(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上にパターン状に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備える遮光部と、前記開口部に形成された複数色の画素部着色部、および、前記遮光部上に形成され、前記複数色の画素部着色部と同色の複数色の非画素部着色部を有し、前記開口部の長辺方向に隣接する前記画素部着色部の色が同色である着色層と、表示領域内の前記遮光部上に形成され、前記各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の積層柱と、前記着色層および前記積層柱を覆うように形成された透明保護層とを有する横電界液晶駆動方式用カラーフィルタであって、
前記積層柱が、長辺方向に隣接する前記開口部に挟まれる積層柱形成領域に形成され、
前記積層柱を構成する前記非画素部着色部のうち、最上層の前記非画素部着色部の厚みが０．５μｍ〜１．４μｍの範囲内であり、
前記積層柱を構成する前記非画素部着色部のうち、最下層の前記非画素部着色部の前記積層柱形成領域での前記開口部の長辺方向の幅をｗ1、前記積層柱を構成する前記非画素部着色部のうち、最上層の前記非画素部着色部の前記積層柱形成領域での前記開口部の長辺方向の幅をｗzとしたとき、０．２２＜ｗz／ｗ1＜０．４３の関係を満たすことを特徴とする横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ。
【請求項２】
表示領域内の前記遮光部上に形成され、前記積層柱よりも高さが低く、前記各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の第２の積層柱をさらに有し、
前記積層柱が形成されている部位のスペーサ高さと前記第２の積層柱が形成されている部位のスペーサ高さとの差が０．５μｍ以上であり、
表示領域内にて、前記積層柱の個数密度が、前記積層柱および前記第２の積層柱の全体の個数密度の４０％〜８０％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ。
【請求項３】
前記積層柱を構成する前記非画素部着色部の積層数が３層以上であり、前記積層柱を構成する前記非画素部着色部のうち、最上層の前記非画素部着色部以外の２層以上の前記非画素部着色部が、前記非画素部着色部と同色の前記画素部着色部と連続的に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサとして複数色の着色部が積層された積層柱を有する横電界液晶駆動方式用カラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置の動作モードには、対向する一対の透明基材に平行に配向した液晶分子を透明基材に対して垂直な方向に電界をかけ駆動するツイステッド・ネマティック（Twisted Nematic:ＴＮ）方式や、透明基材に対して平行な方向に電界をかける横電界駆動（In Plain Switching：ＩＰＳ）方式等がある。このような液晶表示装置の動作モードの中でも、近年、液晶ディスプレイとした際に視野角が広いといった利点から液晶表示装置の動作モードとして、ＩＰＳ方式が普及してきている。
【０００３】
一般に、ＩＰＳ方式用カラーフィルタは、基板上に遮光部、着色層、透明保護層およびスペーサが形成されたものである。このＩＰＳ方式用カラーフィルタでは、着色層の表面を平坦化するため、かつ、着色層から液晶層への汚染物質の溶出を防ぐため、通常、着色層上に透明保護層（オーバーコート層とも称する。）が形成される。
【０００４】
従来、スペーサの形成方法としては、ガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子を多数散在させる方法が用いられてきたが、スペーサとして粒子を散在させる方法では、スペーサの分布が偏り易い等の種々の問題点があった。
これら粒子状スペーサの問題点を解消する方法として、フォトレジストを用いてフォトリソグラフィー法によりフォトスペーサを形成する方法が開示されている。
また、スペーサとして、複数色の着色部が積層された積層柱を用いる方法も開示されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
ここで、スペーサには、微小な荷重に対して容易に変形する特性が要求される。これは以下の理由によるものである。
例えば液晶が低温に置かれた場合、液晶表示装置を構成する部材はすべて収縮しようとし、構成する部材の中では液晶材料の収縮率が最も大きいため、基板間のギャップが狭くなる方向に収縮することとなる。このとき、スペーサの変形がギャップの狭まりに追従できなくなると、液晶表示装置内部に負圧が生じ、その結果液晶表示装置内に真空気泡（低温発泡）が発生し易くなるからである。
また、例えば液晶表示装置が用いられる際、バックライトから発せられる熱によって、液晶表示装置に熱がかかる。この場合、液晶表示装置を構成する部材は全て膨張しようとし、この場合においても、構成する部材の中で、液晶材料の膨張率が最も大きいことから、基板間のギャップが広くなる方向に膨張することとなる。このとき、上記と同様に、スペーサの変形が、ギャップの広がりに追従できなくなると、液晶セル内部に圧力が生じ、その結果、基板と液晶層との間に隙間ができる。これにより、隙間から液晶材料が溢れ出すこととなり、その溢れ出した液晶材料が重力によって液晶セルから流れ落ち、むら（重力むら）が生じることとなるからである。
【０００６】
また近年、液晶表示装置の大画面化が進み、特に液晶テレビに適用される液晶表示装置では大画面化の傾向が強くなっており、広い基板の全域にわたってセルギャップを均一に維持する必要性が高くなってきた。
さらに近年、液晶表示装置の製造工程を簡素化し生産性を向上させるために、室温下でセル圧着を行う方法が提案されており、中でも、ワンドロップフィル（One Drop Fill：ＯＤＦ）法が主流になりつつなる。ＯＤＦ法は、カラーフィルタまたは対向基板のような液晶パネル基板に所定量の液晶を滴下し、もう一方の液晶パネル基板を真空下で所定のセルギャップを維持できる状態で対峙させ、貼り合せる方法である。このようなセル圧着法（特にＯＤＦ法）の場合、セル圧着時に塑性変形を起こさず、均一なセルギャップを形成できるスペーサが求められている。
【０００７】
一方、スペーサには、強い力を加え、その後力を除去した後の変位量が小さいことも要求される。これは、局所的に液晶セルに荷重が加えられた場合、例えば指押し試験等の耐圧試験等において、力が除去された後の変位量が大きい場合には、表示不良が発生する可能性があるからである。
【０００８】
上記の微小な荷重に対して容易に変形する特性および局所的な荷重に対して変形しにくい特性の２つの特性は相反するものであることから、それぞれの特性を有するスペーサを形成することが困難であり、微小な荷重に対して変形が大きく、強い力に対する変位量の小さい液晶表示装置を形成することが困難であった。
特に、上記フォトスペーサの場合、一般的にはその形状がフォトスペーサの厚み方向に連続的に変化するものとなり、形成可能な形状が制限されるため、得られる変形特性も制限されることとなり、上記２つの特性を両立するのが困難であった。
【０００９】
また、近年では、上記２つの特性を両立させるために、高さの異なる２種類のフォトスペーサを設けることが提案されている。
しかしながら、ＩＰＳ方式用カラーフィルタの製造において、透明保護層と高さの異なる２種類のフォトスペーサとをそれぞれ形成する場合、工程数が増え、生産効率やコスト面での問題があった。
また、高さの高いフォトスペーサと高さの低いフォトスペーサとの高さの差としては、上記２つの特性を両立させるためには、０．２μｍ〜０．４μｍ程度に設定する必要がある。そのため、フォトスペーサの面内均一性を維持することが困難であるという問題もあった。
さらに、上記積層柱においても、高さの異なる２種類の積層柱を設けることが提案されているが（例えば特許文献２参照）、この場合でも、高さの差を上記範囲に設定する必要があり、面内均一性を維持することが困難である。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１９６９４６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記積層柱では、上記フォトスペーサと比較して、その形状を容易に変化させることができるので、所望の変形特性を得ることができると考えられる。しかしながら、高さの異なる積層柱を設けることと荷重特性との関係については提案がなされているものの（例えば特許文献２参照）、積層柱の形状と変形特性との関係についてはほとんど提案されていないのが現状である。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、スペーサとして積層柱を用いたものであり、微小荷重域での変位量が大きく、また局所的な荷重に対しても十分な耐性を有し、さらにセルギャップを一定に保つことが可能である、高品質な横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備える遮光部と、上記開口部に形成された複数色の画素部着色部、および、上記遮光部上に形成され、上記複数色の画素部着色部と同色の複数色の非画素部着色部を有し、上記開口部の長辺方向に隣接する上記画素部着色部の色が同色である着色層と、表示領域内の上記遮光部上に形成され、上記各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の積層柱と、上記着色層および上記積層柱を覆うように形成された透明保護層とを有する横電界液晶駆動方式用カラーフィルタであって、上記積層柱が、長辺方向に隣接する上記開口部に挟まれる積層柱形成領域に形成され、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最上層の上記非画素部着色部の厚みが０．４μｍ〜２．０μｍの範囲内であり、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最下層の上記非画素部着色部の上記積層柱形成領域での上記開口部の長辺方向の幅をｗ1、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最上層の上記非画素部着色部の上記積層柱形成領域での上記開口部の長辺方向の幅をｗzとしたとき、０．２＜ｗz／ｗ1＜０．６の関係を満たすことを特徴とする横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを提供する。
【００１４】
本発明においては、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みが所定の範囲であり、比較的厚いといえる。また、積層柱形成領域内における開口部の長辺方向の幅について、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最下層の非画素部着色部の幅に対する最上層の非画素部着色部の幅の比が所定の範囲であり、最上層の非画素部着色部の幅が比較的狭く、最下層の非画素部着色部の幅が比較的広いといえる。したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを液晶表示装置に用いた際には、最上層の非画素部着色部によって、その荷重が支えられることとなり、積層柱の変形をより生じやすくすることができる。これにより、例えば重力むらや低温発泡等が生じるのを抑制することができる。一方、液晶表示装置に大きな荷重がかけられた場合には、最下層の非画素部着色部によっても、加えられた荷重を支えることとなることから、積層柱がその荷重に対して大きな抗力を有する。したがって、液晶表示装置に用いた際には局所的な荷重に対しても十分な耐性を有するものとすることができ、またセルギャップを一定にすることが可能な横電界液晶駆動方式用カラーフィルタとすることが可能である。
【００１５】
上記発明においては、表示領域内の上記遮光部上に形成され、上記積層柱よりも高さが低く、上記各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の第２の積層柱をさらに有し、上記積層柱が形成されている部位のスペーサ高さと上記第２の積層柱が形成されている部位のスペーサ高さとの差が０．５μｍ以上であり、表示領域内にて、上記積層柱の個数密度が、上記積層柱および上記第２の積層柱の全体の個数密度の４０％〜８０％の範囲内であることが好ましい。本発明によれば、上記積層柱を、低荷重条件下での変形量が大きく、高荷重条件下での変形量が小さい変形特性を有するものとすることができる。そのため、上記積層柱よりも高さの低い第２の積層柱を形成する場合、従来とは異なり、第２の積層柱の高さを上記範囲のように比較的低くし、また、積層柱の個数密度を上記範囲のように比較的多くすることが可能である。
【００１６】
また、本発明においては、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部の積層数が３層以上であり、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最上層の上記非画素部着色部以外の２層以上の上記非画素部着色部が、上記非画素部着色部と同色の上記画素部着色部と連続的に形成されていることが好ましい。非画素部着色部が画素部着色部と連続的に形成されていることにより、その非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積を比較的広いものとすることできる。非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積が比較的広ければ、その非画素部着色部上に積層される他の非画素部着色部の厚みを比較的厚くすることができる。これにより、積層柱の高さを比較的高くすることができる。このため、積層柱を覆うように透明保護層が形成されていても、スペーサ高さを十分に大きなものとすることができる。したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを液晶表示装置に用いた際には、セルギャップが均一であり、表示品位に優れたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、微小荷重域での変位量が大きく、重力むらや低温発泡等の発生が抑制され、また局所的な荷重に対しても十分な耐性を有し、さらにはセルギャップを一定に保つことが可能であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタについて詳細に説明する。
本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備える遮光部と、上記開口部に形成された複数色の画素部着色部、および、上記遮光部上に形成され、上記複数色の画素部着色部と同色の複数色の非画素部着色部を有し、上記開口部の長辺方向に隣接する上記画素部着色部の色が同色である着色層と、表示領域内の上記遮光部上に形成され、上記各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の積層柱と、上記着色層および上記積層柱を覆うように形成された透明保護層とを有する横電界液晶駆動方式用カラーフィルタであって、上記積層柱が、長辺方向に隣接する上記開口部に挟まれる積層柱形成領域に形成され、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最上層の上記非画素部着色部の厚みが０．４μｍ〜２．０μｍの範囲内であり、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最下層の上記非画素部着色部の上記積層柱形成領域での上記開口部の長辺方向の幅をｗ1、上記積層柱を構成する上記非画素部着色部のうち、最上層の上記非画素部着色部の上記積層柱形成領域での上記開口部の長辺方向の幅をｗzとしたとき、０．２＜ｗz／ｗ1＜０．６の関係を満たすことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタについて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの一例を示す概略平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。なお、図１において、透明保護層は省略されている。
【００２０】
図１〜図３に例示する横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ１は、基板２と、基板２上に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部１２を備える遮光部３と、開口部１２に形成された赤、緑および青の３色の画素部着色部（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）および遮光部３上に形成された赤、緑および青の３色の非画素部着色部（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）を有し、開口部１２の長辺方向ｍに隣接する画素部着色部（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）の色が同色である着色層と、遮光部３上に形成され、赤、緑および青の３色の非画素部着色部（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）が積層された積層柱６と、着色層および積層柱を覆うように形成された透明保護層７とを有している。また、積層柱６は、長辺方向ｍに隣接する開口部１２に挟まれる積層柱形成領域１３に形成されている。
【００２１】
また、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、最上層（３層目）の緑色非画素部着色部５Ｇの厚み（ｔ）が所定の範囲内となり、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、最下層（１層目）の赤色非画素部着色部５Ｒの積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向ｍの幅（ｗ1）に対する最上層（３層目）の緑色非画素部着色部５Ｇの積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向ｍの幅（ｗz）の比（ｗz／ｗ1）が所定の範囲内となっている。
【００２２】
図１〜図３に例示するような本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを用いた液晶表示装置において、微小な荷重がかけられた場合、積層柱６上の透明保護層７と、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、最上層（３層目）の緑色非画素部着色部５Ｇとに荷重がかかることとなる。ここで、本発明においては、最上層の非画素部着色部の厚みが所定の範囲内であり、比較的厚いといえる。また、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅に対する最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅の比が所定の範囲内であり、一般に積層柱が形成される遮光部の幅等は所定の範囲内であるので、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅も自ずと所定の範囲内となり、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅は比較的狭いといえる。すなわち、最上層の非画素部着色部の平面視面積は比較的小さいといえる。したがって、最上層の非画素部着色部の厚みが所定の範囲内であり、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅に対する最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅の比が所定の範囲内であることにより、上記荷重に対する抗力を小さくすることができる。そのため、微小な荷重がかけられた場合、最上層の緑色非画素部着色部５Ｇは変形しやすく、液晶表示装置の変位量を大きなものとすることができる。
【００２３】
さらに、積層柱６を覆うように透明保護層７が形成されている。この透明保護層の形成方法としては、透明保護層用感光性樹脂組成物を塗布する方法が一般的である。透明保護層の形成時において、遮光部、着色層および積層柱が形成された基板上に透明保護層用感光性樹脂組成物を塗布すると、透明保護層用感光性樹脂組成物が、積層柱の頂部から画素部着色部上に流れ落ちるレベリングが生じる。そのため、積層柱６が形成されている部位の透明保護層７の上底面積を、積層柱６を構成する最上層の緑色非画素部着色部５Ｇの平面視面積よりも、小さくすることができる。これにより、微小な荷重がかけられた場合に、この荷重に対する抗力をより小さくすることができ、積層柱６が形成されている部位の変形を生じやすくすることができる。
【００２４】
一方、上記液晶表示装置において、大きな荷重がかけられた場合、その荷重は、積層柱６上の透明保護層７と、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、最上層（３層目）の緑色非画素部着色部５Ｇ、２層目の青色非画素部着色部５Ｂおよび最下層（１層目）の赤色非画素部着色部５Ｒとによって、支えられることとなる。したがって、液晶表示装置にかかる荷重は分散される。ここで、本発明においては、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅に対する最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅の比が所定の範囲内であり、一般に積層柱が形成される遮光部の幅等は所定の範囲内であるので、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅も自ずと所定の範囲内となり、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅は比較的狭く、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅は比較的広いといえる。すなわち、最上層の非画素部着色部の平面視面積は比較的小さく、最下層の非画素部着色部の平面視面積は比較的大きいといえる。このように、最下層の非画素部着色部の平面視面積が比較的大きいので、最下層（１層目）の赤色非画素部着色部５Ｒの高さ（厚み）より下方への液晶表示装置の変位が起こりづらく、それ以上の液晶表示装置の変位を少ないものとすることができる。
【００２５】
したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを用いることにより、低温発泡や重力むら等のないものとすることができ、かつ、局所的な荷重がかけられた場合であっても、変形等のない、高品質な液晶表示装置を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを用いて、セル圧着法、特にＯＤＦ法により液晶表示装置を製造する場合には、積層柱が形成されている部位は低荷重条件下での変形量が大きいので、セル圧着の際に、圧力むらを緩和または吸収することによって基板全体にわたり荷重を均一化し、ギャップむらの発生を防止することができる。また、圧縮荷重後の開放後も、セルギャップを維持することができる。
【００２７】
さらに、液晶表示装置が大面積である場合でも、積層柱が形成されている部位は低荷重条件下での変形量が大きいので、セルギャップを均一に維持することができる。したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、液晶テレビに好適に利用することができる。
【００２８】
また、積層柱を構成する最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が比較的狭く、平面視面積が比較的小さいと、例えば、積層柱を覆うようにポリイミド膜を形成し、ポリイミド膜にラビング処理を施して、配向膜を形成する場合、ラビング処理の際に、最上層の非画素部着色部が剥がれてしまうおそれがある。これに対し、本発明においては、積層柱を覆うように透明保護層が形成されているので、ラビング処理等による最上層の非画素部着色部の剥がれを抑制することができる。
【００２９】
さらに、積層柱が遮光部上に形成されているので、積層柱が形成されることにより表示品質が低下するのを防ぐことができる。したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを液晶表示装置に用いた際には、着色層の輝度低下等が生じることが少ないものとすることができる。
【００３０】
本発明における積層柱は２層以上の非画素部着色部が積層されたものであるので、着色層形成時に同時に積層柱を形成することができる。したがって、積層柱を形成するために、別途、積層柱形成工程を行う必要がなく、簡便なプロセスでスペーサを形成することができる。よって、横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの低コスト化を図ることができる。
【００３１】
また、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、表示領域内の遮光部上に形成され、上記積層柱よりも高さが低く、各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の第２の積層柱をさらに有していてもよい。
【００３２】
図４は本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略断面図であり、図５は図４におけるＣ−Ｃ線断面図、図３は図４におけるＤ−Ｄ線断面図、図６は図４におけるＥ−Ｅ線断面図である。なお、図４において、透明保護層は省略されている。
図３および図４〜図６に例示する横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ１は、基板２と、基板２上に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部１２を備える遮光部３と、開口部１２に形成された赤、緑および青の３色の画素部着色部（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）および遮光部３上に形成された赤、緑および青の３色の非画素部着色部（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）を有し、開口部１２の長辺方向ｍに隣接する画素部着色部（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）の色が同色である着色層と、遮光部３上に形成され、赤、緑および青の３色の非画素部着色部（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）が積層された積層柱６と、遮光部３上に形成され、積層柱６よりも高さが低く、赤、緑および青の３色の非画素部着色部（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）が積層された第２の積層柱８と、着色層、積層柱および第２の積層柱を覆うように形成された透明保護層７とを有している。積層柱６は、長辺方向ｍに隣接する開口部１２に挟まれる積層柱形成領域１３に形成されている。また、第２の積層柱８が形成されている部位のスペーサ高さｈ２が、積層柱６が形成されている部位のスペーサ高さｈ１よりも低くなっている。
【００３３】
従来、高さの異なる２種類のスペーサを形成する場合、高さの高い高スペーサを低荷重条件下での変形量が大きい変形特性を有するものとし、高さの低い低スペーサを高荷重条件下での変形量が小さい変形特性を有するものとしていた。これらの特性を両立させるために、高スペーサおよび低スペーサの高さの差や高スペーサおよび低スペーサの個数密度は制限される傾向にあり、具体的には、高スペーサおよび低スペーサの高さの差は比較的小さく、高スペーサの個数密度が低スペーサの個数密度よりも少なくなるように、設定されていた。
これに対し本発明においては、上述したように、上記積層柱を、低荷重条件下での変形量が大きく、高荷重条件下での変形量が小さい変形特性を有するものとすることができる。すなわち、本発明における積層柱は、従来の高さの異なる２種類のスペーサにそれぞれ要求される特性を兼ね備えることができる。そのため、上記積層柱よりも高さの低い第２の積層柱を形成する場合には、従来と比較して、第２の積層柱の高さを低くし、また、積層柱の個数密度を第２の積層柱の個数密度よりも多くすることが可能である。このように、第２の積層柱の高さを比較的低く設計することが可能であるため、生産安定性を高くすることができる。
【００３４】
なお、「画素部着色部」とは、基板上の遮光部の開口部に形成されるものであり、基板上の遮光部の開口部に配置された着色部の部分をいう。また、「非画素部着色部」とは、遮光部上に形成されるものであり、遮光部上に配置された着色部の部分をいう。複数色の画素部着色部の色と複数色の非画素部着色部の色とはそれぞれ同色である。
【００３５】
また、「開口部の長辺方向に隣接する画素部着色部の色が同色である」とは、開口部の長辺方向に、同色の画素部着色部が隣接するように配列され、開口部の短辺方向に、異色の画素部着色部が隣接するように配列されていることをいう。例えば図１においては、開口部の長辺方向ｍに、赤色画素部着色部４Ｒが隣接し、緑色画素部着色部４Ｇが隣接し、青色画素部着色部４Ｂが隣接するように、各画素部着色部が配列されている。また、開口部の短辺方向ｎに、赤色画素部着色部４Ｒおよび青色画素部着色部４Ｂが隣接し、青色画素部着色部４Ｂおよび緑色画素部着色部４Ｇが隣接し、図示しないが緑色画素部着色部４Ｇおよび赤色画素部着色部４Ｒが隣接するように、各画素部着色部が赤、青、緑の順に繰り返し配列されている。
【００３６】
「表示領域」とは、図１に例示するように、開口部１２に形成される画素部着色部（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）とこれらの画素部着色部（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）間に形成された遮光部３（画素間遮光部）とで画定される領域をいう。画素部着色部（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）が配列された着色層の外周を囲むように形成された遮光部（額縁遮光部）が設けられている領域は表示領域ではないとする。本発明において、積層柱は、表示領域内の遮光部、すなわち画素間遮光部上に形成されている。
【００３７】
「積層柱形成領域」とは、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域であり、かつ、積層柱が形成される領域である。また、「長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域」とは、長辺方向に隣接する開口部にのみ挟まれ、開口部の短辺に隣接する領域をいう。例えば図１においては、積層柱形成領域１３は、長辺方向ｍに隣接する開口部１２にのみ挟まれ、開口部１２の短辺に隣接する領域であり、積層柱６が形成される領域となる。
また、「積層柱が、積層柱形成領域に形成されている」とは、積層柱を構成する各非画素部着色部が、平面視上、積層柱形成領域で重なるように形成されることをいう。
【００３８】
また、「積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚み」とは、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みであって、最上層の非画素部着色部の厚みのうち最大の厚みをいう。例えば図３において、最上層の非画素部着色部の厚みはｔである。
【００３９】
「積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅」とは、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最下層の非画素部着色部を、基板の直上方向から正視した場合の、積層柱形成領域内における幅であって、開口部の長辺方向の幅をいう。例えば図１〜図６において、最下層の非画素部着色部（５Ｒ）の積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向ｍの幅はｗ1である。また、例えば図７〜図９において、最下層の非画素部着色部（５Ｒ）の積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向ｍの幅はｗ1であり、開口部の長辺方向ｍの遮光部３の幅と等しくなる。なお、図８は図７におけるＦ−Ｆ線断面図、図９は図７におけるＧ−Ｇ線断面図である。
このように、本発明においては、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が、開口部の長辺方向の遮光部の幅と等しくなる場合がある。
また、「積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅」とは、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部を、基板の直上方向から正視した場合の、積層柱形成領域内における幅であって、開口部の長辺方向の幅をいう。例えば図１〜図９において、最上層の非画素部着色部（５Ｇ）の積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向ｍの幅はｗzである。
【００４０】
「積層柱を構成する非画素部着色部の平面視面積」とは、積層柱を構成する各非画素部着色部を、基板の直上方向から正視した場合の面積をいう。
【００４１】
「積層柱または第２の積層柱の高さ」とは、遮光部の表面から垂直方向に、積層柱または第２の積層柱の頂部までの距離のうち最長の距離をいう。例えば図１〜図９において、積層柱６の高さはｄ１である。また例えば図４〜図６において、第２の積層柱８の高さはｄ２である。
また、「積層柱または第２の積層柱が形成されている部位のスペーサ高さ」とは、画素部着色部上に形成された透明保護層の表面から垂直方向に、積層柱上に形成された透明保護層の頂部までの距離のうち最長の距離をいう。例えば図１〜図９において、積層柱６が形成されている部位のスペーサ高さはｈ１である。また例えば図４〜図６において、第２の積層柱８が形成されている部位のスペーサ高さはｈ２である。
【００４２】
以下、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの各構成について説明する。
【００４３】
１．積層柱
本発明における積層柱は、表示領域内の遮光部上に複数形成され、各色の非画素部着色部が２層以上積層されたものである。
【００４４】
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みは、０．４μｍ〜２．０μｍの範囲内であり、好ましくは０．５μｍ〜１．５μｍの範囲内、さらに好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍの範囲内である。上記最上層の非画素部着色部の厚みが厚いほど、低荷重条件下での変形量を大きくすることができると考えられる。しかしながら、最上層の非画素部着色部の厚みが厚いと、着色層を構成する画素部着色部の厚みも厚くなることから、最上層の非画素部着色部の厚みの上限は、着色層を構成する画素部着色部の厚みに応じて決定される。また、着色層を構成する画素部着色部は、各着色部用感光性樹脂組成物を塗布し、露光および現像することにより形成されるので、着色部用感光性樹脂組成物のレベリング作用によって、最上層の非画素部着色部の厚みは着色層を構成する画素部着色部の厚みよりも薄くなる傾向にある。そのため、最上層の非画素部着色部の厚みの上限は、着色層を構成する画素部着色部の厚みの上限よりも薄くなる傾向にある。したがって、最上層の非画素部着色部の厚みの上限は上記の値程度とされる。また、最上層の非画素部着色部の厚みが上記範囲よりも厚いと、着色層を構成する画素部着色部と同時に最上層の非画素部着色部を形成するのが困難となる場合があるともいえる。さらに、最上層の非画素部着色部の厚みが厚すぎると、例えば配向膜形成時にラビング処理を行う場合には、積層柱上に透明保護層が形成されていても、最上層の非画素部着色部が剥がれるおそれがある。一方、最上層の非画素部着色部の厚みが上記範囲よりも薄いと、低荷重条件下での変形量を大きくすることが困難となる場合がある。
【００４５】
また、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅をｗ1、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅をｗzとしたとき、０．２＜ｗz／ｗ1＜０．６の関係が成立している。一般に、積層柱が形成される遮光部の幅等は所定の範囲内であり、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅は、開口部の長辺方向の遮光部の幅以下となるように設計されるため、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅も自ずと所定の範囲内となるように制限される。そのため、上記の幅の比が大きいと、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が比較的広くなり、上記の幅の比が小さいと、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が比較的狭くなるといえる。よって、上記の幅の比が上記範囲よりも大きい場合には、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が比較的広くなり、低荷重条件下での変形量を大きくすることが困難となる場合がある。一方、上記の幅の比が上記範囲よりも小さい場合には、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が比較的狭くなり、パターニングが困難となる場合がある。
【００４６】
最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅ｗ1は、上記の幅の比を満たしていればよいが、具体的には６０μｍ〜１２０μｍ程度とすることができる。
また、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅ｗzは、上記の幅の比を満たしていればよいが、具体的には、１０μｍ〜６０μｍ程度とすることができる。
【００４７】
最下層以外および最上層以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅は、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅よりも広いことが好ましい。最下層以外および最上層以外の非画素部着色部上に、最上層の非画素部着色部を積層するのが容易となるからである。
また、最下層以外および最上層以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅は、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅よりも狭いことが好ましい。最下層の非画素部着色部上に、最下層以外および最上層以外の非画素部着色部を積層するのが容易となるからである。
【００４８】
最下層以外および最上層以外の非画素部着色部のうち、下層の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅と上層の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅とは等しくても異なっていてもよいが、中でも、下層の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が上層の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅よりも広いことが好ましい。下層上に上層を積層するのが容易となるからである。
【００４９】
最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積と最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積との関係としては、上記の幅の比を満たしていればよく、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積が、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積よりも大きいことが好ましい。
【００５０】
また、最下層以外および最上層以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積は、最上層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積よりも大きいことが好ましい。最下層以外および最上層以外の非画素部着色部上に最上層の非画素部着色部を積層するのが容易となるからである。
【００５１】
一方、最下層以外および最上層以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積は、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積と等しくてもよく異なっていてもよい。積層柱を所望の高さおよび所望の強度とすることができれば特に限定されるものではなく、具体的には、最下層以外および最上層以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積が、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積と等しくてもよく、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積よりも大きくてもよく、最下層の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積よりも小さくてもよい。例えば図１〜図３において、２層目の非画素部着色部（５Ｂ）の積層柱形成領域１３での平面視面積は、１層目（最下層）の非画素部着色部（５Ｒ）の積層柱形成領域１３での平面視面積よりも大きくなっている。一方、例えば図７〜図９において、２層目の非画素部着色部（５Ｂ）の積層柱形成領域１３での平面視面積は、１層目（最下層）の非画素部着色部（５Ｒ）の積層柱形成領域１３での平面視面積よりも小さくなっている。
【００５２】
さらに、最下層以外および最上層以外の非画素部着色部のうち、下層の積層柱形成領域での平面視面積と上層の積層柱形成領域での平面視面積とは等しくても異なっていてもよい。積層柱を所望の高さおよび所望の強度とすることができれば特に限定されるものではなく、具体的には、下層の積層柱形成領域での平面視面積が、上層の積層柱形成領域での平面視面積と等しくてもよく、上層の積層柱形成領域での平面視面積よりも大きくてもよく、上層の積層柱形成領域での平面視面積よりも小さくてもよい。
【００５３】
積層柱を構成する各非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積の大きさとしては、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの用途や種類等に応じて適宜選択されるものである。
【００５４】
積層柱の高さとしては、各色の非画素部着色部の厚みや積層数に応じて異なるものであるが、２．０μｍ〜１０．０μｍ程度で設定され、好ましくは２．５μｍ〜８．５μｍの範囲内、より好ましくは３．５μｍ〜７．５μｍの範囲内である。
【００５５】
また、積層柱が形成されている部位の遮光部の表面から透明保護層の頂部までの高さとしては、各色の非画素部着色部および透明保護層の厚みや非画素部着色部の積層数に応じて異なるものであるが、２．０μｍ〜１０．０μｍ程度で設定され、好ましくは２．５μｍ〜８．５μｍの範囲内、より好ましくは３．５μｍ〜７．５μｍの範囲内である。
なお、「積層柱が形成されている部位の遮光部の表面から透明保護層の頂部までの高さ」とは、積層柱が形成されている部位の遮光部の表面から垂直方向に、透明保護層の頂部までの距離のうち最長の距離をいう。
【００５６】
積層柱が形成されている部位のスペーサ高さとしては、所望のセルギャップを形成することができるものであればよいが、具体的には、２．５μｍ〜５．０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２．５μｍ〜４．５μｍの範囲内であることが好ましく、特に３．０μｍ〜４．０μｍの範囲内であることが好ましい。上記スペーサ高さが上記範囲よりも低いと、セルギャップの制御が困難であり、また上記スペーサ高さが上記範囲よりも高いと、積層柱の形成が困難になるからである。
【００５７】
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部以外の非画素部着色部は、これらの非画素部着色部と同色の画素部着色部と、連続的に形成されていてもよく、非連続的に形成されていてもよい。
【００５８】
なお、「非画素部着色部が、この非画素部着色部と同色の画素部着色部と連続的に形成されている」とは、非画素部着色部が、同色の画素部着色部と連続して一体に形成されていることをいう。例えば図１〜図９において、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒが、赤色画素部着色部４Ｒと連続して一体に形成されており、２層目の青色非画素部着色部５Ｂが、青色画素部着色部４Ｂと連続して一体に形成されている。
【００５９】
一方、「非画素部着色部が、この非画素部着色部と同色の画素部着色部と非連続的に形成されている」とは、非画素部着色部が、同色の画素部着色部と分離して形成されていることをいう。例えば図１０および図１１において、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒが、赤色画素部着色部４Ｒと接していなく分離して形成されており、２層目の青色非画素部着色部５Ｂが、青色画素部着色部４Ｂと接していなく分離して形成されている。
なお、図１１は図１０におけるＨ−Ｈ線断面図であり、図１０において透明保護層は省略されている。
【００６０】
中でも、積層柱を構成する非画素部着色部の積層数が３層以上である場合、最上層の非画素部着色部以外の２層以上の非画素部着色部が、これらの非画素部着色部と同色の画素部着色部と、連続的に形成されていることが好ましい。非画素部着色部が同色の画素部着色部と連続的に形成されていることにより、その非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積を比較的大きいものとし、その非画素部着色部の積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅を比較的広くすることが容易となるからである。また、非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積が比較的大きければ、その非画素部着色部上に積層される他の非画素部着色部の厚みを比較的厚くすることができる。これにより、積層柱の高さを比較的高くすることができる。このため、積層柱を覆うように透明保護層が形成されていても、スペーサ高さを十分に大きなものとすることができる。したがって、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを液晶表示装置に用いた際には、セルギャップが均一であり、表示品位に優れたものとすることができる。
【００６１】
ここで、最上層の非画素部着色部以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積が比較的大きいことにより、上述した効果を発揮する理由は以下のとおりである。
すなわち、積層柱の形成方法としては、非画素部着色部の形成に用いられる各色の着色部用感光性樹脂組成物を塗布する方法が用いられる。例えば、２層目の非画素部着色部の形成時において、１層目の非画素部着色部上に２色目の感光性樹脂組成物を塗布すると、２色目の着色部用感光性樹脂組成物を塗布した直後には、１層目の非画素部着色部および遮光部の上に比較的均一な厚みで２色目の着色部用感光性樹脂組成物の塗膜が形成される。そして、１層目の非画素部着色部上の２色目の着色部用感光性樹脂組成物の塗膜は、徐々に低い位置へと流れ落ちるレベリングを生じる。同様に、３層目の非画素部着色部の形成時においても、１層目および２層目の非画素部着色部上の３色目の着色部用感光性樹脂組成物の塗膜は、レベリングを生じる。
このとき、最上層の非画素部着色部以外の非画素部着色部の積層柱形成領域での平面視面積が比較的大きいことにより、その平面視面積の大きい非画素部着色部上に他の非画素部着色部を積層する際に、他の非画素部着色部の形成に用いられる着色部用感光性樹脂組成物のレベリングを抑制することができる。したがって、積層柱の高さを高いものとすることができる。このため、積層柱を覆うように透明保護層が形成されていても、スペーサ高さを高いものとすることができるのである。
【００６２】
非画素部着色部の積層数が３層以上である場合、最上層の非画素部着色部以外の２層以上の非画素部着色部としては、最上層の非画素部着色部以外であれば、いずれの２層以上の非画素部着色部であってもよい。例えば、非画素部着色部の積層数が３層である場合、最上層（３層目）の非画素部着色部以外の２層以上の非画素部着色部は、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部となる。
【００６３】
例えば、非画素部着色部の積層数が３層であり、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部がこれらの非画素部着色部と同色の画素部着色部と連続的に形成されている場合としては、図１〜図９に例示するように、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒが、赤色画素部着色部４Ｒと連続的に形成され、かつ、２層目の青色非画素部着色部５Ｂが、青色画素部着色部４Ｂと連続的に形成されている場合を挙げることができる。
【００６４】
また、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部は、通常、この非画素部着色部と同色の画素部着色部と、非連続的に形成される。
【００６５】
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部以外の非画素部着色部の形成位置としては、これらの非画素部着色部が積層柱形成領域に形成されていればよい。
【００６６】
最上層の非画素部着色部以外の非画素部着色部の形成位置としては、これらの非画素部着色部が、積層柱形成領域内のみに形成されていてもよい。例えば図１０および図１１において、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒおよび２層目の青色非画素部着色部５Ｂが、積層柱形成領域１３内のみに形成されている。
【００６７】
また、最上層の非画素部着色部以外の非画素部着色部の形成位置としては、これらの非画素部着色部が、積層柱形成領域と、この積層柱形成領域の開口部の短辺方向に隣接する隣接領域のうち少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されていてもよい。
例えば図１〜図３において、積層柱６が、長辺方向ｍに隣接する開口部１２に挟まれる積層柱形成領域１３に形成されており、積層柱６を構成する非画素部着色部のうち、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒおよび２層目の青色非画素部着色部５Ｂは、積層柱形成領域１３、および、この積層柱形成領域１３の開口部の短辺方向ｎに隣接する隣接領域１４に、帯状に形成されている。
【００６８】
例えば、非画素部着色部の積層数が３層である場合であって、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部が、積層柱形成領域と、この積層柱形成領域の開口部の短辺方向に隣接する隣接領域のうち少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されている場合、図８に例示するように、１層目の非画素部着色部（５Ｒ）が積層柱形成領域１３内のみに形成され、２層目の非画素部着色部（５Ｂ）が積層柱形成領域１３および積層柱形成領域１３の開口部の短辺方向ｎに隣接する片側の隣接領域１４に帯状に形成されていてもよい。また、図２に例示するように、１層目の非画素部着色部（５Ｒ）が積層柱形成領域１３および片側の隣接領域１４に帯状に形成され、２層目の非画素部着色部（５Ｂ）が積層柱形成領域１３内のみに形成されていてもよい。さらに、図１２に例示するように、１層目の非画素部着色部（５Ｒ）が積層柱形成領域１３および一方の片側の隣接領域１４に帯状に形成され、２層目の非画素部着色部（５Ｂ）が積層柱形成領域１３および他方の片側の隣接領域１４に帯状に形成されていてもよい。また、図１３に例示するように、１層目の非画素部着色部（５Ｒ）および２層目の非画素部着色部（５Ｂ）が、積層柱形成領域１３および一方の片側の隣接領域１４に帯状に形成され、隣接領域１４にて積層されていてもよい。さらに、図１４に例示するように、１層目の非画素部着色部（５Ｒ）および２層目の非画素部着色部（５Ｂ）が、積層柱形成領域１３および両側の隣接領域１４に帯状に形成され、隣接領域１４にて積層されていてもよい。
なお、図１２〜図１４は、積層柱を含む開口部の短辺方向の断面図である。
【００６９】
中でも、非画素部着色部の積層数が３層である場合には、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部の少なくとも一方が、積層柱形成領域および少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されていることが好ましい。１層目の非画素部着色部が、積層柱形成領域および少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されている場合には、２層目の非画素部着色部の形成時において、２色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から隣接領域方向にレベリングするのを抑制することができる。このため、２層目の非画素部着色部の厚みを厚いものとすることができる。また、２層目の非画素部着色部が、積層柱形成領域および少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されている場合には、３層目の非画素部着色部の形成時において、３色目の着色部用感光性樹脂組成物が、積層柱形成領域から隣接領域方向にレベリングするのを抑制することができる。このため、３層目の非画素部着色部の厚みを厚いものとすることができる。このように、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部の少なくとも一方が、積層柱形成領域および少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されていることにより、積層柱の高さを高いものとすることができる。
【００７０】
なお、「隣接領域」とは、上記積層柱形成領域の開口部の短辺方向に隣接する領域であり、上記積層柱形成領域の開口部の短辺方向の両側に隣接する領域をいう。例えば図１において、隣接領域１４は、積層柱形成領域１３の開口部の短辺方向ｎの両側に隣接する領域となる。
【００７１】
また、「非画素部着色部が、積層柱形成領域および隣接領域に帯状に形成されている」とは、非画素部着色部が、積層柱形成領域および隣接領域にて一体に形成されていることをいう。例えば図１〜図６において、赤色非画素部着色部５Ｒが積層柱形成領域１３および隣接領域１４にて一体に形成されている。また、例えば図４〜図９において、青色非画素部着色部５Ｂが積層柱形成領域１３および隣接領域１４にて一体に形成されている。
【００７２】
最上層の非画素部着色部の形成位置としては、上記の幅の比を満たし、最上層の非画素部着色部が積層柱形成領域に形成されていればよく、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの用途等に応じて適宜設定される。
【００７３】
非画素部着色部の積層数が３層である場合であって、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部が、積層柱形成領域と、この積層柱形成領域の開口部の短辺方向に隣接する隣接領域のうち少なくとも片側の隣接領域に帯状に形成されている場合、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部のそれぞれの積層柱形成領域および隣接領域での開口部の短辺方向の幅としては、２層目の非画素部着色部および３層目の非画素部着色部の形成時に、２色目および３色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から隣接領域方向にレベリングするのを抑制することが可能であれば特に限定されるものではない。具体的には、上記幅は、３０μｍ以上であることが好ましく、なかでも３５μｍ〜７５μｍの範囲内であることが好ましく、特に４５μｍ〜６５μｍの範囲内であることが好ましい。１層目の非画素部着色部の幅が上記範囲内であることにより、２層目の非画素部着色部の形成時に、２色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から隣接領域方向にレベリングすることを抑制することができるからである。このため、上記積層柱の高さを十分な高さとすることができる。また、２層目の非画素部着色部の幅が上記範囲内であることにより、３層目の非画素部着色部の形成時に、３色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から隣接領域方向にレベリングするのを抑制することができるからである。このため、積層柱の高さを十分な高さとすることができる。
なお、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部のそれぞれの積層柱形成領域および隣接領域での開口部の短辺方向の幅とは、１層目の非画素部着色部および２層目の非画素部着色部のそれぞれについて、開口部の短辺方向の長さのうち最大の長さをいう。
【００７４】
積層柱形成領域の位置としては、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域であればよい。中でも、非画素部着色部の積層数が３層である場合、１層目の非画素部着色部または２層目の非画素部着色部と同色の画素部着色部が形成される開口部に挟まれる領域であることが好ましく、特に、１層目の非画素部着色部と同色の着色部が形成される開口部に挟まれる領域であることが好ましい。
積層柱形成領域が、２層目の非画素部着色部と同色の画素部着色部が形成される開口部に挟まれる領域である場合には、３層目の非画素部着色部の形成時において、２層目の非画素部着色部と同色の画素部着色部が、積層柱形成領域を挟む開口部に形成されている。このため、３色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から開口部の長辺方向にレベリングするのを抑制することができる。このため、３層目の非画素部着色部の厚みを厚いものとすることができ、積層柱の高さを高いものとすることができる。
また、積層柱形成領域が、１層目の非画素部着色部と同色の画素部着色部が形成される開口部に挟まれる領域である場合には、２層目の非画素部着色部の形成時において、２色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から開口部の長辺方向にレベリングするのを抑制することができる。また、３層目の非画素部着色部の形成時において、１層目の非画素部着色部と同色の画素部着色部が、積層柱形成領域を挟む開口部に形成されているため、３色目の着色部用感光性樹脂組成物が積層柱形成領域から開口部の長辺方向にレベリングするのを抑制することができる。このため、２層目の非画素部着色部および３層目の非画素部着色部の厚みを厚いものとすることができ、積層柱の高さをより高いものとすることができる。
【００７５】
積層柱を構成する非画素部着色部は、後述する着色層をも構成するものである。ここで、着色層は、各着色部用感光性樹脂組成物を塗布し、露光および現像することにより形成される。このため、積層柱を構成する非画素部着色部の積層数が３層である場合であって、開口部に形成される各画素部着色部が赤、青および緑の順番で形成される場合、すなわち、最初に塗工される１色目の着色部用感光性樹脂組成物が赤であり、次に塗工される２色目の着色部用感光性樹脂組成物が青であり、最後に塗工される３色目の着色部用感光性樹脂組成物が緑である場合には、１層目の非画素部着色部が赤、２層目の非画素部着色部が青、３層目の非画素部着色部が緑となる。したがって、積層柱を構成する各非画素部着色部の色はそれぞれ異なり、開口部に形成される各色の画素部着色部の形成順により決定される。
【００７６】
積層柱は、各色の非画素部着色部が２層以上積層されたものである。各色の非画素部着色部の積層数としては、２層以上であればよく、３層、４層、またはそれ以上であってもよい。中でも、非画素部着色部の積層数は３層であることが好ましい。横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、通常、赤、緑および青の３色の画素部着色部が配列された着色層を有するものであり、これらの画素部着色部と同色の３色の非画素部着色部を積層することにより、有意な高さの積層柱を得ることができるからである。
【００７７】
積層柱の構成としては、各色の非画素部着色部が２層以上積層されたものであれば特に限定されるものではない。なお、各色の非画素部着色部については、後述する着色層の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
【００７８】
また、積層柱は、表示領域内の遮光部上に形成されていればよいが、中でも、規則的に形成されていることが好ましい。これにより、ギャップ精度をより一層向上させることができるからである。
【００７９】
また、後述の第２の積層柱が形成されている場合、表示領域内にて、積層柱の個数密度は、積層柱および第２の積層柱の全体の個数密度の４０％〜８０％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５０％〜７５％の範囲内、さらに好ましくは５０％〜７０％の範囲内である。積層柱の個数密度が上記範囲内であることにより、セルギャップの均一性に優れたものとすることができるからである。本発明においては、上述したように、上記積層柱が所望の変形特性を有するので、積層柱の個数密度を比較的多くすることが可能となるのである。
【００８０】
２．第２の積層柱
本発明においては、表示領域内の遮光部上に、上記積層柱よりも高さが低く、各色の画素部着色部が２層以上積層された複数の第２の積層柱がさらに形成されていてもよい。
【００８１】
第２の積層柱が形成されている部位のスペーサ高さは、積層柱が形成されている部位のスペーサ高さよりも低い。積層柱が形成されている部位のスペーサ高さと、第２の積層柱が形成されている部位のスペーサ高さとの差としては、０．５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍの範囲内、さらに好ましくは０．５μｍ〜０．７μｍの範囲内である。上記スペーサ高さの差が上記範囲であれば、第２の積層柱の高さを比較的低く設計することが可能であり、生産安定性を高めることができる。本発明においては、上述したように、上記積層柱が所望の変形特性を有するので、第２の積層柱の高さを比較的低く設計することが可能となるのである。
【００８２】
また、第２の積層柱が形成されている部位の遮光部の表面から透明保護層の頂部までの高さとしては、各色の非画素部着色部および透明保護層の厚みや非画素部着色部の積層数に応じて異なるものであるが、１．５μｍ〜９．５μｍ程度で設定され、好ましくは２．５μｍ〜８．５μｍの範囲内、より好ましくは３．５μｍ〜６．５μｍの範囲内である。
【００８３】
さらに、第２の積層柱が形成されている部位のスペーサ高さとしては、具体的には、１．５μｍ〜５．５μｍの範囲内であることが好ましく、中でも１．５μｍ〜４．５μｍの範囲内であることが好ましく、特に１．５μｍ〜３．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８４】
第２の積層柱を構成する各非画素部着色部の厚み、幅、平面視面積等については、上記スペーサ高さの差を上記範囲とすることができれば、特に限定されるものではない。
【００８５】
第２の積層柱は、通常、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる第２の積層柱形成領域に形成される。例えば図４〜図６において、第２の積層柱８は、長辺方向ｍに隣接する開口部１２に挟まれる第２の積層柱形成領域１５に形成されている。
【００８６】
第２の積層柱を構成する各非画素部着色部は、これらの非画素部着色部と同色の画素部着色部と、連続的に形成されていてもよく、非連続的に形成されていてもよい。例えば図４〜図６において、第２の積層柱８を構成する非画素部着色部のうち、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒは同色の赤色画素部着色部４Ｒと非連続的に形成され、２層目の青色非画素部着色部５Ｂは同色の青色画素部着色部４Ｂと連続的に形成され、３層目の緑色非画素部着色部５Ｇは同色の緑色画素部着色部４Ｇと連続的に形成されている。
【００８７】
なお、「非画素部着色部が、この非画素部着色部と同色の画素部着色部と連続的に形成されている」および「非画素部着色部が、この非画素部着色部と同色の画素部着色部と非連続的に形成されている」については、上記積層柱の項に記載したものと同様である。
【００８８】
第２の積層柱を構成する各非画素部着色部の形成位置としては、これらの非画素部着色部が第２の積層柱形成領域に形成されていればよい。具体的には、非画素部着色部が、第２の積層柱形成領域内のみに形成されていてもよく、第２の積層柱形成領域と、この第２の積層柱形成領域の開口部の短辺方向に隣接する第２の隣接領域のうち少なくとも片側の第２の隣接領域に帯状に形成されていてもよい。例えば図４〜図６において、第２の積層柱８を構成する非画素部着色部のうち、１層目の赤色非画素部着色部５Ｒは、第２の積層柱形成領域１５内のみに形成されており、２層目の青色非画素部着色部５Ｂは、第２の積層柱形成領域１５とこの第２の積層柱形成領域１５の開口部の短辺方向ｎに隣接する第２の隣接領域１６とに帯状に形成されており、３層目の緑色非画素部着色部５Ｇは、第２の積層柱形成領域１５内のみに形成されている。
【００８９】
なお、「第２の隣接領域」とは、上記第２の積層柱形成領域の開口部の短辺方向に隣接する領域であり、上記第２の積層柱形成領域の開口部の短辺方向の両側に隣接する領域をいう。
また、「非画素部着色部が、第２の積層柱形成領域および第２の隣接領域に帯状に形成されている」とは、非画素部着色部が、第２の積層柱形成領域および第２の隣接領域にて一体に形成されていることをいう。
【００９０】
第２の積層柱形成領域の位置としては、長辺方向に隣接する開口部に挟まれる領域であり、上記積層柱形成領域以外の領域であればよい。
【００９１】
第２の積層柱は、各色の非画素部着色部が２層以上積層されたものである。各色の非画素部着色部の積層数としては、２層以上であればよく、３層、４層、またはそれ以上であってもよい。中でも、非画素部着色部の積層数は３層であることが好ましい。第２の積層柱を構成する各非画素部着色部の色はそれぞれ異なり、開口部に形成される各色の画素部着色部の形成順により決定される。
【００９２】
第２の積層柱の構成としては、各色の非画素部着色部が２層以上積層されたものであれば特に限定されるものではない。なお、各色の非画素部着色部については、後述する着色層の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
【００９３】
また、第２の積層柱は、表示領域内の遮光部上に形成されていればよいが、中でも、規則的に形成されていることが好ましい。これにより、ギャップ精度をより一層向上させることができるからである。
【００９４】
３．着色層
本発明における着色層は、後述する遮光部が備える開口部に形成された複数色の画素部着色部と、遮光部上に形成され、画素部着色部と同色の複数色の非画素部着色部とを有するものである。また、着色層において、画素部着色部は、長辺方向に隣接する画素部着色部の色が同色となるように、配置されている。
【００９５】
さらに、画素部着色部および非画素部着色部の色としては、複数色であればよく、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）の４色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）、シアン（Ｃ）の５色等とすることができる。
【００９６】
各色の画素部着色部および非画素部着色部は、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、フォトリソグラフィー法により形成されるものである。
【００９７】
赤（Ｒ）の画素部着色部および非画素部着色部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（Ｇ）の画素部着色部および非画素部着色部に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換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塩基性染料、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（Ｂ）の画素部着色部および非画素部着色部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。
【００９８】
また、バインダ樹脂としては、透明な樹脂が用いられ、好ましくは所望の弾性変形率を有する樹脂が用いられる。各着色部用感光性樹脂組成物には、異なる弾性変形率を有する樹脂を用いてもよい。中でも、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最下層の非画素部着色部および同色の画素部着色部と、最上層の非画素部着色部および同色の画素部着色部とには、互いに異なる弾性変形率を有する樹脂を用いることが好ましい。具体的には、最下層の非画素部着色部および同色の画素部着色部に用いられる樹脂の弾性変形率が、最上層の非画素部着色部および同色の画素部着色部に用いられる樹脂の弾性変形率よりも小さいことが好ましい。最下層の非画素部着色部および同色の画素部着色部に用いられる樹脂を変形しにくいものとすることにより、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを液晶表示装置に用いた際、大きな荷重に対する耐性を高めることができ、セルギャップの均一性を高めることができるからである。
【００９９】
画素部着色部および非画素部着色部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。
【０１００】
各色の画素部着色部の厚みは、通常、１μｍ〜５μｍ程度で設定される。
【０１０１】
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みを所定の範囲とするためには、最上層の非画素部着色部および同色の画素部着色部を形成するための着色部用感光性樹脂組成物を塗布するのが完了した後、減圧により乾燥を開始するまでの時間を、比較的短くすることが好ましい。具体的には、上記の時間を６０秒以下とすることが好ましい。これにより、着色部用感光性樹脂組成物のレベリングを抑制し、最上層の非画素部着色部の厚みを所定の範囲とすることが容易となる。
【０１０２】
４．遮光部
本発明における遮光部は、基板上にパターン状に形成され、短辺および長辺を有する長方形状の開口部を備えるものである。
【０１０３】
遮光部の開口部の形状は、短辺および長辺を有する長方形状であればよく、例えば長方形であってもよく、長方形と接するように囲まれる形状であってもよい。長方形と接するように囲まれる形状としては、具体的には、図１５(a)および(b)に例示するような長方形の角部に切り欠きを有する形状の開口部１２、図１５(c)に例示するような楕円形の開口部１２、図１５(d)に例示するような多角形の開口部１２を挙げることができる。
【０１０４】
遮光部としては、例えば、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。この金属薄膜は、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。中でも、遮光部の膜厚を比較的厚くすることができるという点で、遮光部は黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであることが好ましい。
【０１０５】
遮光部が黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、遮光部用感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。
【０１０６】
上記の場合であって、遮光部の形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、上記の場合であって、遮光部の形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、着色剤および感光性樹脂を含有する遮光部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。
【０１０７】
一方、遮光部が金属薄膜である場合、この遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、印刷法等を挙げることができる。
【０１０８】
遮光部の膜厚としては、金属薄膜の場合は０．２μｍ〜０．４μｍ程度で設定され、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである場合は０．５μｍ〜２μｍ程度で設定される。
【０１０９】
５．透明保護層
本発明に用いられる透明保護層は、上記着色層および積層柱を覆うように形成されるものである。
【０１１０】
透明保護層に用いられる材料としては、上記着色層、積層柱および遮光部から、液晶層への汚染物質の溶出の防止することができ、上記着色層表面を平坦性に優れたものとすることができるものであればよい。このような材料としては、カラーフィルタの透明保護層として一般的に使用されるものを用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等や、少なくとも紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にＣ＝Ｃなるアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するアクリル系ネガ型感光性樹脂を挙げることができるが、通常、アクリル系ネガ型感光性樹脂が用いられる。
上記アクリル系ネガ型感光性樹脂に用いられるアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマー等が挙げられる。
【０１１１】
また、ノボラック樹脂をベース樹脂としたポジ型感光性樹脂を用いることもできる。
【０１１２】
上記材料を含む透明保護層用感光性樹脂組成物の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等を使用することができる。
【０１１３】
透明保護層の厚みとしては、０．１μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．１μｍ〜５μｍの範囲内とすることが好ましい。上記範囲内であることにより、上記遮光部、着色層および積層柱から、液晶層への汚染物質の溶出を抑制することができるからである。
【０１１４】
積層柱上に形成された透明保護層の厚みを比較的厚くするためには、透明保護層用感光性樹脂組成物を塗布するのが完了した後、減圧により乾燥を開始するまでの時間を、比較的短くすることが好ましい。具体的には、上記の時間を６０秒以下とすることが好ましい。これにより、透明保護層用感光性樹脂組成物のレベリングを抑制し、積層柱上に形成された透明保護層の厚みを所定の範囲とすることが容易となる。
【０１１５】
６．基板
本発明に用いられる基板の材料としては、従来から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る。このような材料としては、例えば、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。なかでも本工程において無機基板を用いることが好ましく、無機材料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。上記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、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。
【０１１６】
基板は、透明な基板であってもよく、または、反射性の基板や白色に着色したものであってもよいが、本発明においては通常透明なものが用いられる。
【０１１７】
７．その他の構成
本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタは、上記の基板、遮光部、着色層、積層柱および透明保護層を有するものであればよく、必要に応じて透明電極層、配向膜、表示領域外積層柱等の他の構成を有していてもよい。
【０１１８】
本発明においては、上記基板の遮光部、着色層および積層柱が形成されている面とは反対側の面に透明電極層が形成されていてもよい。
透明電極層の形成材料としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、酸化錫等が挙げられる。
透明電極層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法によりパターニングする方法が好ましく用いられる。
また、透明電極層の膜厚としては、通常、１００Å〜５００Å程度で設定される。
【０１１９】
また、本発明においては、透明保護層上に配向膜が形成されていてもよい。
配向膜としては、液晶分子を配向させる配向機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、光配向膜、ラビング配向膜などが挙げられる。
本発明においては、透明保護層が形成されていることにより、ラビング処理の際の積層柱の剥がれを抑制することが可能である。
【０１２０】
さらに、本発明においては、上記の積層柱および第２の積層柱以外に、表示領域外に、各色の非画素部着色部が２層以上積層された複数の表示領域外積層柱が形成されていてもよい。
【０１２１】
８．横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの製造方法
図１６は、本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
まず、図１６(a)に示すように、基板２上に開口部１２を備える遮光部３を形成する。
【０１２２】
次いで、図１６(b)に示すように、開口部１２に赤色画素部着色部４Ｒを形成するとともに、積層柱形成領域１３に積層柱を構成する赤色非画素部着色部５Ｒを同時に形成し、かつ、第２の積層柱形成領域１５に第２の積層柱を構成する赤色非画素部着色部５Ｒを同時に形成する。このとき、積層柱を構成する赤色非画素部着色部５Ｒを同色の赤色画素部着色部４Ｒと連続的に形成する。また、このとき、積層柱形成領域１３および隣接領域１４に赤色非画素部着色部５Ｒを帯状に形成する。
【０１２３】
次いで、図１６(c)に示すように、開口部１２に青色画素部着色部４Ｂを形成するとともに、積層柱形成領域１３に積層柱を構成する青色非画素部着色部５Ｂを同時に形成し、かつ、第２の積層柱形成領域１５に第２の積層柱を構成する青色非画素部着色部５Ｂを同時に形成する。このとき、積層柱および第２の積層柱を構成する青色非画素部着色部５Ｂを同色の青色画素部着色部４Ｂと連続的に形成する。また、このとき、積層柱形成領域１３および隣接領域１４に青色非画素部着色部５Ｂを帯状に形成し、かつ、第２の積層柱形成領域１５および第２の隣接領域１６に青色非画素部着色部５Ｂを帯状に形成する。さらに、この際、積層柱および第２の積層柱を構成する青色非画素部着色部５Ｂは、積層柱および第２の積層柱を構成する赤色非画素部着色部５Ｒ上に形成される。
【０１２４】
次に、図１６(d)に示すように、開口部１２に緑色画素部着色部４Ｇを形成するとともに、積層柱形成領域１３に積層柱を構成する緑色非画素部着色部５Ｇを同時に形成し、かつ、第２の積層柱形成領域１５に第２の積層柱を構成する緑色非画素部着色部５Ｇを同時に形成する。このとき、第２の積層柱を構成する緑色非画素部着色部５Ｇを同色の緑色画素部着色部４Ｇと連続的に形成する。また、この際、積層柱および第２の積層柱を構成する緑色非画素部着色部５Ｇは、積層柱および第２の積層柱を構成する青色非画素部着色部５Ｂ上に形成される。さらに、この際、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の緑色非画素部着色部５Ｇの厚みが所定の範囲内となり、かつ、最下層の赤色非画素部着色部５Ｒの積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向の幅に対する最上層の緑色非画素部着色部５Ｇの積層柱形成領域１３での開口部の長辺方向の幅が所定の範囲内となるように、緑色非画素部着色部５Ｇが形成される。
【０１２５】
続いて、図示しないが、着色層および積層柱を覆うように、透明保護層を形成する。
このようにして、横電界液晶駆動方式用カラーフィルタを作製することができる。
【０１２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１２７】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
（硬化性樹脂組成物の調製）
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´-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、さらに100℃で1時間反応させた。得られた溶液に、さら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、およ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。
【０１２８】
＜硬化性樹脂組成物の組成＞
・上記共重合樹脂溶液（固形分50%）：16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
【０１２９】
（遮光部の形成）
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調製した。
・黒色顔料：23重量部
・高分子分散材（ビックケミー・ジャパン（株）  Disperbyk111）：2重量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）：75重量部
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用組成物を得た。
【０１３０】
＜遮光部用組成物の組成＞
・上記黒色顔料分散液：61重量部
・上記硬化性樹脂組成物：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
【０１３１】
そして、厚み1.1mmのガラス基板（旭硝子（株）  AN材）上に上記遮光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、遮光層を形成した。この遮光層を、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180℃の雰囲気下に30分間放置することにより加熱処理を施して遮光部を形成すべき領域に膜厚1.5μmの遮光部を形成した。得られた遮光部は、開口部の長辺方向の幅が100μmであった。
【０１３２】
（着色層および積層柱の形成）
上記のようにして遮光部を形成した基板上に、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180℃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、赤色画素を形成すべき開口部および積層柱形成に必要な領域に赤色のレリーフパターンを形成した。この赤色のパターンは、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が80μmであった。
【０１３３】
次に、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、緑色画素を形成すべき開口部および積層柱形成に必要な領域に緑色のレリーフパターンを形成した。この緑色のパターンは、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が75μmであった。さらに、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、青色画素を形成すべき開口部および積層柱形成に必要な領域に青色のレリーフパターンを形成した。この青色のパターンは、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅が34μmであった。これにより、赤（R）、緑（G）、青（B）の3色からなる着色層を形成した。
【０１３４】
＜赤色硬化性樹脂組成物の組成＞
・C.I.ピグメントレッド177：10重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：3重量部
・上記硬化性樹脂組成物：5重量部
・酢酸-3-メトキシブチル：82重量部
【０１３５】
＜緑色硬化性樹脂組成物の組成＞
・C.I.ピグメントグリーン36：10重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：3重量部
・上記硬化性樹脂組成物：5重量部
・酢酸-3-メトキシブチル：82重量部
【０１３６】
＜青色硬化性樹脂組成物の組成＞
・C.I.ピグメントブルー15:6：10重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤：3重量部
・上記硬化性樹脂組成物：5重量部
・酢酸-3-メトキシブチル：82重量部
【０１３７】
（透明保護層の形成）
上記のようにして着色層および積層柱を形成した基板上に、上記硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により塗布を行った後に、減圧による乾燥を行い、乾燥塗膜2μmの塗布膜を形成した。この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透明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、硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。その後基板を200℃の雰囲気中に30分間放置することにより加熱処理を施して透明保護層を形成した。
【０１３８】
（評価）
得られたカラーフィルタにおいて、積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みは1.4μmであり、ｗz／ｗ1は0.43であった。また、遮光部の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さは6.4μmであり、着色層上の透明保護層の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さ（スペーサ高さ）は3.5μmであった。
【０１３９】
上記のようにして得られたカラーフィルタの積層柱の圧縮特性を微小硬度計（フィッシャー社製Ｈ１００−Ｖ）を用い、下記の2つの条件にて測定し、最大の変形量を測定した。
＜低荷重条件＞
・平面圧子：１００μｍ角
・荷重：９秒間で０ｍＮから２０ｍＮまで荷重を高くし、その後５秒間保持を行った。
＜高荷重条件＞
・平面圧子：１００μｍ角
・荷重：９０秒間で０ｍＮから２００ｍＮまで荷重を高くし、その後５秒間保持を行った。
【０１４０】
上記のようにして得られたカラーフィルタの透明保護層上にポリイミドよりなる配向膜を形成した。次いで、TFTを形成したガラス基板上に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、液晶表示装置を得た。
得られた液晶表示装置において画面表示を行い、セルギャップばらつきによるムラの判定を行った。さらに、液晶表示装置上に10mmφの金属片を置き、金属片の上から20kgf/cm2の荷重を1分間加えた後に荷重を除去し、1分後のムラを観察した。
【０１４１】
［実施例２］
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みを0.5μmとし、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅について、最下層（１層目）の非画素部着色部の幅ｗ1を72μm、２層目の非画素部着色部の幅を68μm、最上層（３層目）の非画素部着色部の幅ｗzを16μmとした。ｗz／ｗ1＝0.22であった。また、遮光部の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さを6.0μm、着色層上の透明保護層の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さ（スペーサ高さ）を3.3μmとした。上記以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
得られたカラーフィルタについて、積層柱の圧縮特性を実施例1に記載の方法により測定した。
【０１４２】
次に、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置について、実施例1に記載の方法により、セルギャップばらつきによるムラの判定および観察を行った。
【０１４３】
［比較例１］
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みを0.3μmとし、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅について、最下層（１層目）の非画素部着色部の幅ｗ1を72μm、２層目の非画素部着色部の幅を68μm、最上層（３層目）の非画素部着色部の幅ｗzを18μmとした。ｗz／ｗ1＝0.25であった。また、遮光部の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さを6.1μm、着色層上の透明保護層の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さ（スペーサ高さ）を3.35μmとした。上記以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
得られたカラーフィルタについて、積層柱の圧縮特性を実施例1に記載の方法により測定した。
【０１４４】
次に、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置について、実施例1に記載の方法により、セルギャップばらつきによるムラの判定および観察を行った。
【０１４５】
［比較例２］
積層柱部の最上部着色層の膜厚を0.8μmとし、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅について、最下層（１層目）の非画素部着色部の幅ｗ1を60μm、２層目の非画素部着色部の幅を56μm、最上層（３層目）の非画素部着色部の幅ｗzを49μmとした。ｗz／ｗ1＝0.82であった。また、遮光部の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さを5.9μm、着色層上の透明保護層の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さ（スペーサ高さ）を3.52μmとした。上記以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
得られたカラーフィルタについて、積層柱の圧縮特性を実施例1に記載の方法により測定した。
【０１４６】
次に、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置について、実施例1に記載の方法により、セルギャップばらつきによるムラの判定および観察を行った。
【０１４７】
［比較例３］
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みを2.2μmとし、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅について、最下層（１層目）の非画素部着色部の幅ｗ1を72μm、２層目の非画素部着色部の幅を68μm、最上層（３層目）の非画素部着色部の幅ｗzを66μmとした。ｗz／ｗ1＝0.92であった。また、遮光部の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さを8.9μm、着色層上の透明保護層の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さ（スペーサ高さ）を3.54μmとした。上記以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
得られたカラーフィルタについて、積層柱の圧縮特性を実施例1に記載の方法により測定した。
【０１４８】
次に、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置について、実施例1に記載の方法により、セルギャップばらつきによるムラの判定および観察を行った。
【０１４９】
［比較例４］
積層柱を構成する非画素部着色部のうち、最上層の非画素部着色部の厚みを0.8μmとし、積層柱形成領域での開口部の長辺方向の幅について、最下層（１層目）の非画素部着色部の幅ｗ1を85μm、２層目の非画素部着色部の幅を70μm、最上層（３層目）の非画素部着色部の幅ｗzを13μmとした。ｗz／ｗ1＝0.15であった。また、遮光部の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さを8.9μm、着色層上の透明保護層の表面から積層柱上の透明保護層の頂部までの高さ（スペーサ高さ）を3.54μmとした。上記以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
得られたカラーフィルタについて、積層柱の圧縮特性を実施例1に記載の方法により測定した。
【０１５０】
次に、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置について、実施例1に記載の方法により、セルギャップばらつきによるムラの判定および観察を行った。
【０１５１】
［評価］
実施例１，２および比較例１〜４の評価結果を表１に示す。
【０１５２】
【表１】
0005277664.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの一例を示す概略平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図および図４におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図４】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略平面図である。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図４におけるＥ−Ｅ線断面図である。
【図７】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略平面図である。
【図８】図７におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【図９】図７におけるＧ−Ｇ線断面図である。
【図１０】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略平面図である。
【図１１】図１０におけるＨ−Ｈ線断面図である。
【図１２】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。
【図１５】本発明における開口部を説明する説明図である。
【図１６】本発明の横電界液晶駆動方式用カラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１  …  横電界液晶駆動方式用カラーフィルタ
２  …  基板
３  …  遮光部
４  …  着色層
４Ｒ  …  赤色画素部着色部
４Ｇ  …  緑色画素部着色部
４Ｂ  …  青色画素部着色部
５Ｒ  …  赤色非画素部着色部
５Ｇ  …  緑色非画素部着色部
５Ｂ  …  青色非画素部着色部
６  …  積層柱
７  …  透明保護層
８  …  第２の積層柱
ｄ１  …  積層柱の高さ
ｈ１  …  積層柱が形成されている部位のスペーサ高さ
ｔ  …  最上層の非画素部着色部の厚み
ｗ1  …  最下層の非画素部着色部の幅
ｗz  …  最上層の非画素部着色部の幅
【図１】
0005277664.tif 000003
【図２】
0005277664.tif 000004
【図３】
0005277664.tif 000005
【図４】
0005277664.tif 000006
【図５】
0005277664.tif 000007
【図６】
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【図７】
0005277664.tif 000009
【図８】
0005277664.tif 000010
【図９】
0005277664.tif 000011
【図１０】
0005277664.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0005277664.tif 000014
【図１３】
0005277664.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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