(57)【要約】【課題】  本発明は、カラー画素層が、夫々隣り合うブラックマトリックス部の端部に乗り上げる乗り上げ部を有し、かつ隆起部を有する構成のカラーフィルタ基板であっても、液晶の配向不良が生じないカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも一方の基板は、透明基板上に設けられたブラックマトリックス、該ブラックマトリックスの開口部に設けたカラー画素部は、前記ブラックマトリックス上に乗り上げた乗り上げ部を有し、かつ隆起部をするカラーフィルタ基板おいて、前記ブラックマトリックス上の乗り上げ部間に配向制御突起を設けることにより解決した。【選択図】図２
2009157191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に所定のパターンとした開口部を有するブラックマトリックス部と、該ブラックマトリックス部の開口部に設けたカラー画素部を有するカラーフィルタ基板であって、前記カラー画素部は、前記ブラックマトリックスの端部への乗り上げ部に生じた隆起部を有し、前記ブラックマトリックス部上であって、前記乗り上げ部間に配向制御突起を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記配向制御突起は、前記隆起部を被覆していることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記配向制御突起は、前記隆起部上端からの高さが１．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記カラー画素上に、さらに配向制御突起を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記ブラックマトリックス上およびカラー画素上配向制御突起は、同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項３または４記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記ブラックマトリックス上およびカラー画素上配向制御突起は、同時に形成することを特徴とする請求項４または５記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
請求項１ないし６に記載のいずれかのカラーフィルタ基板と、画素電極を設けた基板とで液晶を挟持する一対の基板の一方の基板として用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶が、画素電極の表面に設けた突起によって、電圧無印加時にはほぼ垂直に配向し、所定の電圧を印加した時にはほぼ水平に配向する請求項８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板およびこのカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置に関する。より詳しくは、画素電極の表面に設けた突起によって、一対の基板間に挟持された液晶を、電圧無印加時にはほぼ垂直に配向し、所定の電圧を印加した時にはほぼ水平に配向する、いわゆる垂直配向型（ＶＡモード）でカラー表示ができる液晶表示装置に用いるカラーフィルタ基板およびこのカラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示装置に組み込まれている液晶表示パネルは、所定の厚みを有する液晶層を介して対向する一対の透明基板からなる構成となっており、このパネル内には多数のマトリックス状の画素が形成されている。
【０００３】
高視野角、高コントラスト、高速応答、忠実な色再現、高精細などの改善が可能な液晶の動作モードとして、垂直配向型（ＶＡモード）液晶表示装置が注目されている。この垂直配向型液晶表示装置は、液晶に接する基板面に液晶配向突起を設け、液晶に所定の配向を行わせる配向制御技術を用いている。
【０００４】
図３は、フォトリソグラフィ法を用いて形成したカラーフィルタ基板の断面図である。
【０００５】
図において、１はカラーフィルタ基板、２は透明基板、３はブラックマトリックス、４は赤色、緑色、青色を基本とするカラー画素層、５は乗り上げ部、６は隆起部である。
【０００６】
図３に示すように、フォトリソグラフィ法を用いたカラーフィルタ基板は、透明基板２上にブラックマトリックス部３を設け、該ブラックマトリックス部３の開口部に赤色、緑色、青色を基本とするカラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）を順次設けた構成からなる。
遮光性を有するブラックマトリックスは、所定のパターンとした開口部を有している。この開口部に、該開口部を透過する光を所定の色に着色するためのカラー画素層を形成する。これによって、カラー画素層の位置決め、大きさを均一なものとしている。
また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、かつ、表示装置が画像をムラのない均一で、コントラストを向上させた画像にする機能を有する。
ここで、前記カラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）とブラックマトリックス３の間に隙間が生じないようにするため、前記カラー画素層（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）は、夫々隣り合うブラックマトリックス部の端部に乗り上げた乗り上げ部５を有する構成としている。
そのため、着色層のカラー画素層４の乗り上げ部５のブラックマトリックス端部近傍の上面に隆起部６が形成され、該カラー画素層の開口部部分の上面との間に段差が生じ、この隆起部６における液晶の配向が安定しない問題があった。
前記段差の問題を解消するため、前記隆起部６を研磨することにより、前記段差を軽減することで、液晶の配向不良を解消または低減することが試みられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
前記のように、ブラックマトリックス３とカラー画素層４の乗り上げ部５に形成される隆起部６を研磨することで、段差はある程度解消されるが、カラーフィルタの製造工程が一工程増えるうえ、高度の技術を要し、条件を安定させることが難しいものとなっていた。
【特許文献１】特開平１１−２１８６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、カラー画素層（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）が、夫々隣り合うブラックマトリックス部３の端部に乗り上げる乗り上げ部５を有し、かつ隆起部６を有する構成のカラーフィルタ基板であっても、液晶の配向不良が生じないカラーフィルタ基板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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、透明基板上に所定のパターンとした開口部を有するブラックマトリックス部と、該ブラックマトリックス部の開口部に設けたカラー画素部を有するカラーフィルタ基板であって、前記カラー画素部は、前記ブラックマトリックスの端部への乗り上げ部に生じた隆起部を有し、前記ブラックマトリックス部上であって、前記乗り上げ部間に配向制御突起を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基板である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記配向制御突起が、前記隆起部を被覆していることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記配向制御突起が、前記隆起部上端からの高さが１．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタ基板である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記カラー画素上に、さらに配向制御突起を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記ブラックマトリックス上およびカラー画素上配向制御突起が、同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項３または４記載のカラーフィルタ基板である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記ブラックマトリックス上およびカラー画素上配向制御突起が、同時に形成することを特徴とする請求項４または５記載のカラーフィルタ基板である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６に記載のいずれかのカラーフィルタ基板と、画素電極を設けた基板とで液晶を挟持する一対の基板の一方の基板として用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記液晶が、画素電極の表面に設けた突起によって、電圧無印加時にはほぼ垂直に配向し、所定の電圧を印加した時にはほぼ水平に配向することを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、透明基板上に設けられたブラックマトリックスの端部にカラー画素部が乗り上げた乗り上げ部を有し、かつ、乗り上げにより生じる隆起部を有するカラーフィルタ基板おいて、前記ブラックマトリックス上の乗り上げ部間に配向制御突起を設けた構成となり、隆起部による段差の問題を解消し、液晶の配向不良を防止することが可能となる。
また、透明基板上に設けられたブラックマトリックスの端部にカラー画素部が乗り上げた乗り上げ部を有し、かつ、乗り上げにより生じる隆起部を有するカラーフィルタ基板において、前記ブラックマトリックス端部の乗り上げ部間に配向制御突起を設けた構成となるので、前記ブラックマトリックスとカラー画素間に隙間が生じない、いわゆる白抜け部のない、液晶の配向制御が良好なカラーフィルタ基板とすることができる。
【００１８】
前記配向制御突起の高さを、前記隆起部の上端から１．１μｍ以上の高さとすることで、液晶をより良好な配向制御することが可能となる。すなわち、配向制御突起の頂上部と前記隆起部の上端の距離を１．１μｍ以上とすることで液晶をより良好な配向制御することが可能となる。
また、本発明にブラックマトリックス上の配向制御突起は、カラー画素上に設ける配向制御突起を形成すると同時に形成することで、工程を増加することなく形成可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図を表す。
図において、１はカラーフィルタ基板、２は透明基板、３はブラックマトリックス、４は赤色、緑色、青色を基本とするカラー画素層、５は乗り上げ部、６は隆起部、７ａは配向制御突起である。
【００２０】
図１、図２に示すように、フォトリソグラフィ法を用いたカラーフィルタ基板１は、透明基板２上にブラックマトリックス３を設け、該ブラックマトリックス部３の開口部に赤色、緑色、青色を基本とするカラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）を順次設けた構成からなる。
ここで、前記カラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）とブラックマトリックス３の間に隙間が生じないようにするため、前記カラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）は、夫々隣り合うブラックマトリックス部３の端部に乗り上げた乗り上げ部５を有する構成としている。
そして、カラー画素層４の乗り上げ部５の、前記ブラックマトリックス３の側端部３ｂの上方付近に隆起部６が形成されている。
本発明では、前記乗り上げ部５間に、配向制御突起７ａを形成したカラーフィルタ基板としている。
ここで、配向制御突起７ａは、前記隆起部６を被覆する形状が好ましく、さらにその高さは、前記隆起部６の上端から１．１μｍ以上であることが、液晶の配向を制御するうえで好ましい。
【００２１】
また、図２に示すように、さらに、カラー画素層４の開口部部分の上面にも配向制御突起７ｂを設けたカラーフィルタ基板としている。
前記ブラックマトリックス３上の配向制御突起７ａとカラー画素層４上の配向制御突起７ｂは、同じ材料で形成することができ、また、同時に形成することが可能である。
このように、ブラックマトリックス３上だけでなく、カラー画素層４上にも配向制御突起を設けることで、より効果的に液晶を配向することができ、良好な画像表示が可能となる。
【００２２】
図１に示すように、前記ブラックマトリックス３上の配向制御突起７ａは直線形状に、また、カラー画素層４上の配向制御突起７ｂは、ジグザグ状に屈曲した形状で互い違いに並列するように設けられている。
【００２３】
この配向制御突起７ａ、７ｂは、感光性レジストや微粒子が分散された高分子材料などから形成されており、例えば、ブラックマトリックスを形成する材料とかカラーフィルタ画素層を形成する材料などを用いて形成しても構わない。
【００２４】
次に、本発明のカラーフィルタ基板の一例について説明する。
【００２５】
まず、透明基板２上にブラックマトリックスを形成する。
本例では、ブラックマトリックス３は、感光性樹脂にカーボンブラック等の黒色顔料を分散させた感光性黒色樹脂が用い、パターン露光、現像を行うフォトリソグラフィ法によってパターニングし、ブラックマトリックス３を形成した。
本例では、ブラックマトリックス３は、厚み１．４μｍ、幅１５μｍの線状パターンとしたが、厚さは遮光効果が発揮できる範囲であればよく、また、幅は要求精度に応じて適宜定めればよく、前記数値に限定されるものではない。
また、ブラックマトリックスの形成手法として、印刷法を用いても構わない。
【００２６】
次いで、カラー画素層４を形成する。
カラーフィルタ画素層４は、ＲＧＢの光の三原色のそれぞれの色に対応する着色感光性樹脂組成物からなる。それぞれ単色の着色感光性樹脂組成物を透明基板２の全面にコートし、パターン露光、現像を行うフォトリソグラフィ法によって、それぞれの画素層４に対応させてパターン形成を行う。ＲＧＢの三原色のそれぞれに対応するフィルタ製造工程を順次３回繰り返し、カラー画素層（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）とした。
【００２７】
カラー画素層４は、図示してないが、各色画素層（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）毎に形成していくので、それぞれのカラー画素層のブラックマトリックス端部近傍の上面には隆起部６が生じて必ずしも一様な平坦面ではない。また、カラーフィルタ基板１の隣り合うカラー画素層４間は非表示部位となり、ブラックマトリックス３が露出した状態となり、図２に示すように、カラー画素層４との境界には大きな段差が生じる。
【００２８】
次いで、カラー画素層４上に透明導電膜からなる電極膜９を形成している。この電極膜９として最も多用されているのは、ＩＴＯと呼ばれる酸化インジウム−錫からなる透明な薄膜である。電極膜６は、ＣＦ基板１の上に設けられたカラー画素層４の全面に形成する。
【００２９】
次いで、断面視で、例えば山状、台形状、三角形状などの凸状とした配向制御突起７ａを、ブラックマトリックス３上であって、カラー画素層４の乗り上げ部５間に形成している。この時、配向制御突起７ａの裾部は、隆起部６を被覆する形状に設けることが好ましい。さらに、この配向制御突起７ａの頂上部は、前記隆起部６の上端から１．１μｍ以上の高さを有する形状とすることで、液晶を配向させる目的を達成することができる。
また、配向制御突起７ｂは、平面視で画素層４を通るように電極膜６の上に形成する。いろいろなパターンが可能であることは前に述べたが、例えば、断面視三角形で線状のパターンを例示している。
そして、突起７ａ、７ｂは、例えば、アクリレート系樹脂を用いたポジ型感光性レジストを用い、所定のパターンを有するパターン露光用フォトマスクを用い、パターン露光、現像することにより形成する。
具体的には、配向制御突起７ａの幅は１５μｍ、高さは1.４μｍで、突起間の間隔は５１μｍとした。
しかしながら、配向制御突起７ａの高さは配向制御可能な範囲であればよく、また、配向制御突起７ａの幅および間隔は要求精度に応じて適宜定めればよく、前記数値に限定されるものではない。
【００３０】
前記配向制御突起７ａ、７ｂは、同じ材料で形成することで、両配向制御突起７ａ、７ｂを同時に形成することができる。
【００３１】
次に本願発明のカラー画素部に用いる材料について説明する。
【００３２】
本発明のカラー画素層は、ガラス基板１上に遮光層であるブラックマトリクス２を具備し、少なくとも赤色（４Ｒ）・緑色（４Ｇ）および青色（４Ｂ）の３色の着色画素３を備えている。
なお、これら３色に限らず、さらに、補色の組み合わせでも良く、あるいは補色や他色を含んだ３色以上のカラー画素部としてもよい。
【００３３】
赤色画素層は、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。
【００３４】
黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ  １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、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、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１４７、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、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。橙色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。
【００３５】
また、赤色画素層には色相を調整する目的で黄色顔料や橙色顔料を含有させることができるが、高コントラスト化の点からアゾ金属錯体系黄色顔料を用いることが好ましい。
その使用量は、顔料の合計重量を基準として５〜２５重量％であることが好ましく、５重量％未満の場合には、充分な明度向上などの色相調整ができず、３０重量％を超える場合には、色相が黄味にシフトし過ぎるため、色再現性は悪くなる。
【００３６】
上記において、ジケトピロロピロール系赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４、アントラキノン系赤色顔料としては、」Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７、アゾ金属錯体系黄色顔料としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。
【００３７】
緑色画素層は、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができ、黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、赤色画素のところで挙げた顔料と同様のものが使用可能である。
【００３８】
その使用量は、顔料の合計重量を基準として、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料を３０〜９０重量％、アゾ系黄色顔料を５〜６０重量％、キノフタロン系黄色顔料を５〜６０重量％とすることが、画素の色相や明度、膜厚等の点から好ましい。さらに、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料を５０〜８５重量％、アゾ系黄色顔料を５〜４５重量％、キノフタロン系黄色顔料を５〜４５重量％とすることがより好ましい。
【００３９】
上記において、ハロゲン化金属フタロシアニン系緑色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、３６、アゾ系黄色顔料としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、キノフタロン系黄色顔料としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３８が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。
【００４０】
青色画素層は、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができ、紫色顔料を併用することもできる。紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等が挙げられる。
【００４１】
青色画素層が、これら顔料のなかで金属フタロシアニン系青色顔料と、ジオキサジン系紫色顔料のうち１種類以上を含むことが好ましい。
その使用量は、顔料の合計重量を基準として、金属フタロシアニン系青色顔料を４０〜１００重量％、ジオキサジン系紫色顔料を１〜５０重量％とすることが、画素の色相や明度、膜厚等の点から好ましく、さらに、金属フタロシアニン系青色顔料を５０〜９８重量％、ジオキサジン系紫色顔料を２〜２５重量％とすることがより好ましい。
【００４２】
上記において金属フタロシアニン系青色顔料としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６、ジオキサジン系紫色顔料としてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。
【００４３】
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−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光重合開始剤、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光重合開始剤、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等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、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等のチオキサントン系光重合開始剤、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光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。
光重合開始剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００４４】
上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、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、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量で含有させることができる。
【００４５】
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個以上有する化合物であればよく、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。
多官能チオールは、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．２〜１５０重量部、好ましくは０．２〜１００重量部の量で用いることができる。
【００４６】
さらに、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。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。
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。
【００４７】
着色組成物は、１種または２種以上の顔料を、必要に応じて上記光重合開始剤と共に、顔料担体および有機溶剤中に三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて製造することができる。また、２種以上の顔料を含む着色組成物は、各顔料を別々に顔料担体および有機溶剤中に微細に分散したものを混合して製造することもできる。
【００４８】
顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤、顔料誘導体等の分散助剤を含有させることができる。
分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。分散助剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、好ましくは０．１〜３０重量部の量で用いることができる。
【００４９】
樹脂型顔料分散剤としては、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。
樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、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。
【００５０】
界面活性剤としては、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。
【００５１】
色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物であり、用いる顔料の色相に近いものが好ましいが、添加量が少なければ色相の異なるものを用いても良い。
有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用できる。特に、塩基性基を有する色素誘導体は、顔料の分散効果が大きいため、好適に用いられる。これらは単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。
【００５２】
着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。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、テトラエチルホスフィン、テトラ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。
【００５３】
また、着色組成物には、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。
【００５４】
着色組成物は、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。着色レジストは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤と、有機溶剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。
顔料は、着色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％の割合で含有され、その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。
着色組成物は、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。
【００５５】
フォトリソグラフィ法により各色画素を形成する場合は、上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組成物を、透明基板上に、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。
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。
その後、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を製造することができる。
さらに、着色レジストの重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィ法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
【００５６】
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。
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【実施例】
【００５７】
ガラス基板２上に、フォトリソ法により幅が１５μｍ、高さが１．４μｍのカーボンブラックを添加したフォトレジストからなる線状のブラックマトリックス部３を、開口部の幅が５１μｍとなるように形成した。
次に、該ブラックマトリックス部３の開口部にフォトリソ法により、赤色、緑色、青色をからなるカラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）を、着色フォトレジストを用い順次形成した。
ここで、ブラックマトリックス部３の開口部における前記カラー画素層４（４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ）の開口部における厚さは１．６μｍで、端部は、前記ブラックマトリックス上に乗り上げた乗り上げ部６を有するように、パターン露光、現像、焼成し、形成した。その結果、該乗り上げ部のブラックマトリックス部側端部３ｂの近傍上面に隆起部が生じた。
そして、上記カラー画素層上、およびブラックマトリックス上に、ＩＴＯからなる透明電極膜を形成後、ノボラック樹脂ポジ型フォトレジストを１．４μｍの厚さに設け、露光、現像、焼成し、前記カラー画素層上、およびブラックマトリックス上に配向制御突起を形成した。
この時、ブラックマトリックス上の配向制御突起は、前記隆起部を被覆する構成で、直線状に形成した。また、カラー画素層上の配向制御突起は、前記開口部を横切るようにジグザグ形状に形成した。
なお、同時に露光時間を変え、前記配向制御突起の高さ（カラー画素層の隆起部の頂上から配向制御突起の上端までの距離）を変えたカラーフィルタ基板をそれぞれ製造した。
このそれぞれのカラーフィルタ基板を用い、アレイ基板を対向させた液晶パネルを形成し、前記両基板間に液晶を封入し、電圧を加えの配向状態を測定した。
その結果は以下の通りであった。
突起１（高さが１．３μｍ）：良好な配向状態であった。
突起２（高さが１．１μｍ）：良好な配向状態であった。
突起３（高さが１．０μｍ）：１部に不良な配向状態が生じた。
突起４（高さが０．９μｍ）：１部に不良な配向状態が生じた。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】従来のカラーフィルタ基板を示す断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・カラーフィルタ基板
２・・・透明基板
３・・・ブラックマトリックス
４・・・カラー画素層
５・・・乗り上げ部
６・・・隆起部
７ａ、７ｂ・・・配向制御突起
【図１】
2009157191.tif 000003
【図２】
2009157191.tif 000004
【図３】
2009157191.tif 000005