(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を保持して対向させたカラーフィルタと対向電極基板との間に液晶層を備える液晶ディスプレイにおいて、
カラーフィルタと対向電極基板との間隔保持部材が低変形部と高弾性部とが積層された柱状凸部であり、前記低変形部は１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であり、前記高弾性部は１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であり、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定して算出したものであることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項２】
基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、複数の柱状凸部とを備え、該柱状凸部は低変形部と高弾性部とが積層されたものであり、前記低変形部は１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であり、前記高弾性部は１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であり、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定して算出したものであることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法において、
請求項２に記載のカラーフィルタと対向電極基板とを、間隔保持部材として前記カラーフィルタの前記柱状凸部を用いて対向させ、周辺部をシール部材により封止し、間隙部分に液晶層を形成する工程を有することを特徴する液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法において、
基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、複数の低変形柱状凸部とを備え、該低変形柱状凸部は１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であるカラーフィルタと、１８０℃における弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲であり、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲にある高弾性柱状凸部を備えた対向電極基板とを、前記低変形柱状凸部と前記高弾性柱状凸部が重ね合わされて２層構造の柱状凸部となるように対向させ、周辺部をシール部材により封止し、間隙部分に液晶層を形成する工程を有し、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定し算出することを特徴する液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の液晶ディスプレイの製造方法において、
基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、複数の高弾性柱状凸部とを備え、該高弾性柱状凸部は１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であるカラーフィルタと、１８０℃における初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲にある低変形柱状凸部を備えた対向電極基板とを、前記高弾性柱状凸部と前記低変形柱状凸部が重ね合わされて２層構造の柱状凸部となるように対向させ、周辺部をシール部材により封止し、間隙部分に液晶層を形成する工程を有し、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定し算出することを特徴する液晶ディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示品質に優れた液晶ディスプレイと、このような液晶ディスプレイの製造が可能なカラーフィルタとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、カラー液晶ディスプレイが注目されている。カラー液晶ディスプレイの一例として、ブラックマトリックス、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる着色層、透明導電層（共通電極）および配向層を備えたカラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）、画素電極および配向層を備えた対向電極基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層としたものがある。このようなカラー液晶ディスプレイでは、間隙部が液晶層の厚みそのものであり、カラー液晶ディスプレイに要求される高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能とするためには、液晶層の厚み、すなわち、カラーフィルタと対向電極基板の間隙距離を厳密に一定に保持する必要がある。
【０００３】
従来、カラー液晶ディスプレイにおける液晶層の厚みを決定する方法として、カラーフィルタと対向電極基板との間隙に、ガラスやアルミナ、プラスチック等からなるスペーサーと称する粒子あるいは棒状体を多数混合した液晶を注入する方法がある。そして、スペーサーの大きさをもって両基板の間隙部の大きさ、つまり、液晶層の厚みが決定される。
【０００４】
しかし、上述のようなカラーフィルタと対向電極基板との間隙部を形成する方法では、カラー液晶ディスプレイの動作の上で次のような問題点が生じる。すなわち、基板面上に散在させるスペーサーの密度が適正で、かつ、基板面上にスペーサーが均一に分散されていなければ、カラー液晶ディスプレイの全面に亘って大きさが均一な間隙部は形成されない。一般に、スペーサーの散在量（密度）を増した場合、間隙部の厚みのばらつき偏差は少なくなるが、散在量（密度）が多くなると表示画素部上に存在するスペーサーの数も増し、表示画素部ではこのスペーサーが液晶材料の異物となる。そして、スペーサーの存在によって、配向膜で規制された液晶分子の配向に乱れが生じたり、スペーサー周辺の液晶だけは電圧のＯＮ、ＯＦＦによる配向制御が不能になる等の支障がみられ、コントラスト比等の表示性能が低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解消するために、間隙（液晶層の厚み）を決定する間隔保持部材として柱状凸部を備えたカラーフィルタが提案されている（特開平４−３１８８１６号等）。このカラーフィルタでは、着色層を形成し、この着色層を覆うように保護層を形成した後に、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー工程により柱状凸部をブラックマトリックス上の所定箇所に形成するものである。
【０００６】
しかし、従来の柱状凸部は、カラーフィルタと対向電極基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下において、塑性変形量が大きくなり、スペーサーとしての機能に支障を来すという問題があった。また、この問題を解決するために、柱状凸部の硬度を高くすると、広い実用温度域（−２０〜４０℃）における液晶の収縮に追従できず、液晶層に発泡が生じて、色抜け、色むら等の表示品質低下を来たすという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、液晶層の厚み設定用としての柱状凸部を備え表示品質に優れた液晶ディスプレイと、このような液晶ディスプレイの製造を可能とするカラーフィルタとを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の液晶ディスプレイは、所定の間隔を保持して対向させたカラーフィルタと対向電極基板との間に液晶層を備える液晶ディスプレイにおいて、カラーフィルタと対向電極基板との間隔保持部材が低変形部と高弾性部とが積層された柱状凸部であり、前記低変形部は１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であり、前記高弾性部は１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であり、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定して算出したものであるような構成とした。
【０００９】
本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、複数の柱状凸部とを備え、該柱状凸部は低変形部と高弾性部とが積層されたものであり、前記低変形部は１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であり、前記高弾性部は１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であり、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定して算出したものであるような構成とした。
【００１０】
本発明の液晶ディスプレイの製造方法は、上記の本発明の液晶ディスプレイの製造方法であって、上記の本発明のカラーフィルタと対向電極基板とを、間隔保持部材として前記カラーフィルタの前記柱状凸部を用いて対向させ、周辺部をシール部材により封止し、間隙部分に液晶層を形成する工程を有するような構成とした。
また、本発明の液晶ディスプレイの製造方法は、上記の本発明の液晶ディスプレイの製造方法であって、基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、複数の低変形柱状凸部とを備え、該低変形柱状凸部は１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であるカラーフィルタと、１８０℃における弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲であり、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲にある高弾性柱状凸部を備えた対向電極基板とを、前記低変形柱状凸部と前記高弾性柱状凸部が重ね合わされて２層構造の柱状凸部となるように対向させ、周辺部をシール部材により封止し、間隙部分に液晶層を形成する工程を有し、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定し算出するような構成とした。
【００１１】
さらに、本発明の液晶ディスプレイの製造方法は、上記の本発明の液晶ディスプレイの製造方法であって、基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、複数の高弾性柱状凸部とを備え、該高弾性柱状凸部は１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であるカラーフィルタと、１８０℃における初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲にある低変形柱状凸部を備えた対向電極基板とを、前記高弾性柱状凸部と前記低変形柱状凸部が重ね合わされて２層構造の柱状凸部となるように対向させ、周辺部をシール部材により封止し、間隙部分に液晶層を形成する工程を有し、前記初期変形率および前記弾性変形率は、断面積１００μｍ2、厚み５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子により厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量を測定し算出するような構成とした。
【００１２】
このような本発明では、２層構造の柱状凸部のうち、低変形部がセル圧着時等の高温高圧下における柱状凸部の変形量を小さいものとし、また、高弾性部が低温における液晶の収縮に追従できる柱状凸部を可能とし、柱状凸部のスペーサーとしての機能が損なわれない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
カラーフィルタ
図１は本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す部分平面図であり、図２はＡ−Ａ線における縦断面図である。図１および図２において、本発明のカラーフィルタ１は、基板２と、この基板２上に形成されたブラックマトリックス３および着色層５を備え、ブラックマトリックス３および着色層５を覆うように透明保護層６が形成されており、さらに、ブラックマトリックス３の所定の複数の箇所（図１では５箇所）には透明な柱状凸部７が上記の透明保護層６上に形成されている。
【００１５】
上記のカラーフィルタ１を構成する基板２としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製１７３７ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタに適している。
【００１６】
また、カラーフィルタ１を構成するブラックマトリックス３は、着色層５からなる表示画素部の間および着色層５の形成領域の外側に設けられている。このようなブラックマトリックス３は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして形成したもの等、いずれであってもよい。
【００１７】
着色層５は、赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂが所望のパターン形状で配列されており、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。また、着色層５を、例えば、赤色パターン５Ｒが最も薄く、緑色パターン５Ｇ、青色パターン５Ｂの順に厚くすることにより、着色層５の各色ごとに最適な液晶層厚みを設定するようにしてもよい。
【００１８】
透明保護層６はカラーフィルタ１の表面を平坦化するとともに、着色層５に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられたものである。この透明保護層６の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ１の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。このような透明保護層６は、カラーフィルタ１を対向電極基板と貼り合わせたときに液晶層と接するような着色層５を少なくとも覆うように形成される。
【００１９】
柱状凸部７は、カラーフィルタ１を対向電極基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用するものである。本発明のカラーフィルタ１は、柱状凸部７が低変形部７ａと高弾性部７ｂとが積層された２層構造であり、低変形部７ａは１８０℃において初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であり、高弾性部７ｂは１８０℃において弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であることを特徴とする。このような２層構造の柱状凸部７のうち、低変形部７ａがセル圧着時等の高温高圧下における柱状凸部７の変形量を小さいものとし、また、高弾性部７ｂが低温における液晶の収縮に追従できる柱状凸部７を可能とし、柱状凸部７のスペーサーとしての機能が安定して維持される。
【００２０】
本発明では、断面積１００μｍ2、厚みＴが５．０μｍの柱状凸部試料に対し、１８０℃で厚み方向に圧子（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子）により２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００にて測定し、上記の初期変形率や弾性変形率を算出する。図３は、このような荷重と変形量との関係を示す図であり、４０ｍＮまで荷重を付与したときの変形量を初期変形量Ｔ１、荷重４０ｍＮを５秒間保持したときの変形量を総変形量Ｔ２、荷重を取り除いた状態で残る変形量を塑性変形量Ｔ３、総変形量Ｔ２と塑性変形量Ｔ３との差を弾性変形量Ｔ４とする。したがって、上記の初期変形率は［（Ｔ１／Ｔ）×１００］となり、弾性変形率は［（Ｔ４／Ｔ２）×１００］となる。
【００２１】
柱状凸部７の低変形部７ａの初期変形率、高弾性部７ｂの初期変形率と弾性変形率が、上記の範囲から外れると、対向電極基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下における塑性変形量が大きくなったり、広い温度範囲（例えば、−２０〜４０℃）における液晶の収縮に追従できなくなり、柱状凸部７がスペーサーとしての機能を充分に発現できないものとなる。
【００２２】
上記の柱状凸部７は、上記の透明保護層６よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、２層構造の柱状凸部７を構成する低変形部７ａと高弾性部７ｂの厚み比率は、９０：１０〜７０：３０の範囲で設定することが好ましい。さらに、柱状凸部７の太さは、５〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定することができ、柱状凸部７の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部７の形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、着色層５を構成する赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状凸部７の形状は、図示例では円柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよい。
【００２３】
尚、上記の例では、柱状凸部７は、下部に低変形部７ａが位置し、上部に高弾性部７ｂが位置する２層構造であるが、低変形部７ａと高弾性部７ｂの位置が逆であってもよい。また、本発明のカラーフィルタは、ブラックマトリックス３を備えず、非画素部分に相当する位置に上述の柱状凸部７を形成したもの等であってもよい。
【００２４】
図４は本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図２相当の縦断面図である。図４において、本発明のカラーフィルタ１１は、基板１２と、この基板１２上に形成されたブラックマトリックス１３および着色層１５を備え、ブラックマトリックス１３および着色層１５を覆うように透明保護層１６が形成されており、さらに、ブラックマトリックス１３の所定の複数の箇所には透明な低変形柱状凸部１８が上記の透明保護層１６上に形成されている。このカラーフィルタ１１は、２層構造の柱状凸部７の代わりに低変形柱状凸部１８を備え、この低変形柱状凸部１８の１８０℃における初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲であることを除いて、上述のカラーフィルタ１と同様の構成である。
【００２５】
このようなカラーフィルタ１１は、１８０℃における弾性変形率が４０〜６０％の範囲であり、初期変形率が１０〜３０％の範囲にある高弾性柱状凸部を備えた対向電極基板とのセル圧着時に、双方の柱状凸部を重ね合わせることにより、低変形部と高弾性部とが積層された２層構造の柱状凸部を備えた液晶ディスプレイを作製することができる。そして、カラーフィルタ１１の低変形柱状凸部１８がセル圧着時等の高温高圧下における柱状凸部の変形量を小さいものとし、また、対向電極基板の高弾性柱状凸部によって、広い温度範囲（−２０〜４０℃）で液晶の収縮に追従できることになり、液晶層の厚み精度が高く、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。
【００２６】
上記の低変形柱状凸部１８の１８０℃における初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］は、上述の柱状凸部７において説明した初期変形率と同様である。
【００２７】
また、低変形柱状凸部１８は、上記の透明保護層１６よりも２〜５μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み、対向電極基板が備える高弾性柱状凸部の長さ等から適宜設定することができ、低変形柱状凸部１８と対向電極基板上の高弾性柱状凸部との高さの比率は、７０：３０〜９０：１０の範囲で設定することが好ましい。さらに、低変形柱状凸部１８の太さ、形成密度は、上述の柱状凸部７と同様とすることができる。
尚、カラーフィルタ１１を構成する基板１２、ブラックマトリックス１３、着色層１５、透明保護層１６は、上述のカラーフィルタ１と同様とすることができる。
【００２８】
図５は本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図２相当の縦断面図である。図５において、本発明のカラーフィルタ２１は、基板２２と、この基板２２上に形成されたブラックマトリックス２３および着色層２５を備え、ブラックマトリックス２３および着色層２５を覆うように透明保護層２６が形成されており、さらに、ブラックマトリックス２３の所定の複数の箇所には透明な高弾性柱状凸部２９が上記の透明保護層２６上に形成されている。このカラーフィルタ２１は、２層構造の柱状凸部７の代わりに高弾性柱状凸部２９を備え、この高弾性柱状凸部２９の１８０℃における弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲であることを除いて、上述のカラーフィルタ１と同様の構成である。
【００２９】
このようなカラーフィルタ２１は、１８０℃における初期変形率が０．５〜５％の範囲にある低変形柱状凸部を備えた対向電極基板とのセル圧着時に、双方の柱状凸部を重ね合わせることにより、低変形部と高弾性部とが積層された２層構造の柱状凸部を備えた液晶ディスプレイを作製することができる。そして、対向電極基板の低変形柱状凸部がセル圧着時等の高温高圧下における柱状凸部の変形量を小さいものとし、また、カラーフィルタ２１の高弾性柱状凸部２９によって、広い温度範囲（−２０〜４０℃）で液晶の収縮に追従できることになり、液晶層の厚み精度が高く、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。
【００３０】
上記の高弾性柱状凸部２９の１８０℃における弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］、および、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］は、上述の柱状凸部７において説明した弾性変形率、初期変形率と同様である。
【００３１】
また、高弾性柱状凸部２９は、上記の透明保護層２６よりも０．５〜２μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み、対向電極基板が備える低変形柱状凸部の長さ等から適宜設定することができ、高弾性柱状凸部２９と対向電極基板上の低変形柱状凸部との高さの比率は、１０：９０〜３０：７０の範囲で設定することが好ましい。さらに、高弾性柱状凸部２９の太さ、形成密度は、上述の柱状凸部７と同様とすることができる。
尚、カラーフィルタ２１を構成する基板２２、ブラックマトリックス２３、着色層２５、透明保護層２６は、上述のカラーフィルタ１と同様とすることができる。
【００３２】
上述のカラーフィルタ１の柱状凸部７を構成する低変形部７ａや高弾性部７ｂ、カラーフィルタ１１の低変形柱状凸部１８、カラーフィルタ２１の高弾性柱状凸部２９は、モノマー、ポリマー、光重合開始剤等を含有する感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。すなわち、含有するモノマーの種類や含有量、含有するポリマーの種類や含有量等を調整した感光性樹脂組成物をダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥し、所定のマスクを介して露光・現像した後、加熱処理を施すことにより柱状凸部パターンを形成することができる。
【００３３】
具体的には、モノマーとして、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、および、上記のアクリレートをメタクリレートに変えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン等が挙げられ、上記のモノマーを１種または２種以上の混合物として、あるいは、その他の化合物との混合物として使用することができる。
【００３４】
カラーフィルタ１の柱状凸部７を構成する低変形部７ａやカラーフィルタ１１の低変形柱状凸部１８のような、１８０℃における初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲である部材は、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等のモノマーを総固形分中に７０〜８０重量％の範囲で含有し、トリシクロデカニルメタクリレート−メチルメタクリレート−メタクリル酸共重合体等のポリマーを総固形分中に１０〜２０重量％の範囲で含有する感光性樹脂組成物、あるいは、上記モノマーを総固形分中に４０〜６０重量％の範囲で含有し、ポリイミド樹脂を総固形分中に３０〜４０重量％の範囲で含有する感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。
【００３５】
また、感光性樹脂組成物に使用するポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーである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、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレート
、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メチルアダマンチル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。また、上記のコポリマーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
カラーフィルタ１の柱状凸部７を構成する高弾性部７ｂやカラーフィルタ２１の高弾性柱状凸部２９のような、１８０℃における弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲である部材は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等のポリマーを総固形分中に１０〜４０重量％の範囲で含有し、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等のモノマーを総固形分中に５０〜７０重量％の範囲で含有する感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。
【００３７】
また、感光性樹脂組成物に使用する光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフォノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−tert−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、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）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ（株）製Ｎ１７１７、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられる。
【００３８】
さらに、感光性樹脂組成物にはエポキシ樹脂を含有させることができる。使用するエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、または、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキシ化合物等を挙げることができる。本発明では、上記のエポキシ樹脂を単独で、または２種以上の混合物として使用することができる。
【００３９】
尚、感光性樹脂組成物に用いる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピ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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、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アセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。
【００４０】
次に、本発明のカラーフィルタ１の製造について図６および図７を参照しながら説明する。
まず、基板２上にブラックマトリックス３を形成し、次いで、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン５Ｒ、緑色パターン形成領域に緑色パターン５Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成して着色層５とする（図６（Ａ））。次に、ブラックマトリックス３および着色層５を覆うようにネガ型の透明感光性樹脂層を形成し、露光して透明保護層６を形成する（図６（Ｂ））。
【００４１】
上記のブラックマトリックス３の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金属薄膜、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した樹脂層等からなる遮光層を基板２上に形成し、この遮光層上に公知のポジ型あるいはネガ型の感光性レジストを用いて感光性レジスト層を形成する。次いで、感光性レジスト層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して露光、現像し、露出した遮光層をエッチングした後、残存する感光性レジスト層を除去することによって、ブラックマトリックス３を形成する。また、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した感光性レジストを用いてブラックマトリックス用フォトマスクを介して露光、現像、加熱処理を施してブラックマトリックス３を形成することができる。
【００４２】
また、上記の着色層５の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、ブラックマトリックス３を覆うように基板２上に赤色着色材を含有した赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを介して上記の赤色感光性樹脂層を露光して現像を行うことにより、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン５Ｒを形成する。以下、同様に、基板２上の緑色パターン形成領域に緑色パターン５Ｇを形成し、さらに、基板２上の青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成する。
【００４３】
また、上記の透明保護層６の形成は、例えば、公知のネガ型の透明感光性樹脂組成物を、粘度の最適化を行った上で、スピンコータ、ロールコータ等の公知の手段によりブラックマトリックス３および着色層５を覆うように塗布し、露光により硬化処理を施すことにより形成することができる。
【００４４】
次いで、透明保護層６を覆うように低変形部形成用の感光性樹脂組成物を塗布して、感光性樹脂層８を形成し、この感光性樹脂層８を柱状凸部形成用のフォトマスクＭを介して露光する（図６（Ｃ））。使用するフォトマスクＭは、柱状凸部７形成のための所定の位置に開口部を備えている。感光性樹脂層８は、低変形部形成用の感光性樹脂組成物をダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥して形成することができる。
【００４５】
次に、現像液により感光性樹脂層８の現像を行う。この現像によって、柱状凸部形成部位の感光性樹脂層８は溶解されずに柱状凸部７の低変形部７ａのパターンとして残る（図７（Ａ））。
【００４６】
次いで、透明保護層６と低変形部７ａのパターンを覆うように高弾性部形成用の感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層９を形成し、この感光性樹脂層９を上記の柱状凸部形成用のフォトマスクＭを介して露光する（図７（Ｂ））。フォトマスクＭは、その開口部が上記の低変形部７ａのパターンと一致するように位置合わせする。感光性樹脂層９は、高弾性部形成用の感光性樹脂組成物をダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥して形成することができる。
【００４７】
次に、現像液により感光性樹脂層９の現像を行う。この現像によって、低変形部７ａのパターン上に、柱状凸部７の高弾性部７ｂが形成され、その後、加熱処理（ポストベーク）を施して柱状凸部７を完成し、本発明のカラーフィルタ１が得られる（図７（Ｃ））。
【００４８】
液晶ディスプレイ
図８は、本発明の液晶ディスプレイの一実施形態を示す概略断面図である。図８において、液晶ディスプレイ３０は、カラーフィルタ１と対向電極基板３１とを、間隔保持部材としてカラーフィルタ１の柱状凸部７を用いて、所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層３７が形成された透過型の液晶ディスプレイである。尚、図示されていないが、カラーフィルタ１と対向電極基板３１の外側には、それぞれ偏光板が配設されている。
【００４９】
本発明の液晶ディスプレイ３０を構成するカラーフィルタ１は、上述の本発明のカラーフィルタ１の透明保護層６上に共通透明電極（図示せず）を設け、さらに、配向層（図示せず）を設けて配向処理（ラビング）を施したものである。
【００５０】
一方、本発明の液晶ディスプレイ３０を構成する対向電極基板３１は、透明基板３２上に液晶駆動用の透明画素電極３３および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３４を備え、透明画素電極３３を覆うように配向層（図示せず）が形成されている。この対向電極基板３１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３４を開閉するゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラーフィルタ１側の共通透明電極層への電圧供給線（図示せず）が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３４の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。
【００５１】
上述のように、本発明のカラーフィルタ１は、間隔保持部材である柱状凸部７が低変形部７ａと高弾性部７ｂとが積層された２層構造であり、この２層構造の柱状凸部７のうち、低変形部７ａが対向電極基板３１との組み立て（セル圧着）時等の高温高圧下における柱状凸部７の変形量を小さいものとし、また、高弾性部７ｂが広い温度範囲（−２０〜４０℃）での液晶収縮に追従でき、柱状凸部７のスペーサーとしての機能が維持される。これにより、液晶ディスプレイ３０は、液晶層３７の厚み精度が高く、表示品質に優れ信頼性の高いものとなる。
【００５２】
上記の対向電極基板３１を構成する透明基板３２としては、上述のカラーフィルタ用の基板２として挙げたものを使用することができる。また、液晶ディスプレイ３０を構成する透明共通電極、透明画素電極層３３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。
【００５３】
さらに、液晶ディスプレイ３０を構成する配向層は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系およびポリ尿素系等の有機化合物により形成することができ、厚みは０．０１〜１μｍ程度とすることができる。このような配向層は、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布した後、焼成してから配向処理（ラビング）が行なわれる。
【００５４】
図９は、本発明の液晶ディスプレイの他の実施形態を示す概略断面図である。
図９において、液晶ディスプレイ４０は、カラーフィルタ１１と対向電極基板４１とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層４７が形成された透過型の液晶ディスプレイである。尚、図示されていないが、カラーフィルタ１１と対向電極基板４１の外側には、それぞれ偏光板が配設されている。
【００５５】
本発明の液晶ディスプレイ４０を構成するカラーフィルタ１１は、上述の本発明のカラーフィルタ１１の透明保護層１６上に共通透明電極（図示せず）を設け、さらに、配向層（図示せず）を設けて配向処理（ラビング）を施したものである。
【００５６】
一方、本発明の液晶ディスプレイ４０を構成する対向電極基板４１は、透明基板４２上に液晶駆動用の透明画素電極４３および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４４を備え、さらに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４４上の所定の位置に高弾性柱状凸部４５を備え、透明画素電極４３を覆うように配向層（図示せず）が形成されている。上記の高弾性柱状凸部４５は、１８０℃における弾性変形率［（弾性変形量／総変形量）×１００］が４０〜６０％の範囲、かつ、初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が１０〜３０％の範囲となるものである。
【００５７】
対向電極基板４１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４４を開閉するゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラーフィルタ１側の共通透明電極層への電圧供給線（図示せず）が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４４の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。
【００５８】
上述の液晶ディスプレイ４０では、カラーフィルタ１１と対向電極基板４１との組み立て（セル圧着）時に、カラーフィルタ１１の低変形柱状凸部１８と対向電極基板４１の高弾性柱状凸部４５とが重ね合わせられ、これにより低変形部と高弾性部とが積層された２層構造の柱状凸部が構成され、これがカラーフィルタ１１と対向電極基板４１の間隔保持部材となる。そして、低変形柱状凸部１８がセル圧着時の高温高圧下における柱状凸部の変形量を小さいものとし、また、高弾性柱状凸部４５が広い温度範囲（−２０〜４０℃）での液晶収縮に追従できるので、柱状凸部のスペーサーとしての機能が維持される。これにより、液晶ディスプレイ４０は、液晶層４７の厚み精度が高く、表示品質に優れ信頼性の高いものとなる。
【００５９】
上記の対向電極基板４１を構成する透明基板４２としては、上述のカラーフィルタ用の基板１２として挙げたものを使用することができる。また、液晶ディスプレイ４０を構成する透明共通電極、透明画素電極層４３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。
【００６０】
さらに、液晶ディスプレイ４０を構成する配向層は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系およびポリ尿素系等の有機化合物により形成することができ、厚みは０．０１〜１μｍ程度とすることができる。このような配向層は、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布した後、焼成してから配向処理（ラビング）が行なわれる。
【００６１】
図１０は、本発明の液晶ディスプレイの他の実施形態を示す概略断面図である。図１０において、液晶ディスプレイ５０は、カラーフィルタ２１と対向電極基板５１とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層５７が形成された透過型の液晶ディスプレイである。尚、図示されていないが、カラーフィルタ２１と対向電極基板５１の外側には、それぞれ偏光板が配設されている。
【００６２】
本発明の液晶ディスプレイ５０を構成するカラーフィルタ２１は、上述の本発明のカラーフィルタ２１の透明保護層２６上に共通透明電極（図示せず）を設け、さらに、配向層（図示せず）を設けて配向処理（ラビング）を施したものである。
【００６３】
一方、本発明の液晶ディスプレイ５０を構成する対向電極基板５１は、透明基板５２上に液晶駆動用の透明画素電極５３および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４を備え、さらに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４上の所定の位置に低変形柱状凸部５６を備え、透明画素電極５３を覆うように配向層（図示せず）が形成されている。上記の低変形柱状凸部５６は、１８０℃における初期変形率［（初期変形量／元の厚み）×１００］が０．５〜５％の範囲となるものである。
【００６４】
対向電極基板５１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４を開閉するゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラーフィルタ１側の共通透明電極層への電圧供給線（図示せず）が配設されている。これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４の製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属からなるものである。
【００６５】
上述の液晶ディスプレイ５０では、カラーフィルタ２１と対向電極基板５１との組み立て（セル圧着）時に、カラーフィルタ２１の高弾性柱状凸部２９と対向電極基板５１の低変形柱状凸部５６とが重ね合わせられ、これにより低変形部と高弾性部とが積層された２層構造の柱状凸部が構成され、これがカラーフィルタ２１と対向電極基板５１の間隔保持部材となる。そして、低変形柱状凸部５６がセル圧着時の高温高圧下における柱状凸部の変形量を小さいものとし、また、高弾性柱状凸部２９が広い温度範囲（−２０〜４０℃）での液晶収縮に追従できるので、柱状凸部のスペーサーとしての機能が維持される。これにより、液晶ディスプレイ５０は、液晶層５７の厚み精度が高く、表示品質に優れ信頼性の高いものとなる。
【００６６】
上記の対向電極基板５１を構成する透明基板５２としては、上述のカラーフィルタ用の基板２２として挙げたものを使用することができる。また、液晶ディスプレイ５０を構成する透明共通電極、透明画素電極層５３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。
さらに、液晶ディスプレイ５を構成する配向層は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系およびポリ尿素系等の有機化合物により形成することができ、厚みは０．０１〜１μｍ程度とすることができる。このような配向層は、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布した後、焼成してから配向処理（ラビング）が行なわれる。
【００６７】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
まず、低変形部形成用の感光性樹脂組成物として、下記の５種の感光性樹脂組成物Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−５を調製した。
【００６８】
感光性樹脂組成物Ａ−１の組成
・ポリマー                                        …    １５重量部
（トリシクロデカニルメタクリレート−メタクリル酸
−スチレン共重合体）
・モノマー                                        …    ７５重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
【００６９】
感光性樹脂組成物Ａ−２の組成
・ポリマー                                        …    １０重量部
（トリシクロデカニルメタクリレート−メタクリル酸
−スチレン共重合体）
・モノマー                                        …    ８０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
【００７０】
感光性樹脂組成物Ａ−３の組成
・ポリマー                                        …    ２０重量部
（トリシクロデカニルメタクリレート−メタクリル酸
−スチレン共重合体）
・モノマー                                        …    ７０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
【００７１】
感光性樹脂組成物Ａ−４の組成
・ポリマー（ポリイミド樹脂）                      …    ６０重量部
・モノマー                                        …    ３０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
【００７２】
感光性樹脂組成物Ａ−５の組成
・ポリマー                                        …    ３０重量部
（トリシクロデカニルメタクリレート−メタクリル酸
−スチレン共重合体）
・モノマー                                        …    ６０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
【００７３】
また、高弾性部形成用の感光性樹脂組成物として、下記の５種の感光性樹脂組成物Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５を調製した。
感光性樹脂組成物Ｂ−１の組成
・ポリマー                                        …    ２０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー                                        …    ６０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
・エポキシ樹脂                                    …    １０重量部
（三菱油化シェル（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
【００７４】
感光性樹脂組成物Ｂ−２の組成
・ポリマー                                        …    ３０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー                                        …    ５０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
・エポキシ樹脂                                    …    １０重量部
（三菱油化シェル（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
【００７５】
感光性樹脂組成物Ｂ−３の組成
・ポリマー                                        …    １０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー                                        …    ７０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
・エポキシ樹脂                                    …    １０重量部
（三菱油化シェル（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
【００７６】
感光性樹脂組成物Ｂ−４の組成
・ポリマー                                        …    ４０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー                                        …    ４０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
・エポキシ樹脂                                    …    １０重量部
（三菱油化シェル（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
【００７７】
感光性樹脂組成物Ｂ−５の組成
・ポリマー                                        …    １０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー                                        …    ８０重量部
（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
・光重合開始剤                                    …    １０重量部
（チバ・スペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）
【００７８】
次に、上記の低変形部形成用の各感光性樹脂組成物（Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−５）、をポリイミド基板上にスピンコート法により塗布し、所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行い、現像、加熱処理（２３０℃、３０分間）を行った。これにより、上端部面積１００μｍ2、厚みＴが５．０μｍであるパターン試料を作成した。次いで、各パターン試料に対し、１８０℃で厚み方向に圧子（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子）により２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００にて測定し、図３に示される初期変形量Ｔ１、総変形量Ｔ２、塑性変形量Ｔ３、弾性変形量Ｔ４を求め、初期変形率［（Ｔ１／Ｔ）×１００］を算出して、下記の表１に示した。
【００７９】
また、上記の高弾性部形成用の各感光性樹脂組成物（Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５）、をポリイミド基板上にスピンコート法により塗布し、所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行い、現像、加熱処理（２３０℃、３０分間）を行った。これにより、上端部面積１００μｍ2、厚みＴが５．０μｍであるパターン試料を作成した。次いで、各パターン試料に対し、１８０℃で厚み方向に圧子（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を形成した圧子）により２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００にて測定し、図３に示される初期変形量Ｔ１、総変形量Ｔ２、塑性変形量Ｔ３、弾性変形量Ｔ４を求め、弾性変形率［（Ｔ４／Ｔ２）×１００］と初期変形率［（Ｔ１／Ｔ）×１００］を算出して、下記の表１に示した。
【００８０】
次に、カラーフィルタ用の基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により金属クロムからなる遮光層（厚さ０．１μｍ）を成膜した。次いで、この遮光層に対して、通常のフォトリソグラフィー法によって感光性レジスト塗布、マスク露光、現像、エッチング、レジスト層剥離を行ってブラックマトリックスを形成した。
【００８１】
次に、ブラックマトリックスが形成された基板全面に、赤色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法により塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、プレベーク（８５℃、５分間）を行った。その後、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて赤色感光性樹脂層をアライメント露光し、現像液（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイク用現像液ＣＤの希釈液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２００℃、３０分間）を行って、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に赤色パターン（厚み１．５μｍ）を形成した。
【００８２】
同様に、緑色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７００１）を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に緑色パターン（厚み１．５μｍ）を形成した。さらに、青色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７００１）を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に青色パターン（厚み１．５μｍ）を形成した。
【００８３】
次に、着色層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極層を形成した。
また、場合により、着色層が形成された基板上に、ネガ型の透明感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製ＮＮシリーズ）をスピンコート法により塗布し露光して、厚み１．５μｍの透明保護層を形成し、その後、透明保護層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極層を形成した。
【００８４】
次に、上記の透明電極層上に、上記の低変形部形成用の感光性樹脂組成物Ａ−１をスピンコート法により塗布し乾燥して、厚み４．５μｍの感光性樹脂層を形成した。次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行った。その後、基板を現像液（ＫＯＨ０．０５重量％水溶液）に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄した。これにより、低変形部のパターンが形成された。
【００８５】
次に、透明保護層および低変形部のパターンを覆うように、上記の高弾性部形成用の感光性樹脂組成物Ｂ−１をスピンコート法により塗布し乾燥して、厚み１．２μｍの感光性樹脂層を形成した。次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、上記と同じフォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行った。この露光工程では、フォトマスクの開口部が上記の低変形部のパターンと一致するように位置合わせをした。その後、基板を現像液（ＫＯＨ０．０５重量％水溶液）に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄した後、クリーンオーブン中でポストベーク（２３０℃、３０分間）を行った。このような一連の処理により、露光された箇所には、高さ４μｍの低変形部と、高さ１μｍの高弾性部との２層構造からなる円柱形状の柱状凸部が形成された。
これにより、図１および図２に示されるような構造のカラーフィルタ（試料１）を得た。
【００８６】
また、低変形部形成用の感光性樹脂組成物Ａ−１の代わりに、感光性樹脂組成物Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−５を用いた他は、カラーフィルタ試料１と同様にして、カラーフィルタ（試料２〜５）を得た。
さらに、高弾性部形成用の感光性樹脂組成物Ｂ−１の代わりに、感光性樹脂組成物Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５を用いた他は、カラーフィルタ試料１と同様にして、カラーフィルタ（試料６〜９）を得た。
【００８７】
一方、透明基板として３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板上の所定の複数の個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、上記のカラーフィルタ（試料１〜９）の共通透明電極層を覆うように、また、対向電極基板の透明画素電極を覆うように、ポリイミド樹脂塗料（日産化学（株）製ＳＥ−７４９２）を塗布、乾燥して配向層（厚み０．０７μｍ）を設け、配向処理を施した。
【００８８】
次いで、これらのカラーフィルタと対向電極基板を用いて液晶ディスプレイを作製し、色むらの有無、−２０〜４０℃の温度域における色抜け（低温発泡）の有無を観察し、結果を下記の表１に示した。
【００８９】
【表１】
0004559611.tif 000002
【００９０】
表１に示されるように、本発明のカラーフィルタ（試料１〜３、６、７）を用いて作製された液晶ディスプレイは、画像表示が良好であることが確認された。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば２層構造の柱状凸部を構成する低変形部がセル圧着時等の高温高圧下における柱状凸部の変形量を小さいものとし、また、柱状凸部を構成する高弾性部によって、柱状凸部が広い温度範囲（−２０〜４０℃）での液晶収縮に追従でき、これにより、スペーサーとしての機能を常時維持することができ、液晶層の厚み精度が高く、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。また、柱状凸部として、上記の低変形部に相当する初期変形率が０．５〜５％の範囲にある低変形柱状凸部を備えるカラーフィルタは、対向電極基板に上記の高弾性部に相当する弾性変形率が４０〜６０％の範囲で初期変形率が１０〜３０％の範囲にある高弾性柱状凸部を形成し、セル圧着時に双方の柱状凸部を重ね合わせることにより、低変形部と高弾性部とが積層された２層構造の柱状凸部を備えた液晶ディスプレイを作製することができ、上記と同様の効果を奏することができる。さらに、柱状凸部として、上記の高弾性部に相当する弾性変形率が４０〜６０％の範囲で初期変形率が１０〜３０％の範囲にある高弾性柱状凸部を備えるカラーフィルタは、対向電極基板に上記の低変形部に相当する初期変形率が０．５〜５％の範囲にある低変形柱状凸部を形成し、セル圧着時に双方の柱状凸部を重ね合わせることにより、低変形部と高弾性部とが積層された２層構造の柱状凸部を備えた液晶ディスプレイを作製することができ、上記と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す部分平面図である。
【図２】図１に示された本発明のカラーフィルタのＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図３】荷重と変形量との関係を示す図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す部分断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの製造例を説明するための工程図である。
【図７】本発明のカラーフィルタの製造例を説明するための工程図である。
【図８】本発明の液晶ディスプレイの一実施形態を示す部分断面図である。
【図９】本発明の液晶ディスプレイの他の実施形態を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の液晶ディスプレイの他の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１…カラーフィルタ
２，１２，２２…基板
３，１３，２３…ブラックマトリックス
５，１５，２５…着色層
６，１６，２６…透明保護層
７…柱状凸部
７ａ…低変形部
７ｂ…高弾性部
１８…低変形柱状凸部
２９…高弾性柱状凸部
３０，４０，５０…液晶ディスプレイ
３１，４２，５１…対向電極基板
３７，４７，５７…液晶層
Ｍ…フォトマスク
【図１】
0004559611.tif 000003
【図２】
0004559611.tif 000004
【図３】
0004559611.tif 000005
【図４】
0004559611.tif 000006
【図５】
0004559611.tif 000007
【図６】
0004559611.tif 000008
【図７】
0004559611.tif 000009
【図８】
0004559611.tif 000010
【図９】
0004559611.tif 000011
【図１０】
0004559611.tif 000012