JPH11337716A - Reflective color filter, method of manufacturing the same, and liquid crystal display - Google Patents

Reflective color filter, method of manufacturing the same, and liquid crystal display

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JPH11337716A
JPH11337716A JP13963398A JP13963398A JPH11337716A JP H11337716 A JPH11337716 A JP H11337716A JP 13963398 A JP13963398 A JP 13963398A JP 13963398 A JP13963398 A JP 13963398A JP H11337716 A JPH11337716 A JP H11337716A
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JP
Japan
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liquid crystal
pattern
layer
substrate
color filter
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Application number
JP13963398A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Itoi
健 糸井
Tsunero Oki
恒郎 大木
Makoto Sakakawa
誠 坂川
Shinji Ito
慎次 伊藤
Mizuhito Tani
瑞仁 谷
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】UV硬化性のコレステリック液晶などを利用し
た反射型カラーフィルタにおいて、十分な解像力、良好
な反射率、断面形状が垂直な反射型カラーフィルタ、そ
の製造方法、液晶表示装置を提供する。 【解決手段】基板1上に、パターン状凹部4、基板上全
面に光吸収層5、パターン状凹部にUV硬化性のコレス
テリック液晶層10が設けられている。基板1上にパタ
ーン状凹部4を設け、光吸収層5を設け、UV硬化性の
コレステリック液晶を配向させ充填し反射層10を設
け、フィルム6を設け、基板を加熱し、反射層の反射波
長を選択し、パターンを露光し、反射波長を固定し反射
層のパターンを形成する製造方法。上記反射型カラーフ
ィルタを用いた液晶表示装置。
(57) Abstract: A reflective color filter using a UV-curable cholesteric liquid crystal or the like, which has a sufficient resolution, good reflectance, and a vertical sectional shape, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display. Provide equipment. A pattern-shaped concave portion is provided on a substrate, a light-absorbing layer is provided on the entire surface of the substrate, and a UV-curable cholesteric liquid crystal layer is provided in the patterned concave portion. A pattern-shaped concave portion 4 is provided on a substrate 1, a light absorbing layer 5 is provided, a UV-curable cholesteric liquid crystal is oriented and filled, a reflective layer 10 is provided, a film 6 is provided, the substrate is heated, and a reflection wavelength of the reflective layer is provided. And exposing the pattern, fixing the reflection wavelength, and forming a pattern of the reflection layer. A liquid crystal display device using the reflective color filter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置などに用いる反射型カラーフィルタに関するものであ
り、特に反射率の高い反射型カラーフィルタ及びその製
造方法及び液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type color filter used in a reflection type liquid crystal display device and the like, and more particularly to a reflection type color filter having a high reflectance, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】反射型液晶表示装置などに用いる反射型
カラーフィルタとして、波長及び偏光選択性反射層を設
けた方法、例えば、UV硬化性のコレステリック液晶な
どを利用して反射層を設ける方法が提案されている。こ
の方法は、UV硬化性のコレステリック液晶などの分子
の配向を揃えることで高い反射率を得ることが出来るの
を利用したものである。この反射光の波長は液晶の温度
を制御することで選択することが出来るものである。こ
のため、UV硬化性のコレステリック液晶などは、単一
層であっても、各々の波長の温度に制御してパターンを
形成することにより、各々の波長が固定された複数色の
反射色パターンを形成することが可能となるものであ
る。
2. Description of the Related Art As a reflection type color filter used in a reflection type liquid crystal display device or the like, a method of providing a wavelength and polarization selective reflection layer, for example, a method of providing a reflection layer using a UV curable cholesteric liquid crystal or the like is known. Proposed. This method utilizes the fact that a high reflectance can be obtained by aligning the orientation of molecules such as UV-curable cholesteric liquid crystal. The wavelength of the reflected light can be selected by controlling the temperature of the liquid crystal. For this reason, even in the case of a single layer of a UV-curable cholesteric liquid crystal or the like, by forming a pattern by controlling the temperature at each wavelength, a reflection color pattern of a plurality of colors with each wavelength fixed is formed. It is possible to do.

【0003】これまで提案されている方法としては、例
えば、液晶の配向方向を揃えるため、二枚のガラス基板
でUV硬化性のコレステリック液晶などを挟み、加熱し
ながら圧力をかけ、全体を均一に配向させ、続いて、必
要な波長を反射する温度まで加熱した状態でパターンを
露光し、必要な波長の反射層パターンを得る方法があ
る。しかし、このような方法においては、露光の際のガ
ラス基板の厚み分の間隙が大きく、十分な解像力をもっ
たパターンが得られないといった問題がある。
As a method proposed so far, for example, in order to align the orientation of liquid crystal, a UV-curable cholesteric liquid crystal or the like is sandwiched between two glass substrates, pressure is applied while heating, and the whole is made uniform. There is a method of aligning and subsequently exposing the pattern while heating to a temperature that reflects the required wavelength to obtain a reflective layer pattern of the required wavelength. However, such a method has a problem that a gap corresponding to the thickness of the glass substrate at the time of exposure is large and a pattern having a sufficient resolution cannot be obtained.

【0004】また、別な方法としては、例えば、基板上
に感光性ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィ法により光吸収層を所定のパターン状凹部に形成し、
UV硬化性のコレステリック液晶などをパターン状凹部
に埋め込み、続いて、必要な波長を反射する温度まで加
熱した状態でパターンを露光し、必要な波長の反射層パ
ターンを得る方法がある。しかし、このような方法にお
いては、凹部の膜厚精度及び平坦精度が悪く、例えば、
凹部の底面の表面粗さ(Ra)は,約200〜300Å
程度であるため、凹部に埋め込まれたUV硬化性のコレ
ステリック液晶などの配向方向が揃わず、良好な反射率
を得ることが出来ないといった問題がある。また、パタ
ーン状凹部の壁面の断面形状を垂直にすることが出来な
いといった問題がある。
[0004] As another method, for example, a photosensitive black resist is applied on a substrate, and a light absorbing layer is formed in a predetermined pattern-shaped concave portion by a photolithography method.
There is a method of embedding a UV-curable cholesteric liquid crystal or the like in a pattern-shaped concave portion and then exposing the pattern while heating to a temperature that reflects a required wavelength to obtain a reflective layer pattern of a required wavelength. However, in such a method, the film thickness accuracy and flatness accuracy of the concave portion are poor, for example,
The surface roughness (Ra) of the bottom surface of the concave portion is about 200 to 300 mm.
Therefore, there is a problem that the alignment direction of the UV-curable cholesteric liquid crystal or the like embedded in the concave portion is not uniform, and it is not possible to obtain a good reflectance. Further, there is a problem that the cross-sectional shape of the wall surface of the pattern-shaped concave portion cannot be made vertical.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、波長及び偏
光選択性反射層を利用した反射型カラーフィルタ、例え
ば、UV硬化性のコレステリック液晶などを利用した反
射型カラーフィルタにおいて、十分な解像力をもったパ
ターンが得られ、配向方向が揃い良好な反射率が得ら
れ、また、パターン状凹部の壁面の断面形状が垂直な反
射型カラーフィルタ、及びその製造方法、及びその反射
型カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供するもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a reflective color filter using a wavelength- and polarization-selective reflective layer, such as a reflective color filter using a UV-curable cholesteric liquid crystal. A reflective color filter is obtained in which a patterned pattern is obtained, the orientation direction is uniform, good reflectance is obtained, and the cross-sectional shape of the wall surface of the pattern-shaped concave portion is vertical, and the method for producing the same and the reflective color filter are used. A liquid crystal display device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも、
基板上に、パターン状凹部、該基板上及び該パターン状
凹部の底部上に光吸収層、該パターン状凹部の底部上の
光吸収層上に波長及び偏光選択性反射層が設けられてい
ることを特徴とする反射型カラーフィルタである。ま
た、本発明は、上記発明の反射型カラーフィルタにおい
て、前記波長及び偏光選択性反射層がUV硬化性のコレ
ステリック液晶又はカイラルネマティック液晶であるこ
とを特徴とする反射型カラーフィルタである。
Means for Solving the Problems The present invention provides at least:
On the substrate, a patterned concave portion, a light absorbing layer on the substrate and on the bottom of the patterned concave portion, and a wavelength and polarization selective reflection layer on the light absorbing layer on the bottom of the patterned concave portion are provided. Is a reflection type color filter. Further, the present invention is the reflective color filter according to the above invention, wherein the wavelength and polarization selective reflection layer is a UV-curable cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal.

【0007】また、本発明は、(1)基板上にパターン
状凹部を設ける工程、(2)該パターン状凹部が設けら
れた基板上の全面に光吸収層を設ける工程、(3)該光
吸収層が設けられたパターン状凹部に、UV硬化性のコ
レステリック液晶又はカイラルネマティック液晶を圧力
を加え配向させつつ充填し反射層を設け、フィルムを貼
り合わせる工程、(4)該反射層が設けられ、フィルム
を貼り合わせられた基板を加熱し、温度を制御し、反射
層の反射波長を選択し、パターンを露光し、反射波長が
固定された反射層のパターンを形成する工程、(5)上
記(4)の工程を必要とする色毎に繰り返す工程、を含
む反射型カラーフィルタの製造方法である。
Further, the present invention provides (1) a step of providing a pattern-shaped concave portion on a substrate, (2) a step of providing a light-absorbing layer on the entire surface of the substrate provided with the patterned concave portion, and (3) a step of forming the light-absorbing layer. A step of applying a UV curable cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal to the patterned concave portion provided with the absorbing layer while applying pressure to orient the liquid crystal to form a reflective layer, and bonding a film; and (4) providing the reflective layer. Heating the substrate with the film attached thereto, controlling the temperature, selecting the reflection wavelength of the reflection layer, exposing the pattern, and forming a pattern of the reflection layer having a fixed reflection wavelength; This is a method of manufacturing a reflection type color filter including a step of repeating the step (4) for each required color.

【0008】また、本発明は、上記発明の反射型カラー
フィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置であ
る。
Further, the present invention is a liquid crystal display device using the reflection type color filter of the above invention.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に本発明による反射型カラー
フィルタ及びその製造方法を、その実施形態に基づいて
詳細に説明する。図1は、本発明による反射型カラーフ
ィルタの一実施例を断面にて示す説明図である。図1に
おいて、基板(1)上には、パターン状凹部(4)が形
成されており、このパターン状凹部(4)の底部上及び
基板(1)上のパターン状凹部(4)が形成されていな
い部分、すなわち、基板(1)上の全面には、光吸収層
(5)が設けられている。また、パターン状凹部(4)
の底部上の光吸収層(5)上には、青色、緑色、赤色反
射層(10B、10G、10R)が設けられており、こ
の反射層(10B、10G、10R)及び光吸収層
(5)が反射型カラーフィルタとして機能するものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a reflective color filter and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiments. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a cross section of an embodiment of the reflection type color filter according to the present invention. In FIG. 1, a patterned recess (4) is formed on a substrate (1), and a patterned recess (4) is formed on the bottom of the patterned recess (4) and on the substrate (1). A light absorbing layer (5) is provided on a portion that is not provided, that is, on the entire surface of the substrate (1). In addition, a pattern-shaped recess (4)
A blue, green, and red reflective layer (10B, 10G, 10R) is provided on the light absorbing layer (5) on the bottom of the light absorbing layer (5B). ) Functions as a reflective color filter.

【0010】図2は、本発明による反射型カラーフィル
タの機能を断面にて示す説明図である。図2において、
外部からの入射光(Ii )は、反射層(10)に入射す
るとその一部が、波長(色)が選択された反射光
(Re )として外部へ射出し、また、一部が、透過光
(Tr )として反射層(10)を透過し、パターン状凹
部(4)の底部の上にある光吸収層(5)にて吸収され
るようになっている。また、基板(1)上のパターン状
凹部(4)が形成されていない部分に設けられている光
吸収層(5)は、遮光層として、反射型カラーフィルタ
のブラックマトリックスの機能をもっているものであ
る。
FIG. 2 is an explanatory view showing a cross section of the function of the reflection type color filter according to the present invention. In FIG.
When the incident light (I i ) from the outside enters the reflective layer (10), a part of the light is emitted to the outside as reflected light (R e ) whose wavelength (color) is selected, and a part is The light is transmitted through the reflective layer (10) as transmitted light (T r ), and is absorbed by the light absorbing layer (5) on the bottom of the pattern-shaped concave portion (4). The light absorbing layer (5) provided on the portion of the substrate (1) where the pattern-shaped concave portion (4) is not formed has a function of a black matrix of a reflective color filter as a light shielding layer. is there.

【0011】この反射層(10)は、波長及び偏光選択
性反射層であり、波長及び偏光選択性反射層は、例え
ば、コレステリック液晶のように、入射光は右旋光と左
旋光の二つの円偏光に分かれ、一方は散乱反射し他方は
透過し、この散乱反射した光の波長(色)は温度によっ
て大きく変化するといった性質を有するものである。
The reflection layer (10) is a wavelength- and polarization-selective reflection layer. The wavelength- and polarization-selective reflection layer is, for example, a cholesteric liquid crystal in which incident light is divided into right-handed light and left-handed light. The light is divided into circularly polarized light, one of which is scattered and reflected and the other is transmitted, and has a property that the wavelength (color) of the scattered reflected light greatly changes with temperature.

【0012】本発明における光吸収層としては、例え
ば、黒色樹脂組成物、黒色金属(CrO2 )などが用い
られ、また、反射層としては、例えば、UV硬化性のコ
レステリック液晶又はカイラルネマティック液晶などが
用いられるものである。
As the light absorbing layer in the present invention, for example, a black resin composition or a black metal (CrO 2 ) is used. As the reflecting layer, for example, a UV-curable cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal is used. Is used.

【0013】図3(イ)〜(ト)は、本発明における反
射型カラーフィルタの製造工程を示す説明図である。図
3(イ)に示すように、基板(1)としては、表示装置
などに用いられものであれば特に制限はなく、例えば、
無アルカリガラス、ソーダガラスなどのガラス基板を用
いることができる。
FIGS. 3A to 3G are explanatory views showing the steps of manufacturing the reflection type color filter of the present invention. As shown in FIG. 3A, the substrate (1) is not particularly limited as long as it is used for a display device or the like.
A glass substrate such as alkali-free glass and soda glass can be used.

【0014】基板(1)上のパターン状凹部は、例え
ば、エッチング法により形成することができる。フォト
レジストをエッチングレジストとするものであり、エッ
チング液に耐性のある材料であればフォトレジストはネ
ガ型、ポジ型のいずれでもよい。具体的には、ゴム系フ
ォトレジスト、例えば、東京応化工業(株)製、商品名
OMR−85が好適なものである。このフォトレジスト
層にパターンを露光・現像しエッチングレジストパター
ンを得る。
The pattern-shaped concave portions on the substrate (1) can be formed by, for example, an etching method. The photoresist is used as an etching resist, and the photoresist may be either a negative type or a positive type as long as the material is resistant to an etchant. Specifically, a rubber-based photoresist, for example, OMR-85 (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is preferable. A pattern is exposed and developed on this photoresist layer to obtain an etching resist pattern.

【0015】続いて、ガラスエッチングインキを用いて
エッチングし、図3(ロ)に示すように、パターン状凹
部(4)を形成する。ガラスエッチングインキは、フッ
化カルシウム、フッ化アルミニウムソーダなどのフッ化
物と塩酸、硫酸などの酸を混合したものである。エッチ
ングをする場合は、基板(1)及びガラスエッチングイ
ンキを加熱してもよい。エッチングの深さは10〜20
μm程度が好ましいものである。エッチング後、ガラス
エッチングインキを水洗して流し、エッチングレジスト
を剥離液で剥離除去する。
Subsequently, etching is performed using a glass etching ink to form a pattern-shaped concave portion (4) as shown in FIG. The glass etching ink is a mixture of a fluoride such as calcium fluoride and aluminum fluoride soda and an acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid. When etching, the substrate (1) and the glass etching ink may be heated. Etching depth is 10-20
About μm is preferable. After the etching, the glass etching ink is washed with water and then flown, and the etching resist is stripped and removed with a stripping solution.

【0016】次に、パターン状凹部(4)が形成された
基板(1)上に光吸収層(5)を設ける。図3(ハ)に
示すように、光吸収層(5)は黒色樹脂組成物の塗布、
或いは黒色金属(CrO2 )の蒸着などにより基板上の
全面に設ける。続いて、この光吸収層(5)が設けられ
た基板を加熱しながら、UV硬化性のコレステリック液
晶又はカイラルネマティック液晶を滴下し、ロールプレ
ス機、或いはスキージなどを用いてシェアをかけながら
パターン状凹部(4)に埋め込み、フィルム(6)など
を貼り合わせ、図3(ニ)に示すように反射層(10)
を設ける。
Next, a light absorbing layer (5) is provided on the substrate (1) on which the pattern-shaped concave portions (4) are formed. As shown in FIG. 3C, the light absorbing layer (5) is formed by applying a black resin composition,
Alternatively, a black metal (CrO 2 ) is provided on the entire surface of the substrate by vapor deposition or the like. Subsequently, a UV-curable cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal is dropped while heating the substrate on which the light absorbing layer (5) is provided, and the pattern is formed by applying a shear using a roll press or a squeegee. It is embedded in the concave portion (4), and a film (6) or the like is bonded thereto, and as shown in FIG.
Is provided.

【0017】ロールなどの材料としては、光吸収層
(5)に傷などを付けないように、ウレタンゴム、シリ
コンゴムなどの十分に柔軟な材料が用いられる。このよ
うにロールプレス機による埋め込みを行うことで、UV
硬化性のコレステリック液晶又はカイラルネマティック
液晶にはロールの回転方向にシェアがかかり液晶分子の
配向方向が揃い良好な反射率が得られるものとなる。ま
た、配向方向を更に揃えたい際には、UV硬化性のコレ
ステリック液晶又はカイラルネマティック液晶を埋め込
む前に、予めパターン状凹部(4)の底部の光吸収層
(5)上に配向膜を形成し、ロールの回転方向に合わせ
ラビング処理をしておくことができる。
As a material for the roll or the like, a sufficiently flexible material such as urethane rubber or silicon rubber is used so as not to damage the light absorbing layer (5). By embedding with a roll press machine in this way, UV
The curable cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal is given a share in the rotation direction of the roll, so that the orientation directions of the liquid crystal molecules are uniform and a good reflectance can be obtained. To further align the alignment direction, an alignment film is formed on the light absorbing layer (5) at the bottom of the pattern-shaped concave portion (4) before embedding the UV-curable cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal. A rubbing process can be performed according to the rotation direction of the roll.

【0018】続いて、反射層(10)に所望の波長の反
射特性を持たせる。図3(ホ)に示すように、反射層
(10)が設けられ、フィルム(6)などが貼り合わさ
れた基板を加熱(30)し、UV露光(20)をするも
のである。この際、加熱温度は用いるUV硬化性のコレ
ステリック液晶又はカイラルネマティック液晶の種類、
所望の波長によって定めるものである。UV硬化性のコ
レステリック液晶又はカイラルネマティック液晶とし
て、例えば、WACKER社製、品番TC3947Lの
場合には、加熱温度を各々95℃、70℃、45℃に設
定すると、反射波長は各々465nm、545nm、6
20nmに変化する。すなわち、例えば、基板を95℃
に加熱し保持することで波長465nmを中心とした反
射光が選択されたものとなる。
Subsequently, the reflection layer (10) is provided with reflection characteristics of a desired wavelength. As shown in FIG. 3E, the substrate on which the reflective layer (10) is provided and the film (6) and the like are bonded is heated (30) and subjected to UV exposure (20). At this time, the heating temperature depends on the type of UV-curable cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal used,
It is determined by a desired wavelength. As a UV-curable cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal, for example, in the case of product number TC3947L manufactured by WACKER, when the heating temperature is set to 95 ° C., 70 ° C., and 45 ° C., respectively, the reflection wavelengths are 465 nm, 545 nm, and 6 nm.
It changes to 20 nm. That is, for example, the substrate is set at 95 ° C.
And the reflected light centered on the wavelength of 465 nm is selected.

【0019】そして、この温度を保持したまま、反射層
(10)に所望のパターン形状の、例えば、上記パター
ン状凹部(4)の形状のフォトマスク(8)を用いてU
V露光(20)をする。このUV露光された部分の上記
液晶は、開始剤が発生させるラジカルによるコレステリ
ック液晶の側鎖での重合反応によって液晶のピッチが固
定され、以後温度を変化させても反射光の波長は変化せ
ず波長が固定されたものとなる。このようにして、図3
(ホ)、(ヘ)に示す、波長465nmを中心とした反
射光を反射する反射特性を持った青色反射層(10B)
が形成される。
Then, while maintaining this temperature, a U-shaped photomask (8) having a desired pattern shape, for example, the pattern-shaped concave portion (4) is formed on the reflective layer (10).
V exposure (20) is performed. In the UV-exposed portion of the liquid crystal, the pitch of the liquid crystal is fixed by the polymerization reaction in the side chain of the cholesteric liquid crystal by the radical generated by the initiator, and the wavelength of the reflected light does not change even if the temperature is changed thereafter. The wavelength is fixed. Thus, FIG.
(E) A blue reflective layer (10B) having a reflection characteristic of reflecting light having a wavelength of 465 nm as a center, as shown in (f).
Is formed.

【0020】一方、UV露光がされていない未露光部
は、重合反応をしていないので、加熱温度を異なった温
度に設定すると、異なった反射波長に変化する性質が残
されている。すなわち、所望の色毎に異なった温度に設
定し、上記の工程を所望の色毎に繰り返することにより
図3(ト)に示すように、反射型カラーフィルタを得る
ことができるものである。
On the other hand, since the unexposed portion which has not been subjected to UV exposure has not undergone a polymerization reaction, there is a property that when the heating temperature is set to a different temperature, the reflected wavelength changes to a different one. That is, by setting a different temperature for each desired color and repeating the above steps for each desired color, a reflection type color filter can be obtained as shown in FIG.

【0021】[0021]

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below.

【0022】<実施例1>コーニング社製、無アルカリ
ガラス(品番7059)、大きさ100mm×100m
m,厚さ0.7mmの基板上に、東京応化工業(株)
製、商品名OMR−83を1000r.p.mで10秒
間スピンコートし、100℃で30分間乾燥させ、厚さ
約1μmのフォトレジスト層を得た。次に、線幅約10
μm、ピッチ約100μmのストライプ状パターンのフ
ォトマスクを用いて30mJ/cm2 のUV露光を行っ
た。
Example 1 Alkali-free glass (product number 7059) manufactured by Corning Incorporated, size 100 mm × 100 m
m, 0.7 mm thick substrate on a substrate of Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Manufactured by OMR-83 under the trade name of 1000r. p. m for 10 seconds, and dried at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a photoresist layer having a thickness of about 1 μm. Next, a line width of about 10
UV exposure of 30 mJ / cm 2 was performed using a photomask having a stripe pattern with a pitch of about 100 μm.

【0023】UV露光後、テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシドの1%水溶液に60秒間浸漬して現像し、基
板上にエッチングレジストパターンを得た。続いて、ガ
ラスエッチングインキを用いてエッチングを行った。ガ
ラスエッチングインキとしてDECA社製、品名GLA
SSETCHを5g滴下し、200r.p.mで30秒
間スピンコートし、50℃で20分間エッチングした。
エッチング後、純水にてガラスエッチングインキを洗浄
し、ジメチルスルホキシドにてエッチングレジストパタ
ーンを除去し、基板上にパターン状凹部を形成した。得
られたパターン状凹部の深さは、約11μmであった。
また、パターン状凹部の底面の表面粗さ(Ra)は,約
50Å程度であった。
After the UV exposure, the substrate was immersed in a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds and developed to obtain an etching resist pattern on the substrate. Subsequently, etching was performed using a glass etching ink. GLA made by DECA as glass etching ink
5 g of SSETCH was dropped, and 200 r. p. m for 30 seconds and etched at 50 ° C. for 20 minutes.
After the etching, the glass etching ink was washed with pure water, the etching resist pattern was removed with dimethyl sulfoxide, and a pattern-shaped concave portion was formed on the substrate. The depth of the obtained patterned concave portion was about 11 μm.
The surface roughness (Ra) of the bottom surface of the pattern-shaped concave portion was about 50 °.

【0024】次に、パターン状凹部が形成された基板上
に光吸収層を設けた。光吸収層としては感光性黒色樹脂
組成物を用いた。富士フィルムオーリン(株)社製、品
番CK7000をスピンコートし、70℃で20分間乾
燥させ、厚さ約1μmの感光性黒色樹脂組成物層を得
た。この層に300mJ/cm2 のUV露光を行い、現
像液(品番CD)に10分間浸漬して現像し、純水にて
洗浄後、230℃で60分間焼成し、基板上の全面に光
吸収層を形成した。
Next, a light absorbing layer was provided on the substrate on which the pattern-shaped concave portions were formed. As the light absorbing layer, a photosensitive black resin composition was used. CK7000 manufactured by Fuji Film Ohrin Co., Ltd. was spin-coated and dried at 70 ° C. for 20 minutes to obtain a photosensitive black resin composition layer having a thickness of about 1 μm. This layer is exposed to UV light of 300 mJ / cm 2 , immersed in a developer (product number CD) for 10 minutes, developed, washed with pure water, baked at 230 ° C. for 60 minutes, and light-absorbed on the entire surface of the substrate. A layer was formed.

【0025】この基板をロールプレス機の定盤上で約8
0℃に加熱しながら、基板の一端にストライプ状に反射
層の材料としてUV硬化性コレステリック液晶(コレス
テリック液晶:WACKER社製、品番TC3947L
・・5.0重量部、開始剤:Irg907・・0.2重
量部、溶剤:トルエン・・5.0重量部で構成)を5g
滴下し、圧力をかけながらパターン状凹部に埋め込み、
フィルムを貼り合わせた。このようにロールプレス機に
よる埋め込みを行うことで、UV硬化性のコレステリッ
ク液晶はロールの回転方向にシェアがかかり液晶分子の
配向方向が揃ったものとなる。
This substrate is placed on a platen of a roll press machine for about 8 hours.
While heating to 0 ° C., a UV-curable cholesteric liquid crystal (cholesteric liquid crystal: manufactured by WACKER, part number TC3947L) is used as a material for a reflective layer in a stripe shape on one end of the substrate.
5.0 parts by weight, initiator: Irg907 0.2 parts by weight, solvent: toluene 5.0 parts by weight), 5 g
Drop it and bury it in the pattern concave part while applying pressure,
The films were laminated. By embedding with a roll press machine in this manner, the UV-curable cholesteric liquid crystal is given a share in the roll rotation direction and the liquid crystal molecules are aligned in the same direction.

【0026】続いて、基板を95℃に加熱保持し、波長
465nmを中心とした反射光を選択した状態で、青色
パターン用フォトマスクを用いて100mJ/cm2
UV露光を行った。同様に、基板を70℃に加熱保持
し、波長545nmを中心とした反射光を選択した状態
で、緑色パターン用フォトマスクを用いて100mJ/
cm2 のUV露光を行った。また、同様に、基板を45
℃に加熱保持し、波長620nmを中心とした反射光を
選択した状態で、赤色パターン用フォトマスクを用いて
100mJ/cm2 のUV露光を行った。UV露光後に
フィルムを剥離し、青色パターン、緑色パターン、赤色
パターンからなる反射型カラーフィルタを得た。
Subsequently, the substrate was heated and held at 95 ° C., and a UV exposure of 100 mJ / cm 2 was performed using a blue pattern photomask in a state where reflected light having a wavelength of 465 nm was selected. Similarly, the substrate was heated and held at 70 ° C., and reflected light having a wavelength of 545 nm as a center was selected.
A cm 2 UV exposure was performed. Similarly, 45
The sample was heated to and maintained at a temperature of ° C., and a UV exposure of 100 mJ / cm 2 was performed using a red pattern photomask in a state where reflected light having a wavelength of 620 nm as a center was selected. After the UV exposure, the film was peeled off to obtain a reflective color filter having a blue pattern, a green pattern, and a red pattern.

【0027】得られた反射型カラーフィルタのブラック
マトリックスの線幅は約10μmの微細なものであり、
反射率は青色、緑色、赤色の各々が約70%、約75
%、約80%と良好なものであり、また、パターン状凹
部の壁面の断面形状は垂直なものであった。また、この
反射型カラーフィルタを用いて作製した液晶表示装置の
表示品質は良好なものであった。
The line width of the black matrix of the obtained reflection type color filter is as fine as about 10 μm.
The reflectance is about 70% for each of blue, green and red, and about 75 for each.
%, About 80%, and the cross-sectional shape of the wall surface of the pattern-shaped concave portion was vertical. Further, the display quality of the liquid crystal display device manufactured using the reflection type color filter was good.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、基板上に、パターン状凹部、
基板上及びパターン状凹部の底部上に光吸収層、パター
ン状凹部の底部上の光吸収層上に波長及び偏光選択性反
射層が設けられているので、十分な解像力をもった、良
好な反射率の、また、パターン状凹部の壁面の断面形状
が垂直な反射型カラーフィルタが得られる。また、本発
明は、基板上にパターン状凹部を設け、パターン状凹部
が設けられた基板上の全面に光吸収層を設け、パターン
状凹部に波長及び偏光選択性反射層を設け、フィルムを
貼り合わせ、基板を加熱し、温度を制御し、反射層の反
射波長を選択し、パターンを露光し、反射波長が固定さ
れた反射層のパターンを形成する、反射型カラーフィル
タの製造方法であるので、十分な解像力をもった、良好
な反射率の、また、パターン状凹部の壁面の断面形状が
垂直な反射型カラーフィルタを製造することができる。
また、本発明は、上記発明の反射型カラーフィルタを用
いることにより、十分な解像力をもった、良好な反射率
の液晶表示装置が得られる。
According to the present invention, a pattern-shaped concave portion is formed on a substrate.
The light-absorbing layer is provided on the substrate and on the bottom of the pattern-shaped concave portion, and the wavelength and polarization-selective reflective layer is provided on the light-absorbing layer on the bottom of the patterned concave portion. A reflection type color filter having a high ratio and a vertical cross section of the wall surface of the pattern-shaped concave portion can be obtained. Further, the present invention provides a patterned concave portion on a substrate, a light absorbing layer is provided on the entire surface of the substrate provided with the patterned concave portion, a wavelength and polarization selective reflection layer is provided in the patterned concave portion, and a film is attached. It is a method of manufacturing a reflection type color filter, in which a substrate is heated, a temperature is controlled, a reflection wavelength of a reflection layer is selected, a pattern is exposed, and a pattern of a reflection layer having a fixed reflection wavelength is formed. It is possible to manufacture a reflection type color filter having a sufficient resolving power, a good reflectance, and a vertical cross section of the wall surface of the pattern-shaped concave portion.
Further, according to the present invention, by using the reflection type color filter of the above invention, a liquid crystal display device having a sufficient resolution and a good reflectance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による反射型カラーフィルタの一実施例
を断面で示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a cross section of an embodiment of a reflection type color filter according to the present invention.

【図2】本発明による反射型カラーフィルタの機能を断
面にて示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a cross section of the function of the reflection type color filter according to the present invention.

【図3】(イ)〜(ト)は、本発明による反射型カラー
フィルタの製造工程の一実施例を断面で示す説明図であ
る。
FIGS. 3A to 3G are cross-sectional views illustrating one embodiment of a process for manufacturing a reflective color filter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板 4…パターン状凹部 5…光吸収層 6…フィルム 8…マスク 10…反射層 10B…青色反射層 10G…緑色反射層 10R…赤色反射層 Ii …入射光 Re …反射光 Tr …透過光 20…UV照射 30…加熱DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 4 ... Pattern concave part 5 ... Light absorption layer 6 ... Film 8 ... Mask 10 ... Reflection layer 10B ... Blue reflection layer 10G ... Green reflection layer 10R ... Red reflection layer Ii ... Incident light Re ... Reflected light Tr ... Transmitted light 20 ... UV irradiation 30 ... Heating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 慎次 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 谷 瑞仁 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shinji Ito 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Inside Toppan Printing Co., Ltd. (72) Inventor Mizunin Tani 1-15-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも、基板上に、パターン状凹部、
該基板上及び該パターン状凹部の底部上に光吸収層、該
パターン状凹部の底部上の光吸収層上に波長及び偏光選
択性反射層が設けられていることを特徴とする反射型カ
ラーフィルタ。
At least a pattern-shaped concave portion is provided on a substrate.
A reflection type color filter, wherein a light absorbing layer is provided on the substrate and on the bottom of the pattern-shaped recess, and a wavelength and polarization selective reflection layer is provided on the light absorption layer on the bottom of the pattern-shaped recess. .
【請求項2】前記波長及び偏光選択性反射層がUV硬化
性のコレステリック液晶又はカイラルネマティック液晶
であることを特徴とする請求項1記載の反射型カラーフ
ィルタ。
2. The reflection type color filter according to claim 1, wherein said wavelength and polarization selective reflection layer is a UV-curable cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal.
【請求項3】(1)基板上にパターン状凹部を設ける工
程、 (2)該パターン状凹部が設けられた基板上の全面に光
吸収層を設ける工程、 (3)該光吸収層が設けられたパターン状凹部に、UV
硬化性のコレステリック液晶又はカイラルネマティック
液晶を圧力を加え配向させつつ充填し反射層を設け、フ
ィルムを貼り合わせる工程、 (4)該反射層が設けられ、フィルムを貼り合わせられ
た基板を加熱し、温度を制御し、反射層の反射波長を選
択し、パターンを露光し、反射波長が固定された反射層
のパターンを形成する工程、 (5)上記(4)の工程を必要とする色毎に繰り返す工
程、を含む反射型カラーフィルタの製造方法。
And (3) providing a light-absorbing layer on the entire surface of the substrate provided with the patterned recess; and (3) providing the light-absorbing layer. UV on the patterned recesses
Curable cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal is filled while applying pressure and aligned to form a reflective layer, and a film is bonded; (4) heating the substrate provided with the reflective layer and bonding the film, Controlling the temperature, selecting the reflection wavelength of the reflection layer, exposing the pattern, and forming a pattern of the reflection layer having a fixed reflection wavelength. (5) For each color requiring the above step (4) A method of manufacturing a reflection type color filter including a step of repeating.
【請求項4】請求項1、又は請求項2記載の反射型カラ
ーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
4. A liquid crystal display device using the reflection type color filter according to claim 1.
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