JP2007272148A - カラーフィルターおよびこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発明は、スペーサー部が、表示品質を損なわない領域に高精度で形成され、表示品質に優れたカラーフィルターを簡易な方法にて提供することを主目的とする。
【解決手段】基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記基材の上記遮光部により区画された開口部内を覆うように形成された着色層と、上記遮光部および上記着色層を覆うように形成された透明電極膜と、上記透明電極膜上にパターン状に形成された液晶配向制御用突起部と、透明電極膜上に上記液晶配向制御用突起部と同一材料で形成され、スペーサー部を形成するためのパターンニング用層と、上記パターンニング用層上の遮光部上に相当する位置に形成されたスペーサー部とを有するカラーフィルターであって、上記パターンニング用層の表面は撥液化されており、上記スペーサー部はビーズ及び樹脂を含有するビーズ組成物層からなることを特徴とするカラーフィルターを提供することにより上記課題を解決するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルターに関するものである。

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴って、液晶表示装置の需要が増加している。また、最近においては家庭用の液晶テレビの普及率も高まっており、益々液晶表示装置の市場は拡大する状況にある。さらに近年普及している液晶表示装置は大画面化の傾向があり、特に家庭用の液晶テレビに関してはその傾向が強くなってきている。

一般的な液晶表示装置はカラーフィルターと、液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入することによって薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してカラーフィルターの透過光または反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行うものである。

このような液晶表示装置には、スタティック駆動方式、単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式など種々の駆動方式があるが、近年、パーソナルコンピューターや携帯情報端末などのフラットディスプレーとして、アクティブマトリックス方式又は単純マトリックス方式の液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置が急速に普及してきている。

図６は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置パネルの一例である。一般的に液晶表示装置１０１はカラーフィルター１１と、液晶駆動側基板であるＴＦＴアレイ基板１２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部１３を設け、この間隙部１３内に液晶Ｌを充填し、その周囲をシール材１４で密封した構造をとっている（例えば特許文献１等）。カラーフィルター１１は、基材１５上に、着色層１７間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成された遮光部１６と、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）を所定順序に配列した着色層１７と、オーバーコート層１８と、透明電極膜１９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構成をとっている。

一方、ＴＦＴアレイ基板１２は、透明基板上にＴＦＴ素子を配列し、透明電極膜を設けた構造をとっている（図示せず）。また、カラーフィルター１１及びこれと対向するＴＦＴアレイ基板１２の内面側には配向膜２０が設けられる。そして、着色層の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。

このような液晶表示装置において、色ムラやコントラストムラといった表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能をカラー液晶表示装置に付与するために、上記液晶層の厚みに相当するセルギャップを一定に、かつ、均一に維持する必要がある。このようなセルギャップを維持する方法としては、例えば、上記液晶層中にスペーサーとしてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子のビーズをランダムに多数散在させる方法が知られている。
このような方法は、位置を問わず上記液晶層中にビーズをランダムに散在させることにより上記セルギャップを維持できるため、液晶表示装置の製造工程を簡略できるという利点を有することから、現在、広く用いられるに至っている。
しかしながら、このような方法により上記セルギャップを維持した場合、カラーフィルターの全面にビーズが散布されることになるため、着色層上にもビーズが散布されてしまい、上記スペーサーが無色透明な場合、遮光状態では輝点となり、また上記スペーサーが黒色の場合、透過状態で黒点となってしまうという問題があった。

このような問題に対し、インクジェット方式を用いてビーズを含有するスペーサー部形成用塗工液を所望の位置に塗布することにより、ビーズを含有するスペーサー部を形成する方法が検討されている。このようなインクジェット方式によれば、予め決められた位置にビーズを塗布することができるが、一般的に、ビーズが形成される透明電極膜の表面は親液性が高いため、スペーサー部形成用塗工液が濡れ拡がり、上記ビーズが形成される位置を高精度で制御することができない点を指摘されており、結果として表示品質に優れたカラーフィルターを得ることが困難であるという問題点がある。

特許公開平８−１９４２１６号公報 特許公開２００１−１５９７０７号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スペーサー部を簡易な方法にて、表示品質を損なわない領域に高精度で形成することが可能な、表示品質に優れたカラーフィルターを提供することを主目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記基材の上記遮光部により区画された開口部内を覆うように形成された着色層と、上記遮光部および上記着色層を覆うように形成された透明電極膜と、上記透明電極膜上にパターン状に形成された液晶配向制御用突起部と、透明電極膜上に上記液晶配向制御用突起部と同一材料で形成され、スペーサー部を形成するためのパターンニング用層と、上記パターンニング用層上の遮光部上に相当する位置に形成されたスペーサー部とを有するカラーフィルターであって、上記パターンニング用層の表面は撥液化されており、上記スペーサー部はビーズ及び樹脂を含有するビーズ組成物層からなることを特徴とするカラーフィルターを提供する。

本発明においては、上記スペーサー部を透明電極膜上ではなく、撥液化したパターンニング用層上に形成するため、スペーサー部形成用途工液が濡れ拡がらない。このため、撥液化したパターンニング用層上であれば、スペーサー部を精密かつ自由に形成できる。それに加えて、上記スペーサー部を上記遮光部上に形成することで、着色層上にスペーサー部が形成されないため、上記着色層上の光の透過率が低下せず、結果として、表示品質に優れたカラーフィルターを提供できる。
また、上記パターンニング用層と、上記液晶配向制御用突起部とが同一材料にて形成されているので、これにより、上記パターンニング用層と、上記液晶配向制御用突起部とを同時に形成できるため、本発明のカラーフィルターの製造工程を簡略化することができる。

さらに本発明においては、上記撥液化されたパターンニング用層が、フッ素を含有するものであることが好ましい。これにより、上記パターンニング用層の表面を容易に撥液化できるからである。

本発明においては、上記撥液化されたパターンニング用層と、上記液晶配向制御用突起部とが連続して形成されていることが好ましい。これにより、上記パターンニング用層と、上記液晶配向制御用突起部とを同時に形成できることに加えて、上記パターンニング用層と、上記液晶配向制御用突起部との形状を簡略化することができるため、本発明のカラーフィルターの製造工程をより簡略化することができるからである。

また、本発明においては、上記着色層はインクジェット方式により形成されたものであることが好ましい。インクジェッ方式を用いることにより、上記着色層の形成工程を簡易化できるため、本発明によるカラーフィルターを低コストにて提供できるからである。

また本発明は、上記本発明に係るカラーフィルターを用いたことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

本発明によれば、上記本発明に係るカラーフィルターが用いられていることにより、表示品質に優れた液晶表示装置を得ることができる。

本発明は、スペーサー部が表示品質を損なわない領域に高精度で形成されたものであり、表示品質に優れたカラーフィルターを低コストで提供することができるという効果を奏する。

本発明は、カラーフィルター、および、これを用いた液晶表示装置に関するものである。
以下、本発明のカラーフィルターおよび液晶表示装置について詳しく説明する。

Ａ．カラーフィルター
まず、本発明のカラーフィルターについて説明する。本発明のカラーフィルターは、基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記基材の上記遮光部により区画された開口部内を覆うように形成された着色層と、上記遮光部および上記着色層を覆うように形成された透明電極膜と、上記透明電極膜上にパターン状に形成された液晶配向制御用突起部と、透明電極膜上に上記液晶配向制御用突起部と同一材料で形成され、スペーサー部を形成するためのパターンニング用層と、上記パターンニング用層上の遮光部上に相当する位置に形成されたスペーサー部とを有するカラーフィルターであって、上記パターンニング用層の表面は撥液化されており、上記スペーサー部はビーズ及び樹脂を含有するビーズ組成物層からなることを特徴とするものである。

このような本発明のカラーフィルターについて図を参照しながら説明する。図1は本発明のカラーフィルターの一例を示す概略図である。図1に例示するように、本発明のカラーフィルター１０は、基材1と、上記基材1上へパターン状に形成された遮光部2と、上記基材1の上記遮光部2により区画された開口部内を覆うように形成された着色層3と、上記遮光部2および上記着色層3を覆うように形成された透明電極膜4と、上記透明電極膜4上にパターン状に形成された液晶配向制御用突起部５と、上記透明電極膜4上に上記液晶配向制御用突起部５と同一材料で形成され、スペーサー部６を形成するために用いられるパターンニング用層７と、上記遮光部上2に相当する位置である上記パターンニング用層７上に形成されたスペーサー部６とを有するものであり、上記パターンニング用層７の表面はそれぞれ撥液性領域aとされており、上記スペーサー部６はビーズ８及び樹脂９を含有するビーズ組成物層から形成されるものである。

本発明によれば、上記ビーズおよび樹脂を含有するスペーサー部が、上記遮光部上に相当する位置に積層された上記パターンニング用層の撥液性領域上に形成されるものであることから、スペーサー部を形成する際にスペーサー部形成用塗工液が濡れ広がってしまい、着色層上にスペーサー部が形成されてしまい、表示品質を低下させるといった問題が生じることがない。このため、本発明によれば、上記スペーサー部が、上記着色層上へ形成されないため、表示品質に優れたカラーフィルターを提供することができる。

本発明のカラーフィルターは、基材と、遮光部と、着色層と、透明電極膜と、パターンニング用層と、液晶配向制御用突起部と、スペーサー部とを有するものであり、必要に応じて他の構成を備えても良いものである。以下、このような本発明のカラーフィルターの各構成について詳細に説明する。

１．パターンニング用層
まず、本発明に用いられるパターンニング用層について説明する。本発明に用いられるパターンニング用層は撥液性を有しているため、後述するスペーサー部を形成する際、その形状と、高さと、形成位置とを精密に制御することができる。本発明においては、上記パターンニング用層上の遮光部上に相当する位置に、上記スペーサー部が形成されるため、上記スペーサー部が表示品質を損なわない領域に高精度で形成されるので、結果として、表示品質に優れたカラーフィルターを提供することができる。
以下、このようなパターンニング用層について詳細に説明する。

本発明に用いられる上記パターンニング用層が形成される位置としては、後述する透明電極膜上であり、かつ、後述する遮光部上に相当する領域が含まれる位置であれば特に限定されるものではなく、本発明のカラーフィルターの用途や、カラーフィルターと対向して配置される液晶駆動側基板の構造等に応じて任意に決定することができる。なかでも本発明のカラーフィルターにおいては、通常、後述するスペーサー部が表示品質を損なわない領域に規則的に配列できるように、上記パターンニング用層を形成することが好ましい。

図２は、本発明のカラーフィルターにおいて、上述したパターンニング用層が形成される態様の一例を示す概略図である。上記パターンニング用層は、液晶駆動側基板の構造等に応じて任意に形成できるので、例えば、図2中bに示すように、上記パターンニング用層７は少なくとも上記遮光部２上に相当する位置が含まれるように形成されていれば、パターニング用層自体が遮光部上に相当する位置を越えて形成されていてもよい。また、図2中ｃに示すように、少なくとも上記遮光部２上に相当する位置を含むように形成された上記パターンニング用層７と、後述する液晶配向制御用突起部５とが一体に形成されていてもよい。

本発明においては、上記パターンニング用層を形成する際に、上述した図2中ｃに示した例のように、上記パターンニング用層と、上記液晶配向制御用突起部とが一体に形成されていることが好ましい。
図３は上述したパターンニング用層７と、液晶配向制御用突起部５とが一体に形成された態様の一例を示す概略図である。上記パターンニング用層７と、液晶配向制御用突起部５とは同一材料にて、かつ、連続して形成されるため、上記パターンニング用層７と、上記液晶配向制御用突起部５とを同時に形成できることに加えて、上記パターンニング用層７と、上記液晶配向制御用突起部５との形状を簡略化することができるため、本発明のカラーフィルターの製造工程をより簡略化することができる。

また、パターンニング用層の濡れ性は、パターンニング用層の遮光部上に相当する位置にスペーサー部が形成される領域内が撥液性を有すればよく、他の領域においては撥液性であっても、親液性であってもよい。例えば、フッ素等の導入により、パターニング用層の全領域を撥液化させてもよく、撥液化された上記パターンニング用層上の上記遮光部上に相当する位置にスペーサー部を形成した後、酸素プラズマの照射等により、スペーサー部が形成されていない上記パターンニング用層の濡れ性を親液性に戻すようにしてもよい。

また、本発明に用いられる、上記パターンニング用層の膜厚は、カラーフィルターの表示品質が損なわれない程度に薄く、パターンニング用層が撥液性を示すことが可能な程度に厚ければ特に限定されるものではない。本発明においては、０．５μｍ〜２．０μｍの範囲内であることが好ましく、特に1．0μｍ 〜1．６μｍの範囲内であることが好ましく、さらには１．２μｍ〜１．４μｍの範囲内であることが好ましい。

上記パターンニング用層の形成材料としては、後述する液晶配向制御用突起部と同一材料であり、所望の形状を形成できる材料であれば特に限定されるものではないが、なかでも有機樹脂材料を用いることが好ましい。有機樹脂材料を用いることにより、例えば、後述するフッ素化合物を導入ガスとしてプラズマ照射等を行うことにより、上記パターンニング用層に撥液性を付与することが容易になるからである。

上記有機樹脂材料としては、硬化型樹脂が好適に用いられる。このような硬化型樹脂としては、例えば、所定の波長の光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂や、加熱することにより硬化する熱硬化性樹脂等を挙げることができる。本発明においては、中でも光硬化性樹脂がより好適に用いられる。光硬化性樹脂は、フォトリソ法等によりパターニングを行うことができるため、所望の形状を有する上記パターンニング用層を容易に形成することができるからである。

本発明においては、パターンニング用層は、後述する液晶配向制御用突起部と同一材料にて形成される、このパターンニング用層を形成する材料としては、上述したパターンニング用層の性質と、液晶分子配向を制御できる形状に形成できる性質とを有するものであれば特には限定されるものではない。具体的には、後述する「２．液晶配向制御用突起部」の項で説明するので、ここでの説明は省略する。

このような表面が撥液性を有する上記パターンニング用層としては、所望の撥液性を備えるものであれば特に限定されるものではないが、本発明においては、フッ素を含有するもの、特に表面にフッ素を含有するものが好適に用いられる。フッ素を含有するパターンニング用層は表面の撥液性を高いものとすることができるからである。
このような表面にフッ素を含有するパターンニング用層は、例えば、樹脂材料を用いて形成されたパターンニング用層に、フッ化炭素（ＣＦ_４）、窒化フッ素（ＮＦ_３）、フッ化硫黄（ＳＦ_６）、Ｃ_２Ｃｌ_３Ｆ_３、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６等フッ素化合物を導入ガスとしてプラズマを照射する方法により容易に形成することができるからである。

なお、上記パターンニング用層がフッ素を含有するものとする場合、上記フッ素の存在は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ：ＥＳＣＡＬＡＢ ２２０ｉ−ＸＬ）による分析において、上記パターンニング用層表面より検出される全元素中のフッ素元素の割合を測定することにより確認することができる。

２．液晶配向制御用突起部
次に、本発明に用いられる液晶配向制御用突起部について説明する。上記液晶配向制御用突起部とは、本発明のカラーフィルターを液晶表示装置に用いた場合に、液晶分子の配列状態を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的にＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルターに採用されているものと同様のものとすることができる。本発明においては、上述したパターンニング用層と、液晶配向制御用突起部とが同一材料にて形成されるので、これらを同時に形成することが可能であり、本発明のカラーフィルターの製造工程を簡略化することができる。
以下、このような液晶配向制御用突起部について詳細に説明する。

本発明に用いられる液晶配向制御用突起部が形成される位置としては、後述する透明電極膜上であり、かつ、上記液晶配向制御用突起部が液晶分子の配列状態を制御できる位置であるならば特には限定されるものではなく、カラーフィルターの用途や液晶表示装置の構造等に応じて任意に決定することができる。なかでも本発明のカラーフィルターにおいては、上述したように上述したパターニング用層と上記液晶配向制御用突起部とが一体に形成されていることが好ましい。

本発明に用いられる液晶配向制御用突起部の材料としては、一般的なカラーフィルターにおける液晶配向制御用突起部に使用されるものと同様とすることができる。上記液晶配向制御用突起部形成に用いられる感光性樹脂としては、ポリメチルメタクリラート等の光分解型、光二量化型等の光架橋型、アジド・ノボラック系等の光変性型、エポキシ系やアクリル系などのラジカル重合型等の光重合型等を挙げることができる。

３．スペーサー部
次に、本発明に用いられるスペーサー部について説明する。上記スペーサー部は、ビーズおよび樹脂を含有し、上述したパターニング用層上でかつ遮光部上に相当する位置に形成されているものであって、本発明のカラーフィルターが液晶表示装置に用いられる際、カラーフィルターと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つためのスペーサーとして機能するものである。
以下、このようなスペーサー部について説明する。

まず、上記スペーサー部に用いられるビーズについて説明する。上記スペーサー部に用いられるビーズとしては、所望の強度を有する材料からなり、本発明に用いられるスペーサー部を所望の高さに形成できる程度の大きさを有するものであれば特に限定されるものではない。このようなビーズとしては、例えば、ガラス、シリカ、金属酸化物（ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃）などの無機化合物の多孔質体や非多孔質体、中空体等からなるものや、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリル、ナイロン、シリコーン樹脂などのプラスチック類からなるもの等、一般的なカラーフィルター用のビーズを用いることができる。

また、本発明に用いられるビーズの表面は、スペーサー部中に含有される樹脂との接着性を良好なものとするため、表面処理が施されたもの等であってもよい。

本発明に用いられるビーズの形状についても、スペーサー部を所望の高さに形成できる程度の大きさを有するものであれば特に限定されるものではない。このような形状としては、例えば、棒状および球状等の一般的なカラーフィルター用のビーズと同様の形状を有するものを用いることができる。なかでも本発明においては上記ビーズとして球状のものを用いることが好ましい。球状のビーズを用いることにより、上記ビーズが隔壁部内に配置される方向によって、スペーサー部の高さが変化することがないため、高さが均一な複数のスペーサー部を形成することが容易になるからである。

本発明に用いられるビーズとして球状のビーズを用いる場合、その直径としては所望の高さのスペーサー部を形成できる範囲であれば特に限定されないが、通常、１．０μｍ〜８．０μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも２．５μｍ〜５．５μｍの範囲内であることが好ましい。

また、本発明に用いられるスペーサー部は、大きさが異なる複数のビーズが用いられたものであっても良い。大きさが異なる複数のビーズが用いられる態様としては、各スペーサー部に大きさの異なる複数のビーズが含有されている態様であっても良く、または、それぞれ大きさの異なるビーズを含有するスペーサー部が複数用いられた態様であっても良い。

本発明に用いられる各スペーサー部に含有されるビーズの数は、通常、１〜２５の範囲内であることが好ましく、なかでも３〜１５の範囲内であることが好ましく、さらには５〜１０の範囲内であることが好ましい。

次に、上記スペーサー部に用いられる樹脂について説明する。上記スペーサー部に用いられる樹脂としては、上記ビーズを固定することが可能なものであれば特に限定されるものではないが、通常、硬化性樹脂が好ましく用いられる。このような硬化性樹脂としては、例えば、光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂、加熱することにより硬化する熱硬化性樹脂を挙げることができる。本発明に用いられる樹脂の具体例としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等を挙げることができる。

また、本発明に用いられる樹脂は、１種類のみであっても良く、または、複数の樹脂が混合されて用いられていても良い。

さらに本発明に用いられるスペーサー部における樹脂の含有量としては、上記ビーズを所望の強度で固定できる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、上記スペーサー部の固形分中に７５質量％〜９５質量％の範囲内であることが好ましく、なかでも８５質量％〜９０質量％の範囲内であることが好ましい。これにより、上記ビーズを強固に固定することができ、例えば、カラーフィルター上に形成された配向膜をラビングする際に、ビーズが脱着してしまうことを防止できるからである。

図４は本発明に用いられるスペーサー部６が形成される態様の一例を示す概略図である。本発明におけるスペーサー部６は、ビーズ８および樹脂９を含有するものであり、後述する遮光部２上に相当する位置に積層したパターンニング用層７の撥液性領域a上に形成されるため、スペーサー部６を形成するために用いられるスペーサー部形成用塗工液(図示せず)が、上記遮光部2上に相当する領域を超えて濡れ拡がらない。したがって、上記遮光部2上に上記スペーサー部９の形状と、高さと、形成位置とを精密に制御することができる。

本発明に用いられるスペーサー部の高さは、本発明のカラーフィルターが用いられる液晶表示装置の表示方式等に応じて所定の規格に合致するように適宜決定されるが、通常、１．０μｍ〜８μｍの範囲内であることが好ましく、さらには２μｍ〜６μｍの範囲内であることが好ましい。

なお、本発明に用いられるスペーサー部は透明なものであっても良く、また着色されているものであっても良い。

４．透明電極膜
次に、本発明に用いられる透明電極層について説明する。本発明に用いられる透明電極層は、後述する遮光部および着色層を覆うように形成されるものである。

本発明に用いられる透明電極層としては、透明性および導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常、金属酸化物の薄膜が用いられる。このような金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫等が挙げることができる。

５．着色層
次に、本発明に用いられる着色層について説明する。本発明に用いられる着色層は、後述する基材上であって、遮光部により区画された開口部内に形成されるものである。
本発明に用いられる着色層は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。また上記着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
なお、本発明に用いられる着色層の具体的態様については、一般的なカラーフィルターに用いられるものと同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。

６．遮光部
次に、本発明に用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、後述する基材上にパターン状に形成されるものであって、一般的なカラーフィルターに遮光部として用いられるものと同様とすることができる。

このような遮光部としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等によって、厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングしたもの等であってもよく、また、例えば、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をフォトリソ法、印刷法等により形成した方法等であってもよい。

本発明においては、上述したように、上記パターンニング用層にフッ素を導入する際に、プラズマ照射が行われるため、遮光部が絶縁性を有していることが好ましいため、上記の中でも特に樹脂バインダを用いて形成された遮光部であることが好ましい。

７．基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材としては、通常カラーフィルターに用いられるものであれば特に限定されるものではなく、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性ない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。

８．カラーフィルター
本発明のカラーフィルターは、上記基材、上記遮光部、上記着色層、上記透明電極膜、上記パターンニング用層、上記液晶配向制御用突起部および上記スペーサー部を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて他の構成を有するものであっても良い。このような他の構成としては、本発明のカラーフィルターの用途等に応じて任意の構成を採用することができる。具体的には、保護層等を挙げることができる。

９．カラーフィルターの製造方法
次に、本発明のカラーフィルターの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルターの製造方法としては、上記構成を備えるカラーフィルターを製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、上記基材上に上記遮光部が形成されたカラーフィルター用基板を用い、上記遮光部の開口部内を覆うように着色層を形成する着色層形成工程と、上記着色層および遮光部を覆うように透明電極膜を形成する透明電極膜形成工程と、上記透明電極膜上の上記遮光部上に相当する位置を含み、かつ表面が撥液性であるパターンニング用層を形成するパターンニング用層形成工程と、上記透明電極膜上に液晶配向制御用突起部を形成する液晶配向制御用突起部形成工程と、上記パターンニング用層上であって、記遮光部上に相当する位置に、上記スペーサー部を形成するスペーサー部形成工程とを用いる方法を挙げることができる。

ここで、上記着色層形成工程において着色層を形成する方法としては、カラーフィルターの着色層を形成する方法として、公知の方法を用いることができる。このような方法としては、具体的には、インクジェット方式やフォトリソ法等を挙げることができるが、本発明においては、インクジェット方式が好適に用いられる。
また、上記透明電極膜形成工程において透明電極膜を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等を挙げることができる。
また、上記パターンニング用層と、上記晶配向制御用突起部とは同一材料が用いられていることから、これらを同時に形成することができるフォトリソ法を用いることが、上記パターンニング用層形成工程と、上記液晶配向制御用突起部形成工程とを単一工程にて行うことができる点で好ましい。
さらに、上記スペーサー部形成工程において、スペーサー部を形成する方法としては、例えば、上記樹脂およびビーズを、適宜溶媒等と共に混合してスペーサー部形成用塗工液を作製し、インクジェット方式によりこのスペーサー部形成用塗工液を塗布して硬化させる方法が用いられる。

Ｂ．液晶表示装置
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。本発明のカラーフィルターは、上記本発明に係るカラーフィルターを用いたことを特徴とするものである。

このような本発明の液晶表示装置の代表的な構成について参照しながら説明する。図5は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。図５に例示するように本発明の液晶表示装置３０は、カラーフィルター１０に基材１５等が積層された構成を有するカラーフィルター側基板３１と、ＴＦＴアレイ基板等を有する駆動側基板３２と、上記カラーフィルター側基板３１と上記駆動側基板３２との間に形成された液晶層３３とを有するものである。
このような例において本発明の液晶表示装置３０は、上記カラーフィルター１０として上記本発明に係るカラーフィルターが用いられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記本発明に係るカラーフィルターが用いられていることにより、上記カラーフィルターの着色層にスペーサーが配置されること等に起因して、上記着色層の輝度が低下することを防止することができる。
このようなことから、本発明によれば表示品質に優れた液晶表示装置を得ることができる。

本発明の液晶表示装置は、少なくとも上記本発明に係るカラーフィルターが用いられているものである。
以下、本発明の液晶表示装置について説明する。

本発明の液晶表示装置は、上記本発明に係るカラーフィルターが用いられていることを特徴とするものである。したがって、本発明に用いられるカラーフィルターとしては、上記「Ａ．カラーフィルター」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。

本発明の液晶表示装置の駆動方式としては、通常、ＭＶＡ方式が用いられる。

図５に示すように本発明の液晶表示装置は、通常、上記カラーフィルターが用いられたカラーフィルター側基板と、駆動側基板と、上記液晶層とを有するものとされるが、本発明の液晶表示装置はこのような構成に限られるものではなく、一般的にカラーフィルターが用いられた液晶表示装置として公知の構成とすることができる。

また、本発明の液晶表示装置が、図５に例示したようなカラーフィルター側基板と、駆動側基板と、液晶層とを有する構成である場合、上記カラーフィルター側基板としては、上記本発明に係るカラーフィルターが用いられていること以外は、本発明の液晶表示装置の駆動方式等に応じて、一般的に液晶表示装置に用いられているカラーフィルター側基板として公知の構成を有するもの適宜選択して採用することができる。
また、上記駆動側基板についても同様に、本発明の液晶表示装置の駆動方式が通常ＭＶＡ方式であることから、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いられている駆動側基板として公知の構成を有するものを適宜選択して採用することができる。
さらに、上記液晶層に用いられる液晶化合物についても、本発明の液晶表示装置の駆動方式が通常ＭＶＡ方式であることから、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に使用することが可能な液晶化合物を適宜選択して用いることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

（１）実施例
（カラーフィルター用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成されて遮光部と、上記遮光部により区画された開口部を覆うように形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された透明電極層とを有するカラーフィルター用基板を準備した。

（液晶配向制御用突起部およびパターニング用層工程）
上記カラーフィルター用基板の透明電極層上に液晶配向制御用突起部およびパターニング用層を形成するための光硬化型樹脂物を含有するスペーサー部形成用塗工液をダイコート法により塗布し、次に、ホットプレート上で乾燥させ、続いて、液晶配向制御用突起部およびパターニング用層に相当する部分が遮光された露光用フォトマスクを用いて、紫外線照射をし、更にアルカリ水溶液にて紫外線が照射された部分を溶解し、その後熱風循環式オーブンで熱硬化し、膜厚が約１．２μmの上記液晶配向制御用突起部およびパターニング用層を得た。このとき、上記パターニング用層は上記透明電極層上であり、かつ、上記遮光部が形成されている範囲内に形成した。

（パターニング用層表面撥液化工程）
上記パターニング用層表面に下記の条件で大気圧プラズマ照射することにより、撥液化処理を行った。
＜プラズマ照射条件＞
・導入ガス ：ＣＦ４‥‥１５ｌ／ｍｉｎ
：Ｎ２‥‥‥２５ｌ／ｍｉｎ
・電極−基板間距離 ：２ｍｍ
・電源出力 ：１６０Ｖ − ５Ａ

（スペーサー部形成工程）
上記パターニング用層上に以下の組成を有するスペーサー部形成用塗工液を１滴ずつ（１５ｐｌ）塗布し、ホットプレートで８０℃、１０分乾燥させ、その後オーブンにて２３０℃、３０分熱した。その結果、上記パターニング用層上に平均５個のビーズが含有されたスペーサー部を得た。
このようにしてカラーフィルターを作製したところ、樹脂およびビーズ等を含有したスペーサー部が上記パターニング用層上の上記透明電極層上であり、かつ、上記遮光部が形成されている範囲内に形成され、ビーズや樹脂等が含有されたスペーサー部形成用塗工液が、上記パターンニング用層の着色層上に相当する位置に濡れ拡がったものは無かった。
＜スペーサー部形成用塗工液＞
・熱硬化型樹脂：アクリル樹脂
（主成分グリシジルメタクリレート） ３．０ｗｔ％
・希釈溶剤 ：ブチルカルビトールアセテート、マロン酸ジメチル、トリアセチンの混合 ９５．８ｗｔ％
・ビーズ ：ミクロパール（積水化学社製：平均粒径３．５μm）
１．２ｗｔ％

（２）比較例
（カラーフィルター用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部により区画された開口部を覆うように形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された透明電極層とを有するカラーフィルター用基板を準備した。

（液晶配向制御用突起部およびパターニング用層工程）
実施例と同様の工程にて、上記カラーフィルター用基板の透明電極層上に液晶配向制御用突起部とパターニング用層とを形成した。

（スペーサー部形成工程）
実施例と同様の上記スペーサー部形成用塗工液を１滴（１５ｐｌ）ずつ、上記パターニング用層に塗布したところ、ビーズおよび樹脂が上記パターニング用層から着色層上に濡れ拡がってしまった。
＜濡れ広がり比較＞
上記実施例と、上記比較例とにおけるパターニング用層表面の撥液化有無によるスペーサー径は、上記実施例では約１５μｍ〜２０μｍであったが、上記比較例では５０μｍ以上と濡れ広がりが大きかった。

本発明のカラーフィルターを説明するための説明図である。 本発明のカラーフィルターに用いられるパターンニング用層の複数の態様を示す説明図である。 本発明のカラーフィルターに用いられるパターンニング用層と液晶配向制御用突起部とを連続して形成した場合の一例を説明するための説明図である。 本発明のカラーフィルターに用いられるスペーサー部について説明するための説明図である。 本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。 従来のカラーフィルターを説明するための説明図である。

符号の説明

１ …基材
２ …遮光部
３ …着色層
４ …透明電極膜
５ …液晶配向制御用突起部
６ …スペーサー部
７ …パターンニング用層
８ …ビーズ
９ …樹脂
１０ …カラーフィルター
３０ …液晶表示装置
３１ …カラーフィルター側基板
３２ …駆動側基板
３３ …液晶層

Claims (5)

1. 基材と、前記基材上にパターン状に形成された遮光部と、前記基材の前記遮光部により区画された開口部内を覆うように形成された着色層と、前記遮光部および前記着色層を覆うように形成された透明電極膜と、前記透明電極膜上にパターン状に形成された液晶配向制御用突起部と、透明電極膜上に前記液晶配向制御用突起部と同一材料で形成され、スペーサー部を形成するためのパターンニング用層と、前記パターンニング用層上の遮光部上に相当する位置に形成されたスペーサー部とを有するカラーフィルターであって、前記パターンニング用層の表面は撥液化されており、前記スペーサー部はビーズ及び樹脂を含有するビーズ組成物層からなることを特徴とするカラーフィルター。
2. 前記撥液化されたパターンニング用層が、フッ素を含有するもの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ー。
3. 前記撥液化されたパターンニング用層が、前記液晶配向制御用突起部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルター。
4. 前記着色層はインクジェット方式により、形成されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルター。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルターを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
   

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