JP2008083609A - カラーフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、透明基板と、前記透明基板上に形成された赤色、緑色、および青色の着色層と、前記着色層上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上の前記各色着色層に対応する領域にテーパー状に形成された遮光性の遮光性液晶配向制御用突起とを有するカラーフィルタであって、
端部のテーパー角度が異なる2種類以上の前記遮光性液晶配向制御用突起が形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供することにより、上記目的を達成する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明のカラーフィルタの各構成ごとに詳しく説明する。
まず、上記遮光性液晶配向制御用突起について説明する。本発明に用いられる遮光性液晶配向制御用突起は、後述する透明電極層上にテーパー状に形成され、液晶表示装置に用いられた際、液晶の配向方向を制御する機能を有するものである。ここで、テーパー状とは、遮光性液晶配向制御用突起の端部のテーパー角度、すなわち遮光性液晶配向制御用突起の端部と透明基板とがなす角が、90°未満とされることをいう。なお本発明において上記テーパー角度は、8°〜40°の範囲内、中でも10°〜25°の範囲内とされることが好ましい。また上記テーパー角度は、AFM(原子間力顕微鏡:タカノ(株) AS-7B )を用い、測定条件はscan sizeが25000nmX25000nm、scan rateが0.5Hz、Rotationを90°とすることにより測定される値である。
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、少なくとも赤色、緑色、および青色の3色が含まれているものであればよく、例えば4色以上含まれているものであってもよい。
次に、本発明のカラーフィルタに用いられる透明電極層について説明する。本発明のカラーフィルタに用いられる透明電極層としては、一般的なカラーフィルタに用いられる透明電極層と同様とすることができ、例えば酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような透明電極層の厚みは、通常0.01μm〜1μm程度とすることができる。
次に、本発明に用いられる透明基板について説明する。本発明に用いられる透明基板は、上記着色層が形成可能なものであれば特に限定されるものではない。このような透明基板としては、例えば無アルカリガラス、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の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。
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上記透明基板、着色層、透明電極層、および遮光性液晶配向制御用突起を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて遮光部や柱状スペーサ等が形成されているもの等であってもよい。
(カラーフィルタ及び液晶セルの作製)
透明基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄した後、透明基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み1000Å)を形成した。このクロム薄膜上にネガ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 CFPR DN-83)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像、熱処理して線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスパターンを形成した。
次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型
感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
なお、上記のポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。
次いで、上記透明基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、長方形状(100μm×300μm)とした。
その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが配列された着色層を形成した。
次に、ブラックマトリックス、着色層を覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる透明電極層(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。
続いて、下記組成の遮光性液晶配向制御用突起形成用組成物を調製した。
<遮光性液晶配向制御用突起形成用組成物>
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 1.5重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.3重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 0.4重量部
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
0.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 0.4重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 11.6重量部
・ポジ型レジスト組成物(ロームアンドハース社製LC100VL) 85.0重量部
次いで、上記透明電極層上に上記遮光性液晶配向制御用突起形成用組成物をスピンコート法により塗布し、フォトマスクを介して、露光、現像して、遮光性液晶配向制御用突起を形成した。この遮光性液晶配向制御用突起のパターンは、ジグザグ形状とした。また赤、緑画素領域上のパターン寸法は線幅11μm、高さ1.2μmとし、青画素領域上のパターン寸法は、線幅13μm、高さ1.2μmとなるよう形成した。
次いで、上記透明電極層上にセルギャップ保持用の柱状スペーサを形成するための感光性樹脂組成物(JSR(株)製オプトマーNN780)をスピンコート法により塗布し、フォトマスクを介して、露光、現像して、スペーサパターンを形成した。このパターンは、ドット形状(下底30μmφ、高さ3.5μm)とした。次いで上記のように形成したカラーフィルタ表面の透明電極層上にポリイミドからなる配向膜を形成した。その後、TFTを形成したガラス基板上に垂直配向用液晶を必要量滴下した後、上述したように形成したカラーフィルタを重ね合わせ、UV効果性樹脂をシール材として用い常温で0.3kgf/cm2の圧力をかけながら400mJ/cm2の照射量で露光することにより接合してセルを作製し、セルの上部と下部に偏光軸がクロスニコルとなるように偏光板を貼り付けて液晶セルとした。
遮光性液晶配向制御用突起の、赤、緑画素領域上のパターン寸法が線幅11μm、高さ1.2μmであり、青画素領域上のパターン寸法が線幅12μm、高さ1.0μmとなるように形成した以外は実施例1と同様にカラーフィルタ及び液晶セルを作製した。
遮光性液晶配向制御用突起形成用組成物の代わりにポジ型感光性樹脂組成物(ロームアンドハース社製LC100VL)を使用し、赤、青、緑画素領域上のパターン寸法が線幅11μm、高さ1.2μmとなるよう形成した以外は実施例1と同様に液晶セルを作製した。
上述した実施例1、2、および比較例で作製したカラーフィルタの遮光性液晶配向制御用突起の寸法を光学顕微鏡にて測定した。また遮光性液晶配向制御用突起のテーパー角度をAFM(原子間力顕微鏡:タカノ(株)AS-7B)にて測定した。更に、液晶セルの黒表示色度、及び白表示色度(60HzAC5V通電)をトプコンエンジニアリング(株)製分光放射輝度計SR-3を用いて測定し色ずれ(△xy)を算出した。同時に黒表示輝度及び白表示輝度(60HzAC5V通電)を測定しコントラストを算出した。これらの結果を表1に示す。
2 … 着色層
3 … 透明電極層
4 … 遮光性液晶配向制御用突起
Claims (4)
- 透明基板と、前記透明基板上に形成された赤色、緑色、および青色の着色層と、前記着色層上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上の前記各色着色層に対応する領域にテーパー状に形成された遮光性の遮光性液晶配向制御用突起とを有するカラーフィルタであって、
端部のテーパー角度が異なる2種類以上の前記遮光性液晶配向制御用突起が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。 - 前記遮光性液晶配向制御用突起の線幅を異なるものとすることにより、前記遮光性液晶配向制御用突起の前記テーパー角度が異なるものとされていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。
- 前記遮光性液晶配向制御用突起の高さを異なるものとすることにより、前記遮光性液晶配向制御用突起の前記テーパー角度が異なるものとされていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。
- 前記青色の着色層に対応する領域に形成された前記遮光性液晶配向制御用突起のテーパー角度が、前記赤色の着色層および前記緑色の着色層に対応する領域に形成された前記遮光性液晶配向制御用突起のテーパー角度より低い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。
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JP5083467B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-11-28 | 凸版印刷株式会社 | 液晶表示装置用カラーフィルタ基板および液晶表示装置 |
CN104503134A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-08 | 合肥鑫晟光电科技有限公司 | 一种彩膜基板、液晶显示面板及显示装置 |
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JPH11248921A (ja) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Toray Ind Inc | カラーフィルター及びこれを用いた液晶表示装置 |
JP2004240401A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-26 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置用基板、電気光学装置用基板の製造方法、電気光学装置および電子機器 |
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2006
- 2006-09-29 JP JP2006266242A patent/JP2008083609A/ja active Pending
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