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JP2587627B2 - Chiral smectic liquid crystal device - Google Patents

Chiral smectic liquid crystal device

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JP2587627B2
JP2587627B2 JP62014923A JP1492387A JP2587627B2 JP 2587627 B2 JP2587627 B2 JP 2587627B2 JP 62014923 A JP62014923 A JP 62014923A JP 1492387 A JP1492387 A JP 1492387A JP 2587627 B2 JP2587627 B2 JP 2587627B2
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JP
Japan
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liquid crystal
color filter
chiral smectic
smectic liquid
ferroelectric liquid
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英昭 高尾
美樹 田村
優 神尾
辰雄 村田
信行 関村
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Canon Inc
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Priority to US08/238,345 priority patent/US5398126A/en
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッターアレイ
等のカイラルスメクティック液晶素子に関し、更に詳し
くは、液晶分子の初期配向状態を改善することにより配
向欠陥のない均一なモノドメインの液晶相を得、表示な
らびに駆動特性を改善したカラーフィルターを有するカ
イラルスメクティック液晶素子に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chiral smectic liquid crystal device such as a liquid crystal display device or a liquid crystal-light shutter array, and more particularly, to improving the initial alignment state of liquid crystal molecules. The present invention relates to a chiral smectic liquid crystal device having a color filter having a uniform monodomain liquid crystal phase free from alignment defects and having improved display and driving characteristics.

[従来の技術] 従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(M.
Schadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)著
“アプライド・フィジックス・レターズ”(“Appplied
Physics Letters")第18巻、第4号(1971年2月15日
発行)、第127頁〜128頁の“ボルテージ・ディペンダン
ト・オプティカル・アクティビティー・オブ・ア・ツイ
ステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル(“Volt
age Dependent Optical Activity of a Twisted Nemati
c Liquid Crystal")に示されたツイステッド・ネマチ
ック(Twisted Nematic)液晶を用いたものが知られて
いる。このTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電
極構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生す
る問題点があるため、画素数が制限されていた。
[Prior art] As a conventional liquid crystal element, for example, M. Shut (M.
“Applied Physics Letters” by Schadt and W. Helfrich (“Appplied
Physics Letters ", Volume 18, Issue 4 (issued February 15, 1971), pp. 127-128," Voltage Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal ( “Volt
age Dependent Optical Activity of a Twisted Nemati
c Liquid Crystal "), which use a twisted nematic liquid crystal. This TN liquid crystal is used in a time-division driving method using a matrix electrode structure with a high pixel density. Since there is a problem that a talk occurs, the number of pixels is limited.

また、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング
素子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示
素子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成
することが難しい問題点がある。
Further, a display element of a type in which a switching element formed by a thin film transistor is connected to each pixel and switching is performed for each pixel is known, but a process of forming a thin film transistor on a substrate is extremely complicated, and a large-area display element is required. There are problems that are difficult to create.

これらの問題点を解決するものとして、クラーク(Cl
ark)等により米国特許第4,367,924号明細書で強誘電性
液晶素子が提案されている。
To solve these problems, Clark (Cl
ark) et al. in U.S. Pat. No. 4,367,924 propose a ferroelectric liquid crystal device.

第2図は強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。21aと21bは、In2O3、SnO
2やITO(Indium Tin Oxide)等の薄膜からなる透明電極
で被覆された基板(ガラス板)であり、その間に複数の
液晶分子層22がガラス面に垂直になる様に配向したSmC
相またはSmH相の液晶が封入されている。太線で示
した線23が液晶分子を表わしており、この液晶分子23
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント
(P)24を有している。基板21aと21b上の電極間に一
定の閾値以上の電圧を印加すと、液相分子23のらせん構
造がほどけ、双極子モーメント(P)24はすべて電界
方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変えることが
できる。液晶分子23は細長い形状を有しており、その長
軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えば
ガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置関係に配置
して偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が
変わる液晶光学変調素子となることは容易に理解され
る。
FIG. 2 schematically illustrates an example of a cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal. 21a and 21b are In 2 O 3 , SnO
2 or a substrate (glass plate) covered with a transparent electrode made of a thin film such as ITO (Indium Tin Oxide), in which a plurality of liquid crystal molecular layers 22 are oriented so as to be perpendicular to the glass surface.
* Phase or SmH * phase liquid crystal is enclosed. A bold line 23 represents a liquid crystal molecule.
Has a dipole moment ( P⊥ ) 24 in the direction perpendicular to the molecule. When a voltage equal to or higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid phase molecules 23 is released, and the dipole moment ( P⊥ ) 24 is directed to the direction of the electric field. The orientation direction can be changed. The liquid crystal molecules 23 have a slender shape and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction. Therefore, for example, the polarizer can be placed above and below the glass surface in a crossed Nicols positional relationship. For example, it is easily understood that a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the voltage application polarity is obtained.

本発明の強誘電性液晶素子で好ましく用いられる液晶
セルは、その厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)する
ことができる。このように液晶相が薄くなるにしたが
い、第3図に示すように電界を印加していない状態でも
液晶分子のらせん構造はほどけ、非らせん構造となり、
その双極子モーメントPa又はPbは上向き(34a)又は下
向き(34b)のどちらかの状態をとる。このようなセル
に、第3図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電
界EaまたはEbを付与すると、双極子モーメントは、電界
Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向き34a又は、下
向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第一の
安定状態33a、あるいは第二の安定状態33bの何れか一方
ひ配向する。
The thickness of the liquid crystal cell preferably used in the ferroelectric liquid crystal device of the present invention can be made sufficiently thin (for example, 10 μm or less). As shown in FIG. 3, as the liquid crystal phase becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules is unwound and becomes non-helical even when no electric field is applied.
The dipole moment Pa or Pb takes either the upward (34a) or downward (34b) state. When an electric field Ea or Eb having a different polarity or more than a certain threshold is applied to such a cell as shown in FIG. 3, the dipole moment becomes
The direction is changed to upward 34a or downward 34b in accordance with the electric field vector of Ea or Eb, and accordingly, the liquid crystal molecules are aligned in one of the first stable state 33a and the second stable state 33b.

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いる
ことの利点は、先に述べたが2つある。その第1は、応
答速度が極めて速いことであり、第2は液晶分子の配向
が双安定性を有することである。第2の点は、例えば第
3図によって更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶
分子は第一の安定状態33aに配向するが、この状態は電
界を切っても安定である。又、逆向きの電界Ebを印加す
ると、液晶分子は第二の安定状態33bを配向して、その
分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態
に留っている。また、与えられる電界Eaが一定の閾値を
越えない限り、それぞれそれぞれの配向状態にやはり維
持されている。このような応答速度の速さと、双安定性
が有効に実現されるには、セルとしては出来るだけ薄い
方が好ましくい。
As described above, there are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as the optical modulation element. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the orientation of the liquid crystal molecules has bistability. The second point will be further described with reference to FIG. 3, for example, when an electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are oriented to a first stable state 33a. This state is stable even when the electric field is cut off. When an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules align in the second stable state 33b and change the direction of the molecules, but remain in this state even after the electric field is cut off. As long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, each of the alignment states is also maintained. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

この強誘電性液晶素子が所定の駆動特性を発揮するた
めには、一対の平行基板間に配置される強誘電性液晶が
電界の印加状態とは無関係に、上記2つの安定状態の間
での変換が効果的に起こるような分子配列状態にあるこ
とが必要である。例えばカイラルスメクティック相を有
する強誘電性液晶については、カイラルスメクティック
相の液晶分子層が基板面に対して垂直で、したがって液
晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領域(モノドメ
イン)が形成される必要がある。しかしながら、これま
での強誘電性液晶素子においては、このようなモノドメ
イン構造を有する液晶の配向状態が、必ずしも満足に形
成されなかったために、充分な特性が得られなかった実
情である。
In order for the ferroelectric liquid crystal element to exhibit a predetermined driving characteristic, the ferroelectric liquid crystal disposed between the pair of parallel substrates needs to be switched between the above two stable states irrespective of the applied state of the electric field. It is necessary to be in a molecular arrangement in which the conversion takes place effectively. For example, for a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic phase, a region (monodomain) is formed in which the liquid crystal molecular layer of the chiral smectic phase is perpendicular to the substrate surface, and thus the liquid crystal molecular axis is arranged almost parallel to the substrate surface. Need to be However, in the conventional ferroelectric liquid crystal devices, since the alignment state of the liquid crystal having such a monodomain structure is not always formed satisfactorily, sufficient characteristics cannot be obtained.

第4図は従来の強誘電性液晶素子の断面図を表わし、
第5図は従来ほ強誘電性液晶素子に現れた配向欠陥の状
態を表らす概略説明図である。
FIG. 4 is a sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal device.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state of an alignment defect which has appeared in a conventional ferroelectric liquid crystal element.

すなわち、第4図に示す従来の強誘電性液晶素子40
は、一対の平行基板41と42を有しており、基板41と42に
はそれぞれマトリクス電極構造をなすストライプ状の透
明電極43と44が設けられている。
That is, the conventional ferroelectric liquid crystal element 40 shown in FIG.
Has a pair of parallel substrates 41 and 42, and the substrates 41 and 42 are provided with striped transparent electrodes 43 and 44 forming a matrix electrode structure, respectively.

一般に、カラーフィルターは赤(R)、緑(G)、青
(B)の色素またはこれを含む層からなっているが、各
色素層の膜厚はその形状法にかかわらずそれぞれ異なる
ので、2000Å〜1μm程度の段差Aが形成される。この
結果、降温過程を利用して配向制御を行うと、上述の段
差Aが原因となって、その段差Aを境にして強誘電性液
晶47に配向欠陥を生じることになる。また、この段差A
が存在する基板41と42の上にそれぞれ配向制御膜45と46
を設けると、この配向制御膜にも段差Aに応じて形成さ
れた段差Cが画素のほぼ膜厚分で生じ、上述の同様に強
誘電性液晶47に配向欠陥を生じる。
Generally, a color filter is composed of red (R), green (G), and blue (B) dyes or a layer containing the dyes. A step A of about 1 μm is formed. As a result, when the alignment is controlled by using the temperature decreasing process, the above-described step A causes an alignment defect in the ferroelectric liquid crystal 47 at the step A. Also, this step A
On the substrates 41 and 42 on which the alignment control films 45 and 46 respectively exist.
Is provided, a step C formed in accordance with the step A also occurs in the alignment control film with almost the thickness of the pixel, and an alignment defect occurs in the ferroelectric liquid crystal 47 in the same manner as described above.

第5図は、上記強誘電性液晶素子をクロスニコルの偏
光顕微鏡で観察した時のスケッチで、図中の白線51は液
晶素子に使用したスペーサ(図示せず)のラインに対応
し、線52及び53は第4図の基板41上に段差Cに対応して
観察されている。また、図中の部分54は対向電極間には
さまれた強誘電性液晶である。偏光顕微鏡中に多数現出
した刃状線55は強誘電性液晶の配向欠陥を表わしてい
る。
FIG. 5 is a sketch when the above ferroelectric liquid crystal element is observed with a crossed Nicol polarizing microscope. In the drawing, a white line 51 corresponds to a line of a spacer (not shown) used for the liquid crystal element, and a line 52. And 53 are observed on the substrate 41 of FIG. The portion 54 in the figure is a ferroelectric liquid crystal sandwiched between the counter electrodes. A large number of edge lines 55 appearing in the polarizing microscope represent alignment defects of the ferroelectric liquid crystal.

この様に強誘電性液晶の接する面である程度の段差が
存在すると、その段差から配向欠陥を生じ、強誘電性液
晶のモノドメイン形成は阻害される。
If there is a certain level difference on the surface in contact with the ferroelectric liquid crystal, an alignment defect is generated from the level difference, and the monodomain formation of the ferroelectric liquid crystal is hindered.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明者等は、カラーフィルターを強誘電性液晶素子
に内設する場合、この様な基板上の段差、すなわち、カ
ラーフィルターの膜厚に対し、画素間隔がその5倍を越
えた場合に生じる段差(凹溝部)が強誘電性液晶に対す
る著しい配向欠陥を発生させる原因となっていることを
実験により明らかにした。
[Problems to be Solved by the Invention] When the color filter is provided inside the ferroelectric liquid crystal element, the present inventors consider that the step on the substrate, that is, the pixel interval is not larger than the film thickness of the color filter. It has been clarified by an experiment that a step (concave groove) generated when the ratio exceeds 5 times that of the above causes a serious alignment defect in the ferroelectric liquid crystal.

また、この様な段差においては、たとえカラーフィル
ター上に保護・平坦化層を形成したとしても、画素間凹
部をカバーしきれず、その平坦化効果は著しく減少し、
強誘電性液晶に配向欠陥を発生させてしまう。
In addition, in such a step, even if a protection / flattening layer is formed on the color filter, the recess between pixels cannot be completely covered, and the flattening effect is significantly reduced.
This causes an alignment defect in the ferroelectric liquid crystal.

本発明の目的は、上記の配向欠陥の発生を防止し、強
誘電性液晶素子が本来もっている高速応答性とメモリー
効果特性を充分に発揮することのできるカイラルスメク
ティック液晶素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a chiral smectic liquid crystal device capable of preventing the occurrence of the above-described alignment defect and sufficiently exhibiting the high-speed response and the memory effect characteristics inherent to a ferroelectric liquid crystal device. .

[問題点を解決するための手段] 本発明者等は、とくに強誘電性液晶が等方相(高温状
態)より液晶相(低温状態)へ移行する降温過程におけ
る初期配向性に着目し、強誘電性液晶の双安定性に基づ
く素子の作動特性と液晶層のモノドメイン性を両立し得
る構造を有するカイラルスメクティック液晶素子を見出
したものである。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have paid attention to the initial orientation in the temperature drop process in which the ferroelectric liquid crystal transitions from the isotropic phase (high temperature state) to the liquid crystal phase (low temperature state). The present invention has found a chiral smectic liquid crystal device having a structure capable of achieving both the operating characteristics of the device based on the bistability of the dielectric liquid crystal and the monodomain property of the liquid crystal layer.

本発明の液晶素子は、このような知見に基づくもので
あり、より詳しくは、液晶層と接する面に配向欠陥を誘
発する様な段差(凹溝部)がなく、つまり液晶層の膜厚
の急激な変化を生じさせなくすることにより降温過程に
おける初期配向性を良好な状態とし、配向欠陥のないモ
ノドメインを形成する点に特徴を有している。
The liquid crystal element of the present invention is based on such knowledge. More specifically, there is no step (concave groove) that induces alignment defects on the surface in contact with the liquid crystal layer, that is, the film thickness of the liquid crystal layer is sharp. It is characterized in that the initial orientation during the temperature lowering process is kept in a good state by preventing any significant change from occurring, and a monodomain having no alignment defect is formed.

即ち、本発明は、透明電極を設けた一対の基板、該一
対の基板間に配置したカイラルスメクティック液晶及び
少なくとも一方の基板に、互いに間隔を置いた複数の画
素を形成するように、互いに間隔を置いて複数設けたカ
ラーフィルターを有するカイラルスメクティック液晶素
子において、前記複数のカラーフィルターは、ほぼ同一
の膜圧dに設定され、隣接するカラーフィルターの間隔
をlとした場合、0<l/d≦5及び0.5μm≦d≦3.0μ
mの関係に設定されたことを特徴とするカイラルスメク
ティック液晶素子である。
That is, the present invention provides a pair of substrates provided with a transparent electrode, a chiral smectic liquid crystal disposed between the pair of substrates, and at least one of the substrates, so as to form a plurality of pixels spaced apart from each other. In a chiral smectic liquid crystal device having a plurality of color filters disposed separately, the plurality of color filters are set to have substantially the same film pressure d, and when an interval between adjacent color filters is 1, 0 <l / d ≦ 5 and 0.5μm ≦ d ≦ 3.0μ
m is a chiral smectic liquid crystal element characterized by having a relationship of m.

以下、本発明を図面に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明に係わるカイラルスメクティック液晶
素子として強誘電性液晶素子の基板構成を示す断面図で
ある。第1図において、強誘電性液晶素子1はガラス板
またはプラスチック板などの透明板を用いた基板2と3
を有し、その間には強誘電性液晶4が挟持されている。
各基板2と3にはマトリクス電極構造を形成するストラ
イプ状のパターン形状の透明電極5と6が配設され、こ
の透明電極の上には配向制御膜7及び8が形成されてい
る。R(赤),G(緑),B(青)の各カラーフィルター
は、等しい膜厚にて所望の分光特性となるよう、あらか
じめ着色材料濃度を設定したものにて形成されている。
一方、より平坦化を行なうために、必要に応じては、各
カラーフィルター間の窪みに遮光層10が形成され、さら
にその上に保護膜または平坦化膜9が形成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing a substrate structure of a ferroelectric liquid crystal device as a chiral smectic liquid crystal device according to the present invention. In FIG. 1, a ferroelectric liquid crystal element 1 includes substrates 2 and 3 using a transparent plate such as a glass plate or a plastic plate.
, And a ferroelectric liquid crystal 4 is interposed therebetween.
On each of the substrates 2 and 3, there are disposed transparent electrodes 5 and 6 in the form of stripes forming a matrix electrode structure. On the transparent electrodes, alignment control films 7 and 8 are formed. Each of the R (red), G (green), and B (blue) color filters is formed by setting a coloring material concentration in advance so as to have desired spectral characteristics with the same film thickness.
On the other hand, in order to further planarize, if necessary, a light-shielding layer 10 is formed in a recess between the color filters, and a protective film or a planarizing film 9 is further formed thereon.

上記の構成による基板では、カラーフィルターの各色
の膜厚がほぼ同一に設定されていること及び画素間の間
隔を膜厚の5倍以上におさえることにより、その窪みに
よる配向欠陥を誘発する様な段差が補正されている。
In the substrate having the above configuration, the film thickness of each color of the color filter is set to be substantially the same, and the interval between pixels is suppressed to 5 times or more of the film thickness. Steps have been corrected.

また、各画素間隔を膜厚の5倍を越える範囲で設定し
たカラーフィルター層を用いた液晶素子は、前述の第5
図で示した刃状線の配向欠陥を生じることになる。
Further, a liquid crystal element using a color filter layer in which each pixel interval is set in a range exceeding 5 times the film thickness is the same as that of the above-described fifth embodiment.
As a result, an alignment defect of the edge line shown in FIG.

本発明に適するカラーフィルターとしては、各画素の
膜厚が、ほぼ同一に設定することが可能な方式であれば
よいが、特に簡便な製造プロセスにより微細パターンを
形成することができ、さらに機械的特性をはじめ、耐熱
性、耐光性、耐溶剤性等の諸特性の優れたカラーフィル
ターである以下の方式が好ましい。
As a color filter suitable for the present invention, any method may be used as long as the film thickness of each pixel can be set to be substantially the same, but a fine pattern can be formed by a particularly simple manufacturing process, The following method, which is a color filter having excellent properties such as heat resistance, light resistance, and solvent resistance, is preferred.

すなはち、本発明に最適なカラーフィルターは、感光
性基を分子内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂またはポ
リイミド樹脂中に着色材料を分散してなる着色樹脂のフ
ォトリソ工程のくり返しにより形成するものである。
That is, the optimal color filter for the present invention is formed by repeating the photolithography process of a colored resin obtained by dispersing a colored material in an aromatic polyamide resin or a polyimide resin having a photosensitive group in a molecule. It is.

さらに詳しくは、カラーフィルターの有する着色樹脂
層を形成する感光性基を分子内に持つ芳香族系のポリア
ミド樹脂またはポリイミド樹脂としては、200℃以下に
て硬化膜の得られるもの、例えば150℃×30程度の熱で
硬化膜を形成でき、特に、可視光波長域(400〜700nm)
で特定の光吸収特性を持たないもの(光透過率で90%程
度以上のもの)が好ましい。この観点からは、特に芳香
族系のポリアミド樹脂が好ましい。
More specifically, as an aromatic polyamide resin or polyimide resin having a photosensitive group in a molecule that forms a colored resin layer having a color filter, a cured film obtained at 200 ° C. or lower, for example, 150 ° C. × A cured film can be formed with about 30 heat, especially in the visible light wavelength range (400-700nm)
And those having no specific light absorption characteristics (light transmittance of about 90% or more) are preferable. In this respect, an aromatic polyamide resin is particularly preferable.

また、本発明における感光性を有する基としては、以
下に示す様な感光性の炭化水素不飽和基をもつ芳香族鎖
であれば良く、例えば、 (1)安息香酸エステル類 (式中R1はCHX=CY−COO−Z−、Xは−H又は−C6H5
Yは−H又は−CH3、Zは−又はエチル基又はグリシジ
ル基を示す) (2)ベンジルアクリレート類 (式中、Yは−H又はCH3を示す) (3)ジフェニルエーテル類 (式中R2はCHX=CY−CONH−、CH2=CY−COO−(CH2
−OCO−又はCH2=CY−COO−CH2−を1個以上含むもの、
X,Yは前記と同基を示す) (4)カルコン類及びその他化合物鎖 (式中R3はH−,アルキル基、アルコキシ基を示す) 等が挙げられる。
The photosensitive group in the present invention may be any aromatic chain having a photosensitive hydrocarbon unsaturated group as shown below, for example: (1) benzoic esters (Wherein R 1 is CHX = CY-COO-Z-, X is -H or -C 6 H 5 ,
Y is -H or -CH 3, Z is - or an ethyl group or a glycidyl group) (2) Benzyl acrylate (Wherein, Y represents —H or CH 3 ) (3) Diphenyl ethers (Wherein R 2 is CHX = CY-CONH-, CH 2 = CY-COO- (CH 2) 2
Containing one or more —OCO— or CH 2 CYCY—COO—CH 2 —,
X and Y represent the same groups as above.) (4) Chalcone and other compound chains (Wherein R 3 represents H-, an alkyl group or an alkoxy group) And the like.

これ等の基を分子内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂
及びポリイミド樹脂の具体例を示すと、“リソコートPA
−1000"(商品名、宇部興産(株)製)、“リソコートP
I−400"(商品名、宇部興産(株)製)等が挙げられ
る。
Specific examples of aromatic polyamide resins and polyimide resins having these groups in the molecule include “Lisocoat PA”.
−1000 ”(trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.),“ Lisocoat P
I-400 "(trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and the like.

一般にフォトリソ工程で用いられる感光性樹脂は、そ
の化学構造によって差はあるものの、機械的特性をはじ
め耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性に優れたものは
少ない。これに対し、上記本発明の感光性ポリアミド系
樹脂は、化学構造的にも、これらの耐久性に優れた樹脂
系であり、これらを用いて形成したカラーフィルターの
耐久性も非常に良好なものとなる。特に、強誘電性液晶
素子のカラーフィルターとして問題となりうるカラーフ
ィルター上への透明誘電膜のスパッタ形成時の耐熱性お
よび液晶素子組み立て時のインナースペーサによるカラ
ーフィルターの破損時に対して優れた性能を発揮するも
のである。
In general, the photosensitive resin used in the photolithography process varies depending on its chemical structure, but few of them have excellent durability such as heat resistance, light resistance and solvent resistance as well as mechanical properties. On the other hand, the photosensitive polyamide-based resin of the present invention is a resin system having excellent durability in terms of chemical structure, and the durability of a color filter formed using these resins is also very good. Becomes In particular, it exhibits excellent heat resistance when sputter-forming a transparent dielectric film on a color filter, which can be a problem as a color filter for ferroelectric liquid crystal elements, and excellent performance when the color filter is damaged by inner spacers when assembling the liquid crystal element. Is what you do.

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂層
を形成する着色材料としては、有機顔料、無機顔料、染
料等のうち所望の分光特性を得られるものであれば、特
に限定されるものではない。この場合、各材料の単体で
用いることも、これらのうちのいくつかの混合物として
用いることもできる。ただし、染料を用いた場合には、
染料自体の耐久性により、カラーフィルターの性能が支
配されてしまうが、上記の樹脂系を用いれば、通常の染
料カラーフィルターに比べ性能の優れたものが形成可能
である。従って、カラーフィルターの色特性及び諸性能
から勘案すると有機顔料が着色材料として最も好まし
い。
The coloring material forming the colored resin layer of the color filter in the present invention is not particularly limited as long as it can obtain desired spectral characteristics among organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like. In this case, each material can be used alone or as a mixture of some of them. However, when using a dye,
Although the performance of the color filter is governed by the durability of the dye itself, the use of the above-mentioned resin system enables the formation of a filter having better performance than a normal dye color filter. Therefore, an organic pigment is most preferable as the coloring material in consideration of the color characteristics and various performances of the color filter.

有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮合
アゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシアニン系顔
料,そしてインジゴ系,アントラキノン系,ペリレン
系,ジオキサジン系,キナクリドン系,イソインドリノ
ン系,フタロン系,メチン・アゾメチン系、その他金属
錯体系を含む縮合多環系顔料、あるいはこれらのうちの
いくつかの混合物が用いられる。
Organic pigments include azo pigments such as soluble azo, insoluble azo and condensed azo pigments, phthalocyanine pigments, and indigo, anthraquinone, perylene, dioxazine, quinacridone, isoindolinone, and phthalone. Methine-azomethine-based, condensed polycyclic pigments including other metal complex-based pigments, or a mixture of some of these.

本発明において、着色樹脂層を形成するために使用す
る着色樹脂は、上記感光性ポリアミド系樹脂溶液に、各
色同一膜厚にて所望の分光特性を有する上記着色材料を
それぞれ10〜70重量%程度の割合で配合し、超音波ある
いは三本ロール、ボールミル、サンドミル等により充分
に分散させた後、好ましくは1μm以下のフィルターに
て粒径の大きいものを除去して調製する。
In the present invention, the colored resin used to form the colored resin layer is such that the photosensitive polyamide-based resin solution is prepared by adding the colored materials having the desired spectral characteristics at the same film thickness of each color to about 10 to 70% by weight, respectively. , And dispersed sufficiently by ultrasonic waves or a three-roll, ball mill, sand mill, or the like, and preferably prepared by removing a substance having a large particle size using a filter of 1 μm or less.

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂層
は、前記着色樹脂をスピンナー,ロールコーター等の塗
布装置により基板上に塗布し、フォトリソ工程によりパ
ターン状に形成され、その層厚は所望とする分光特性に
応じて決定されるが、通常は各色同一膜厚で、0.5〜3.0
μm程度、好ましくは0.5〜1.5μm程度が望ましい。
The colored resin layer of the color filter according to the present invention is formed by applying the colored resin on a substrate by using a coating device such as a spinner or a roll coater, and forming a pattern by a photolithography process. Normally, the same film thickness of each color, 0.5 to 3.0
About μm, preferably about 0.5 to 1.5 μm is desirable.

着色樹脂層と下地の基板間との接着性を更に増す必要
がある場合には、基板上にあらかじめシランカップリン
グ剤等で薄く塗布した後に着色樹脂パターンを形成する
か、あるいは、あらかじめ着色樹脂中にシランカップリ
ング剤等を少量添加したものを用いてカラーフィルター
を形成することにより、一層効果的である。
If it is necessary to further increase the adhesiveness between the colored resin layer and the underlying substrate, a colored resin pattern may be formed on the substrate in advance with a thin coating with a silane coupling agent or the like, or the colored resin pattern may be formed in advance. It is more effective to form a color filter by using a mixture of a small amount of a silane coupling agent and the like.

なお、本発明におけるカラーフィルターの有する着色
樹脂層は、それ自体充分な耐久性を有する良好な材料で
構成されているが、特に、より各種の環境条件から、着
色樹脂層を保護するため、またはカラーフィルター表面
を平坦化するためには、着色樹脂層表面に、ポリアミ
ド,ポリイミド,ポリウレタン,ポリカーボネート,シ
リコン系等の有機樹脂やSi3N4,SiO2,SiO,Al2O3,Ta2O3
の無機膜をスピンコート,ロールコートの塗布法で、あ
るいあ蒸着法によって、保護膜または平坦化膜として設
けることができる。
The colored resin layer of the color filter according to the invention is composed of a good material having sufficient durability per se, but in particular, from more various environmental conditions, to protect the colored resin layer, or In order to flatten the surface of the color filter, an organic resin such as polyamide, polyimide, polyurethane, polycarbonate, silicon or the like, Si 3 N 4 , SiO 2 , SiO, Al 2 O 3 , Ta 2 O An inorganic film such as 3 can be provided as a protective film or a flattening film by a spin coating or roll coating application method or a vapor deposition method.

この場合には、カラーフィルター表面が、より段差の
ない形状になるため、本発明の目的とする強誘電性液晶
素子の配向欠陥をなくすためにより好適である。
In this case, since the surface of the color filter has a shape with less steps, it is more suitable for eliminating the alignment defect of the ferroelectric liquid crystal element aimed at by the present invention.

また、保護膜9の膜厚は、強誘電性液晶4の膜厚を決
定することができるので、従って液晶材料の種類や要求
される応答速度などにより変化するが、一般的には0.2
μm〜20μm、好適には0.5μm〜10μmの範囲に設定
される。
Further, since the thickness of the protective film 9 can determine the thickness of the ferroelectric liquid crystal 4, it varies depending on the type of the liquid crystal material, the required response speed, and the like.
It is set in the range of μm to 20 μm, preferably 0.5 μm to 10 μm.

また、場合によっては、表示特性を向上させるため、
および各画素間の間隙段差をより小さくすることを目的
として、各画素間に合わせて遮光層をクロム,アルミニ
ウム等の遮光能力を持つ金属薄膜を蒸着法で、あるいは
感光性ポリアミド又はポリイミド樹脂中にカーボンブラ
ック、複合酸化物黒顔料、金属粉等の遮光能力を有する
材料を分散させた遮光樹脂層を塗布法で形成することが
できる。
In some cases, to improve display characteristics,
In order to further reduce the gap between pixels, the light-shielding layer is formed by depositing a thin metal film having a light-shielding ability, such as chrome or aluminum, in accordance with each pixel by vapor deposition, or in a photosensitive polyamide or polyimide resin. A light-shielding resin layer in which a material having a light-shielding ability such as black, a composite oxide black pigment, or a metal powder is dispersed can be formed by a coating method.

本発明に用いられる配向制御膜の材料としては、例え
ば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ピリビニルア
セタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミ
ド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユ
リア樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あるいは感光性
ポリイミド、感光性ポリアミド、環状ゴム系フォトレジ
スト、フェノールノボラック系フォトレジストあるいは
電子線フォトレジスト(ポリメチルメタクリレート、エ
ポキシ化−1,4−ポリブタジエンなど)などから選択し
て形成することができる。配向制御膜7は、強誘電性液
晶の膜厚にも依存するが、一般的には10Å〜1μm、好
適には100Å〜3000Åの範囲に設定する。
Examples of the material of the alignment control film used in the present invention include, for example, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide imide, polyester, polycarbonate, pyrivinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, and urea. Resins such as resin and acrylic resin, or photosensitive polyimide, photosensitive polyamide, cyclic rubber photoresist, phenol novolak photoresist or electron beam photoresist (polymethyl methacrylate, epoxidized-1,4-polybutadiene, etc.) It can be formed by selecting from. Although it depends on the thickness of the ferroelectric liquid crystal, the orientation control film 7 is generally set in the range of 10 to 1 μm, preferably in the range of 100 to 3000.

本発明で用いられる液晶材料として、とくに適したも
のは双安定性を有する液晶であって、強誘電性を有する
ものである。具体的にはカイラルスメクティックC相
(SmC),H相(SmH),I相(SmI),J相(SmJ),K
相(SmK),G相(SmG)またはF相(SmF)の液晶
を用いることができる。
Particularly suitable as the liquid crystal material used in the present invention is a liquid crystal having bistability and having ferroelectricity. Specifically, chiral smectic C phase (SmC * ), H phase (SmH * ), I phase (SmI * ), J phase (SmJ * ), K
A liquid crystal of a phase (SmK * ), a G phase (SmG * ), or an F phase (SmF * ) can be used.

この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・
ド・フィジーク・ルテール”(“LEJOURNAL DE PHYSIQU
E LETTRES")1975年、36(L−69)号、「フェロエレク
トリック・リキッド・クリスタルス」(「Ferroelectri
c Laquid Crystals」);“アプライド・フィジックス
・レターズ”(“Applied Physics Letters")1980年、
36(11)号、「サブミクロ・セカンド・バイステイブル
・エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リキッ
ド・クリスタルス」(「Submicro Second Bistable Ele
ctorrptic Switching in Liquad Crystals」);“固体
物理"1981年16(141)号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明においては、これらに開示された強誘電性液
晶を使用することができる。
About this ferroelectric liquid crystal,
De Physique Le Terreux "(" LEJOURNAL DE PHYSIQU
E LETTRES ") 1975, 36 (L-69)," Ferroelectric Liquid Crystals "(" Ferroelectri
c Laquid Crystals ”);“ Applied Physics Letters ”1980,
No. 36 (11), “Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals” (“Submicro Second Bistable Ele
ctorrptic Switching in Liquad Crystals ”);“ Solid State Physics ”, 1981 16 (141),“ Liquid Crystals ”and the like. In the present invention, the ferroelectric liquid crystals disclosed therein can be used. .

強誘電性液晶の具体例としては、例えばジシロキシベ
ジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメー
ト(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベンジリデン−p′−
アミノ−2−クロルプロピルシンナメート(HOBACP
C)、4−o−(2−メチル)−ブチルレゾシリデン−
4′−オクチルアニリン(MBRAS)が挙げられる。
Specific examples of the ferroelectric liquid crystal include, for example, disiloxybedylidene-p'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC) and hexyloxybenzylidene-p'-
Amino-2-chloropropylcinnamate (HOBACP
C), 4-o- (2-methyl) -butylresosilidene-
4'-octylaniline (MBRAS).

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合
物がカイラルスメチクチック相となるような温度状態に
保持するため、必要に応じて素子をヒーターが得め込ま
れたブロック等により支持することができる。
When an element is formed using these materials, the element must be supported by a block or the like in which a heater is obtained, if necessary, in order to maintain a temperature state in which the liquid crystal compound becomes a chiral smectic phase. Can be.

[作 用] 本発明のカイラルスメクティック液晶素子は、各画素
のカラーフィルターがほぼ同一の膜厚に形成され、また
各画素のカラーフィルターの膜厚をd(μm)、隣接す
る各画素間隔をl(μm)とした場合、0<l/d≦5及
び0.5μm≦d≦3.0μmの関係からなるので、基板の平
面性が良好となり液晶相と接する面の配向欠陥を生ずる
様な段差がなくなり、該平面性のよい基板に挟持された
液晶相は等方相により、液晶相に移行する降温過程にお
いて、徐冷することにより、液晶相領域が次第に広がり
均一なモノドメインの液晶相を形成するようになる。
[Operation] In the chiral smectic liquid crystal element of the present invention, the color filters of each pixel are formed to have substantially the same thickness, the thickness of the color filter of each pixel is d (μm), and the distance between adjacent pixels is l. (Μm), the relationship of 0 <l / d ≦ 5 and 0.5 μm ≦ d ≦ 3.0 μm is satisfied, so that the flatness of the substrate is improved and there is no step which causes alignment defects on the surface in contact with the liquid crystal phase. The liquid crystal phase sandwiched between the substrates having good flatness is gradually cooled in the temperature decreasing process in which the liquid crystal phase shifts to the liquid crystal phase due to the isotropic phase, thereby gradually expanding the liquid crystal phase region to form a uniform monodomain liquid crystal phase. Become like

例えば、液晶として強誘電性液晶相を示す前述のDOBA
MBCを例にあげて説明すると、DOBAMBCの等方相により徐
冷していくとき、約115℃でスメクティックA相(SmA
相)に相転移する。このとき、基板にラビングあるいは
SiO2斜め蒸着などの配向処理が施されていると、液晶分
子の分子軸が基板に、平行で、かつ一方向に配向したモ
ノドメインが形成される。さらに、冷却を進めていく
と、液晶素子の厚みに依存する約90〜75℃の間の特定温
度でカイラルスメクティック液晶C相(SmC相)に相
転移する。また、液晶相の厚みを約2μm以下とした場
合は、SmC相のらせんが解け、双安定性を示す。
For example, the above-mentioned DOBA showing a ferroelectric liquid crystal phase as a liquid crystal
To explain by taking MBC as an example, when gradually cooling with the isotropic phase of DOBAMBC, the smectic A phase (SmA
Phase). At this time, rubbing or
When an alignment process such as SiO 2 oblique deposition is performed, monodomains in which the molecular axes of the liquid crystal molecules are parallel to the substrate and oriented in one direction are formed. Further, as the cooling is further advanced, a phase transition to a chiral smectic liquid crystal C phase (SmC * phase) occurs at a specific temperature of about 90 to 75 ° C. depending on the thickness of the liquid crystal element. When the thickness of the liquid crystal phase is about 2 μm or less, the helix of the SmC * phase is broken, and the liquid crystal exhibits bistability.

[実施例] 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明す
る。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 第6図(a)〜(f)は、R,G,B3色の色画素の形成工
程を示す工程図である。
Example 1 FIGS. 6 (a) to 6 (f) are process diagrams showing a process of forming R, G, and B color pixels.

まず、ガラス基板61上に、所望の分光特性を得ること
のできる青色着色樹脂材[ヘリオゲン ブルー(Heliog
en Blue)L7080(商品名,BASF社性,C.I.No.74160)をPA
−1000C(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、
溶剤:N−メチル−2−ピロリドン)に分散(顔料:ポリ
マー=1:2配合)させ作製した感光性の着色樹脂材]を
スピンナー塗布法により、d μmの膜厚に塗布した。
(第6図(a)参照) 次に、該着色樹脂層62に70℃、30分間のプリベークを
行なった後、形成しようとするパターン形状に対応した
フォトマスク63を介して高圧水銀灯にて露光した。(第
6図(b)参照) 露光終了後、第6図(c)のごとく、光硬化部分62a
を有する着色樹脂層62の未露光部のみを溶解する専用現
像液(N−メチル−2−ピロリドンを主成分とする現像
液)にて超音波を使用して現像し、専用リンス液(例え
ば、イソプロピルアルコールを主成分とするリンス液)
で処理した後、200℃、30分間のポストバークを行な
い、パターン形状を有した青色のパターン状着色樹脂層
64を形成した。(第6図(d)参照) 続いて、青色着色パターンの形成されたガラス基板上
に、第2色目として緑色着色樹脂材[リオノール グリ
ーン(Lionol Green)6YK(商品名,東洋インキ社製,C.
I.No.74265)をPA−1000C(商品名,宇部興産社製,ポ
リマー分=10%、溶剤:N−メチル−2−ピロリドン)に
分散(顔料:ポリマー=1:2配合)させ作製した感光性
の着色樹脂材]を用い、青色着色パターンとの画素間隔
を実測値l(μm)にて、上記と同様にして、緑色のパ
ターン状着色樹脂層65を基板上の所定の位置に形成し
た。
First, a blue colored resin material [Heliog Blue (Heliog Blue) capable of obtaining desired spectral characteristics is provided on a glass substrate 61.
en Blue) PA of L7080 (product name, BASF company nature, CI No. 74160)
−1000C (brand name, manufactured by Ube Industries, polymer content = 10%,
Solvent: N-methyl-2-pyrrolidone) and dispersed (pigment: polymer = 1: 2 blended) to produce a photosensitive colored resin material] was applied to a film thickness of d μm by a spinner coating method.
(See FIG. 6 (a).) Next, after pre-baking the colored resin layer 62 at 70 ° C. for 30 minutes, it is exposed with a high-pressure mercury lamp through a photomask 63 corresponding to the pattern shape to be formed. did. (See FIG. 6 (b).) After the exposure, as shown in FIG. 6 (c), the photocured portion 62a
Is developed using ultrasonic waves with a dedicated developer (a developer mainly containing N-methyl-2-pyrrolidone) that dissolves only the unexposed portions of the colored resin layer 62 having Rinse solution mainly composed of isopropyl alcohol)
And then post-baked at 200 ° C. for 30 minutes to obtain a blue patterned colored resin layer having a patterned shape.
Formed 64. (Refer to FIG. 6 (d).) Subsequently, a green colored resin material [Lionol Green 6YK (trade name, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., C .
I.No.74265) was dispersed (pigment: polymer = 1: 2) in PA-1000C (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., polymer content = 10%, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone). Photosensitive colored resin material], and a green pattern colored resin layer 65 is formed at a predetermined position on the substrate in the same manner as described above, with the pixel spacing from the blue colored pattern being the actually measured value 1 (μm). did.

さらに、この様にして青色及び緑色パターンの形成さ
れている基板上に、第3色目として、赤色着色樹脂材
[イルカジン レッド(Irgazin Red)BPT(商品名,チ
バガイギー(Ciba−Geigy)社製,C.I.No.71127)をPA−
1000C(商品名,宇部興産社製,ポリマー分=10%、溶
剤:N−メチル−2−ピロリドン)に分散(顔料:ポリマ
ー=1:2配合)させ作製した感光性の着色樹脂材]を用
い、青色及び緑色着色パターンとの画素間隔を実測値l
(μm)にて、上記と同様にして、赤色のパターン状着
色樹脂層66を基板上の所定の位置に形成し、R(赤),G
(緑),B(青)の3色ストライプの着色パターンを得
た。(第6図(e)参照) 次に、3色着色パターンの形成されたガラス基板上
に、遮光層として、黒色着色樹脂材[カーボンブラック
(C.I.No.77266)をPA−1000C(ポリマー分=10%)に
分散(顔料:ポリマー=1:4配合)させて作製した感光
性の着色樹脂材]を用い、上記と同様の方法にて各画素
間の間隔内に合致させて遮光パターンの遮光層67を形成
した。
Further, on the substrate on which the blue and green patterns are formed in this manner, as a third color, a red colored resin material [Irgazin Red BPT (trade name, manufactured by Ciba-Geigy), CINo. .71127) to PA−
1000C (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., polymer content = 10%, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone) dispersed (pigment: polymer = 1: 2) prepared and used as a photosensitive colored resin material] , The pixel spacing between the blue and green colored patterns
(Μm), a red patterned colored resin layer 66 is formed at a predetermined position on the substrate in the same manner as above, and R (red), G
(Green) and B (blue) colored patterns of three color stripes were obtained. (Refer to FIG. 6 (e).) Next, a black colored resin material [carbon black (CI No. 77266) is PA-1000C (polymer content = 10) as a light shielding layer on a glass substrate on which a three-color coloring pattern is formed. %) (Light-sensitive colored resin material prepared by dispersing (pigment: polymer = 1: 4)) and the light-shielding layer of the light-shielding pattern in the same manner as described above so as to match the distance between the pixels. 67 formed.

この様にして得られたカラーフィルターパターン上
に、保護膜または平坦化膜68として着色樹脂材に用いた
ものと同様の透明樹脂材[PA−1000C(商品名,宇部興
産社製,ポリマー分=10%、溶剤:N−メチル−2−ピロ
リドン)]をスピンナー塗布方法により約0.5μm厚の
膜厚にて形成した。(第6図(f)参照) 次に第1図に示す様に、ITOを500Åの厚さにスパッタ
リング法により成膜し、透明電極5とした。その上に配
向制御膜7として、ポリイミド形成溶液(日立化成工業
「PIQ」)を3000rpmで回転するスピンナーで塗布し、15
0℃で30分間加熱を行って2000Åのポリイミド被膜を形
成した。しかる後、このポリイミド被膜表面をラビング
処理した。
On the color filter pattern obtained in this manner, a transparent resin material [PA-1000C (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., polymer component = 10%, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone)] with a thickness of about 0.5 μm by a spinner coating method. (Refer to FIG. 6 (f).) Next, as shown in FIG. 1, ITO was formed to a thickness of 500 ° by a sputtering method to form a transparent electrode 5. A polyimide forming solution (Hitachi Kasei Kogyo “PIQ”) is applied thereon as an orientation control film 7 by a spinner rotating at 3000 rpm,
Heating was performed at 0 ° C. for 30 minutes to form a polyimide film of 2000 °. Thereafter, the surface of the polyimide film was subjected to a rubbing treatment.

このようにして形成したカラーフィルター基板と、対
向する基板3を貼り合せてセル組し、強誘電性液晶であ
るチッソ社製の「CS−1014」(商品名)を注入し、封口
して液晶素子を得た。この液晶素子をクロスニコルの偏
光顕微鏡で観察し、内部の液晶分子の配向欠陥度合を評
価した。
The color filter substrate thus formed and the opposing substrate 3 are attached to form a cell, and a ferroelectric liquid crystal “CS-1014” (trade name) manufactured by Chisso Corporation is injected. An element was obtained. This liquid crystal element was observed with a crossed Nicol polarizing microscope, and the degree of alignment defect of liquid crystal molecules inside was evaluated.

上記方法においてカラーフィルターの膜厚d(μm)
及びカラーフィルターの各画素間距離l(μm)を変
え、配向欠陥の評価を行なった結果を表1に示す。
In the above method, the color filter thickness d (μm)
Table 1 shows the results of evaluation of alignment defects by changing the distance l (μm) between pixels of the color filter and the color filters.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば基板上のカラー
フィルターの各画素間隔を膜厚の5倍以下に設定したこ
とにより、画素間段差により生じる配向欠陥を著しく減
少することが可能となった。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by setting the pixel interval of the color filter on the substrate to 5 times or less of the film thickness, alignment defects caused by a step between pixels can be significantly reduced. Became possible.

また、必要に応じて遮光層、保護・平坦化層をカラー
フィルター上に設けることにより、カラーフィルターの
各画素間に生じる段差を充分に緩和することが可能とな
り、配向欠陥の発生を防止することができ、強誘電性液
晶の特性を十分に発揮し得るカイラルスメクティック液
晶素子を提供することができる。
In addition, by providing a light-shielding layer and a protective / planarizing layer on the color filter as needed, it is possible to sufficiently reduce a step generated between each pixel of the color filter, thereby preventing the occurrence of alignment defects. Accordingly, it is possible to provide a chiral smectic liquid crystal element capable of sufficiently exhibiting the characteristics of the ferroelectric liquid crystal.

さらに、本発明によれば、機械的強度に優れ、かつ、
耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の諸特性に優れた微細パタ
ーンを有するカラーフィルター部分を、簡便な製造工程
により作製することが可能となり、カラーカイラルスメ
クティック液晶素子として性能の優れたものを簡便に提
供することができる。
Furthermore, according to the present invention, excellent mechanical strength, and,
A color filter part having a fine pattern with excellent properties such as heat resistance, light resistance, and solvent resistance can be manufactured by a simple manufacturing process, and a color chiral smectic liquid crystal element with excellent performance can be easily manufactured. Can be provided.

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

第1図は本発明に係わる強誘電性液晶素子の基本構成を
示す示す断面図、第2図及び第3図は本発明で用いる強
誘電性液晶を模式的に表わした斜視図、第4図は従来の
強誘電性液晶素子の断面図、第5図は従来の強誘電性液
晶素子に現われた配向欠陥の状態を表わす概略説明図お
よび第6図(a)〜(f)は本発明の色画素の形成工程
を示す工程図である。 1,40……強誘電性液晶素子 2,3,41,42,61……基板 4,47……強誘電性液晶 5,6,43,44……透明電極 7,8,45,46……配向制御膜 9,48,68……保護膜(平坦化膜) 10,67……遮光層 62……着色樹脂層 62a……光硬化部分 63……フォトマスク 64,65,66……パターン状着色樹脂層
FIG. 1 is a sectional view showing a basic structure of a ferroelectric liquid crystal device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are perspective views schematically showing a ferroelectric liquid crystal used in the present invention, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional ferroelectric liquid crystal element, FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state of an alignment defect appearing in the conventional ferroelectric liquid crystal element, and FIGS. FIG. 3 is a process diagram showing a process of forming a color pixel. 1,40 ... ferroelectric liquid crystal element 2,3,41,42,61 ... substrate 4,47 ... ferroelectric liquid crystal 5,6,43,44 ... transparent electrode 7,8,45,46 ... … Orientation control film 9,48,68… Protective film (planarization film) 10,67… Light-shielding layer 62 …… Colored resin layer 62a …… Photo-cured portion 63 …… Photomask 64,65,66 …… Pattern Colored resin layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 辰雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 関村 信行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Tatsuo Murata, Inventor 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Nobuyuki Sekimura 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside the corporation

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】透明電極を設けた一対の基板、該一対の基
板間に配置したカイラルスメクティック液晶及び少なく
とも一方の基板に、互いに間隔を置いた複数の画素を形
成するように、互いに間隔を置いて複数設けたカラーフ
ィルターを有するカイラルスメクティック液晶素子にお
いて、前記複数のカラーフィルターは、ほぼ同一の膜厚
dに設定され、隣接するカラーフィルターの間隔をlと
した場合、0<l/d≦5及び0.5μm≦d≦3.0μmの関
係に設定されたことを特徴とするカイラルスメクティッ
ク液晶素子。
1. A pair of substrates provided with a transparent electrode, a chiral smectic liquid crystal disposed between the pair of substrates, and at least one of the substrates are spaced apart from each other so as to form a plurality of pixels spaced apart from each other. In a chiral smectic liquid crystal device having a plurality of color filters provided, the plurality of color filters are set to have substantially the same film thickness d, and when an interval between adjacent color filters is 1, 0 <l / d ≦ 5. And 0.5 μm ≦ d ≦ 3.0 μm. A chiral smectic liquid crystal device.
【請求項2】前記カラーフィルターは、感光性基を分子
内に結合させた芳香族ポリアミド樹脂又は芳香族ポリイ
ミド樹脂に着色材料を分散含有させてなるカラーフィル
ターである特許請求の範囲第1項記載のカイラルスメク
ティック液晶素子。
2. The color filter according to claim 1, wherein the color filter is a color filter in which a coloring material is dispersed and contained in an aromatic polyamide resin or an aromatic polyimide resin having a photosensitive group bonded in a molecule. Chiral smectic liquid crystal element.
【請求項3】前記カラーフィルターは、透明電極と基板
との間に配置され、該カラーフィルターと透明電極との
間に保護膜を配置させてなるカラーフィルターである特
許請求の範囲第1項記載のカイラルスメクティック液晶
素子。
3. The color filter according to claim 1, wherein the color filter is a color filter that is disposed between a transparent electrode and a substrate, and a protective film is disposed between the color filter and the transparent electrode. Chiral smectic liquid crystal element.
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