 c that are classified according to the difference in the retardation required for the retardation layer 9 (in the divided region (FIG. 1B)). Are the areas of the liquid crystal coating film 4, which are the areas U 1, U 2, and U 3)), and have different light transmittances and line widths. That is, the opening has different “transmitted light amount and line width” for each portion corresponding to the segmented region of the retardation layer 9.

例えば、図1(b)に示すように、ハーフトーンマスク10は、位相差層9の存在領域に対応して定められる領域を光透過可能な部分となしてその部分を開口部としている。また、図1(c)では、位相差層9に要請される位相差は、それがカラーフィルタ1への入射光束のうち着色層5,6,7のいずれを通った光束に対して付与されるべき位相差にあたるかに応じて、異なる。その場合、ハーフトーンマスクの開口部は、その開口部のうち「「カラーフィルタ層3の各色の着色層5,6,7に対応する部分に対面形成される液晶塗布膜4」に対して対向する部分」の領域ごとに、光の透過率と線幅を互いに異ならせてパターン形成されている。具体的に、「着色層5,6,7に対面する液晶塗布膜4のそれぞれの部分」(位相差層9a,9b,9cの領域U1,U2,U3それぞれに対応する液晶塗布膜4の各領域)に対して対向する開口部の部分は、領域R1,R2,R3である。そして、領域R1,R2,R3のそれぞれについて、ハーフトーンマスク10は、光の透過率を、領域R1の透過率>領域R2の透過率>領域R3の透過率とし、且つ、線幅(光を透過する部分である開口部の短手方向の幅)を、領域R1の線幅<領域R2の線幅<領域R3の線幅とするように、開口部をパターン形成している。   For example, as shown in FIG. 1B, in the halftone mask 10, a region determined corresponding to the region where the retardation layer 9 exists is a light transmissive portion, and that portion is an opening. In FIG. 1C, the phase difference required for the phase difference layer 9 is given to the light flux that has passed through any of the colored layers 5, 6, and 7 among the light flux incident on the color filter 1. It depends on whether the phase difference should be met. In that case, the opening of the halftone mask is opposed to “the liquid crystal coating film 4 formed facing the portions of the color filter layer 3 corresponding to the colored layers 5, 6, and 7 of the color filter layer 3”. The pattern is formed for each of the “parts to perform” with different light transmittance and line width. Specifically, “each part of the liquid crystal coating film 4 facing the colored layers 5, 6, 7” (each of the liquid crystal coating film 4 corresponding to each of the regions U 1, U 2, U 3 of the phase difference layers 9 a, 9 b, 9 c). The portion of the opening facing the region is regions R1, R2, and R3. For each of the regions R1, R2, and R3, the halftone mask 10 sets the light transmittance to the transmittance of the region R1> the transmittance of the region R2> the transmittance of the region R3, and the line width (light is transmitted). The opening is patterned so that the width in the short side direction of the opening, which is a transparent portion, satisfies the line width of the region R1 <the line width of the region R2 <the line width of the region R3.

第2段階では、液晶塗布膜4の硬化の後、位相差層9をなす液晶塗布膜4が現像され、さらに焼成(ポストベーク)されることが好ましい(焼成処理)。焼成処理において、焼成温度、焼成時間は、重合性液晶化合物の種類や組成のほか、重合開始剤などの添加物の反応開始温度等に依存して変動するが、通常、150℃〜260℃、10分〜60分間程度の範囲である。   In the second stage, after the liquid crystal coating film 4 is cured, the liquid crystal coating film 4 forming the retardation layer 9 is preferably developed and further baked (post-baked) (baking treatment). In the firing treatment, the firing temperature and firing time vary depending on the type and composition of the polymerizable liquid crystal compound and the reaction initiation temperature of an additive such as a polymerization initiator, etc., but usually 150 ° C. to 260 ° C., The range is from about 10 minutes to 60 minutes.

このようにしてカラーフィルタの製造方法において、カラーフィルタ1への入射光束に対して部分的に異なる位相差を付与する線状の位相差層9が形成される。すなわち、上記したようなハーフトーンマスク10を用いて上記した第2段階が実施されることで、所望の位相差の分布パターンを有する線状の位相差層9(9a,9b,9c)が形成される(図1(a)(c))。   In this way, in the color filter manufacturing method, the linear phase difference layer 9 that gives a partially different phase difference to the light flux incident on the color filter 1 is formed. That is, by performing the second stage using the halftone mask 10 as described above, the linear phase difference layer 9 (9a, 9b, 9c) having a desired phase difference distribution pattern is formed. (FIGS. 1A and 1C).

位相差層を有するカラーフィルタを製造するにあたり、従前のように単純にハーフトーンマスクを用いるのみでは、「入射光束に対して部分的に異なる位相差を付与する線状の位相差層」を形成しようとする場合に、位相差層の線幅がハーフトーンマスクの開口部の透過率の違いに応じて変わってしまう虞があった。この点、本発明によれば、上記したような位相差層を、その線幅が略一定となるように形成することができるため、位相差層の線幅を揃えるために位相差層のうち相対的に線幅の広い部分をブラックマトリクスで被覆する必要もなく、カラーフィルタにおける光透過可能な領域を減らす必要を抑制し、カラーフィルタにおける開口率を確保でき、さらにはカラーフィルタのホワイトバランスを保つことができる。   When manufacturing a color filter having a retardation layer, simply using a halftone mask as before will form a "linear retardation layer that gives a partially different phase difference to the incident light beam". When trying to do so, there is a concern that the line width of the retardation layer may change according to the difference in transmittance of the opening of the halftone mask. In this regard, according to the present invention, the retardation layer as described above can be formed so that the line width thereof is substantially constant. Therefore, in order to make the line width of the retardation layer uniform, There is no need to cover a relatively wide line with a black matrix, reducing the need to reduce the light transmitting area in the color filter, ensuring an aperture ratio in the color filter, and further improving the white balance of the color filter. Can keep.

なお、本発明の第1の実施形態では、位相差層形成工程よりも前に、カラーフィルタ層形成工程が実施される。したがって、カラーフィルタを製造する全工程を見た場合に、位相差層形成後に実施されるべき工程に、カラーフィルタ層形成工程を減じることができる。このように、位相差層形成後に実施されるべき工程数が減ぜられると、位相差層形成後に実施される工程によって位相差の低下が生じるか否かについての予測がなされやすくなる。   In the first embodiment of the present invention, the color filter layer forming step is performed before the retardation layer forming step. Therefore, when looking at all the steps for manufacturing the color filter, the color filter layer forming step can be reduced to the steps to be performed after the retardation layer is formed. As described above, when the number of steps to be performed after forming the retardation layer is reduced, it is easy to predict whether or not the phase difference is reduced due to the steps performed after forming the retardation layer.

[第2の実施形態]
上記した本発明の第1の実施形態では、位相差層形成工程よりも前に、カラーフィルタ層形成工程が実施されるが、本発明はこれに限らず、カラーフィルタ層形成工程よりも前に、位相差層形成工程が実施されてもよい(第2の実施形態)(図2)。
[Second Embodiment]
In the first embodiment of the present invention described above, the color filter layer forming step is performed before the retardation layer forming step. However, the present invention is not limited to this, but before the color filter layer forming step. The retardation layer forming step may be performed (second embodiment) (FIG. 2).

すなわち、第2の実施形態の製造方法は、カラーフィルタ層形成工程と、位相差層形成工程とを備えてなり、カラーフィルタ層形成工程よりも前に、位相差層形成工程が実施される。   That is, the manufacturing method of the second embodiment includes a color filter layer forming step and a retardation layer forming step, and the retardation layer forming step is performed before the color filter layer forming step.

まず、第2の実施形態の製造方法において、カラーフィルタ層と位相差層の形成工程の実施順序を変えた以外は、個々のカラーフィルタ層形成工程や位相差層形成工程は、第1の実施形態と同様の工程である。ただし、位相差層形成工程は、液晶塗布膜4を形成するための下地となる面がカラーフィルタ層3の面でなく基材2の面となる。また、カラーフィルタ層形成工程は、カラーフィルタ層3を形成するための下地となる面の少なくとも一部が位相差層9となる。   First, in the manufacturing method of the second embodiment, the individual color filter layer forming step and the retardation layer forming step are the same as those in the first embodiment except that the execution order of the forming steps of the color filter layer and the retardation layer is changed. It is the same process as the form. However, in the retardation layer forming step, the surface serving as the base for forming the liquid crystal coating film 4 is not the surface of the color filter layer 3 but the surface of the substrate 2. Further, in the color filter layer forming step, at least a part of a surface serving as a base for forming the color filter layer 3 becomes the retardation layer 9.

第2の実施形態の製造方法において、基材の上に、位相差層9(9a,9b,9c)が形成され、さらに、その位相差層9上に、所定の位置に所定の色・所定の膜厚の着色層5,6,7が形成され、これら着色層5,6,7にてカラーフィルタ層3が形成される(図2)。   In the manufacturing method of the second embodiment, a retardation layer 9 (9a, 9b, 9c) is formed on a substrate, and a predetermined color / predetermined in a predetermined position on the retardation layer 9. The colored layers 5, 6, and 7 having a thickness of 5 are formed, and the color filter layer 3 is formed by the colored layers 5, 6, and 7 (FIG. 2).

なお、着色層の膜厚や、位相差層の膜厚といった厚みは、触針式段差計にて示される値である。   In addition, thicknesses such as the thickness of the colored layer and the thickness of the retardation layer are values indicated by a stylus step meter.

本発明の第2の実施形態では、カラーフィルタ層形成工程よりも前に、位相差層形成工程が実施される。したがって、本発明の第2の実施形態によれば、位相差層9をカラーフィルタ層3で覆った構成を有するカラーフィルタ1が得られることになる。このとき、位相差層9は、比較的平滑な面を有する基材2上に形成されることになり、位相差層9の配向性に乱れを生じる虞が抑えられ、位相差層9を電気信頼性の高い状態とすることが容易となる。したがって、本発明によれば、厳しい電気信頼性の要請に応えるカラーフィルタ1を得ることができる。   In the second embodiment of the present invention, the retardation layer forming step is performed before the color filter layer forming step. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, the color filter 1 having a configuration in which the retardation layer 9 is covered with the color filter layer 3 is obtained. At this time, the retardation layer 9 is formed on the base material 2 having a relatively smooth surface, and the possibility that the orientation of the retardation layer 9 is disturbed is suppressed. It becomes easy to achieve a highly reliable state. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the color filter 1 that meets strict requirements for electrical reliability.

[第3の実施形態]
第1または第2の実施形態の製造方法においては、光を遮断するブラックマトリクス8を、カラーフィルタ1の平面視上、複数種類の着色層5,6,7を区画化するようなパターンにて設けるブラックマトリクス形成工程が備えられていてもよい(第3の実施形態)(図3)。図3は、基材2面上にブラックマトリクス8を形成した場合のカラーフィルタ1の例を説明する平面図(図3(a))、断面図(図3(b))である。
[Third Embodiment]
In the manufacturing method of the first or second embodiment, the black matrix 8 that blocks light is formed in a pattern that partitions a plurality of types of colored layers 5, 6, and 7 in plan view of the color filter 1. The black matrix formation process to provide may be provided (3rd Embodiment) (FIG. 3). FIG. 3 is a plan view (FIG. 3A) and a cross-sectional view (FIG. 3B) for explaining an example of the color filter 1 when the black matrix 8 is formed on the surface of the substrate 2. FIG.

(ブラックマトリクス形成工程)
図3に示すように、基材2の表面上の所定の領域に、遮光性のブラックマトリクス8が形成される。ブラックマトリクス8は、黒色顔料等を含む有機材料を基材2の面上に塗工する方法など、着色層の形成方法と同様の方法により形成できる。ブラックマトリクス8は、着色層5,6,7の形成パターンなどの諸条件に応じて、格子状など所定のパターンにて適宜形成される。
(Black matrix formation process)
As shown in FIG. 3, a light-shielding black matrix 8 is formed in a predetermined region on the surface of the substrate 2. The black matrix 8 can be formed by a method similar to the method of forming the colored layer, such as a method of coating an organic material containing a black pigment or the like on the surface of the substrate 2. The black matrix 8 is appropriately formed in a predetermined pattern such as a lattice shape according to various conditions such as the formation pattern of the colored layers 5, 6, and 7.

なお、第1の実施形態の製造方法において、もしくは、第1の実施形態の製造方法に従属する第3の実施形態の製造方法においては、カラーフィルタ層形成工程の後で位相差層形成工程の前に、着色層と位相差層の間に中間層を形成する中間層形成工程が行われていてもよい。この中間層は、平坦化された表面を形成する。したがって、中間層形成工程が行われて中間層が形成されることで、その後工程として行われる位相差層形成工程において位相差層を平坦な面上に形成することができる。   In the manufacturing method of the first embodiment or the manufacturing method of the third embodiment subordinate to the manufacturing method of the first embodiment, the retardation layer forming step is performed after the color filter layer forming step. Before, the intermediate | middle layer formation process which forms an intermediate | middle layer between a colored layer and a phase difference layer may be performed. This intermediate layer forms a planarized surface. Therefore, the intermediate layer is formed by performing the intermediate layer forming step, so that the retardation layer can be formed on a flat surface in the subsequent retardation layer forming step.

[カラーフィルタを組み込んだ液晶表示装置]
本発明の製造方法によりカラーフィルタ1を得ることができる。このカラーフィルタ1は、例えば次のような半透過半反射型液晶表示装置に組み込んで使用することができる。
[Liquid crystal display device incorporating a color filter]
The color filter 1 can be obtained by the production method of the present invention. For example, the color filter 1 can be used by being incorporated in a transflective liquid crystal display device as described below.

本発明の製造方法にて作製されたカラーフィルタ1を用いた液晶表示装置(半透過半反射型液晶表示装置)について、駆動方式をVAモードとする液晶表示装置を例として説明する(図4)。図4は、半透過半反射型液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。   A liquid crystal display device (semi-transmissive / semi-reflective liquid crystal display device) using the color filter 1 manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described by taking a liquid crystal display device having a driving method as a VA mode as an example (FIG. 4). . FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of a transflective liquid crystal display device.

半透過半反射型液晶表示装置30は、図4に示すように、対面する一対の基板25(第1の基板22、第2の基板23)の間に、印加電圧に応じて液晶44の光軸の向きを可変に液晶材料24を封入してなる駆動用液晶層28を形成してなる液晶セル40を備え、その液晶セル40の厚み方向外側に2枚の偏光板19、20を備え、さらにその外側にバックライト(図示せず)を備える。バックライトは、第2の基板23の偏光板さらに外側の位置に、第2の基板23に向かって光を入射するように備えられる。   As shown in FIG. 4, the transflective liquid crystal display device 30 has a liquid crystal 44 light between a pair of substrates 25 (first substrate 22 and second substrate 23) facing each other according to an applied voltage. A liquid crystal cell 40 formed by forming a driving liquid crystal layer 28 in which a liquid crystal material 24 is sealed with a variable axis direction is provided, and two polarizing plates 19 and 20 are provided outside the liquid crystal cell 40 in the thickness direction. Further, a backlight (not shown) is provided on the outside thereof. The backlight is provided so that light is incident on the second substrate 23 at a position further outside the polarizing plate of the second substrate 23.

また、半透過半反射型液晶表示装置30は、反射型表示機能と透過型表示機能を有するものである。液晶セル40には、反射型表示機能を発揮させる部分として定められる反射部60と、透過型表示機能を発揮させる部分として定められる透過部61とが形成されている。   The transflective liquid crystal display device 30 has a reflective display function and a transmissive display function. The liquid crystal cell 40 is formed with a reflective portion 60 that is defined as a portion that exhibits a reflective display function and a transmissive portion 61 that is defined as a portion that exhibits a transmissive display function.

第1の基板22、第2の基板23は、基材2であるガラス基板110、ガラス基板111をそれぞれ備えており、第1の基板22は、ガラス基板110上にブラックマトリクス8と、着色層5,6,7でなるカラーフィルタ層3とを積層し、さらにそのカラーフィルタ層3上に配向膜(図示せず)を積層している。さらに、第1の基板22には、反射部60に対応する部分の配向膜上に位相差層9がパターン形成されている。位相差層9は、「配向膜を介して、どの色の着色層(着色層5,6,7)に対して対向して配置形成されている部分にあたるか」に応じて、それら各部分の位相差を異にしている。すなわち、位相差層9に入射される入射光束のうち着色層5,6,7を通過したそれぞれの光束の部分に付与される位相差が互いに異なる。位相差層9は、線状に形成され、且つ、その短手方向に横並びに複数形成されるとともにその長手方向を揃え且つ、位相差の分布パターンを着色層の分布パターンに対応させている。また、この例では位相差層9は、光に1/4波長の位相差を生じさせる光学機能を発揮する層である。   The first substrate 22 and the second substrate 23 respectively include a glass substrate 110 and a glass substrate 111 as the base material 2, and the first substrate 22 has a black matrix 8 and a colored layer on the glass substrate 110. A color filter layer 3 composed of 5, 6, and 7 is laminated, and an alignment film (not shown) is laminated on the color filter layer 3. Further, on the first substrate 22, the retardation layer 9 is patterned on a portion of the alignment film corresponding to the reflective portion 60. The phase difference layer 9 depends on “the color layer (colored layer 5, 6, 7) facing the portion disposed and formed through the alignment film”. The phase difference is different. That is, of the incident light beams incident on the phase difference layer 9, the phase differences given to the portions of the light beams that have passed through the colored layers 5, 6, and 7 are different from each other. The retardation layer 9 is formed in a linear shape, and a plurality of the retardation layers 9 are formed side by side in the lateral direction, and the longitudinal direction thereof is aligned, and the retardation distribution pattern corresponds to the distribution pattern of the colored layer. In this example, the retardation layer 9 is a layer that exhibits an optical function of causing a quarter-wave phase difference in light.

そして、第1の基板22には、さらに柱体50が、所定の位置(柱体形成予定位置)にフォトリソグラフィー法などの公知方法を用いて分散配置されている。柱体50は、多官能アクリレートを含有するアクリル系、及びアミド系又はエステル系ポリマー等の光硬化可能な感光性を有する樹脂材料から構成されている。柱体50の高さは、第1の基板22と第2の基板23の間隔に応じて設定される。   Further, on the first substrate 22, the column bodies 50 are further distributed and arranged at predetermined positions (column body formation planned positions) using a known method such as a photolithography method. The column 50 is made of a photocurable resin material such as an acryl-based and amide-based or ester-based polymer containing a polyfunctional acrylate. The height of the column 50 is set according to the distance between the first substrate 22 and the second substrate 23.

また、第1の基板22において、ガラス基板1には、その外面側の上に、偏光板19が配置されている。   Further, in the first substrate 22, the polarizing plate 19 is disposed on the outer surface side of the glass substrate 1.

第2の基板23は、反射部60に対応する部分に、光を反射させる反射膜34を備えるとともに、透過部61に対応する部分を、反射膜34の非設置領域として光が透過できる部分となしており、さらに駆動用液晶層28の液晶44に対する電圧の印加有無のスイッチング駆動する駆動用回路をなすTFT(図示せず)やITO等の透明導電膜45が積層されており、そしてそれらを覆うように配向膜(図示せず)が形成されている。   The second substrate 23 includes a reflection film 34 that reflects light at a portion corresponding to the reflection portion 60, and a portion that can transmit light using a portion corresponding to the transmission portion 61 as a non-installation region of the reflection film 34. Further, a transparent conductive film 45 such as a TFT (not shown) or ITO which forms a driving circuit for switching driving whether or not voltage is applied to the liquid crystal 44 of the driving liquid crystal layer 28 is laminated, and these are laminated. An alignment film (not shown) is formed so as to cover it.

第1の基板22と第2の基板23は、柱体50の先端Kを第2基板23に当接させることによって所定の間隔(セルギャップ)を保っている。このとき、セルギャップは、反射部60のセルギャップが透過部61のセルギャップの1/2程度となるように定められる。   The first substrate 22 and the second substrate 23 are kept at a predetermined interval (cell gap) by bringing the tip K of the column 50 into contact with the second substrate 23. At this time, the cell gap is determined so that the cell gap of the reflection part 60 is about ½ of the cell gap of the transmission part 61.

この液晶表示装置30には、必要に応じて、偏光板19とガラス基板1の間に位相差フィルム31を介在させて、その位相差フィルム31にて視野角補償を行うように構成してもよい。   The liquid crystal display device 30 may be configured such that a retardation film 31 is interposed between the polarizing plate 19 and the glass substrate 1 and the viewing angle compensation is performed by the retardation film 31 as necessary. Good.

本明細書において、半透過半反射液晶表示装置30は、駆動用液晶層28の液晶44の駆動方式をVAモードとしているが、駆動方式はこれに限定されるものではない。   In this specification, the transflective liquid crystal display device 30 uses the VA mode as the driving method of the liquid crystal 44 of the driving liquid crystal layer 28, but the driving method is not limited to this.

[半透過半反射型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法]
第1から第3の実施形態のいずれかの製造方法は、上記したような透過表示機能と反射表示機能を有する半透過半反射型液晶表示装置30に用いられるカラーフィルタを製造可能に、構成されていてもよい。ここで、半透過半反射型液晶表示装置30に用いられるカラーフィルタは、透過表示機能にて表示される領域に対応して定められる透過部と、反射表示機能にて表示される領域に対応して定められる反射部とから構成される。
[Method for producing color filter used in transflective liquid crystal display]
The manufacturing method according to any one of the first to third embodiments is configured to be able to manufacture a color filter used in the transflective liquid crystal display device 30 having the transmissive display function and the reflective display function as described above. It may be. Here, the color filter used in the transflective liquid crystal display device 30 corresponds to a transmissive portion determined corresponding to an area displayed by the transmissive display function and an area displayed by the reflective display function. And a reflection portion defined by

このカラーフィルタは、第1から第3の実施形態のいずれかの製造方法において次のように位相差層形成工程が行われて、位相差層9がパターニング形成されることによって、製造可能である。位相差層形成工程においては、図5に示すように、ハーフトーンマスク10として、反射部60の形成パターン(線状の位相差層9の形成される部分)応じて光を透過可能な線状の領域(部分的に幅の異なる線状の領域)(図5中、領域Q)としての開口部11をパターン形成し、且つ、位相差層9の区分領域に応じた所定領域の光の透過率及び線幅を異ならせているものが準備される。例えば、開口部11のうちの領域q1、q2、q3について、領域q1の光透過率>領域q2の光透過率>領域q3の光透過率となっている。さらに、開口部11における線幅の大小関係について、領域q1の線幅<領域q2の線幅<領域q3の線幅となっており、図5に示すハーフトーンマスク10では、開口部11をなす領域Q内の領域q1,q2,q3の線幅S1,S2,S3について、S1<S2<S3となっている。すなわち、透過部61を避けて反射部60に対して位相差層9を形成可能に所定のパターンを形成したハーフトーンマスク10が準備される。そして、そのハーフトーンマスク10にて、カラーフィルタに入射する入射光束に対して部分的に異なる位相差を付与する線状の位相差層9が、パターニング形成される。   This color filter can be manufactured by performing the retardation layer forming step in the following manner in the manufacturing method of any of the first to third embodiments, and forming the retardation layer 9 by patterning. . In the phase difference layer forming step, as shown in FIG. 5, as the halftone mask 10, a linear shape capable of transmitting light according to the formation pattern of the reflection portion 60 (the portion where the linear phase difference layer 9 is formed). The opening 11 as a region (a linear region having a partially different width) (region Q in FIG. 5) is patterned, and light is transmitted in a predetermined region corresponding to the divided region of the retardation layer 9 Those with different rates and line widths are prepared. For example, for the regions q1, q2, and q3 in the opening 11, the light transmittance of the region q1> the light transmittance of the region q2> the light transmittance of the region q3. Further, the relationship between the line widths in the opening 11 is such that the line width of the region q1 <the line width of the region q2 <the line width of the region q3, and the halftone mask 10 shown in FIG. The line widths S1, S2, and S3 of the regions q1, q2, and q3 in the region Q are S1 <S2 <S3. That is, the halftone mask 10 is prepared in which a predetermined pattern is formed so that the retardation layer 9 can be formed on the reflection portion 60 while avoiding the transmission portion 61. Then, with the halftone mask 10, a linear retardation layer 9 that imparts a partially different phase difference to the incident light beam incident on the color filter is formed by patterning.

このように本発明によれば、位相差層を有するカラーフィルタを用いた半透過半反射液晶表示装置を得ることができる。   Thus, according to the present invention, a transflective liquid crystal display device using a color filter having a retardation layer can be obtained.

以下に、本発明の実施例及びこれに対する比較例を示す。   Below, the Example of this invention and the comparative example with respect to this are shown.

(基材の準備)
基材としてガラス基板(低膨張率無アルカリガラス板(コーニング社製、1737ガラス)(縦100mm×横100mm、厚み0.7mm))を準備した。
(Preparation of base material)
A glass substrate (low expansion coefficient non-alkali glass plate (Corning, 1737 glass) (length 100 mm × width 100 mm, thickness 0.7 mm)) was prepared as a base material.

(ブラックマトリクスの形成用の有機材料、着色層の形成用の着色材料分散液の調製)
ブラックマトリクスの形成用の有機材料、及び、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色種に対応する着色層の形成用の着色材料分散液として、顔料分散型フォトレジスト(それぞれ、BM用フォトレジスト、赤色用フォトレジスト、緑色用フォトレジスト、青色用フォトレジスト)が用いられた。
(Preparation of organic material for forming black matrix, coloring material dispersion for forming colored layer)
A pigment dispersion type photoresist (each of which is an organic material for forming a black matrix, and a coloring material dispersion for forming a colored layer corresponding to each color type of red (R), green (G), and blue (B). BM photoresist, red photoresist, green photoresist, blue photoresist).

着色材料分散液については、透過部と反射部それぞれにあたる部分(透過部用の着色層と反射部用の着色層)を構成するものを、RGBのそれぞれの色について、透過部と反射部の分光濃度に対応させて調製した。これにより、計6種類の顔料分散型フォトレジストを調製した。   For the coloring material dispersion, the components constituting the transmission part and the reflection part (the colored layer for the transmission part and the coloring layer for the reflection part) are divided into the spectral components of the transmission part and the reflection part for each color of RGB. Prepared according to the concentration. Thereby, a total of six types of pigment-dispersed photoresists were prepared.

顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物(顔料、分散剤及び溶剤を含有する)にビーズを加え、分散機で3時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物(ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する)とを混合したものである。各種の顔料分散型フォトレジストの組成成分と配合量を下記に示す。尚、分散機としては、ペイントシェーカー(浅田鉄工社製)を用いた。   A pigment dispersion type photoresist uses a pigment as a coloring material, adds beads to a dispersion composition (containing a pigment, a dispersant, and a solvent), disperses for 3 hours with a disperser, and then removes the beads. A clear resist composition (containing polymer, monomer, additive, initiator and solvent) is mixed. The composition components and blending amounts of various pigment-dispersed photoresists are shown below. A paint shaker (manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) was used as the disperser.

(1)BM用フォトレジスト
・黒顔料・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14.0重量部
(大日精化工業(株)製、TMブラック#9550)
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.2重量部
(ビックケミー(株)製、ディスパービック111)
・ポリマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2.8重量部
(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重量部
(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重量部
(綜研化学(株)製、ケミトリーL−20)
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.6重量部
(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重量部
・開始剤(2,4−ジエチルチオキサントン)・・・・・・・・・・0.1重量部
・溶剤(エチレングリコールモノブチルエーテル)・・・・・・・75.8重量部
(1) Photoresist for BM, black pigment, 14.0 parts by weight (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) TM Black # 95550)
・ Dispersant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.2 parts by weight (manufactured by Big Chemie, Disperbic 111)
・ Polymer ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2.8 parts by weight (made by Showa Polymer Co., Ltd., (meth) acrylic resin, product no. : VR60)
・ Monomer ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 3.5 parts by weight (manufactured by Sartomer, polyfunctional acrylate, product number: SR399)
Additive (dispersibility improver) ... 0.7 part by weight (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., Chemtry L-20)
-Initiator ... 1.6 parts by weight (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4- Morpholinophenyl) -butanone-1)
・ Initiator (4,4'-diethylaminobenzophenone) ... 0.3 parts by weightInitiator (2,4-diethylthioxanthone) ... 0.1 parts by weight Solvent (ethylene glycol monobutyl ether) ... 75.8 parts by weight

(2)赤色用フォトレジスト
・赤色顔料(C.I.PR254)・・・・・・・・・・・・・・・1.75重量部
(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)・・・・・・・・・・・・・・・0.3重量部
(BASF社製、パリオトールイエローD1819))
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.5重量部
(ゼネカ(株)製、ソルスパース24000)
・ポリマー1(下記)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5.0重量部
・モノマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4.0重量部
(サートマー(株)製、多官能アクリレート、品番:SR399)
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.4重量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュアー907)
・開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.6重量部
(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・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・85.4重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(2) Red photoresist / red pigment (CIPR254) ... 1.75 parts by weight (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Chromoval DPP Red) BP)
・ Yellow pigment (CI PY139): 0.3 part by weight (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819)
・ Dispersant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.5 parts by weight (Zeneca Co., Ltd., Solsperse 24000)
・ Polymer 1 (below) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5.0 parts by weight ・ Monomer ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・... 4.0 parts by weight (manufactured by Sartomer Co., Ltd., polyfunctional acrylate, product number: SR399)
・ Initiator ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.4 parts by weight (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Irgacure 907)
-Initiator ... 0.6 parts by weight (2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4, 5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole)
・ Solvent ... 85.4 parts by weight (propylene glycol monomethyl ether acetate)

ただし、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、重量平均分子量が42500のものである。   However, polymer 1 is based on 100 mol% of copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio), 2-Methacryloyloxyethyl isocyanate is added with 16.9 mol%, and the weight average molecular weight is 42500.

なお、上記組成は、反射部用の赤色用フォトレジストの組成である。透過部用の赤色用フォトレジストには、赤色顔料、黄色顔料、および分散剤の配合量をそれぞれ上記の2倍量としたものを調製した。   In addition, the said composition is a composition of the photoresist for red for reflection parts. As the red photoresist for the transmission portion, a red pigment, a yellow pigment, and a dispersant were prepared in amounts that were twice the above amounts, respectively.

(3)緑色用フォトレジスト
上記の赤色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、下記の緑色顔料および黄色顔料を下記の配合量で用いたほかは、赤色用フォトレジストと同じ組成成分を同じ配合量で用いた。
・緑色顔料(C.I.PG7)・・・・・・・・・・・・・・・・・1.9重量部
(大日精化製セイカファストグリーン5316P))
・黄色顔料(C.I.PY139)・・・・・・・・・・・・・・・1.1重量部
(BASF社製、パリオトールイエローD1819)
(3) Green photoresist The same composition component as the red photoresist except that the following green pigment and yellow pigment were used in the following amounts instead of the red pigment and yellow pigment in the red photoresist. The same amount was used.
-Green pigment (CIPG7) ... 1.9 parts by weight (Daiichi Seika Seika Fast Green 5316P))
-Yellow pigment (CI PY139) ... 1.1 parts by weight (manufactured by BASF, Paliotor Yellow D1819)

なお、上記組成は、反射部用の緑色用フォトレジストの組成である。透過部用の緑色用フォトレジストには、緑色顔料、黄色顔料、および分散剤の配合量をそれぞれ上記の2倍としたものを調製した。   In addition, the said composition is a composition of the green photoresist for reflection parts. As the green photoresist for the transmissive portion, a green pigment, a yellow pigment, and a dispersant were each prepared in double amounts as described above.

(4)青色パターン形成用フォトレジスト
上記の赤色用フォトレジストにおける赤色顔料、黄色顔料、および分散液に替えて、下記の青色顔料、紫色顔料、および分散液を下記の配合量で用い、且つ、下記の顔料誘導体を下記の配合量で用いたほかは、赤色用フォトレジストと同じ組成成分を同じ配合量で用いた。
・青色顔料(C.I.PB15:6)・・・・・・・・・・・・・・2.3重量部
(BASF社製ヘリオゲンブルーL6700F))
・紫色顔料(C.I.PV23)・・・・・・・・・・・・・・・・0.7重量部
(クラリアント社製、フォスタパームRL−NF)
・顔料誘導体・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.3重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース12000)
・分散剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.2重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)
(4) Blue pattern forming photoresist Instead of the red pigment, yellow pigment, and dispersion in the above-described red photoresist, the following blue pigment, purple pigment, and dispersion are used in the following amounts, and The same composition components as the red photoresist were used in the same amount except that the following pigment derivatives were used in the following amounts.
-Blue pigment (CI PB15: 6) ... 2.3 parts by weight (BASF Heliogen Blue L6700F))
・ Purple pigment (CI PV23) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.7 parts by weight (Clariant, Foster Palm RL-NF)
・ Pigment derivative ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.3 parts by weight (Solsperse 12000 manufactured by Zeneca)
・ Dispersant ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1.2 parts by weight (Solsperse 24000 manufactured by Zeneca)

なお、上記組成は、反射部用の青色用フォトレジストの組成である。透過部用の青色用フォトレジストには、緑色顔料、黄色顔料、分散剤、顔料誘導体の配合量をそれぞれ上記の2倍量としたものを調製した。   The above composition is the composition of the blue photoresist for the reflective portion. A blue photoresist for the transmission part was prepared by adding the green pigment, the yellow pigment, the dispersant, and the pigment derivative in double amounts as described above.

(位相差層形成用の液晶組成液の調製)
位相差層形成用の液晶組成物には、下記のような組成の液晶組成液が調製された。下記の液晶組成液1、2の各組成に示す溶剤以外の組成成分を、それぞれ各組成成分に対応する下記の配合量(重量部)で混合し、それぞれ下記の溶剤に溶解させることで、位相差層形成用の重合性液晶組成物としての液晶組成物が調製された。
(Preparation of liquid crystal composition liquid for forming retardation layer)
As the liquid crystal composition for forming the retardation layer, a liquid crystal composition liquid having the following composition was prepared. Composition components other than the solvent shown in each composition of the following liquid crystal composition liquids 1 and 2 are mixed in the following blending amounts (parts by weight) corresponding to the respective composition components and dissolved in the following solvents, respectively. A liquid crystal composition as a polymerizable liquid crystal composition for forming a retardation layer was prepared.

(液晶組成液の組成)
重合性液晶化合物・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・28.75重量部
(化11においてa、bがいずれも6の化合物)
光重合開始剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.24重量部
(イルガキュアー907(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社))
重合禁止剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.01重量部
(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール)
溶剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・70.00重量部
(ジエチレングリコールジメチルエーテル)
(Composition of liquid crystal composition liquid)
Polymerizable liquid crystal compound ... 28.75 parts by weight (compound in which a and b are both 6 in chemical formula 11)
Photopolymerization initiator ... 1.24 parts by weight (Irgacure 907 (Ciba Specialty Chemicals))
Polymerization inhibitor: 0.01 parts by weight (2,6-di-t-butyl-p-cresol)
Solvent ... 70.00 parts by weight (diethylene glycol dimethyl ether)

実施例1 Example 1

(ブラックマトリクスの形成)
洗浄したガラス基材上に、上記BM用フォトレジストをスピンコート法で塗布し、減圧乾燥により溶剤を減じ、80℃、3分間の条件で予備焼成(プリベーク)し、ストライプ状のBMが設けられるようなパターンを形成されたマスクを用いて露光(100mJ/cm)し、続いて0.05%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、230℃、30分間の条件で焼成(ポストベーク)し、膜厚1.2μmのBMを製膜した。こうして、ガラス基板面上にBMを形成したもの(BM基板という)を得た。
(Formation of black matrix)
The BM photoresist is applied onto the cleaned glass substrate by spin coating, the solvent is reduced by drying under reduced pressure, and pre-baked (prebaked) at 80 ° C. for 3 minutes to provide a striped BM. After exposure (100 mJ / cm 2 ) using a mask formed with such a pattern, followed by spray development using a 0.05% KOH aqueous solution for 60 seconds, firing was performed at 230 ° C. for 30 minutes ( Post-baking) was performed to form a BM having a thickness of 1.2 μm. In this way, what formed BM on the glass substrate surface (it is called BM board | substrate) was obtained.

(カラーフィルタ層の形成)
次に、上記反射部用の青色用フォトレジストを、BM基板上にスピンコート法で塗布し、減圧乾燥により溶剤を取り除き、80℃、3分間の条件でプリベークし、青色の着色層のパターンに対応したパターンを形成したフォトマスクを用いて、アライメント露光(100mJ/cm)した。引き続き0.1%KOH水溶液を用いたスプレー現像を60秒行った後、230℃、30分間ポストベークし、BMのパターンに対して所定の位置関係となるように反射部用の青色着色層を形成した。
(Formation of color filter layer)
Next, the blue photoresist for the reflective part is applied onto the BM substrate by spin coating, the solvent is removed by drying under reduced pressure, and prebaked at 80 ° C. for 3 minutes to form a blue colored layer pattern. Alignment exposure (100 mJ / cm 2 ) was performed using a photomask on which a corresponding pattern was formed. Subsequently, spray development using a 0.1% KOH aqueous solution was performed for 60 seconds, followed by post-baking at 230 ° C. for 30 minutes to form a blue colored layer for the reflective portion so as to have a predetermined positional relationship with the BM pattern. Formed.

さらに、BM基板上に、反射部用の青色着色層を形成する方法と同様にして、反射部用の緑色着色層、反射部用の赤色着色層、透過部用の青色着色層、透過部用の緑色着色層、透過部用の赤色着色層を形成することにより、「カラーフィルタ層を形成された基板」を得た。反射部用の各色の着色層の膜厚(目標とする膜厚)、透過部用の各色の着色層の膜厚(目標とする膜厚)は、いずれも1.3μmとした。ここで、反射部用の着色層のパターンおよび透過部用の着色層のパターンは、それぞれ、赤色、緑色、青色の着色層が面順次に並ぶようなパターンである。そして、反射部の着色層のパターンでなる画素パターンおよび透過部の着色層のパターンでなる画素パターンはガラス基板の面内方向の所定位置に略矩形状の光透過部を所定方向に間欠的に格子状に並べて形成されるパターンであり、赤色、緑色、青色の着色層が面順次に並ぶようなパターンである(図6)。図6中、BM基板は、符号Uで示され、ブラックマトリクスは、符号Mで示され、赤色、緑色、青色の着色層は、C(R)、C(G)、C(B)の符号で示され、反射部用の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層は、C(R1)、C(G1)、C(B1)の符号で示され、透過部用の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層は、C(R2)、C(G2)、C(B2)の符号で示される。なお、BM基板上に着色層からなるカラーフィルタ層を形成した基板を、CF基板という。   Furthermore, in the same manner as the method for forming the blue colored layer for the reflective part on the BM substrate, the green colored layer for the reflective part, the red colored layer for the reflective part, the blue colored layer for the transmissive part, and the transmissive part By forming the green colored layer and the red colored layer for the transmission part, a “substrate on which the color filter layer was formed” was obtained. The film thickness (target film thickness) of each color layer for the reflective portion and the film thickness (target film thickness) of each color layer for the transmissive portion were both 1.3 μm. Here, the pattern of the colored layer for the reflective portion and the pattern of the colored layer for the transmissive portion are patterns in which red, green, and blue colored layers are arranged in the order of frames, respectively. The pixel pattern composed of the colored layer pattern of the reflective portion and the pixel pattern composed of the colored layer pattern of the transmissive portion are intermittently provided with a substantially rectangular light transmissive portion in a predetermined direction at a predetermined position in the in-plane direction of the glass substrate. It is a pattern formed by arranging in a lattice pattern, and is a pattern in which red, green, and blue colored layers are arranged in a surface order (FIG. 6). In FIG. 6, the BM substrate is indicated by the symbol U, the black matrix is indicated by the symbol M, and the red, green, and blue colored layers are the symbols C (R), C (G), and C (B). The red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer for the reflective portion are indicated by the symbols C (R1), C (G1), and C (B1), and the red colored layer for the transmissive portion is green. The colored layer and the blue colored layer are denoted by reference numerals C (R2), C (G2), and C (B2). A substrate in which a color filter layer composed of a colored layer is formed on a BM substrate is referred to as a CF substrate.

(位相差層の形成)
CF基板の表面上(CF基板の表裏二面のうちカラーフィルタ層の形成面上)に、配向膜形成用の組成物(JSR株式会社製、AL1254)を、スピンコーターを用いて塗布して、塗布膜を、塗布膜の膜厚が0.1μm以下となるように形成するとともに、230℃のオーブン内で30分焼成した。次いで、ラビング装置を用いて、塗布膜に配向処理を施し、配向膜が形成された。
(Formation of retardation layer)
On the surface of the CF substrate (on the surface on which the color filter layer is formed on the two front and back surfaces of the CF substrate), an alignment film forming composition (manufactured by JSR Corporation, AL1254) is applied using a spin coater, The coating film was formed so that the film thickness of the coating film was 0.1 μm or less, and baked in an oven at 230 ° C. for 30 minutes. Next, using a rubbing apparatus, the coating film was subjected to an alignment treatment to form an alignment film.

その後、配向膜面上に、先に調製した位相差層形成用の液晶組成液をスピンコート法で塗布して液晶塗布膜を得て、80℃、3分間の条件でプリベークした。次に、反射部の位相差の形成パターン(反射部の着色層を横断する線状のパターン)に対応してパターン形成されたハーフトーンマスクを準備した。すなわち、ハーフトーンマスクに形成されたパターンは、「CF基板の平面視上、カラーフィルタ層の反射部の着色層の形成部分を横断する線状」に形成にされてなるパターンである。さらに、ハーフトーンマスクに形成されたパターンは、位相差層の区分領域ごとに透過率および線幅を異にするように形成された。位相差層の区分領域は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対面する領域ごとに区分される領域にあたる。そこで、ハーフトーンマスクの開口部は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対面する液晶塗布膜のそれぞれの部分に対応して透過率および線幅を異にするように形成された。このとき、開口部の透過率は、カラーフィルタ層の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する区分領域に応じて、それぞれ100、80、60%に設計された。さらに、開口部の線幅が、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する区分領域に応じて、それぞれ23、24、25μmに設計された。なお、ここにいう100%とは、もっとも透過率が高い部分(赤色着色層の形成部分に対応する部分)の透過率を100%とすることを示している。そして、その場合に、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する部分の透過率が、相対的に、80、60%になる。   Thereafter, the liquid crystal composition liquid for forming the retardation layer prepared above was applied onto the alignment film surface by a spin coating method to obtain a liquid crystal coating film, and prebaked at 80 ° C. for 3 minutes. Next, a halftone mask was prepared in which a pattern was formed corresponding to the phase difference formation pattern of the reflecting portion (a linear pattern crossing the colored layer of the reflecting portion). That is, the pattern formed on the halftone mask is a pattern formed in a “line shape that crosses the colored layer forming portion of the reflective portion of the color filter layer in plan view of the CF substrate”. Further, the pattern formed on the halftone mask was formed so that the transmittance and the line width were different for each divided region of the retardation layer. The divided region of the retardation layer corresponds to a region that is divided for each region facing the formation portion of the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer. Therefore, the openings of the halftone mask are formed to have different transmittances and line widths corresponding to the respective portions of the liquid crystal coating film facing the formation portions of the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer. It was done. At this time, the transmittance of the opening was designed to be 100, 80, and 60%, respectively, according to the segmented regions corresponding to the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer forming portion of the color filter layer. Furthermore, the line widths of the openings were designed to be 23, 24, and 25 μm, respectively, according to the divided areas corresponding to the formation portions of the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer. Here, 100% indicates that the transmittance of the portion with the highest transmittance (the portion corresponding to the portion where the red colored layer is formed) is 100%. In that case, the transmittance of the portion corresponding to the formation portion of the green coloring layer and the blue coloring layer is relatively 80% and 60%.

このハーフトーンマスクを介して液晶塗布膜にアライメント露光(200mJ/cm)を行い、その後、メチルエチルケトン(MEK)を用いてバット現像を5秒行い、しかる後、230℃、30分間ポストベークした。こうして、CF基板上の反射部の着色層を横断する線状に位相差層を形成したカラーフィルタが得られた。 Through this halftone mask, alignment exposure (200 mJ / cm 2 ) was performed on the liquid crystal coating film, and then butt development was performed for 5 seconds using methyl ethyl ketone (MEK), and then post-baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes. Thus, a color filter was obtained in which the retardation layer was formed in a linear shape that crossed the colored layer of the reflective portion on the CF substrate.

(カラーフィルタの位相差層の区分領域ごとの線幅測定)
得られたカラーフィルタにおける位相差層の線幅は、寸法測定機(ソキア社製、AMIC−1300)で測定された。このとき、カラーフィルタの位相差層の区分領域、すなわち、着色層に対応する領域ごとに、位相差層の線幅を測定した。結果を表1に示す。
(Measurement of line width for each color filter retardation layer)
The line width of the retardation layer in the obtained color filter was measured with a dimension measuring machine (AMIC-1300, manufactured by Sokkia Co.). At this time, the line width of the retardation layer was measured for each divided region of the retardation layer of the color filter, that is, for each region corresponding to the colored layer. The results are shown in Table 1.

(カラーフィルタの各色の着色層の位相差測定)
得られたカラーフィルタの位相差層を通る光に生じる位相差(nm)を、次のように測定した。測定には、オリンパス社製の顕微分光測定装置OSP−SP200と偏光板2枚を用いた。まず、偏光板2枚の光軸がパラレルとなるようにそれら2枚の偏光板を上下に配置し、偏光板の光軸に対して位相差層の光軸が45°の角度をなすように2枚の偏光板でカラーフィルタをはさみ、下側の偏光板から入射されて上側の偏光板を透過した光の分光透過率を測定した。次に、カラーフィルタの厚み方向に回転軸をとって上側の偏光板を90°回転することで、2枚の偏光板をそれらの光軸がクロスするような状態とし、上記と同様の光の分光透過率を測定した。分光透過率の測定結果に基づき、各色の着色層を通る光についての位相差を、回転検光子法によって算出した。測定と算出は各色の画素ごとに行った。なお、顕微分光測定装置を用いた位相差の測定にあたり、カラーフィルタの平面視上各色の着色層の形成領域内の中央部分に測定スポット(測定スポット径10μm)を選択し、その測定スポットについて位相差が計測された。これにより、カラーフィルタの位相差層の区分領域ごとの位相差が測定されることになる。結果を表1に示す。
(Measurement of phase difference of colored layers of each color filter)
The retardation (nm) generated in the light passing through the retardation layer of the obtained color filter was measured as follows. For the measurement, a microspectrophotometer OSP-SP200 manufactured by Olympus and two polarizing plates were used. First, the two polarizing plates are arranged one above the other so that the optical axes of the two polarizing plates are parallel, and the optical axis of the retardation layer is at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the polarizing plate. The color filter was sandwiched between the two polarizing plates, and the spectral transmittance of light incident from the lower polarizing plate and transmitted through the upper polarizing plate was measured. Next, by rotating the upper polarizing plate by 90 ° with the rotation axis in the thickness direction of the color filter, the two polarizing plates are brought into a state in which their optical axes cross each other. Spectral transmittance was measured. Based on the measurement result of the spectral transmittance, the phase difference for the light passing through the colored layer of each color was calculated by the rotational analyzer method. Measurement and calculation were performed for each color pixel. When measuring the phase difference using a microspectrophotometer, a measurement spot (measurement spot diameter of 10 μm) is selected in the central part of the colored layer formation region of each color in plan view of the color filter, and the measurement spot is ranked. Phase difference was measured. Thereby, the phase difference for each segmented region of the phase difference layer of the color filter is measured. The results are shown in Table 1.

比較例1
実施例1で用いたハーフトーンマスクの代わりに、カラーフィルタ層の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する区分領域に応じて、透過率が100、80、60%、線幅が25、25、25μmとなるように開口部が設計されているハーフトーンマスクを用いた以外は、実施例1と同じ方法が実施された。これによって得られたカラーフィルタを用い、実施例1と同じ方法で、カラーフィルタの位相差層の区分領域ごとの線幅測定、および、各色の着色層の位相差測定を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
Instead of the halftone mask used in Example 1, the transmittance is 100, 80, 60%, depending on the divided region corresponding to the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer forming portion of the color filter layer. The same method as in Example 1 was performed, except that a halftone mask having openings designed to have line widths of 25, 25, and 25 μm was used. Using the color filter thus obtained, the same method as in Example 1 was used to measure the line width for each segmented region of the phase difference layer of the color filter and the phase difference of the colored layer of each color. The results are shown in Table 1.

比較例2
実施例1で用いたハーフトーンマスクの代わりに、カラーフィルタ層の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する区分領域に応じて、透過率が100、100、100%、線幅が25、25、25μmとなるように開口部が設計されているハーフトーンマスクを用いた以外は、実施例1と同じ方法が実施された。これによって得られたカラーフィルタを用い、実施例1と同じ方法で、カラーフィルタの位相差層の区分領域ごとの線幅測定、および、各色の着色層の位相差測定を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Instead of the halftone mask used in Example 1, the transmittance is 100, 100, 100%, depending on the divided region corresponding to the formation portion of the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer of the color filter layer. The same method as in Example 1 was performed, except that a halftone mask having openings designed to have line widths of 25, 25, and 25 μm was used. Using the color filter thus obtained, the same method as in Example 1 was used to measure the line width for each segmented region of the phase difference layer of the color filter and the phase difference of the colored layer of each color. The results are shown in Table 1.

実施例2
(ブラックマトリクスの形成)
ブラックマトリクスの形成を行う工程は、実施例1と同じ方法によって実施された。
Example 2
(Formation of black matrix)
The step of forming the black matrix was performed by the same method as in Example 1.

(位相差層の形成)
BM基板の表面上(BM基板の表裏二面のうちBMの形成面上)に、実施例1と同じ方法で位相差層を形成した。ただし、ハーフトーンマスクの開口部は、後に赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対面することを予定される液晶塗布膜のそれぞれの部分に対応して透過率および線幅を異にするように形成される。このとき、透過率は、後にカラーフィルタ層の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応することになる区分領域に応じて、それぞれ100、80、60%に設計された。さらに、線幅が、後に赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する区分領域に応じて、それぞれ23、24、25μmに設計された。
(Formation of retardation layer)
A retardation layer was formed on the surface of the BM substrate (on the BM formation surface of the two surfaces of the BM substrate) in the same manner as in Example 1. However, the opening of the halftone mask has a transmittance and a line width corresponding to each part of the liquid crystal coating film that is expected to face the formation part of the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer later. It is formed to be different. At this time, the transmittance was designed to be 100%, 80%, and 60%, respectively, depending on the divided areas that will correspond to the red color layer, the green color layer, and the blue color layer formation portion of the color filter layer. Furthermore, the line width was designed to be 23, 24, and 25 μm, respectively, according to the divided areas corresponding to the formation portions of the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer later.

(カラーフィルタ層の形成)
次に、上記に調整された6種類の各色用のフォトレジストが、それぞれ位相差層を形成した基板上(位相差層の形成面上)にスピンコート法で塗布されて、反射部の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層、および、透過部の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層が形成されたほかは、実施例1と同じ方法でカラーフィルタ層が形成された。
(Formation of color filter layer)
Next, the six kinds of photoresists for each color adjusted as described above are applied by spin coating on the substrate on which the retardation layer is formed (on the surface on which the retardation layer is formed), and the reflecting portion is colored red. A color filter layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the layer, the green color layer, the blue color layer, and the red color layer, green color layer, and blue color layer of the transmission part were formed.

こうして、BM基板上に反射部の着色層を横断する線状に位相差層を形成し且つ位相差層上にカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタが得られた。得られたカラーフィルタを用い、実施例1と同じ方法で、カラーフィルタの位相差層の区分領域ごとの線幅測定、および、各色の着色層の位相差測定を行った。結果を表1に示す。   In this way, a color filter was obtained in which the retardation layer was formed in a linear shape across the colored layer of the reflective portion on the BM substrate, and the color filter layer was formed on the retardation layer. Using the obtained color filter, the line width measurement for each divided region of the retardation layer of the color filter and the retardation measurement of the colored layer of each color were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

比較例3
実施例2で用いたハーフトーンマスクの代わりに、カラーフィルタ層の赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の形成部分に対応する区分領域に応じて、透過率が100、100、100%、線幅が25、25、25μmとなるように開口部が設計されているハーフトーンマスクを用いた以外は、実施例2と同じ方法が実施された。これによって得られたカラーフィルタを用い、実施例2と同じ方法で、カラーフィルタの位相差層の区分領域ごとの線幅測定、および、各色の着色層の位相差測定を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 3
Instead of the halftone mask used in Example 2, the transmittance is 100, 100, 100%, depending on the divided region corresponding to the red colored layer, the green colored layer, and the blue colored layer forming portion of the color filter layer. The same method as in Example 2 was performed except that a halftone mask having openings designed to have line widths of 25, 25, and 25 μm was used. Using the color filter obtained in this manner, the line width measurement for each divided region of the phase difference layer of the color filter and the phase difference measurement of the colored layer of each color were performed in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 1.

Figure 2010250121
Figure 2010250121

1 カラーフィルタ
2 基材
3 カラーフィルタ層
4 液晶塗布膜
5,6,7 着色層
8 ブラックマトリクス
9 位相差層
10 ハーフトーンマスク
11 開口部
19,20 偏光板
22 第1の基板
23 第2の基板
24 液晶材料
25 一対の基板
28 駆動用液晶層
30 液晶表示装置
31 位相差フィルム
34 反射膜
40 液晶セル
44 液晶
50 柱体
60 反射部
61 透過部
110,111 ガラス基板
R1,R2,R3,q1,q2,q3 ハーフトーンマスクにおける所定の領域
Q ハーフトーンマスクにおいて光を透過させる部分の領域
L 照射される光の進行方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color filter 2 Base material 3 Color filter layer 4 Liquid crystal coating film 5, 6, 7 Colored layer 8 Black matrix 9 Phase difference layer 10 Halftone mask 11 Opening part 19, 20 Polarizing plate 22 1st board | substrate 23 2nd board | substrate 24 Liquid crystal material 25 A pair of substrates 28 A liquid crystal layer for driving 30 A liquid crystal display device 31 A retardation film 34 A reflective film 40 A liquid crystal cell 44 A liquid crystal 50 A column 60 A reflective portion 61 A transparent portion 110,111 A glass substrate R1, R2, R3, q1, q2, q3 Predetermined area in halftone mask Q Area of light transmitting part in halftone mask L Traveling direction of irradiated light

Claims (5)

光透過性を有する基材と、複数の着色層を有し且つ基材に対して直接若しくは間接に設けられるカラーフィルタ層と、入射光束に対して部分的に異なる位相差を与え且つ基材に対して直接又は間接に所定の位置に線状のパターンで設けられる位相差層とを備えるカラーフィルタの製造方法であって、
基材に対して直接又は間接に複数の着色層を設けるカラーフィルタ層形成工程と、
基材に対して直接もしくは間接に所定の位置に線状のパターンで位相差層を形成する位相差層形成工程と、を備えており、
位相差層形成工程は、基材に対して直接又は間接に、重合性官能基を有する液晶化合物を含有する液晶組成物を塗布して液晶塗布膜を形成して該液晶塗布膜に含まれる液晶化合物を所定の方向に配向させる第1段階と、所定パターンの開口部を形成したハーフトーンマスクを介して液晶塗布膜に対して活性放射線を照射して液晶塗布膜に含まれる液晶化合物を重合させる第2段階とを有してなり、
第2段階で用いられるハーフトーンマスクには、線状の位相差層の形成位置に応じて定められる位置に開口部が形成されており、該開口部は、入射光束に与えられる位相差の相違に基づいて区分される位相差層の部分に対応する所定部分ごとに互いに異なる光の透過率を有しており、且つ、開口部における光の透過率の高い部分の線幅よりも、開口部における光の透過率の低い部分の線幅のほうを大きくして形成されている、ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A base material having optical transparency, a color filter layer having a plurality of colored layers and provided directly or indirectly to the base material, and a partially different phase difference with respect to the incident light flux A method for producing a color filter comprising a retardation layer provided in a linear pattern at a predetermined position directly or indirectly,
A color filter layer forming step of providing a plurality of colored layers directly or indirectly on the substrate;
A retardation layer forming step of forming a retardation layer in a linear pattern at a predetermined position directly or indirectly with respect to the substrate, and
In the retardation layer forming step, a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound having a polymerizable functional group is applied directly or indirectly to a substrate to form a liquid crystal coating film, and the liquid crystal contained in the liquid crystal coating film A liquid crystal compound contained in the liquid crystal coating film is polymerized by irradiating the liquid crystal coating film with actinic radiation through a first step of aligning the compound in a predetermined direction and a halftone mask having openings of a predetermined pattern. A second stage,
In the halftone mask used in the second stage, an opening is formed at a position determined according to the formation position of the linear retardation layer, and the opening has a difference in phase difference given to the incident light beam. Each of the predetermined portions corresponding to the portion of the retardation layer divided based on the light transmittance, and the opening portion is larger than the line width of the portion where the light transmittance is high in the opening portion. A method for producing a color filter, characterized in that the line width of a portion having a low light transmittance is increased.
カラーフィルタ層形成工程の後、位相差層形成工程が行われる、請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 1, wherein a retardation layer forming step is performed after the color filter layer forming step. 位相差層形成工程の後、カラーフィルタ層形成工程が行われる、請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 1, wherein a color filter layer forming step is performed after the retardation layer forming step. 透過型と反射型の両方の液晶表示機能を備えた半透過半反射型表示装置に用いられ、透過型の液晶表示機能を発揮させる部分に対応して定められる透過部と、反射型の液晶表示機能を発揮させる部分に対応して定められる反射部とを備えるカラーフィルタの製造方法であって、
位相差層形成工程では、位相差層が、透過部を避けるとともに反射部を覆うようにパターニングされる、請求項1から3のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
Used in a transflective display device having both transmissive and reflective liquid crystal display functions, and a transmissive portion defined corresponding to a portion that exhibits the transmissive liquid crystal display function, and a reflective liquid crystal display A method of manufacturing a color filter comprising a reflective portion determined corresponding to a portion that exhibits a function,
The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 3, wherein in the retardation layer forming step, the retardation layer is patterned so as to avoid the transmission portion and cover the reflection portion.
対面する一対の基板の間に液晶を封入してなる液晶セルを備える液晶表示装置であって、
液晶セルを構成する基板の一方として、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法によって得られたカラーフィルタが組み込まれていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed between a pair of facing substrates,
5. A liquid crystal display device, wherein a color filter obtained by the manufacturing method according to claim 1 is incorporated as one of substrates constituting a liquid crystal cell.
JP2009100208A 2009-04-16 2009-04-16 Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter Withdrawn JP2010250121A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009100208A JP2010250121A (en) 2009-04-16 2009-04-16 Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009100208A JP2010250121A (en) 2009-04-16 2009-04-16 Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010250121A true JP2010250121A (en) 2010-11-04

Family

ID=43312511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009100208A Withdrawn JP2010250121A (en) 2009-04-16 2009-04-16 Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010250121A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150076930A (en) * 2013-12-27 2015-07-07 엘지디스플레이 주식회사 Flexible Display and Manufacturing Method Comprising The Same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150076930A (en) * 2013-12-27 2015-07-07 엘지디스플레이 주식회사 Flexible Display and Manufacturing Method Comprising The Same
KR102182931B1 (en) * 2013-12-27 2020-11-25 엘지디스플레이 주식회사 Flexible Display and Manufacturing Method Comprising The Same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4443867B2 (en) Color filter having retardation control layer, method for producing the same, and display
CN100485427C (en) Optical element, member for liquid crystal display device, and liquid crystal display device
JP2005003750A (en) Phase difference control board with column
JP4911297B2 (en) Optical element, liquid crystal display device, and method of manufacturing optical element
US8027014B2 (en) Optical element, liquid crystal display device member with the optical element, liquid crystal display device with the liquid crystal display device member, method of producing the optical element and method of evaluating birefringence functional layer
KR101229638B1 (en) Coloring composition for color filter, color filter using thereof and liquid crystal display device
JP2009244356A (en) Optical device, and transflective and half-reflection type liquid crystal display device including the same
JP6137639B2 (en) Phase difference control plate having columnar body
JP5343185B2 (en) Liquid crystal display
JP2009086160A (en) Phase difference control member, liquid crystal display using the phase difference control member, and liquid crystal material composition for forming phase difference control member
JP2010250120A (en) Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter
JP5120540B2 (en) OPTICAL ELEMENT, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE MEMBER USING THE OPTICAL ELEMENT, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE MEMBER, MANUFACTURING METHOD OF THE OPTICAL ELEMENT, AND METHOD FOR EVALUATING BIRFRACTIVITY FUNCTION
JP5263472B2 (en) Liquid crystal display
JP4900585B2 (en) Optical element, optical element manufacturing method, and liquid crystal display device
JP2010250121A (en) Method of manufacturing color filter, and liquid crystal display device having color filter
JP5893237B2 (en) Phase difference control plate having columnar body
JP2009020431A (en) Color filter, liquid crystal display device using the same and method of manufacturing color filter
JP2006284968A (en) Optical element with homeotropically aligned liquid crystal molecule, and base for liquid crystal display and liquid crystal display using the optical element
JP5114942B2 (en) Phase difference control member and liquid crystal display using phase difference control member
JP2011043644A (en) Method for manufacturing color filter and liquid crystal display apparatus equipped with color filter
JP2009109686A (en) Phase difference control member, liquid crystal display using phase difference control member, and liquid crystal material composition for forming phase difference control member
JP4760719B2 (en) Method for manufacturing phase difference control member
JP2010054780A (en) Optical element and method for manufacturing optical element
JP2009175499A (en) Color filter, and transflective liquid crystal display device
JP5733537B2 (en) Liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120703