カラーフィルタ基板及び液晶表示装置
【課題】より少ない層数の積層構成で光学補償機能を有するカラーフィルタ基板を提供すること、更には、斜め方向コントラストをより高めたカラーフィルタ基板を提供することを課題とした。
【解決手段】基板上に、少なくとも重合性液晶化合物を配向させる液晶配向機能を有するカラーフィルタ層と、前記重合性液晶化合物を塗布、硬化させることによって形成した光学補償層と、をこの順に備えることを特徴とするカラーフィルタ基板である。前記重合性液晶化合物は、スチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体からなる有機化合物のいずれかを含む。
【解決手段】基板上に、少なくとも重合性液晶化合物を配向させる液晶配向機能を有するカラーフィルタ層と、前記重合性液晶化合物を塗布、硬化させることによって形成した光学補償層と、をこの順に備えることを特徴とするカラーフィルタ基板である。前記重合性液晶化合物は、スチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体からなる有機化合物のいずれかを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板に係わり、特には光学補償機能を備えるカラーフィルタ基板に関する。
【０００２】
現在、液晶ＴＶにおいて主流となっている表示モードのひとつに、正面コントラストに優れるＶＡ型（垂直配向型）が挙げられる。ＶＡ型液晶ディスプレイ向けには、従来、視野角拡大のために複数枚の光学補償フィルムを偏光板上に粘着剤により一枚ずつ積層して貼り合わせたものが使用されている。光学補償フィルムの種類としては、具体的には、液晶セルの屈折率異方性を補償する、負の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略垂直であるネガティブＣプレート（非特許文献１）、斜め方向視野角における偏光板からの光漏れを補償する、正の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略平行であるポジティブＡプレート（非特許文献２）がある。
【０００３】
一方、液晶表示装置のセル内に光学補償層を内蔵させることで液晶表示装置全体の画質の向上、薄型化が検討されており、このような光学補償機能を付与する方法として、重合性液晶モノマーを塗布し配向させた後、光硬化させて固定化する技術が例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
液晶表示装置のセル内に光学補償層を内蔵させる場合、光学補償層であるネガティブＣプレート、ポジティブＡプレートはカラーフィルタ層に重ねて形成されるが、光学補償層をカラーフィルタ層に積層させる場合、図１に示すような次の層構成が考えられる。
ガラス基板／ブラックマトリクス層／カラーフィルタ層／配向膜／光学補償層１（ポジティブＡプレート）／配向膜／光学補償層２（ネガティブＣプレート）
ここで、配向膜は、その上に積層されるべき光学補償層となる重合性液晶モノマーを配向させるために必要である。配向膜がないと、その上に積層する重合性液晶モノマーを配向させることができないため、光学補償層自体を形成することが困難となる。また、画素平坦性を維持するためには例えば最上層にオーバーコート層を積層する必要も生じ得る。従って、上記の積層構成を実現するためには、光学補償層の２層に加え、配向膜も２層必要となり、少なくとも計４層以上の積層構成が必要となる。
【０００５】
一方で、従来のフィルム外付けタイプの光学補償層として用いられるポジティブＡプレート、ネガティブＣプレートに関し、その面内位相差および厚み方向位相差は、カラーフィルタの各色のうちの１つの色の波長領域、一般には緑色で設計されており、他の色の波長領域においては補償が不完全となり、全く光学補償層がない場合に比べれば、斜め方向コントラストは向上しているものの、十分ではないという状況がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１９１８３２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｋ．Ｏｈｍｕｒｏ， Ｓ．Ｋａｔａｏｋａ， Ｔ．Ｓａｓａｋｉ， Ｙ．Ｋｏｉｋｅ， ＳＩＤ’９７ Ｄｉｇｅｓｔ， ８４５ −８４８（１９９７）。
【非特許文献２】Ｓｈｕｕｊｉ Ｙａｎｏ， Ｔ．Ｉｓｈｉｎａｂｅ， Ｔ．Ｍｉｙａｓｈｉｔａ， Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ， Ｙ．Ｆｕｊｉｍｕｒａ，ＩＤＷ’００ Ｄｉｇｅｓｔ， ４１９−４２２（２０００）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、より少ない層数の積層構成で光学補償機能を有するカラーフィルタ基板を提供すること、更には、斜め方向コントラストをより高めたカラーフィルタ基板を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するための請求項１に記載の発明は、基板上に、少なくとも重合性液晶化合物を配向させる液晶配向機能を有するカラーフィルタ層と、前記重合性液晶化合物を塗布、硬化させることによって形成した光学補償層と、をこの順に積層したことを特徴とするカラーフィルタ基板としたものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記カラーフィルタ層が、光照射により液晶配向機能を発現する有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記有機化合物がスチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記重合性液晶化合物の硬化物は、前記カラーフィルタ層を構成する色ごとに配向度が異なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板を用いてなる液晶表示装置としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
カラーフィルタ層に液晶配向機能を付与することにより、従来は不可欠であった配向膜を１層なくすことができ積層構造の簡略化が可能となった。これにより製造歩留まりが向上する。更に、液晶配向機能により配向した重合性液晶化合物の硬化の程度を色ごとに調整して最適な面内位相差、厚み方向位相差を設定することにより、斜め方向コントラストの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カラーフィルタ層に光学補償層を積層したカラーフィルタ基板の構成を模式的に説明する断面視の図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明の実施の一例を用いて具体的に説明する。
【００１７】
［液晶配向機能つきカラーフィルタ層］
カラーフィルタ層を形成するための着色組成物に含まれる顔料としては、有機顔料および／または無機顔料を使用することができる。顔料は発色性が高く、且つ耐熱性、特に耐熱分解性の高いことが好ましく、通常は有機顔料が用いられる。以下に、使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
【００１８】
赤色カラーフィルタ層の有機顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２および２７９等の赤色顔料を用いることができる。また、赤色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。
【００１９】
この黄色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３および２１４等を使用することができる。
【００２０】
緑色カラーフィルタ層の有機顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６および３７等の緑色顔料を用いることができる。また、有機顔料として、緑色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。この黄色顔料としては、例えば、赤色カラーフィルタ層について例示したのと同様のものを使用することができる。
【００２１】
青色カラーフィルタ層の有機顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ
１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０および６４等の青色顔料を用いることができる。また、有機顔料として、青色顔料と紫色顔料との混合物を使用してもよい。この紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２または５０を使用することができる。
【００２２】
無機顔料としては、例えば、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、およびコバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、または金属粉等を使用することができる。無機顔料は、例えば、彩度と明度とをバランスさせつつ、良好な塗布性、感度および現像性などを達成するために、有機顔料と組み合わせて用いられ得る。
着色組成物は、顔料以外の着色成分をさらに含んでいてもよい。例えば、十分な耐熱性を達成できるのであれば、染料を含有していてもよい。この場合、染料を用いた調色が可能である。
【００２３】
着色組成物に含まれる顔料担体は、樹脂、その前駆体またはそれらの混合物により構成される。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、その前駆体には、放射線照射により硬化して樹脂を生成する多官能モノマーもしくはオリゴマーが含まれる。これらは、単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
顔料担体は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、樹脂は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、黒色着色組成物中の顔料１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
【００２４】
着色組成物に含まれる、光照射により液晶配向性能を誘起する有機化合物としては、スチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体が好ましい。スチ
ルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体においては、偏光露光を行うと光異性化反応によりシスートランス異性化が起こり、偏光方向に対して垂直方向に配向性が発現する。桂皮酸誘導体，カルコン誘導体においては、偏光露光を行うと偏光方向に向いた官能基の２重結合部位が環化（２量化）し、配向性が発現する。これらの有機化合物は、液晶配向機能部位がポリマーの側鎖にあってもよいし、二重結合部位を有するあるいは有しないモノマーの状態であってもよく、特に限定されない。
【００２５】
前記有機化合物は、単独であるいは２種以上を混合して用いることができる。その含有量は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、５〜４００重量部が好ましい。
【００２６】
着色組成物の溶媒は、アルコール類、ケトン類、エステル類などがあげられる。たとえばメタノール、エタノール、トルエン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルベンゼン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等が挙げられ、単独または２種以上を混合して用いることができる。
【００２７】
溶剤の使用量は、黒色着色組成物において、顔料１００重量部に対して、８００乃至４０００重量部が好ましく、１０００乃至２５００重量部がより好ましい。
【００２８】
着色組成物には、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、分散助剤、界面活性剤、可塑剤、熱重合開始剤、貯蔵安定剤、重合禁止剤、密着向上剤等を添加することができる。
【００２９】
着色組成物の塗工方法としては、基板にスピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、カレンダーコート等の塗布方法により形成可能である。塗布後、必要に応じて熱風オーブンあるいはホットプレート等で一般には６０〜１００℃、１〜３０分の条件で溶剤を揮発させる。また、予め減圧乾燥してから加熱しても良い。
続いて、乾燥させた塗膜には、この塗膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行なう。紫外線露光の際の照射波長は、必要に応じてバンドパスフィルタやカットフィルタなどを用いて、液晶配向機能の発現を阻害しない領域を選ぶこともできる。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬して現像処理を施す。所定の現像液をスプレーなどにより噴霧して、現像処理を行なってもよい。現像処理により未硬化部を除去して所望のカラーフィルタパターンを形成する。さらに、カラーフィルタ層の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。これらの工程を必要回数繰り返し、複数色のカラーフィルタパターンを作製することでカラーフィルタ層を形成する。
【００３０】
カラーフィルタ層の形成方法としては、上述のフォトリソグラフィー法の他に、インクジェット法、転写法等、任意の方法でのパターン形成が可能である。
【００３１】
カラーフィルタ形成時の紫外線露光で液晶配向機能が十分に誘起されない場合には、更に基板全面に、所定の波長領域の紫外線を必要量照射し、液晶配向機能を誘起することができる。
【００３２】
以上のように、上記着色組成物を用いることにより、カラーフィルタ層に光による液晶配向機能を付与することができる。前記カラーフィルタ層の厚みは、好ましくは、０．５〜４μｍの範囲である。
【００３３】
［光学補償層］
光学補償層の種類としては、正の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略平行であるもの（ポジティブＡ）、負の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略垂直であるもの（ネガティブＣ）が挙げられる。また、これらの異方性を併せ持つ２軸性材料も使用可能である。効果として、ポジティブＡは偏光板の斜め漏れ光を補償することができる。ネガティブＣは液晶セル内の屈折率異方性を補償することができる。２軸性材料は、両方の補償機能を有している。
【００３４】
本発明に用いられる光学補償層の組成としては特に限定されるものではないが、ポジティブＡ形成時の主成分としてネマチック液晶モノマーの平行配向状態を光および／または熱により固定したポリマーが好ましい。この液晶モノマーは通常複数種を混合して使用する。例として、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレンおよびこれらの誘導体、ならびに前記化合物のアクリレート等を挙げることができる。
【００３５】
ネガティブＣ形成時の主成分としては、前記ネマチック液晶モノマーに適当なキラル剤を添加することで得られたコレステリック液晶モノマーの配向状態を光および／または熱により固定したポリマーが好ましい。
【００３６】
ポジティブAとネガティブＣを２軸性材料単独で形成する場合の主成分としては、前記ネマチック液晶モノマーに適当なキラル剤を添加することで得られるコレステリック液晶モノマーを偏光照射および／または熱により異方的に配向させた状態を固定したポリマーが好ましい。
【００３７】
上記液晶組成物の溶媒は、アルコール類、ケトン類、エステル類などがあげられる。たとえばメタノール、エタノール、トルエン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルベンゼン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等が挙げられ、単独または２種以上を混合して用いることができる。
【００３８】
液晶組成物はその他に、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマーあるいはオリゴマー、樹脂、界面活性剤、レオロジー調整剤、シランカップリング剤等の接着補助剤、保存安定剤、消泡剤、紫外線吸収剤、溶解促進剤等その他必要な材料を、当該液晶化合物が液晶性を失なわない範囲で加えることができる。前記添加剤の含有量は、好ましくは、主成分の樹脂１００重量部に対し、０を超え１０重量部以下である。
【００３９】
上記液晶組成物の塗工方法としては、光学補償配向層を形成した基板にスピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、カレンダーコート等の塗布方法により形成可能である。塗布後、必要に応じて熱風オーブンあるいはホットプレート等で一般には６０〜１００℃、１〜３０分の条件で溶剤を揮発させる。また、予め減圧乾燥してから加熱しても良い。この際、塗工した溶液中の液晶モノマー成分が光学補償配向層上で基板に対して略平行に配向する。
【００４０】
続いて、乾燥させた液晶モノマー層に対し、各色ごとに異なる照射量でパターン露光を行なう。これによって、液晶が重合するに充分な量の光が照射された領域はその配向の状態を保ったまま固定化され、それよりも少ない量の光が照射された領域は未硬化成分を残し一部が固定化され、光が照射されなかった領域は全てが未反応の状態のままとなる。露光には、紫外線や電子線、可視光線、赤外線等の放射線を用いることができる。放射線は１種類あるいは複数種類を使用することができ、尚且つ逐次照射、同時照射のいずれも可能である。
【００４１】
このように、各色ごとに異なる照射量で露光された基板を当該液晶モノマーの等方相相転移温度以上に加熱すると、液晶化合物層のうち光が照射されなかった領域は等方相に転移して実質的に無配向状態となる。従って、不充分な量の光が照射された領域は、その照射量に応じて残る未硬化成分の配向が乱れて低配向状態となる。一方で、充分な量の光が照射された領域は、配向を保って固定化された高配向状態となる。
このようにして得られた、領域ごとに異なる配向状態を固定するため、当該液晶モノマーが等方相に保たれる以上の温度に維持したまま、基板の全面露光を行なうか、あるいは熱により等方相の液晶モノマーを重合させるために必要な温度まで基板温度を上げて焼成を行う。このような全面露光工程、焼成工程は、各々のいずれかを行なっても良いし、併用しても良い。
【００４２】
前記各色ごとに異なる量の光を照射する手段としては、複数のフォトマスクを使用して複数回の露光を行なう方法、同一のフォトマスクを使用してこれを移動させながら複数回の露光を行なう方法、光の透過率の異なる複数の領域を持つハーフトーンマスクを使用する方法あるいはその組み合わせ等が考えられるが、所望する領域に必要なだけの光を照射できる方法であればこれらに限定されない。
【００４３】
上記のようにして作製した光学補償層は、材料の組成により、屈折率の関係としてｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ（ポジティブＡ）、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ネガティブＣ）、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ（２軸）の関係（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ：ｘ，ｙ，ｚ方向における屈折率）を示す。前記光学補償層の厚みは、好ましくは、０．１〜４μｍの範囲である。
面内の位相差Ｒｅの値としては、２０〜１５０ｎｍの範囲であり、なおかつ色毎の面内位相差の関係がＲｅ（赤）＞Ｒｅ（緑）＞Ｒｅ（青）である。ここでＲｅとは、当該波長における画素の面内屈折率の差（ｎｘ−ｎｙ）の値と、画素の厚みｄ（μｍ）との積を１０００倍して求められる数値を表す。
【００４４】
厚み方向の位相差Ｒｔｈの値としては、１５０〜２５０ｎｍの範囲であり、なおかつ色毎の厚み方向位相差の関係がＲｔｈ（赤）＜Ｒｔｈ（緑）＜Ｒｔｈ（青）である。ここでＲｔｈとは、当該波長における面内の屈折率の平均値と画素の厚み方向屈折率の差の値（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）と、画素の厚みｄ（μｍ）との積を１０００倍して求められる数値を表す。
【００４５】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、実施の形態はこれに限定されない。
【実施例】
【００４６】
（ブラックマトリクス層の作製）
ブラックマトリクス層形成用樹脂組成物をスリットコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、温度９０℃で６０秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行った。その後、マスクを用いてパターン露光を行い、現像工程を経た後、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行い、膜厚１μｍのブラックマトリクス層を形成した。ここで、ライン幅は２５μｍ、スペース幅は１００μｍである。
【００４７】
（実施例１）
（カラーフィルタ層の作製）
下記着色組成物をスリットコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、温度９０℃で６０秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行った。その後、マスクを用いた上で、３６５ｎｍバンドパスフィルタを介してパターン露光を行った。露光量は、全ての色で５０ｍＪ／ｃｍ２とした。更に現像工程を経た後、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行い、カラーフィルタ層を形成した。
カラーフィルタ層は、基板においてブラックマトリクス層により遮蔽されない開口部に、レッド、グリーン、ブルーの３色を隣り合う形で順に積層させた。また、厚みについては、全ての色について、２ミクロンで統一した。
最後に、３１２ｎｍバンドパスフィルタとワイヤグリッド型偏光板を介して基板全面を露光することで、液晶配向機能を誘起させた。露光量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
当該カラーフィルタ層を成膜した基板について厚み方向位相差Ｒｔｈを測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２７ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において−１８ｎｍ、青色画素部分は波長４５０ｎｍの光において２ｎｍであった。
【００４８】
着色組成物
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ４．０部
アゾベンゼン修飾アクリル樹脂 ６．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００４９】
（光学補償層１の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記光学補償配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００５０】
水平配向重合性液晶 １９．０部
（大日本インキ化学工業株式会社製「ＵＣＬ−０１７」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００５１】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いフォトマスクを介して各色領域毎に紫外線照射した。紫外線の照射量は、赤色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では２００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では１００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行った。
【００５２】
（配向膜の作製）
アゾベンゼン系光配向組成物を、前記光学補償層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が０．０２μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で１分間加熱乾燥した。
【００５３】
次に、超高圧水銀灯を用いて偏光板を介し、紫外線照射した。紫外線の照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００５４】
（光学補償層２の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００５５】
コレステリック重合性液晶 １９．０部
（メルク社製「ＲＭＳ」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００５６】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いて基板全面に紫外線照射した。紫外線の照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行うことで光学補償機能つきカラーフィルタ基板を得た。
【００５７】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１５ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９７ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１２ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００５８】
（実施例２）
（カラーフィルタ層の作製）
実施例１と同様に行った。
【００５９】
（光学補償層１の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記光学補償配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００６０】
水平配向重合性液晶 １９．０部
（大日本インキ化学工業株式会社製「ＵＣＬ−０１７」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００６１】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いて基板全面に紫外線照射した。紫外線の照射量は、２００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行った。
【００６２】
（配向層の作製）
実施例１と同様に行った。
（光学補償層２の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００６３】
コレステリック重合性液晶 １９．０部
（メルク社製「ＲＭＳ」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００６４】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いて基板全体に紫外線照射した。紫外線の照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行うことで光学補償機能つきカラーフィルタ基板を得た。
【００６５】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および位相差薄膜の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において９０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において１０８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈは、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、３５０：１となった。
【００６６】
（実施例３）
（カラーフィルタ層の作製）
下記着色組成物をスリットコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、温度９０℃で６０秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行った。その後、マスクを用いた上で、３６５ｎｍバンドパスフィルタを介してパターン露光を行った。露光量は、全ての色で５０ｍＪ／ｃｍ２とした。更に現像工程を経た後、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行い、カラーフィルタ層を形成した。
カラーフィルタ層は、基板においてブラックマトリクス層により遮蔽されない開口部に、レッド、グリーン、ブルーの３色を隣り合う形で順に積層させた。また、厚みについては、全ての色について、２ミクロンで統一した。
当該カラーフィルタ層を成膜した基板について厚み方向位相差Ｒｔｈを測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２７ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において−１８ｎｍ、青色画素部分は波長４５０ｎｍの光において２ｎｍであった。
【００６７】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 １０．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００６８】
配向層の作製と、光学補償層の作製を行う代わりに、基板の反対側に粘着層を介して、外付けフィルムのポジティブＡプレート、ネガティブＣプレートを積層させた。当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および位相差薄膜の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において９２ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において１０７ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈは、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、３５０：１となった。
【００６９】
ネガティブＣプレート：セルロース系樹脂フィルム １００ミクロン
ポジティブＡプレート：シクロオレフィン系樹脂フィルム ５０ミクロン
【００７０】
（実施例４）
カラーフィルタ層の作製における組成物が以下であることを除いて、実施例１と同様に実施した。
【００７１】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９５ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７２】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ４．０部
スチルベン修飾アクリル樹脂 ６．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００７３】
（実施例５）
カラーフィルタ層の作製における組成物が以下であることを除いて、実施例１と同様に実施した。
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２０８ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７４】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ２．０部
桂皮酸修飾アクリル樹脂 ８．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００７５】
（実施例６）
カラーフィルタ層の作製における組成物が以下であることを除いて、実施例１と同様に実施した。
【００７６】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１６ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８９ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２０９ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７７】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ２．０部
カルコン修飾アクリル樹脂 ８．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００７８】
（実施例７）
下記構成の通り、光学補償層の順番を入れ替えたこと以外は実施例１と同様に行った。
ガラス基板／ブラックマトリクス層／カラーフィルタ層／光学補償層１（ネガティブＣプレート）／配向膜／光学補償層２（ポジティブＡプレート）
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０５ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２０５ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７９】
（実施例８）
カラーフィルタ層の作製までは実施例１と同様に行った。
【００８０】
（光学補償層１の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記カラーフィルタ層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得
た。
【００８１】
２軸重合性液晶 １９．０部
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００８２】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いフォトマスクを介して各色領域毎に偏光紫外線照射した。紫外線の照射量は、赤色画素領域では７００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では２００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行った。
【００８３】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において７０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において５５ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において４５ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０５ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００８４】
（実施例９）
配向膜の作製までは実施例１と同様に行った。
【００８５】
（光学補償層２の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００８６】
コレステリック重合性液晶 １９．０部
（メルク社製「ＲＭＳ」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００８７】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いフォトマスクを介して各色領域毎に紫外線照射した。紫外線の照射量は、赤色画素領域では１００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では８００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行うことで光学補償機能つきカラーフィルタ基板を得た。
【００８８】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８７ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１９２ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２２２ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上
で斜め４５度コントラストを測定したところ、６５０：１となった。
【００８９】
（比較例１）
カラーフィルタ層の作製の際に、ポストベーク後、光照射による液晶配向機能の誘起を行わなかったこと以外は実施例１と同様に、カラーフィルタ層および光学補償層を備えたカラーフィルタ基板を作製した。すると、液晶化合物を前記カラーフィルタ層の上にスピンコーターで塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥した液晶モノマー層が白濁してしまい、所望の光学補償層が得られなかった。
【００９０】
上記の結果を表1にまとめた。
【００９１】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明したように、本発明は、液晶表示装置に対して有用であり、特に、斜めコントラストの向上すなわち表示の視野角の拡大を図る場合に適している。
【符号の説明】
【００９３】
１．ガラス基板
２．ブラックマトリクス層
３．配向膜
４．光学補償層１（ポジティブＡプレート）
５．配向層
６．光学補償層２（ネガティブＣプレート）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板に係わり、特には光学補償機能を備えるカラーフィルタ基板に関する。
【０００２】
現在、液晶ＴＶにおいて主流となっている表示モードのひとつに、正面コントラストに優れるＶＡ型（垂直配向型）が挙げられる。ＶＡ型液晶ディスプレイ向けには、従来、視野角拡大のために複数枚の光学補償フィルムを偏光板上に粘着剤により一枚ずつ積層して貼り合わせたものが使用されている。光学補償フィルムの種類としては、具体的には、液晶セルの屈折率異方性を補償する、負の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略垂直であるネガティブＣプレート（非特許文献１）、斜め方向視野角における偏光板からの光漏れを補償する、正の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略平行であるポジティブＡプレート（非特許文献２）がある。
【０００３】
一方、液晶表示装置のセル内に光学補償層を内蔵させることで液晶表示装置全体の画質の向上、薄型化が検討されており、このような光学補償機能を付与する方法として、重合性液晶モノマーを塗布し配向させた後、光硬化させて固定化する技術が例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
液晶表示装置のセル内に光学補償層を内蔵させる場合、光学補償層であるネガティブＣプレート、ポジティブＡプレートはカラーフィルタ層に重ねて形成されるが、光学補償層をカラーフィルタ層に積層させる場合、図１に示すような次の層構成が考えられる。
ガラス基板／ブラックマトリクス層／カラーフィルタ層／配向膜／光学補償層１（ポジティブＡプレート）／配向膜／光学補償層２（ネガティブＣプレート）
ここで、配向膜は、その上に積層されるべき光学補償層となる重合性液晶モノマーを配向させるために必要である。配向膜がないと、その上に積層する重合性液晶モノマーを配向させることができないため、光学補償層自体を形成することが困難となる。また、画素平坦性を維持するためには例えば最上層にオーバーコート層を積層する必要も生じ得る。従って、上記の積層構成を実現するためには、光学補償層の２層に加え、配向膜も２層必要となり、少なくとも計４層以上の積層構成が必要となる。
【０００５】
一方で、従来のフィルム外付けタイプの光学補償層として用いられるポジティブＡプレート、ネガティブＣプレートに関し、その面内位相差および厚み方向位相差は、カラーフィルタの各色のうちの１つの色の波長領域、一般には緑色で設計されており、他の色の波長領域においては補償が不完全となり、全く光学補償層がない場合に比べれば、斜め方向コントラストは向上しているものの、十分ではないという状況がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１９１８３２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｋ．Ｏｈｍｕｒｏ， Ｓ．Ｋａｔａｏｋａ， Ｔ．Ｓａｓａｋｉ， Ｙ．Ｋｏｉｋｅ， ＳＩＤ’９７ Ｄｉｇｅｓｔ， ８４５ −８４８（１９９７）。
【非特許文献２】Ｓｈｕｕｊｉ Ｙａｎｏ， Ｔ．Ｉｓｈｉｎａｂｅ， Ｔ．Ｍｉｙａｓｈｉｔａ， Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ， Ｙ．Ｆｕｊｉｍｕｒａ，ＩＤＷ’００ Ｄｉｇｅｓｔ， ４１９−４２２（２０００）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、より少ない層数の積層構成で光学補償機能を有するカラーフィルタ基板を提供すること、更には、斜め方向コントラストをより高めたカラーフィルタ基板を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するための請求項１に記載の発明は、基板上に、少なくとも重合性液晶化合物を配向させる液晶配向機能を有するカラーフィルタ層と、前記重合性液晶化合物を塗布、硬化させることによって形成した光学補償層と、をこの順に積層したことを特徴とするカラーフィルタ基板としたものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記カラーフィルタ層が、光照射により液晶配向機能を発現する有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記有機化合物がスチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記重合性液晶化合物の硬化物は、前記カラーフィルタ層を構成する色ごとに配向度が異なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板を用いてなる液晶表示装置としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
カラーフィルタ層に液晶配向機能を付与することにより、従来は不可欠であった配向膜を１層なくすことができ積層構造の簡略化が可能となった。これにより製造歩留まりが向上する。更に、液晶配向機能により配向した重合性液晶化合物の硬化の程度を色ごとに調整して最適な面内位相差、厚み方向位相差を設定することにより、斜め方向コントラストの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カラーフィルタ層に光学補償層を積層したカラーフィルタ基板の構成を模式的に説明する断面視の図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明の実施の一例を用いて具体的に説明する。
【００１７】
［液晶配向機能つきカラーフィルタ層］
カラーフィルタ層を形成するための着色組成物に含まれる顔料としては、有機顔料および／または無機顔料を使用することができる。顔料は発色性が高く、且つ耐熱性、特に耐熱分解性の高いことが好ましく、通常は有機顔料が用いられる。以下に、使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
【００１８】
赤色カラーフィルタ層の有機顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２および２７９等の赤色顔料を用いることができる。また、赤色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。
【００１９】
この黄色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３および２１４等を使用することができる。
【００２０】
緑色カラーフィルタ層の有機顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６および３７等の緑色顔料を用いることができる。また、有機顔料として、緑色顔料と黄色顔料との混合物を使用してもよい。この黄色顔料としては、例えば、赤色カラーフィルタ層について例示したのと同様のものを使用することができる。
【００２１】
青色カラーフィルタ層の有機顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ
１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０および６４等の青色顔料を用いることができる。また、有機顔料として、青色顔料と紫色顔料との混合物を使用してもよい。この紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２または５０を使用することができる。
【００２２】
無機顔料としては、例えば、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、およびコバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、または金属粉等を使用することができる。無機顔料は、例えば、彩度と明度とをバランスさせつつ、良好な塗布性、感度および現像性などを達成するために、有機顔料と組み合わせて用いられ得る。
着色組成物は、顔料以外の着色成分をさらに含んでいてもよい。例えば、十分な耐熱性を達成できるのであれば、染料を含有していてもよい。この場合、染料を用いた調色が可能である。
【００２３】
着色組成物に含まれる顔料担体は、樹脂、その前駆体またはそれらの混合物により構成される。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、その前駆体には、放射線照射により硬化して樹脂を生成する多官能モノマーもしくはオリゴマーが含まれる。これらは、単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
顔料担体は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、樹脂は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、黒色着色組成物中の顔料１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
【００２４】
着色組成物に含まれる、光照射により液晶配向性能を誘起する有機化合物としては、スチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体が好ましい。スチ
ルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体においては、偏光露光を行うと光異性化反応によりシスートランス異性化が起こり、偏光方向に対して垂直方向に配向性が発現する。桂皮酸誘導体，カルコン誘導体においては、偏光露光を行うと偏光方向に向いた官能基の２重結合部位が環化（２量化）し、配向性が発現する。これらの有機化合物は、液晶配向機能部位がポリマーの側鎖にあってもよいし、二重結合部位を有するあるいは有しないモノマーの状態であってもよく、特に限定されない。
【００２５】
前記有機化合物は、単独であるいは２種以上を混合して用いることができる。その含有量は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、５〜４００重量部が好ましい。
【００２６】
着色組成物の溶媒は、アルコール類、ケトン類、エステル類などがあげられる。たとえばメタノール、エタノール、トルエン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルベンゼン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等が挙げられ、単独または２種以上を混合して用いることができる。
【００２７】
溶剤の使用量は、黒色着色組成物において、顔料１００重量部に対して、８００乃至４０００重量部が好ましく、１０００乃至２５００重量部がより好ましい。
【００２８】
着色組成物には、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、分散助剤、界面活性剤、可塑剤、熱重合開始剤、貯蔵安定剤、重合禁止剤、密着向上剤等を添加することができる。
【００２９】
着色組成物の塗工方法としては、基板にスピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、カレンダーコート等の塗布方法により形成可能である。塗布後、必要に応じて熱風オーブンあるいはホットプレート等で一般には６０〜１００℃、１〜３０分の条件で溶剤を揮発させる。また、予め減圧乾燥してから加熱しても良い。
続いて、乾燥させた塗膜には、この塗膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行なう。紫外線露光の際の照射波長は、必要に応じてバンドパスフィルタやカットフィルタなどを用いて、液晶配向機能の発現を阻害しない領域を選ぶこともできる。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬して現像処理を施す。所定の現像液をスプレーなどにより噴霧して、現像処理を行なってもよい。現像処理により未硬化部を除去して所望のカラーフィルタパターンを形成する。さらに、カラーフィルタ層の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。これらの工程を必要回数繰り返し、複数色のカラーフィルタパターンを作製することでカラーフィルタ層を形成する。
【００３０】
カラーフィルタ層の形成方法としては、上述のフォトリソグラフィー法の他に、インクジェット法、転写法等、任意の方法でのパターン形成が可能である。
【００３１】
カラーフィルタ形成時の紫外線露光で液晶配向機能が十分に誘起されない場合には、更に基板全面に、所定の波長領域の紫外線を必要量照射し、液晶配向機能を誘起することができる。
【００３２】
以上のように、上記着色組成物を用いることにより、カラーフィルタ層に光による液晶配向機能を付与することができる。前記カラーフィルタ層の厚みは、好ましくは、０．５〜４μｍの範囲である。
【００３３】
［光学補償層］
光学補償層の種類としては、正の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略平行であるもの（ポジティブＡ）、負の一軸異方性を有し、光軸が基板に対して略垂直であるもの（ネガティブＣ）が挙げられる。また、これらの異方性を併せ持つ２軸性材料も使用可能である。効果として、ポジティブＡは偏光板の斜め漏れ光を補償することができる。ネガティブＣは液晶セル内の屈折率異方性を補償することができる。２軸性材料は、両方の補償機能を有している。
【００３４】
本発明に用いられる光学補償層の組成としては特に限定されるものではないが、ポジティブＡ形成時の主成分としてネマチック液晶モノマーの平行配向状態を光および／または熱により固定したポリマーが好ましい。この液晶モノマーは通常複数種を混合して使用する。例として、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレンおよびこれらの誘導体、ならびに前記化合物のアクリレート等を挙げることができる。
【００３５】
ネガティブＣ形成時の主成分としては、前記ネマチック液晶モノマーに適当なキラル剤を添加することで得られたコレステリック液晶モノマーの配向状態を光および／または熱により固定したポリマーが好ましい。
【００３６】
ポジティブAとネガティブＣを２軸性材料単独で形成する場合の主成分としては、前記ネマチック液晶モノマーに適当なキラル剤を添加することで得られるコレステリック液晶モノマーを偏光照射および／または熱により異方的に配向させた状態を固定したポリマーが好ましい。
【００３７】
上記液晶組成物の溶媒は、アルコール類、ケトン類、エステル類などがあげられる。たとえばメタノール、エタノール、トルエン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルベンゼン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等が挙げられ、単独または２種以上を混合して用いることができる。
【００３８】
液晶組成物はその他に、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマーあるいはオリゴマー、樹脂、界面活性剤、レオロジー調整剤、シランカップリング剤等の接着補助剤、保存安定剤、消泡剤、紫外線吸収剤、溶解促進剤等その他必要な材料を、当該液晶化合物が液晶性を失なわない範囲で加えることができる。前記添加剤の含有量は、好ましくは、主成分の樹脂１００重量部に対し、０を超え１０重量部以下である。
【００３９】
上記液晶組成物の塗工方法としては、光学補償配向層を形成した基板にスピンコート、スリットコート、スプレーコート、ディップコート、カレンダーコート等の塗布方法により形成可能である。塗布後、必要に応じて熱風オーブンあるいはホットプレート等で一般には６０〜１００℃、１〜３０分の条件で溶剤を揮発させる。また、予め減圧乾燥してから加熱しても良い。この際、塗工した溶液中の液晶モノマー成分が光学補償配向層上で基板に対して略平行に配向する。
【００４０】
続いて、乾燥させた液晶モノマー層に対し、各色ごとに異なる照射量でパターン露光を行なう。これによって、液晶が重合するに充分な量の光が照射された領域はその配向の状態を保ったまま固定化され、それよりも少ない量の光が照射された領域は未硬化成分を残し一部が固定化され、光が照射されなかった領域は全てが未反応の状態のままとなる。露光には、紫外線や電子線、可視光線、赤外線等の放射線を用いることができる。放射線は１種類あるいは複数種類を使用することができ、尚且つ逐次照射、同時照射のいずれも可能である。
【００４１】
このように、各色ごとに異なる照射量で露光された基板を当該液晶モノマーの等方相相転移温度以上に加熱すると、液晶化合物層のうち光が照射されなかった領域は等方相に転移して実質的に無配向状態となる。従って、不充分な量の光が照射された領域は、その照射量に応じて残る未硬化成分の配向が乱れて低配向状態となる。一方で、充分な量の光が照射された領域は、配向を保って固定化された高配向状態となる。
このようにして得られた、領域ごとに異なる配向状態を固定するため、当該液晶モノマーが等方相に保たれる以上の温度に維持したまま、基板の全面露光を行なうか、あるいは熱により等方相の液晶モノマーを重合させるために必要な温度まで基板温度を上げて焼成を行う。このような全面露光工程、焼成工程は、各々のいずれかを行なっても良いし、併用しても良い。
【００４２】
前記各色ごとに異なる量の光を照射する手段としては、複数のフォトマスクを使用して複数回の露光を行なう方法、同一のフォトマスクを使用してこれを移動させながら複数回の露光を行なう方法、光の透過率の異なる複数の領域を持つハーフトーンマスクを使用する方法あるいはその組み合わせ等が考えられるが、所望する領域に必要なだけの光を照射できる方法であればこれらに限定されない。
【００４３】
上記のようにして作製した光学補償層は、材料の組成により、屈折率の関係としてｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ（ポジティブＡ）、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ネガティブＣ）、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ（２軸）の関係（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ：ｘ，ｙ，ｚ方向における屈折率）を示す。前記光学補償層の厚みは、好ましくは、０．１〜４μｍの範囲である。
面内の位相差Ｒｅの値としては、２０〜１５０ｎｍの範囲であり、なおかつ色毎の面内位相差の関係がＲｅ（赤）＞Ｒｅ（緑）＞Ｒｅ（青）である。ここでＲｅとは、当該波長における画素の面内屈折率の差（ｎｘ−ｎｙ）の値と、画素の厚みｄ（μｍ）との積を１０００倍して求められる数値を表す。
【００４４】
厚み方向の位相差Ｒｔｈの値としては、１５０〜２５０ｎｍの範囲であり、なおかつ色毎の厚み方向位相差の関係がＲｔｈ（赤）＜Ｒｔｈ（緑）＜Ｒｔｈ（青）である。ここでＲｔｈとは、当該波長における面内の屈折率の平均値と画素の厚み方向屈折率の差の値（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）と、画素の厚みｄ（μｍ）との積を１０００倍して求められる数値を表す。
【００４５】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、実施の形態はこれに限定されない。
【実施例】
【００４６】
（ブラックマトリクス層の作製）
ブラックマトリクス層形成用樹脂組成物をスリットコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、温度９０℃で６０秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行った。その後、マスクを用いてパターン露光を行い、現像工程を経た後、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行い、膜厚１μｍのブラックマトリクス層を形成した。ここで、ライン幅は２５μｍ、スペース幅は１００μｍである。
【００４７】
（実施例１）
（カラーフィルタ層の作製）
下記着色組成物をスリットコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、温度９０℃で６０秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行った。その後、マスクを用いた上で、３６５ｎｍバンドパスフィルタを介してパターン露光を行った。露光量は、全ての色で５０ｍＪ／ｃｍ２とした。更に現像工程を経た後、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行い、カラーフィルタ層を形成した。
カラーフィルタ層は、基板においてブラックマトリクス層により遮蔽されない開口部に、レッド、グリーン、ブルーの３色を隣り合う形で順に積層させた。また、厚みについては、全ての色について、２ミクロンで統一した。
最後に、３１２ｎｍバンドパスフィルタとワイヤグリッド型偏光板を介して基板全面を露光することで、液晶配向機能を誘起させた。露光量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
当該カラーフィルタ層を成膜した基板について厚み方向位相差Ｒｔｈを測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２７ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において−１８ｎｍ、青色画素部分は波長４５０ｎｍの光において２ｎｍであった。
【００４８】
着色組成物
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ４．０部
アゾベンゼン修飾アクリル樹脂 ６．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００４９】
（光学補償層１の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記光学補償配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００５０】
水平配向重合性液晶 １９．０部
（大日本インキ化学工業株式会社製「ＵＣＬ−０１７」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００５１】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いフォトマスクを介して各色領域毎に紫外線照射した。紫外線の照射量は、赤色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では２００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では１００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行った。
【００５２】
（配向膜の作製）
アゾベンゼン系光配向組成物を、前記光学補償層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が０．０２μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で１分間加熱乾燥した。
【００５３】
次に、超高圧水銀灯を用いて偏光板を介し、紫外線照射した。紫外線の照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００５４】
（光学補償層２の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００５５】
コレステリック重合性液晶 １９．０部
（メルク社製「ＲＭＳ」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００５６】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いて基板全面に紫外線照射した。紫外線の照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行うことで光学補償機能つきカラーフィルタ基板を得た。
【００５７】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１５ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９７ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１２ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００５８】
（実施例２）
（カラーフィルタ層の作製）
実施例１と同様に行った。
【００５９】
（光学補償層１の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記光学補償配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００６０】
水平配向重合性液晶 １９．０部
（大日本インキ化学工業株式会社製「ＵＣＬ−０１７」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００６１】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いて基板全面に紫外線照射した。紫外線の照射量は、２００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行った。
【００６２】
（配向層の作製）
実施例１と同様に行った。
（光学補償層２の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００６３】
コレステリック重合性液晶 １９．０部
（メルク社製「ＲＭＳ」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００６４】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いて基板全体に紫外線照射した。紫外線の照射量は、５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行うことで光学補償機能つきカラーフィルタ基板を得た。
【００６５】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および位相差薄膜の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において９０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において１０８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈは、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、３５０：１となった。
【００６６】
（実施例３）
（カラーフィルタ層の作製）
下記着色組成物をスリットコーターを用いてガラス基板上に塗布した後、温度９０℃で６０秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行った。その後、マスクを用いた上で、３６５ｎｍバンドパスフィルタを介してパターン露光を行った。露光量は、全ての色で５０ｍＪ／ｃｍ２とした。更に現像工程を経た後、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行い、カラーフィルタ層を形成した。
カラーフィルタ層は、基板においてブラックマトリクス層により遮蔽されない開口部に、レッド、グリーン、ブルーの３色を隣り合う形で順に積層させた。また、厚みについては、全ての色について、２ミクロンで統一した。
当該カラーフィルタ層を成膜した基板について厚み方向位相差Ｒｔｈを測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２７ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において−１８ｎｍ、青色画素部分は波長４５０ｎｍの光において２ｎｍであった。
【００６７】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 １０．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００６８】
配向層の作製と、光学補償層の作製を行う代わりに、基板の反対側に粘着層を介して、外付けフィルムのポジティブＡプレート、ネガティブＣプレートを積層させた。当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および位相差薄膜の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において９２ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において１０７ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈは、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、３５０：１となった。
【００６９】
ネガティブＣプレート：セルロース系樹脂フィルム １００ミクロン
ポジティブＡプレート：シクロオレフィン系樹脂フィルム ５０ミクロン
【００７０】
（実施例４）
カラーフィルタ層の作製における組成物が以下であることを除いて、実施例１と同様に実施した。
【００７１】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９５ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７２】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ４．０部
スチルベン修飾アクリル樹脂 ６．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００７３】
（実施例５）
カラーフィルタ層の作製における組成物が以下であることを除いて、実施例１と同様に実施した。
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２０８ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７４】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ２．０部
桂皮酸修飾アクリル樹脂 ８．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００７５】
（実施例６）
カラーフィルタ層の作製における組成物が以下であることを除いて、実施例１と同様に実施した。
【００７６】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１６ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８９ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２１０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２０９ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７７】
顔料分散液 ５０．０部
アクリル樹脂溶液 ２．０部
カルコン修飾アクリル樹脂 ８．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ３．０部
（新中村化学株式会社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤 １．８部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学株式会社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン １０．０部
【００７８】
（実施例７）
下記構成の通り、光学補償層の順番を入れ替えたこと以外は実施例１と同様に行った。
ガラス基板／ブラックマトリクス層／カラーフィルタ層／光学補償層１（ネガティブＣプレート）／配向膜／光学補償層２（ポジティブＡプレート）
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８８ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０５ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２０５ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００７９】
（実施例８）
カラーフィルタ層の作製までは実施例１と同様に行った。
【００８０】
（光学補償層１の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記カラーフィルタ層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得
た。
【００８１】
２軸重合性液晶 １９．０部
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００８２】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いフォトマスクを介して各色領域毎に偏光紫外線照射した。紫外線の照射量は、赤色画素領域では７００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では２００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行った。
【００８３】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において７０ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において５５ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において４５ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において２０５ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２０８ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２１０ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上で斜め４５度コントラストを測定したところ、５００：１となった。
【００８４】
（実施例９）
配向膜の作製までは実施例１と同様に行った。
【００８５】
（光学補償層２の作製）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た液晶化合物を、前記配向層の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が２．５μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥し液晶モノマー層を得た。
【００８６】
コレステリック重合性液晶 １９．０部
（メルク社製「ＲＭＳ」）
光重合開始剤 １．０部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤 ３．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７７．０部
【００８７】
次に当該液晶モノマー層に対し、超高圧水銀灯を用いフォトマスクを介して各色領域毎に紫外線照射した。紫外線の照射量は、赤色画素領域では１００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では８００ｍＪ／ｃｍ２とした。
更に、温度２３０℃で３０分間加熱することによりポストベークを行うことで光学補償機能つきカラーフィルタ基板を得た。
【００８８】
当該カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層および配向層、光学補償層の面内位相差Ｒｅの合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１１９ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において９９ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において８７ｎｍであった。厚み方向位相差Ｒｔｈの合計は、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１９２ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において２１０ｎｍ、青色画素部分は波長４９０ｎｍの光において２２２ｎｍとなった。ＶＡセルを作製した上
で斜め４５度コントラストを測定したところ、６５０：１となった。
【００８９】
（比較例１）
カラーフィルタ層の作製の際に、ポストベーク後、光照射による液晶配向機能の誘起を行わなかったこと以外は実施例１と同様に、カラーフィルタ層および光学補償層を備えたカラーフィルタ基板を作製した。すると、液晶化合物を前記カラーフィルタ層の上にスピンコーターで塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥した液晶モノマー層が白濁してしまい、所望の光学補償層が得られなかった。
【００９０】
上記の結果を表1にまとめた。
【００９１】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明したように、本発明は、液晶表示装置に対して有用であり、特に、斜めコントラストの向上すなわち表示の視野角の拡大を図る場合に適している。
【符号の説明】
【００９３】
１．ガラス基板
２．ブラックマトリクス層
３．配向膜
４．光学補償層１（ポジティブＡプレート）
５．配向層
６．光学補償層２（ネガティブＣプレート）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも重合性液晶化合物を配向させる液晶配向機能を有するカラーフィルタ層と、前記重合性液晶化合物を塗布、硬化させることによって形成した光学補償層と、をこの順に備えることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記カラーフィルタ層が、光照射により液晶配向機能を発現する有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記有機化合物がスチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記重合性液晶化合物の硬化物は、前記カラーフィルタ層を構成する色ごとに配向度が異なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板を用いてなる液晶表示装置。
【請求項１】
基板上に、少なくとも重合性液晶化合物を配向させる液晶配向機能を有するカラーフィルタ層と、前記重合性液晶化合物を塗布、硬化させることによって形成した光学補償層と、をこの順に備えることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記カラーフィルタ層が、光照射により液晶配向機能を発現する有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記有機化合物がスチルベン誘導体，アゾベンゼン誘導体，桂皮酸誘導体，カルコン誘導体のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記重合性液晶化合物の硬化物は、前記カラーフィルタ層を構成する色ごとに配向度が異なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板を用いてなる液晶表示装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２７８３３（Ｐ２０１１−２７８３３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１１３６（Ｐ２００９−１７１１３６）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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