(57)【要約】      （修正有）【課題】カラーフィルタの透明基板の四隅部におけるカラーレジストの膜厚増加を低減し、四隅部の色度異常や色ムラなどの色特性を改善したカラーフィルタ、及びそれを用いた表示装置を提供する。【解決手段】透明基板１上に、少なくとも複数色の着色画素と、着色画素を区分するブラックマトリックス３とを有するカラーフィルタ１０において、透明基板１の端と、ブラックマトリックスの最外周３−Ａの間の非表示領域に厚みのある独立パターン４を備え、独立パターン４を透明基板１の４辺の非表示領域に備えるカラーフィルタ、及びそれを用いた表示装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、少なくとも複数色の着色画素と、前記着色画素を区分するブラックマトリックスとを有するカラーフィルタにおいて、前記透明基板の端と、前記ブラックマトリックスの最外周の間の非表示領域に、厚みのある独立パターンを備えることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記独立パターンを前記透明基板の４辺の前記非表示領域に備え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】
前記独立パターンは、前記ブラックマトリックスと同じ材料、かつ同じ膜厚であることを特徴とする請求項１、または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記独立パターンが平面視でストライプ状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記独立パターンが平面視でドット状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記独立パターンが平面視で折れ線状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記独立パターンが平面視で格子状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
前記独立パターンが平面視で楯鱗を模したパターンが配列されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
前記独立パターンの配列が、前記ブラックマトリックスの最外周から前記透明基板の端に向かって、斜め方向の直線的な方向性を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のカラーフィルタを備えていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ、及びそれを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶や有機ＥＬを利用する表示装置に備えるカラーフィルタの製造においては、角型の透明基板上に三原色に対応するカラーレジストをそれぞれ塗布し、画素に対応する形状で露光し、現像して着色画素を形成する。
【０００３】
塗布方法としては一般に、図５に示すように、（ａ）中央滴下方式、または（ｂ）スリットコート方式等により透明基板にレジストを付与した後、（ｃ）スピンコート方式により中心軸に対し垂直方向に回転させながら展開して塗布する方法が採られる。スピンコート方式における塗布液滴の流れを、基板中央部の液滴で例示すると、図５（ｄ）のように、液滴は基板の回転による遠心力とコリオリの力を受け、曲がりながら基板外周部へ向かい、基板上に塗布されつつ、余剰液は基板外部へ放出される。
【０００４】
しかしながら、カラーフィルタのような角型基板の場合は、回転時の基板表面に気流の乱れが発生しやすく、図５（ｄ）に模式的に示すような四隅領域に塗布液の渦状の乱流領域が出来、図５（ｅ）に示すように、この部分の膜厚が大きくなる傾向があることが知られている。このような膜厚増加は、カラーフィルタでは色度異常や色ムラの原因となる。この問題への対策として、従来は塗布装置上の工夫や、レジスト材料の改善により対応されてきた（特許文献１）。
【０００５】
近年のカラーフィルタの製造では、基板の大型化とともに、コスト的な有利性から、1枚の基板に表示領域からなるピースを数多く配置（面付け）することが求められる。その結果、図６（ａ）と同（ｂ）の比較から分かるように、ピース１２からなる表示領域１２ａが広くなるとともに、ピース部以外の非表示領域（図６のグレーの部分）は逆に狭くなることとなる。この結果、前述の対策のみで、四隅部の膜厚増加による影響を回避することは困難となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４１０５１号公報
【０００７】
さらに、カラーフィルタの製造工程では、通常、着色画素を形成する前に、ブラックマトリックス（ＢＭ）のパターンを形成する。ＢＭは表示装置のコントラストを向上するための細い遮光パターンであり、後工程で形成する着色画素を区切るように格子状に形成される。ＢＭのパターンも通常、黒色のレジストを塗布し、現像して形成される。
【０００８】
ＢＭの格子パターンが存在する状態で基板上へカラーレジストを塗布すると、前述の四隅部の膜厚増加の問題は複雑化する。すなわち、ＢＭが存在すると、塗布液はＢＭパターンを乗り越えて進む必要があるため、進行速度が低下する。その結果、基板外へ放出される塗布液は減少するが、一方、図７に示すように（図７では簡単のため、ピース数が１個の場合を示している）、いったん最外周のＢＭの方向と角度θをなして非表示領域へ出た塗布液には、乱流の影響を受けながら再びＢＭ領域に戻るものが存在する。ＢＭ領域ではさらに進行速度が低下するためＢＭ領域内に留まる割合が大きくなり、四隅部の膜厚増加はさらに大きくなり、カラーフィルタの色特性に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、カラーフィルタの透明基板の四隅部におけるカラーレジストの膜厚増加を低減し、該部分の色度異常や色ムラなどの色特性を改善したカラーフィルタ、及びそれを備えた表示装置を提供する。
【００１０】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、透明基板上に、少なくとも複数色の着色画素と、前記着色画素を区分するブラックマトリックスとを有するカラーフィルタにおいて、前記透明基板の端と、前記ブラックマトリックスの最外周の間の非表示領域に、厚みのある独立パターンを備えることを特徴とするカラーフィルタとしたものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記独立パターンを前記透明基板の４辺の前記非表示領域に備えることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記独立パターンは、前記ブラックマトリックスと同じ材料、かつ同じ膜厚であることを特徴とする請求項１、または２に記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記独立パターンが平面視でストライプ状に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記独立パターンが平面視でドット状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記独立パターンが平面視で折れ線状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記独立パターンが平面視で格子状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、前記独立パターンが平面視で楯鱗を模したパターンが配列されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、前記独立パターンの配列が、前記ブラックマトリックスの最外周から前記透明基板の端に向かって、斜め方向の直線的な方向性を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカラーフィルタとしたものである。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のカラーフィルタを備えていることを特徴とする表示装置としたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、カラーフィルタの透明基板の四隅部におけるカラーレジストの膜厚増加が低減されるので、該部分の色度異常や色ムラなどの色特性が改善されたカラーフィルタ、及びそれを備えた表示装置を得ることができる。同時に、面付け数の増加による表示領域の拡大にも対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のカラーフィルタの特徴を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の特徴である独立パターンの例を示す説明図である。
【図３】本発明の特徴である独立パターンの別の例を示す説明図である。
【図４】本発明の特徴である独立パターンの別の例を示す説明図である。
【図５】従来の塗布状態を模式的に示す斜視図と平面図である。
【図６】カラーフィルタの面付けを例示する説明図である。
【図７】ＢＭがある場合の塗布状態を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明によるカラーフィルタを、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明によるカラーフィルタを模式的に示す平面図であり、透明基板１上に５ｘ５の配置でピース２の面付けを行った場合を例示している。着色画素の図示は省略している。本発明のカラーフィルタの特徴として、斜線で示した、最外周のＢＭ３−Ａと基板端１−Ａの間の非表示領域に、ＢＭパターンや後工程で形成する着色画素と接続しない独立パターン４を備えている。
【００２４】
前記独立パターン４は、ＢＭパターン形成時に、ＢＭ材料と同じ材料、かつ同じ膜厚で形成することにより、工程数を増やすことなく形成することができる。
【００２５】
ＢＭ材料、及び独立パターン材料としては、黒色顔料を含む黒色感光性樹脂組成物が電気絶縁性を有し好ましい。
【００２６】
独立パターン４は、後に例示するような種々のパターンをとりうるが、最外周のＢＭ３−Ａから基板端１−Ａに向かって、斜め方向の直線的な方向性を有している、という共通点を持っている。すなわち、最外周のＢＭ３−Ａの方向ａ１〜ａ４（図１ではピース端の方向と一致している）と、角度θの方向性を有して配列している。ここで、θは図７で説明を行った、塗布液が最外周のＢＭから非表示領域へ出るときの角度である。
【００２７】
従って、θの方向は、カラーレジストを塗布時の基板の回転方向が図１のように時計回りである場合、透明基板の４辺の非表示領域いずれにおいても、各々の最外周のＢＭ３−Ａの方向ａ１〜ａ４を始点として、９０°以下の角度を時計回りにつくる方向（図の矢印で示す方向）である。基板の回転方向が反時計回りである場合、θのつくる方向も反時計回りとなる。このように、θの方向は、使用する塗布装置の回転方向によって決定すればよい。
【００２８】
θの大きさは、基板の回転数だけでなく、レジストの特性（粘度、チキソ性等）や、作成する膜厚にも依存するが、通常のカラーフィルタの作製では、通常これらの条件に大きな範囲の変化はないため、最も有効なθの角度で独立パターンを設計すればよい。
【００２９】
ここまで、最外周のＢＭと基板端の間の非表示領域に独立パターンを形成する場合について説明を行ったが、表示領域においてもＢＭの存在により塗布液の流れる速度は低下するので、ピースを面付けする場合、ピース間の間隙にも同様の独立パターンを配置してもよい。その場合、θの方向と角度は、例えば図７のように塗布液の流れを予想することにより、適宜設計することができる。
【００３０】
本発明における、種々の独立パターンを図２〜図４で例示する。図２はストライプ状のパターンである。前述のθ方向に沿ってライン部とスペース部が形成されているために、塗布液が基板端方向や基板外へ流れやすくなり、ＢＭ領域内に戻りにくくなる。
【００３１】
図３（ａ）はドット状のパターンであり、θ方向へ直線状にドット部を形成し、ＢＭ方
向へはランダムにドットを配置することにより、基板端方向や基板外へ流れやすく、ＢＭ領域内に戻りにくくする。
【００３２】
図３（ｂ）、図４（ａ）は各々折れ線状、格子状のパターンであり、いずれもθ方向を長さ方向とするラインをもつとともに、それらと交差する、ＢＭ方向への流れに対して障壁となるラインを有することで、塗布液をＢＭ領域内へ戻りにくくする。
【００３３】
図４（ｂ）は魚類の楯鱗（じゅんりん）を模したパターンを並べたものである。楯鱗はサメ類などにみられる鱗であり、水中で体表にできる乱流を弱め、推進効率を高めていることが知られている。これらのパターンをθ方向に方向性を持たせて並べることで、乱流の影響を緩和し、塗布液を基板端方向や基板外へ流れやすくする。
【００３４】
以上のように、ＢＭパターン形成と同時に本発明に属する独立パターンを形成した後、三原色に対応するカラーレジストを一色ずつ塗布し、露光、現像を行い、着色画素を形成して本発明のカラーフィルタの基本構成が得られる。尚、一色現像するたびに独立パターン上のカラーレジストは消失するため、独立パターンはすべての色の着色画素の形成に有効である。また、独立パターンはカラーフィルタの基板上に残存するが、非表示領域であるため、表示性能への影響はない。
【００３５】
本発明の表示装置は、本発明の独立パターンを有するカラーフィルタを用いる以外は、公知の方法により作製することができる。例えば液晶型の場合、本発明のカラーフィルタ基板と、別のガラス基板の一方の表面にＴＦＴアレイと画素電極を少なくとも含むＴＦＴアレイ部を具備したＴＦＴアレイ基板とを、着色層と画素電極とが対向するように配置し、スペーサを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置を合わせ、液晶組成物を封入して貼り合わせた後、さらに偏光板をカラーフィルタの裏面側、及びＴＦＴアレイ基板の裏面側に接着層を介して貼り、バックライトユニットと組み合わせることで本発明の表示装置が得られる。有機ＥＬ型の場合も同様に、本発明の独立パターンを有するカラーフィルタを用いる以外は、公知の方法により作製することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１１・・・・・・・透明基板
１−Ａ、１１−Ａ・・・基板端
１１ａ・・・・・・・・レジストを塗布した基板
１１ｂ・・・・・・・・レジストを塗布した基板隅部
２、１２・・・・・・・ピース
１２ａ・・・・・・・・表示領域
３、１３・・・・・・・ブラックマトリックス
３−Ａ、１３−Ａ・・・最外周のブラックマトリックス
４・・・・・・・・・・独立パターン
１０、２０・・・・・・カラーフィルタ基板
１５・・・・・・・・・等膜厚線
１５・・・・・・・・・ブラックマトリックス
３１・・・・・・・・・スリットノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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