JP2009075364A - 半透過型ｉｐｓ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラビングの際、光散乱層のテーパー部表面に露出した微粒子が剥れるといった不具合を防ぐことが可能な、高品質の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板１上に形成され、かつ開口部ａが形成された着色層２と、上記着色層上に形成されたオーバーコート層３と、上記オーバーコート層上に、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層４のパターンを有し、上記透明基板と、上記開口部を有する着色層と、上記オーバーコート層と、上記光散乱層とが積層された領域を反射領域として用い、上記開口部を有さない着色層領域を透過領域として用いる半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記光散乱層を上記反射領域の上記オーバーコート層上に、光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法により形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＰＳ（横型電界駆動）方式の半透過型液晶表示装置を製造する際に、光散乱層のテーパー部表面に微粒子が露出し、その微粒子が、ラビングの際に剥れるといった不具合を防ぐことが可能な半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関するものである。

近年、液晶表示装置として、外光の反射と、バックライト光の透過光とを利用した半透過型液晶表示装置が開発され、この半透過型液晶表示装置は、外光を利用して表示を行なう従来の反射型カラー液晶表示装置に、バックライトを兼ね備え、周囲が暗い場合でもバックライトによる表示（透過表示）が行なえる、という利点を有する。しかしながら、このような半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、外光は入射光および反射光として着色層を２回通過することから、外光により表示が行われる反射光用領域の色特性と、バックライト光によって表示が行われる透過光用領域との色特性が異なるという問題を有する場合があった。

このような問題を解決するため、例えば上記透過光用領域に膜厚の厚い着色層を形成し、上記反射光用領域に膜厚の薄い着色層を形成する方法等、それぞれの領域に異なる着色層を形成する方法等が採用されていた。しかしながら、この方法では、３色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の着色層を有するカラーフィルタを形成する際、例えばフォトリソグラフィー法等を６回繰り返し行わなければならず、工程が煩雑であった。

そこで、例えば透過光用領域および反射光用領域における着色層の膜厚を均一なものとし、反射光用領域には着色層が形成されていない部分、すなわち孔部を設ける方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法によれば、反射光用領域における孔部の面積を調整することによって反射光用領域における着色層の面積を調整することができ、反射光用領域の色特性を調整することが可能となる。

一方、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、反射光用領域のみに、例えば微粒子を分散させてなる光散乱層が設けられる場合が多い（特許文献２参照）。反射光用領域のみに光散乱層を形成することにより、反射光用領域に設けられた金属性の反射板によって、鏡面反射して光源が反射板に映りこみ、表示が見づらくなるといった問題を解消することが可能となるからである。また、他にも反射光用領域における視野角の拡大、明るさの向上、高コントラスト化を実現することが可能となるという利点もあるからである。

ここで、一般にフォトリソグラフィー法によりパターニングを行うと、露光の際、照射される紫外線の回折等によって、本来露光されるべきではない領域にまで紫外線が照射され、その領域は不十分に露光された領域であることから、エッジ部がテーパー状に形成される。そのため、上述したような微粒子を含有する光散乱層をフォトリソグラフィー法により形成した場合、テーパー状となったエッジ部の表面に微粒子が露出しやすくなり、後に行われるラビングの際、その露出した微粒子が剥れて異物となるといった問題が生じていた。
また、紫外線の回折等によって露光された部分は、本来露光されるべき箇所ではないことから、樹脂が完全に硬化していないため、ラビング時において、より微粒子が剥れやすくなるといった問題も有していた。

特開２００２−３３３６２２公報 特開２００４−２３３３９９公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ラビングの際、光散乱層のテーパー部表面に露出した微粒子が剥れるといった不具合を防ぐことが可能な、高品質の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とするものである。

本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層と、上記着色層上に形成されたオーバーコート層と、上記オーバーコート層上にパターン状に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、上記透明基板と、上記開口部を有する上記着色層と、上記オーバーコート層と、上記光散乱層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と、上記開口部を有さない上記着色層と、上記オーバーコート層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、上記反射光用領域の上記オーバーコート層上に、光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法により上記光散乱層を形成する光散乱層形成工程を有することを特徴とする半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明においては、上記光散乱層をアディティブ法を用いて形成することにより、フォトリソグラフィー法による露光工程が不要であるため、エッジ部がテーパー状に形成され、その部分に微粒子が露出する等の問題が発生するおそれの少ないものとすることができる。したがって、ラビング時に微粒子が剥れ落ちて、異物が混入する等の不具合を少なくすることができ、高品質な半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタを製造することが可能となる。
また、本発明においては、上記光散乱層をアディティブ法を用いて形成することにより、フォトリソグラフィー法を用いて形成する場合と比較して、光散乱層の機能を向上させることが可能な透明樹脂を選択することが可能となる。したがって、高い光散乱機能を発揮させることが可能な光散乱層を形成することが可能となる。

上記発明においては、上記アディティブ法が、印刷法であることが好ましい。印刷法を用いると、例えば直接描画法等を用いた場合に必要とされる印刷面に撥液性を付与する等の前処理等が不要であるため、効率よく光散乱層を形成することができるからである。

また上記発明においては、上記印刷法が、スクリーン印刷法、凹版オフセット印刷法、およびグラビア印刷法からなる群から選択される一つの印刷法であることが好ましい。これにより、効率よく簡便に光散乱層を形成することが可能となるからである。

本発明によれば、ラビングの際、光散乱層のテーパー部表面に露出した微粒子が剥れるといった不具合を防ぐことが可能な、高品質の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタを製造することができるという効果を奏する。

本発明は、半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタ（以下、単にカラーフィルタと称する場合がある。）の製造方法に関するものである。本発明の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層と、上記着色層上に形成されたオーバーコート層と、上記オーバーコート層上にパターン状に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、上記透明基板と、上記開口部を有する上記着色層と、上記オーバーコート層と、上記光散乱層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と、上記開口部を有さない上記着色層と、上記オーバーコート層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、上記反射光用領域の上記オーバーコート層上に、光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法により上記光散乱層を形成する光散乱層形成工程を有することを特徴とするものである。

図１は、本発明の半透過型ＩＰＳ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概略図である。本発明の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すように、透明基板１上に形成された開口部ａを有する着色層２と、着色層２上に形成されたオーバーコート層３と、オーバーコート層３上にパターン状に形成され、透明樹脂中に微粒子Ｘを分散させてなる光散乱層４とを有するカラーフィルタの製造方法であって、オーバーコート層３上に、光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法の一種であるスクリーン印刷法により光散乱層４を形成する光散乱層形成工程を有する方法である。なお、上記透明基板１と、上記開口部ａを有する上記着色層２と、上記オーバーコート層３と、上記光散乱層４とが積層された領域を反射光用領域ｒとして用い、上記透明基板１と、上記開口部ａを有さない上記着色層２と、上記オーバーコート層３とが積層された領域を透過光用領域ｔとして用いるものである。また通常、透明基板１上には、ブラックマトリクス５が形成されている。

一般に、上述したように上記反射光用領域に光散乱層を形成する際にフォトリソグラフィー法を用いた場合、露光時における紫外線の回折等の影響により、エッジ部がテーパー状に形成される。上記光散乱層中には微粒子を分散させているため、このテーパー状の部分の表面に微粒子が露出しやすくなり、ラビングの際、この微粒子が剥れ落ちやすくなるといった問題があった。また、上述したように、このテーパー状の部分は、樹脂の硬化が不十分な箇所となるため、ラビングの際、露出した微粒子がより剥れやすくなるという問題があった。

一方、本発明においては、アディティブ法を用いて光散乱層を形成することにより、フォトリソグラフィー法により形成した際に起こりうる問題点を解消することが可能となる。すなわち、フォトリソグラフィー法のように、一度オーバーコート層上に塗工液を塗布した後に、露光、現像を行って、後に部分除去を行う方法の場合、上述したように、露光の際の紫外線の回折等の影響により除去されずに残った部分（テーパー状の部分）において微粒子が露出するといった問題が発生するが、アディティブ法は、露光等を行うことなく、オーバーコート層上に直接パターンを形成する方法であるため、このような問題が発生することがないものとすることができる。したがって、ラビング時に剥れ落ちた微粒子による不具合を少なくすることが可能となり、高品質な半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタを製造することが可能となる。

また、本発明においては、上記光散乱層をアディティブ法を用いて形成することにより、フォトリソグラフィー法を用いて形成する場合と比較して、光散乱層に用いられる透明樹脂の選択の自由度を上げることが可能となる。したがって、光散乱層の機能を向上させることが可能な透明樹脂を選択することが可能となり、高い光散乱機能を発揮させることが可能な光散乱層を形成することが可能となる。
また、フォトリソグラフィー法で必要とされる感光性および現像性が必要とされない点からも、透明樹脂の材料の選択の自由度が上がり、例えばビーズの沈降が起こりにくい組成とすることが可能である。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について、詳しく説明する。

１．光散乱層形成工程
まず、本発明における光散乱層形成工程について説明する。本発明における光散乱層形成工程は、反射光用領域のオーバーコート層上に、光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法により光散乱層を形成する工程である。

（１）光散乱層形成方法
まず、本発明における光散乱層形成方法について説明する。本発明における光散乱層形成方法は、光散乱層形成用塗工液を用いてアディティブ法により光散乱層を形成する方法である。
以下、上記光散乱層形成方法に用いられる光散乱層形成用塗工液およびアディティブ法について説明する。

ａ．光散乱層形成用塗工液
本発明に用いられる光散乱層形成用塗工液は、少なくとも透明樹脂、微粒子および溶剤を含有するものである。
以下、光散乱層形成用塗工液中の各成分について説明する。

（透明樹脂）
上記光散乱層形成用塗工液に用いられる透明樹脂は、硬化後に透明性を有し、後述する微粒子が分散されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば溶剤中に高分子材料を溶解させ、後工程で溶剤を除去するようにしてもよく、また溶剤中にモノマー成分を溶解させ、後工程で硬化させるようにしてもよく、さらには、これらを組み合わせたものであってもよい。本発明においては、このように、フォトリソグラフィー法に比べて、使用できる樹脂の種類が多いため、光散乱層の機能を向上させることが可能な樹脂を選択することが可能となる。

上記光散乱層形成用塗工液に用いられる透明樹脂として具体的には、光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等を挙げることができる。

光硬化性樹脂としては、例えばアクリル共重合体が好適に用いられる。なお、アクリル共重合体を用いる場合、多官能アクリルアクリレートモノマーおよび光重合開始剤と共に用いられる。さらに、密着性を向上させるために、エポキシアクリレート樹脂組成物を添加してもよい。上記アクリル共重合体、多官能アクリルアクリレートモノマー、光重合開始剤およびエポキシアクリレート樹脂組成物については、例えば特開２００３−２９４９３０公報を参照することができる。

また、熱硬化性樹脂としては、例えばポリカーボネート、メチルフタレート単独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、アクリロニトリル／スチレン共重合体、ポリ（−４−メチルペンテン−１）等が好適に用いられる。

上記熱硬化性樹脂を用いる場合、他に重合開始剤や添加剤等を添加してもよい。このような重合開始剤や添加剤等については、公知のものを用いることができ、使用する熱硬化性樹脂に応じて適宜選択される。

（微粒子）
上記光散乱層形成用塗工液に用いられる微粒子としては、上述した透明樹脂とは屈折率が異なり、透明性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂等の有機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。

本発明においては、上述した中でも、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、およびその混合系樹脂や共重合体が好ましい。全光線透過率や拡散光線透過率を向上させることが可能な透明性を有しているからである。

また、本発明の光散乱層形成用塗工液に用いられる微粒子の平均粒径としては、０．４〜２．０μｍの範囲内であることが好ましく、中でも０．８μｍ〜１．５μｍの範囲内、特に１．０μｍ〜１．４μｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が上記範囲内であることにより、高いヘイズ値を達成することができ、優れた光散乱特性が得られるからである。なお、微粒子の平均粒径が大きすぎると、光散乱層の膜厚の範囲に収まりきらない場合があり、また微粒子の平均粒径が小さすぎると、良好な散乱効果が得にくくなるからである。

ここで、平均粒径とは、一般に粒子の粒度を示すために用いられるものであり、本態様においては、レーザー法により測定した値である。レーザー法とは、粒子を溶媒中に分散し、その分散溶媒にレーザー光線を当てて得られた散乱光を細くし、演算することにより、平均粒径、粒度分布等を測定する方法である。なお、上記平均粒径は、レーザー法による粒径測定機として、リーズ＆ノースラップ（Ｌｅｅｄｓ ＆ Ｎｏｒｔｈｒｕｐ）社製粒度分析計マイクロトラックＵＰＡ Ｍｏｄｅｌ−９２３０を使用して測定した値である。

さらに、上記光散乱層形成用塗工液に用いられる微粒子の形状としては、特に限定されるものではないが、球状であることが好ましい。

本発明においては、上記微粒子と上記透明樹脂との屈折率が異なるものであるが、その屈折率の差としては、０．０５〜０．４０の範囲内程度とすることが好ましく、中でも０．１０〜０．４０の範囲内程度、特に０．２０〜０．３０の範囲内程度とすることが好ましい。なお、屈折率の差は、使用する微粒子および透明樹脂それぞれの文献値から算出して求めることができる。

また、上記光散乱層形成用塗工液中の微粒子の含有量は、光を散乱させることが可能な量であれば特に限定されるものではなく、具体的には５質量％〜３０質量％の範囲内であることが好ましく、中でも１０質量％〜２５質量％の範囲内、特に１５質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。微粒子の含有量が少なすぎると、光散乱効果が得られ難い場合があるからである。また、微粒子の含有量が多すぎると、光散乱層の強度を保つことが困難となるおそれがあるからである。

（溶剤）
上記光散乱層形成用塗工液に用いられる溶剤としては、上記透明樹脂および微粒子を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。

このような溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル等のグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、４−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸ｎ−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のカルボン酸アミド類等を挙げることができる。これらの溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。

さらに、上記溶剤とともに、ベンジルエチルエーテル、ジ−ｎ−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１−オクタノール、１−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を併用することもできる。これらの高沸点溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
上記溶剤のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−アミル、酢酸ｉ−アミル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸エチル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましく、また高沸点溶剤としてはミネラルスピリット、石油ナフサＳ−１００、石油ナフサＳ−１５０、テトラリン、テレピン油、γ−ブチロラクトン等が好ましい。溶剤の使用量は、透明樹脂１００重量部に対して、通常、１００〜１０，０００重量部、好ましくは５００〜５，０００重量部である。

（その他）
また、本発明においては、使用する透明樹脂に応じて各種添加剤を使用することができる。上記各種添加剤としては、例えば分散剤、増感剤、帯電防止剤、保存安定剤、消泡剤、重合禁止剤、可塑剤、レベリング剤、密着助剤、各種調整剤、界面活性剤等が挙げられる。なお、これらの各種添加剤は、一般的なカラーフィルタにおける着色層を形成する際に使用されるものと同様とすることができる。

ｂ．アディティブ法
本発明においては、上記光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法により光散乱層が形成される。ここで、本発明におけるアディティブ法とは、オーバーコート層上に直接パターンを形成する方法である。例えばフォトリソグラフィー法のように、一旦オーバーコート層上に光散乱層形成用塗布膜を形成してから、その塗布膜に対して露光、現像を行うといった、オーバーコート層上でパターニングする方法とは異なるものである。このようなアディティブ法として具体的には、印刷法や、直接描画法等を挙げることができる。なお、直接描画法とは、インクジェット方式およびディスペンサー方式のようなインクを直接オーバーコート層上に吐出させる方法である。

本発明においては、特に印刷法を用いることが好ましい。印刷法を用いることにより、例えば直接描画法等を用いた場合に必要とされる、印刷面に撥液性を付与する等の前処理等が不要であるため、効率よく光散乱層を形成することができるからである。

本発明に用いられる印刷法としては、例えばスクリーン印刷法、凹版オフセット印刷法、グラビア印刷法、およびフレキソ印刷法等が挙げられ、特に製造効率上の観点から、スクリーン印刷法、凹版オフセット印刷法、およびグラビア印刷法が好適に用いられる。
以下、本工程に用いられるスクリーン印刷法、凹版オフセット印刷法、およびグラビア印刷法について、詳しく説明する。

（スクリーン印刷法）
本工程に用いられるスクリーン印刷法は、一般的に用いられるスクリーン印刷法と同様とすることができ、例えば図１に示すように、へら状の部品であるスキージ１０で、光散乱層形成用塗工液を印刷用版１１のメッシュに押し当てて通過させ、反射光用領域ｒのオーバーコート層３の表面に光散乱層４のパターンを転写する印刷である。

上記スクリーン印刷法に用いられる印刷用版としては、一般的なスクリーン印刷法に使用されるものと同様のものとすることができるが、本発明においては、紗と、上記紗の隙間に充填され紗の表面を平坦化させる平坦化層と、上記平坦化層の基板側の表面に形成され、所定の硬度を有するバッククッション層とを有するものを用いることが好ましい。所定の硬度を有するバッククッション層を平坦化層の基板側の表面に形成することにより、印刷時にバッククッション層の弾性を利用して良好な版離れを実現することができる。したがって、良好な版離れを実現することができ、スクリーン印刷による極めて高精細な着色層パターンの形成を可能とする。

上記印刷用版に用いられる紗の材質としては、光散乱層の形成において、非常に高精細なパターンを形成する必要があるので、メタル紗、ポリエステル紗、さらにはコンビネーション紗が好適に用いられる。

また、上記紗としては、線材の幅が小さく、かつメッシュ開口幅が大きいものを用いることが好ましい。これにより、光散乱層内に上記微粒子を均一に分散させることができるため、良好な光散乱を行うことができ、画質を向上させることが可能となるからである。

上記印刷用版に用いられる平坦化層としては、従来のスクリーン印刷用版に用いられていた乳剤と同様のものであってもよいが、これに限定されるものではなく、紗の凹凸をなるべく平滑化することができるような材料および膜厚で形成されていることが好ましい。

また、このような平坦化層を形成する材料は、上述したように従来のスクリーン印刷で用いられている乳剤、具体的には、水系エマルジョン感剤、例えばポリエステル−アクリル水系エマルジョン、水系エポキシ樹脂にゴム弾性乳化共重合体を硬化剤と共に配合したエポキシ樹脂水系乳剤、エポキシ樹脂に高ニトリルのアクリロニトリル・ブタジエン共重合体を結合させた変性エポキシ乳化重合体系乳剤、を用いることができるが、これに限定されるものではなく、その他、スチレン・ブタジエン乳化共重合系、エチレン・酢酸ビニル乳化共重合体系、アクリル酸エステル、またはメタクリル酸エステル・ブタジエン乳化共重合体系の乳剤等を用いることができる。

上記印刷用版に用いられるバッククッション層を形成するための材料としては、例えばポリヒドロキシスチレンとの共重合体（日立化成（株））、ポジ型半導体レジストとして、ＯＦＰＲシリーズ、ＯＦＰＲ−８００（東京応化（株））、ＡＺシリーズ（ヘキスト（株））、ＮＲ−ポリマー（三菱レーヨン（株））、カチオン硬化樹脂、エポリードＰＢ，セロキサイド２０２１Ｐ（以上、いずれもダイセルＵＣＢ（株））を使用したＵＶ１５３０、ＵＶ１５３４、ＵＶ１５３３、Ｕｖａｃｕｒｅ１５６１、１５６２、１５０２、１５９１等を挙げることができる。

また、上記印刷用版に用いられるバッククッション層の硬度は、針侵入硬度で、３０〜６５の範囲内、特に３３〜６０の範囲内、中でも３５〜５５の範囲内であることが好ましい。硬度が上記範囲より小さい場合は、版離れが悪くなり、光散乱層形成用塗工液の裏回りが生じる可能性があることから好ましくない。一方、硬度が上記範囲より大きい場合は、バッククッション層が紗の動きに追従することができずにクラックが生じる可能性があることから好ましくない。また、硬度が上記範囲より大きいと、転写時にバッククッション層がオーバーコート層と接した際、オーバーコート層表面を傷つけてしまう可能性があるからである。

なお、上述したような、紗と平坦化層とバッククッション層とを有する印刷用版については、例えば特開２００３−２９４９３０公報を参照することができる。

また本発明において、上記スクリーン印刷法を用いる場合、上記光散乱層形成用塗工液の粘度は、特に限定されるものではないが、温度条件２３℃で測定した粘度のシェアレート１０Ｓ^−１での測定値として、好ましくは３０，０００ＭＰａ〜１００，０００ＭＰａの範囲内であり、特に６０，０００ＭＰａ〜８０，０００ＭＰａの範囲内であることが好ましい。

この温度条件２３℃で測定した粘度のシェアレート１０Ｓ^−１での測定値は、スクリーン印刷時に印刷用版内に光散乱層形成用塗工液が既に落とし込まれた状態、すなわち低速状態での粘度に相当するものである。したがって、粘度が上記範囲より大きい場合は、印刷用版内に充填された光散乱層形成用塗工液が転写時に抜け切れない可能性があることから好ましくない。また、粘度が上記範囲より小さい場合は、印刷用版内に充填された光散乱層形成用塗工液が印刷用版の裏に回り込む等の不具合が生じる可能性があることから好ましくない。

さらに、上記光散乱層形成用塗工液における温度条件２３℃で測定した粘度のシェアレート２０Ｓ^−１での測定値としては、特に限定されるものではないが、好ましくは２，０００ＭＰａ〜７，０００ＭＰａの範囲内であり、特に３，０００ＭＰａ〜５，０００ＭＰａの範囲内であることが好ましい。

上記温度条件２３℃で測定した粘度のシェアレート２０Ｓ^−１での測定値は、スクリーン印刷時にスキージにより光散乱層形成用塗工液をスクリーン印刷用版内に落とし込む状態、すなわち高速状態での粘度にするものである。したがって、粘度が上記範囲より大きい場合は、スキージによる印刷用版内のすべての孔へのインクの落とし込みが完全に行われない可能性があるため好ましくなく、粘度が上記範囲より小さい場合は、印刷用版とスキージとの間に光散乱層形成用塗工液が入り込み、印刷抵抗を増加させる等の不具合が生じる可能性があることから好ましくない。

上記粘度測定法として、回転粘度計測定法において、測定部の形状が円錐−円板型の試料容器を用い、温度条件２３℃で測定した粘度のシェアレート１０Ｓ^−１での測定値およびシェアレート２０Ｓ^−１での測定値を所定の範囲として決定した。

具体的には、回転粘度計を用いる。回転粘度計は、測定部の形状に従って二重円筒型、円錐−円板型、平行円板型等に分類される。それぞれについて、せん断速度、せん断応力が求められるが、二重円筒型、平行円板型は試料容器内でせん断速度が一義的に求められないといった欠点がある。一方、せん断速度により粘度が異なるようなものの時、中心からの距離によりせん断速度が異なる平行円板型のようなものより、円錐−円板型の方が良い。詳細及び測定方法等に関しては、「化学者のためのレオロジー」（小野木重治著、化学同人、１９８２年）や、本測定方法は、学会準拠で公知であることから、例えば日本レオロジー学会誌（甘利武司、渡辺鋼市郎、１０、１４７、（１９８２））を参照されたい。

（凹版オフセット印刷法）
本工程に用いられる凹版オフセット印刷法は、一般的に用いられる凹版オフセット印刷法と同様とすることができる。ここで、図２に、凹版オフセット印刷法による光散乱層の形成の一例を説明する図を示す。凹版オフセット印刷法は、まず、平板状の凹版２０の凹部２０ａに、光散乱層形成用塗工液６をドクターブレードを用いて充填し、この凹版２０上を中間転写媒体であるブランケット胴２１を転動させる（図２（ａ））。次いで、このブランケット胴２１を、オーバーコート層３上に転動させてブランケット２２上からオーバーコート層３上に光散乱層形成用塗工液６を転移して光散乱層４を転写形成する（図２（ｂ））。

上記凹版オフセット印刷法に用いられる凹版は、ドクターブレードの耐久性を高め、ブランケットへの光散乱層形成用塗工液の転移性に優れたものが好ましく、例えばガラス、金属、もしくはその複合体を用いることができる。

また、上記ドクターブレードとしては、掻き取り性と耐久性を備えるものが好ましく、例えば材質としてＳＵＳを用いたものが好ましい。

上記ブランケット胴としては、最表面がシリコーン樹脂等で形成されたブランケットを巻きつけたものを用いることができる。なお、シリコーン樹脂は、ジメチルシロキサン単位を主成分としたものが好適に用いられる。

また、本発明においては、上記ブランケットの少なくとも最表面をジメチルシロキサン単位を主成分とするシリコーン樹脂で形成し、光散乱層形成用塗工液の動的粘性率（１０Ｈｚ）を５００poise〜４０００poiseの範囲とすることにより、ブランケット上からオーバーコート層上への光散乱層形成用塗工液の転移率を１００％とすることができる。

また、凹版の凹部の深さ（版深）を１０μｍ以上、好ましくは１０μｍ〜５０μｍとし、光散乱層形成用塗工液の動的粘性率（１０Ｈｚ）を５００ｐｏｉｓｅ〜４０００ｐｏｉｓｅの範囲とすることにより、厚み２μｍ〜２０μｍの光散乱層を形成することができる。光散乱層形成用塗工液の動的粘性率（１０Ｈｚ）が５００ｐｏｉｓｅ未満であると、ブランケット上からオーバーコート層上への光散乱層形成用塗工液の転移率が低くなり、４０００ｐｏｉｓｅを超えると凹版からブランケットへの光散乱層形成用塗工液の転移が悪くなったり、凹版上でのドクターリングの際に掻き残しが生じるので好ましくない。

（グラビア印刷法）
本工程に用いられるグラビア印刷法は、一般的に用いられるグラビア印刷法（凹版印刷法）と同様とすることができる。ここで、図３に、グラビア印刷法による光散乱層の形成の一例を説明する図を示す。グラビア印刷法は、例えば図３に示すように、まず、光散乱層形成用塗工液６は回転するファーニシャーローラ３０の表面に均一に付着され、次いで、ファーニシャーローラ３０と接触して回転するグラビア胴２１上に形成された光散乱層形成用パターンに光散乱層形成用塗工液６が充填され、さらに光散乱層形成用パターンの光散乱層形成用塗工液６の表面はドクターブレード（図示せず）によって整形される。次いで、透明基板、着色層およびオーバーコート層が積層されたカラーフィルタ用基材７を連続的にグラビア胴２１の表面に供給し、グラビア胴２１と反対の面から回転する圧胴３１によって押圧し、カラーフィルタ用基材７のオーバーコート層上にグラビア胴２１の凹版のパターンに充填された光散乱層形成用塗工液６を転移して光散乱層４を転写形成する。

本発明においては、グラビア胴と圧胴との間に、カラーフィルタ用基材の代わりに、粘弾性を有する粘弾層が表面に形成された支持体を供給し、粘弾層上に光散乱層形成用塗工液を転移し、その後、粘弾層上からカラーフィルタ用基材のオーバーコート層上に光散乱層を転写形成してもよい。このような方法を用いた場合、粘弾層とグラビア胴との接触を良好なものとすることができるため、凹版の光散乱層形状が完全に転写され、形状の正確な光散乱層形成用塗工液のパターンが得られるからである。また、このような方法は、オーバーコート層のグラビア胴への接触性が良好でない場合に、特に有効である。なお、上記方法については、特開２０００−１０８４８７公報を参照することができる。

（２）光散乱層形成領域
本発明における光散乱層形成工程は、上述した光散乱層形成方法を用いて、反射光用領域のオーバーコート層上に光散乱層を形成する工程である。以下、この光散乱層が形成される光散乱層形成領域について説明する。本発明における光散乱層形成領域は、例えば図４に示すように、透明基板１と、開口部ａを有する着色層２と、オーバーコート層３とが積層された反射光用領域ｒのオーバーコート層３上の領域である。

ここで、本発明に用いられる透明基板は、上記着色層を形成可能であり、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。

上記透明基板として具体的には、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等が挙げられる。

また、本発明に用いられる着色層は、上記透明基板上に形成され、反射光用領域においては開口部を有し、透過光用領域においては開口部を有さないものである。

上記着色層における開口部の形成面積の比率としては、反射光用領域の着色層が所望の色特性を示すように適宜決定されるものであり、一般的な半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタにおける比率と同様とすることができる。

また、上記着色層における開口部の形状としては、一般的な着色層に形成される開口部の形状が用いられ、例えばストライプ状やドット状等が挙げられる。

また、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。

また、本発明に用いられるオーバーコート層は、上記着色層上に形成されるものであり、透明性を有するものである。このようなオーバーコート層としては、一般的なＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに設けられるオーバーコート層と同様とすることができる。

２．その他の工程
本発明のカラーフィルタの製造方法は、上記光散乱層形成工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば上記光散乱層形成工程の前に、透明基板上にブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、上記透明基板およびブラックマトリクス上に着色層を形成する着色層形成工程と、上記着色層上にオーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程とを有するものとすることができる。また、上記光散乱層形成工程の後には、柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と、カラーフィルタの最表面に配向膜を形成する配向膜形成工程を有するものとすることができる。
以下、着色層形成工程およびオーバーコート層形成工程について説明する。なお、上記ブラックマトリクス形成工程、柱状スペーサ形成工程および配向膜形成工程については、一般的なＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを形成する際の工程と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

（１）着色層形成工程
本発明における着色層形成工程は、上記ブラックマトリクス形成工程後に行われ、透明基板およびブラックマトリクス上に開口部が形成された着色層を形成する工程である。なお、上記開口部は、反射光用領域のみに形成され、透過光用領域には形成されない。

上記着色層は、例えば顔料分散法を用いたフォトリソグラフィー法等により形成することができる。具体的には、有機顔料や無機顔料を分散させた顔料分散レジストを透明基板およびブラックマトリクス上に塗布し、フォトマスクを介してパターン露光を行い、現像および焼成を行うことにより、開口部の形成されたパターン状の着色層が形成される。

（２）オーバーコート層形成工程
本発明におけるオーバーコート層形成工程は、上記着色層形成工程後および上記光散乱層形成工程前に行われ、上記着色層上に透明性を有するオーバーコート層を形成する工程である。

上記オーバーコート層は、例えばフォトリソグラフィー法等により形成することができる。具体的には、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の透明樹脂を含有するオーバーコート層形成用塗工液を着色層上に塗布し、フォトマスクを介してパターン露光を行い、現像および焼成を行うことにより、オーバーコート層が形成される。

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。

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

[実施例]
（ブラックマトリクスの形成）
透明基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１３１７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、透明基板上に感光性レジスト（東京応化工業（株）製 ＤＮ８３）を塗布し、所定のマスクを介して露光し、次いで現像および焼成を行い、格子状の樹脂製ブラックマトリクスを形成した。また、このブラックマトリクスの膜厚は１．３μｍであった。

（赤色着色層の形成）
上記透明基板およびブラックマトリクス上に、下記組成の赤色着色層用の着色層形成用塗工液（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た。続いて、上記赤色パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより膜厚１．８μｍ、開口部の線幅３０μｍの赤色着色層を形成した。

〈赤色着色層形成用塗工液〉
・赤色顔料（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
・黄色顔料（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
・イルガキュア９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ・・・１．４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） ・・・０．６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 ・・・８０．０重量部
＊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。

（緑色着色層の形成）
上記赤色着色層が形成された透明基板上に、下記組成の緑色着色層用の着色層形成用塗工液（ネガ型感光性樹脂組成物）を用いて、赤色着色層と同様の方法により、膜厚１．８μｍ、開口部の線幅３０μｍの緑色着色層を形成した。

〈緑色着色層形成用塗工液〉
・緑色顔料（アビシア社製 モナストラルグリーンθＹ−Ｃ） ・・・４．２重量部
・黄色顔料（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
・イルガキュア９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ・・・１．４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） ・・・０．６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 ・・・８０．０重量部

（青色着色層の形成）
上記赤色着色層および緑色着色層が形成された透明基板上に、下記組成の青色着色層用の着色層形成用塗工液（ネガ型感光性樹脂組成物）を用いて、赤色着色層と同様の方法により、膜厚１．８μｍ、開口部の線幅３０μｍの青色着色層を形成した。

〈青色着色層形成用塗工液〉
・青色顔料（ＢＡＳＦ社製 ヘイオゲンブルーＬ６７００Ｆ） ・・・６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製 ソルスパース６０００） ・・・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
・イルガキュア９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ・・・１．４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） ・・・０．６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 ・・・８０．０重量部

（オーバーコート層の形成）
着色層上に、下記組成のオーバーコート層形成用塗工液（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た。続いて、上記オーバーコート層パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより着色層上全面に膜厚１．５μｍのオーバーコート層を形成した。

〈オーバーコート層形成用塗工液〉
・メタクリル酸メチル−スチレン−メタクリル酸共重合体 ・・・４２重量部
・エピコート１８０ｓ７０（三菱油化シェル（株）製） ・・・１８重量部
・ペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・３２重量部
・イルガキュア９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ・・８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 ・・・３００重量部

（光散乱層の形成）
上記各色の着色層上に、下記組成の光散乱層形成用塗工液（ネガ型感光性樹脂組成物）を、線材の幅５μｍ、メッシュ開口部２５μｍのスクリーン印刷基板を用いて、下記の印刷条件で反射光用領域のみに光散乱層のパターンを転写した。その後、減圧乾燥、焼成することにより反射光用領域のみに光散乱層を形成した。なお、光散乱層の中心部の平均膜厚は２．０μｍとし、光散乱層の線幅は６０μｍとした。

〈光散乱層形成用塗工液〉
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．３０） ・・・４２重量部
・メラミンビーズ（平均粒径１．３μｍ） ・・・１０重量部
・イルガキュア１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ・・・８重量部
・ポリエチレングリコールモノエチルアセテート ・・・４０重量部

〈光散乱層印刷条件〉
・スキージ速度：２５０ｍｍ／ｓｅｃ
・クリアランス：１．０ｍｍ
・スキージ圧：２０ｋｇｆ

[比較例]
（ブラックマトリクスおよび着色層及びオーバーコート層の形成）
実施例と同様にして形成した。

（光散乱層の形成）
上記各色の着色層上に、下記組成の光散乱層形成用塗工液（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た。続いて、上記光散乱層パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより反射光用領域のみに光散乱層を形成した。なお、光散乱層の中心部の平均膜厚は２．０μｍとし、テーパー部を含む光散乱層の線幅は６０μｍとした。

〈光散乱層形成用塗工液〉
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．３０） ・・・２１重量部
・メラミンビーズ（平均粒径１．３μｍ） ・・・５重量部
・イルガキュア１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ・・・４重量部
・ポリエチレングリコールモノエチルアセテート ・・・７０重量部

<現像条件>
・現像液（ＫＯＨ水溶液）の濃度：０．０３質量％
・現像時間：２０秒
・現像液の温度：２０℃
・現像圧力：１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２

[評価]
実施例および比較例で作製したカラーフィルタに配向膜を形成した後、ラビングを行った。その結果、実施例で作製したカラーフィルタでは微粒子の剥がれは発生しなかったが、比較例で作製したカラーフィルタでは微粒子の剥がれが発生した。

本発明の半透過型ＩＰＳ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工程図である。 本発明の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。 本発明の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。 本発明により製造された半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１…透明基板
２…着色層
３…オーバーコート層
４…光散乱層
ａ…開口部
Ｘ…微粒子
ｒ…反射光用領域
ｔ…透過光用領域

Claims (3)

1. 透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層と、前記着色層上に形成されたオーバーコート層と、前記オーバーコート層上にパターン状に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、前記透明基板と、前記開口部を有する前記着色層と、前記オーバーコート層と、前記光散乱層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と、前記開口部を有さない前記着色層と、前記オーバーコート層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
   前記反射光用領域の前記オーバーコート層上に、光散乱層形成用塗工液を用いて、アディティブ法により前記光散乱層を形成する光散乱層形成工程を有することを特徴とする半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
2. 前記アディティブ法が、印刷法であることを特徴とする請求項１に記載の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
3. 前記印刷法が、スクリーン印刷法、凹版オフセット印刷法、およびグラビア印刷法からなる群から選択される一つの印刷法であることを特徴とする請求項２に記載の半透過型ＩＰＳ液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。

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