(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に形成された遮光部と、
前記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有する画素部と、
前記遮光部上に形成され、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなり、透過型液晶表示装置におけるセルギャップを直接画定する柱状スペーサとして機能する積層スペーサとを有する透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
少なくとも１色以上の前記画素部用着色層には、前記画素部用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されていることを特徴とする透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
前記色度調整処理が、前記画素部用着色層の少なくとも一部に開口部を設ける開口部形成処理であることを特徴とする請求項１に記載の透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
前記色度調整処理が、前記画素部用着色層表面の少なくとも一部に凹凸を設ける凹凸形成処理であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
透明基板、前記透明基板上に形成された遮光部、前記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有する画素部、および前記遮光部上に形成され、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなる積層スペーサを有し、少なくとも１色以上の前記画素部用着色層には、前記画素部用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されているカラーフィルタと、
対向基板と、
前記カラーフィルタおよび前記対向基板の間に設けられた液晶層と
を有することを特徴とする透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度で発色の良好な画像表示を行うことを可能とする透過型液晶表示装置用カラーフィルタおよびこれを用いた透過型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶表示装置の需要が増加している。また、最近においては家庭用の液晶テレビの普及率も高まっており、益々液晶表示装置の市場は拡大する状況にある。さらに近年普及している液晶表示装置は大画面化の傾向があり、特に家庭用の液晶テレビに関してはその傾向が強くなってきている。このような状況において、液晶表示装置を構成する部材についてはより低コストで高品質なものを高生産性で製造することが望まれており、特に液晶表示装置をカラー表示化させる機能を有するカラーフィルタは、従来高コストであったことからこのような要望が高まっている。
【０００３】
ここで、上記カラーフィルタは、通常、透明基板と、上記透明基板に形成された遮光部と、上記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有する画素部とを有するものである。
【０００４】
また、上記液晶表示装置は、カラーフィルタと対向基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、対向基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してカラーフィルタへの透過光の量を選択的に変化させることによって表示を行うものである。
このような液晶表示装置において、上記カラーフィルタと対向基板との間隙（セルギャップ）は液晶層の厚さそのものであり、色ムラやコントラストムラといった表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を液晶表示装置に付与するためには、セルギャップを一定且つ均一に維持する必要がある。
【０００５】
セルギャップを維持する方法としては、従来から、上記遮光部上に、樹脂材料からなる柱状スペーサを形成する方法が用いられているが、上記柱状スペーサを別途形成する場合は製造コストが高くなるといった問題があった。
【０００６】
そこで、製造コストを削減するため、樹脂材料を用いた柱状スペーサの代わりに、着色層を積層させた積層スペーサを用いることが提案されている（特許文献１）。
図５は、カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図５（ａ）に示すように、カラーフィルタ１０’は透明基板１と、透明基板１上に形成された遮光部２と、遮光部２により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層（図５（ａ）では赤色画素部用着色層３Ｒ、緑色画素部用着色層３Ｇ、青色画素部用着色層３Ｂ）を有する画素部３と、遮光部２上に形成され、複数色のスペーサ用着色層（図５（ａ）では、赤色スペーサ用着色層４Ｒ、緑色スペーサ用着色層４Ｇ、青色スペーサ用着色層４Ｂ）が積層されてなる積層スペーサ４とを有するものである。図５（ａ）に示すように、積層スペーサ４は、上記画素部用着色層を形成する際に同時に形成することが可能であることから、製造コストを削減することが可能となる。
【０００７】
ところで、近年、液晶表示装置においては、高輝度な画像表示が望まれることから、上記遮光部の開口部の開口率を大きくすることが求められており、上記遮光部の線幅を細くする遮光部の細線化が検討されている。
ここで、上記積層スペーサは、遮光部および遮光部上に形成されたスペーサ用着色層上に、着色層形成用塗工液を塗布することにより形成されるものであることから、上記積層スペーサの高さを出すためには、上記着色層形成用塗工液をある程度の厚みで遮光部等に塗布する必要がある。しかしながら、図５（ｂ）に示すように、遮光部２を細線化した場合は、積層スペーサ４の台座となる遮光部２の面積が小さくなることから、着色層形成用塗工液を厚みを持たせて塗布することが困難となり、従来と同様に、画素部用着色層の厚みに合わせて着色層形成用塗工液を塗布して形成を行った場合は、実際に形成される積層スペーサ４の高さが所望する高さよりも低くなってしまうといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１９６９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、透過型液晶表示装置に用いた際に、セルギャップを十分に保つことが可能である積層スペーサを有し、かつ、高輝度で良好な画像表示を行うことが可能な透過型液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するべく、鋭意検討を行った結果、カラーフィルタの製造時において着色層形成用塗工液の塗布膜厚を大きくすることで、上記遮光部上に形成されるスペーサ用着色層を厚膜に形成することが可能となることから、遮光部が細線化された場合であっても、積層スペーサの高さを十分なものとすることができることを見出し、さらに上記スペーサ用着色層と同時形成される上記画素部用着色層については、色度調整処理を施すことにより、良好な画像表示を行うための輝度や色度を付与することが可能となることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、透明基板と、上記透明基板上に形成された遮光部と、上記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有する画素部と、上記遮光部上に形成され、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなる積層スペーサとを有するカラーフィルタであって、少なくとも１色以上の画素部用着色層には、上記画素部用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記画素部用着色層と同時形成されるスペーサ用着色層の厚みを大きくすることが可能となることから、上記遮光部が細線化されたものであっても、上記遮光部上に形成される積層スペーサの高さを十分なものとすることが可能である。また、上記画素部用着色層には、上記色度調整処理を施すことにより、良好な画像表示を行うことが可能な輝度および色度を付与することが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、上記色度調整処理が、上記画素部用着色層の少なくとも一部に開口部を設ける開口部形成処理であることが好ましい。上記画素部用着色層が所定の輝度や色度を有するように調整を行うことが容易となるからである。
【００１４】
本発明においては、上記色度調整処理が、上記画素部用着色層表面の少なくとも一部に凹凸を設ける凹凸形成処理であることが好ましい。上記画素部用着色層が所定の輝度や色度を有するように調整を行うことが容易となるからである。
【００１５】
本発明は、透明基板、上記透明基板上に形成された遮光部、上記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有する画素部、および上記遮光部上に形成され、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなる積層スペーサを有し、少なくとも１色以上の上記画素部用着色層には、上記画素部用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されているカラーフィルタと、対向基板と、上記カラーフィルタおよび上記対向基板の間に設けられた液晶層とを有することを特徴とする透過型液晶表示装置を提供する。
【００１６】
本発明によれば、上記カラーフィルタを有することから、均一なセルギャップを維持し、かつ、優れた画像表示を行うことができる高品質な透過型液晶表示装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記画素部用着色層に上記色度調整処理が施されていることから、上記遮光部が細線化されたものであっても、十分な高さを有する積層スペーサ、および画像表示を良好に行うことが可能な輝度や色度を有する画素部用着色層が形成された透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの他の一例を示す概略断面図である。
【図５】カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の透過型液晶表示装置用カラーフィルタ、および透過型液晶表示装置について説明する。
【００２０】
Ａ．透過型液晶表示装置用カラーフィルタ
本発明の透過型液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、単にカラーフィルタと称する場合がある。）は、透明基板と、上記透明基板上に形成された遮光部と、上記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有する画素部と、上記遮光部上に形成され、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなる積層スペーサとを有するカラーフィルタであって、少なくとも１色以上の上記画素部用着色層には、上記画素部用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されていることを特徴とするものである。
【００２１】
ここで、本発明における「色度調整処理」とは、透過型液晶表示装置において良好な画像表示を行うことができるように、上記画素部用着色層の輝度および色度を調整する処理であり、より具体的には、上記画素部用着色層の平均膜厚を色度調整処理を行わない場合に比べて小さくする処理を指す。
【００２２】
上述したように、近年、透過型液晶表示装置においては、高輝度な画像表示が望まれることから、上記遮光部の開口部の開口率を大きくすることが求められており、上記遮光部の線幅を細くする遮光部の細線化が検討されている。ここで、上記積層スペーサは、遮光部および遮光部上に形成されたスペーサ用着色層上に、着色層形成用塗工液を塗布することにより形成されるものであることから、上記積層スペーサの高さを出すためには、上記着色層形成用塗工液をある程度の厚みで遮光部等に塗布する必要がある。しかしながら、上記遮光部が細線化されている場合には、積層スペーサの台座となる遮光部の面積が小さくなることから着色層形成用塗工液を厚みを持たせて塗布することが困難となり、従来と同様に画素部用着色層の厚みに合わせて着色層形成用塗工液を塗布して形成を行った場合は、実際に形成される積層スペーサの高さが所望する高さよりも低くなってしまうといった問題があった。
【００２３】
そこで本発明者らは、鋭意検討の結果、上記カラーフィルタ製造時に、上記着色層形成用塗工液の塗布膜厚を大きくすることにより、細線化された遮光部上にスペーサ用着色層を厚膜で形成し、これによって、上記遮光部上に形成される積層スペーサの高さを十分なものとすることを試みた。
【００２４】
しかしながら、上記スペーサ用着色層および画素部用着色層は、通常、同時形成されるものであることから、上記着色層形成用塗工液の塗布膜厚を大きくした場合は、上記画素部用着色層についても通常のカラーフィルタに用いられる画素部用着色層に比べて厚く形成されてしまい、その結果、画素部用着色層の輝度が低下したり、画素部用着色層の色度が画像表示に適さないものとなってしまうといった問題が考えられる。
【００２５】
そこで、本発明者らは、上記画素部用着色層に上記色度調整処理を施すことにより、上記画素部用着色層の輝度および色度を画像表示に適したものへと調整することを試み、さらに検討を重ねた結果、本発明を完成させるに至ったのである。
【００２６】
上述したように、本発明は、従来のカラーフィルタにおいては行われていなかった画素部用着色層の調整方法、すなわち、上記積層スペーサの高さに合わせて、上記スペーサ用着色層および画素部用着色層を厚膜に形成し、上記画素部用着色層を平均膜厚の小さくする色度調整処理を施すことにより、上記画素部用着色層の輝度および色度を調整する調整方法を採用した点に大きな特徴を有するものである。
以下、本発明のカラーフィルタに用いられる各部材について説明する。
【００２７】
１．画素部
本発明に用いられる画素部は、上記遮光部により画された開口部に形成され、複数色の画素部用着色層を有するものである。以下、画素部用着色層について説明する。
【００２８】
（１）画素部用着色層
本発明における画素部用着色層は、複数色の画素部用着色層からなり、少なくとも１色以上の画素部用着色層には、上記画素部用着色層の色度を調整するための色度調整処理が施されているものである。また、上記画素部用着色層と、後述する積層スペーサを構成するスペーサ用着色層とは、同一の着色層形成用組成物からなるものである。
以下、色度調整処理、および着色層形成用組成物についてそれぞれ説明する。
【００２９】
（ａ）色度調整処理
本発明における色度調整処理は、上述したように、透過型液晶表示装置において良好な画像表示を行うことができるように、上記画素部用着色層の輝度および色度を調整する処理であり、より具体的には、上記画素部用着色層の平均膜厚を、色度調整処理を行わない場合に比べて小さくする処理である。
【００３０】
上記色度調整処理としては、上記画素部用着色層の平均膜厚を色度調整処理を行わない場合に比べて小さくすることができる処理であれば特に限定されるものではなく、例えば、上記画素部用着色層の少なくとも一部に開口部を設ける開口部形成処理、上記画素部用着色層表面の少なくとも一部に凹凸を形成する凹凸形成処理、上記画素部用着色層を形成する際に、階調マスク等を用いて露光を行うことにより、上記画素部用着色層を薄膜に形成する薄膜化処理等を挙げることができる。
【００３１】
また、上記色度調整処理のなかでも好ましい色度調整処理としては、処理方法の簡便性等を考慮すると、開口部形成処理と凹凸形成処理とを挙げることができる。以下、開口部形成処理および凹凸形成処理について説明する。
【００３２】
（ｉ）開口部形成処理
まず、本発明における開口部形成処理について説明する。
本発明に用いられる開口部形成処理は少なくとも１色以上の画素部用着色層に施される処理であり、上記画素部用着色層の少なくとも一部に開口部を設ける処理である。
【００３３】
ここで、上記開口部形成処理が施された画素部用着色層を有するカラーフィルタについて図を用いて説明する。
図１は本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明のカラーフィルタ１０は、透明基板１と、透明基板１上に形成された遮光部２と、遮光部２により画された開口部に形成された画素部３と、遮光部２上に形成された積層スペーサ４とを有するものである。本発明においては、画素部３は、複数色の画素部用着色層（図１では、赤色画素部用着色層３Ｒ、緑色画素部用着色層３Ｇ、および青色画素部用着色層３Ｂ）を有するものであり、各色の画素部用着色層は、開口部Ａを有するものである。また、積層スペーサ４は、複数色のスペーサ用着色層（図１では、赤色スペーサ用着色層４Ｒ、緑色スペーサ用着色層４Ｇ、および青色スペーサ用着色層４Ｂ）が積層されてなるものである。
なお、図１においては、各色の画素部用着色層に開口部形成処理が施されている例について示しているが、本発明においては、少なくとも１色以上の画素部用着色層に上記開口部形成処理が施されているのであれば特に限定されるものではない。
【００３４】
本発明によれば、上記画素部用着色層に開口部形成処理が施されていることにより、上記遮光部の開口部においては、上記画素部用着色層が形成されている領域と上記画素部用着色層が形成されていない領域とが存在するため、上記遮光部の開口部に形成された画素部用着色層全体の平均膜厚を小さくすることができる。これにより、上記開口部形成処理が施された画素部用着色層においては、上記開口部形成処理が施されていない状態に比べて輝度を高くすることができ、色度についても画像表示に適したものに調整することが可能である。
【００３５】
上記画素部用着色層中の開口部の面積比率としては、本発明の画素部用着色層の色度を良好な画像表示を行うことが可能な程度とすることができるものであれば特に限定されるものではないが、１％〜５０％の範囲内、なかでも１％〜４０％の範囲内、特に１％〜２０％の範囲内であることが好ましい。上記開口部の面積比率が上記範囲に満たない場合、もしくは上記範囲を超える場合は、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いて良好な画像表示を行うことが困難となる可能性があるからである。
【００３６】
上記画素部用着色層に形成される開口部の個数としては、本発明の画素部用着色層の色度を、良好な画像表示を行うことが可能な程度とすることができる個数であれば特に限定されるものではなく、少なくとも１個以上、なかでも１個〜１０個の範囲内、特に１個〜８個の範囲内であることが好ましい。開口部の個数が上記範囲を超える場合は、個々の開口部の面積を小さくする必要があることから、上記画素部用着色層に開口部を形成することが困難となる可能性があるからである。
【００３７】
上記開口部形成処理により、上記画素部用着色層に形成される開口部の形状としては、本発明の画素部用着色層の色度を良好な画像表示を行うことが可能な程度とすることができる形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、円形、矩形、多角形等の形状を挙げることができる。
また、上記開口部を上記画素部用着色層に複数個設ける場合は、規則的なパターン状に設けることができる。このようなパターンとしては、例えばストライプ、ドット、市松模様等を挙げることができる。
【００３８】
上記開口部形成処理が施された場合の画素部用着色層の厚みとしては、上記画素部用着色層が良好な画像表示を行うことが可能な輝度および色度を有することができる程度であれば特に限定されないが、１μｍ〜１０μｍの範囲内、なかでも１μｍ〜８μｍの範囲内、特に１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。上記画素部用着色層の厚みが上記範囲を超える場合は、上記画素部用着色層に開口部形成処理を施したとしても、良好な画像表示を行うことができる輝度および色度を付与することが困難となるからである。また、本発明のカラーフィルタを薄膜に形成することが困難となるからである。また、上記画素部用着色層の厚みが上記範囲に満たない場合は、上記画素部用着色層と同時に形成されるスペーサ用着色層が薄膜に形成されてしまうことから、後述する積層スペーサの高さを十分なものとすることが困難となる可能性が考えられるからである。
【００３９】
（ｉｉ）凹凸形成処理
次に、本発明における凹凸形成処理について説明する。本発明における凹凸形成処理は、少なくとも１色以上の画素部用着色層に施される処理であり、上記画素部用着色層表面の少なくとも一部に凹凸を設ける処理である。
【００４０】
ここで、上記凹凸形成処理が施された画素部用着色層を有するカラーフィルタについて図を用いて説明する。図２は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図２に示すように、本発明のカラーフィルタ１０は、透明基板１と、透明基板１上に形成された遮光部２と、遮光部２により画された開口部に形成された画素部３と、遮光部２上に形成された積層スペーサ４とを有するものである。本発明においては、画素部３は、複数色の画素部用着色層（図２では、赤色画素部用着色層３Ｒ、緑色画素部用着色層３Ｇ、および青色画素部用着色層３Ｂ）を有するものであり、画素部用着色層表面には、凹凸が形成されているものである。また、積層スペーサ４は、複数色のスペーサ用着色層（図２では、赤色スペーサ用着色層４Ｒ、緑色スペーサ用着色層４Ｇ、および青色スペーサ用着色層４Ｂ）が積層されてなるものである。
なお、図２においては、各色の画素部用着色層に凹凸形成処理が施されている例について示しているが、本発明においては、少なくとも１色以上の画素部用着色層に上記凹凸形成処理が施されているのであれば特に限定されるものではない。
【００４１】
本発明によれば、上記画素部用着色層に凹凸形成処理が施されていることにより、上記遮光部の開口部に形成される上記画素部用着色層全体の平均膜厚を、上記凹凸形成処理が施されていない場合に比べて小さなものとすることができる。よって、これにより、上記画素部用着色層の輝度を向上させ、上記画素部用着色層の色度を画像表示に適したものとすることが可能となる。
【００４２】
上記画素部用着色層表面に形成される凹凸としては、画素部用着色層表面の少なくとも一部に形成されているものであれば特に限定されるものではなく、画素部用着色層表面の一部にのみ形成されているものであってもよいし、画素部用着色層全体に形成されているものであってもよいが、画素部用着色層全体に形成されていることがより好ましい。上記画素部用着色層表面全体に上記凹凸が形成されていることにより、より画像表示を良好に行うことが可能となるからである。
【００４３】
また、上記凹凸が上記画素部用着色層全体に形成されている場合は、上記凹凸が規則的なパターン状に形成されていてもよいし、上記凹凸が不規則的なパターン状に形成されていてもよいが、上記凹凸が規則的なパターン状に形成されていることが好ましい。画素部用着色層の色度を容易に調整することが可能となるからである。
【００４４】
このようなパターン形状としては、上記凹凸を画素部用着色層表面全体に形成することにより、画素部用着色層の色度を画像表示に適したものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、ストライプ状、ドット状、格子状、市松模様等を挙げることができる。
【００４５】
上記凹凸の凸部の高さとしては、上記画素部用着色層の色度を調整することができる高さであれば特に限定されるものではないが、０．０５μｍ〜１．００μｍの範囲内、なかでも０．１０μｍ〜０．５０μｍの範囲内、特に、０．１５μｍ〜０．４０μｍの範囲内であることが好ましい。上記凹凸の凸部の高さが上記範囲に満たない場合、もしくは上記範囲を超える場合は、上記凹凸を上記画素部用着色層表面に形成した場合であっても、上記画素部用着色層の色度を画像表示に適したものとすることが困難となるからである。また、上記凹凸の高さが上記範囲を超える場合は、上記カラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた場合、液晶層中の液晶材料を所定の方向に配向させることが困難となる可能性があるからである。なお、上記凹凸の凸部の高さとは、上記透明基板表面からの上記画素部用着色層の最大高さと最小高さとの差を示すものである。
【００４６】
上記凹凸形成処理が施された画素部用着色層の平均膜厚としては、上記画素部用着色層が良好な画像表示を行うことが可能な輝度および色度を有することができる程度であれば特に限定されないが、０．５μｍ〜５．０μｍの範囲内、なかでも１．０μｍ〜４．５μｍの範囲内、特に１．５μｍ〜４．０μｍの範囲内であることが好ましい。上記画素部用着色層の平均膜厚が上記範囲を超える場合は、上記画素部用着色層に凹凸形成処理を施したとしても、良好な画像表示を行うことができる輝度および色度を付与することが困難となるからである。また、上記画素部用着色層の平均膜厚が上記範囲に満たない場合は、上記画素部用着色層と同時に形成されるスペーサ用着色層が薄膜に形成されてしまうことから、後述する積層スペーサの高さを十分なものとすることが困難となる可能性が考えられるからである。
【００４７】
（ｉｉｉ）色度調整処理
本発明においては、画素部用着色層の色度を画像表示に適したものとすることが可能であれば上記開口部形成処理を行ってもよいし、上記凹凸形成処理を行ってもよいが、上記凹凸形成処理を行うことがより好ましい。上記画素部用着色層の色度を同等な値に調整した場合、上記凹凸形成処理を行った画素部用着色層の方が、上記開口部形成処理を行った画素部用着色層よりも輝度を高いものとすることができるからである。
【００４８】
ここで、上記画素部用着色層の色度を同等な値に調整した場合、上記凹凸形成処理を行った画素部用着色層の方が、上記開口部形成処理を行った画素部用着色層よりも輝度を高いものとすることができる理由については明らかではないが、次のように考えられる。
上記開口部形成処理が施された画素部用着色層を有するカラーフィルタにおいては、通常、上記開口部には透明樹脂等からなるオーバーコート層が埋め込まれて用いられることとなる。そのため、上記画素部用着色層の色度を同等な値に調整した場合、上記凹凸形成処理を行った画素部用着色層に比べて、上記開口部形成処理を行った画素部用着色層はオーバーコート層が含まれることにより画素部用着色層全体の色純度が落ちるものと考えられる。そのため、画素部着色層全体の色純度が高い上記凹凸形成処理を行った画素部用着色層の方が輝度が高いものとなると考えられる。
【００４９】
また、本発明において、上記色度調整処理は、上記画素部に形成される複数の画素部用着色層の内、少なくとも１色以上の画素部用着色層に施されているのであれば特に限定されるものではなく、上述した図１に示すように、色度調整処理として開口部形成処理のみが施されていてもよいし、上述した図２に示すように、色度調整処理として凹凸形成処理のみが施されていてもよい。また、図３に示すように、同一のカラーフィルタについて、開口部形成処理が施された画素部用着色層（図３では、赤色画素部用着色層３Ｒ）と、凹凸形成処理が施された画素部用着色層（図３では緑色画素部用着色層３Ｇ）とをそれぞれ有するように色度調整処理が施されていてもよい。また、図４に示すように、開口部形成処理および凹凸形成処理が同一色の画素部用着色層に施されていてもよい。なお、図４においては、各色の画素部用着色層に開口部形成処理および凹凸形成処理が施されている例について示している。
なお、図３および図４は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図であり、説明していない符号については、図１および図２等と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００５０】
また、図示はしないが、上記開口部形成処理および凹凸形成処理については、上記開口部形成処理および凹凸形成処理以外の色度調整処理とともに用いてもよい。
【００５１】
（ｂ）着色層形成用組成物
次に、上記画素部用着色層に用いられる着色層形成用組成物について説明する。
上記着色層形成用組成物は、上記画素部用着色層を形成することが可能であり、かつ、後述する積層スペーサを十分な高さとすることができるようなスペーサ用着色層を形成することが可能であるものであれば特に限定されるものではないが、上記着色層形成用組成物の積層効率が高いものであることが好ましい。上記着色層形成用組成物の積層効率が高いものであることにより、上記スペーサ用着色層を厚膜に形成し、積層スペーサを十分な高さとすることが容易になるからである。
【００５２】
ここで、上記着色層形成用組成物の積層効率とは、上記着色層形成用組成物を用いて画素部用着色層およびスペーサ用着色層を形成した際、画素部用着色層の膜厚を１とした場合のスペーサ用着色層の膜厚の膜厚比を示す値である。
【００５３】
上記着色層形成用組成物は、通常、ポリマー成分、モノマー成分、着色剤、および反応開始剤等を含有するものである。
【００５４】
上記ポリマー成分としては、上記画素部用着色層およびスペーサ用着色層を所定の膜厚で形成することができるのであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるが、なかでも、上記着色層形成用組成物の積層効率を高いものとすることができるポリマー成分であることが好ましい。このようなポリマー成分としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、ならびにこれらの酸無水物等が挙げられる。本発明においては、市販のポリマーを用いることもでき、例えば、アロニックスＭ−５６００（東亞合成株式会社製）、アロニックスＭ−６２００（東亞合成株式会社製）、アロニックスＭ−７１００（東亞合成株式会社製）、およびアロニックスＭ−９０５０（東亞合成株式会社製）が好ましい。好ましい態様では、ポリマーの含有量は、着色層形成用組成物の合計質量に対して５質量％〜８０質量％である。
【００５５】
上記モノマー成分としては、上記画素部用着色層およびスペーサ用着色層を所定の膜厚で形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるが、なかでも、上記着色層形成用組成物の積層効率を高いものとすることができるモノマー成分であることが好ましい。このようなモノマー成分としては、例えば、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、���ソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、ならびにメタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。本発明においては、市販のモノマーを用いることもでき、例えば、ＳＲ３９９（サートマー社製）、アロニックスＭ−４００（東亞合成株式会社製）、およびアロニックスＭ−４５０（東亞合成株式会社製）が好ましい。好ましい態様では、モノマーの含有量は、着色層形成用組成物の合計質量に対して５質量％〜８０質量％である。
【００５６】
上記着色剤としては、複数色の画素部用着色層を形成するために用いられるものであり、通常は、赤色、緑色、および青色の３色の着色剤が用いられる。上記着色剤としては、上記画素部用着色層およびスペーサ用着色層を所定の膜厚で形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるが、なかでも、上記着色層形成用組成物の積層効率を高いものとすることができる着色剤であることが好ましい。このような着色剤としては、赤色着色層形成用組成物に用いられる着色剤として、ピグメントレッド２５４および／またはピグメントレッド２４２を含み、好ましくはピグメントイエロー１５０および／またはピグメントイエロー１３８を含むものである。緑色着色層形成用組成物に用いられる着色剤として、ピグメントグリーン５８を含み、好ましくはピグメントイエロー１５０および／またはピグメントイエロー１３８を含むものである。青色着色層形成用組成物に用いられる着色剤として、ピグメントブルー１５：１、ピグメントブルー１５：３、およびピグメントブルー１５：６からなる群から選択される少なくとも１種を含み、好ましくはピグメントバイオレット２３を含むものである。これらの着色剤を用いることで、画素部用着色層の透過率を向上させて、輝度を向上させることができる。なお、その他の公知の着色剤を混合してもよい。好ましい態様では、着色剤の含有量は、着色層形成用組成物の合計質量に対して０．１質量％〜２０質量％である。
【００５７】
上記反応開始剤としては、上記画素部用着色層およびスペーサ用着色層を所定の膜厚で形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるが、なかでも、上記着色層形成用組成物の積層効率を高いものとすることができる反応開始剤であることが好ましい。このような反応開始剤としては、熱重合開始剤および光重合開始剤等を用いることができ、例えば、ベンジル（ビベンゾイルとも言う）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、および１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、イルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア９０７（いずれも、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製）、ダロキュアー（メルク社製）、アデカ１７１７（旭電化工業株式会社製）等のケトン系化合物、および２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’−テトラフェニル−１，２’ビイミダゾール（黒金化成株式会社製）等のビイミダゾール系化合物が好ましい。好ましい態様では、重合開始剤の含有量は、着色層形成用組成物の合計質量に対して１質量％〜４０質量％である。
【００５８】
上記着色層形成用組成物としては、上記の成分の他にも、例えば、界面活性剤、架橋剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
【００５９】
（ｃ）画素部用着色層
本発明に用いられる画素部用着色層の厚みとしては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に、良好な画像表示を行うことができ、かつ、同時形成される積層スペーサを十分な高さとすることができる厚みであれば特に限定されるものではないが、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内、なかでも１μｍ〜９μｍの範囲内、特に、２μｍ〜８μｍの範囲内であることが好ましい。上記画素部用着色層の厚みが上記範囲に満たない場合は、上記画素部用着色層と同時形成される積層スペーサを十分な高さとすることが困難となるからであり、上記画素部用着色層の厚みが上記範囲を超える場合は、近年要望が高まっている薄膜の透過型液晶表示装置を形成することが困難となるからである。なお、ここでの上記画素部用着色層の厚みは上記色度調整処理が施されていない画素部用着色層を指すものである。
【００６０】
上記画素部用着色層の色度としては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に、良好な画像表示を行うことができる程度の色度とすることができるものであれば特に限定されるものではない。
上記色度としては、具体的には、赤色画素部用着色層の色度が、ｘ値が０．４００〜０．８００の範囲内、ｙ値が０．１５０〜０．６５０の範囲内、なかでもｘ値が０．４５０〜０．８００の範囲内、ｙ値が０．１５０〜０．６００の範囲内、特にｘ値が０．５００〜０．８００の範囲内、ｙ値が０．１５０〜０．５５０の範囲内であることが好ましい。
また、緑色画素部用着色層の色度としては、ｘ値が０．１００〜０．６００の範囲内、ｙ値が０．２００〜０．８００の範囲内、なかでもｘ値が０．１００〜０．５５０の範囲内、ｙ値が０．２５０〜０．７５０の範囲内、特にｘ値が０．１００〜０．５００の範囲内、ｙ値が０．３００〜０．７００の範囲内であることが好ましい。
また、青色画素部用着色層の色度としては、ｘ値が０．０１０〜０．５００の範囲内、ｙ値が０．０１０〜０．５００の範囲内、なかでもｘ値が０．０１０〜０．４５０の範囲内、ｙ値が０．０１０〜０．４５０の範囲内、特にｘ値が０．０１０〜０．４００の範囲内、ｙ値が０．０１０〜０．３００の範囲内であることが好ましい。
上記画素部用着色層の色度が上記範囲に満たない場合、もしくは上記範囲を超える場合は、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた場合に良好な画像表示を行うことが困難となるからである。なお、上記画素部用着色層の色度は、上記遮光部の開口部に形成された画素部用着色層全体の色度を指すものである。
【００６１】
上記画素部用着色層の輝度としては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に良好な画像表示を行うことができる程度とすることができるものであれば特に限定されるものではない。具体的には、赤色着色層のＹ値が１０〜５０の範囲内、なかでもＹ値が１０〜４５の範囲内、特にＹ値が１０〜４０の範囲内であることが好ましく、緑色着色層のＹ値が、３０〜８０の範囲内、なかでもＹ値が３５〜８０の範囲内、特にＹ値が４０〜８０の範囲内、青色着色層のＹ値が１０〜５０の範囲内、なかでもＹ値が１０〜４５の範囲内、特にＹ値が１０〜４０の範囲内であることが好ましい。上記画素部用着色層の輝度が上記範囲に満たない場合もしくは上記範囲を超える場合は、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に良好な画像表示を行うことが困難となるからである。なお、上記画素部用着色層の輝度は、上記遮光部の開口部に形成された画素部用着色層全体の輝度を指すものである。
【００６２】
また、上記画素部用着色層を用いた白表示時の輝度としては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に良好な画像表示を行うことができる程度とすることができるものであれば特に限定されるものではないが、Ｙ値が５〜８５の範囲内、なかでもＹ値が５〜８０の範囲内、特にＹ値が５〜７５の範囲内であることが好ましい。上記白表示時の輝度が上記範囲に満たない場合もしくは上記範囲を超える場合は、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に良好な画像表示を行うことが困難となるからである。なお、上記白表示時の輝度は、上記遮光部の開口部に形成された画素部用着色層全体を用いて白表示を行った際の輝度を指すものである。
【００６３】
なお、上記画素部用着色層の色度および輝度は、分光高度計：ＯＳＰ−ＳＰ２００（オリンパス製）を用いて行い、バックライトはＣ光源を使用して測定した値である。
【００６４】
（２）画素部
本発明に用いられる画素部のパターンとしては、本発明のカラーフィルタを用いて透過型表示装置を組み立てた際に、画像表示を行うことができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる画素部のパターンと同様とすることができ、具体的には、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができる。
【００６５】
本発明のカラーフィルタにおける上記画素部の面積比率（遮光部の開口部の開口率）としては、本発明のカラーフィルタを用いた透過型液晶表示装置により良好な画像表示を行うことができる程度であれば特に限定されるものではなく、透過型液晶表示装置の用途により適宜選択することができる。本発明においては、上記画素部の面積比率が、１％〜９０％の範囲内、なかでも１％〜８５％の範囲内、特に１％〜８０％の範囲内であることが好ましい。上記画素部の面積比率が上記範囲に満たない場合は、上記カラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた場合に、良好な画像表示を行うことが困難となるからであり、上記画素部の面積比率が上記範囲を超えるようなカラーフィルタは製造することが困難であるからである。
【００６６】
２．遮光部
次に、本発明に用いられる遮光部について説明する。上記遮光部は上記透明基板上に形成され、開口部を有するものである。
【００６７】
上記遮光部の線幅としては、画素部を画することができ、かつ、後述する柱状スペーサを形成することができる程度であるならば特に限定されるものではない。本発明においては、上記透過型液晶表示装置の輝度を向上させるため、上記遮光部の開口部を広くすることが好ましいことから、上記遮光部の線幅としてはより小さいものであることが好ましい。
このような、上記遮光部の線幅としては、１μｍ〜３０μｍの範囲内、なかでも１μｍ〜１５μｍの範囲内、特に１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。本発明においては、上記遮光部が細線化された場合であっても、十分な高さを有する積層スペーサを形成することが可能であることを特徴とするものであることから、上記遮光部の線幅が上記範囲内であることにより、本発明の作用効果をより大きく発揮することが可能である。
【００６８】
本発明に用いられる遮光部としては、通常、同一の形状を有する画素部が等間隔でパターン状に形成されたものが用いられる。
【００６９】
遮光部としては、例えば、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。この金属薄膜は、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。中でも、遮光部の膜厚を比較的厚くすることができるという点で、遮光部は黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであることが好ましい。
【００７０】
上記の場合であって、遮光部の形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、上記の場合であって、遮光部の形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、黒色着色剤および感光性樹脂を含有する遮光部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
【００７１】
一方、遮光部が金属薄膜である場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、印刷法等を挙げることができる。
【００７２】
遮光部の膜厚としては、金属薄膜の場合は０．２μｍ〜０．４μｍ程度で設定され、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである場合は０．５μｍ〜２μｍ程度で設定される。
【００７３】
３．積層スペーサ
次に本発明に用いられる積層スペーサについて説明する。
本発明に用いられる積層スペーサは、上述した遮光部上に形成されるものであり、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた際に、液晶層の厚み（セルギャップ）を一定に保つ機能を有するものである。また、上記積層スペーサは、複数色のスペーサ用着色層が積層されてなるものである。
【００７４】
本発明のスペーサ用着色層は、上述した画素部用着色層と同様の着色層形成用組成物からなるものである。また上記スペーサ用着色層は、カラーフィルタの製造時において、通常、上述した画素部用着色層と同時に形成されるものである。
【００７５】
上記スペーサ用着色層の形状および厚みについては、積層スペーサの形状および高さにより適宜選択される。また、上記スペーサ用着色層の積層順については、所定の高さを有する積層スペーサを形成することができる順番であれば特に限定されるものではなく、上述した画素部用着色層の形成順により決定されるものである。
【００７６】
上記着色層形成用組成物については、上述した「１．画素部」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００７７】
本発明に用いられる積層スペーサの形状としては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた場合に、セルギャップを一定に保つことが可能な形状であれば特に限定されるものではない。具体的には、積層スペーサの形状としては、円柱形状、角柱形状等を挙げることができる。
【００７８】
また、積層スペーサが形成される位置としては、少なくとも上記遮光部上に形成されているのであれば特に限定されるものではなく、本発明のカラーフィルタの用途等に応じて上記遮光部上以外にも形成されていてもよい。このような形成位置としては、例えば透明基板直上等を挙げることができる。
【００７９】
積層スペーサの底面の大きさとしては、上記遮光部の大きさ（面積）やカラーフィルタの大きさ等により適宜選択される。
【００８０】
また、積層スペーサの高さとしては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いる場合には、セルギャップと同程度であることが好ましい。具体的には、積層スペーサの高さは、０．５μｍ〜１３μｍ程度であることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜８μｍの範囲内である。
【００８１】
積層スペーサの数としては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた場合に、セルギャップを一定に保つことが可能であれば特に限定されるものではなく、積層スペーサの大きさやカラーフィルタの大きさ等により適宜選択される。
【００８２】
また、上記積層スペーサの積層数としては、本発明のカラーフィルタを透過型液晶表示装置に用いた場合に、セルギャップを一定に保つことが可能な程度の高さを有する積層スペーサとすることができるのであれば特に限定されるものではないが、通常は、複数色の画素部用着色層の色の数と同数で形成されるものである。
【００８３】
４．透明基板
次に、本発明に用いられる透明基板について説明する。本発明に用いられる透明基板は、上記遮光部および画素部用着色層が形成されるものである。
【００８４】
本発明に用いられる透明基板としては、可視光に対して透明な基材であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板を用いることができる。具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材が挙げられる。
【００８５】
透明基板の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明により製造されるカラーフィルタの用途に応じて、例えば１００μｍ〜１ｍｍ程度のものを使用することができる。
【００８６】
５．その他の部材
本発明のカラーフィルタは、上述した画素部、遮光部、積層スペーサ、および透明基板を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜追加することができる。このような部材としては、上記画素部、遮光部、および積層スペーサを覆うように形成されるオーバーコート層を挙げることができる。上記オーバーコート層については、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８７】
６．カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタを製造する方法としては、上記積層スペーサが十分な高さを有し、かつ、良好な画像表示を行える程度の色度および輝度を付与できる色度調整処理が施された画素部用着色層を有するカラーフィルタを製造することができるのであれば特に限定されるものではない。
このようなカラーフィルタの製造方法としては、次のような製造方法を一例として挙げることができる。まず、透明基板上に遮光部をパターン形成した後、上記着色層形成用組成物を含む着色層形成用塗工液を、上記遮光部が形成された透明基板全面に、所定の厚みで塗布して着色層形成用層を形成する。次に、フォトマスクを用いて露光し、現像することにより、上記遮光部の開口部には色度調整処理が施された画素部用着色層を形成し、上記遮光部上には所定の厚みを有するスペーサ用着色層を形成することによりカラーフィルタを製造する。
【００８８】
Ｂ．透過型液晶表示装置
本発明の透過型液晶表示装置は、「Ａ．透過型液晶表示装置用カラーフィルタ」の項で説明したカラーフィルタと、対向基板と、上記カラーフィルタおよび上記対向基板の間に設けられた液晶層とを有することを特徴とするものである。
【００８９】
本発明によれば、上記カラーフィルタは、十分な高さを有する積層スペーサを有することから、本発明の透過型液晶表示装置のセルギャップを一定のものとすることができ、高品質な透過型液晶表示装置とすることができる。
また、上記カラーフィルタの画素部には、色度調整処理が施された画素部用着色層が形成されていることから、良好な画像表示を行う透過型液晶表示装置とすることができる。
以下、本発明の透過型液晶表示装置に用いられる各構成について説明する。
【００９０】
１．カラーフィルタ
本発明に用いられるカラーフィルタについては、「Ａ．カラーフィルタ」の項で説明したので、ここでの説明は省略する。
【００９１】
２．対向基板
次に、本発明に用いられる対向基板について説明する。
【００９２】
本発明に用いられる対向基板としては、本発明における透過型液晶表示装置の駆動方式等に応じて適宜選択して用いることができる。
【００９３】
ここで、本発明における透過型液晶表示装置の駆動方式としては、良好な画像表示を行うことができるのであれば特に限定されるものではなく一般的に透過型液晶表示装置に用いられている駆動方式を採用することができる。このような駆動方式としては、例えば、ＴＮ方式、ＩＰＳ方式、ＯＣＢ方式、および、ＭＶＡ方式等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの方式であっても好適に用いることができる。
【００９４】
３．液晶層
次に液晶層について説明する。本発明における液晶層は、カラーフィルタおよび対向基板間に設けられるものである。液晶層を構成する液晶としては、本発明の透過型液晶表示装置の駆動方式等に応じて、誘電異方性の異なる各種液晶、およびこれらの混合物を用いることができる。
【００９５】
液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば、真空注入方式や液晶滴下方式等が挙げられる。
真空注入方式では、例えば、あらかじめカラーフィルタおよび対向基板を用いて液晶セルを作製し、液晶を加温することにより等方性液体とし、キャピラリー効果を利用して液晶セルに液晶を等方性液体の状態で注入し、接着剤で封鎖することにより液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
また液晶滴下方式では、例えば、カラーフィルタの周縁にシール剤を塗布し、このカラーフィルタを液晶が等方相になる温度まで加熱し、ディスペンサー等を用いて液晶を等方性液体の状態で滴下し、カラーフィルタおよび対向基板を減圧下で重ね合わせ、シール剤を介して接着させることにより、液晶層を形成することができる。その後、液晶セルを常温まで徐冷することにより、封入された液晶を配向させることができる。
【００９６】
４．その他の構成
本発明における透過型液晶表示装置は、通常、上記カラーフィルタと、上記対向基板と、上記液晶層とを有するものとされるが、このような構成に限られるものではなく、一般的にカラーフィルタが用いられた透過型液晶表示装置として公知の構成とすることができる。
【００９７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００９８】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて説明する。
【００９９】
［実施例１］
（共重合樹脂溶液の調製）
重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３質量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２質量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６質量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８質量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７質量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、８５℃で２時間攪拌し、更に１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７質量部、トリエチルアミンを０．４質量部、及びハイドロキノンを０．２質量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。
【０１００】
（硬化性樹脂組成物の調製）
次に下記材料を室温で攪拌、混合して硬化性樹脂組成物を得た。
＜硬化性樹脂組成物の組成＞
・上記共重合樹脂溶液（固形分５０％）                                  １６質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（サートマー社  ＳＲ３９９）
２４質量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社  エピコート１８０Ｓ７０）                                                              ４質量部
・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン
４質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル                                ５２質量部
【０１０１】
（遮光部の形成）
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調製した。
＜黒色顔料分散液の組成＞
・黒色顔料                                                            ２３質量部
・高分子分散剤（ビックケミー・ジャパン（株）  Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）２質量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）                        ７５質量部
【０１０２】
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用組成物を得た。
＜遮光部用組成物の組成＞
・上記黒色顔料分散液                                                  ６１質量部
・上記硬化性樹脂組成物                                                ２０質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル                                ３０質量部
【０１０３】
透明基板として厚み１．１ｍｍのガラス基板（旭硝子（株）  ＡＮ材）上に上記遮光部用組成物をスピンコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、膜厚約２．４μｍの遮光部形成用層を形成した。当該遮光部形成用層を、超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間放置することにより加熱処理を施して、線幅が３０μｍ、厚み２．０μｍの遮光部を形成した。
【０１０４】
（着色層の形成）
上記のようにして遮光部を形成した透明基板上に、下記組成の赤色着色層形成用塗工液をスピンコーティング法により塗布（塗布後厚み約８．５μｍ）し、その後、８０℃のオーブン中で３分間乾燥して赤色着色層形成用層を得た。次いで、フォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて赤色着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に1分間浸漬してアルカリ現像し、赤色着色層形成用層の未硬化部分のみを除去した。その後、上記透明基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間放置することにより加熱処理を施して、遮光部の開口部に線幅５０μｍ、厚み６．８μｍ、画素部用着色層の開口部面積比が０．１となる大きさのスルーホールを有する赤色画素部用着色層を形成した。また、遮光部上には、面積８８２７μｍ2、厚み６．６６μｍの赤色スペーサ用着色層を形成した。
【０１０５】
次に、下記組成の緑色着色層形成用塗工液を用いて、赤色画素部用着色層と同様にして遮光部の開口部に緑色画素部用着色層を形成した。また、上記赤色スペーサ用着色層上に、面積８０３６μｍ2、厚み３．０１μｍの緑色スペーサ用着色層を形成した。
【０１０６】
さらに、下記組成の青色着色層形成用塗工液を用いて、赤色画素部用着色層と同様にして遮光部の開口部に青色画素部用着色層を形成した。また、上記緑色中小着色層上に、面積１０１７μｍ2、厚み２．２５μｍの緑色スペーサ用着色層を形成した。これにより、カラーフィルタを得た。
【０１０７】
＜赤色着色層形成用塗工液の組成＞
・C.I.ピグメントレッド177（Chromofine Red 6605、大日精化工業社製）
１０質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤                                          ３質量部
・硬化性樹脂組成物                                                      ５質量部
・酢酸−３−メトキシブチル                                            ８２質量部
【０１０８】
＜緑色着色層形成用塗工液の組成＞
・C.I.ピグメントグリーン36（Heliogen Green D9360、BASF社製）
１０質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤                                          ３質量部
・硬化性樹脂組成物                                                      ５質量部
・酢酸−３−メトキシブチル                                            ８２質量部
【０１０９】
＜青色着色層形成用塗工液の組成＞
・C.I.ピグメントブルー15:6（Fastogen Blue EP-7、DIC社製）
１０質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤                                          ３質量部
・硬化性樹脂組成物                                                      ５質量部
・酢酸−３−メトキシブチル                                            ８２質量部
【０１１０】
［実施例２］
フォトマスクを変更し、画素部用着色層の開口部面積比０．２のスルーホールを有する画素部用着色層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、カラーフィルタを作製した。
【０１１１】
［実施例３］
各色の着色層形成用塗工液の塗布膜厚、およびフォトマスクを変更し、画素部用着色層表面に凹凸形成処理（凹凸部の段差が０．１２５μｍ）を有する画素部用着色層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、実施例１のカラーフィルタと色度を合わせたカラーフィルタを作製した。
【０１１２】
［比較例1］
フォトマスクを変更して、開口部を有さない画素部用着色層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを得た。
【０１１３】
［評価］
得られた画素部用着色層の色度および輝度を測定した。結果を表１に示す。
なお、分光高度計：ＯＳＰ−ＳＰ２００（オリンパス製）を用いて行い、バックライトはＣ光源を使用して測定した値である。なお、表１においては白表示時の輝度をＷｈｉｔｅ  Ｙで示している。
【０１１４】
【表１】
0005604934.tif 000002
【０１１５】
色度調整処理を行った実施例１〜実施例３のカラーフィルタの方が、色度調整処理を行っていない比較例１のカラーフィルタに比べて輝度を高いものとすることができた。
また、開口形成処理を行った実施例１および実施例２のカラーフィルタに比べ、凹凸形成処理を行った実施例３のカラーフィルタの方が輝度が高くなることから、カラーフィルタの各色の着色層を同等の色度とした場合は、開口部形成処理を行うよりも、凹凸形成処理を行った方が輝度を高くすることができると考えられる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  …  透明基板
２  …  遮光部
３  …  画素部
３Ｒ  …赤色画素部用着色層
３Ｇ  …緑色画素部用着色層
３Ｂ  …青色画素部用着色層
４  …  積層スペーサ
４Ｒ  …赤色スペーサ用着色層
４Ｇ  …緑色スペーサ用着色層
４Ｂ  …青色スペーサ用着色層
１０  …  カラーフィルタ
【図１】
0005604934.tif 000003
【図２】
0005604934.tif 000004
【図３】
0005604934.tif 000005
【図４】
0005604934.tif 000006
【図５】
0005604934.tif 000007