(57)【要約】【課題】  着色層上に保護層を形成しなくても、着色層上に形成される配向膜の層の平坦さを損なわず、配向膜のラビング工程による膜剥がれが生じ難く、かつ優れた表示特性を示すカラーフィルタを提供する。【解決手段】  透明基板と、該透明基板上に設けられた、開口部を有するブラックマトリクスと、該開口部に設けられた、色画素を構成する複数の着色層とを有し、該ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍであることを特徴とするカラーフィルタを提供する。【選択図】図１
2007163830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板上に設けられた、開口部を有するブラックマトリクスと、該開口部に設けられた、色画素を構成する複数の着色層とを有し、該ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍであることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記着色層とブラックマトリクスとが互いの端部を接触または重積した部分の盛り上がり高さがブラックマトリクスもしくは着色層より０．３μｍ以下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。
【請求項３】
前記着色層とブラックマトリクスとが互いの端部を接触または重積した部分の端部表面が該透明基板に対し２〜４５°の角度をなすことを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記着色層とブラックマトリクスとが互いの端部を接触または重積した部分の重なり幅が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項３記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記着色層とブラックマトリクスとが互いの端部を接触または重積した突起部分が、機械的研磨により平坦化された請求項1ないし４記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
透明樹脂による保護層を設けることなく横電界方式の液晶表示装置に用いられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載のカラーフィルタを備えた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、コンピュータ端末表示装置、及びテレビ画像表示装置等に適用される液晶表示装置、これに用いられるカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置はコンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な部品である。近年、この液晶表示装置は高画質化の要求が高く、高視野角、高速応答性を備える様々な新しい方式の液晶表示装置が出現してきている。この中でも、横電界方式（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ＝ＩＰＳ方式）は視野角、コントラスト比などの表示品位に優れるため広く普及が期待されている方式である。
【０００３】
横電界方式の液晶表示装置は他のＴｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ方式（ＴＮ方式）、Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ方式（ＶＡ方式）などと異なり、画素と液晶との間に電極を介することがなく、従って液晶駆動電界中にカラーフィルタの着色層が存在するため、液晶表示分子が着色層の材料の電気的な特性の影響を直接受けてしまうという問題がある。実際、従来の着色層材料を使用した場合、横電界方式の液晶表示装置では着色層材料の電気的特性に起因する液晶の配向乱れ、スイッチングの閾値ずれによる焼き付き現象など、様々な表示不良が起こっていた。このため、従来の着色層材料によるカラーフィルタを横電界方式の液晶表示装置に用いる場合には、着色層上に透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設け、液晶挟持面と着色層が直接触れ合わないようにすることが一般的であった。
【０００４】
一方、近年の液晶表示装置の汎用化に伴い、液晶表示装置に用いる部材の１つであるカラーフィルタも低価格化の必要に迫られている。前述したように透明樹脂による保護層を設けることで、従来は、着色層の影響を防止し、かつ、パネル化を容易にしていたが、この保護層を設けない構成のカラーフィルタを用いた横電界方式液晶表示装置が求められていた。
【０００５】
しかしながら、前述のカラーフィルタは、画素の上に保護層を設けないために、従来保護層により平坦化されていた隣接画素間の段差、もしくはブラックマトリクスと画素との段差を有したまま液晶表示装置に組み込まれることになる。このために、後工程である液晶素子製造のラビング工程において、カラーフィルタの画素上に形成された配向膜の剥がれを生じさせ、剥がれた部分の液晶の配向乱れ、剥がれた配向膜の再付着による輝点不良などの表示不良が問題となっている。
【０００６】
このブラックマトリクスを有し、保護層がないカラーフィルタで、液晶表示素子作製時のラビング工程での不具合をなくし、表示欠陥のない液晶表示素子を実現する提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の構成は、樹脂ブラックマトリクスの側面と透明基板とのなす角度、および前記樹脂ブラックマトリクスの上端面部と着色部とのなす角度に特徴を持つものであるけれども、インクジェット方式でインクを付与して着色層を形成するカラーフィルタに好適な、ブラックマトリクスの膜厚が着色部よりも厚膜であるものに限られていた。
【０００７】
さらに、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタで、ブラックマトリクスと着色層の重なりにより生じる着色層の画素内段差を表面研磨により制限することが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４参照。）。また、ブラックマトリ
クス上での隣り合う着色層同士の重なりによる盛り上がりを研磨により除去し、平坦化する方法が提案されている（例えば、特許文献５、及び特許文献６参照。）。これら提案は、いずれも画素内の段差または開口部からパターンエッジにかけての表面の傾斜角を制限するものであり、これらの提案では、ラビング工程での配向膜の剥がれの課題を解決できるものではなかった。
【０００８】
また、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタにおいて、カラーフィルタ表面を平坦化する試みとしては、着色層膜厚とブラックマトリクスの膜厚を略同一とすることが特許文献７に提案されている。しかしながら、この提案では主としてＩＴＯによる透明電極層を設ける際の層間剥離を防止するためになされたものであり、ラビング工程での配向膜剥がれの問題を解決するための具体的な数値等は明示されておらず、課題を解決するための提案としては不十分である。
【０００９】
特許文献等は以下の通りである。
【特許文献１】特願２００３−１６１８２６号公報
【特許文献２】特開平１１−６９１３号公報
【特許文献３】特開平１１−２１８６０７号公報
【特許文献４】特開平１１−２１８６０６号公報
【特許文献５】特開平０９−２３０１２４号公報
【特許文献６】特開２００２−２３６２１０号公報
【特許文献７】特開平０９−１８９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、着色層上に保護層を形成しなくても、着色層上に形成される配向膜の層の平坦さを損なわず、配向膜のラビング工程による膜剥がれが生じ難く、かつ優れた表示特性を示すカラーフィルタを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、着色層上に保護層を形成しなくても、着色層上に形成される配向膜等の層の平坦さを損なわず、また配向膜のラビング工程における膜剥がれが生じ難いカラーフィルタを備え、優れた表示特性を示す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】
【００１２】
本発明のカラーフィルタは透明基板と、該透明基板上に設けられた、開口部を有するブラックマトリクスと、該開口部に設けられた、色画素を構成する複数の着色層とを有し、該ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他のカラーフィルタは、前記着色層とブラックマトリクスとが互いの端部を接触または重積した部分の盛り上がり高さがブラックマトリクスもしくは着色層より０．２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の他のカラーフィルタは、前記着色層とブラックマトリクスとが互いの端部を接触または重積した部分の端部表面が該透明基板に対し２〜４５°の角度をなすことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のカラーフィルタは透明樹脂による保護層を設けずに横電界方式の液晶表示装置に用いられることを特徴とする
本発明の横電界方式の液晶表示装置は、前記透明樹脂による保護層を設けないカラーフ
ィルタを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を用いると、着色層上に保護層を設けなくても、この着色層上に形成される配向膜をラビングする工程において、カラーフィルタの画像上に形成された配向膜のラビング剥がれを生じさせることなく良好な表示特性を示すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のカラーフィルタは、透明基板と、透明基板上に設けられた、開口部を有するブラックマトリクスと、開口部に設けられ、色画素を構成する複数の着色層とを有し、該ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍである。
【００１８】
本発明のカラーフィルタ及びカラーフィルタによれば、着色層上に保護層を形成しなくても、着色層上に形成される配向膜の平坦さを損なわず、また配向膜のラビング工程における膜剥がれが生じ難く、かつ優れた表示特性を示す液晶表示を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の液晶表示装置は、上記カラーフィルタを備えている。
【００２０】
本発明の液晶表示装置を用いると、使用されるカラーフィルタのブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍであることにより、着色層上に保護層を形成しなくても、着色層上に形成される配向膜の平坦さを損なわず、また配向膜のラビング工程における膜剥がれが生じ難く、かつ優れた表示特性を示す液晶表示を行うことができる。
【００２１】
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。
【００２２】
図２に、図１のブラックマトリクスと着色層とが端部を接触または重積した部分を拡大した模式的な断面図を示す。
【００２３】
図１に示すように、このカラーフィルタ１０は、透明基板１と、透明基板１上に設けられた例えばストライプ状のブラックマトリクス２と、このブラックマトリクス２の開口部に設けられた複数の着色層例えば赤色着色層３Ｒ、緑色着色層３Ｇ、及び青色着色層３Ｂを含む。
【００２４】
着色層とブラックマトリクスの膜厚の関係は｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍである。この膜厚の関係が満たされない、すなわち｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜＞０．１μｍの場合、配向膜を形成しラビングを行うとラビングロールが接触する強さがブラックマトリクスと着色層と極端に異なることになり、膜厚が厚い層上に形成された配向膜に剥がれが生じやすくなる。
【００２５】
図２に示すように、着色層例えば緑色着色層３Ｇは、ブラックマトリクスと互いの端部を接触または重積している。この接触また重積部分は重なり幅を有する境界領域Ｘを成す。互いに接触した端部のうち一方が（図２の場合は着色層３Ｇが）他方（図２の場合はブラックマトリクス）上に重なっており、この境界領域の表面を構成している。
【００２６】
この境界領域の盛り上がり高さはブラックマトリクスもしくは着色層より０．３μｍ以下である。境界領域の盛り上がり高さが０．３μｍより大きくなると、配向膜を形成しラビングを行った際に境界領域上のみにラビングロールが強く接触することになり、境界領域上に形成された配向膜に剥がれが生じやすくなる。
【００２７】
また、３Ｇ端部表面の輪郭に接する接線αと、透明基板とのなす角度θは２〜４５°である。
【００２８】
この角度が２°未満であると、端部が極端に薄くなりパターン形状が悪くなりやすく、４５°を超えると、この端部形状が急嵯になり、やはりラビング工程での配向膜剥がれが生じやすくなる。
【００２９】
カラーフィルタの製造を、フォトリソグラフィ法の例で説明する。
【００３０】
まず、予めブラックマトリクスを形成した透明基板を用意し、透明基板上に、感光性着色組成物を塗布し、プリベークを行う。
【００３１】
この感光性樹脂を塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられる。４０〜６０ｃｍ四方程度の基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならば、これらに限定されるものではない。また、プリベークは、５０〜１２０℃の温度で１０〜２０分加熱することが好ましい。
【００３２】
また、塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると、通常はプリベーク後の膜厚で２μｍ程度である。そして、透明基板上に塗布された感光性着色組成物をパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などが用いられる。
【００３３】
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ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、さらに、この水溶液に適当な界面活性剤などを加えたものが用いられる。そして、現像後、水洗、乾燥して任意の一色の画素が得られる。
【００３４】
以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびパターンを替え、パターニング工程を必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を得ることができる。
【００３５】
着色層は、例えば顔料等の着色剤と感光性樹脂とを含み得る。
【００３６】
着色層の形成方法としては、上記フォトリソグラフィーを用いる顔料分散法が好適であるが、本発明の構成をなし得るものであればなんでもよく、またブラックマトリクスや着色層の端部を制御するために必要であれば研磨を行なうことができる。
【００３７】
研磨方法としては、例えば平盤研磨機、及びオスカー研磨機等を用いた機械的研磨を行うことができる。
【００３８】
本発明に使用できる研磨機の一例を表す概略図を図３に示す。
【００３９】
図示するように、この研磨機では、円形のテーブル１１上に被研磨材として例えばカラーフィルタ１０が載置、固定されており、定盤１２に貼り合わせた研磨パッド１３面がカラーフィルタ表面に加圧、接触され得る。定盤１２と研磨パッド１３との間には、例えば柔軟層１４，硬質フィルム層１５が介在し、この柔軟層１４により円形テーブルのうねりを吸収させている。
【００４０】
この円形テーブル１１を回転させながら、カラーフィルタ１０表面に研磨液を滴下しつつ、定盤を揺動させて、カラーフィルタ１０表面を研磨し、カラーフィルタのブラックマ
トリクスと着色層間に生じた突起を除去することができる。
【００４１】
図４に、図２に示すカラーフィルタの着色層間に生じた突起を除去するために研磨した例を説明するための断面図を示す。
【００４２】
図示するように、このカラーフィルタ１０’は、ブラックマトリクスと着色層との境界領域が研磨されることにより、その表面が盛り上がった境界領域Ｘの代わりに、表面が平坦化された境界領域Ｘ’となっていること以外は、図２と同様の外観を有する。ブラックマトリクスと着色層との境界領域の盛り上がりが図２にしめすよりも小さくなり得ることがわかる。
【００４３】
互いの端部の重なり幅は、０ないし１０μｍの範囲であることが好ましい。
【００４４】
この範囲であると、配向膜がラビング剥がれを生じさせることなくより良好な表示特性を示すとともに、液晶素子製造時のラビング工程のプロセスマージンの拡大が可能となる。重なり幅が１０μｍを超えると、境界領域の盛り上がりが大きく、また重積端部の角度を２ないし４５°に制御しにくく、４５°より大きくなりやすい傾向がある。
【００４５】
また、本発明のカラーフィルタは透明樹脂による保護層を設けることなく横電界方式の液晶表示装置に用いられる。
【００４６】
図５に、本発明の好ましい液晶表示装置の一例として、横電界方式の液晶表示装置の構成を表す断面図を示す。
【００４７】
この液晶表示装置６０は、カラーフィルタ基板４０、カラーフィルタ基板４０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５０、及び対向基板５０間に充填された液晶１９とを具備する。
【００４８】
カラーフィルタ基板４０に用いられるカラーフィルタは、透明基板１、透明基板１の一主面上に設けられた、開口部を有するブラックマトリクス２、開口部に色画素を構成する複数の着色層３を有し、該ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍである。  このカラーフィルタ基板４０は、カラーフィルタの着色層３上に配向膜４、透明基板１の他の主面に偏光板６が設けられている。
【００４９】
また、この対向基板５０は、透明基板８と、透明基板８の一主面に設けられた共通電極１６と、透明基板８の他の主面に設けられた偏光板９と、共通電極１６を覆って設けられた絶縁層１７と、絶縁層１７上に設けられた画素電極１８、さらに絶縁層１７と画素電極１８上に形成された配向膜２２とを有する。液晶１９は、画素電極１８が設けられた絶縁層１７とカラーフィルタ基板の配向膜４との間に配置される。
【００５０】
このような横電界方式の液晶表示装置は、ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍであるため、カラーフィルタ上に形成される配向膜の平坦さを損なわず、また、配向膜のラビング工程における膜剥がれが生じ難く、かつ優れた表示特性を示す。
【００５１】
本発明に用いる透明基板は、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。一般に、液晶表示装置に用いられているものでよく、透明性の良好なポリエステルなどのプラスチック基板やガラス基板が挙げられる。そして、ブラックマトリクスは、あらかじめ透明基板上に黒色の感
光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。
【００５２】
透明基板上への着色層の作製方法は、フォトリソグラフィ法以外、インクジェット法、印刷法、エッチング法、転写法、電着法など何れの方法、またはこれらの手法を併用して作製してもかまわない。方法で、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色組成物を透明基板上に塗布成膜して着色層を形成し、着色層をパターン露光、現像することで一色の画素を形成する工程を、各色毎に繰り返し行うフォトレジスト法が好ましい。
【００５３】
本発明のカラーフィルタに用いられる画素を構成する着色層は、感光性着色組成物を調製してフォトリソ法により形成する場合は、例えば、以下に示す組成の感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。この感光性樹脂組成物では、着色層となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり、特に限定されるものではない。
【００５４】
（顔料）
感光性着色組成物（顔料）本発明の感光性着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
【００５５】
赤色フィルタセグメント（画素）を形成するための赤色着色層組成物には、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１、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、８１：２、８１：３、８１：ｘ、８３、８８、９０、９７、１１２、１１９、１２２、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１８８、１９０、１９２、２００、２０２、２０６、２０７、２０８、２０９．２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９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。
【００５６】
黄色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、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、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、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、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
【００５７】
榿色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ２、５、１３、１６、１７：１、３１、３４、３６、３８、４３、４６、４８、４９、５１、５２、５５、５９、６０、６１、６２、６４、７１、７３等が挙げられる。
【００５８】
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ１、１：ｘ、２、２：ｘ、４、７、１０、３６、３７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。
【００５９】
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１、１：２、１：ｘ、９：ｘ、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、２４、２４：ｘ、５６、６０、６１、６２、６４、８０等の着色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：６を用いることができる。また、青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１、１：ｘ、３、３：３、３：ｘ、５：１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３を併用することができる。
【００６０】
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
【００６１】
（分散剤）
また、顔料を含有させる場合には、顔料を分散させるための分散剤を含有させる必要がある。分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパース等が使用される。分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、顔料の配合量１００質量％に対して、１〜１０質量％とすることが好ましい。
【００６２】
（非感光性樹脂及び／又は感光性樹脂）
着色組成物に用いることの透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において、透過率が８０％以上、好ましくは９５％以上の樹脂である。この透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。また、透明樹脂には、必要に応じて、その前躯体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００６３】
熱可塑性樹脂としては、例えばブチラール樹脂、スチレン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン／スチレンスルホン酸共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン／（無水）マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体−ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。
【００６４】
着色組成物に用いて好適な感光性樹脂とは、ラジカル架橋性を有する樹脂のことを意味しており、少なくとも１個のエチレン不飽和二重結合を有する質量平均分子量５０００〜１０万の樹脂が好適に用いられる。
【００６５】
具体的には、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子に、前記反応性官能基と反応可能なイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、及びスチリル基等のエチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が
用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレイン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
【００６６】
（光重合性モノマー）
光重合性モノマーとは、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーのことであり、用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、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、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（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、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（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、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパンジ（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、ジ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、１，６−ヘキサンジオルジグリシジルエテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（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、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ（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、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、エポキシ基含有化合物とカルボキシ（メタ）アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
【００６７】
また、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等も用いられる。これらは単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００６８】
（重合開始剤）
着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。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−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフオリノフェニル）−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、ヒドロキシベンゾエノン、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、１，２−オクタンジオン、１−〔４−（フェニルチオ）−、２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４’−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、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２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。
【００６９】
（光増感剤）
また、重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。増感剤として、α−アシロキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、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、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルレアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ’−ジメチルパラトルイジン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５〜６０重量％が好ましく、より好ましくは３〜４０重量％である。
【００７０】
さらに、着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上存する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、ヂカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオブロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２，４，６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２（Ｎ、Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等が挙げられる。
【００７１】
これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１〜２０質量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
【００７２】
（溶剤）
着色組成物は、基板上への均一な塗布を可能とするために、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。溶剤は、顔料を均一に分散させる機能も有する。用いて好適な有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、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、メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
【００７３】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
【実施例】
【００７４】
実施例１  着色組成物の調製
以下のように、赤色、緑色、及び着色層着色組成物を作製した。
【００７５】
赤色着色組成物
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４（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」）  ３８部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７（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」）  ７８部
分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」）  １５部
アクリルワニス（固形分２０％）  ６０部
上記組成の混合物を均一に撹拌混合した後、口径１ｍｍのガラスピースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
【００７６】
上記分散体  ２９８部ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）製「Ｍ４０２」）  １５部
アクリルワニス（固形分２０％）  １３６部
光開始剤（東洋インキ製造（株）製「ＴＲＧ２７８」）  ７部
シクロヘキサノン  ２９２部
その後、上記組成の混合物を均一になるように撹拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
【００７７】
緑色着色組成物
緑色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６  １４０部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１５０  ８５部
アクリルワニス（固形分２０％）  ２２５部
上記組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスピースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
【００７８】
上記緑色顔料分散体  ４５０部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）製「Ｍ４０２」）  ３０部
光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー３６９」）  ６部
増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ）  １部
シクロヘキサノン  ２３０部
その後、上記組成の混合物を均一になるように撹拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色着色組成物を得た。
【００７９】
青色着色組成物
青色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５  ５０部
（東洋インキ製造（株）製「リオノールブル−ＥＳ」）
紫色顔料：Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３  ２部
（ＢＡＳＦ社製「パリオゲンバイオレット５８９０」）
分散材（ゼネカ社製「ソルスパーズ２０００」）  ６部
アクリルワニス（固形分２０％）  ２００部
上記組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスピースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
【００８０】
上記分散体  １２１部トリメチロールプロパントリアクリレート  １９部
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）  ４部
増感剤（保土ケ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」）  ２部
シクロヘキサノン  ２１４部
その後、上記組成の混合物を均一になるように撹拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色着色組成物を得た。
【００８１】
カラーフィルタの調製
上記感光性樹脂組成物を用いて、以下の工程によりカラーフィルタを作製した。
【００８２】
まず、幅が２０μｍ、厚さが２．０μｍのストライプ状のブラックマトリクスを設けたガラス基板に、赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚２．０μｍとなるように塗布した。
【００８３】
これを乾燥した後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて９０秒間現像して、ストライプ状の赤色画素の着色層を得た。
【００８４】
炭酸ナトリウム  １．５重量％
炭酸水素ナトリウム  ０．５重量％
陰イオン系界面活性剤  ８．０重量％（花王（株）製「ペリレッケスＮＢＬ」）
水  ９０重量％。
【００８５】
なお、アルカリ現像液は上記の組成を有する。
【００８６】
次に、緑色着色組成物も同様にスピンコートにて膜厚が２．０μｍとなるように塗布、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を前述の赤色画素の着色層の隣接した端部と、所定幅で重なる位置に露光し、現像することで、赤色画素の着色層と隣接した緑色画素の着色層を得た。
【００８７】
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色組成物についても膜厚２．０μｍで赤色画素、緑色画素の着色層と隣接した着色画素の着色層を得た。
【００８８】
これで、図１と同様の構成を有し、ブラックマトリクスと着色層とが互いの端部を接触または重積していて、かつ膜厚の関係が｜着色層膜厚−ブラックマトリクス膜厚｜≦０．１μｍであるカラーフィルタを得た。
【００８９】
なお、境界領域の盛り上がり高さ、および境界領域表面を成す着色層端部の透明基板に対する角度は、この境界領域表面端部を、日立製電子顕微鏡Ｓ４０００により１０万倍に
拡大して撮影した画像を、測長器または分度器を使用して測定した。
【００９０】
得られたカラーフィルタの境界領域の盛り上がり高さ、および境界領域表面を成す着色層端部表面の透明基板に対する角度を下記表１に示す。
【００９１】
また、隣り合う着色層とブラックマトリクスとの重なり幅を下記表１に示す。
【００９２】
なお、各着色層間の重なり幅は、オリンパス製  顕微測微機により、反射光源を用いて映し出された画像の重なり部の幅を測ることにより測定した。
【００９３】
また、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。
【００９４】
これらの配向膜を塗布・焼成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。
【００９５】
配向膜剥がれが、全く見られない場合を○、多少発生した場合を×、及び顕著に発生した場合を××と各々評価した。
【００９６】
その結果を下記表２に示す。
【００９７】
実施例２
実施例１と同様にして得られたカラーフィルタ表面を、図３と同様の研磨機を用いて表面研磨し、得られるカラーフィルタの境界領域の盛り上がり高さおよび、境界領域表面を成す着色層表面端部の透明基板に対する角度を変更したカラーフィルタを作成した。
【００９８】
得られたカラーフィルタの境界領域表面を成す延出部表面端部のブラックマトリクス表面に対する角度及び重なり幅を実施例１と同様に、測定、評価した。その結果を下記表１に示す。
【００９９】
また、実施例１と同様にして、配向膜剥がれについて評価を行った。その結果を下記表２に示す。
【０１００】
実施例３
パターン線幅を変更すること以外は、実施例２と同様にして重なり幅９μｍであるカラーフィルタを得た。
【０１０１】
得られたカラーフィルタの境界領域の盛り上がり高さ、境界領域表面を成す着色層表面端部の透明基板表面に対する角度及び重なり幅を実施例１と同様に、測定、評価した。その結果を下記表１に示す。
【０１０２】
また、実施例１と同様にして、配向膜剥がれについて評価を行った。その結果を下記表２に示す。
【０１０３】
比較例１
実施例１と同様の構成で、赤色画素膜厚を１．７μｍとしたカラーフィルタを製造した。
【０１０４】
得られたカラーフィルタの境界領域の盛り上がり高さおよび境界領域表面を成す着色層表面端部の透明基板対する角度及び重なり幅を実施例１と同様に、測定、評価した。その結果を下記表１に示す。
【０１０５】
また、実施例１と同様にして、配向膜剥がれについて評価を行った。その結果を下記表２に示す。
【０１０６】
比較例２
比較例１と同様の構成で、表面研磨の実施し、境界領域の盛り上がり高さと境界領域表面を成す着色層表面端部の透明基板に対する角度を変更したカラーフィルタを製造した。
【０１０７】
得られたカラーフィルタの境界領域の盛り上がり高さと境界領域表面を成す着色層表面端部の透明基板に対する角度及び重なり幅を実施例１と同様に、測定、評価した。その結果を下記表１に示す。
【０１０８】
また、実施例１と同様にして、配向膜剥がれについて評価を行った。その結果を下記表２に示す。
【０１０９】
比較例１、２においては、ラビング後に表面状態を観察すると、特に着色層の端部で配向膜に剥がれが多数発生していることが確認でき、特に赤色画素の膜厚とブラックマトリクスの膜厚の差が大きく、境界領域の盛り上がり高さも比較的高い比較例１において剥がれが顕著であった。
【０１１０】
一方、実施例１〜３のいずれのカラーフィルタもラビングによる配向膜剥がれは全く観察されなかった。
【０１１１】
【表１】
2007163830.tif 000003
【０１１２】
【表２】
2007163830.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【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】本発明に使用できる研磨機の一例を表す概略図
【図４】図２に示すカラーフィルタの変形例を表す図
【図５】本発明の好ましい液晶表示装置の一例の構成を表す断面図
【符号の説明】
【０１１４】
１，８…透明基板、２…ブラックマトリクス、３，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…着色層、４，２２…配向膜、６，９…偏光板、１０…カラーフィルタ、１１…テーブル、１２…定盤、１３…研磨パッド、１４…柔軟層、１５…硬質フィルム層、１６…共通電極、１７…絶縁層、１８…画素電極、１９…液晶、４０…カラーフィルタ基板、５０…対向基板、６０…液晶表示装置
【図１】
2007163830.tif 000005
【図２】
2007163830.tif 000006
【図３】
2007163830.tif 000007
【図４】
2007163830.tif 000008
【図５】
2007163830.tif 000009