(57)【要約】【課題】３００ｐｐｉを超える高精細液晶においても混色を軽減することが出来るカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板を具備する液晶表示装置を提供するものである。【解決手段】透明基板２上に、少なくとも１辺の長さが、２０μｍ以下の複数の矩形開口部を具備するＢＭと、前記矩形開口部上にそれぞれ着色画素を配設したカラーフィルタ基板であって、  前記ＢＭ３が少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物から成り、前記ＢＭ３の前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、その上底線幅をｌ１としたときに、ｌ１はｌ２より大きく、６．２μｍ以下であり、且つ、膜厚が２．１μｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。【選択図】図２
2015200774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、少なくとも１辺の長さが、２０μｍ以下の複数の矩形開口部を具備するブラックマトリックスと、前記矩形開口部上にそれぞれ着色画素を配設したカラーフィルタ基板であって、
前記ブラックマトリックスが少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物を硬化して形成されたものから成り、
前記ブラックマトリックスの前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、その上底線幅をｌ１としたときに、ｌ１はｌ２より大きく、６．２μｍ以下であり、且つ、膜厚が２．１μｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中に占める黒色顔料の割合が４５重量パーセント以上であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記黒色顔料の平均一次粒子径が３０〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記バインダ樹脂の平均分子量が５０００以上のカルド構造を有する樹脂を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記光重合開始剤が、下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【化４】
2015200774.tif 000008
〔式（１）において、Ｘ１・Ｘ３・Ｘ６は、それぞれ独立にＲ１１、ＯＲ１１、ＣＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３又はＣＮを表し、Ｘ２は置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表し、Ｘ４及びＸ５は、それぞれ独立に、Ｒ１１、ＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３、ＮＲ１２ＣＯＲ１１、ＯＣＯＲ１１、ＣＯＯＲ１１、ＳＣＯＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＳＯＲ１１、ＣＮ、ハロゲン原子又は水酸基を表す。Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表す。ａ及びｂはそれぞれ独立に、０〜３である。〕
【請求項６】
前記着色画素は少なくとも赤色、緑色、青色画素から成り、赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
前記ブラックマトリックスと前記着色画素を覆うように透明保護膜を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
前記透明保護膜の膜厚が０．６μｍ以下であることを特徴とする請求項７記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテレビ受像機、モニター、携帯情報端末等に用いられるカラーフィルタ基板並びに液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置並びに有機エレクトロルミネッセンス表示装置はテレビ受像機、ノートパソコン、モニター、携帯電話機、スマートフォン／タブレット端末といった情報電子機器の表示部として必要不可欠な部品である。
【０００３】
液晶表示装置はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のアクティブ素子を有する基板と着色画素及びそれらを区画するブラックマトリックスを有するカラーフィルタ基板を対向して貼り合わせ、空隙部に液晶を注入した後に偏光板、バックライトユニットと組み合わせて製造される。液晶層に印加される電圧を制御することで各着色画素の透過率を調整しフルカラー表示が可能となる。
【０００４】
液晶表示装置の欠点として見る角度によって輝度・色度が異なる、即ち視野角が狭いという問題が有り、多くの改良検討がなされてきた。とりわけ液晶分子を水平方向の電界によって制御するＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等と比して優れた視野角特性を有し、特にスマートフォン／タブレット端末用途においては主流となってきている（下記特許文献１〜４参照）。
【０００５】
スマートフォン／タブレット端末用途では視野角特性に加えて高精細な画像表示が求められる。高精細化に伴い画素が小さくなり開口率が低下するので、透過率の低下を招く。この場合液晶表示装置において十分な輝度を確保するためにはバックライトの出力を上げる必要があり、消費電力を増大させスマートフォン／タブレット端末のバッテリー寿命を短くする原因となっていた。
【０００６】
こうした課題を解決するために、例えば下記特許文献５には共通電極を平面ベタで形成し、その上に絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極を配置する構成（いわゆるＩＰＳ−ＰＲＯ方式）にすることで透過率を向上する提案がなされている。
【０００７】
ＩＰＳ‐ＰＲＯ方式を採用することで３００ｐｐｉを超える高精細液晶においても一定の透過率を確保することが可能である。しかしながら、高精細液晶においては画素同士が近接しているため、斜め方向から見た際に点灯させている画素を透過した光が隣接画素を透過してしまい混色が生じる。混色の影響は解像度が高くなるほど顕著になるため、更なる高精細液晶の実用化に向けての課題となっている。
【０００８】
そこで、下記特許文献６には、画素間共通電極の厚さを画素内共通電極の厚さより大きくすることで混色を低減する提案がなされている。また、下記特許文献７には、ＩＰＳ‐ＰＲＯ方式においてカラーフィルタをＴＦＴ基板側に形成し、かつその構造を最適化することで混色を低減する提案がなされている。
【０００９】
一方、下記特許文献８には、カラーフィルタのブラックマトリックスの高さを画素部よりも高くすることで混色を防ぐことができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−１６００５１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１９２３７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８０７５号公報
【特許文献４】特開２００２−３２３７０６号公報
【特許文献５】特開２０１１−１２８５０８号公報
【特許文献６】特開２０１４−２１２６７号公報
【特許文献７】特開２０１４−６４２７号公報
【特許文献８】特開２０１０−７２５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献６の発明はＴＦＴ基板における電極の設計に関するものであり、カラーフィルタにおける混色防止設計に関しては言及されていない。また、上記特許文献７の発明においてはカラーフィルタがＴＦＴ基板側に形成されているが、この場合リワーク性に劣り生産性が低下するという問題がある。一方、上記特許文献８の発明においては近年のスマートフォン／タブレット端末用途において主流となってきている３００ｐｐｉを超える高精細液晶において混色が顕著になる問題には言及していない。
【００１２】
本発明は係る事情を鑑みてなされたものであり、３００ｐｐｉを超える高精細液晶においても混色を軽減することが出来るカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板を具備する液晶表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、３００ｐｐｉを超える高精細液晶において混色を軽減するためには、（１）ブラックマトリックスと液晶層を近接させること、（２）ブラックマトリックスで区画される開口部の幅ｌＡとブラックマトリックスの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）を一定値以下に保つこと、（３）ブラックマトリックス（以下、ＢＭと記す）の上底線幅を、透明基板の面に接する側の下底線幅よりも大きくすることの３点が有効であることを見出し、本発明を完成させた。以下、具体的に記す。
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明は、透明基板上に、少なくとも１辺の長さが、２０μｍ以下の複数の矩形開口部を具備するＢＭと、前記矩形開口部上にそれぞれ着色画素を配設したカラーフィルタ基板であって、
前記ＢＭが少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物を硬化して形成されたものから成り、
前記ＢＭの前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、その上底線幅をｌ１としたときに、ｌ１はｌ２より大きく、６．２μｍ以下であり、且つ、膜厚が２．１μｍ以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中に占める黒色顔料の割合が４５重量パーセント以上であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板である。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記黒色顔料の平均一次粒子径が３０〜１００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板である。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記バインダ樹脂の平均分子量が５０００以上のカルド構造を有する樹脂を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。
【００１８】
請求項５に係る発明は、前記光重合開始剤が下記式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。
【化１】
2015200774.tif 000003
〔式（１）において、Ｘ１・Ｘ３・Ｘ６は、それぞれ独立にＲ１１、ＯＲ１１、ＣＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３又はＣＮを表し、Ｘ２は置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表し、Ｘ４及びＸ５は、それぞれ独立に、Ｒ１１、ＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３、ＮＲ１２ＣＯＲ１１、ＯＣＯＲ１１、ＣＯＯＲ１１、ＳＣＯＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＳＯＲ１１、ＣＮ、ハロゲン原子又は水酸基を表す。Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表す。ａ及びｂはそれぞれ独立に、０〜３である。〕
【００１９】
請求項６に係る発明は、前記着色画素は少なくとも赤色、緑色、青色画素から成り、赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。
【００２０】
請求項７に係る発明は、前記ＢＭと着色画素を覆うように、透明保護膜を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。
【００２１】
請求項８に係る発明は、前記ＢＭ上における透明保護膜の膜厚が０．６μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタ基板である。
【００２２】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を具備することを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１に係る発明によれば、前記ＢＭの前記透明基板に接する下底線幅をｌ２、上底線幅をｌ１としたときに、ｌ２＜ｌ１≦６．２（μｍ）を満たすことにより、前記ＢＭの形状が従来とは異なる逆テーパ型となり、隣接画素との混色を防ぐことができる。また、同時に前記ＢＭの膜厚を２．１μｍ以上とするここで、開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）を従来より小さくすることができ、さらに前記混色を防ぐことができる。また、前記ＢＭが少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤および溶剤を含む黒色感光性樹脂組成物とすることで、フォトリソ法により３００ｐｐｉを超える高精細なパターニングが可能となる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明によれば、前記黒色感光性樹脂組成物の固形分中に占める黒色顔料の割合を４５重量パーセント以上とすることにより、ＢＭ中のバインダ樹脂の配合割合を低減することができ、ポストベーク工程におけるバインダ樹脂の溶融を抑制することができる。その結果、フォトリソ法などで形成した逆テーパー型のＢＭ形状が、ポストベーク工程を経た後も、そのままの形状で硬化を完了することができる。
【００２５】
また、請求項３に係る発明によれば、前記黒色顔料の平均一次粒子径を３０〜１００ｎｍの範囲とすることにより、ポストベーク工程におけるバインダ樹脂の溶融を抑制するこ
とができる。また、ＢＭの表面の荒れや直線性不良といった品質の低下を抑制ことができる。
【００２６】
また、請求項４に係る発明によれば、前記バインダ樹脂として平均分子量を５０００以上のカルド構造を有する樹脂を用いることにより、カルド構造を構成する芳香環の相互作用から、バインダ樹脂として顔料に対する吸着性が高く、かつ、細線形成においても密着性に優れ、隠蔽性に優れた微細パターン形成が可能である。なお、カルド構造とは、炭素原子に４つの芳香環が結合した蝶番の構造を意味する。
【００２７】
また、請求項５に係る発明によれば、前記光重合開始剤として上記一般式（１）で表される化合物を含有することにより、少量の添加量でも高感度化が可能となる。
【００２８】
また、請求項６に係る発明によれば、少なくとも赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することにより、従来のカラーフィルタ基板と比べて開口率が低くても、十分な透過率を得ることが可能である。
【００２９】
また、請求項７に係る発明によれば、前記ＢＭと前記着色画素を覆うように透明保護膜を設けることにより、カラーフィルタ基板の平坦性を向上させるころができ、液晶の配向不良を防ぐことができる。また、着色画素中の不純物が液晶層に溶出することを防ぐことができる。
【００３０】
また、請求項８に係る発明によれば、前記透明保護膜の膜厚を０．６μｍ以下とすることで、ＢＭと液晶層との間隙を狭めることができ、隣接する着色画素との不要な混色を抑制することができる。
【００３１】
また、請求項９に係る発明によれば、高精細でありながら混色の影響が少ない優れた表示特性を有する液晶表示装置を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のカラーフィルタ基板構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ基板におけるブラックマトリックスの模式的な断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。
【図６】従来の一実施形態であるカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。
【図７】従来の一実施形態であるカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の詳細な内容を以下に説明する。
【００３４】
[カラーフィルタ基板]
図１は本発明のカラーフィルタ基板構成の一例を示す模式的な断面図である。カラーフィルタ基板１は基板２と、基板２上に設けられた遮光性を有するＢＭ３と、ＢＭ３の開口部に設けられた赤色画素４、緑色画素５、青色画素６から構成される。
【００３５】
（基板）
基板２は透過率８０％以上の透明性を有していることが好ましく、より好ましくは９０％以上である。基板２としては、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。とりわけ寸法安定性、機械強度に優れたアルミノケイ酸ガラスが好適に用いられる。
【００３６】
（ＢＭ）
図２に本発明のカラーフィルタ基板におけるＢＭ３の模式的な断面図を示している。ここで、ＢＭ３の膜厚をｄ１、上底線幅をｌ１、下底線幅をｌ２並びにＢＭの開口部の幅をｌＡとしてそれぞれを示した。本発明のカラーフィルタ基板におけるブラックマトリックスは、膜厚ｄ１が２．１μｍ以上で、上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも大きく、かつ、６．２μｍ以下である必要がある。また、本発明のカラーフィルタ基板におけるＢＭ３によって区画される開口部の幅ｌＡは２０μｍ以下であることが必要である。
【００３７】
詳しくは後述するが、本発明のカラーフィルタ基板はＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が従来公知のカラーフィルタ基板と比して顕著に小さいため、混色の影響を大幅に低減することが可能である。また、ＢＭ３の上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも大きい逆テーパー形状であるため、従来公知の順テーパー形状のＢＭを用いた場合と比してより効果的に混色を抑えることが可能である。
【００３８】
本発明のカラーフィルタ基板におけるＢＭの形成は、例えば、以下のようなフォトリソ法により得られる。先ず、前記基板２上に黒色感光性樹脂組成物を塗布して黒色塗膜を形成する。乾燥処理を施した後、所定のパターンを有するフォトマスクを介して紫外線露光する。その後、現像処理によって未露光部を除去し、得られたパターンをポストベークすることでＢＭのパターンが形成される。
【００３９】
基板２上に黒色感光性樹脂組成物を塗布する方法としては、スプレーコート、スピンコート、スリットコート、ロールコートといった従来公知の方法を適宜用いることが出来る。
【００４０】
塗膜を乾燥させるためには、減圧乾燥装置、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等が適宜用いられる。紫外線露光の光源としては高圧水銀ランプを用いるのが一般的であるが各種レーザー光源等を用いてもよい。
【００４１】
現像処理方法としてはシャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法といった従来公知の方法を適宜用いることができる。現像液としては炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液を用いるのが一般的であるが、水酸化テトラメチルアンモニウム、ジメチルベンジルアミンといった有機アルカリ現像液を用いてもよい。
【００４２】
一般に黒色感光性樹脂組成物は露光光を透過しないため、露光光を照射した際に塗膜の表面だけが硬化される。このため、露光後に現像処理を施すと上底線幅が下底線幅よりも太い、底部がえぐれたいわゆる逆テーパー形状となる。この逆テーパー形状を有するＢＭを２００℃以上の高温でポストベークすると一般的な黒色感光性樹脂組成物を用いた際は樹脂がメルトし上底線幅が下底線幅よりも細い順テーパー形状となる。
【００４３】
ＢＭの線幅が細く膜厚が厚い場合、光硬化していない部分の割合が相対的に増すためよりメルトしやすくなる。実際、一般的な黒色感光性樹脂組成物を用いた場合、数百μｍ程
度の太線であれば２μｍ以上の厚膜パターンを形成することも可能であるが、本発明のような６μｍ以下の細線パターンではポストベーク工程において樹脂が顕著にメルト（溶融）してしまうため２μｍ以上の厚膜を得ることは至難である。
【００４４】
本発明者らはＢＭの形成に用いる黒色感光性樹脂組成物の配合を見直すことで、細線かつ厚膜形成においても、ポストベーク工程でのメルトが抑制され、焼成後も上底線幅が下底線幅よりも太い逆テーパー形状を維持出来ることを見出した。以下に詳細に説明する。
【００４５】
（黒色感光性樹脂組成物）
ＢＭの形成に用いる黒色感光性樹脂組成物は、少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤及び溶剤を含有する。
【００４６】
（黒色顔料）
黒色顔料としては、カーボンブラックが好適に用いられる。カーボンブラックとしては、ランプブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等のいずれのものを用いても良い。また、チタンブラック、窒化チタン等のチタン系黒色顔料を用いても良い。これらは単独で、あるいは複数種を混合して用いることが出来る。
【００４７】
黒色顔料の平均一次粒子径は３０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０ｎｍの範囲である。黒色顔料の平均一次粒子径が４０ｎｍ以下である場合、ポストベーク工程における樹脂のメルトが顕著になり、ＢＭの上底線幅を下底線幅より大きく保つのが困難になる。一方、粒子径が１００ｎｍ以上である場合、ＢＭの表面荒れや直線性不良といった不具合を生じる。
【００４８】
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における黒色顔料の割合は４５〜６０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは５０〜５５重量パーセントの範囲である。黒色顔料の割合が４５重量パーセント以下である場合、ポストベーク工程における樹脂のメルトが顕著になり、ＢＭの上底線幅を下底線幅より大きく保つのが困難になる。一方、黒色顔料の割合が６０重量パーセント以上である場合、黒色感光性樹脂組成物の基板に対する密着性が不足し６μｍ以下の細線パターンを形成することが困難になる。
【００４９】
黒色感光性樹脂組成物のポストベーク工程における樹脂のメルトを抑制するために、黒色顔料に加えて各種有機顔料を併用することも可能である。有機顔料としては着色画素の形成に用いる顔料を適宜用いることが出来るが、黒色顔料としてカーボンブラックを用いた場合黄色顔料、橙色顔料及び赤色顔料を用いることがＢＭの反射色が黄味〜赤味を帯びることを抑制出来るため好適である。
【００５０】
黄色顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０ 、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７ 、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
【００５１】
赤色顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、１４、４１、４８：１ 、
４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４２、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等が挙げられる。
【００５２】
橙色顔料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、４３、６６、６８、６９、７１、７３等が挙げられる。
【００５３】
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における有機顔料の割合は１〜１０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは３〜５重量パーセントの範囲である。有機顔料の割合が１重量パーセント以下である場合、十分なメルト抑制効果を得ることが出来ない。一方、有機顔料の割合が１０重量パーセント以上である場合、黒色感光性樹脂組成物の基板に対する密着性が不足し６μｍ以下の細線パターンを形成することが困難になる。
【００５４】
（バインダ樹脂）
バインダ樹脂としては細線密着性に優れたカルド構造を有する樹脂（例えば特許第３４４７７６８号公報記載）が好適に用いられる。バインダ樹脂の平均分子量は５０００以上であることが好ましく、より好ましくは６０００以上である。平均分子量が５０００より小さい場合ポストベーク工程における樹脂のメルトが顕著になり、ＢＭの上底線幅を下底線幅より太く保つのが困難になる。
【００５５】
また、上記カルド構造を有する樹脂に他の樹脂を加えることもできる。例えばアクリル酸、メタクリル酸、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、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のシクロヘキシルアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたはメタクリレート、スチレンなどの内から３〜５種類程度のモノマーを選定して共重合することにより合成したアクリル樹脂などが挙げられる。
【００５６】
（重合性モノマー）
光重合性モノマーとしては、例えば、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、グリセリンテトラ（メタ）アクリレート、テトラトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらの成分は単独又は混合物として使用される。また、各種変性（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等を用いることも可能である。中でも、二重結合当量が小さく高感度化が達成できるペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００５７】
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における重合性モノマーの割合は３〜２０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは５〜１５重量パーセントの範囲である。重合性モノマーの割合が３重量パーセント以下である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が不足する。一方、重合性モノマーの割合が２０重量パーセント以上である場合、黒色感光性樹脂組成物の基板に対する密着性が不足し６μｍ以下の細線パターンを形成するこ
とが困難になる。
【００５８】
（光重合開始剤）
光重合開始剤としては少量添加でも高感度化可能な下記一般式（１）で表されるオキシムエステル化合物を用いることが好ましい。
【００５９】
【化２】
2015200774.tif 000004
【００６０】
上記一般式（１）において、Ｘ１・Ｘ３・Ｘ６は、それぞれ独立にＲ１１、ＯＲ１１、ＣＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３又はＣＮを表し、Ｘ２は置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表し、Ｘ４及びＸ５は、それぞれ独立に、Ｒ１１、ＯＲ１１、ＳＲ１１、ＣＯＲ１１、ＣＯＮＲ１２Ｒ１３、ＮＲ１２ＣＯＲ１１、ＯＣＯＲ１１、ＣＯＯＲ１１、ＳＣＯＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＯＳＲ１１、ＣＳＯＲ１１、ＣＮ、ハロゲン原子又は水酸基を表す。Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数６〜３０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数２〜２０の複素環基を表す。ａ及びｂはそれぞれ独立に、０〜３である。
【００６１】
Ｘ１は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基等の炭素数１０以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数１０以下の側鎖を有しても良い環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数１０以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。
【００６２】
Ｘ３は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくは水素、またはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数６以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数６以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。
【００６３】
Ｘ６は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数６以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数６以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。
【００６４】
Ｘ２は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数６以下の環状アルキル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、２−（１−メトキシプロピル）基、２−（１−エトキシプロピル）基等の炭素数６以下でありメチレン鎖中にエーテル結合を１個有するアルキル基である。
【００６５】
Ｘ４及びＸ５は、合成の容易さ、感度、溶解性、感光性着色組成物に含有したときの保存安定性の観点から、特に好ましくは水素、またはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基等の炭素数６以下のアルキル基である。
【００６６】
上記一般式（１）で表される光重合開始剤の具体例としては、例えば下記一般式（２）の化合物が挙げられる。
【００６７】
【化３】
2015200774.tif 000005
【００６８】
黒色感光性樹脂組成物の固形分中における前記光重合開始剤の割合は１〜１０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは２〜７重量パーセントの範囲である。光重合開始剤の割合が１重量パーセント以下である場合、黒色感光性樹脂組成物の感度が不足する。一方、光重合開始剤の割合が１０重量パーセント以上である場合、ＢＭのパターン線幅が太りすぎてしまう。
【００６９】
前記光重合開始剤と共に、他の光重合開始剤を併用することも可能である。他の光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、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、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、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−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または必要に応じて任意の比率で２種以上混合して用いることができる。黒色感光性樹脂組成物の固形分中における他の光重合開始剤の割合は０．１〜２．０重量パーセントの範囲であることが好ましく、より好ましくは０．２〜１．０重量パーセントの範囲である。
【００７０】
（溶剤）
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、キシレン、酢酸イソアミル、酢酸ｎアミル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、液体ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エステル、エチルエトキシプロピオネートなどが挙げられる。
【００７１】
（その他添加剤）
黒色感光性樹脂組成物には、さらに塗布性を向上させるための界面活性剤、基板との密着性を向上させるためのシランカップリング剤等を併用することができる。
【００７２】
上記界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。
【００７３】
シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルジメトキシシラン等のエポキシシラン類、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン類、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン類等のアミノシラン類、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネートシラン類等が挙げられる。
【００７４】
（着色画素）
本発明のカラーフィルタ基板は少なくとも赤色、緑色、青色画素から成り、それぞれの着色画素は、例えば、前記着色材、バインダ樹脂、分散剤等の添加剤、光重合開始剤、溶剤などを含む着色感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソ法により形成することができる。
特に、赤色画素はＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色画素はＣ．Ｉ．ピグメントグリーン５８、青色画素はキサンテン系染料またはトリアリールメタン系染料のうち一つ以上から選ばれる着色材を含有することを特徴としている。これらの着色材は高精細であるが故に、一般的なカラーフィルタ基板と比して開口率が低い本発明の形状においても十分な
透過率を得ることが可能になる。
【００７５】
本発明のカラーフィルタ基板における着色画素の形成は、例えば、以下のようにして行う。前記ＢＭが形成された基板上に、赤色感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。乾燥後、ＢＭの開口部に対応したパターンを有するフォトマスクを介して露光する。現像処理により未露光部を除去した後、ポストベークすることでＢＭの開口部に赤色画素を形成することが出来る。一連の操作を緑色、青色色材を含有した着色感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、赤色、緑色、青色画素を有するカラーフィルタを製造することができる。なお、着色画素の入色順はここに示す限りではなく順不同である。
【００７６】
（赤色画素）
本発明のカラーフィルタ基板における赤色画素は、少なくともピグメントレッド２５４を含む赤色感光性樹脂組成物を用いて前記ＢＭ形成と同様のフォトリソグラフィー法により形成される。
【００７７】
赤色画素の形成に用いる赤色感光性樹脂組成物には、ピグメントレッド２５４以外の着色材を併用することも可能である。例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド７、１４、４１、４８：１ 、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４２、２４６、２５５、２６４、２６９、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、７１、７３等の橙色顔料、更にはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０ 、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１ 、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７ 、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４等の黄色顔料を併用することができる。また、分光調整のため各種染料を併用することも可能である。
【００７８】
（緑色画素）
本発明のカラーフィルタ基板における緑色画素は、少なくともピグメントグリーン５８を含む緑色感光性樹脂組成物を用いて前記ＢＭ形成と同様のフォトリソグラフィー法により形成される。
【００７９】
緑色画素の形成に用いる緑色感光性樹脂組成物には、ピグメントグリーン５８以外の着色材を併用することも可能である。例えばＣ．Ｉ．ピグメントグリーン７、１０、３６、３７、などの緑色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン１、３、４、５、７、２８、２９、３２、３３、３４、３５などの緑色染料を併用することができる。また、緑色感光性樹脂組成物には、前記黄色顔料を併用することもできる。更に、黄色染料を用いることも可能である。
【００８０】
（青色画素）
本発明のカラーフィルタ基板における青色画素は、キサンテン系染料、トリアリールメタン系染料のうち一つ以上の染料を含む青色感光性樹脂組成物を用いて、前記ＢＭ形成と同様のフォトリソグラフィー法により形成される。
【００８１】
前記青色感光性樹脂組成物には、キサンテン系染料、トリアリールメタン系染料以外の着色材を併用することも可能である。例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０などの青色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３５、３７、５９、６７などの青色染料を併用することができる。また、青色感光性樹脂組成物には、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することもできる。更に、紫色染料を用いることも可能である。
【００８２】
（透明保護膜）
本発明のカラーフィルタ基板は、平坦性を向上させて液晶の配向不良を防ぐため、着色画素中の不純物が液晶層に溶出するのを防ぐために透明保護膜を設けてもよい。透明保護膜としては熱硬化タイプ、光硬化タイプのいずれを用いても良い。
【００８３】
液晶表示装置において混色を軽減するためにはＢＭと液晶層を近接させることが重要である。このため、透明保護膜を形成する場合は特にＢＭ上の膜厚を極力薄くする必要がある。ＢＭ上における透明保護膜の膜厚は０．６μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下である。
【００８４】
[液晶表示装置]
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタ基板と、ＴＦＴ等のアクティブ素子を有する対向基板と、両基板間に保持される液晶とを具備して成る。
【００８５】
図４は、本発明の液晶表示装置構成の一例を示す模式的な断面図である。この液晶表示装置８は、カラーフィルタ基板１と、カラーフィルタ基板１に対向して設けられ、基板に平行な向きに電界をかける電極を備えた対向基板９、カラーフィルタ基板１と対向基板９の間に充填された液晶１０とを具備する。カラーフィルタ基板１および対向基板９の液晶セルと反対側の主面には、例えばポリビニルアルコールにヨウ素錯体を延伸したＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム等からなる偏光板１１が設けられている。
【００８６】
また、この対向基板９は、基板２と、基板２上に設けられた共通電極１２と、共通電極１２を覆って設けられた絶縁層１３と、絶縁層１３上に設けられた画素電極１４とを有する。液晶１０は、画素電極１４が設けられた絶縁層１３とカラーフィルタ基板１の配向膜１５との間に配置される。
【００８７】
（液晶表示装置の混色）
本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置の混色軽減効果について以下に説明する。
【００８８】
図５は本発明のＢＭ形状が逆テーパー型であるカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置を、斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。
【００８９】
一方、図６は従来のＢＭ形状が順テーパー型であるカラーフィルタ基板を用いた（後述する比較例１に相当）液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。
【００９０】
また、図７も同様に、従来のＢＭ形状が順テーパー型であるカラーフィルタ基板を用いた（後述する比較例２に相当）液晶表示装置を斜め方向から見た場合の混色を示す模式図である。
【００９１】
図示するように、本発明のカラーフィルタ基板は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が従来公知のカラーフィルタ基板と比して顕著に小さ
く、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも大きい逆テーパー形状であるため、混色の影響を大幅に低減することが可能である。
【００９２】
これに対し、比較例１のカラーフィルタ基板は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が大きいため、混色の影響が大きくなる。
【００９３】
また、比較例３のカラーフィルタ基板は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）は相対的に小さいものの、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも細い順テーパー形状であるため、本発明のカラーフィルタ基板を用いた場合と比して混色の影響が大きくなる。
【実施例】
【００９４】
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９５】
［着色感光性樹脂組成物の調整］
次のようにして実施例、比較例に用いた黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５と、赤色、緑色、青色感光性樹脂組成物を調整した。
【００９６】
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．１の調整］
カルド樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（分子量５０００、固形分５５．１％）４．９５ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）１．１１ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．７０ｇ、カーボンブラックのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(一次粒子径４０ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)４７．９５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４５．２９ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．３の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度５５．０重量％）を得た。
【００９７】
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．２の調整］
カルド樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（分子量６０００、固形分５６．０％）７．４２ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）２．１２ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．５３ｇ、カーボンブラックのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(一次粒子径１００ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３９．２３ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０．７０ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．２の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度４５．０重量％）を得た。
【００９８】
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．３の調整］
カルド樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（分子量４０００、固形分５６．１％）２．７９ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）０．９５ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．８９ｇ、カーボンブラックのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(一次粒子径３０ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)５３．３１ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０．７０ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．２の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度６０．０重量％）を得た。
【００９９】
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．４の調整］
カルド樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（分子量５０００、固形分５５．１％）１０．４２ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）１．５３ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製：ＮＣＩ−８３１）０．６７ｇ、カーボンブラックのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(一次粒子径２０ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３４．８７ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５２．５１ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．４の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度４０．０重量％）を得た。
【０１００】
［黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．５の調整］
カルド樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（分子量５０００、固形分５５．１％）９．４１ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）１．４２ｇ、光重合開始剤（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ−０２）１．３３ｇ、カーボンブラックのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(一次粒子径１００ｎｍ、固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３４．８７ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５２．９７ｇを加えてよく攪拌し、黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．５の１００ｇ（固形分１７．０％、カーボンブラック顔料濃度４０．０重量％）を得た。
【０１０１】
［赤色感光性樹脂組成物の調整］
アクリル樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分２０．０％）９．３３ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製：Ｍ４０２）３．８２ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９）０．８８ｇ、光重合開始剤２（日本化薬社製：ＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ‐Ｓ）０．１５ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７０．０重量％)１６．８１ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度６０．０重量％）１９．６０ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４９．４１ｇを加えてよく攪拌し、赤色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度３３．６重量％）を得た。
【０１０２】
［緑色感光性樹脂組成物の調整］
アクリル樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分２０．０％）１３．５７ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製：Ｍ４０２）２．０６ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９）０．９０ｇ、光重合開始剤２（ＡＤＥＫＡ社製：アデカオプトマーＮ−１９１９」）０．１０ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７５．０重量％)３５．２８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度５０．０重量％）５．８５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４２．２４ｇを加えてよく攪拌し、緑色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度４２．０重量％）を得た。
【０１０３】
［青色感光性樹脂組成物の調整］
アクリル樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分２０．０％）３８．８０ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製：Ｍ４０２）３．７３ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ３７９）１．４０ｇ、光重合開始剤２（日本化薬社製：ＫＡＹＡＣＵＲＥ  ＤＥＴＸ−Ｓ）０．４６ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７０．０重量％)１５．５４ｇ、キサンテン系染料０．５４ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３９．５３ｇを加えてよく攪拌し、青色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１７．０％、着色材濃度１６．０重量％）を得た。
【０１０４】
＜実施例１＞
［ＢＭ（ＢＭ）基板の製造］
ガラス基板（コーニング社製：ＥＡＧＬＥ  ＸＧ）上にスピンコート法により上記黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．１の塗膜を形成した。乾燥後、９０℃のホットプレートで１分間プリベークした。接触式膜厚計にて測定した塗膜の膜厚は２．７μｍであった。次に、格子状のパターンを有するフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプ（照度２６ｍＷ／ｃｍ２）を用いて黒色感光性樹脂組成物の塗膜に紫外光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射した。続いて、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像することにより未露光部を除去し、ＢＭのパターンを形成した。現像後のＢＭ膜厚ｄ１は２．７μｍであった。また、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｓ−４８００）にて測長したＢＭパターンの上底線幅ｌ１／下底線幅ｌ２はそれぞれ６．２μｍ／５．８μｍであり、ＢＭの開口部の短辺の幅ｌＡは１９．８μｍであった。この基板を２３０℃のクリーンオーブンで２０分間ポストベークし、ＢＭ基板１を得た。ＢＭ基板１の膜厚と線幅を確認したところ、ＢＭ膜厚ｄ１は２．３μｍであり、ＢＭパターンの上底線幅ｌ１／下底線幅ｌ２はそれぞれ６．１μｍ／５．８μｍであり、ＢＭの開口部の短辺の幅は１９．９μｍであった。
【０１０５】
［カラーフィルタ基板の製造］
上記ＢＭ基板１上にスピンコート法により、上記赤色感光性樹脂組成物の塗膜を形成した。乾燥後、９０℃のホットプレートで１分間プリベークした。次に、ＢＭの開口部に対応したパターンを有するフォトマスクを介し、超高圧水銀ランプ（照度２６ｍＷ／ｃｍ２）を用いて赤色感光性樹脂組成物の塗膜に紫外光を１００ｍＪ／ｃｍ２照射した。続いて、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、２３０℃のクリーンオーブンで２０分間ポストベークすることでＢＭ基板１上に赤色画素を形成した。同様の操作を上記緑色、青色感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、ＢＭ基板１上に赤色、緑色、青色の着色画素が形成されたカラーフィルタ基板１を得た。接触式膜厚計にて測定した赤色、緑色、青色画素の膜厚はいずれも１．７μｍであった。得られたカラーフィルタ基板１上にスピンコート法により、透明熱硬化性樹脂組成物の塗膜を形成した。乾燥後、９０℃のホットプレートで１分間プリベークした。続いて２３０℃のクリーンオーブンで２０分間ポストベークすることにより透明保護膜を形成したカラーフィルタ基板１を得た。走査型電子顕微鏡にて測長したカラーフィルタ基板１の着色画素／ＢＭ上における透明保護膜の膜厚はそれぞれ１．０μｍ／０．４μｍであった。
【０１０６】
［液晶表示装置の製造］
カラーフィルタ基板１上にポリイミド配向膜を形成してラビング処理を施した。続いて、このカラーフィルタ基板１とＴＦＴアレイ、共通電極、絶縁膜並びに画素電極を形成した対向ガラス基板とを注入口を残してシール剤で貼り合せ、注入口から液晶組成物を注入した。注入後、注入口を封止した。得られた液晶セルの両側に偏光板を貼り付け、バックライトユニットを装着して液晶表示装置１を得た。
【０１０７】
＜実施例２〜５、比較例１〜３＞
黒色感光性樹脂組成物Ｎ０．１〜５及び赤色、緑色、青色感光性樹脂組成物を用いて、下記表１に記載のＢＭの膜厚／線幅、ＢＭ開口部の短辺の幅、着色画素膜厚、着色画素／ＢＭ上における透明保護膜の膜厚の条件で、実施例２〜５、比較例１〜３を行い、カラー
フィルタ基板及び液晶表示装置を作製した。
【０１０８】
【表１】
2015200774.tif 000006
【０１０９】
［評価方法］
実施例１〜５、比較例１〜３で得られた液晶表示装置を用いて、その表示領域全面に赤色ベタを表示し、視野角特性評価装置（ＥＬＤＩＭ社製：ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔＸＬ８８）にて視野角０°、４５°のＸＹＺ表色系における色度ｘ、ｙを測定した。視野角０°の測定値ｘ０、ｙ０、視野角４５°の測定値ｘ４５、ｙ４５から視野角０°、４５°の色差（（ｘ０−ｘ４５）２＋（ｙ０−ｙ４５）２）１／２を算出した。色差が０．０５以下であるものを◎、色差が０．１５以下であるものを○、色差が０．１５より大きいものを×とした。その結果を下記表２に記す。
【０１１０】
【表２】
2015200774.tif 000007
【０１１１】
［比較評価］
実施例１〜５で得られた本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が従来公知のカラーフィルタ基板と比して顕著に小さく、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも太い逆テーパー形状であるため、正面から見た場合と斜め４５°から見た場合の色差が小さく良好な視認性を示した。
【０１１２】
これに対し、比較例１のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ＢＭで区画される開口部の幅ｌＡとＢＭの膜厚ｄ１の比（ｌＡ／ｄ１）が大きいため、正面から見た場合と斜め４５°から見た場合の色差が大きい。実際、斜め４５°から見た際の主観評価は赤色というよりも寧ろ紫色であった。
【０１１３】
また、比較例２のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ＢＭ形成に用いる黒色感光性樹脂組成物Ｎｏ．４の顔料濃度が低く一次粒子径が小さいため、現像後膜厚２．６μｍ、線幅６．２μｍという条件下ではポストベーク工程におけるメルトが顕著で膜厚が大幅に減ってしまう。結果としてｌＡ／ｄ１の値が大きくなり、正面から見た場合と斜め４５°から見た場合の色差が大きい。この場合も斜め４５°から見た際の主観評価は赤色というよりも寧ろ紫色であった。
【０１１４】
一方、比較例３のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置は、ｌＡ／ｄ１の値は相対的に小さいものの、ＢＭの上底線幅ｌ１が下底線幅ｌ２よりも細い順テーパー形状であるため、本発明のカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置と比して混色の影響が大きくなる。結果、比較例１および２よりは色差が小さいものの、斜め４５°から見た際の主観評価では紫色を帯びた赤色であった。
【符号の説明】
【０１１５】
１・・・カラーフィルタ基板、  ２・・・基板、  ３・・・ＢＭ、  ４・・・赤色画素
５・・・緑色画素、  ６・・・青色画素、  ７・・・透明保護膜、  ８・・・液晶表示
装置、  ９・・・対向基板、  １０・・液晶、  １１・・偏光板、  １２・・共通電極
１３・・絶縁膜、  １４・・画素電極、  １５・・配向膜
【図１】
2015200774.tif 000009
【図２】
2015200774.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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