(57)【要約】【課題】  透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、表示装置に用いられた際、表示オフ時に、表示領域および表示用領域周辺の非表示用領域からの外光の反射光の明るさを小さくできて、見栄えが良いものとできる表示装置用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能とする。【解決手段】  画素区分用遮光部の一部および額縁部は、基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有する。【選択図】  図１
2014025986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部の一部ないし全部および前記額縁部は、前記基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有することを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部の前記積層構造は、前記遮光性の着色樹脂層の線幅が、前記反射制御層の線幅よりも大きく、且つ、前記遮光性の着色樹脂層が、前記基材とで、前記反射制御層全体を覆っている部分を有することを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部は直交する２方向の線状の遮光部を有し、且つ、前記直交する２方向のどちらか１方向の線状の遮光部は、前記積層構造を有することを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射制御層が、色材として、青色色材、黒色色材のカーボンブラックのいずれかを含有する着色樹脂層からなることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項５】
請求項４に記載のカラーフィルタ形成基板であって、カラーフィルタ用の青色の着色樹脂層を配した青色画素部を有し、前記反射制御層が、前記青色の着色樹脂層と同じ着色樹脂層から成ることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射制御層が、透明樹脂層からなることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項７】
透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記画素区分用遮光部の一部および前記額縁部は、前記基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有するカラーフィルタ形成基板を、作製するための、カラーフィルタ形成基板の製造方法であって、前記基材の一面上に、順に、前記反射制御層、前記遮光性の着色樹脂層、前記カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層を、それぞれ、フォトリソ工程により形成するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法
【請求項８】
透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記画素区分用遮光部の一部および前記額縁部は、前記基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有するカラーフィルタ形成基板を用いた、表示装置であって、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板を用いたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用のカラーフィルタ形成基板とその作製方法、および表示装置に関し、特に、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示領域にカラーフィルタ用の各色の着色樹脂層を配し、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域として遮光性の着色樹脂層を額縁部として設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、表示装置に用いられた場合に、表示装置の表示をオフにした際に、表示領域および表示領域周辺の非表示領域の額縁部からの、外光反射光の明るさを小さくして、見栄えを良くできるカラーフィルタ形成基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の普及がめざましい中、フラットディスプレイパネルとして液晶表示装置が広く用いられている。
一般に、液晶表示装置は、透明基板の一面に、遮光性の着色樹脂層からなるブラックマトリックス層と各色の着色樹脂層とを配設しているカラーフィルタ形成基板と、対向電極基板（ＴＦＴ基板とも言う）とを所定の間隙をもたせて向かい合わせて配し、該隙部に液晶を封止した構造で、各色の着色樹脂層の画素の光透過率の制御を液晶の配向を電気的に制御することにより行いカラー画像を表示している。
このような液晶表示装置においては、カラーフィルタ形成基板の品質は、表示品位そのものを左右する。
【０００３】
一方、最近では、多機能端末機器（高機能端末機器とも言う）の普及が盛んになってきており、特に、タブレット型の多機能端末機器も急速な普及が見込まれるようになってきており、これらの端末の表示部として液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置が用いられているが、高い表示品質や意匠性が求められている。
例えば、タブレット型の多機能端末機器が、図７（ａ）に示すように、透明基板を基材１１１として、該基材１１１の一面側において、表示領域にカラーフィルタ用の各色の着色樹脂層１１３を配し、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域として遮光性の着色樹脂層を額縁部１１２として設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板１１０を用いている場合がある。
尚、図７（ａ）は、従来のカラーフィルタ形成基板の平面図で、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、それぞれ、図７（ａ）のＥ１−Ｅ２、Ｅ３−Ｅ４において矢印の方向に見た図で、図７（ｄ）は、図７（ａ）のＥ５部の拡大図で、図７（ｅ）は図７（ａ）のＥ６部の拡大図である。
図８は、図７に示すカラーフィルタ形成基板１１０を用いたタブレット型の多機能端末１２０の平面図である。
そして、通常、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層、ブラックマトリクス用の着色樹脂層、額縁用の着色樹脂層の形成は、フォトリソ工程により形成されており、額縁部１１２とブラックマトリクス（図示していない）とは、同じフォトリソ工程にて一緒に形成されていた。
タブレット型の多機能端末機器１２０は、通常、図７に示すカラーフィルタ形成基板１１０を用い、透明基板からなる基材１１１側をフレーム１２１側として、額縁部１１２の領域の一部を非表示領域１２３としており、表示領域１２２と幅１ｍｍ程度の非表示領域１２３とが、フレーム１２１の内側の開口から、観察者側により見えるようになっている。
非表示領域１２３をこのように幅１ｍｍ程度としているのは、表示領域全体を確実に観察者から見えるようにして、且つ、カラーフィルタ形成基板１１０を用いた表示パネルとフレームとの位置精度に許容をもたせることが、主な理由である。
しかし、図７に示すタブレット型の多機能端末機器１２０においては、表示領域１２２の表示をオフにした際に、表示領域１２２の周辺の非表示領域１２３である額縁部の領域が表示領域１２２より明るくなって見え、表示領域１２２と非表示領域１２３との差異がはっきりして、見栄えが良くなく、これが問題となっていた。
【０００４】
また、多機能端末機器も急速な普及が見込まれるようになってきた中、最近では、益々の高精細化が求められ、表示の画素の微細化が必要となってきた。
しかし、表示装置用のカラーフィルタ形成基板においては、従来より、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、遮光性の樹脂層からなる画素毎に区分する画素区分用遮光部（ブラックマトリクスとも言う）と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けているが、更なる、高精細化が進む中、画素区分用遮光部を形成する遮光性の樹脂層の幅には、限界がある。
そのため、更に高精細化が進んだ場合、表示領域においては、画素区分用遮光部を形成する遮光性の樹脂層の占める面積割合が大きくなり、これに伴い、表示領域においては、画素区分用遮光部の外光の反射の影響が大きくなってくるという問題もある。
【０００５】
尚、上記問題は液晶表示装置に限定されるものではなく、表示領域の周辺の非表示領域としての額縁部を有するカラーフィルタ形成基板を用いた、有機ＥＬ表示装置などの表示装置においても、同様に生じる可能性がある問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１０−１５０６６８号公報
【特許文献２】特開２００９−０５３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、最近では、最近では、多機能端末機器の普及が盛んになってきたおり、特に、タブレット型の多機能端末機器も急速な普及が見込まれるようになってきており、これらの端末の表示部として液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置が用いられているが、高い表示品質や意匠性が求められている。
このような中、多機能端末機器において、図７（ａ）に示すように、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示領域にカラーフィルタ用の各色の着色樹脂層を配し、該表示用領域の周辺全周に渡り非表示用領域として遮光性の着色樹脂層を額縁部として設けている、表示装置用のカラーフィルタ形成基板を用いている場合、表示領域の表示をオフにした際に、表示領域の周辺の非表示領域としての額縁部の領域が表示領域より明るくなって見え、表示領域と非表示領域との差異がはっきりして、見栄えが良くないという不具合がある。
また、表示装置用のカラーフィルタ形成基板においては、従来より、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、遮光性の樹脂層からなる画素毎に区分する画素区分用遮光部（ブラックマトリクスとも言う）と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けているが、更なる、高精細化が進む中、画素区分用遮光部を形成する遮光性の樹脂層の幅には、限界があり、更に高精細化が進んだ場合、表示領域においては、画素区分用遮光部を形成する遮光性の樹脂層の占める面積割合が大きくなり、これに伴い、表示領域においては、画素区分用遮光部の外光の反射の影響が大きくなってくるという問題もある。
本発明は、これらに対応するもので、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、遮光性の樹脂層からなる画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、積層して配し、且つ、表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けているカラーフィルタ形成基板を表示装置に用いている場合において、表示オフ時に、表示領域と表示領域周辺の非表示領域からの、外光の反射光の明るさを小さくでき、見栄えが良い表示装置を提供しようとするものである。
同時にそのような、表示装置を作製することができるカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のカラーフィルタ形成基板は、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部（ブラックマトリクスとも言う）と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部の一部ないし全部および前記額縁部は、前記基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有することを特徴とするものである。
そして、上記のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部の前記積層構造は、前記遮光性の着色層樹脂の線幅が、前記反射制御層の線幅よりも大きく、且つ、前記遮光性の着色樹脂層が、前記基材とで、前記反射制御層全体を覆っている部分を有することを特徴とするものである。
そして上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部は直交する２方向の線状の遮光部を有し、且つ、どちらか１方向の線状の遮光部は、前記積層構造を有することを特徴とするものである。
尚、ここでの「反射制御層」は、表示装置の基材面側（観察者側）に該反射制御層を設けて遮光性の着色樹脂層と積層する積層構造とした場合、従来のカラーフィルタ形成基板の額縁部や画素区分用遮光部に用いられる、反射制御層を備えた積層構造を持たない、単層の遮光性の着色樹脂層を基材側に配した場合よりも、表示装置に用いられた際、表示オフ時の拡散反射での外光の反射光の明るさ小さくできるものである。
また、「遮光性の着色樹脂層」とは、遮光できる光学濃度、好ましくは光学濃度４．０以上を得るための遮光性の着色樹脂層で、従来のカラーフィルタ形成基板の額縁部や画素区分用遮光部に用いられる、反射制御層を持たない、単層の遮光性の着色樹脂層と同様のもので、この遮光性の着色樹脂層を表示装置の基材面側（観察者側）に配して用いた場合には、表示オフ時、基材側に反射制御層を設けた場合に比べて、拡散反射での外光の反射光の明るさが大きくなる。
また、ここでは、表示装置に用いられた際に、表示領域となる領域を表示用領域とし、また、表示領域とはならない領域を非表示用領域としている。
【０００９】
また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、前記反射制御層が、色材として、青色色材、黒色色材のカーボンブラックのいずれかを含有する着色樹脂層からなることを特徴とするものであり、カラーフィルタ用の青色の着色樹脂層を配した青色画素部を有し、前記反射制御層が、前記青色の着色樹脂層と同じ着色樹脂層から成ることを特徴とするものである。
【００１０】
あるいはまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板であって、前記反射制御層が、透明樹脂層からなることを特徴とするものである。
尚、通常、透明樹脂層は、透過率９０％以上である。
ここでの透過率とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率のことを言う。
【００１１】
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部（ブラックマトリクスとも言う）と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記画素区分用遮光部の一部ないし全部および前記額縁部は、前記基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有するカラーフィルタ形成基板を、作製するための、カラーフィルタ形成基板の製造方法であって、前記基材の一面上に、順に、前記反射制御層、前記遮光性の着色樹脂層、前記カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層を、それぞれ、フォトリソ工程により形成するものであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の表示装置は、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部（ブラックマトリクスとも言う）と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記画素区分用遮光部の一部ないし全部および前記額縁部は、前記基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有するカラーフィルタ形成基板を用いた、表示装置であって、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板を用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
（作用）
本発明のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、遮光性の樹脂層からなる画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けているカラーフィルタ形成基板で、且つ、表示装置に用いられた際に、表示オフ時に、表示領域と表示用領域周辺の非表示用領域からの外光の反射光を小さくできて、見栄えを良くできるカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。
特に、多機能端末機器のように、高品質、意匠性が求められる表示部には有効としている。
本発明は、表示装置における表示オフ時の見栄えは、主に観察される外光の拡散反射光が関わっており、表示領域および表示用領域周辺の非表示用領域からの外光の拡散反射光の明るさを小さくすることにより、見栄えを良くできるという知見に基づき、表示オフ時の外光による見栄えに良くするために、画素区分用遮光部の一部ないし全部および額縁部は、基板側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有する構成としている。
即ち、画素区分用遮光部の一部ないし全部に、反射制御層と遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有することにより、表示装置に用いられた場合において、表示オフ時に、画素区分用遮光部形成されている表示用領域からの外光の反射光の明るさ小さくできるものとし、且つ、額縁部を反射制御層と遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造としていることにより、表示装置に用いられた場合において、表示オフ時に、非表示用領域からの外光の反射光の明るさを小さくできるものとしている。
尚、先にも述べたように、ここでの「反射制御層」は、表示装置の基材面側（観察者側）に該反射制御層を設けて遮光性の着色樹脂層と積層する積層構造とすることにより、従来のカラーフィルタ形成基板の額縁部や画素区分用遮光部に用いられる、反射制御層を備えた積層構造を持たない、単層の遮光性の着色樹脂層の場合よりも、表示オフ時の拡散反射での外光の反射光の明るさを小さくできるものである。
具体的な画素区分用遮光部の積層構造としては、遮光性の着色層樹脂の線幅が、反射制御層の線幅よりも大きく、且つ、前記遮光性の着色樹脂層が、基材とで、前記反射制御層全体を覆っている部分を有する請求項２の発明の形態が挙げられるが、この形態に限定はされない。
尚、請求項２の発明の画素区分用遮光部の積層構造の場合は、フォトリソ工程での画素区分用遮光部の形成を容易なものとしている。
また、画素区分用遮光部は直交する２方向の線状の遮光部を有し、且つ、どちらか１方向の線状の遮光部は、前記積層構造を有する請求項３の発明の形態も挙げられる。
【００１４】
また、前記反射制御層が、青色色材、カーボンブラックのいずれかを含有する着色樹脂層からなる形態が挙げられる。
色材として、青色色材、黒色色材のカーボンブラックのいずれかを含有する着色樹脂層から成る反射制御層としては、該反射制御層と積層される遮光性の着色樹脂層よりも拡散反射が少ないものが好ましく、好ましくは、厚さ１μｍでの光学濃度が２．０以下であるものが挙げられる。
尚、反射制御層と積層される遮光性の着色樹脂層は、画素区分用着色樹脂層や額縁部の遮光性を確保できるように光学濃度、好ましくは光学濃度４．０以上であり、通常、厚さ１μｍでの光学濃度は４．０以上である。
また、反射制御層と積層される遮光性の着色樹脂層としては、ここでは、主な色材として、黒色顔料が用いられ、通常は、カーボンブラックが用いられている。
尚、色材として青色色材、黒色色材のカーボンブラックのいずれかを含有する着色樹脂層から成る反射制御層の単位厚さ１μｍでの光学濃度が、反射制御層と積層される遮光性の着色樹脂層の単位厚さ１μｍでの光学濃度より、低いということは、反射制御層の樹脂に含有される色材の含有濃度が、遮光性の着色樹脂層の樹脂に含有される色材の含有濃度より低いと言うことで、以下に、図４を用いて簡単に説明するように、反射制御層を設けた積層構造の場合の反射制御層から外光の反射の方が、反射制御層を設けない遮光性の着色樹脂層単層の場合の該遮光性の着色樹脂層から外光の反射より、外光の反射光の明るさが小さいことを意味する。
ここで、拡散反射と色材である顔料の濃度、粒子径サイズとの関係について、図４に基づいて、簡単に説明しておく。
例えば、図４（ｃ）に示すように大きな径の粒子１２Ｂ３が界面１１Ｓに接しており、図４（ａ）に示すように小さな径の粒子１２Ｂ１が界面１１Ｓに接している場合、図４（ｃ）に示す界面における粒子１２Ｂ３の拡散反射は、図４（ａ）に示す界面における粒子１２Ｂ１の拡散反射よりも大きくなる。
また、図４（ａ）に示すように小さな径の粒子１２Ｂ１が界面に接しており、図４（ｂ）に示すように粒子１２Ｂ２に樹脂被膜１２Ｃを被覆した状態で界面に接している場合、図４（ａ）に示す界面における粒子１２Ｂ１の拡散反射は、図４（ｂ）に示す粒子１２Ｂ２に樹脂被膜１２Ｃを被覆した状態で界面に接している場合の拡散反射よりも大きくなる。
このように、透明基板からなる基材の一面に色材として顔料を分散させた樹脂層を形成した場合、顔料粒子の粒径（平均粒子径）が小さいほど、顔料粒子の濃度が小さいほど、透明基板の基材外側（観察者側）からみた額縁部からの拡散反射は小さくなり、また、顔料の粒子に樹脂被覆を施すことにより、拡散反射を小さくすることができる。
尚、透明基板がガラス基板の場合の屈折率は１．４程度で、カラーフィルタ用に用いられている樹脂の屈折率は、１．４〜１．５程度である。
また、黒色の顔料として通常用いられているカーボンブラックは複素屈折率の虚数項の値が大きいため、光は主に表面で反射される。
【００１５】
また、前記反射制御層として、透明樹脂層からなる形態も挙げられる。
この形態の場合は、基材面と遮光性の着色樹脂層との間隔を透明樹脂層にて設けるもので、これにより、外光の遮光性の樹脂層からの反射を少なくできるものとしている。
通常の透明樹脂層については、透過率９０％以上であり、外光の大部分が遮光性の樹脂層まで達することとなり、遮光性の着色樹脂層の色材である顔料と基材との距離を、透明樹脂層を設けない場合に比べて大きくすることができ、これにより、透明樹脂層を設けない場合に比べて外光の遮光性の樹脂層からの反射を少なくできるものとしている。
【００１６】
尚、ここでの拡散反射光についての測定は、分光測色計により拡散反射成分を検出できる測定方式で、図５（ｂ）に示すように、正反射光を取り除いて測定するＳＣＥ方式（Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  Ｅｘｃｌｕｄｅ方式の略で、拡散反射測定方式とも呼ばれる）により行っている。
この測定方式の場合、同じ色でも、試料の表面状態によって測定値が異なり、目視評価の状況に近い測定結果を得ることができる。
また、分光測色計では正反射光と拡散反射光の合計を検出できる測定方式もあり、一般にはＳＣＩ方式（Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  Ｉｎｃｌｕｄｅ方式の略）と呼ばれており、例えば、図５（ｂ）においてトラップ６４を設けない状態で測定する測定方法である。
ＳＣＩ方式は物体色を測定する場合に広く用いられている。
図５（ｂ）においては、太線実線矢印は、光源６２からの入射光６２Ｌを示し、点線矢印は各点からの光の向きを示し、細線実線矢印は、検出器６３へ入射する検出光６３Ｌを示している。
尚、通常、図５に示すように、測定用の着色樹脂層１３Ａを透明基板面側から分光測色計により拡散反射光を検出できる測定方式（ＳＣＥ方式とも言う）で測定して得られた反射率の分光特性から求めたＪＩＳ  Ｚ８７０１のＸＹＺ表色系における明るさＹが、０．０３以下である場合には、見た目で、額縁部の黒の締りが良く好ましい。
尚、ここでは、分光測色計としては、コニカミノルタ( 株) 製のＣＭ−２５００ｄを用いている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、このように、透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、遮光性の樹脂層からなる画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、積層して配し、且つ、表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けているカラーフィルタ形成基板で、且つ、表示装置に用いられた際、表示オフ時に、表示領域および表示用領域周辺の非表示用領域からの外光の反射光の明るさを小さくできて、見栄えが良いものとできるカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
そして、このようなカラーフィルタ形成基板を用いて、表示をオフにした際に、表示領域および表示領域周辺の非表示領域からの外光の反射光の明るさを小さくできて、見栄えが良い表示装置の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）は本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の第１の例の平面図で、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、それぞれ、Ａ１−Ａ２、Ａ３−Ａ４において、矢印の方向に見た図で、図１（ｄ）は図１（ａ）のＡ６部の拡大図で、図１（ｅ）は図１（ｄ）のＡ７における概略断面図で、図１（ｆ）は図１（ａ）のＡ５部の一部拡大図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、それぞれ、図１（ｄ）のＡ７における画素区分用遮光部の断面の他の形態例を示したもので、図２（ａ１）〜図２（ｄ１）は、それぞれ、図１（ａ）のＡ５における額物部の断面の他の形態例を示したものである。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、画素区分用遮光部の表示領域１３Ｓ側端の断面の形態例を示したものである。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、樹脂に分散される顔料と透明基板（ガラス基板）と樹脂層の界面での反射光との関係を説明するための図である。
【図５】分光測色計による拡散反射成分を検出できるＳＣＥ方式で測定する仕方を説明するための図である。
【図６】目視評価の方法を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）は従来のカラーフィルタ形成基板の平面図で、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、それぞれ、図７（ａ）のＥ１−Ｅ２、Ｅ３−Ｅ４において矢印の方向に見た図で、図７（ｄ）は図７（ａ）のＥ５部の拡大図で、図７（ｅ）は図７（ａ）のＥ６部の拡大図である。
【図８】図８は図７に示すカラーフィルタ形成基板を用いたタブレット型の多機能端末の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
先ず、本発明のカラーフィルタ形成基板の実施形態の１例を、図１に基づいて説明する。
本例のカラーフィルタ形成基板１０は、透明基板を基材１１として、該基材１１の一面側において、表示領域１３Ｓにカラーフィルタ用の各色の着色樹脂層（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）と遮光性の画素区分用遮光部１３Ｍを配し、且つ、該表示用領域１３Ｓの外側に非表示用領域として遮光性の額縁部１２を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、表示用領域１３Ｓの着色層１３と、額縁部１２とを覆うように平坦状に保護層（オーバーコート層、あるいはＯＣ層とも言う）１４を配している。
そして、特に、図１（ｅ）、図１（ｆ）に示すように、画素区分用遮光部１３Ｍ全体と額縁部１２とは、基板１１側から順に、反射制御層１３Ｍｂ、遮光性の着色樹脂層１３Ｍｂを積層した積層構造を有している。
尚、ここでは、表示装置に用いられた際に、表示領域となる領域を表示用領域としており、図１（ａ）の額縁部１２の内側の領域を意味する。
また、表示領域とはならない額縁部１２の領域を非表示用領域としている。
また、着色樹脂層１３は、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂと、画素区分用遮光部１３Ｍ形成用の着色樹脂層や額縁部形成用の着色樹脂層とを総称している。
また、表示用領域１３Ｓには、図１（ｄ）に示すように、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが、画素区分用遮光部（ブラックマトリクスとも言う）１３Ｍにより、画素毎に分離されるように、所定の配列に形成されている。
画素区分用遮光部１３Ｍに囲まれる画素部のパターン形状やカラーフィルタ用の各色の着色樹脂層の配列は、図１（ｄ）に示す形態に限定はされない。
画素区分用遮光部１３Ｍに囲まれる画素部のパターン形状がストライプ状の形状ものや、着色樹脂層の配列を変えたものも挙げられる。
本例のカラーフィルタ形成基板１０は、画素区分用遮光部１３Ｍ全体と額縁部１２とが、基板１１側から順に、反射制御層１３Ｍｂ、遮光性の着色樹脂層１３Ｍｂを積層した積層構造としていることにより、表示装置に用いられた場合、表示オフ時に、表示領域および表示用領域周辺の非表示用領域からの、外光の反射光の明るさを小さくできて、これにより、見栄えを良くできる。
【００２０】
次に各部の材料について述べる。
＜基板１１＞
本例に用いられる透明基板からなる基材１１としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものを用いることができ、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明な無機基板、および、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樹脂基板等を挙げることができるが、特に、無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。
さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。
無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに好適に用いることができるからである。
上記基板は、通常、透明な透明基板が用いられている。
【００２１】
＜画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２の着色樹脂層＞
（遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ）
遮光性の着色樹脂層１３Ｍａは、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２を遮光性とする光学濃度、このましくは光学濃度４．０以上を得るための層であり、通常、単位厚さ１μｍでの光学濃度が４．０以上を得ることができるものが好ましい。
そのため、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａとしては、例えば、色材として黒色色材をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものが挙げられるが、該色材の含有量は、単位厚さ１μｍでの光学濃度が４．０以上を得ることができる含有量である。
黒色色材をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものは、膜厚を比較的厚くすることができる。
黒色色材としては、カーボンブラックが好ましく挙げられる。
遮光性の着色樹脂層１３Ｍａの膜厚としては、黒色色材であるカーボンブラック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。
遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ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、黒色色材および感光性樹脂を含有する形成用の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。
尚、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ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。
（反射制御層１３Ｍｂ）
反射制御層１３Ｍｂは、色材として黒色色材や青色色材をバインダ樹脂中に分散または溶解させたもの等が挙げられるが、表示装置に用いられた場合において、外光の反射光の明るさを、従来の単層の遮光性の樹脂着色層を用いた場合に比べて、小さくできることが必要で、通常は、単位厚さ１μｍ当たりの光学濃度が２．０以下を得ることができる含有量である。
黒色色材としては、カーボンブラックが好ましく挙げられる。
カラーフィルタ用の青色の着色樹脂層を配した青色画素部を有する場合には、反射制御層として、前記カラーフィルタ用の青色の着色樹脂層と同じ着色樹脂層を、反射制御層１３Ｍｂとしても良い。
また、別の形態としては、反射制御層１３Ｍｂを、透明樹脂層で形成しても良い。
通常、透明樹脂層は、透過率９０％以上であり、外光の大部分が遮光性の樹脂層まで達することとなり、遮光性の着色樹脂層の色材である顔料と基材との距離を透明樹脂層により、透明樹脂層を設けない場合に比べて大きくすることができ、これにより、透明樹脂層を設けない場合に比べて、外光の遮光性の樹脂層からの反射を少なくできる。
【００２２】
＜着色樹脂層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ＞
本例では、カラーフィルタ形成用の各色の着色樹脂層は、赤色の着色樹脂層１３Ｒ、緑色の着色樹脂層１３Ｇ、青色の着色樹脂層１３Ｂの３色の着色樹脂層である。
各色の着色樹脂層は、各色の顔料や染料等の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り、フォトリソ法（フォトリソグラフィー法とも言う）により形成されるものである。
上記着色樹脂層に用いられる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、着色剤および感光性樹脂を含有する着色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。
上記各色の着色樹脂層の膜厚は、通常、１μｍ〜５μｍ程度で設定される。
着色樹脂層の色としては、赤色、緑色、青色の３色を少なくとも含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、赤色、緑色、青色の３色、または、赤色、緑色、青色、黄色の４色、または、赤色、緑色、青色、黄色、シアンの５色等とすることもできる。  尚、赤色（Ｒとも記載）の着色樹脂層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、ＤＰＰ系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色（Ｇとも記載）の着色樹脂層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換亜鉛フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系色材、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色（Ｂとも記載）の着色樹脂層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料、トリアリールメタン系色材等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００２３】
＜保護層１４＞
保護層用の材料としては、熱硬化性樹脂組成物と光硬化性樹脂組成物が挙げられる。
光硬化性樹脂組成物は、カラーフィルタ形成基板を面付けして作製後に、個片化する切断をするのに好ましい。
保護層用の光硬化性樹脂組成物としては、上記カラーフィルタ形成用の各色の着色層に用いられるバインダ樹脂と同様のもの、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。
この場合も、感光性樹脂を含有する着色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。
尚、本例では、カラーフィルタ形成基板は、面付けして、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２、カラーフィルタ用の各着色層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを形成した後に、保護層１４形成用の樹脂組成物をスピンコーテインング法により塗布するが、各カラーフィルタ形成基板間に保護層の切れ目を設けておき、該切れ目において分離して個片化するため、保護層用の樹脂組成物を光硬化性樹脂組成物として、塗布後、乾燥し、所定領域のみ選択的に光照射して、現像して形成しているが、保護層の形成方法はこれに限定はされない。
保護層用の熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ化合物を用いたもの、熱ラジカル発生剤をもちいたものがあげられる。
エポキシ化合物としては、カルボン酸やアミン系化合物などにより硬化しうる公知の多価エポキシ化合物を挙げることができ、このようなエポキシ化合物は、例えば、新保正樹編「エポキシ樹脂ハンドブック」日刊工業新聞社刊（昭和６２年）等に広く開示されており、これらを用いることが可能である。
熱ラジカル発生剤としては過硫酸塩、ヨウ素等のハロゲン、アゾ化合物、および有機過酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であり、より好ましくは、アゾ化合物または有機過酸化物である。
アゾ化合物としては、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル、１−［（１−シアノ−１−メチルエチル）アゾ］ホルムアミド、２，２’−アゾビス−［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、および２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）などが挙げられ、有機過酸化物としては、ジ（４−メチルゼンゾイル）ペーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルエキサネート、１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカルボネート、ｔ−ブチル−４，４−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタネート、およびジクミルパーオキサイドなどが挙げられる。
【００２４】
本発明は上記の形態に限定はされない。
図１に示す例では、全ての画素区分用遮光部１３Ｍの断面形状を図１（ｅ）（図２（ａ）と同じ断面形状）のようにしているが、これに限定されない。
画素区分用遮光部１３Ｍ一部あるいは全部を、図２（ｂ）のような積層構造、図２（ｃ）のような積層構造としても良い。
あるいは、これらの断面形状を、１つのカラーフィルタ形成基板に、共に有するようにしても良い。
尚、画素区分用遮光部１３Ｍの積層構造をもたない部分は、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａだけで画素区分用遮光部１３Ｍを構成する構造となり、この部分の断面形状は、図２（ｂ１）のようになる。
画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈと、画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｖとで分ける形態も挙げられる。
例えば、画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈと、画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｖとで、表示領域１３Ｓの画素区分用遮光部１３Ｍの断面形状を異ならせる形態もある。
例えば、画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈの断面を図２（ａ）のようにして、画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｖの断面を図２（ａ１）のようにする第１の形態や、画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈの断面を図２（ｂ）のようにして、画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｖの断面を図２（ｂ１）のようにする第２の形態や、画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈの断面を図２（ｃ）のようにして、画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部３Ｍｖの断面を図２（ｃ１）のようにする第３の形態や、画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈの断面を図２（ｄ）のようにして、画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｖの断面を図２（ｄ１）のようにする第４の形態が挙げられる。
また、額縁部１２の表示用領域１３Ｓ側端の断面の形態も、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す各形態が挙げられ、適宜、選ぶことができる。
また、例えば、液晶表示装置に用いられる場合のカラーフィルタ形成基板としては、上記例において、保護層１４上の表示用領域に更に所定高さのスペーサを複数配した形態のものも挙げられる。
尚、液晶表示装置は、透明基板の一面に、遮光性の着色層からなるブラックマトリックス層と各色の着色層とを配設しているカラーフィルタ形成基板と、対向電極基板（ＴＦＴ基板とも言う）とを所定の間隙をもたせて向かい合わせて配し、該隙部に液晶を封止した構造で、各色の着色層の画素の光透過率の制御を液晶の配向を電気的に制御するが、カラーフィルタ形成基板と、対向電極基板（ＴＦＴ基板とも言う）とを所定の間隙に制御するために、カラーフィルタ形成基板の保護層１４上に所定高さのスペーサを複数配した形態としている。
【００２５】
［実施例］
実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
（実施例１）
実施例１は、画素区分用遮光部１３Ｍ及び額縁部１２全面に反射制御層１３Ｍｂを設けた、図１に示す実施形態例のカラーフィルタ形成基板を作製したもので、以下のように、光硬化性の硬化性樹脂組成物Ａを調製して作製し、作製された硬化性樹脂組成物Ａを用いて、カラーフィルタ形成用の赤色硬化性樹脂組成物、緑色硬化性樹脂組成物、青色硬化性樹脂組成物、画素区分用遮光部形成用および額縁部形成用の硬化性樹脂組成物を作製し、これらを用いて、各硬化性樹脂組成物毎にフォトリソ法を行い、カラーフィルタ用の各着色層、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２の反射制御層１３Ｍｂ、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａを、透明基板からなる基材１１上に形成した。
尚、ここでは、基材１１として、ガラス基板（旭硝子社製、ＡＮ材）を用いた。
ここでは、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２の反射制御層１３Ｍｂ、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａは、それぞれ、同じ１回のフォトリソ工程で形成した。
また、ここでのカラーフィルタ形成基板１０は、画素区分用遮光部１３Ｍにて分離される画素領域のサイズを微細化したものもので、表示用領域１３Ｓにおける、画素区分用遮光部１３Ｍの面積の占有率を４０％、赤、緑、青の各色の着色樹脂層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの占有率を、各々、２０％としている。
【００２６】
（硬化性樹脂組成物Ａの調製）
重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２、２’ーアゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、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重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、及びハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。
次に下記の材料を室温で攪拌、混合して硬化性樹脂組成物とした。
・  上記共重合樹脂溶液（固形分５０％）          ：１６重量部
・  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重量部
・  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重量部
・  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重量部
・  ジエチレングリコールジメチルエーテル        ：５２重量部
【００２７】
（画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２の形成）
（１）反射制御層１３Ｍｂ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整した。
・    黒色顔料  ( 三菱化学社製  ＃２６００）                ：２０重量部
・    高分子分散材（ビックケミー・ジャパン株式会社  Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １１１）
：１６重量部
・    溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）          ：６４重量部
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光性の着色層用組成物を得た。
・    上記黒色顔料分散液                      ：３０重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                      ：４０重量部
・    ジエチレングリコールジメチルエーテル    ：３０重量部
着色層を形成した基板上に上記遮光性の着色層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、遮光性の着色層を形成した。
当該遮光性の着色層を、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反射制御層１３Ｍｂを画素区分用遮光部１３Ｍ形成領域および額縁部１２領域に形成した。
ここでは、透明基板からなる基材１１の一面に、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２の反射制御層１３Ｍｂを、同じ１回のフォトリソ工程で形成した。
加熱処理後の形成膜厚は１．０μｍとなった。
（２）遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ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整した。
・    黒色顔料  ( 三菱化学社製  ＃２６００）                ：２０重量部
・    高分子分散材（ビックケミー・ジャパン株式会社  Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １１１）
：１６重量部
・    溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）          ：６４重量部
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光性の着色層用組成物を得た。
・    上記黒色顔料分散液                      ：５０重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                      ：２０重量部
・    ジエチレングリコールジメチルエーテル    ：３０重量部
反射制御層１３Ｍｂを形成した側の基材１１側上に上記遮光性の着色層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、遮光性の着色層を形成した。
当該遮光性の着色層を、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遮光性の着色樹脂層１３Ｍａを、画素区分用遮光部１３Ｍ形成領域および額縁部１２領域に形成した。
ここでは、透明基板からなる基材１１の一面に、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２の遮光性の着色樹脂層１３Ｍａを、同じ１回のフォトリソ工程で形成した。
加熱処理後の形成膜厚は１．２μｍとなった。
尚、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａの単位厚さ１μｍでの光学濃度は３．６であった。
これにより、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２が形成された。
【００２８】
（赤色の着色樹脂層１３Ｒの形成）
次いで、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２が形成された側の基材１１上に、下記組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布し、その後、７０℃のオーブン中で３分間乾燥した。
次いで、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜から１００μｍの距離に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、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を２３０℃の雰囲気下に15分間放置することにより、加熱処理を施して赤色画素を表示用領域１３Ｓと非表示用領域となる額縁部形成領域全体に赤色の着色樹脂層１３からなるパターン（以下、レリーフパターンとも言う）を形成した。
形成膜厚は２．０μｍとなった。
＜赤色硬化性樹脂組成物の組成＞
・    Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７    ：３重量部
・    Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４    ：４重量部
・    ポリスルホン酸型高分子分散剤      ：３重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                ：２３重量部
・    酢酸−３−メトキシブチル          ：６７重量部
【００２９】
（緑色の着色樹脂層１３Ｇの形成）
次に、赤色のレリーフパターンが形成された側上に、下記組成の緑色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、塗布膜厚を変えて、形成膜厚が２．０μｍとなるようにして、緑色画素を表示領域に緑色の着色樹脂層からなるパターン（レリーフパターンとも言う）を形成した。
＜緑色硬化性樹脂組成物の組成＞
・    Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８    ：７重量部
・    Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８  ：１重量部
・    ポリスルホン酸型高分子分散剤      ：３重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                ：２２重量部
・    酢酸ー３−メトキシブチル          ：６７重量部
【００３０】
（青色の着色樹脂層１３Ｂの形成）
更に、緑色のレリーフパターンが形成された側上に、下記組成の青色硬化性樹脂組成物を用いて、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、塗布膜厚を変えて、形成膜厚が２．０μｍとなるようにして、表示領域に青色のパターン（レリーフパターンとも言う）を形成した。
＜青色硬化性樹脂組成物の組成＞
・    Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６  ：５重量部
・    ポリスルホン酸型高分子分散剤      ：3 重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                ：２５重量部
・    酢酸−３−メトキシブチル          ：６７重量部
【００３１】
（保護層１４の形成）
上記のようにして、カラーフィルタ用の各色の着色層１３を形成した基板上に、前述の硬化性樹脂組成物Ａをスピンコーティング法により塗布、乾燥し、乾燥塗膜２μｍの塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物Ａの塗布膜から１００μｍの距離に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保護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２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後基板を２３０℃の雰囲気中に１５分間放置することにより加熱処理を施して保護層を形成した。
このようにして、図１に示すカラーフィルタ形成基板１０を作製した。
【００３２】
次に、以下のようにして、作製されたカラーフィルタ形成基板１０の保護層１４上に所定高さのスペーサを配設し、液晶表示装置を作製した。
( スペーサの形成）
上記のようにして着色層及び保護層を形成したカラーフィルタ形成基板１０の保護層１４上に、硬化性樹脂組成物Ａをスピンコーティング法により塗布、乾燥し塗布膜を形成した。
硬化性樹脂組成物Ａの塗布膜から１００μｍの距離に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スペーサの形成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、硬化性樹脂組成物Ａの塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後基板を２３０℃の雰囲気中３０分間放置することにより加熱処理を施して所定の個数密度となるように形成した。
（液晶表示装置の作成）
上記のようにして得られたカラーフィルタ形成基板の着色層形成側の表面に、配向膜（日産化学社製、ＳＥ−６２１０）を形成した。
次いでＴＦＴを形成したガラス基板（ＴＦＴ基板）上にＩＰＳ液晶を必要量滴下し、上記カラーフィルタを重ね合わせ、ＵＶ硬化性樹脂( スリーボンド社製、Ｔｈｒｅｅ  Ｂｏｎｄ  ３０２５）をシール材として用い、常温で０．３ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力をかけながら４００ｍＪ／ｃｍ2 の照射量で露光することにより接合してセル組みし、偏光板、バックライトユニット、カバーを設置し、液晶表示装置を得た。
【００３３】
（実施例２）
実施例１において、実施例１の反射制御層１３Ｍｂ形成用の硬化型の感光性樹脂に代えて、実施例１の青色の着色樹脂層１３Ｂの形成用に用いた色材を用いて下記組成にしたものを反射制御層１３Ｍｂ形成用の硬化型の感光性樹脂とした。
それ以外は、実施例１と同様にした。
（反射制御層１３Ｍｂの形成）
更に、下記組成の青色硬化性樹脂組成物を用いて、塗布膜厚を変えて、形成膜厚が１．０μｍとなるようにして、表示領域に青色のレリーフパターンなる反射制御層１３Ｍｂを形成した。
＜青色硬化性樹脂組成物の組成＞
・    Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６  ：５重量部
・    ポリスルホン酸型高分子分散剤      ：3 重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                ：２５重量部
・    酢酸−３−メトキシブチル          ：６７重量部
【００３４】
（実施例３）
実施例１において、実施例１の反射制御層１３Ｍｂ形成用の硬化型の感光性樹脂層に代えて、下記組成の透明な硬化型の感光性樹脂を用いた。
それ以外は、実施例１と同様にした。
＜透明な硬化型の感光性樹脂の組成＞
・    硬化性樹脂組成物Ａ                ：３０重量部
・    酢酸−３−メトキシブチル          ：７０重量部
【００３５】
（実施例４）
実施例２おいて、実施例２の表示用領域１３Ｓの画素区分用遮光部１３Ｍの全体を反射制御層１３Ｍｂを設けた積層構造に代え、画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部１３Ｍｈのみ全体を反射制御層１３Ｍｂを設けた積層構造にしたもので、それ以外は、実施例２と同様である。
画素区分用遮光部１３Ｍｈの、画素区分用遮光部１３Ｍに占める面積は、占有率７０％であった。
【００３６】
（比較例１）
実施例１において、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２全体を、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ１層としたもので、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ１層形成用の下記の硬化型樹脂組成物を用いてパターン形成した。
それ以外は、実施例１と同じである。
ここでは、同じ１回のフォトリソ工程で、透明基板からなる基材１１の一面に、画素区分用遮光部１３Ｍおよび額縁部１２を、遮光性の着色樹脂層１３Ｍａにて形成した。
加熱処理後の形成膜厚は１．０μｍとなった。
＜遮光性の着色樹脂層１３Ｍａ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整した。
・    黒色顔料  ( 三菱化学社製  ＃２６００）                ：２０重量部
・    高分子分散材（ビックケミー・ジャパン株式会社  Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １１１）
：１６重量部
・    溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）          ：６４重量部
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光性の着色層用組成物を得た。
・    上記黒色顔料分散液                      ：５０重量部
・    硬化性樹脂組成物Ａ                      ：２０重量部
・    ジエチレングリコールジメチルエーテル    ：３０重量部
【００３７】
上記実施例１〜実施例４、比較例１のようにして作製された各液晶表示装置について、それぞれ、表示オフ時の、目視評価した結果は、表１のように、従来例である比較例１のカラーフィルタ形成基板を用いた場合を基準として、各実施例のカラーフィルタを用いた場合の栄え評価したもので、ここでは、従来例である比較例１のカラーフィルタ形成基板を用いた場合の見栄えを△印で示し、比較例１のカラーフィルタ形成基板を用いた場合より若干良い見栄えの実施例４のカラーフィルタ形成基板を用いた場合を○印で示し、実施例４のラーフィルタ形成基板を用いた場合よりも更に見栄えの良い、実施例１〜実施例３の各実施例のカラーフィルタ形成基板を用いた場合を◎印としている。
ここでの目視評価における観察角度は、図６に示すように、基材の一面に直行する光源の入射方向と、正反射方向を含む平面内において、基材面に６０度入射した場合の正反射を０°として、０°の方向からの入射側への角度を意味しているが、観察角度が１０°、９０°、１３５°のいずれにおいても、各実施例のカラーフィルタ形成基板を用いた場合の方が、従来例である比較例１のカラーフィルタ形成基板を用いた場合以上の良い見栄えであった。
【表１】
2014025986.tif 000003
尚、各実施例と、比較例１により作製された各カラーフィルタ形成基板について、額縁部、表示用領域について、それぞれ、分光測色計としてコニカミノルタ（株）製のＣＭ−２５００ｄを用いて、３２０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長範囲で、透明基板面側から、ＳＣＥ方式の反射率の測定を実施し、得られたデータから求めたＪＩＳ  Ｚ８７０１のＸＹＺ表色系における明るさＹ１、Ｙ２は、表１に示すようになった。
＜測定条件：分光測色計＞
測定器    ：  コニカミノルタ( 株) 製、分光測色計「ＣＭ−２５００ｄ」
照明の受光条件  ：  ｄ／８°( ＪＩＳ  Ｚ８７２２条件ｃ)
第１の照射領域  ：  測定径＝直径１１ｍｍの円形
第２の照射領域  ：  第１の照射領域と同じ測定径＝直径１１ｍｍの円形
測定領域        ：  照射領域中の８ｍｍの円形（重心位置は照射領域、直径１１ｍｍの円形と同じ）
表１に示すように、反射防止膜１３Ｍｂを備えた積層構造を有する各実施例の額縁部、表示用領域における、ＳＣＥ方式測定から得られたデータから求めたＪＩＳ  Ｚ８７０１のＸＹＺ表色系における、額物部での明るさ、表示用領域での明るさは、いずれも、比較例１（従来例）の、額物部での明るさ、表示用領域での明るさよりも、Ｙの値は小さくなり、また、各実施例の額縁部での明るさと表示用領域での明るさの差は、比較例１（従来例）の、額縁部での明るさと表示用領域での明るさの差よりも小さくなった。
表１からは、各実施例のように、画素区分用遮光部、額縁部を、反射制御層を有する積層構造とすることにより、比較例１（従来例）の積層構造をもたない場合に比べて、カラーフィルタ形成基板の表示用領域、額縁部で、ＳＣＥ方式測定での明るさＹを小さくすることができ、更に、ＳＣＥ方式測定での表示用領域の明るさと額縁部の明るさの差を小さくでき、これにより、各実施例のカラーフィルタ形成基板を用いて表示装置とした場合、従来の比較例１のカラーフィルタ形成基板を用いて表示装置とした場合に比べて、表示オフ時に、表示用領域、額縁部の見栄えを良くできるものとしている。
【００３８】
尚、反射制御層１３Ｍｂを青色の着色樹脂層で形成している実施例２や実施例４のカラーフィルタ形成基板の場合は、反射制御層１３Ｍｂをカラーフィルタ用の青色の着色樹脂層形成用の硬化型の感光性樹脂と同じものを用いることも可能で、生産性の面で好ましい。
ここでは明記していないが、反射制御層１３Ｍｂを赤色や緑色の着色樹脂層で形成した場合は、青色の着色樹脂層や透明樹脂層で形成した場合に比べて見栄えはよくない。
【符号の説明】
【００３９】
１０              カラーフィルタ形成基板
１１              基材（透明基板）
１２              額縁部
１３              着色樹脂層
１３Ｒ            赤色の着色樹脂層
１３Ｇ            緑色の着色樹脂層
１３Ｂ            青色の着色樹脂層
１３Ｍ            画素区分用遮光部
１３Ｍａ          遮光性の着色樹脂層
１３Ｍｂ          反射制御層
１３Ｍｈ          画素の短め方向（横方向とも言う）の画素区分用遮光部
１３Ｍｖ          画素の長手方向（縦方向とも言う）の画素区分用遮光部
１３Ｓ            表示用領域
１３Ａ          （測定用の）着色層
１４              保護層（オーバーコート層、あるいはＯＣ層とも言う）
２０              屈折率調整用オイル
３０              黒色の板
４０              検出器
４５              検査光
１１０            カラーフィルタ形成基板
１１１            基材（透明基板）
１１２            額縁部
１１３            着色樹脂層
１１３Ｒ          赤色の着色樹脂層
１１３Ｇ          緑色の着色樹脂層
１１３Ｂ          青色の着色樹脂層
１１３Ｍ          画素区分用遮光部
１１３Ｓ          表示用領域
１１４            保護層（オーバーコート層、あるいはＯＣ層とも言う）
１２０            表示装置（タブレット型の表示装置とも言う）
１２１            フレーム
１２２            表示用領域（カラーフィルタ用の着色層形成領域とも言う）
１２３            非表示用領域（額縁領域とも言う）
【図１】
2014025986.tif 000004
【図２】
2014025986.tif 000005
【図３】
2014025986.tif 000006
【図４】
2014025986.tif 000007
【図５】
2014025986.tif 000008
【図６】
2014025986.tif 000009
【図７】
2014025986.tif 000010
【図８】
2014025986.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月24日(2013.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、且つ、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、
前記画素区分用遮光部の一部ないし全部および前記額縁部は、前記基材側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有することを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部の前記積層構造は、前記遮光性の着色樹脂層の線幅が、前記反射制御層の線幅よりも大きく、且つ、前記遮光性の着色樹脂層が、前記基材とで、前記反射制御層全体を覆っている部分を有することを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記画素区分用遮光部は直交する２方向の線状の遮光部を有し、且つ、前記直交する２方向のどちらか１方向の線状の遮光部は、前記積層構造を有することを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射制御層が、色材として、青色色材、黒色色材のカーボンブラックのいずれかを含有する着色樹脂層からなることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項５】
請求項４に記載のカラーフィルタ形成基板であって、カラーフィルタ用の青色の着色樹脂層を配した青色画素部を有し、前記反射制御層が、前記青色の着色樹脂層と同じ着色樹脂層から成ることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射制御層が、透明樹脂層からなることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射率制御層は、前記遮光性の着色樹脂層よりも低い含有濃度で色材を含んだ層であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射率制御層は、厚さ１μｍでの光学濃度が２．０以下となる層であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板であって、前記反射率制御層は、厚さ１μｍでの光学濃度が前記遮光性の着色樹脂層よりも低くなる層であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板を作製するための、カラーフィルタ形成基板の製造方法であって、
前記基材の一面上に、順に、前記反射制御層、前記遮光性の着色樹脂層、前記カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層を、それぞれ、フォトリソ工程により形成するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
【請求項１１】
透明基板を基材として、該基材の一面側において、表示用領域に、画素毎に区分する画素区分用遮光部と、カラーフィルタ用の各色の着色樹脂層とを、配し、前記表示用領域の外側に非表示用領域として遮光性の額縁部を設けた、表示装置用のカラーフィルタ形成基板で、且つ、前記画素区分用遮光部の一部および前記額縁部は、前記基材側から順に、反射制御層、遮光性の着色樹脂層を積層した積層構造を有するカラーフィルタ形成基板を用いた、表示装置であって、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板を用いたことを特徴とする表示装置。