(57)【要約】【課題】  基板と、ブラックマトリクス及び複数の着色画素とからなる着色層と、配向が固定化された液晶性高分子により構成される位相差制御機能層とを順に有するカラーフィルタであって、位相差制御機能層を構成する液晶性高分子の配向欠陥が生じず、優れた位相差制御機能を発揮するカラーフィルタ、及びこのカラーフィルタを搭載することによって高品位な表示を可能とするディスプレーを提供する。【解決手段】  本発明は、基板上に形成される着色層において、ブラックマトリクス上に各着色画素の端部が乗り上げて構成されており、且つブラックマトリクス上に乗り上げた隣り合う着色画素の端部がオーバーラップしないよう構成されるカラーフィルタ、及び本発明のカラーフィルタを搭載することによって、良好に液晶層の位相のずれが調整され、高品位のディスプレー表示を可能とするディスプレーである。【選択図】  図７
2006285014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、着色層と、液晶性高分子により構成される位相差制御機能層とを順に有するカラーフィルタであって、上記着色層が、ブラックマトリクスと、少なくとも２色以上の異なる光透過性パターンを示す着色画素とを複数配列して構成されており、また上記位相差制御機能層が、連続した１つの層として上記着色層上に積層されており、且つブラックマトリクス上で隣り合う上記着色画素が重なり合わないことを特徴とする位相差制御機能を有するカラーフィルタ。
【請求項２】
上記ブラックマトリクスの線幅が、６μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ。
【請求項３】
上記ブラックマトリクスが、黒色顔料を分散した樹脂ブラックマトリクスからなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ。
【請求項４】
上記位相差制御機能層を構成する液晶性高分子の光軸が、上記位相差制御機能層に対して垂直であることを特徴とする請求項１〜３に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ。
【請求項５】
上記位相差制御機能層を構成する液晶性高分子の光軸が、上記位相差制御機能層に対して水平であることを特徴とする請求項１〜３に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ。
【請求項６】
上記着色層上に積層された第一の位相差制御機能層上に、さらに異なる第二の位相差制御機能層が積層されていることを特徴とする請求項１〜５に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項1〜６に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタを用いたディスプレー。
【請求項８】
請求項1〜６に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタを用いた液晶ディスプレー。
【請求項９】
請求項1〜６に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタを用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差制御機能を有するカラーフィルタ、及びそれを用いたディスプレーに関するものであり、特に表示品質に優れた液晶ディスプレー或いはエレクトロルミネッセンスディスプレーと、これに用いるカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、さまざまなカラー液晶ディスプレー（以下、「ＬＣＤ」ともいう）が実用化されている。ここでＬＣＤは、ブラウン管搭載ディスプレーに比べていう視野角度が狭いという問題点がある。ＬＣＤの視野角度を狭くする原因は、主として、斜め方向からのＬＣＤを観察した場合、元来、黒を表示すべき画素からの光漏れが生じてコントラストが反転し、正しい表示が出来なくなることにある。このような問題に鑑み、液晶セル外において屈折率異方性を有する透明フィルム（以下、「位相差フィルム」という）を用いることにより、斜め方向から観察した場合でも光漏れの生じない、広視野角度可能なＬＣＤが開発されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
上記位相差フィルムは、粘着剤を用いて基板へ貼り付けて用いられていた。しかしながら基板に塗布された上記粘着剤の屈折率が、位相差フィルムとは異なるため、ディスプレー表示面に乱反射を起こすという問題点があった。また位相差フィルムでは、ディスプレーの画素サイズに併せたパターンニングができず、さらに耐熱性が低いため、経時的な収縮による光学特性の変化等の問題があった。
【０００４】
そこで本出願人は、液晶セル内の任意の層上に積層形成可能であって、液晶性高分子を３次元架橋させてなる位相差制御機能層を提案している（例えば特許文献２）。該位相差制御機能層であれば、ベース基板面に積層形成することができるため粘着剤を用いた貼り付け工程を要せず、フォトリソグラフィ手法によりマイクロパターンニングが可能である。さらに３次元架橋した高分子から構成されるため耐熱性にも優れており、上記従来の位相差フィルムの有していた問題点を解決することができる。
【０００５】
一方、ＬＣＤの広視野角度を可能とするために、上述した液晶によって生じた位相のズレを制御（補正）することにより視野角を広げる手段とは別に、特にＬＣＤをＴＶ向け用途に用いた場合には、高コントラスト表示が可能な垂直配向モード（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔモード、以下「ＭＶＡモード」という）方式による液晶ディスプレーや、広視野角度で階調再現性に優れた水平配向モード（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモード、以下「ＩＰＳモード」という）方式による液晶ディスプレーが広く用いられている（例えば特許文献３）。これらの液晶ディスプレーには、一般的に、基板と着色層とを有するカラーフィルタが搭載されている。上記着色層は、通常、格子状又はストライプ状のブラックマトリクス（以下、「ＢＭ」ともいう）と、通常、赤色（以下、「Ｒ」ともいう）、緑色（以下、「Ｇ」ともいう）、青色（以下、「Ｂ」ともいう）からなる光透過性パターンを有する着色画素とから構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５３８０２
【特許文献２】特開２００５−３７５０
【特許文献３】特開平１０−５４９８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで本出願人が提案する上記位相差制御機能層を、ＭＶＡモードのＬＣＤやＩＰＳモードのＬＣＤの液晶セル内に設けるにおいて、特に上記着色層と隣接して上記位相差制御機能層を設ける際には、以下の問題点があった。
即ち、一般にカラーフィルタにおける着色層の形成には、フォトリソグラフィ法が適用される。具体的には、先ずクロム膜等を形成した基板上にポジ型のフォトレジストを塗布して乾燥し、次いでマスクを介して露光し、その後、露光部分を現像により除去する。引き続いてエッチング処理を行うことにより、クロム膜をパターンニングしてＢＭを形成する。続いて、光透過性パターンを形成するために、ネガ型のフォトレジストを用い、上述と同様にフォトリソグラフィ法によりＲ、Ｇ、Ｂ等の着色画素を、順に、塗工、マスク露光、現像処理を行い、パターンニングして形成する。上記形成方法において各着色画素をマスク露光する際に、マスク開口部と実際の露光部分には、ある一定量のズレが発生することがある。上記ズレは露光に用いるアライナーの位置合わせ精度に起因する。このズレが大きく、ＢＭとこれに隣り合う各着色画素とが重ならず離れて形成された場合は、ＢＭ端部と着色層端部との間に所謂白抜け部分が生じ、色純度が大きく低下する問題が発生する。そのため、ＢＭのパターンに対応して各着色画素のパターンを構成させ、白抜け部分の形成を回避する必要がある。具体的には、当該ズレを想定した上で各着色画素の端部がＢＭ上に乗り上げるようパターン形成する方法がある。上記方法によりＢＭ上へ各着色画素が乗り上げる量を増加させると、上記白抜け部分の形成の問題は解消される。しかしながら上述のようにＢＭ上へ着色画素端部を乗り上げて形成すると、図８に示すように基板１１０上面において、ＢＭ１１１上で隣り合う各着色画素１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ同士がオーバーラップする虞がある（図８では、着色画素１１２Ｇの右端部が着色画素１１２Ｂの左端部とがオーバーラップしている）。その結果、ＢＭ１１１と各着色画素とからなる着色層１１７の上面に上記オーバーラップに起因する段差が形成される。即ち図９に示すとおり、着色層１１７上面に、オーバーラップに起因する段差１１６が形成され、これにより該着色層１１７上面に次いで形成される位相差制御機能層１１８における液晶の配向特性に悪影響を与える。上記段差１１６は、一定方向に規則的に配向すべき液晶性高分子１１９の配向に欠陥を生じさせるため、正確な光学補償ができなくなり、またヘイズの増大を引き起こし、表示品位を著しく低下させる。
【０００８】
従って、本発明は上記問題点を解決し、ＢＭとこれに隣り合う各着色画素間に隙間が形成されず、且つＢＭ上に乗り上げた着色画素同士がオーバーラップすることなく形成された着色層と、該着色層上面に液晶性高分子から構成される位相差制御機能層とを有するカラーフィルタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
（１）基板と、着色層と、液晶性高分子により構成される位相差制御機能層とを順に有するカラーフィルタであって、上記着色層が、ブラックマトリクスと、少なくとも２色以上の異なる光透過性パターンを示す着色画素とを複数配列して構成されており、また上記位相差制御機能層が、連続した１つの層として上記着色層上に積層されており、且つブラックマトリクス上で隣り合う上記着色画素が重なり合わないことを特徴とする位相差制御機能を有するカラーフィルタ、
（２）上記ブラックマトリクスの線幅が、６μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする上記（１）に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ、
（３）上記ブラックマトリクスが、黒色顔料を分散した樹脂ブラックマトリクスからなることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ、
（４）上記位相差制御機能層を構成する液晶性高分子の光軸が、上記位相差制御機能層に対して垂直であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ、
（５）上記位相差制御機能層を構成する液晶性高分子の光軸が、上記位相差制御機能層に対して水平であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ、
（６）上記着色層上に積層された第一の位相差制御機能層上に、さらに異なる第二の位相差制御機能層が積層されていることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタ、
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタを用いたディスプレー、
（８）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタを用いた液晶ディスプレー、及び
（９）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の位相差制御機能を有するカラーフィルタを用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレー、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカラーフィルタにおける着色層は、ＢＭ上で乗り上げる着色画素同士をオーバーラップさせないよう構成している。従って、該着色層上面に積層形成される位相差制御機能層を構成する液晶性高分子は、上記オーバーラップにより生じる段差に起因する配向欠陥を生じることがない。その結果、上記位相差制御機能層を有する本発明のカラーフィルタは、位相差制御機能に優れ、高性能な位相差制御機能層を安定してセル内に形成することができる。
【００１１】
またＢＭ線幅を６μｍ以上２５μｍ以下とすることにより、各着色画素の端部をＢＭ上に乗り上げて形成することが容易であり、且つＢＭ上で隣り合う着色画素同士をオーバーラップさせることなく適度な間隔を空けて形成することが容易である。従って、ＢＭと着色画素との間に隙間が形成されることを防止することができ、所謂白抜け欠陥を防止することができる。
【００１２】
また上記カラーフィルタを用いた本発明のディスプレーであれば、さらに位相差フィルムを粘着剤により貼り付ける必要がなく、従来問題となっていた該粘着剤による乱反射を起こすことがない。また液晶性高分子により構成される位相差制御機能層によって、良好に透過光を位相差制御することができるため、例えば液晶ディスプレーにおいて、広視野角度可能なディスプレーであって、且つ良好な表示状態を示すディスプレーを提供することができるとともに、バックライト等の影響により長時間加温されても、位相差制御機能を低下させることがない。
【００１３】
さらに上記本発明のカラーフィルタは、有機エレクトロルミネッセンスディスプレーにも応用することができる。即ち、有機エレクトロルミネッセンスディスプレー向けの、外光反射の防止を目的として円偏光板を構成する1／４λ波長板用途にも適用可能である。ここでＢＭの線幅を上記良好な範囲とすることにより、該ＢＭ上に各着色画素が乗り上げ可能であるとともに、隣り合う着色画素同士がオーバーラップすることがない。そのため高品位な１／４λ波長板を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施態様を示すカラーフィルタ１ａの断面図である。カラーフィルタ１ａは、基板１０の上に、非着色画素部に相当する位置が遮光性素材で構成された線幅６μｍのブラックマトリクス（ＢＭ）１１が積層されており、ＢＭ１１の各開口部に相当する位置の上に、いずれも光透過性である赤色パターンを示す着色画素１２Ｒ、緑色パターンを示す着色画素１２Ｇ、青色パターンを示す着色画素１２Ｂが配列して構成された着色層１３ａが形成されている。各着色画素は、その両端がＢＭ上に１．５μｍ乗り上げるよう設計されたマスクを用いてフォトリソグラフィ法により形成されている。図１に示すカラーフィルタ１ａにおける着色層１３ａは、ＢＭ１１間の開口部に形成される着色画素１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの端部が、設計どおり約１．５μｍ程度、ＢＭ上に乗り上げて形成されており、且つＢＭ１１上に乗り上げた各画素同士の一方が他方に乗り上げることなく、端部間に約３μｍの間隔を残した状態で構成されている。
【００１５】
図２は、本発明の一実施態様を示すカラーフィルタ１ｂの断面図である。カラーフィルタ１ｂは、図１に示すカラーフィルタ１ａと同様の設計で形成されたものであるが、着色画素を形成するアライメントの位置合わせのずれにより、設計された位置より、着色画素１２Ｇが、図面の正面からみて右側（着色画素１２Ｂ側）に約１μｍ程度ずれて形成されている。しかしながら、カラーフィルタ１ｂは、各着色画素の端部がＢＭ上に１．５μｍ乗り上げるよう設計されて形成されているので、着色画素１２Ｇの左端部は、なおＢＭ上に乗り上げて形成されており、ＢＭと１２Ｇ左端部との間に白抜けが形成されていない。一方、着色画素１２Ｇの右端部は、着色画素１２Ｂ左端部に接近して形成されているが、両者はオーバーラップすることなく一定の距離を開けてＢＭ上に隣接して形成されている。
【００１６】
図１及び図２に示す本発明のカラーフィルタ１ａ、１ｂであれば、ＢＭの線幅が６μｍに形成されており、且つ各着色画素の端部がＢＭ上に１．５μｍ乗り上げるよう設計されて形成されているので、アライメントのずれにより最大１．５μｍ設計位置よりずれて着色画素が形成されたとしても、ＢＭ上で隣り合う着色画素同士が重なり合うことがない。
【００１７】
特に、本発明は、着色層上面に液晶性高分子により構成される位相差制御機能層が形成されてなるカラーフィルタであるため、着色画素端部がオーバーラップすることにより着色層上面に段差が生じると、位相差制御機能層を構成する液晶性高分子の配向欠陥が生じ、これにより高品位な光学補償を得ることができず、表示不良の原因となる。しかしながら本発明のカラーフィルタでは、上述の例示とのおり、着色層上において各着色画素端部がオーバーラップすることがない。従ってオーバーラップに起因する段差が着色層上面に形成されることがないので、該着色層上に積層される位相差制御機能層を構成する液晶性高分子が上記段差による配向欠陥を起こすことがない。
【００１８】
本発明におけるＢＭ１１は、カーボン微粒子等の黒色顔料を分散させた樹脂層を基板１０上に形成し、フォトレジスト法により、該樹脂層を格子状、或いはストライプ状等にパターンニングして積層形成することができる。
【００１９】
或いは、ＢＭ１１は、金属又は金属酸化物の薄膜から構成することもできる。金属又は金属酸化物としては、Ｃｒ単層、ＣｒＯｘ／Ｃｒ（ｘは任意の数、「／」は積層を表す。）の積層構造からなる２層構造の複合膜、或いはＣｒＯｘ／ＣｒＮｙ／Ｃｒ（ｘ、ｙは任意の数）の積層構造からなる３層構造の複合膜等であってよい。これら金属又は金属酸化物を用いて形成されるＢＭ１１は、まず、基板１０上に上記金属又は金属酸化物を蒸着、イオンプレーティング、若しくはスパッタリング等の方法により薄膜形成し、次いでフォトリソグラフィ法によりパターン化する方法により形成することができる。
【００２０】
上記黒色顔料を分散させた樹脂層からなるＢＭ１１と金属又は金属酸化物からなるＢＭ１１とを、それぞれＬＣＤに用いた場合に、樹脂層からなるＢＭ１１は金属又は金属酸化物からなるＢＭ１１に比べて、観察面からの外光反射を良好に抑えることができる。従って、特に明るい環境下での良好な表示品質を提供するという観点からは、樹脂層からなるＢＭ１１が好ましい。尚、上述したＢＭ１１を構成する原料及び形成方法は、例示であって、公知のＢＭの原料及び形成方法であれば、いずれの原料及び方法を適宜選択してもよい。ＢＭ１１の厚みは特に限定されないが、一般的には、０．１μｍ〜３．０μｍである。
【００２１】
本発明におけるＢＭ１１の線幅は、６μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。一般的に、着色画素１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを、ＢＭ１１間の開口部に積層形成するために用いる汎用のアライナーは、その位置合わせ精度が±１．５μｍ程度である。上述のとおりＢＭ１１とこれに隣り合う着色画素１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｍとの間に白抜け欠陥を防止するためには、各着色画素の端部をＢＭ１１上に乗り上げて積層することが重要である。そして上記汎用のアライナーの精度を勘案すると、各着色画素は、その端部がＢＭ１１上に１．５μｍ程度以上乗り上げて積層されるよう設計することが必要となる（即ち、アライナーの精度により、着色画素の端部の位置が予定位置より−１．５μｍずれても、ＢＭと着色画素との間に隙間ができない程度の乗り上げ幅が必要である。）。
この際、ＢＭ１１の線幅を６μｍ未満とすると、ＢＭ上で隣り合う各着色画素同士がＢＭ上でオーバーラップする可能性が高まる（即ち、アライナーの精度により、着色画素の端部の位置が予定位置より＋１．５μｍずれた場合であっても、ＢＭ上で隣り合う着色画素同士がオーバーラップしない程度の線幅が必要である。）。従って、ＢＭ１１の線幅は６μｍ以上であることが望ましい。
一方、ＢＭ１１上で隣り合う各着色画素がオーバーラップすることを防止するという観点からは、ＢＭ１１の線幅が拡大する程好ましいが、ＢＭ１１の線幅の拡大は、着色層１３の開口率を低下させるため、ディスプレーに搭載した際に、該ディスプレーの輝度を減少させる原因となる。そのため、対向する基板との位置合わせが可能となる範囲内でＢＭ１１の線幅は、可能な限り細いことが好ましい。通常のＬＣＤでは、カラーフィルタ基板に対向する薄膜トランジスタアレイ上の画素間間隙は４〜１２μｍ程度であり、貼り合わせ精度が±１μｍ程度である。従って、ディスプレーの輝度を充分に確保するという観点からは、ＢＭ１１の線幅を２５μｍ以下にすることが好ましい。
【００２２】
本発明における着色画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の任意の色の少なくとも２色以上を用いて、ＢＭ１１の開口部毎にパターン形成されて設けられる。各着色画素のパターン形成は、所望の着色材を含有した感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成することができる。或いは、インキ組成物を用いて着色画素のパターンを印刷形成することができる。着色画素の厚みは、特に限定されないが、一般的には１μｍ〜４μｍであり、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが同じ厚みであってもよいし、異なる厚みであってもよい。一般的には、パネル化した際の液晶層の厚みを一定とするため、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは同じ厚さで形成される。
【００２３】
本発明に用いられる基板１０は、透明無機材料又は透明有機材料により形成された板、シート又はフィルムを用いることができる。
中でも熱膨張性が小さく寸法安定性が良好であり、また高温加熱処理における作業性が優れる点から透明無機材料が好ましい。透明無機材料としては、ガラス、シリコン、若しくは石英等を用いることができる。また特にＬＣＤ用に適用する、本発明のカラーフィルタ用の場合には、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスを用いることが好ましい。
一方、上記透明有機材料としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、若しくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、若しくはポリエーテルニトリル等、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロへキセン、若しくはポリノルボルネン系樹脂等、又は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、若しくは熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、フィルムとしては、１軸延伸又は２軸延伸したフィルムや、面内にリタデーションを有さないＴＡＣフィルム等を用いることができる。基板１０の厚みは特に限定されないが、用途に応じ５μｍ〜１ｍｍ程度とすることが一般的である。
【００２４】
位相差制御機能層２０を構成する液晶性高分子は、電離放射線照射により液晶状態が固定化されたものであり、詳しくは分子構造中に不飽和結合基を有する液晶性のモノマーを、液晶状態で３次元架橋させ、その液晶構造の配向特性を保持したまま、該液晶構造を固定化してなる高分子である。上記３次元架橋可能な液晶性モノマーとしては、例えば特開平７−２５８６３８号公報や、特表平１０−５０８８８２号公報で開示されているような、液晶性モノマーがある。このような３次元架橋可能な液晶性モノマーの一例としては、例えば下記[化１]に示す一般式（１）で表される化合物（Ｉ）や、[化２]に例示する化合物（ＩＩ）を挙げることができる。本発明に用いることのできる液晶性高分子を構成するモノマー材料としては、一般式（１）で表される化合物（Ｉ）のうちの１種の化合物或いは２種以上の混合物、[化２]に例示する化合物（ＩＩ）のうちの１種の化合物或いは２種以上の混合物、或いはこれらの組み合わせによる混合物を用いることができる。
【００２５】
【化１】
2006285014.tif 000003
【００２６】
【化２】
2006285014.tif 000004
【００２７】
化合物（Ｉ）を表す一般式（１）おいて、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ1及びＲ2は共に水素であることが好ましい。Ｘは、水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、化合物（Ｉ）の分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と、芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数を取り得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭くなり好ましくない。上述した３次元架橋可能な化合物は、いずれもネマチック規則性を取り得る重合性液晶モノマーであるが、本発明においては、従来提案されているネマチック配向規則性を示す重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーを適宜選択して用いることが可能である。
【００２８】
本発明における位相差制御機能層２０を形成するためには、上述したネマチック配向性の重合性液晶にカイラル剤を添加してもよい。これにより得られるコレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、位相性制御機能層２０を構成する液晶として好適に用いることができる。本発明において、上記カイラル剤は、液晶性高分子より構成される位相差制御機能層のうち、後述する負のＣプレートを形成する際に用いられる。
【００２９】
本発明において用いることのできるカイラル剤は、[化１]の一般式（１）に包含される化合物（Ｉ）或いは[化２]に例示される化合物（ＩＩ）に記載する化合物等が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。そのため、分子内に光学活性な部位を有する化合物であることが重要である。具体的には、１つ或いは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、或いはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が挙げられる。例えば市販のカイラルネマチック液晶、より具体的にはＭｅｒｃｋ社製Ｓ−８１１等を用いることができる。また用いるカイラル剤の分子量は、１５００以下であることが好ましい。
【００３０】
尚、選択したカイラル剤の性質によっては、液晶性化合物が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下等を招く虞がある。加えて、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用は、液晶材料組成物のコストアップを招く。従って本発明に用いられるカイラル剤としては、液晶性高分子の配向に螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には[化３]に記載する一般式（２）〜（４）で表されるような化合物であって、分子内に軸不斉を有する低分子化合物の使用が好ましい。
【００３１】
【化３】
2006285014.tif 000005
【００３２】
【化４】
2006285014.tif 000006
【００３３】
【化５】
2006285014.tif 000007
【００３４】
上記[化３]に示す一般式（２）〜（４）において、Ｒ4は水素又はメチル基を示す。Ｙは[化４][化５]に示す（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）の何れか一つであることが好ましい。またアルキレン基の長鎖を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である化合物は、融点（Ｔｍ）が低い。これにより、ｃ及びｄの値が上記好ましい範囲を外れる化合物をカイラル剤として用いると、化合物（Ｉ）又は化合物（ＩＩ）に例示される液晶性モノマー材料との相溶性が低下し、濃度によっては相分離等が起きる虞がある。
【００３５】
尚、本発明に用いられるカイラル剤は、重合性を有することを必須とするものではない。しかしながら、得られる位相差制御機能層の熱安定性等の考慮すると、上述した３次元架橋の可能な液晶性モノマー材料と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤を用いることが好ましい。特に、分子の両末端に重合性官能基があることが、耐熱性のよい位相差制御機能層を得る上で好ましい。
【００３６】
上述に記載する一般式（２）〜（４）で表されるカイラル剤であれば、短ピッチのコレステリック規則性を有する位相差制御機能層を良好に形成することが可能である。但し、本発明に用いられるカイラル剤は、上述に限定されるものではない。上記化合物（Ｉ）や上記化合物（ＩＩ）と溶液状態或いは溶融状態において相溶し、上記液晶性高分子の液晶性を損なうことなく、これら液晶性高分子が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させることができるものであれば、本発明のカイラル剤として用いることが可能である。
【００３７】
本発明の３次元架橋可能な液晶性モノマー材料に配合されるカイラル剤の量は、用いる液晶性高分子材料の量、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる偏光選択反射層（即ち、位相差制御機能層）のコレステリック性を考慮して適宜決定することができる。特に、用いる液晶性モノマー材料の量との関係においては、液晶性モノマー材料の合計量１００重量部当たり、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲でカイラル剤の量が決定されることが好ましい。液晶性モノマー材料１００重量部に対するカイラル剤との配合量が０．０１重量部よりも少ない場合は、液晶性モノマー材料に充分なコレステリック性を付与できない場合があり、６０重量部を越える場合には、液晶性モノマー材料の配向が阻害され、位相差制御機能層２０の形成時、紫外線等の活性放射線によって配向を固定化させる際に悪影響を及ぼす虞がある。
【００３８】
本発明における位相差制御機能層２０は、上述した３次元架橋可能な液晶性モノマーが液晶状態の配向性を保持したままその配向組織を固定化されてなるものである。具体的には該液晶性高分子からなる位相差層の光軸が基板に垂直で負の複屈折異方性を有する位相差層（以下、「負のＣプレート」ともいう）、該液晶性高分子からなる位相差層の光軸が基板に垂直で正の複屈折異方性を有する位相差層（以下、「正のＣプレート」ともいう）、又は該液晶性高分子からなる位相差層の光軸が基板に水平で正の複屈折異方性を有する位相差層（以下、「正のＡプレート」ともいう）を用いることができる。尚、本発明において単に「Ｃプレート」と言うときは、「負のＣプレート」及び「正のＣプレート」両方を含んだ意味で用いられる。また本発明において単に「Ａプレート」というときは、「正のＡプレート」と同様な意味で用いられる。以下に着色層上に、液晶性高分子を用いてなるＡプレート及びＣプレートの形成方法を説明する。
【００３９】
本発明において正のＡプレートを作成するには、位相差制御機能層２０を構成する液晶性高分子を基板面に対して水平方向にネマチック配向させることが必要である。具体的には、まず着色層１３上面に水平方向の配向を促す水平配向膜を形成し、該水平配向膜の上面に３次元架橋可能な液晶性モノマーを含有する樹脂組成物を塗布して加熱し該液晶性モノマーの水平配向を促し、次いで紫外線等の活性放射線を照射することによって配向した液晶性モノマーを光重合させる。これにより、液晶性高分子を基板に対して水平方向に配向させた状態で３次元架橋させ、該配向を固定化させてなる位相差制御機能層を形成することができる。
【００４０】
上記水平配向膜は、ポリアミド樹脂若しくはポリイミド樹脂等の樹脂を溶解した溶液を、着色層上に塗布し、これを乾燥させて塗膜形成し、次いで上記塗膜の上面から布を巻き付けたローラ等により所定の方向に摩擦するラビング処理を行うことにより形成することができる。上記配向膜の厚みは、特に限定されるものではないが、０．０１μｍ〜０．０８μｍとすることが一般的である。
一方、水平配向膜上に塗布する上記樹脂組成物は、上述で例示した化合物（Ｉ）又は化合物（ＩＩ）等を１種或いは２種以上、及び光重合開始剤、必要に応じて重合禁止剤等を有機溶媒に溶解させて調製することができる。正のＡプレートにおける樹脂組成物の乾燥後の厚みは、特に限定されないが、０．１μｍ〜２．０μｍとすることが一般的である。
【００４１】
本発明において負のＣプレートは、上記正のＡプレートを形成する際に用いた樹脂組成物に、さらに[化３]で例示するカイラル剤を添加した樹脂組成物を直接、着色層１３上に塗布して加熱し液晶性モノマーの配向を促し、次いで紫外線等の光放射線を照射することによって配向した液晶性モノマーを光重合させることにより作成することができる。上記カイラル剤を添加することにより、液晶性モノマーの配向に捩れを誘発し、螺旋構造を有する液晶分子の配向を規定することができる。そして螺旋状に配向（即ちカイラルネマチック配向）した該液晶性モノマーを３次元架橋させ、上記配向が固定化した液晶高分子より構成される位相差制御機能層を形成することができる。或いは、上記カイラル剤を含有する樹脂組成物を着色層１３上に塗布する前に、着色層１３上面に、水平配向膜を予め形成しておいてもよい。このように、水平配向膜を形成し、その上面にカイラル剤含有の樹脂組成物を塗布することにより、螺旋状の配向が規則的に開始され、より乱れのない配向を規定することができるので好ましい。負のＣプレートにおける樹脂組成物の乾燥後の厚みは、特に限定されないが、１．０μｍ〜７．０μｍとすることが一般的である。
【００４２】
正のＣプレート作成するには、着色層１３上において、位相差制御機能層２０を構成する液晶性高分子を基板面に対して垂直方向にネマチック配向させることが必要である。具体的には、まず着色層１３上面に垂直配向膜を形成し、該垂直配向膜の上面に３次元架橋可能な液晶性モノマーを含有する樹脂組成物を塗布して加熱し垂直配向を促し、次いで紫外線等の活性放射線を照射することによって垂直配向した状態で光重合させる。これにより、液晶性モノマーを基板に対して垂直方向に配向させた状態で３次元架橋させ、該配向を固定化させてなる位相差制御機能層を形成することができる。
【００４３】
上記垂直配向膜としては、長鎖アルキル基を有する界面活性剤により形成される垂直配向膜、長鎖アルキル基を有するポリイミドにより形成される垂直配向膜、或いはカップリング剤により形成される垂直配向膜を用いることができる。また垂直配向型（ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ方式）のＬＣＤの駆動液晶層に一般的に用いられる市販の垂直配向膜を用いてもよい。市販の垂直配向膜としては、例えば、ＪＡＬＳ−２０２１−Ｒ２（ＪＳＲ（株）製）、ＳＥ−１２１１（日産化学工業（株）製）、或いはＳＥ−７５１１（日産化学工業（株））等が挙げられる。上記垂直配向膜の厚みは、特に限定されるものではないが、０．０１μｍ〜０．０８μｍとすることが一般的である。
一方、垂直配向膜上に塗布する樹脂組成物は、上述した正のＡプレートに用いることのできる樹脂組成物と同様のものを用いることができる。尚、採用する垂直配向膜を構成する成分、即ち、界面活性剤、シランカップリング剤、或いはＭＶＡ用の垂直配向膜成分を、上記樹脂組成物にさらに添加してもよい。垂直配向膜成分を樹脂組成物に添加することにより、垂直配向膜と樹脂組成物との親和性がより向上し、より厳密に垂直配向させることができるため好ましい。樹脂組成物の乾燥後の厚みは、特に限定されないが、０．５μｍ〜３．０μｍとすることが一般的である。
【００４４】
上述したＣプレート又はＡプレートよりなる位相差制御機能層２０を用いた本発明のカラーフィルタ１を、図３〜図６に例示して説明する。図３に示す本発明のカラーフィルタ１は、基板１０の上面に着色層１３を積層し、次いで着色層１３上面に負のＣプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ａを積層して形成することができる。
【００４５】
図４に示す本発明のカラーフィルタ１は、図３に示すカラーフィルタ１において形成される位相差制御機能層２０ａの変わりに、正のＡプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ｂを積層することより形成することができる。
【００４６】
図５に示す本発明のカラーフィルタ１は、基板１０の上面に着色層１３を積層し、次いで着色層１３上面に、正のＣプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ｃを第一の位相差制御機能層とし、さらにこの上面に正のＡプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ｂを第二の位相差制御機能層として積層して形成することができる。このように、第一の位相差制御機能層の上面にさらに異なる第二の位相差制御機能層を積層する場合には、第一の位相差制御機能層の上面に配向膜を形成し次いで液晶性高分子含有の樹脂組成物を塗布して配向させ固定化して上記第二の位相差制御機能層を形成することができる。或いは、配向膜を必要としない位相差制御機能層であれば、最初に積層された位相差制御機能層の上面に液晶性高分子含有の樹脂組成物を塗布して配向させ固定化して上記第二の位相差制御機能層を形成することができる。
【００４７】
図６に示す本発明のカラーフィルタ１は、基板１０の上面に正のＡプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ｂを積層し、続いて位相差制御機能層２０ｂの上面に着色層１３を形成し、さらに着色層１３の上面に正のＣプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ｃを積層して形成することができる。
【００４８】
尚、図には示さないが、図３〜図６に示されるカラーフィルタ１において、位相差制御機能層２０を構成する正のＣプレート２０ｃ、負のＣプレート２０ａ又は正のＡプレート２０ｂは、それぞれ入れ替えたり、或いは置き換えて形成することができる。
【００４９】
本発明のカラーフィルタ１は、３次元架橋可能な液晶性モノマーを用い配向を固定した液晶性高分子より構成される位相差制御機能層２０が着色層１３上面に積層されてなる。従って、従来、偏光フィルム等に粘着剤で貼り合わせて用いていた位相差フィルムと比較して、貼り合わせる工程が省略でき、且つ該粘着剤の屈折率が該位相差フィルム等とは異なることに起因する乱反射を防止することができる点で優れている。また従来の位相差フィルムは、基材を含めてその厚みが５０μｍ〜１００μｍ程度であったが、本発明における位相差制御機能層２０であれば、一層あたり１０μｍ以下とすることができるため、ディスプレーの薄膜化に有効である。さらに、本発明における位相差制御機能層２０を構成する液晶性高分子は、液晶性モノマーを３次元架橋し固定化されてなるため、従来の位相差フィルムに比べて耐熱性に優れ、ディスプレーに搭載した際、経時的な収縮による位相差の変化が抑えられる。
【００５０】
以上に説明した本発明のカラーフィルタ１は、ＬＣＤや有機エレクトロルミネッセンスディスプレー等のディスプレーに搭載することができる。
【００５１】
図７は、本発明のカラーフィルタ１を用いた透過タイプの液晶ディスプレーの構成の一実施態様を示す断面図である。
【００５２】
図７に示す液晶ディスプレー２は、図の上側が観察側であって、観察側より、偏光板２４、基板１０、着色層１３、位相差制御機能層２０ｂ、位相差制御機能層２０ａ、対向電極層２３、液晶層２１、画素電極層２２、基板１０、偏光板２４の順に積層されて形成されている。上記画素電極層２２は、上方に位置する各着色画素に対向してパターニングされた画素電極２２ａと、操作線２２ｃと、画素電極２２ａと操作線２２ｃとを隔離する絶縁層２２ｄ、及びこれらと液晶層１５との間に位置する保護層２２ｂからなる。基板１０、着色層１３、位相差制御機能層２０ａ及び位相差制御機能層２０ｂからなるカラーフィルタ１は、上述した本発明のカラーフィルタ１であって、負のＣプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ａと正のＡプレートを形成してなる位相差制御機能層２０ｂとを有するカラーフィルタである。
【００５３】
図７に例示する本発明の液晶ディスプレーは、本発明の位相差制御機能を有するカラーフィルタ１を用いて形成されている。従って、カラーフィルタ１における着色層１３上面において、各着色画素のオーバーラップに起因する段差がない。このため続いて形成される位相差制御機能層２０ａ及び位相差制御機能層２０ｂを構成する液晶性高分子を良好に配向させることができ、液晶層２１において生じた位相のズレを良好に制御し視野の拡大された表示を実現することができる。また偏光板に貼り付けられて形成された位相差フィルムにより位相差のずれを制御する従来の液晶ディスプレーとは異なり、本発明の液晶ディスプレーでは、カラーフィルタ内において位相差制御機能層が積層形成されているため、液晶ディスプレーのように粘着剤を用いて偏光板に位相差フィルムを貼り付ける必要がなく、粘着剤による光の乱反射が生じることがない。
【００５４】
図７に示す液晶ディスプレーは、本発明のディスプレーの例示であって、本発明を限定するものではない。従って、液晶ディスプレーを構成するに当たり必要とされる層、或いは構成を適宜設けてもよい。例えば、液晶層の両面に隣接して配向層を設けることができる（図示せず）。また本発明のディスプレーは、例えば、透過型の液晶ディスプレーに本発明のカラーフィルタを用いたディスプレーであってもよいし、或いは有機エレクトロルミネッセンスディスプレーに本発明のカラーフィルタを用いたディスプレーであってもよい。さらに、これらのディスプレーに用いられる本発明のカラーフィルタも、図７に示したカラーフィルタに限定されず、上述した種々の実施態様におけるカラーフィルタを適宜採用することができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明にかかる実施例について詳細に説明する。
【００５６】
（基板の前処理）
適当な洗浄処理を施し、清浄とした基板としてガラス基板（１７３７材、コーニング社製）を用意した。本実施例においては、基板としてガラス基板を用いているが、本発明はガラス基板にのみ限定されるものではなく、上述した種々の材質からなる基板を用いることができ、例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース等からなるプラスチック基板であってもよいし、またさらにポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン等のフィルムを用いることもできる。
（着色レジストの調整）
ブラックマトリクス及び赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）着色画素の着色材料には顔料分散型フォトレジストを用いた。顔料分散型フォトレジストは、着色材料として顔料を用い、分散液組成物（顔料、分散剤及び溶剤を含有する）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液とクリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する）とを混合したものである。その組成を下記に示す。尚、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。
【００５７】
各フォトレジストの組成を以下に示す。
【００５８】
（ブラックマトリクス用フォトレジスト）
・黒顔料・・・・・１４．０重量部
（大日精化工業（株）製ＴＭブラック＃９５５０）
・分散剤・・・・・１．２重量部
（ビックケミー（株）製Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）
・ポリマー・・・・・２．８重量部
（昭和高分子（株）製ＶＲ６０）
・モノマー・・・・・３．５重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・添加剤・・・・・０．７重量部
（綜研化学（株）製Ｌ−２０）
・開始剤・・・・・１．６重量部
（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）−ブタノン−１）
・開始剤・・・・・０．３重量部
（４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン）
・開始剤・・・・・０．１重量部
（２，４−ジエチルチオキサントン）
・溶剤・・・・・７５．８重量部
（エチレングリコールモノブチルエーテル）
【００５９】
（赤色（Ｒ）着色画素用フォトレジスト）
・赤顔料・・・・・３．５重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製クロモフタールＤＰＰ  Ｒｅｄ  ＢＰ））
・黄顔料・・・・・０．６重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・３．０重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８１．９重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
【００６０】
（緑色（Ｇ）着色画素用フォトレジスト）
・緑顔料・・・・・３．７重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＧ７（大日精化製セイカファストグリーン５３１６Ｐ））
・黄顔料・・・・・２．３重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９））
・分散剤・・・・・３．０重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
【００６１】
（青色（Ｂ）着色画素用フォトレジスト）
・青顔料・・・・・４．６重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ））
・紫顔料・・・・・１．４重量部
（Ｃ．Ｉ．ＰＶ２３（クラリアント社製フォスタパームＲＬ−ＮＦ））
・顔料誘導体・・・・・０．６重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース１２０００）
・分散剤・・・・・２．４重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）
・モノマー・・・・・４．０重量部
（サートマー（株）製ＳＲ３９９）
・ポリマー１・・・・・５．０重量部
・開始剤・・・・・１．４重量部
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）
・開始剤・・・・・０．６重量部
（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）
・溶剤・・・・・８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
【００６２】
尚、本明細書において記載のポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
【００６３】
位相差制御機能層を構成する液晶性高分子含有の樹脂組成物を以下のとおり調製した。
【００６４】
（負のＣプレートを有する位相差制御機能層用樹脂組成物の調製）
負のＣプレートを構成する３次元架橋可能な液晶性モノマー材料として両端に重合可能なアクリレート基を有するとともに、中央部のメソゲンと上記アクリレートとの間にスペーサを有する液晶性モノマー材料を７５重量部、光重合開始剤としてイルガキュアＩｒｇ１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製）を１重量部、溶剤としてトルエン２５重量部を混合し、さらにカイラル剤として両末端に重合可能なアクリレート基を有するカイラル剤を７重量部加えて樹脂組成物を調製した。
【００６５】
（正のＣプレートを有する位相差制御機能層用樹脂組成物の調製）
正のＣプレートを有する位相差制御機能層用樹脂組成物は、カイラル剤を添加しないこと以外は、前述の負のＣプレート用樹脂組成物と同様に調製した。
【００６６】
（正のＡプレートを有する位相差制御機能層用樹脂組成物の調製）
正のＡプレートを有する位相差制御機能層用樹脂組成物は、カイラル剤を添加しないこと以外は、前述の負のＣプレート用樹脂組成物と同様に調製した。
【００６７】
（実施例１）
前処理により洗浄したガラス基板上面に、上述で調製したＢＭ用フォトレジストをスピンコート法で１．２μｍの厚さに塗布し、９０℃、３分間の条件でプリベークし、所定のパターンに形成されたマスクを用いて露光（１００ｍＪ／ｃｍ2）し、続いて０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、３０分間ポストベークし、線幅６μｍのＢＭを有するＢＭ基板を作製した。
次に、赤色（Ｒ）の顔料分散型フォトレジストを上記ＢＭ基板上にスピンコート法で塗布し、８０℃、５分間の条件でプリベークし、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて、アライメント露光（３００ｍＪ／ｃｍ2）した。露光には大日本科研製アライナーＭＡ６７００を利用した。この際、赤色着色画素の端部が隣り合うＢＭ上げ乗り上げる量を１．５μｍとなるように予め設計したフォトマスクを用いた。引き続き０．１％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、６０分間ポストベークし、ＢＭパターンに対して所定の位置に膜厚２．８μｍの赤色（Ｒ）着色画素パターンを形成した。
続いて、上記赤色（Ｒ）着色画素パターンの形成方法と同様の方法及び条件で、膜厚２．６μｍの緑色（Ｇ）着色画素パターンを形成した。
さらに、上記赤色（Ｒ）着色画素パターンの形成方法と同様の方法及び条件で、膜厚２．３μｍの青色（Ｂ）着色画素パターンを形成した。
以上により、基板上に、ＢＭ、赤色着色画素、緑色着色画素、及び青色着色画素から構成される着色層を形成した。上記着色層では、赤色着色画素、緑色着色画素及び青色着色画素の端部がＢＭ上に乗り上げて形成されており、且つ該ＢＭ上で隣り合う各着色画素が、オーバーラップすることなく形成されていた。従って着色層上面において、ＢＭ上における各着色画素のオーバーラップに起因する段差が発生していなかった。
【００６８】
上記基板上に積層形成された着色層の上に、負のＣプレートを有する位相差制御機能層を作製した。まず配向膜材料としてＡＬ１２５４（ＪＳＲ社製）を用い、上記着色層の上面に、フレキソ印刷により配向膜をパターンニングして厚さ７００Åの配向膜を形成した。そして上記配向膜上面に、負のＣプレート形成用に調製した樹脂組成物を、スピンコーティング法により厚さ２．４μｍとなるように塗布した。尚、本実施例では、樹脂組成物を塗布する方法としてスピンコーティング法を採用したが、樹脂組成物の塗布方法はこれに限定されず、例えばダイコーティング、スリットコーティング及びこれらを組み合わせた手法を適宜選択することができる。以下に記載する実施例においても同様である。続いて、樹脂組成物が塗布された基板をホットプレート上で１００℃、５分間加熱し、残存溶剤を除去するとともに樹脂組成物に含有される液晶性高分子を配向させた。尚、当該基板の端面部分の位相差層は、既知の手法、例えばエッジリンスなどにより除去することも可能である。
続いて、１０Ｊ／ｃｍ2、３６５ｎｍの条件で紫外線照射を行い、上記液晶性高分子を硬化させた。即ち、上記液晶性モノマー材料を、配向させ、その状態で３次元架橋させ固定化した液晶性高分子からなる位相差制御機能層を形成した。さらに２００℃のホットプレート上で１０分間加熱して完全に硬化反応を終了させ、実施例１のカラーフィルタを形成した。
【００６９】
（実施例２）
実施例１において、着色層の上面に形成した負のＣプレートを有する位相差制御機能層の代替として、正のＣプレートを有する位相差制御機能層を形成したこと以外は、実施例１と同様の方法及び条件で、実施例２のカラーフィルタを形成した。
正のＣプレートを有する位相差制御機能層を形成するにあたり、まず、配向膜材料としてＤＭＡＯＰを用い、着色層上面に、フレキソ印刷により配向膜をパターンニングして厚さ７００Åの配向膜を形成した。そして上記配向膜上面に、正のＣプレート形成用に調製した樹脂組成物を、スピンコーティンング法により厚さ１．６μｍとなるように塗布した。実施例２における着色層は、実施例１と同様に、各着色画素端部がＢＭ上に乗り上げて形成されており、且つＢＭ上で隣り合う着色画素の端部同士にオーバーラップは見られなかった。従って着色層上面において、ＢＭ上における各着色画素のオーバーラップに起因する段差が発生していなかった。
尚、実施例２において、正のＣプレート形成用に調製した樹脂組成物は、カイラル剤を添加しないこと以外は、実施例１に用いた樹脂組成物と同様に調製した。
【００７０】
（実施例３）
実施例１において、着色層の上面に形成した負のＣプレートを有する位相差制御機能層の代替として、正のＡプレートを有する位相差制御機能層を形成したこと以外は、実施例１と同様の方法及び条件で、実施例３のカラーフィルタを形成した。実施例３における着色層は、実施例１と同様に、各着色画素端部がＢＭ上に乗り上げて形成されており、且つＢＭ上で隣り合う着色画素の端部同士にオーバーラップは見られなかった。従って着色層上面において、ＢＭ上における各着色画素のオーバーラップに起因する段差が発生していなかった。
尚、実施例３において、正のＡプレート形成用に調製した樹脂組成物は、カイラル剤を添加しないこと以外は、実施例１に用いた樹脂組成物と同様に調製した。
【００７１】
（比較例１〜３）
ＢＭの線幅を５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の方法及び条件で、ＢＭ基板を形成した。次いで、実施例１と同様に、赤色着色画素、緑色着色画素、及び青色着色画素の端部が、それぞれＢＭ上に１．５μｍ乗り上げるように設計して各着色画素を形成した。各着色層をパターン形成するために用いたアライナーのズレにより、ＢＭ上において隣り合う着色画素同士の端部の一部が、オーバーラップして形成された。従って、着色層上面には、ＢＭ上における各着色画素同士のオーバーラップに起因する段差が発生した。
【００７２】
次いで、上記各着色画素同士のオーバーラップに起因する段差が部分的に発生した着色層の上に、実施例１と同様に位相差制御機能層として負のＣプレートを形成したカラーフィルタを形成し比較例１とし、実施例２と同様に位相差制御機能層として正のＣプレートを形成したカラーフィルタを形成し比較例２とし、実施例３と同様に位相差制御機能層として、正のＡプレートを形成したカラーフィルタを形成し比較例３とした。
【００７３】
（比較例４）
ＢＭの線幅を３０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の方法及び条件で、ＢＭ基板を形成した。次いで、実施例１と同様に、赤色着色画素、緑色着色画素、及び青色着色画素の端部が、それぞれＢＭ上に１．５μｍ乗り上げるように設計して各着色画素を形成した。上記着色層では、赤色着色画素、緑色着色画素及び青色着色画素の端部がＢＭ上に乗り上げて形成されており、且つ該ＢＭ上で隣り合う各着色画素が、オーバーラップすることなく形成されていた。従って、ＢＭ上における各着色画素のオーバーラップに起因する段差が発生していなかった。
【００７４】
次いで、上記着色層の上に、実施例１と同様に位相差制御機能層として負のＣプレートを形成したカラーフィルタを形成し比較例４とした。
【００７５】
（実施例４）
実施例１を用いた液晶ディスプレーとして、ＭＶＡモード方式による液晶ディスプレー１を以下のように作製し、実施例４とした。
【００７６】
負のＣプレートを有する実施例１のカラーフィルタにおける位相差制御機能層の上面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる透明共通電極を形成した。一方、上述したガラス基板上に所定の複数の箇所に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、各ＴＦＴのドレイン電極に接続するように透明画素電極を酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）により形成して対向電極基板を作製した。
次に、上記透明共通電極面と透明画素電極面それぞれを覆うように垂直配向膜溶液（ＪＡＬＳ−２０２１０−Ｒ２）をγ−ブチロラクトンで５０％に希釈した溶液を塗布し乾燥して配向膜（厚み０．０７μｍ）を形成した。次いで、これらの配向膜が向かい合うようにして両基板を対向させ、両基板間をシール部材で封止し、封止された空間に液晶（メルクジャパン社製ＭＬＣ−６６０８）を注入し、注入口を封止して、液晶ディスプレーを作製した。
【００７７】
（実施例５）
実施例２を用いた液晶ディスプレーとして、ＩＰＳモード方式による液晶ディスプレーを以下のように作製し、実施例とした。
【００７８】
正のＣプレートを有する実施例２のカラーフィルタを形成した。一方、上述したガラス基板上に所定の複数の箇所に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、各ＴＦＴのドレイン電極に接続するように櫛歯状の透明画素電極を酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）により形成して電極基板を作製した。
次に、上記カラーフィルタにおける位相差制御機能層上面と透明画素電極面それぞれを覆うようにポリイミド樹脂塗料を塗布し、乾燥し、ラビングして配向膜（厚み０．０７μｍ）を形成した。次いで、これらの配向膜が向かい合うようにして両基板を対向させ、両基板間をシール部材で封止し、封止された空間に液晶（メルクジャパン社製ＭＬＣ−６８４６−０００）を注入し、注入口を封止して、液晶ディスプレーを作製した。
【００７９】
（比較例５）
比較例１を用いたこと以外は、実施例４と同様に、ＭＶＡモード方式による液晶ディスプレーを作製し、比較例５とした。
【００８０】
（比較例６）
比較例２を用いたこと以外は、実施例５と同様に、ＩＰＳモード方式による液晶ディスプレーを作製し、比較例６とした。
【００８１】
（比較例７）
比較例４を用いたこと以外は、実施例４と同様に、ＭＶＡモード方式による液晶ディスプレーを作製し、比較例７とした。
【００８２】
（評価）
実施例４、５及び比較例５〜７の各液晶ディスプレーにおいて同様の画像を同様の時間、表示せしめ、その表示状態を下記の評価方法により評価した。その結果、表１に示すとおり、実施例１のカラーフィルタを搭載した実施例４及び実施例２のカラーフィルタを搭載した実施例５の液晶ディスプレーの表示状態は、高品位な光学補償がなされており、正面コントラストが良好であった。また着色層の開口率が充分に保持されており、ディスプレーの輝度を損なうことがなかった。
これに対し比較例１のカラーフィルタを搭載した比較例５及び比較例２のカラーフィルタを搭載した比較例６の液晶ディスプレーの表示状態は、液晶分子の配向不良に起因する光漏れが発生しており、良好な表示品位を得ることができなかった。
比較例４のカラーフィルタを搭載した比較例７の液晶ディスプレーの表示状態は、開口率の低下に起因して、輝度が低下した。
【００８３】
（表１）
2006285014.tif 000008
【００８４】
（評価方法）
輝度は、トプコン社製分光輝度計  ＳＲ−３を用い、各ディスプレーの白表示の輝度を測定した。
同様にして正面コントラストは、各ディスプレーの黒表示時の輝度を測定し、白表示輝度／黒表示輝度を算出することにより求めた。
【００８５】
※１  正面コントラスト
○：測定値が、５００以上であり、表示品位が極めて良好である。
×：測定値が、５００を下回り、コントラスト不足が認められる。
【００８６】
※２  輝度
○：測定値が、５００ｃｄ／ｍ2以上でありディスプレー表示における充分な輝度が得られる。
×：測定値が、５００ｃｄ／ｍ2未満でありディスプレー表示における充分な輝度が得られない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明のカラーフィルタの一実施態様を示す断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの一実施態様を示す断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの一実施態様を示す分解斜視図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの一実施態様を示す分解斜視図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの一実施態様を示す分解斜視図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの一実施態様を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の液晶ディスプレーの一実施態様を示す断面図である。
【図８】従来のカラーフィルタの問題点を示す説明図である。
【図９】従来のカラーフィルタの問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、１ａ、１ｂ    本発明のカラーフィルタ
２    本発明の液晶ディスプレー
１０    基板
１１  ブラックマトリクス
１２、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ    着色画素
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ    カラーフィルタ層
２０    位相差制御機能層
２０ａ  負のＣプレートを用いて形成される位相差制御機能層
２０ｂ  正のＡプレートを用いて形成される位相差制御機能層
２０ｃ  正のＣプレートを用いて形成される位相差制御機能層
２１  液晶層
２２  画素電極層
２２ａ  画素電極
２２ｂ  保護層
２２ｃ  操作線
２２ｄ  絶縁層
２３  対向電極層
２４  偏光板
１１０  基板
１１１  ブラックマトリクス
１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ  着色画素
１１５  白抜け部分
１１６  段差
１１７  着色層
１１８  位相差制御機能層
１１９  液晶性高分子  
【図１】
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【図２】
2006285014.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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