JP2008268970A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶層へのイオン性物質の混入防止がより確実になされるカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】 基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタの製造方法であって、電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、この液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、この樹脂部材を使用して樹脂着色層を形成する。
【選択図】 なし

Description

本発明はカラーフィルタの製造方法に係り、特に表示品質に優れた液晶表示装置を可能とするカラーフィルタの製造方法に関する。

近年、フラットディスプレイとして、カラー液晶表示装置が注目されている。カラー液晶表示装置の一例として、ブラックマトリックス、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる着色層、共通透明電極層および配向層を備えたカラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）、画素電極および配向層を備えた対向電極基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層とした透過型の液晶表示装置がある。また、上記のカラーフィルタの基板と着色層との間に反射層を設けた反射型の液晶表示装置もある。

このようなカラー液晶表示装置では、液晶の配向不良、液晶に印加される電圧変化、表示面内の電圧のバラツキ等により液晶の配向状態が変化すると、表示不良が生じる。この表示不良には、次の焼付きと白ムラとがある。

焼付きは、同一画素に一定時間電圧を印加した後、電圧を低下、あるいは、切った場合、この画素の透過率が周辺の一定時間電圧を印加しなかった画素の透過率と異なるため、見た目にムラ状態が認識され、さらに、長時間放置してもムラ状態が継続する現象である。ノーマリーホワイトパネルにおける焼付き現象では、一定時間電圧を印加した画素が周辺画素よりも暗く見える。このような焼付き現象は、電圧印加の間にイオン性物質が電極に付着し、次に電圧を解除してもイオン性物質が電極上に吸着したままとなり、このイオン性物質による電圧が液晶に作用し続けることが原因と考えられる。

また、白ムラは、電圧を印加して黒画面を表示した際、表示領域の一部が透過率ゼロとならないため、ムラ状態が認識される現象である。これは、本来電極間に印加された電圧が一定に維持されるべきところ、液晶中にイオン性物質が存在すると、このイオン性物質が移動する、すなわち、電流が流れるため、電極間の電圧が降下することが原因と考えられる。

上記のような表示不良現象を引き起こすイオン性物質は、電極上に留まらず、液晶層の中を容易に移動すると考えられている。このイオン性物質の発生源としては種々の発生源が考えられ、表示不良を防止するために、製造工程で使用する薬液、大気、純水等に含まれる不純物管理や、装置、人体等からの発塵管理や、プロセス条件の最適化が行なわれている。また、カラーフィルタや対向電極基板の表面洗浄や、製造工程での紫外線照射・表面研磨等による残さ等の不純物の除去が行なわれている。

このような対応により、表示不良現象は発生しにくくなったものの、長時間表示や高温高湿下等の厳しい表示条件下では、依然として発生する確率が高いという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、液晶層へのイオン性物質の混入防止がより確実になされるカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、液晶表示装置の液晶層と接触する樹脂部材を上記のようなイオン性物質の発生源の一つと考え、樹脂部材から液晶層中に移行したイオン性物質による表示不良と相関のある特性として、樹脂部材からの不純物抽出処理を施した液晶の電圧保持率と残留ＤＣ（ΔＥ）に着目してなされたものである。

すなわち、上記のような目的を達成するために、本発明は、基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタの製造方法において、電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、該液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の前記液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、該樹脂部材を使用して前記樹脂着色層を形成するような構成とした。

また、本発明は、基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明な樹脂保護層とを備えるカラーフィルタの製造方法において、電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、該液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の前記液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、該樹脂部材を使用して前記樹脂保護層を形成するような構成とした。

本発明によれば、長時間表示や高温高湿等の厳しい表示条件下であっても、焼付きや白ムラ等の表示不良の発生が防止され、表示品質に優れた液晶表示装置を可能とするカラーフィルタを簡便に製造することができる。

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明は、基板と、この基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタを製造するものである。このようなカラーフィルタが液晶表示装置に用いられる場合、樹脂部材としては、樹脂着色層が液晶に対して最近傍、あるいは、接触する位置となる。

また、本発明は、基板と、この基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明な樹脂保護層とを備えるカラーフィルタを製造するものである。このようなカラーフィルタが液晶表示装置に用いられる場合、樹脂部材としては、樹脂保護層が液晶に対して最近傍、あるいは、接触する位置となる。

本発明では、液晶表示装置の液晶層と接触する樹脂部材をイオン性物質等の不純物の発生源の一つと考え、樹脂部材から液晶層中に移行した不純物による表示不良と相関のある特性として、樹脂部材からの不純物抽出処理を施した液晶の電圧保持率と残留ＤＣ（ΔＥ）に着目した。

すなわち、表示不良の一つである白ムラを防止するには、液晶層の両側に位置する電極間に印加された電圧を維持することが必要であり、本発明では、樹脂着色層あるいは樹脂保護層を、不純物抽出処理を施した液晶の電圧保持率が８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上となる樹脂部材を用いて形成する。また、表示不良の一つである焼付きを防止するには、残留ＤＣ（ΔＥ）をできる小さくして、液晶層に印加した電圧を解除したときに、不要な電圧が液晶層にかかり続けることを防止することが必要である。本発明では、樹脂着色層あるいは樹脂保護層を、不純物抽出処理を施した液晶の残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下、好ましくは０．２Ｖ以下、より好ましくは０．１Ｖ以下となる樹脂部材を用いて形成する。これにより、長時間表示や高温高湿等の厳しい表示条件下であっても、焼付きや白ムラ等の表示不良の発生が防止され、表示品質に優れた液晶表示装置を可能とするカラーフィルタを製造することができる。

ここで、上記の不純物抽出処理、電圧保持率の測定条件、残留ＤＣ（ΔＥ）の測定条件について説明する。
（不純物抽出処理）
表面積が４ｃｍ²である樹脂部材を容量０．２ｍｌの液晶中に浸漬し、１０５℃に５時間保持して抽出を行う。尚、使用する液晶は、不純物抽出処理前の状態において、下記の電圧保持率測定条件で測定した電圧保持率が９５％以上であり、かつ、下記の残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件で測定した残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶とする。

（電圧保持率測定条件）
層構成として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の条件で測定する。
・電極間距離 ：５〜１５μｍ
・印加電圧パルス振幅 ：５Ｖ
・印加電圧パルス周波数：６０Ｈｚ
・印加電圧パルス幅 ：１６．６７ｍｓｅｃ

（残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件）
残留ＤＣ（ΔＥ）とは、図１に例示する電圧−静電容量ヒステリシスループにおいて、最大静電容量（Ｃｓ）と最小静電容量（Ｃ０）から式（Ｃ０＋Ｃｓ）／２で規定される静電容量における電圧シフト量（図２に矢印で示す）のことである。測定は、層構成として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からなる測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の条件で測定する。
・電極間距離 ：５〜１５μｍ
・使用液晶 ：静電容量飽和電圧（図２のＶｓ′）が１０Ｖ
以下のもの
・電圧−静電容量ヒステリシスループ測定電圧範囲 ：−１０Ｖ〜＋１０Ｖ

尚、本発明によって製造したカラーフィルタを液晶表示装置に用いる場合、樹脂着色層あるいは樹脂保護層上に共通透明電極層や配向層が設けられた状態で使用されるが、このような共通透明電極層や配向層の厚みは、通常０．０１〜１μｍと薄く、不純物を遮蔽する作用がほとんど期待できないため、樹脂着色層あるいは樹脂保護層を上記特性を有するものとする必要がある。

本発明のカラーフィルタの製造方法で使用する基板としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、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。この中で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。

本発明のカラーフィルタの製造方法にて、ブラックマトリックスを有するカラーフィルタを製造する場合には、ブラックマトリックスの形成は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み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する方法、また、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングする方法、また、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングする方法等、いずれであってもよい。但し、上記のように樹脂層からなるブラックマトリックスを形成する場合であって、樹脂保護層で被覆されない場合は、このブラックマトリックスも樹脂着色層の１つとして形成する。
尚、本発明のカラーフィルタの製造方法では、ブラックマトリックスを形成しなくてもよい。

樹脂着色層を備えたカラーフィルタの製造方法では、樹脂着色層は、例えば、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンが所望のパターン形状で配列したものとすることができ、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。また、樹脂着色層を、例えば、赤色パターンが最も薄く、緑色パターン、青色パターンの順に厚くすることにより、樹脂着色層の各色ごとに最適な液晶層厚みを設定するようにしてもよい。本発明では、液晶に対して最近傍、あるいは、接触する位置となる樹脂着色層を、電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、この液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、この樹脂部材を使用して形成することを必須とする。

また、樹脂保護層を備えたカラーフィルタの製造方法では、着色層は、例えば、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンが所望のパターン形状で配列したものとすることができ、所望の着色材を含有した感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。また、着色層を、例えば、赤色パターンが最も薄く、緑色パターン、青色パターンの順に厚くすることにより、着色層の各色ごとに最適な液晶層厚みを設定するようにしてもよい。

樹脂保護層は、カラーフィルタの表面を平坦化するとともに、着色層に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けるものであり、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられたときに、液晶層と接するようなブラックマトリックスおよび着色層を少なくとも覆うように形成する。本発明では、液晶に対して最近傍、あるいは、接触する位置の樹脂部材である樹脂保護層を、電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、この樹脂部材を使用して形成することを必須とする。樹脂保護層の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタの表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１〜３．０μｍの範囲で設定することができる。

次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
＜不純物抽出処理試験＞
Ａ．試料の作製
不純物抽出処理に供するために、以下のようにガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）上にカラー液晶表示装置に用いられる種々の材料を用いて塗膜を形成した。
（１）ブラックマトリックス用感光性塗料と着色層用感光性塗料

ブラックマトリックス用感光性塗料および各色の着色層用感光性塗料Ｒ１、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１は、分散液組成物（顔料、分散剤、および溶剤を含有）にビーズを加え、分散機で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開示剤および溶剤）とを混合したものであり、その組成を下記に示す。尚、分散機としては、ペイントシェーカーを用いた。

次に、調製したブラックマトリックス用感光性塗料および各色の着色層用感光性塗料Ｒ１、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１を、それぞれガラス基板上にスピンコート法で１．５μｍの厚さに塗布、９０℃、３分間の条件でプリベーク、全面露光（５００ｍＪ／ｃｍ²）、０．０５％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を６０秒行った後、２００℃、３０分間ポストベークすることで、塗膜付きのガラス基板を作製した。
（ブラックマトリックス用感光性塗料）
・黒顔料 … １４．０重量部
（大日精化工業（株）製ＴＭブラック＃９５５０）
・分散剤（ビックケミー（株）製Disperbyk１１１）… １．２重量部
・ポリマー（昭和高分子（株）製ＶＲ６０） … ２．８重量部
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ３．５重量部
・添加剤（綜研化学（株）製Ｌ−２０） … ０．７重量部
・開始剤 … １．６重量部
（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）−ブタノン−１）
・開始剤 … ０．３重量部
（４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノン）
・開始剤（２，４−ジエチルチオキサントン） … ０．１重量部
・溶剤（エチレングリコールモノブチルエーテル） … ７５．８重量部

（赤色パターン用感光性塗料Ｒ１）
・赤顔料 … ４．８重量部
（チバガイギー社製クロモフタールレッドＡ２Ｂ）
・黄顔料 … １．２重量部
（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９）
・分散剤（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）… ３．０重量部
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマー１ … ５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア９０７） … １．４重量部
・開始剤 … ０．６重量部
（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）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（緑色パターン用感光性塗料Ｇ１）
・緑顔料 … ４．２重量部
（ゼネカ（株）製モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ）
・黄顔料 … １．８重量部
（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９）
・分散剤（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）… ３．０重量部
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマー１ … ５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア９０７） … １．４重量部
・開始剤 … ０．６重量部
（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）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（緑色パターン用感光性塗料Ｇ２）
・緑顔料 … ４．２重量部
（ゼネカ（株）製モナストラルグリーン６Ｙ−ＣＬ）
・黄顔料 … １．８重量部
（ＢＡＳＦ社製パリオトールイエローＤ１８１９）
・分散剤（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）… ３．０重量部
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマー１ … ５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア９０７） … １．４重量部
・開始剤 … ０．６重量部
（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）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（青色パターン用感光性塗料Ｂ１）
・青顔料 … ６．０重量部
（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）
・顔料誘導体 … ０．６重量部
（ゼネカ（株）製ソルスパース１２０００）
・分散剤（ゼネカ（株）製ソルスパース２４０００）… ２．４重量部
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマー１ … ５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア９０７） … １．４重量部
・開始剤 … ０．６重量部
（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）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

尚、上記のポリマー１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。以下の他の塗料に用いられるポリマー１も同様である。

（２）保護層用塗料
下記組成の保護層用塗料を調製し、上記と同様にして塗膜付きのガラス基板を作製した。
（保護層用塗料）
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ７．１重量部
・ポリマー１ … ８．８重量部
・エポキシ樹脂 … ９．７重量部
（油化シェルエポキシ（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア９０７） … １．４重量部
・開始剤 … １．０重量部
（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）
・溶剤（ジメチルジグリコール） … ３８．０重量部
・溶剤（酢酸−３−メトチキブチル） … ３４．０重量部

（３）柱状凸部用感光性塗料
下記組成の２種の柱状凸部用感光性塗料Ｓ１、Ｓ２を調製した。次いで、調製した各柱状凸部用感光性塗料をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、１００℃、３分間の条件でプリベーク、全面露光、０．０１％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像を行った後、２００℃、３０分間ポストベークすることで、塗膜付きのガラス基板を作製した。
（柱状凸部用感光性塗料Ｓ１）
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ８．７重量部
・ポリマー１ … １０．９重量部
・エポキシ樹脂 … １２．１重量部
（油化シェルエポキシ（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
・界面活性剤 … １．０重量部
（日本油化（株）製ノニオンＨＳ−２１０）
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア３６９） … １．２重量部
・開始剤 … １．０重量部
（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）
・溶剤 … ２９．１重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
・溶剤（酢酸−３−メトチキブチル） … ３６．０重量部

（柱状凸部用感光性塗料Ｓ２）
・モノマー（サートマー（株）製ＳＲ３９９） … ８．７重量部
・ポリマー１ … １０．９重量部
・エポキシ樹脂 … １２．１重量部
（油化シェルエポキシ（株）製エピコート１８０Ｓ７０）
・界面活性剤 … ２．０重量部
（日本油化（株）製ノニオンＨＳ−２１０）
・開始剤（チバガイギー社製イルガキュア３６９） … １．２重量部
・開始剤 … １．０重量部
（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）
・溶剤 … ２８．１重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
・溶剤（酢酸−３−メトチキブチル） … ３６．０重量部

Ｂ．不純物抽出処理と電圧保持率・残留ＤＣ（ΔＥ）の測定
上記のＡ．で作製した各種の塗膜付きガラス基板について、液晶（メルクジャパン社製ＭＬＣ−６８４６−０００）に対する不純物抽出処理を下記の方法で行い、その後、この液晶の電圧保持率、残留ＤＣ（ΔＥ）を下記に示す測定条件で測定し、結果を下記の表１に示した。

尚、使用した液晶は、不純物抽出処理前の状態において、下記の電圧保持率測定条件で測定した電圧保持率が９８％以上となり、下記の残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件で測定した残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０１Ｖ以下となるものであった。
（不純物抽出処理方法）
表面積が４ｃｍ²である塗膜付きガラス基板を容量０．２ｍｌの液晶中に
浸漬し、１０５℃に５時間保持して抽出を行う。

（電圧保持率測定条件）
層構成として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からな
る測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の
条件で測定する。
・電極間距離 ：５〜１５μｍ
・印加電圧パルス振幅 ：５Ｖ
・印加電圧パルス周波数：６０Ｈｚ
・印加電圧パルス幅 ：１６．６７ｍｓｅｃ

（残留ＤＣ（ΔＥ）測定条件）
層構成として、基板／電極／配向層／液晶／配向層／電極／基板からな
る測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の
条件で残留ＤＣ（ΔＥ）（電圧−静電容量ヒステリシスループにおいて、
最大静電容量（Ｃｓ）と最小静電容量（Ｃ０）から式（Ｃ０＋Ｃｓ）／
２で規定される静電容量における電圧シフト量（図２に矢印で示す）の
こと）を測定する。
・電極間距離 ：５〜１５μｍ
・使用液晶 ：静電容量飽和電圧（図２のＶｓ′）が１０Ｖ
以下のもの
・電圧−静電容量ヒステリシスループ測定電圧範囲：−１０Ｖ〜＋１０Ｖ

＜カラーフィルタの作製＞
（１）カラーフィルタ試料１
カラーフィルタ用の基板として、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に上記組成のブラックマトリックス用感光性塗料を塗布し、マスク露光、現像、ポストベークを行ってブラックマトリックス（厚み１．５μｍ）を形成した。

次に、上記組成の３種の着色層用感光性塗料Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を用いて着色層を形成した。すなわち、ブラックマトリックスが形成された上記の基板全面に、赤色パターン用の感光性塗料Ｒ１をスピンコート法により塗布して赤色感光性樹脂層を形成し、プリベーク（９０℃、３分間）を行った。その後、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて赤色感光性樹脂層をアライメント露光し、現像液（０．０５％ＫＯＨ水溶液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２００℃、３０分間）を行って、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に赤色パターン（厚み１．５μｍ）を形成した。

同様に、緑色パターン用の感光性塗料Ｇ１を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に緑色パターン（厚み１．５μｍ）を形成した。さらに、青色パターン用の感光性塗料Ｂ１を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に青色パターン（厚み１．５μｍ）を形成して、各着色層間にブラックマトリックスが露出しているような構造のカラーフィルタ（試料１）を得た。

（２）カラーフィルタ試料２
着色層用感光性塗料として、上記組成の３種の感光性塗料Ｒ１、Ｇ２、Ｂ１を用いた他は、上記の試料１と同様にしてカラーフィルタ（試料２）を作製した。

（３）カラーフィルタ試料３
上記のカラーフィルタ（試料２）のブラックマトリックスおよび着色層を覆うように上記組成の保護層用塗料をスピンコート法により塗布し、乾燥して、厚みが１．５μｍの保護層を形成してカラーフィルタ（試料３）を得た。

（４）カラーフィルタ試料４
上記のカラーフィルタ（試料３）の保護層を覆うように上記組成の柱状凸部用感光性塗料Ｓ１をスピンコート法により塗布し、プレベーク（１００℃、３分間）を行った。その後、所定の柱状凸部用フォトマスクを用いて露光し、現像液（０．０１％ＫＯＨ水溶液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２００℃、３０分間）を行って、高さ５μｍの柱状凸部を複数形成してカラーフィルタ（試料４）を得た。

（５）カラーフィルタ試料５
柱状凸部用感光性塗料として、上記組成の感光性塗料Ｓ２を用いた他は、上記の試料４と同様にして、カラーフィルタ（試料５）とした。

＜液晶表示装置の作製＞
上記の各カラーフィルタ（試料１〜５）上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる透明共通電極を形成した。
また、透明基板として１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板上の所定の複数の個所に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、各ＴＦＴのドレイン電極に接続するように透明画素電極を酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）により形成して、対向電極基板を作製した。

次に、上記のカラーフィルタの透明共通電極上と対向電極基板の透明画素電極を覆うようにポリイミド樹脂塗料を塗布、乾燥して配向層（厚み０．０７μｍ）を設け、配向処理を施した。
次いで、これらのカラーフィルタと対向電極基板を用いて液晶表示装置（試料１〜５）を作製した。尚、液晶としてメルクジャパン社製ＭＬＣ−６８４６−０００を使用した。

＜液晶表示装置の評価＞
作製した５種の液晶表示装置（試料１〜５）について、２３℃、６０％ＲＨの条件下で７２時間連続で画像表示を行い、下記の基準で表示品質を評価して結果を下記の表２に示した。
（表示品質の評価基準）
○：焼付き及び白ムラがなく表示品質が極めて良好
×：焼付き及び白ムラがみられ、表示不良現象が認められる

表２に示されるように、試料１、３、４の各液晶表示装置は、構成するカラーフィルタがいずれも、液晶層と直接に接触する位置、あるいは、配向層や透明電極を介して液晶層の最近傍に位置する樹脂部材が、不純物抽出処理を施した液晶の電圧保持率を８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）を０．５Ｖ以下に保つ本発明のカラーフィルタであるため、高温高湿下における長時間表示を行っても、表示不良現象が生じないものであった。
これに対し、試料２の液晶表示装置では、電圧保持率が８０％未満で残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖを超える着色層の緑色パターンが液晶層と直接に接触し、また、試料５の液晶表示装置では、電圧保持率が８０％未満で残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖを超える柱状凸部が液晶層と直接に接触するので、共に焼付き及び白ムラがみられ、表示不良現象が認められた。

液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造と、液晶表示装置の製造において有用である。

残留ＤＣ（ΔＥ）を説明するための電圧−静電容量ヒステリシスループを示す図である。

Claims (2)

1. 基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタの製造方法において、
   電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、該液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の前記液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、該樹脂部材を使用して前記樹脂着色層を形成することを特徴としたカラーフィルタの製造方法。
2. 基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明な樹脂保護層とを備えるカラーフィルタの製造方法において、
   電圧保持率が９５％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．０５Ｖ以下である液晶を準備し、樹脂部材として、該液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の前記液晶の電圧保持率が８０％以上、かつ、残留ＤＣ（ΔＥ）が０．５Ｖ以下となるような樹脂部材を選択し、該樹脂部材を使用して前記樹脂保護層を形成することを特徴としたカラーフィルタの製造方法。

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