JP2006227295A - カラーフィルタ、及びカラーフィルタ基板ならびにこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】隣り合う2以上の着色層は、ブラックマトリクス表面上に延出したテーパ状の延出部を有し、延出部は互いに接触しており、その境界領域表面を構成する延出部端部表面が、ブラックマトリクス表面に対し2〜45°の角度をなす。
【選択図】図2
Description
隣り合う2以上の着色層は、互いに延出して接触した延出部を各々含み、その接触部分が着色層の境界領域を成し、かつその境界領域表面を構成する該延出部端部表面が、該透明基板表面に対し2〜45°の角度をなすことを特徴とする。
隣り合う2以上の着色層は、互いに延出して接触した延出部を各々含み、その接触部分が着色層の境界領域を成し、かつその境界領域表面を構成する該延出部端部表面が、該透明基板表面に対し2〜45°の角度をなすカラーフィルタと、このカラーフィルタ上に設けられた配向膜とを有することを特徴とする。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
下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。
(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」)
赤色顔料:C.I.Pigment Red 177 78部
(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」)
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
その後、下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。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 15部
(東亜合成(株)製「M402」)
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
緑色着色組成物
下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。
黄色顔料:C.I.Pigment Yellow 150 85部
アクリルワニス(固形分20%) 225部
その後、下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。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 30部
(東亜合成(株)製「M402」)
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
青色着色組成物
下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。
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブル−ES」)
紫色顔料:C.I.Pigment Violet 23 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
その後、下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。
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
カラーフィルタの調製
上記各色の分散体を用いて、以下の組成の各色の感光性樹脂組成物を得た。
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%。
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を変更したカラーフィルタを作成した。
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6μm、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が2〜45°であるカラーフィルタを得た。
実施例1と同様の構成で、表面研磨の条件を変え、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が2〜45°の範囲外であるカラーフィルタを製造した。
実施例3同様の構成で、表面研磨の条件を変え、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が2〜45°の範囲外であるカラーフィルタを製造した。
Claims (8)
- 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、該開口部に各々設けられた、色画素を構成する複数の着色層とを有し、
隣り合う2以上の着色層は、該ブラックマトリクス表面上に延出して互いに接触した延出部を各々含み、その接触部分が着色層の境界領域を成し、かつその境界領域表面を構成する該延出部端部表面が、該ブラックマトリクス表面に対し2〜45°の角度をなすことを特徴とするカラーフィルタ。 - 透明基板と、該透明基板上にドットまたはストライプ状に設けられた色画素を構成する複数の着色層とを有し、
隣り合う2以上の着色層は、互いに延出して接触した延出部を各々含み、その接触部分が着色層の境界領域を成し、かつその境界領域表面を構成する該延出部端部表面が、該透明基板表面に対し2〜45°の角度をなすことを特徴とするカラーフィルタ。 - 前記着色層は、その厚さが、前記ブラックマトリクスの厚さと同等もしくはそれより大きいことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。
- 前記境界領域は、一方の延出部の上にもう一方の延出部が重なった構成を有し、かつ重なり幅aが10μm以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載のカラーフィルタと、該カラーフィルタの着色層表面に設けられた配向膜とを具備することを特徴とするカラーフィルタ基板。
- 前記着色層と前記配向膜との間に、さらに透明電極を配置したことを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ基板。
- 請求項5または6に記載のカラーフィルタ基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項5に記載のカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板と対向して設けられ、該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と、該カラーフィルタ基板及び対向基板間に充填された液晶とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
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