(57)【要約】【課題】平坦性に優れ、液晶配向不良を引き起こすことなく、配向膜のラビング工程における膜剥がれを生じることもない表示特性良好なカラーフィルタ、カラーフィルタ基板ならびにそれらを備えた液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】基板と、前記基板上に形成されかつ画素領域を画定する遮光部と、前記画素領域に配置された着色層とを含むカラーフィルタにおいて、着色層は少なくとも前記画素領域の周辺を画定する傾斜部で遮光部と重なることにより突出部が形成され、突出部から着色層に向かい傾斜があり、遮光部の先端に接する基板の法線と着色層との交差位置ａと突出部の盛り上がり開始位置（着色層の平均厚さＴ1の１０５％の位置）ｂとを結ぶ傾斜線αと、突出部の盛り上がり開始位置ｂを含みかつ基板と平行な線βとの間でなす角度が15°以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に形成されかつ画素領域を画定する遮光部と、画素領域に配置された着色層とを含むカラーフィルタにおいて、着色層は少なくとも前記画素領域の周縁を画定する傾斜部で遮光部と重なることにより突出部が形成され、突出部から着色層に向かい傾斜があり、遮光部の先端に接する基板の法線と着色層表面との交差位置aと突出部の盛り上がり開始位置（着色層の平均厚さＴ1の１０５%の位置）ｂとを結ぶ傾斜線αと、突出部の盛り上がり開始位置ｂを含みかつ基板と平行な線βとの間でなす角度θが15°以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記着色層の端部が前記遮光部の頂部に配置されていることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記着色層の平均厚さT1と前記遮光部の中央部の平均厚さＴ2はＴ1≧Ｔ2であることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項１〜３記載のカラーフィルタと、該カラーフィルタの着色層表面に設けられた配向膜とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項５】
請求項１〜３記載のカラーフィルタと、該カラーフィルタの着色層表面に設けられた透明電極層と、該透明電極層表面に設けられた配向膜とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項６】
請求項４または請求項５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、コンピュータおよび携帯電話端末等に用いられるカラーフィルタ、カラーフィルタ基板ならびに液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタは、近年様々な分野に応用が進んでいる液晶表示装置のカラー化に必要不可欠な部品である。一般にカラーフィルタは、光透過性の基板上に形成されかつ画素領域を画定する遮光部（以下ブラックマトリックスと称する）と、該画素領域に配置された着色層とを含んでいる。
【０００３】
ブラックマトリックスは、カーボンブラック等の遮光剤を含有する樹脂からなり、例えば複数のマトリックス状に配置された窓部を形成し、この窓部は、画素領域である。
【０００４】
着色層は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の画素を構成する、顔料もしくは染料を含む薄膜である。
【０００５】
ブラックマトリックスならびに着色層を形成する方法としては、印刷法、電着法およびインクジェット法等様々な手法が考案されているが、品質面で優れたフォトリソグラフィ法が幅広く用いられている。フォトリソグラフィ法は、着色感光性樹脂組成物等を基板上に塗布した後所定パターンで露光、現像処理を行って、所定パターンに対応した着色組成物等の硬化物を形成する方法である。
【０００６】
ブラックマトリックスが形成された基板上に着色感光性樹脂組成物を塗布し、ブラックマトリックスの窓部に該着色組成物の硬化物が形成されるよう露光、現像処理を施すことにより着色層が形成される。着色層の形成に際しては、着色層とブラックマトリックスとの間に隙間が生じないよう注意を払う必要がある。隙間が生じた場合、この隙間から光漏れ（いわゆる白抜け）が生じ、液晶表示装置の表示不良が発生するからである。
【０００７】
光漏れを防ぐためには、着色層とブラックマトリックスとが重なるように、すなわち、着色層の端部がブラックマトリックスに乗り上げるように着色層のパターン形成を行う必要がある。
【０００８】
しかしながら、着色層の端部がブラックマトリックスに乗り上げることにより、ブラックマトリックスの端部近傍に着色層の突出部（いわゆるツノ）が形成される。この突出部の存在によりカラーフィルタの平坦性が損なわれ、液晶表示装置において当該突出部近傍の液晶配向に乱れが生じ、表示品位の低下を招いている。
【０００９】
また、当該突出部により液晶表示装置製造のラビング工程において配向膜剥がれが生じる場合がある。配向膜剥がれは、剥がれた部分の液晶配向の乱れや、剥がれた部分の再付着による輝点不良などを引き起こすため問題となっている。
【００１０】
カラーフィルタの着色層表面に保護膜を設けることにより平坦性を向上させることができる。しかしながら、保護膜を形成するための新たな工程と材料を必要とするためコスト的な負担が発生する。近年、液晶表示装置の市場が拡大するにつれて、カラーフィルタを含む部材に対するコストダウン要求も強まっている。このため、コストアップ要因となる保護膜を用いることなく、カラーフィルタの平坦性を向上させる必要が生じている。
【００１１】
保護膜を用いることなくカラーフィルタの平坦性を向上させる方法として、例えば、特許文献１および２には、側部に傾斜面を有するブラックマトリックスを用いて着色層の突出部（ツノ）を低減する提案がなされている。特許文献１および２に記載の構成はブラックマトリックスの端部と透明基板とのなす角度に特徴を持つものである。
【００１２】
更に、特許文献３には、ブラックマトリックスに乗り上げた着色層とブラックマトリックスの頂部がなす角度に着目してカラーフィルタの平坦性を向上させる提案がなされている。
【特許文献１】特開平９−１１３７２１号公報
【特許文献２】特開平９−１２００６３号公報
【特許文献３】特開２００６−２２７２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の特許文献１〜３の提案は、それぞれ着色層の突出部（ツノ）の高さを低減することはできるものの、液晶配向不良、配向膜剥がれの問題を解決するのに十分な平坦性を得ることはできなかった。本発明はかかる状況を鑑みてなされたものであり、平坦性に優れ、液晶配向不良を引き起こすことなく、配向膜のラビング工程における膜剥がれを生じることもない表示特性良好なカラーフィルタを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、平坦性に優れ、液晶配向不良を引き起こすことなく、配向膜のラビング工程における膜剥がれを生じることもない表示特性良好なカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。
【００１５】
さらに、本発明は、平坦性に優れ、液晶配向不良を引き起こすことなく、配向膜のラビング工程における膜剥がれを生じないカラーフィルタを具備した、表示特性良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項1に係る発明は、基板と、基板上に形成されかつ画素領域を画定する遮光部と、画素領域に配置された着色層とを含むカラーフィルタにおいて、着色層は少なくとも前記画素領域の周縁を画定する傾斜部で遮光部と重なることにより突出部が形成され、突出部から着色層に向かい傾斜があり、遮光部の先端に接する基板の法線と着色層表面との交差位置ａと、突出部の盛り上がり開始位置（着色層の平均厚さＴ1の１０５％の位置）ｂとを結ぶ傾斜線αと、突出部の盛り上がり開始位置ｂを含みかつ基板と平行な線βとの間でなす角度θが15°以下であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１７】
本発明の請求項2に係る発明は、請求項１の発明を前提とし、着色層の端部が遮光部の頂部に配置されていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２の発明を前提とし、着色層の平均厚さＴ1と遮光部の中央部の平均厚さＴ2はＴ1≧Ｔ2であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１９】
また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のカラーフィルタと、該カラーフィルタの着色層表面に設けられた配向膜とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板である。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１〜３のカラーフィルタと、該カラーフィルタの着色層表面に設けられた透明電極層と、該透明電極層表面に設けられた配向膜とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板である。
【００２１】
また、本発明の請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５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】
【００２２】
本発明のカラーフィルタを用いることで、遮光部と着色層の重なりによりできる突出部起因の液晶配向不良が生じない平坦性良好なカラーフィルタが得られる。また、液晶表示装置の製造におけるラビング工程で配向膜の剥がれが生じることがなくなり、配向不良、輝点不良のない表示特性良好な液晶表示装置の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に、本発明に係るカラーフィルタの一例の構成を表す模式的な断面図を示す。
【００２４】
図２に、図１の着色層と遮光部が重なる部分を拡大した模式的な断面図を示す。
【００２５】
図１に示すように、このカラーフィルタ１０は、基板１と、基板１上に設けられたストライプ状もしくは格子状のブラックマトリックス２と、このブラックマトリックス２が画定する画素領域に設けられた複数の着色層、例えば赤色層３Ｒ、緑色層３Ｇ、および青色層３Ｂを含む。
【００２６】
図２に示すように、１つの着色層例えば赤色層３Ｒの端部はブラックマトリックス２の端部に重なるように配置されている。この重なりにより突出部が形成され、突出部から着色層３Ｒに向かっては傾斜が生じる。傾斜部の角度（以下ツノ角度と称する）θは、ブラックマトリックス２の傾斜部の先端に接する基板の法線と着色層表面との交差位置aと突出部の盛り上がり開始位置（着色層の平均厚さＴ1の１０５%の位置）bとを結ぶ傾斜線αと、突出部の盛り上がり開始位置ｂを含みかつ基板と平行な線βの間でなす角度をいう。本発明のカラーフィルタでは、ツノ角度θが１５°以下である。
【００２７】
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法を、フォトリソグラフィ法を用いた例で説明する。
【００２８】
本発明に用いる基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは８０％以上の透過率を有するものが好ましい。例えば、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各種ガラス基板、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの各種プラスチック基板が挙げられる。
【００２９】
ブラックマトリックスの形成には、黒色感光性樹脂組成物が用いられる。該組成物は、少なくとも黒色色材、樹脂、光重合開始剤および溶剤を含有するものである。
【００３０】
黒色色材としては、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラックおよびシアニンブラックなどの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄などの無機顔料さらには各種染料の混合物等が挙げられる。この中でも、遮光性に優れたカーボンブラックが特に好ましい。
【００３１】
カーボンブラックとしては、三菱化学社製の＃２４００、＃２３５０、＃２３００、＃２２００、＃１０００、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、ＭＣＧ８８、＃６５０、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０、ＩＬ３０Ｂ、ＩＬ３１Ｂ、ＩＬ７Ｂ、ＩＬ１１Ｂ、ＩＬ５２Ｂ、＃４０００、＃４０１０、＃５５、＃５２、＃５０、＃４７、＃４５、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２０、＃１０、＃５、ＣＧ９、＃３０５０、＃３１５０、＃３２５０、＃３７５０、＃３９５０、ダイヤブラックＡ、ダイヤブラックＮ２２０Ｍ、ダイヤブラックＮ２３４、ダイヤブラックＩ、ダイヤブラックＬＩ、ダイヤブラックＬＨ、ダイヤブラックＮ３３９、ダイヤブラックＳＨ、ダイヤブラックＳＨＡ、ダイヤブラックＬＨ、ダイヤブラックＨ、ダイヤブラックＨＡ、ダイヤブラックＳＧ，ダイヤブラックＮ５５０Ｍ、ダイヤブラックＥ、ダイヤブラックＧ、ダイヤブラックＲ、ダイヤブラックＮ７６０Ｍ、ダイヤブラックＬＲ、キャンカーブ社製のサーマックスＮ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０８、旭カーボン社製の旭＃８０、旭＃７０、旭＃７０Ｌ、旭Ｇ−２００、旭＃６６、旭＃６６Ｕ、旭＃５０、旭＃３５、旭＃１５、アサヒサーマル、デグサ社製のＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｇｗ２００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｇｗ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｇｗ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｇｗ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｇｗ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｓ１７０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｓ１６０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ２５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ３５０、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ（いずれも商品名）等が挙げられる。
【００３２】
黒色感光性樹脂組成物の固形分中の顔料濃度は、２０％〜６０％の範囲が好ましく、より好ましくは３５％〜５５％の範囲である。顔料濃度が低い場合、十分な遮光性を得るためには膜厚を厚くする必要がある。その結果、着色層との重なりにより生じる突出部が高くなり、ツノ角度θが大きくなってしまう。一方、顔料濃度が高い場合、該黒色感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンの形状が垂直もしくは逆テーパー形状になりやすい。この場合も突出部が高くなり、ツノ角度θが大きくなってしまう。
【００３３】
樹脂としては、一般に樹脂ブラックマトリックス形成に使用されているものを幅広く用いることができる。具体的には、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、これらの共重合体などのビニル重合系樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドなどの脂溶性樹脂などが挙げられる。
【００３４】
光重合開始剤としては、従来既知の化合物を用いることが可能である。例えば、ベンゾフェノン、フェニルビフェニルケトン、１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルシクロヘキサン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、１−ベンジル−１−ジメチルアミノ−１−（４'−モルホリノベンゾイル）プロパン、２−モルホリル−２−（４'−メチルメルカプト）ベンゾイルプロパン、チオキサントン、１−クロル−４−プロポキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、エチルアントラキノン、４−ベンゾイル−４'−メチルジフェニルスルフィド、ベンゾインブチルエーテル、２−ヒドロキシ−２−ベンゾイルプロパン、２−ヒドロキシ−２−（４'−イソプロピル）ベンゾイルプロパン、４−ブチルベンゾイルトリクロロメタン、４−フェノキシベンゾイルジクロロメタン、ベンゾイル蟻酸メチル、１，７−ビス（９'−アクリジニル）ヘプタン、９−ｎ−ブチル−３，６−ビス（２'−モルホリノイソブチロイル）カルバゾール、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−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−ナフチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等が挙げられる。
【００３５】
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。
【００３６】
ブラックマトリックスの形成に用いられる黒色感光性樹脂組成物には、さらに光重合性モノマー、界面活性剤等を併用することができる。
【００３７】
光重合性モノマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ（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、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（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テトラ（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、グリセロール（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類等が挙げられる。
【００３８】
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系界面活性剤、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。
【００３９】
感光性樹脂組成物を基板上に塗布する手段としては、スピンコート、ディップコートおよびダイコートなどの手法が挙げられる。また、一旦フィルム等の支持体上に塗膜を形成した後、基板上に転写することもできる。
【００４０】
ブラックマトリックスの膜厚は０．２μmから３μmの範囲が好ましく、より好ましくは０．５μmから２μmの範囲である。ブラックマトリックスの膜厚が０．５μmより小さいと十分な遮光性が得られず、液晶表示装置においてバックライトの光が漏れて表示不良が生じる。一方、ブラックマトリックスの膜厚が３μm以上であると着色層との重なりにより生じる突出部が高くなり、ツノ角度θが大きくなってしまう。
【００４１】
基板上に黒色感光性樹脂組成物を塗布し、プリベークした後、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアーク等の活性光源を用い、フォトマスクを介してブラックマトリックスのパターン露光を行う。
【００４２】
次に、アルカリ性水溶液からなる現像液を用いて現像を行う。このアルカリ性水溶液からなる現像液の例としては、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、または炭酸水素ナトリウム水溶液、さらに、これらの水溶液に適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥してポストベークすることにより、基板上に所定のブラックマトリックスパターンを形成することができる。
【００４３】
ブラックマトリックスによって画定される画素領域には着色層が形成される。着色層は、赤（R）、緑（G）、青（B）の何れかの色に対応する光を透過せしめる薄膜である。各着色層は、それぞれ赤色、緑色および青色感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。
【００４４】
各感光性樹脂組成物に用いられる顔料としては、従来のカラーフィルタ製造に使用されている公知のものをいずれも用いることが出来る。また、カラーフィルタの分光調整のために、複数の顔料を組み合わせて用いることもできる。以下に、有機顔料の具体例をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号で示す。
【００４５】
赤色層を形成するための赤色着色組成物には、例えばＰｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ＜Ｃ．Ｉ．＞１，２，３，４，５，６，７，９，１０，１４，１７，２２，２３，３１，３８，４１，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４９，４９：１，４９：２，５２：１，５２：２，５３：１，５７：１，６０：１，６３：１，６６，６７，８１：１，８１：３，８１：ｘ，８３，８８，９０，１１２，１１９，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１６６，１６８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９，１８４，１８５，１８７，１８８，１９０，２００，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１６，２２４、２２６等の赤色顔料を用いることができる。また、赤色着色組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
【００４６】
黄色顔料としては、例えばＰｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ
＜Ｃ．Ｉ．＞１，３，１２，１３，１４，１６，１７，２４，５５，６０，６５，７３，７４，８１，８３，９３，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１６，１１７，１１９，１２０，１２６，１２７，１２８，１２９，１３８，１３９，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５６，１７５等が挙げられる。
【００４７】
橙色顔料としては、例えばＰｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ：＜Ｃ．Ｉ．＞２，５，１３，１６，１７：１，３１，３４，３６，３８，４３，４６，４８，４９，５１，５２，５９，６０，６１，６２，６４等が挙げられる。
【００４８】
緑色層を形成するための緑色着色組成物には、例えばＰｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ：＜Ｃ．Ｉ．＞１，１：ｘ，２，２：ｘ，４，７，１０，３６等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することができる。
【００４９】
青色層を形成するための青色着色組成物には、例えばＰｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ：＜Ｃ．Ｉ．＞１，１：２，１：ｘ，９：ｘ，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：５，１５：６，１６，２４，２４：ｘ，５６，６０，６１，６２等の青色顔料を用いることができる。青色着色組成物には、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ：＜Ｃ．Ｉ．＞１，１：ｘ，３，３：３，３：ｘ，５：１，１９，２３，２７，３２，４２を併用することができる。
【００５０】
また、着色層の形成に用いる感光性樹脂組成物の樹脂、開始剤等に関しては、上記黒色
感光性樹脂組成物で用いたものを適宜使用することができる。
【００５１】
着色層の膜厚は０．５μmから４．０μmの範囲が好ましく、より好ましくは１．０μmから２．５μmの範囲である。着色層が４．０μm以上であると、液晶表示装置の製造工程におけるカラーフィルタ基板と対向基板との貼り合せ工程で、セルギャップの調整が困難になる場合がある。着色層が０．５μm以下であると、着色感光性樹脂組成物における固形分中の顔料濃度を高くする必要が生じ、これによって該着色感光性組成物の粘度が高くなり、均一にパターンを形成することが困難になる。
【００５２】
また、着色層の膜厚はブラックマトリックスの膜厚と同等もしくはそれ以上であることが好ましい。着色層の膜厚がブラックマトリックス以下であると、ブラックマトリックスと着色層との重なりにより生じる突出部が高くなり、ツノ角度θが大きくなってしまう。
【００５３】
ブラックマトリックスを形成した基板上に赤色感光性樹脂組成物を塗布し、所定のパターンで露光、現像して膜硬化することにより、ブラックマトリックスによって画定される画素領域に赤色層を形成することができる。一連の工程を緑色、青色の感光性樹脂組成物を用いて行うことにより、赤色、緑色および青色の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。
【００５４】
ブラックマトリックスと着色層との重なり幅は、１．０μmから１０μmの範囲にあることが好ましい。重なり幅が１．０μm以下である場合、重なり幅が小さいがため白抜けが発生する場合がある。一方、重なり幅が大きい場合ブラックマトリックスと着色層との重なりにより生じる突出部が高くなり、ツノ角度θが大きくなってしまう。
【００５５】
図３に、本発明に係るカラーフィルタ基板の一例を表す模式的な断面図を示す。
【００５６】
図３に示すように、本発明のカラーフィルタ基板２０は、基板１、基板１上に設けられたブラックマトリックス２、ブラックマトリックスによって画定される画素領域に設けられた着色層３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを有するカラーフィルタ１０と、このカラーフィルタ１０上に設けられた配向膜４とを有する。
【００５７】
図４に、本発明に係るカラーフィルタ基板の別の一例を表す模式的な断面図を示す。
【００５８】
図４に示すように、本発明のカラーフィルタ基板３０は、着色層３Ｒ、３Ｇ、３Ｂと、配向膜４との間に透明電極５が設けられた構成を有する。
【００５９】
本発明に係る液晶表示装置は、上記いずれかのカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板に対向して設けられた対向基板と、カラーフィルタ基板および対向基板間に充填された液晶とを具備する。
【００６０】
図５に、本発明の液晶表示装置の一例として、図３に示すカラーフィルタ基板と同様の構成を有するカラーフィルタ基板を用いた横電界方式（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ＝ＩＰＳ方式）の液晶表示装置の構成を表す断面図を示す。
【００６１】
この液晶表示装置６０は、カラーフィルタ基板２０と、カラーフィルタ基板２０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４０、カラーフィルタ基板２０と対向基板４０の間に充填された液晶１１とを具備する。カラーフィルタ基板２０および対向基板４０の液晶セルと反対側のそれぞれの表面には、例えばポリビニルアルコールにヨウ素錯体を含浸・延伸した偏光性フィルムをＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム等で保護した偏光板６が設けられている。
【００６２】
また、この対向基板４０は、基板７と、基板７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１１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２０の配向膜４との間に配置される。
【００６３】
この液晶表示装置によれば、用いるカラーフィルタのツノ角度が１５°以下と小さく平坦性に優れるため、ツノ起因の液晶配向乱れがなく、配向膜のラビング工程における膜剥がれが生じることもなく、良好な表示特性を示す。
【００６４】
図６に、本発明に係る液晶表示装置の別の一例として、図４に示す本発明に係るカラーフィルタ基板と同様の構成を有するカラーフィルタ基板を用いたTN方式（Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｍａｔｉｃ）の液晶表示装置の構成を表す断面図を示す。
【００６５】
この液晶表示装置７０は、カラーフィルタ基板３０と、カラーフィルタ基板３０に対向して設けられ、透明電極５に対向して、基板に垂直な向きに電界をかける電極を備えた対向基板５０と、カラーフィルタ基板３０および対向基板５０間に充填された液晶２１とを具備する。カラーフィルタ基板３０および対向基板５０の液晶セルと反対側のそれぞれの表面には、例えばポリビニルアルコールにヨウ素錯体を含浸・延伸した偏光性フィルムをＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム等で保護した偏光板６が設けられている。
【００６６】
また、この対向基板５０は、基板８と、基板８上に設けられた対向電極２２と、対向電極２２を覆って設けられた配向膜２３とを有する。液晶２１は、対向基板５０の配向膜２３と、カラーフィルタ基板３０の配向膜４との間に配置される。
【００６７】
この液晶表示装置によれば、用いるカラーフィルタのツノ角度が１５°以下と小さく平坦性に優れるため、ツノ起因の液晶配向乱れがなく、配向膜のラビング工程における膜剥がれが生じることもなく、良好な表示特性を示す。
【実施例】
【００６８】
以下に、本発明に係る具体的実施例について説明する。
【００６９】
＜実施例１＞
（黒色顔料分散液の調製）
カーボン顔料＃４７（三菱化学社製）２０重量部、高分子分散剤BYK−１８２（ビックケミー社製）８．３重量部、銅フタロシアニン誘導体（東洋インキ製造社製）１．０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７１重量部を各々添加し、ビーズミル分散機にて攪拌し黒色顔料分散液を作成した。
【００７０】
（黒色感光性樹脂組成物の調整）
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：２２．６％）を得た。
前記黒色顔料分散液（カーボン顔料＃４７／三菱化学社製）：３．４重量部
樹脂Ｖ２５９−ＭＥ（固形分５６．１重量％）／新日鐵化学社製：１．２重量部
モノマーDPHA／日本化薬社製：       ０．２重量部
開始剤OXE−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：０．６７重量部
開始剤OXE−０１／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：０．１７量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：１４重量部
溶剤エチル-3-エトキシプロピオネート：５．０重量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１．５重量部
（ブラックマトリックスの形成）
上記黒色感光性樹脂組成物をスピンコートして乾燥させ、膜厚１．６μmの塗膜を作製した。この塗膜を１００℃で３分間加熱した後、３０．５μmのマスクを用い、光源として超高圧水銀光灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ2照射した。次に、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを硬化させ、基板上にブラックマトリックスを形成した。
（赤色顔料分散液の調製）
Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッドB―CF」）18重量部、Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ１７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）2重量部、アクリルワニス（固形分２０重量％）１０８重量部を混合し、均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いてサンドミルで５時間分散し、５．０μmフィルタ−でろ過して赤色顔料分散液を調製した。
（緑色顔料分散液の調製）
Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ３６（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ６」）１６重量部、Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ１５０（バイエル社製「ファンチョンファーストイエローＹ−５６８８」）８重量部、アクリルワニス（固形分２０重量％）１０２重量部を混合し、赤色顔料分散液と同様にして緑色顔料分散液を調製した。
（青色顔料分散液の調製）
Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ１５（東洋インキ製造社製「リアノールブルーＥＳ」）５０重量部、Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ２３（ＢＡＳＦ社製「バリオゲンバイオレット５８９０」）２重量部、分散剤（ゼネカ社製「ソルスバース２００００」）６重量部、アクリルワニス（固形分２０重量％）２００重量部を混合し、赤色顔料分散液と同様にして青色顔料分散液を調製した。
（赤色感光性樹脂組成物の調製）
下記の材料を均一になるように混合攪拌した後、5．０μmのフィルターでろ過して赤色感光性樹脂組成物を得た。
赤色顔料分散液：１５０重量部
モノマーＴＭＰ３Ａ／大阪有機化学工業社製：１３重量部
開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：４重量部
増感剤ＥＡＢ−Ｆ／保土ヶ谷化学社製：２重量
溶剤シクロヘキサノン：２５７重量部
（緑色感光性樹脂組成物の調製）
下記の材料を均一になるように混合攪拌した後、5．０μmのフィルターでろ過して緑色感光性樹脂組成物を得た。
緑色顔料分散液：１２６重量部
モノマーＴＭＰ３Ａ／大阪有機化学工業社製：１４重量部
開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：４重量部
増感剤ＥＡＢ−Ｆ／保土ヶ谷化学社製：２重量
溶剤シクロヘキサノン：２５７重量部
（青色感光性樹脂組成物の調製）
下記の材料を均一になるように混合攪拌した後、5．０μmのフィルターでろ過して青色感光性樹脂組成物を得た。
青色顔料分散液：２５８重量部
モノマーＴＭＰ３Ａ／大阪有機化学工業社製：１９重量部
開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：４重量部
増感剤ＥＡＢ−Ｆ／保土ヶ谷化学社製：２重量
溶剤シクロヘキサノン：２１４重量部
（着色層の形成）
ブラックマトリックスを形成したガラス基板に赤色感光性樹脂組成物をスピンコートして乾燥させ、膜厚１．８μmの塗膜を作製した。この塗膜を９０℃で５分間加熱した後、着色層形成用のストライプ状マスクを用い、光源として超高圧水銀光灯ランプを用いて３００ｍＪ／ｃｍ2照射した。次に、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で３０分加熱処理してパターンを硬化させ、ブラックマトリックスを形成した基板上にストライプ状の赤色層を形成した。ブラックマトリックスと赤色層の重なりは３．０μmで作製した。同様にして、前記の赤色層と隣接した位置に膜厚１．８μｍでストライプ状の緑色層を形成した。さらに同様にして膜厚１．８μｍでストライプ状の青色層を形成し、赤色、緑色、青色の着色層を有するカラーフィルタを作製した。
（カラーフィルタの評価）
着色層の平均厚さ（T1）およびブラックマトリックスの中央部の平均厚さ（T1）を触針型膜厚計（ＥＴ−４０００  Ｋｏｓａｋａ  Ｌａｂ社製）で測定した。また、カラーフィルタの断面形状を走査型電子顕微鏡（Ｓ−４５００日立電子製）で観察し、ツノ角度θを測定した。
（配向膜の作製）
得られたカラーフィルタの着色層上に配向膜材料（日産化学社製「サンエバー７４９２」）を焼成後の膜厚が７０ｎｍとなるように塗布し、２２０℃、３０分の焼成を行い、カラーフィルタ上に配向膜を有するカラーフィルタ基板を作成した。
（配向膜剥がれ評価）
配向膜を塗布、焼成した後のカラーフィルタ基板を、ラビング装置にて押し込み量０．３mm、ロール回転数１８００ｒｐｍ、ステージ移動速度２２．５ｍｍ／ｓの条件にて２回のラビングを行い、ラビング後の配向膜表面状態を観察し、配向膜剥がれについて評価を行った。配向膜剥がれが全く観察されなかったものを○、配向膜剥がれが観察されたものを×とした。配向膜剥がれは、突出部の盛り上がり部分あるいはこの周辺で生じていた。
【００７１】
＜実施例２＞
ブラックマトリックスの形成条件以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作製し、ブラックマトリックスおよび着色層の膜厚測定、ツノ角度測定、さらには配向膜の剥がれ評価を行った。
（ブラックマトリックスの形成（１））
実施例１と同様の黒色感光性樹脂組成物をスピンコートして乾燥させ、膜厚１．４μmの塗膜を作製した。この塗膜を１００℃で3分間加熱した後、２９μmのマスクを用い、光源として超高圧水銀光灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃm2照射した。次に、２．５%炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを硬化させ、基板上にブラックマトリックスを形成した。
【００７２】
＜実施例３＞
黒色感光性樹脂組成物以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作製し、ブラックマトリックスおよび着色層の膜厚測定、ツノ角度測定、さらには配向膜の剥がれ評価を行った。
（黒色感光性樹脂組成物の調製（２））
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：４５%）を得た。
前記黒色顔料分散液（カーボン顔料＃４７／三菱化学社製）：２７．５重量部
樹脂Ｖ２５９−ＭＥ（固形分５６．１重量％）／新日鐵化学社製：６．８８重量部
モノマーＤＰＨＡ／日本化薬社製：０．１３重量部
開始剤ＯＸＥ−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：０．１７重量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：６０．２重量部
溶剤エチル−３−エトキシプロピオネート：４３重量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１．３重量部
＜実施例４＞
黒色感光性樹脂組成物以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作製し、ブラックマトリックスおよび着色層の膜厚測定、ツノ角度測定、さらには配向膜の剥がれ評価を行った。
（黒色感光性樹脂組成物の調製（３））
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：４５%）を得た。
黒色顔料分散液ＴＰＢＫ−２０１６／御国色素社製：３１．７重量部
樹脂Ｖ−２５９ＭＥ（固形分５６．１重量％）／新日鐵化学社製：６．０８重量部
モノマーＤＰＨＡ／日本化薬社製：１．３２重量部
開始剤ＯＸＥ−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：１．０６重量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：５４．５重量部
溶剤エチル−３−エトキシプロピオネート：４．３重量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１．０重量部
＜比較例１＞
黒色感光性樹脂組成物以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作製した。
（黒色感光性樹脂組成物の調製（４））
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：５３%）を得た。
前記黒色顔料分散液（カーボン顔料＃４７／三菱化学社製）：１５．２重量部
樹脂Ｖ２５９−ＭＥ（固形分５６．１重量％）／新日鐵化学社製：０．５６重量部
モノマーＤＰＨＡ／日本化薬社製：０．２重量部
開始剤ＯＸＥ−０１／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：０．６重量部
開始剤ＯＸＥ−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：０．１７重量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：３３．５重量部
溶剤エチル−３−エトキシプロピオネート：５．０重量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１．５重量部
＜比較例２＞
黒色感光性樹脂組成物以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作製し、ブラックマトリックスおよび着色層の膜厚測定、ツノ角度測定、さらには配向膜の剥がれ評価を行った。
（黒色感光性樹脂組成物の調製（５））
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：４５%）を得た。
黒色顔料分散液ＥＸ−２８０６／御国色素社製：３１．７重量部
樹脂Ｖ２５９−ＭＥ（固形分５６．１重量％）／新日鐵化学社製：６．０８重量部
モノマーＤＰＨＡ／日本化薬社製：１．３２重量部
開始剤ＯＸＥ−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：１．０６重量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：５４．５重量部
溶剤エチル−３−エトキシプロピオネート：４．３重量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１．０重量部
＜比較例３＞
黒色顔料分散液と黒色感光性樹脂組成物以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作製し、ブラックマトリックスおよび着色層の膜厚測定、ツノ角度測定、さらには配向膜の剥がれ評価を行った。
（黒色顔料分散液の調製（２））
カーボン顔料ＭＡ２２０（三菱化学社製）２０重量部、高分子分散剤ＢＹＫ−１８４（ビックケミー社製）８．３重量部、銅フタロシアニン誘導体（東洋インキ製造社製）１．０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７１重量部を各々添加し
、ビーズミル分散機にて攪拌し黒色顔料分散液を作成した。
（黒色感光性樹脂組成物の調製（５））
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物（固形分中の顔料濃度：５３%）を得た。
黒色顔料分散液（顔料ＭＡ２２０／三菱化学社製）：１５．０重量部
樹脂Ｖ２５９−ＭＥ（固形分５６．１重量％）／新日鐵化学社製：１．６５重量部
モノマーＤＰＨＡ／日本化薬社製：０．４重量部
開始剤ＯＸＥ−０２／チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製：０．８７重量部
溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート：３１．０重量部
溶剤エチル−３−エトキシプロピオネート：５．０重量部
レベリング剤ＢＹＫ−３３０／ビックケミー社製：１．５重量部
着色層の平均厚さ（T1）、ブラックマトリックスの中央部の平均厚さ（T2）およびツノ角度、さらには配向膜の剥がれ評価結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
2008298826.tif 000003
ツノ角度が１５°以下である実施例１〜４では配向膜剥がれが全く発生しなかったのに対し、ツノ角度が１５°以上である比較例１〜３はいずれも配向膜剥がれがあり、特に着色層の端部で多数発生していることが分かった。
【００７４】
本発明のカラーフィルタを用いることにより、カラーフィルタの遮光部と着色層の重なり部位近傍における液晶の配向乱れがなく、ラビング工程で配向膜剥がれが発生することがない表示品位良好な液晶表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係るカラーフィルタの一例の構成を表す模式的な断面図
【図２】図１を拡大した模式的な断面図
【図３】本発明に係るカラーフィルタ基板の一例を表す模式的な断面図
【図４】本発明に係るカラーフィルタ基板の別の一例を表す模式的な断面図
【図５】本発明に係る液晶表示装置の一例の構成を表す断面図
【図６】本発明に係る液晶表示装置の別の一例の構成を表す断面図
【符号の説明】
【００７６】
１, ７, ８…基板、２…ブラックマトリックス、３, ３Ｒ, ３Ｇ, ３Ｂ…着色層、４, ２３…配向膜、５…透明電極、６…偏光板、１０…カラーフィルタ、１１, ２１…液晶、１２…共通電極、１３…絶縁層、１４…画素電極、２０, ３０…カラーフィルタ基板、２２…対向電極、４０, ５０…対向基板、６０, ７０…液晶表示装置
【図１】
2008298826.tif 000004
【図２】
2008298826.tif 000005
【図３】
2008298826.tif 000006
【図４】
2008298826.tif 000007
【図５】
2008298826.tif 000008
【図６】
2008298826.tif 000009