JP2008281909A - 液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いたカラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＢＭ端部に着色層の突出部（ツノ）が形成され難く、かつ光漏れ（白抜け）が生じ難い条件を満たすようにした液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、基板１１上にＢＭ２１ｂと、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂからなる着色層３０と、を含んでおり、ＢＭ２１ｂの中央部の平均厚さをＴ₁、ＢＭ２１ｂの中央部の平均厚さＴ₁の５０％のＢＭ２１ｂの高さ位置において基板１１と平行な面と、ＢＭ２１ｂの傾斜部のＴ₁の５０％の位置とＢＭ２１ｂの０．９５Ｔ₁の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₁、基板１１面と、ＢＭ２１ｂの先端部と傾斜部におけるＴ₁の５０％の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₂としたとき、α₁≧α₂・・・（式１）の条件を満たすようにうにした液晶表示装置用カラーフィルタである
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いたカラー液晶表示装置に関する。

一般に液晶表示装置用カラーフィルタは、光透過性の基板上に形成されかつ画素領域を画定するＢＭ（ブラックマトリックス（遮光部））と、該画素領域に配置された着色層とを含んでいる。

ＢＭは、カーボンブラック等の遮光材を含有する樹脂からなり、例えば、複数のマトリックス状に配置された窓部を形成する。該窓部は、画素領域となっている。
着色層は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の何れかの色の画素を構成する顔料若しくは染料を含む薄膜である。

着色層を形成する方法としては、感光性の着色組成物液を基板上に塗布して感光層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、当該パターンに対応した着色組成物の硬化物を形成するフォトリソグラフィ法が一般的である。

露光処理は、ＢＭが形成された基板上に、未露光の感光層を形成した後、フォトマスクを用いてパターン露光される。
かかる露光処理の際、フォトマスクのズレなどによって、着色層とＢＭとの間に隙間が生じるおそれがある。
隙間が形成された場合、該隙間から光漏れ（いわゆる白抜け）が生じ、表示不良の原因となる。

そこで、着色層とＢＭとが重なるように、すなわち着色層の端部がＢＭに乗り上げた状態となるように、フォトレジスト膜に対して露光処理を行って、光漏れ（白抜け）を防止している。

ところが、着色層の端部がＢＭ上に乗り上げる構成によって、着色層はＢＭの頂部の近傍において突出部（いわゆるツノ）が形成され、突出部（ツノ）が液晶分子の配向不良（ディスクリネーション等）の要因となっていた。

着色層による突出部（ツノ）を低減させるために、側部に傾斜面を有するＢＭを形成するという技術が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特開平９−１１３７２１号公報 特開平９−１２００６３号公報

ＢＭの側部が傾斜面である場合、ＢＭの側部が垂直面である場合に比べて、着色層の突出部の高さを低減させることができるものの、突出部（ツノ）を排除することはできていない。
近年、色濃度の高いカラーフィルタが求められていることに応じて感光性着色組成物における着色剤濃度が高くなる傾向にある。着色剤濃度が高くなると、顔料レジストの流動特
性が悪化し、着色層の突出部（ツノ）が形成され易くなるという問題がある。

また、着色層の突出部が生じにくくなるように、ＢＭ頂部における着色層の重なり幅を小さくすると、着色層の端部が傾斜面に配置されて、光漏れ（白抜け）が生じやすくなるという問題もある。

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、ＢＭ端部に着色層の突出部（ツノ）が形成され難く、かつ光漏れ（白抜け）が生じ難い条件を満たすようにした液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１においては、基板と、前記基板上に形成されかつ画素領域を画定する遮光部と、前記画素領域に配置された着色層と、を含む液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記遮光部のうち前記画素領域を囲む傾斜部の形状は、前記遮光部の中央部の平均厚さをＴ₁、前記遮光部の中央部の平均厚さＴ₁の５０％の遮光部の高さ位置において前記基板と平行な面と、前記遮光部の傾斜部のＴ₁の５０％の位置と前記ＢＭの０．９５Ｔ₁の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₁、基板面と、前記遮光部の先端部と傾斜部におけるＴ₁の５０％の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₂としたとき、
α₁≧α₂・・・（式１）の条件を満たしていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。

また、請求項２においては、前記着色層の端部が前記遮光部の傾斜部上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。

さらにまた、請求項３においては、請求項１また２に記載の液晶表示装置用カラーフィルタを含むカラー液晶表示装置としたものである。

本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、ＢＭの傾斜部における傾斜角を小とすることによって、傾斜部分の幅が広がり、着色膜を形成する際に行われる露光現像の位置ずれが生じてもいわゆる白抜けを防止することができる。
また、ＢＭの傾斜部の傾斜角を小として、ＢＭの傾斜部分の幅を大とすることによって、着色膜の端部をＢＭの傾斜面に積極的に配置することが可能となり、ＢＭの頂部近傍における段差を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１（ａ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す模式構成断面図である。図1（ｂ）は、図１（ａ）Ａ部の部分模式拡大断面図である。
本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、基板１１上にＢＭ２１ｂと、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂからなる着色層３０と、を含んでいる。
本来は、着色層３０上に、透明電極、スペーサーが形成されるが、説明を簡略化するために、透明電極、スペーサー等は省略してある。

基板１１は、光を透過せしめる透明材料からなり、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネートの熱可塑性樹脂シート、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂シートからなる。また、他の材料として、基板は、石英ガラスなど、各種ガラスが使用できる。

ＢＭ２１ｂは、ストライプ状若しくは格子状の窓部を有しており、当該窓部内の領域が画素領域となっている。すなわち、ＢＭは画素領域を画定している。画素領域の周縁におけるＢＭの側部は、傾斜面となっている。

ＢＭ２１ｂは、ＢＭ形成用レジストをパターニング処理して形成される。ＢＭ形成用レジストは、有機顔料、無機顔料若しくは染料を含む。有機顔料としては、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラック、シアニンブラックなどが挙げられる。無機顔料としては、ミロリブルー、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、コバルト系、マンガン系、タルク、クロム酸塩、フェロシアン化物、各種金属硫酸塩、硫化物、セレン化物、リン酸塩群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、ピリジアン、エメラルドグリーン、コバルトグリーンなどが挙げられる。染料としては、赤、青、緑色などを混色させたものが挙げられる。
なお、ＢＭ形成用レジストは、上記した有顔料機群、無機顔料群、染料群の中から複数種選択して混合したものを使用しても良い。

画素領域には、着色層３０が形成されている。着色層３０は、少なくとも３色（例えば赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂ）からなる薄膜であり、顔料若しくは染料を含んでいる。
着色層３０はＢＭ２１ｂに重なるように配置されており、着色層３０の端部は、少なくともＢＭ２１ｂの傾斜部に配置されている。

上記の如き構成のカラーフィルタにおいて、ＢＭ２１ｂの中央部の平均厚さをＴ₁、ＢＭ２１ｂの中央部の平均厚さＴ₁の５０％のＢＭ２１ｂの高さ位置において基板１１と平行な面と、ＢＭ２１ｂの傾斜部のＴ₁の５０％の位置とＢＭ２１ｂの０．９５Ｔ₁の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₁とする。また、基板１１面と、ＢＭ２１ｂの先端部と傾斜部におけるＴ₁の５０％の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₂とする。上記のごとき構成のカラーフィルタは、
α₁≧α₂・・・（式１）の条件を満たすようになっている。

かかる形状にすることによって、ＢＭ２１ｂの傾斜部において、着色層３０の端部と重なりうる傾斜面の幅が広がり、着色層３０の端部が少なくともＢＭの傾斜面において重なる。ＢＭ２１ｂと着色層３０との位置ずれが生じても突出部の高さを低減できる範囲を広げることもできる。

また、ＢＭ２１ｂの傾斜部の傾斜角を小として、ＢＭ２１ｂの傾斜部分の幅を大とすることによって、着色層３０の端部をＢＭの傾斜面に積極的に配置することが可能となり、ＢＭ２１ｂの頂部近傍における突出部の高さを低減することができる。

さらに、着色層３０の端部をＢＭ２１ｂの頂部に配置したとしても、ＢＭ２１ｂの傾斜部の先端部領域（すなわちＢＭの厚さが薄い領域）の傾斜角を小とすることによって、ＢＭ２１ｂの頂部において着色層が形成する突起部（以下、ツノ段差と称する）の高さを小とすることができる。
ここで、ツノ段差ｄとは、着色層とＢＭの重なり部分において、着色層の基板表面から最も離れた位置と基板表面との間の距離から着色層の平均厚さを減算した値をいう。また、着色層の平均厚さは、画素領域における着色層の厚さの平均をいう。
なお、上記のごとき定義によって定まるツノ段差を低減することによって、特に、当該カラーフィルタを液晶表示装置に組み込んだ際に、画素領域の周縁において生じる液晶の配向乱れを生じに難くすることができる。また、上記のごときツノ段差の低減によって、ＢＭの頂部及び着色層を覆う透明電極の膜厚を均一にすることができる故、突出部（ツノ）における断線を防止できる。さらに、上記のごときツノ段差を低減することによって、ラ
ビング処理に起因する不良（例えば着色層上に設けられた配向膜（図示せず）の剥がれ及び突出部の異物の付着）の発生を抑制することができる。
なお、α₁、α₂の実測値は、カラーフィルタの断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、角度を測定して得ることが出来る。

以下、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
まず、ロールコーター、カーテンコーター、各種の印刷、浸漬等の塗膜形成手段を用いて、基板１１上にＢＭ形成用レジストを塗布し、予備乾燥して、黒色感光層２１を形成する（図２（ａ）参照）。
また、黒色感光層２１の形成方法としては、一旦フィルム等の支持体上にＢＭ形成用レジストの塗膜を形成した後、基板上に転写することもできる。

次に、基板１１上の黒色感光層２１を、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアーク等などの活性光の光源を用いて、フォトマスクを介してパターン露光し、現像、膜硬化過程を行い、ＢＭ２１ｂを形成する（図２（ｂ）参照）。

ＢＭ２１ｂの膜厚は、０．２μｍから３μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５μｍから２．０μｍの範囲である。
ＢＭ２１ｂの膜厚が小であると、パネル表示時に十分な遮光性が得られずに、バックライトの光が漏れて、表示不良が生じる。一方、ＢＭ２１ｂの膜厚が大であると着色層３０との重なりで発生するツノ段差ｄが大となり、液晶表示装置に組み込まれた場合に、該ツノ段差が液晶の配向不良（ディスクリネーション等）を発生させる。

次に、ＢＭ２１ｂを形成した基板１１上に、赤色レジストを塗布、乾燥して、赤色感光層を形成し、フォトマスクを介してパターン露光、現像、膜硬化過程を行い、赤色層３１Ｒを作製する（図２（ｄ）参照）。
この操作を、緑色レジスト、青色レジストについても同様に行うことにより、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができる（図２（ｅ）及び（ｆ）参照）。

着色層３０の厚さは、０．５μｍから４．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１．０μｍから２．５μｍの範囲である。
着色層３０の膜厚が大である場合、液晶表示パネルを作製する際に、セルギャップ調整が困難になることがある。着色層３０の膜厚が小である場合、着色レジスト中の顔料濃度を高くする必要があり、これによって該レジストの粘度が高くなり、均一にパターン形成することが困難になる。

なお、着色層３０とＢＭ２１ｂとの重なり幅は、１．０μｍから１０μｍの範囲にあることが好ましい。
重なり幅が１．０μｍ以下である場合、着色層とＢＭとの重なりが小さい故、白抜けが発生する場合がある。重なり幅が大きい場合、ＢＭ２１ｂの頂部において隣の着色層とも重なりが発生し、ツノ段差ｄが大きくなる。

ＢＭ２１ｂの傾斜部において、上記式（１）の条件を満たすことが好ましい。かかるＢＭ２１ｂを形成することによって、着色層３０はＢＭ頂部の近傍でのツノ段差ｄも低減されることになる。
ツノ段差ｄは、０．７μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５μｍ以下が好ましい。

ＢＭ２１ｂの形成に用いられるレジストの顔料濃度は、レジスト固形分中の顔料濃度として、２０％〜５０％が望ましい。レジスト固形分中の顔料濃度が５０％を超えると、パターンの形状が垂直又は逆テーパー形状になり易くなる。レジスト固形分中の顔料濃度が２０％以下では、十分な遮光性を有することができない。

本発明の液晶表示装置用カラーフィルタを用いた液晶表示装置について説明する。
液晶表示装置は、上記の如き構成のカラーフィルタを含む。該カラーフィルタは図示しない透明電極、スペーサーなどの構造物が形成されている。
かかるカラーフィルタは、例えば液晶駆動用のＴＦＴ素子を配置したＴＦＴアレイ基板（特に、図示せず）と対向するように配置される。
該カラーフィルタと該ＴＦＴアレイ基板の間には液晶が充填されている。
カラーフィルタ、液晶、ＴＦＴアレイ基板は、例えばクロスニコルに配置された一対の偏光板に狭持されており、液晶表示装置が構成されている。
上記のごとき、カラーフィルタを含む液晶表示装置は、カラーフィルタの着色層とＢＭの重なり部分の吐出部（ツノ）に起因する液晶の配向不良を防止できる故、表示特性が良好となる。
特に、斜め方向からの光漏れを防止することが出る。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

まず、下記に示すＢＭ形成用レジストをスピンコートして塗膜を形成し、１００℃で３分間加熱乾燥し、膜厚１．６μｍの黒色感光層２１を作製した（図２（ａ）参照）。

＜ＢＭ形成用レジスト材料＞
カーボンブラック分散液：御国色素社製（ＴＰＢＫ−２０１６）
樹脂：Ｖ２５９−ＭＥ（新日鐵化学社製）（固形分56.1重量％）
モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）
開始剤：ＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
ＯＸＥ−０１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
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、エチル‐3‐エトキシプロピオネート
レベリング剤：ＢＹＫ−３３０（ビックケミー社製）
＜ＢＭ形成用レジストの調合＞
上記ＢＭ形成用レジスト材料を、以下の組成比で混合攪拌し、ＢＭ形成用レジスト（固形分中の顔料濃度：３０．７％）を作製した。
カーボンブラック分散液 ２８．５重量部
樹脂 １０．３重量部
モノマー ２．５８重量部
開始剤ＯＸＥ−０２ ０．８６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 ９２．０重量部
エチル‐３‐エトキシプロピオネート ４．３重量部
レベリング剤 １．３重量部
次に、黒色感光層２１に３２．０μｍのマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ²照射してパターン露光し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で３０秒間現像し、現像後水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

次に、下記に示す赤色層形成用レジストをスピンコートにてＢＭ２１ｂが形成された基
板１１上に塗布し、９０℃５分間乾燥して、１．８μｍ厚の赤色感光層３１を形成した（図２（ｃ）参照）。
次に、赤色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ²照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像して、２３０℃３０分焼成しストライプ形状の赤色層３１Ｒを得た（図２（ｄ）参照）。
ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒの重なり幅は２．０μｍであった。
アルカリ現像液は下記の組成のものを使用した。
炭酸ナトリウム １．５重量％
炭酸水素ナトリウム ０．５重量％
陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ） ８．０重量％
水 ９０重量％
＜赤色分散液の調合＞
赤色顔料：C.I.Pigment Red 254 １８重量部
（「イルガーフォーレッドＢ−ＣＦ」チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
赤色顔料：C.I.Pigment Red 177 ２重量部
（「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
アクリルワニス（固形分２０重量％） １０８重量部
上記の組成の混合物を均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散し、５．０μｍフィルタで濾過して赤色顔料分散液を作製した。

＜赤色層形成レジストの調合＞
赤色分散液 １５０重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート １３重量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
光開始剤 ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２重量部
溶剤：シクロヘキサノン ２５７重量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルターで濾過して赤色層形成レジストを得た。

次に、下記に示す緑色層形成用レジストをスピンコートにてＢＭ２１ｂ及び赤色層３１Ｒが形成された基板１１上に塗布し、９０℃５分間乾燥して、１．８μｍ厚の緑色感光層３２を形成した（特に、図示せず）。
次に、緑色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ²照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像して、２３０℃３０分焼成し、ストライプ形状の緑色層３２Ｇを得た（図２（ｅ）参照）。
ＢＭ２１ｂと緑色層３２Ｇの重なりは２．０μｍであった。
アルカリ現像液は上記赤色層と同じ組成のものを使用した。

＜緑色分散液の調合＞
緑色顔料：C.I.Pigment Green 36 １6重量部
（東洋インキ製造製「リオノールグリーン ６YK」）
緑色顔料：C.I.Pigment Yellow 150 8重量部
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y-5688」）
アクリルワニス（固形分２０重量％） １０２重量部
上記の組成の混合物を均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散し、５．０μｍフィルタで濾過して緑色顔料分散液を作製した。

＜緑色層形成レジストの調合＞
緑色分散液 １２６重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート １４重量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
光開始剤 ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２重量部
溶剤：シクロヘキサノン ２５７重量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルターで濾過して緑色層形成レジストを得た。

次に、下記に示す青色層形成用レジストをスピンコートにてＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ及び緑色層３２Ｇが形成された基板１１上に塗布し、９０℃５分間乾燥して、１．８μｍ厚の青色感光層３３を形成した（特に、図示せず）。
次に、青色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ²照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像して、２３０℃３０分焼成し、ストライプ形状の青色層３３Ｂを形成した（図２（ｆ）参照）。
ＢＭ２１ｂと青色層３３Ｒの重なり幅は２．０μｍであった。
アルカリ現像液は上記赤色層と同じ組成のものを使用した。

＜青色分散液の調合＞
青色顔料：C.I.Pigment Blue 15 ５０重量部
（東洋インキ製造製「リオノールブルーＥＳ」）
青色顔料：C.I.Pigment Vioiet 23 ２重量部
（BASF社製「バリオゲンバイオレット 5890」）
分散剤（ゼネカ社製「ソルスバース20000」 ６重両部
アクリルワニス（固形分２０重量％） ２００重量部
上記の組成の混合物を均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散し、５．０μｍフィルタで濾過して青色顔料分散液を作製した。

＜青色層形成レジストの調合＞
青色分散液 ２５８重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート １９重量部
（大阪有機化学工業社製「ＴＭＰ３Ａ」）
光開始剤 ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２重量部
溶剤：シクロヘキサノン ２１４重量部
上記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルターで濾過して青色層形成レジストを得た。

以上の工程で、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された実施例１の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ａを得た（図２（ｆ）参照）。

ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を３．０μｍとする以外は、実施例１と同様の工程と条件で作製し、実施例２の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｂを得た（図２（ｆ）参照）。

ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を４．０μｍとする以外は、実施例１と同様の工程と条件で作製し、実施例２の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｂを得た（図２（ｆ）参照）。

まず、下記に示すＢＭ形成用レジストをスピンコートして塗膜を形成し、１００℃で３分間加熱乾燥し、膜厚１．８μｍの黒色感光層２１を作製した（図２（ａ）参照）。
なお、ＢＭ形成用レジスト材料は、実施例１に記載のものと同じである。

＜ＢＭ形成用レジストの調合》
カーボンブラック分散液 ３１．７重量部
樹脂 ６．０８重量部
モノマー １．３２重量部
開始剤 ＯＸＥ−０２ １．０６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 ５４．５重量部
エチル‐３‐エトキシプロピオネート ４．３重量部
レベリング剤 １．０重量部
次に、黒色感光層２１に３２．０μｍのマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて１８０ｍＪ／ｃｍ²照射してパターン露光し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

実施例１と同様な条件で、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された実施例４の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｄを得た（図２（ｆ）参照）。

ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を３．０μｍとする以外は、実施例４と同様の工程と条件で作製し、実施例５の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｅを得た（図２（ｆ）参照）。

ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を４．０μｍとする以外は、実施例４と同様の工程と条件で作製し、実施例６の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｆを得た（図２（ｆ）参照）。

まず、下記に示すＢＭ形成用レジストをスピンコートして塗膜を形成し、１００℃で３分間加熱乾燥し、膜厚１．４μｍの黒色感光層２１を作製した（図２（ａ）参照）。

＜ＢＭ形成用分散液＞
カーボン顔料＃４７（三菱化学社製）２０重量部、高分子分散剤ＢＹＫ-１８２（ビックケミー社製）８．３重量部、銅フタロシアニン誘導体（東洋インキ製造社製）１．０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７１重量部を各々添加し、ビーズミル分散機にて、攪拌してカーボンブラック分散液を作製した。

＜ＢＭ形成用レジスト材料＞
カーボンブラック分散液：顔料＃４７（三菱化学社製）
樹脂：Ｖ２５９（新日鐵化学社製）（固形分５６．１重量％）
モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）
開始剤：ＯＸＥ-０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
ＯＸＥ-０１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
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、エチル‐3‐エトキシプロピオネート
レベリング剤：ＢＹＫ-３３０（ビックケミー社製）
上記実施例１に記載のＢＭ形成用レジスト材料を、以下の組成比で混合攪拌し、ＢＭ形成用レジスト（固形分中の顔料濃度：４０．０％）を作製した。
カーボンブラック分散液 ２４．７重量部
樹脂 ３．０重量部
モノマー １．１重量部
開始剤 ＯＸＥ-０２ ２．３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 ６６．４重量部
エチル‐3‐エトキシプロピオネート １．９重量部
レベリング剤 ０．６重量部
次に、黒色感光層２１に３０．５μｍのマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ²照射してパターン露光し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で３０秒間現像し、現像、水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

実施例１と同様な条件で、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された実施例７の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｇを得た（図２（ｆ）参照）。

ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を３．０μｍとする以外は、実施例７と同様の工程と条件で作製し、実施例８の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｈを得た（図２（ｆ）参照）。

ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を４．０μｍとする以外は、実施例７と同様の工程と条件で作製し、実施例９の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｉを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１０は比較ための比較例１である。
まず、下記に示すＢＭ形成用レジストをスピンコートして塗膜を形成し、１００℃で３分間加熱乾燥し、膜厚１．６μｍの黒色感光層２１を作製した（図２（ａ）参照）。

＜ＢＭ形成用レジストの調合＞
以下の組成比で混合攪拌し、ＢＭ形成用レジスト（固形分中の顔料濃度：５３％）を作製した。
なお、ＢＭ形成用レジスト材料は、実施例１に記載のものと同じである。
カーボンブラック分散液 １５．２重量部
樹脂 ０．５６重量部
モノマー ０．２重量部
開始剤：ＯＸＥ−０１ ０．６重量部
ＯＸＥ−０２ ０．１７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 ３３．５重量部
エチル‐３‐エトキシプロピオネート ５．０重量部
レベリング剤 １．５重量部
次に、黒色感光層２１に３０．５μｍのマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ²照射してパターン露光し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で３０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

実施例１と同様な条件で、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された実施例１０（比較例１）の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｊを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１１は比較ための比較例２である。
ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を３．０μｍとする以外は、実施例１０（比較例１）と同様の工程と条件で作製し、実施例１１（比較例２）の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｋを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１２は比較ための比較例３である。
ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を４．０μｍとする以外は、実施例１０（比較例１）と同様の工程と条件で作製し、実施例１２（比較例３）の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｍを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１３は比較ための比較例４である。
まず、下記に示すＢＭ形成用レジストをスピンコートして塗膜を形成し、１００℃で３分間加熱乾燥し、膜厚１．６μｎの黒色感光層２１を作製した（図２（ａ）参照）。

＜ＢＭ形成用レジストの調合＞
以下の組成比で混合攪拌し、ＢＭ形成用レジスト（固形分中の顔料濃度：４５％）を作製した。
なお、カーボンブラック分散液以外は、実施例１に記載の材料を使用した。
カーボンブラック分散液（ＥＸ−２８０６：御国色素社製） ３１．７重量部
樹脂 ６．０８重量部
モノマー １．３２重量部
開始剤：ＯＸＥ−０２ １．０６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 ５４．５重量部
エチル‐３‐エトキシプロピオネート ４．３重量部
レベリング剤 １．０重量部
次に、黒色感光層２１に３０．５μｍのマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて２００ｍＪ／ｃｍ²照射してパターン露光し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

実施例１と同様な条件で、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された実施例１３（比較例４）の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｐを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１４は比較ための比較例５である。
ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を３．０μｍとする以外は、実施例１３（比較例４）と同様の工程と条件で作製し、実施例１４（比較例５）の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｑを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１５は比較ための比較例６である。
ＢＭ２１ｂと赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ及び青色層３３Ｂとの重なり幅を４．０μｍとする以外は、実施例１３（比較例４）と同様の工程と条件で作製し、実施例１５（比較例６）の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｒを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１〜実施例９及び実施例１０（比較例１）〜実施例１５（比較例６）で得られた液晶表示装置用カラーフィルタのＢＭ２１ｂの中央部の平均厚さＴ₁と、α₁と、α₂と、ツノ段差ｄとを、走査型電子顕微鏡（Ｓ−４５００：日立電子製）、触針型膜厚計（ＥＴ−４０００：Ｋｏｓａｋａ．Ｌａｂ社製）でそれぞれ測定した。
また、測定結果より、上記式（１）の条件を満たす場合は○、満たさない場合は×と評価した。
測定及び評価結果を表１に示す。

上記の結果より、実施例１〜実施例９で得られた本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、平坦性が良好で、かつ高遮光性を有するカラーフィルタであることが確認された。

（ａ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す模式構成断面図である。（ｂ）は、（ａ）Ａ部を拡大した部分模式拡大断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の一例を示す模式構成断面図である。

符号の説明

１１……基板
２１……黒色感光層
２１ｂ……ＢＭ
３０……着色層
３１Ｒ……赤色層
３２Ｇ……緑色層
３３Ｂ……青色層
１００……液晶表示装置用カラーフィルタ

Claims (3)

1. 基板と、前記基板上に形成されかつ画素領域を画定する遮光部と、前記画素領域に配置された着色層と、を含む液晶表示装置用カラーフィルタであって、
   前記遮光部のうち前記画素領域を囲む傾斜部の形状は、
   前記遮光部の中央部の平均厚さをＴ₁、前記遮光部の中央部の平均厚さＴ₁の５０％の遮光部の高さ位置において前記基板と平行な面と、前記遮光部の傾斜部のＴ₁の５０％の位置と前記ＢＭの０．９５Ｔ₁の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₁、基板面と、前記遮光部の先端部と傾斜部におけるＴ₁の５０％の位置とを結ぶ線と、の間の角度をα₂としたとき、
   α₁≧α₂・・・（式１）
   の条件を満たしていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
2. 前記着色層の端部が前記遮光部の傾斜部上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
3. 請求項１また２に記載の液晶表示装置用カラーフィルタを含むカラー液晶表示装置。