(57)【要約】【課題】液晶表示装置の製造工程である液晶表示素子用カラーフィルタと対向のアレイ基板との貼り合せ工程時に、気泡発生がなく液晶材料を円滑に封入することができる液晶表示用カラーフィルタとそれを具備する液晶表示装置の提供を目的とする。【解決手段】透明基板の一方の面上に、少なくともブラックマトリクス層と着色画素層が形成された液晶表示用カラーフィルタであって、前記着色画素層が隣接するブラックマトリクス層の上部に一部重なるように設けられ、且つ、前記着色画素層の形状のプロファイルの微分曲線が連続であることを特徴とする液晶表示用カラーフィルタである。【選択図】図４
2013160928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の一方の面上に、少なくともブラックマトリクス層と着色画素層が形成された液晶表示用カラーフィルタであって、前記着色画素層が隣接するブラックマトリクス層の上部に一部重なるように設けられ、且つ、前記着色画素層の形状のプロファイルの微分曲線が連続であることを特徴とする液晶表示用カラーフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示用カラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の液晶表示用カラーフィルタ、または、対向基板のいずれか一方の基板に、液晶を封入する矩形領域を囲むように光硬化性のシール材を形成する工程と、前記シール材で囲まれた矩形領域に液晶材料を滴下する工程と、減圧雰囲気中で液晶材料を滴下した前記基板と他方の基板を重ね合わせる工程により、液晶表示用カラーフィルタと対向基板との間に液晶材料を封入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶分子の持つ複屈折性を利用した表示素子であり、液晶セル、偏光素子および光学補償層から構成される。このような液晶表示装置は、光源の種類により、光源を内部に有する構造である透過型と、外部の光源を利用する構造である反射型の２つに大別される。
【０００３】
透過型液晶表示装置は、二枚の偏光素子を液晶セルの両側に配置し、一枚または二枚の光学補償層を液晶セルと偏光素子との間に設けた構成からなる。また、反射型液晶表示装置は、反射板、液晶セル、一枚の光学補償層、及び一枚の偏光素子の順に配置した構成を有する。
【０００４】
液晶セルには、二枚の基板に狭持された棒状液晶性分子が配向して封入されており、二枚の基板の両側もしくは片側に配置された電極層に電圧を加えることにより、棒状液晶性分子の配向状態を変化させて光の透過／遮光をスイッチングするしくみとなっている。
【０００５】
液晶セルは、棒状液晶性分子の配向状態の違いで、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）のような様々な表示モードのものが提案されている。
【０００６】
近年、液晶表示装置は、その薄型ゆえの省スペース性や軽量性、大型化、また省電力性などが評価され、テレビ視聴機としても急速な広がりを見せるとともに、輝度、コントラストや全方位の視認性などの表示性能をより高めることが強く要求されるようになっている。
【０００７】
液晶セルの製造方法は、二枚の基板のいずれか一方の基板に、液晶を封入する矩形領域を囲むように光硬化性のシール材を形成し、前記シール材で囲まれた領域に液晶材料を滴下し、減圧雰囲気中で液晶材料を滴下した前記基板と、もう一方の基板を重ね合わせて液晶材料を封入する液晶滴下法を用いた製造方法が一般的に幅広く用いられている。（特許文献１参照）
【０００８】
しかしながら、近年の基板大型化に伴い、液晶材料の滴下量や貼り合せ時の真空度の制御が適性であったとしても、貼り合せ時に液晶材料がシール材で囲まれた表示領域内に十分に拡がらず、真空泡が生じるために、良好な液晶表示装置を安定して製造することが出来ないという問題が生じている。
【０００９】
上記の問題に対して、ブラックマトリクス上に重なる着色画素層の断面形状のテーパー形状が緩やかであればあるほど、液晶材料が広がる際に障害となる物が少ない為、前記テーパー形状の角度を制御することで液晶材料の広がり性をある程度制御することが可能であるが、それだけでは貼り合せ工程時に発生する真空泡の問題を解決することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３５４５０７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、液晶表示装置の製造工程である液晶表示素子用カラーフィルタと対向のアレイ基板との貼り合せ工程時に、気泡発生がなく液晶材料を円滑に封入することができる液晶表示用カラーフィルタとそれを具備する液晶表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
鋭意検討の結果、本発明者らは、図１に示すようなブラックマトリックス上に重なる着色画素層の断面形状のプロファイルの微分曲線を連続とすることで、真空泡の問題を解決できることを見出した。
【００１３】
図２，３に示すように角が立っていたり斜面の勾配が段階的に変化したりしている形状、すなわち、プロファイルの微分曲線が連続でないと、液晶材料の広がりが角部分や勾配の変曲点遮られ、液晶が十分広がらずに真空泡が発生してしまう。
【００１４】
請求項１は透明基板の一方の面上に、少なくともブラックマトリクス層と着色画素層が形成された液晶表示用カラーフィルタであって、前記着色画素層が隣接するブラックマトリクス層の上部に一部重なるように設けられ、且つ、前記着色画素層の形状のプロファイルの微分曲線が連続であることを特徴とする液晶表示用カラーフィルタである。
【００１５】
請求項２は、請求項１に記載の液晶表示用カラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。
【００１６】
請求項１記載の液晶表示用カラーフィルタ、または、対向基板のいずれか一方の基板に、液晶を封入する矩形領域を囲むように光硬化性のシール材を形成する工程と、前記シール材で囲まれた矩形領域に液晶材料を滴下する工程と、減圧雰囲気中で液晶材料を滴下した前記基板と他方の基板を重ね合わせる工程により、液晶表示用カラーフィルタと対向基板との間に液晶材料を封入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、３に記載の本発明によれば、前記ブラックマトリックスの開口部およびブラックマトリックスの上の一部に重なるように着色組成物による着色層を設け、前記着色層の形状のプロファイルの微分曲線が連続となるように制御することで、対向側基板との貼り合せ工程において、真空泡の発生を抑制することが出来る効果を持つ。
また、請求項１〜３に記載の本発明によれば、輝度、コントラストや全方位の視認性などの表示性能をより高めた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る着色画素断面形状の概念図を示す。
【図２】従来の一実施形態である着色画素断面形状１の概念図を示す。
【図３】従来の一実施形態である着色画素断面形状２の概念図を示す。
【図４】本発明の実施例と比較例の断面形状のプロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るカラーフィルタ、その製造方法および前記カラーフィルタを具備した液晶表示装置について、実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
本発明に係るカラーフィルタは、透明基板の一方の面に少なくともブラックマトリクスと着色画素からなる着色層が形成され、これらを構成する着色樹脂組成物は着色材、バインダー樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、添加剤、有機溶剤からなる。前記添加剤は必要に応じ適宜加えられるものであり、例えば、界面活性剤、連鎖移動剤、貯蔵安定剤などである。
【００２１】
すなわち、本発明に係るカラーフィルタは、前記着色層の形状のプロファイルの微分曲線が連続となるように、前記着色層を形成する着色樹脂組成物の材料構成及びそのパターン形成条件を最適化することで、対向側基板との貼り合せ工程において、真空泡の発生を抑制することが出来る。
【００２２】
前記透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。また、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモンなどの金属酸化物の組み合わせからなる透明電極が形成されていてもよい。
【００２３】
前記バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、スチレンーマレイン酸共重合体、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂から選択された１種以上を選択することが出来る。また、これらを変性したもの等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂と不飽和基含有カルボン酸またはその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られた光重合性不飽和基含有樹脂、あるいはノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂またはこれらの変性樹脂が、現像性、パターニング特性、コスト等の点から特に好ましい。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンー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、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、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００２５】
前記光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、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種または必要に応じて任意の比率で２種以上混合して用いることができる。他の光重合開始剤は、感光性着色組成物中の１００重量部に対して、５〜２５重量部、好ましくは１０〜２０重量部の量で用いることができる。
【００２６】
本発明に係る赤色樹脂組成物に用いられる前記着色材としては、例えば、
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等の赤色顔料が好ましい。
【００２７】
また、緑色樹脂組成物に用いられる前記着色材としては、Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ５８等の緑色顔料が好ましい。
【００２８】
また、前記赤色及び緑色樹脂組成物には下記の黄色顔料を併用することができる。
Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、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。
【００２９】
本発明に係る青色樹脂組成物に用いられる前記着色材としては、例えば
Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等の青色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：６を用いることができる。
【００３０】
また、前記青色樹脂組成物には下記の紫色顔料を併用することができる。
Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等。なかでもＣ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３の併用が好ましい。
【００３１】
本発明に係る光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、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、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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（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ヘキサ（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、メラミン（メタ）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、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、（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が挙げられる。また、水酸基を有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートとの組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、１種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。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。
【００３２】
また、本発明に係る前記添加剤としては、例えば界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００３３】
また、前記添加剤として連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としてはチオール基を２個以上有する多官能チオールが好ましく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、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プロピオネート、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。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重量％が好ましく、より好ましくは１〜２０重量％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。
【００３４】
また、前記添加剤として組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を用いることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の量で含有させることができる。
【００３５】
また、前記添加剤として、基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。シランカップリング剤としては、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．０１〜１００重量部の量で含有させることができる。
【００３６】
本発明に係る前記有機溶剤としては、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、１−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、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。有機溶剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００３７】
また、上記に説明した着色材、バインダー樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、添加剤、有機溶剤からなる本発明に係る前記着色樹脂組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ、水無しオフセット印刷インキ、インクジェット用インキ、シルクスクリーン印刷
用インキ、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストの形態で調製することができる。
【００３８】
着色材は、前記着色樹脂組成物の全固形分量を基準（１００重量％）として、５〜７０重量％の割合で含有されることが好ましい。より好ましくは、２０〜５０重量％である。
【００３９】
前記着色樹脂組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００４０】
前記着色画素を形成する方法としてはフォトリソグラフィ法が好ましく、前記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色樹脂組成物を、アレイ基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜１０μｍとなるように塗布する。
【００４１】
塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。マスクとのアライメントマークを確認する際、赤外光（７５０ｎｍ〜１０００ｎｍ）を使用する。
【００４２】
その後、有機溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して、未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタ基板の着色画素を製造することができる。
【００４３】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。
【００４４】
液晶表示装置の製造において、カラーフィルタ基板及び対向基板に配向処理を行う必要がある。配向処理は、配向膜を液晶表示装置用基板の液晶に接する面の側に形成し、必要に応じて、液晶表示装置用基板の液晶界面での液晶の方向を一様に揃える処理を実施する。
【００４５】
本発明の液晶表示装置の構成を実施するために、市販されている配向膜を用いても良い。また、２種以上を混合して用いても良いし、適宜他のポリマー成分を添加しても良いし、製品に含まれる樹脂成分を適宜選択して用いてもよい。
【００４６】
液晶界面での液晶の方向を一様に揃える処理は、液晶のダイレクターを液晶表示装置用基板の水平近くまで配向させる必要のあるＴＮやＩＰＳ等といった液晶表示モードで用いられるものであり、レーヨンやコットンといった布で配向膜を擦るラビング処理や偏光を制御した光を照射する光配向処理等が用いられる。
【００４７】
液晶表示装置の液晶層厚みは、本発明の前記着色画素着色画素積層スペーサを用いて保持される。
【００４８】
液晶表示装置に使用される液晶材料としては、表示モード、駆動方式に応じて適宜選択することができ特に制限されない。本発明に使用するネマティック液晶としては、表示方
式に応じて例えば、誘電異方性△εが正のもの、負のものを適宜用いることができる。
【００４９】
本発明の液晶表示装置の構成を実施するために、市販されている液晶を用いてもよい。
【００５０】
液晶表示装置用基板への液晶材料の滴下には、プランジャポンプ方式のディスペンサが用いられる。液晶材料滴下用ディスペンサは、円筒状の筐体に液晶材料を導入し、細長い棒状のプランジャを鉛直方向に移動させることによって液晶をノズルから滴下する。
【００５１】
一対のカラーフィルタ基板とアレイ基板を貼り合せる際に行う減圧は、１Ｐａ以下で行うことが好ましい。１Ｐａ以上の圧力で貼り合せを行うと液晶材料が十分に広がらなかったり、貼り合せ後にカラーフィルタ材料や液晶材料等から揮発性ガスが発生して液晶セル内に残存することにより気泡が発生することがある。
【００５２】
本発明の封止剤を硬化させる工程には、紫外線（ＵＶ）照射を用いる。ＵＶ照射を行う際には、表示画素部分に光を当てないようにする必要がある。封止剤にＵＶ照射を行った後、通常１００〜１５０℃で３０〜９０分の加熱処理が行われる。本処理により、封止剤を熱硬化させるとともに、液晶材料の相転移温度以上の熱をかけることによって、液晶材料の再配向を促すことができる。こうして得られた液晶表示用基板を断裁後、駆動用ドライバ、偏光板及びバックライトユニットを装着することによって液晶表示装置として完成する。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。また、顔料の記号はカラーインデックスナンバーを示し、例えば、「ＰＲ２５４」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４」を、「ＰＹ１５０」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０」を表す。
【００５４】
（バインダー樹脂の調整）
［樹脂溶液（Ａ−１）の合成］
反応容器にシクロヘキサノン８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
スチレン                  ６０部
メタクリル酸              ６０部
メチルメタクリレート      ６５部
ブチルメタクリレート      ６５部
熱重合開始剤              １０部
連鎖移動剤                  ３部
滴下後十分に加熱した後、熱重合開始剤２．０部をシクロヘキサノン５０部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。
この樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液（Ａ−１）とした。
アクリル樹脂の重量平均分子量は、約３００００であった。
【００５５】
［樹脂溶液（Ａ−２）の合成］
反応容器にシクロヘキサノン８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
スチレン                  ５５部
メタクリル酸              ６５部
メチルメタクリレート      ６５部
ベンジルメタクリレート    ６０部
熱重合開始剤              １５部
連鎖移動剤                  ３部
滴下後十分に加熱した後、熱重合開始剤２．０部をシクロヘキサノン５００部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。
この樹脂溶液に固形分が３０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液（Ａ−２）とした。
アクリル樹脂の重量平均分子量は、約２００００であった。
【００５６】
＜赤色樹脂組成物１＞
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４        ３９．９９重量部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７          ４．５０重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０    ５．４０重量部
分散剤：（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−３０３」）    １．０重量部
樹脂溶液（Ａ−１）                                        １０．１３重量部
多官能重合性モノマー                                        １．９０重量部
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−ＯＸＥ０２」）０．２０重量部
増感剤                                                      ０．２９重量部
シクロヘキサノン                                          ３６．５９重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌し、混合した後、５μｍのフィルターで濾過して、赤色樹脂組成物１を得た。
【００５７】
＜赤色樹脂組成物２＞
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４        ３９．９９重量部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７          ４．５０重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０    ５．４０重量部
分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−３０３」）      １．０重量部
樹脂溶液（Ａ−２）                                        １０．１３重量部
多官能重合性モノマー                                        １．９０重量部
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュア−ＯＸＥ０２」）０．２０重量部
増感剤                                                      ０．２９重量部
シクロヘキサノン                                          ３６．５９重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌し、混合した後、５μｍのフィルターで濾過して、赤色樹脂組成物２を得た。
【００５８】
＜緑色樹脂組成物＞
緑色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ５８        ４０．９０重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０    ８．３７重量部
分散剤                                                        １．０重量部
樹脂溶液（Ａ−１）                                          ４．１１重量部
樹脂溶液（Ａ−２）                                          ４．１１重量部
多官能重合性モノマー                                        ２．００重量部
光重合開始剤                                                  ０．２重量部
光増感剤                                                    ０．２９重量部
シクロヘキサノン                                          ３９．０２重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌し、混合した後、５μｍのフィルターで濾過して、緑色樹脂組成物を得た。
【００５９】
＜青色樹脂組成物＞
青色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５        ２０．００重量部
分散剤                                                      １．００重量部
樹脂溶液（Ａ−１）                                          ２．８２重量部
樹脂溶液（Ａ−２）                                          １．７２重量部
多官能重合性モノマー                                        ７．７３重量部
光重合開始剤                                                ０．９４重量部
光増感剤                                                    ０．４６重量部
シクロヘキサノン                                          ３３．７６重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌し、混合した後、５μｍのフィルターで濾過して、青色樹脂組成物を得た。
【００６０】
（ブラックマトリクスの形成）
＜黒色樹脂組成物＞
光重合開始剤                                                  ５．３重量部
アクリル樹脂                                                １０．７重量部
エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー                      ４．４重量部
黒色顔料分散液                                              ２３．４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            ５６．２重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌し、混合した後、５μｍのフィルターで濾過して、黒色樹脂組成物を得た。
【００６１】
（着色画素およびスペーサの形成）
最初に、上記黒色着色組成物をガラス基板上に、スプレーコート法により、本発明の一実施形態に係る着色樹脂組成物を均一に塗布し、乾燥させる。
【００６２】
次いで、フォトリソグラフィ法により、所望の遮光パターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射して露光した。
【００６３】
次に、前記紫外線未露光部分を炭酸ソーダからなる現像液を用いて、シャワー現像法にて洗い流して所望のパターンを形成した。
【００６４】
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、ブラックマトリックスを形成した。
【００６５】
（実施例１）
前記ブラックマトリックスを形成した基板上に、スプレーコート法により、前記赤色樹脂組成物１を均一に塗布し、乾燥させた。
【００６６】
フォトリソグラフィ法により、赤色画素を形成すべき領域および着色画素積層スペーサを形成する領域に、所望の遮光パターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射して露光した。
【００６７】
次に、前記紫外線未露光部分を炭酸ソーダからなる現像液を用いて、シャワー現像法にて洗い流して所望のパターンを形成した。
【００６８】
現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で２０分加熱処理してパターンを硬化させる。
【００６９】
次に、前記組成の緑色樹脂組成物を用いて、赤色のパターン形成と同様の工程で、緑色画素を形成すべき領域、および着色画素積層スペーサを形成する領域に緑色のパターンを形成した。
【００７０】
次に、前記組成の青色樹脂組成物を用いて、赤色のパターン形成と同様の工程で、青色画素を形成すべき領域、および着色画素積層スペーサを形成する領域に青色のパターンを形成した。このとき、着色画素積層スペーサの最上部である青色は、積層１層目の赤色及び、２層目の緑色を覆い着色層による固着保護層により一体化することにより赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色からなる着色層および着色画素積層スペーサを形成した。当実施例の赤（Ｒ）の平面視直径は２５μｍ、緑（Ｇ）は１６μｍ、青（Ｂ）はこれら２色を覆う大きさの３０．０μｍとし、実施例１のカラーフィルタを得た。
【００７１】
（実施例２）
前記ブラックマトリックスを形成した基板上に、スプレーコート法により、前記赤色樹脂組成物２を均一に塗布し、乾燥させた。
【００７２】
次いで、フォトリソグラフィ法により、赤色画素を形成すべき領域および着色画素積層スペーサを形成する領域に、所望の遮光パターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射して露光した。
【００７３】
次に、前記紫外線未露光部分を炭酸ソーダからなる現像液を用いて、シャワー現像法にて洗い流して所望のパターンを形成した。
【００７４】
現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で２０分加熱処理してパターンを硬化させる。
【００７５】
次に、前記組成の緑色樹脂組成物を用いて、赤色のパターン形成と同様の工程で、緑色画素を形成すべき領域、および着色画素積層スペーサを形成する領域に緑色のパターンを形成した。
【００７６】
次に、前記組成の青色樹脂組成物を用いて、赤色のパターン形成と同様の工程で、青色画素を形成すべき領域、および着色画素積層スペーサを形成する領域に青色のパターンを形成した。このとき、着色画素積層スペーサの最上部である青色は、積層１層目の赤色及び、２層目の緑色を覆い着色層による固着保護層により一体化することにより赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色からなる着色層および着色画素積層スペーサを形成した。当実施例の赤（Ｒ）の平面視直径は２５μｍ、緑（Ｇ）は１６μｍ、青（Ｂ）はこれら２色を覆う大きさの３０．０μｍとした。
【００７７】
上記のようにして得られた前記カラーフィルタの固定スペーサを含む表面について、ポリッシングと呼ばれる大きさが１μｍ以下の細かい砥粒とプラスチックなどの軟質工具のポリッシャを用いて鏡面に仕上げる加工法を適用し、研摩処理を実施し、実施例２のカラーフィルタを得た。
【００７８】
（比較例）
前記ブラックマトリックスを形成した基板上に、スプレーコート法により、前記赤色樹脂組成物２を均一に塗布し、乾燥させた。
【００７９】
次いで、フォトリソグラフィ法により、赤色画素を形成すべき領域および着色画素積層スペーサを形成する領域に、所望の遮光パターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射して露光した。
【００８０】
次に、前記紫外線未露光部分を炭酸ソーダからなる現像液を用いて、シャワー現像法にて洗い流して所望のパターンを形成した。
【００８１】
現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で２０分加熱処理してパターンを硬化させる。
【００８２】
次に、前記組成の緑色樹脂組成物を用いて、赤色のパターン形成と同様の工程で、緑色画素を形成すべき領域、および着色画素積層スペーサを形成する領域に緑色のパターンを形成した。
【００８３】
次に、前記組成の青色樹脂組成物を用いて、赤色のパターン形成と同様の工程で、青色画素を形成すべき領域、および着色画素積層スペーサを形成する領域に青色のパターンを形成した。このとき、着色画素積層スペーサの最上部である青色は、積層１層目の赤色及び、２層目の緑色を覆い着色層による固着保護層により一体化することにより赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色からなる着色層および着色画素積層スペーサを形成した。当実施例の赤（Ｒ）の平面視直径は２５μｍ、緑（Ｇ）は１６μｍ、青（Ｂ）はこれら２色を覆う大きさの３０．０μｍとした。
【００８４】
上記のようにして得られたカラーフィルタの固定スペーサを含む表面について、研摩処理を実施せず、比較例のカラーフィルタを得た。
【００８５】
（評価及び方法）
実施例１、２及び比較例で得られたカラーフィルタを用いて、下記の項目について評価を行なった。
【００８６】
（プロファイル）
実施例１、２及び比較例で得られたカラーフィルタを用いて、赤色着色層の膜厚のプロファイルを測定した。測定結果を図４に示す。
【００８７】
（液晶の広がり性）
実施例１、２及び比較例で得られたカラーフィルタを用いて、基板温度２００℃、アルゴンと酸素を放電ガスとし、スパッタリング法にてＩＴＯをターゲットとして透明電極膜を膜厚１４００Åにて形成した。次に、この透明電極膜上にポリイミドよりなる配向膜を膜厚１０００Åとなるように形成し、前記カラーフィルタの中央部に対し、液晶材料をプランジャポンプ方式のディスペンサが用いて１滴のみ滴下を行い、その広がり性について評価した。その結果を下記表１に示す。
なお、液晶の広がり性については、滴下した液晶の形状が円形に広がったものを○、楕円形に広がったものを×と判定した。
【００８８】
【表１】
2013160928.tif 000003
【００８９】
（セルの形成性）
実施例１、２及び比較例のカラーフィルタ基板の透明電極膜上にポリイミドよりなる配向膜を形成し、ＴＦＴを形成したガラス基板上にＶＡ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１Ｐａ以下の真空状態で貼り合わせを行い、３．５Ｊ／ｃｍ２の照射量で露光することによりシール材を硬化させセル組みして液晶表示装置を作製し、前記セル形成時のＵＶ硬化直後の真空泡数量を目視で確認評価した。その結果を下記表２に示す。
なお、セルの形成性については、気泡の発生が確認されない場合を○、気泡の発生が確認された場合を×と判定した。
【００９０】
【表２】
2013160928.tif 000004
【００９１】
（比較結果）
実施例１、２で得られた本発明品はいずれも微分曲線が連続したプロファイルを示したが、比較例では微分曲線が連続ではないプロファイルを示した。
また、液晶の広がり性については、実施例１、２で得られた本発明品はいずれも良好な結果が得られたが、比較例では実用レベルに達しなかった。
また、セルの形成性については、実施例１、２で得られた本発明品はいずれも気泡の発生は確認できなかったが、比較例では気泡の発生が確認された。
以上のことから、実施例で得られた本発明品はいずれも比較例品に比べて良好な結果を示した。
【符号の説明】
【００９２】
１：ガラス基板
２；ブラックマトリクス
３〜５：着色層
６：角部
７：ガタツキ部
【図１】
2013160928.tif 000005
【図２】
2013160928.tif 000006
【図３】
2013160928.tif 000007
【図４】
2013160928.tif 000008