JP4648530B2 - 感光性樹脂組成物および液晶ディスプレイ用カラーフィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示品質に優れた液晶ディスプレイの製造が可能なカラーフィルタと、このカラーフィルタの製造に使用できるパターン形成用の感光性樹脂組成物とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、カラー液晶ディスプレイが注目されている。カラー液晶ディスプレイの一例として、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、透明導電層（共通電極）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ＴＦＴアレイ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ものがある。このようなカラー液晶ディスプレイでは、間隙部が液晶層の厚みそのものであり、カラー液晶ディスプレイに要求される高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能とするためには、液晶層の厚み、すなわち、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板の間隙距離を厳密に一定に保持する必要がある。
【０００３】
従来、カラー液晶ディスプレイにおける液晶層の厚みを決定する方法として、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との間隙に、ガラスやアルミナ、プラスチック等からなるスペーサーと称する粒子あるいは棒状体を多数混合した液晶を注入する方法がある。そして、スペーサーの大きさをもって両基板の間隙部の大きさ、つまり、液晶層の厚みが決定される。
【０００４】
しかし、上述のようなカラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラー液晶ディスプレイの動作の上で次のような問題点が生じる。すなわち、基板面上に散在させるスペーサーの密度が適切で、かつ、基板面上にスペーサーが均一に分散されていなければ、カラー液晶ディスプレイの全面に亘って大きさが均一な間隙部は形成されない。一般に、スペーサーの散在量（密度）を増した場合、間隙部の厚みのばらつき偏差は少なくなるが、散在量（密度）が多くなると表示画素部上に存在するスペーサーの数も増し、表示画素部ではこのスペーサーが液晶材料の異物となる。そして、スペーサーの存在によって、配向膜で規制された液晶分子の配向に乱れが生じたり、スペーサー周辺の液晶だけは電圧のＯＮ、ＯＦＦによる配向制御が不能になる等の支障がみられ、コントラスト比等の表示性能が低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解消するために、間隙（液晶層の厚み）を決定するための柱状凸部を備えたカラーフィルタが提案されている（特開平４−３１８８１６号等）。このカラーフィルタでは、着色層を形成し、この着色層を覆うように保護層を形成した後に、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー工程により柱状凸部をブラックマトリックス上の所定箇所に形成するものである。
【０００６】
一般に、パターン露光、現像によりパターン形成を行う場合に使用される感光性樹脂組成物は、モノマー、ポリマー、光重合開始剤を含有するものである。しかし、このような従来の感光性樹脂組成物を用いて形成された上記の柱状凸部は、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下における塑性変形量が大きく、スペーサーとしての機能に支障を来すという問題があった。
【０００７】
また、着色層上に透明樹脂からなる保護層を有するカラーフィルタの場合、配向層のラビング処理時に保護層に傷がつき、配向層の配向不良が生じ画像品質が低下するという問題があた。
【０００８】
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、高温高圧下における塑性変形が小さいパターンの形成が可能な感光性樹脂組成物と、液晶層の厚み設定用としての柱状凸部を備え表示品質に優れた液晶ディスプレイの製造を可能とするカラーフィルタと、を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の感光性樹脂組成物は、カラーフィルタの保護層と柱状凸部を一体的に形成するための感光性樹脂組成物において、少なくともポリマー、モノマー、光重合開始剤、無機粉体を含有し、前記無機粉体は平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある酸化ケイ素微粒子であり、前記無機粉体の含有量が固形分中５〜２０重量％の範囲であるような構成とした。
【００１２】
また、本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、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保護層と、前記基板上の複数の部位に前記保護層と一体的に形成され前記保護層よりも突出した柱状凸部とを備え、前記保護層および前記柱状凸部は上記の本発明の感光性樹脂組成物を硬化させたものであるような構成とした。
【００１３】
このような本発明では、感光性樹脂組成物に所定の濃度で含有される無機粉体が、形成されたパターンの硬度を高いものとし、この感光性樹脂組成物を用いて形成した柱状凸部は、セル圧着時の高温高圧下における塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能が損なわれず、また、この感光性樹脂組成物を用いて形成した保護層は耐擦過性が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
感光性樹脂組成物
本発明の感光性樹脂組成物は、少なくともポリマー、モノマー、光重合開始剤、および、平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲にある無機粉体を含有するものである。
【００１６】
本発明の感光性樹脂組成物を構成するポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。
【００１７】
また、上記のコポリマーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
このようなポリマーの含有量は、感光性樹脂組成物の総固形分において１０〜６０重量％の範囲で設定することができる。
【００１８】
本発明の感光性樹脂組成物を構成するモノマーとしては、少なくとも１つの重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物を用いることができる。具体的には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、メタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。
これらは使用することができるモノマーの一例であり、これらに限定されるものではない。また、このようなモノマーの含有量は、感光性樹脂組成物の総固形分に対して２０〜７０重量％の範囲で設定することができる。
【００１９】
本発明の感光性樹脂組成物を構成する光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフォノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−tert−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、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、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ（株）製Ｎ１７１７、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられる。本発明では、これらの光重合開始剤を１種または２種以上使用することができる。
このような光重合開始剤の添加量は、感光性樹脂組成物の総固形分において５〜２０重量％の範囲で設定することができる。
【００２０】
本発明の感光性樹脂組成物を構成する無機粉体は、平均粒径が１０〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍのものであり、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等を挙げることができる。例えば、酸化ケイ素を含有する場合、コロイダルシリカとして添加することができる。無機粉体の平均粒径が１０ｎｍ未満であると、本発明の効果の更なる向上がほとんど得られずに無機粉体のコストが高くなるので好ましくなく、平均粒径が２００ｎｍを超えると、露光・現像によるパターン形成性が低下する。
【００２１】
このような無機粉体の含有量は、感光性樹脂組成物の総固形分において５〜２０重量％、好ましくは１０〜２０重量％の範囲で設定することができる。無機粉体の含有量が２０重量％を超えると、露光・現像によるパターン形成性が低下する。一方、無機粉体の含有量が５重量％未満であると、露光・現像し加熱処理を施して形成されたパターンの塑性変形量が大きくなり好ましくない。
【００２２】
ここで、塑性変形量について図１を参照しながら説明する。本発明では、断面積が１００μｍ2、厚みＴが５μｍの試料に対し、１８０℃の条件下にて厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を有する圧子を使用）にて測定する。図１は、このような荷重と変形量との関係を示す図であり、実線で示されたグラフは本発明の感光性樹脂組成物で形成されたパターンの変形であり、破線で示されたグラフは無機粉体を含有しない従来の感光性樹脂組成物で形成されたパターンの変形である。４０ｍＮまで荷重を付与したときの変形量Ｔ１を初期変形量、４０ｍＮを５秒間保持したときの変形量Ｔ２を総変形量、荷重を取り除いた状態で残る変形量Ｔ３を塑性変形量とする。本発明の感光性樹脂組成物で形成されたパターンは、塑性変形量Ｔ３が、従来の感光性樹脂組成物で形成されたパターンの塑性変形量Ｔ′３に比べて小さく、また、総変形量Ｔ２も小さいものとなる。
【００２３】
本発明では、形成するパターンに高い透明性が要求される場合、あるいは、後述するように、カラーフィルタにおいて柱状凸部と一体的に形成された保護層に高い透明性が要求される場合、上記の無機粉体は平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲のものを用いることが好ましい。
【００２４】
本発明の感光性樹脂組成物は、更にエポキシ樹脂を含有することができる。使用するエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、または、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキシ化合物等を挙げることができる。本発明では、上記のエポキシ樹脂を単独で、または２種以上の混合物として使用することができる。
このようなエポキシ樹脂の添加量は、感光性樹脂組成物の総固形分において０〜２０重量％の範囲で設定することができる。
【００２５】
また、本発明の感光性樹脂組成物に用いる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、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等の酢酸エステル類等が挙げられる。
【００２６】
上述のような本発明の感光性樹脂組成物を、パターン被形成物上にダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥し、所定のマスクを介して露光・現像した後、加熱処理を施すことによりパターンを形成することができる。そして、形成されたパターンは硬度が高く、例えば、高温高圧下において小さい塑性変形量を有するものである。
【００２７】
カラーフィルタ
図２は本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す部分平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線における縦断面図である。図２および図３において、本発明のカラーフィルタ１は、基板２と、この基板２上に形成されたブラックマトリックス３および着色層５を備え、ブラックマトリックス３の所定の複数の箇所（図１では５箇所）には柱状凸部６が形成されている。
【００２８】
また、図４は本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図３相当の縦断面図である。図４において、本発明のカラーフィルタ１１は、基板１２と、この基板１２上に形成されたブラックマトリックス１３および着色層１５を備え、ブラックマトリックス１３および着色層１５を覆うように保護層１７が形成されており、さらに、ブラックマトリックス１３の所定の複数の箇所には柱状凸部１６が上記の保護層１７と一体的に形成されている。
【００２９】
上記のカラーフィルタ１，１１を構成する基板２，１２としては、石英ガラス、パイレックスガラス（登録商標）、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１７３７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ディスプレイ用のカラーフィルタに適している。
【００３０】
また、カラーフィルタ１，１１を構成するブラックマトリックス３，１３は、着色層５，１５からなる表示画素部の間および着色層５，１５の形成領域の外側に設けられている。このようなブラックマトリックス３，１３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して形成したもの、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して形成したもの、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して形成したもの等、いずれであってもよい。
【００３１】
着色層５，１５は、赤色パターン５Ｒ，１５Ｒ、緑色パターン５Ｇ，１５Ｇおよび青色パターン５Ｂ，１５Ｂが所望のパターン形状で配列されており、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５，１５を、例えば、赤色パターン５Ｒ，１５Ｒが最も薄く、緑色パターン５Ｇ，１５Ｇ、青色パターン５Ｂ，１５Ｂの順に厚くすることにより、着色層５，１５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。
【００３２】
柱状凸部６は、カラーフィルタ１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用するものであり、本発明の感光性樹脂組成物を硬化させたものである。したがって、柱状凸部６は、平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲内にある無機粉体を含有しており、上述の図１による説明のように、ＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下においても、塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能を充分に発現できる。この柱状凸部６は、上記の着色層５よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、柱状凸部６の太さは、５〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定することができ、柱状凸部６の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部６の形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、着色層５を構成する赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状凸部６の形状は、図示例では円柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよい。
【００３３】
柱状凸部１６は、カラーフィルタ１１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用するものであり、保護層１７はカラーフィルタ１１の表面を平坦化するとともに、着色層１５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られたものである。これらの柱状凸部１６と保護層１７は、本発明の感光性樹脂組成物のうち、平均粒径が１０〜２０ｎｍの無機粉体を含有したものを硬化させたものである。したがって、柱状凸部１６は、平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある無機粉体を含有しており、上述の図１による説明のように、ＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下においても、塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能を充分に発現でき、かつ、透明性の良好なものである。また、保護層１７も平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある無機粉体を含有しているので、透明性に優れるとともに、硬度が高く優れた耐擦過性をもつので、配向層のラビング処理等による傷の発生が防止される。
【００３４】
上記の柱状凸部１６は、保護層１７よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、柱状凸部１６の太さは、５〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定することができ、柱状凸部１６の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部１６の形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、着色層１５を構成する赤色パターン１５Ｒ、緑色パターン１５Ｇおよび青色パターン１５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状凸部１６の形状は、図示例では円柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよい。
【００３５】
また、保護層１７の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ１１の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。このような保護層１７は、カラーフィルタ１１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときに液晶層と接するような着色層１５を少なくとも覆うように形成される。
【００３６】
次に、本発明の感光性樹脂組成物によるパターン形成の説明を兼ね、本発明の感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタ１の製造について図５を参照しながら説明する。
まず、基板２上にブラックマトリックス３を形成し、次いで、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン５Ｒ、緑色パターン形成領域に緑色パターン５Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成して着色層５とする（図５（Ａ））。
【００３７】
上記のブラックマトリックス３の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金属薄膜、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した樹脂層等からなる遮光層を基板２上に形成し、この遮光層上に公知のポジ型あるいはネガ型の感光性レジストを用いて感光性レジスト層を形成する。次いで、感光性レジスト層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して露光、現像し、露出した遮光層をエッチングした後、残存する感光性レジスト層を除去することによって、ブラックマトリックス３を形成する。
【００３８】
また、上記の着色層５の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、ブラックマトリックス３を覆うように基板２上に赤色着色材を含有した赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを介して上記の赤色感光性樹脂層を露光して現像を行うことにより、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン５Ｒを形成する。以下、同様に、基板２上の緑色パターン形成領域に緑色パターン５Ｇを形成し、さらに、基板２上の青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成する。
【００３９】
次に、ブラックマトリックス３および着色層５を覆うように本発明の感光性樹脂組成物を塗布して、感光性樹脂層６′を形成する（図５（Ｂ））。この感光性樹脂層６′は、本発明の感光性樹脂組成物をダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥して形成することができる。
【００４０】
次に、感光性樹脂層６′を柱状凸部形成用のフォトマスクＭを介して露光する（図５（Ｃ））。使用するフォトマスクＭは、柱状凸部６形成のための所定の位置に開口部を備えている。
【００４１】
次に、現像液により感光性樹脂層６′の現像を行う。この現像によって、柱状凸部形成部位の感光性樹脂層６′は溶解されずに柱状凸部のパターンとして残る。その後、加熱処理（ポストベーク）を施して柱状凸部６を完成し、本発明のカラーフィルタ１が得られる（図５（Ｄ））。
【００４２】
上記の柱状凸部６を備える本発明のカラーフィルタ１に配向層を設けて配向処理（ラビング）した後、ＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた場合（セル圧着）、柱状凸部６がカラーフィルタ１とＴＦＴアレイ基板との間に間隙を形成する。そして、本発明のカラーフィルタ１は、その柱状凸部６の１８０℃における塑性変形量が小さいので、スペーサーとしての機能が維持され、両基板の間隙精度は極めて高いものとなる。
【００４３】
次に、本発明の感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタ１１の製造について図６を参照しながら説明する。
まず、基板１２上にブラックマトリックス１３を形成し、次いで、基板１２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン１５Ｒ、緑色パターン形成領域に緑色パターン１５Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に青色パターン１５Ｂを形成して着色層１５とする（図６（Ａ））。このブラックマトリックス１３、着色層１５の形成は、上述のブラックマトリックス３、着色層５の形成と同様に行うことができる。
【００４４】
次に、ブラックマトリックス１３および着色層１５を覆うように本発明の感光性樹脂組成物を塗布して、感光性樹脂層１６′を形成する（図６（Ｂ））。この感光性樹脂層１６′は、本発明の感光性樹脂組成物のうち、平均粒径が１０〜２０ｎｍの無機粉体を含有したものをダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥して形成することができる。
【００４５】
次に、感光性樹脂層１６′を柱状凸部形成用のフォトマスクＭを介して露光する（図６（Ｃ））。使用するフォトマスクＭは、柱状凸部１６形成のための所定の位置に開口部を備えている。このときの露光量は、柱状凸部１６の形成に必要な露光量以上とする。次いで、感光性樹脂層１６′に対して全面露光を行う（図６（Ｄ））。このときの露光量は、柱状凸部形成部位を除く部位に、現像により感光性樹脂層が残存して保護層１７が形成できる程度の露光量とする。
【００４６】
次に、現像液により感光性樹脂層１６′の現像を行う。この現像によって、柱状凸部形成部位の感光性樹脂層１６′は溶解されずに柱状凸部のパターンとして残り、他の部位はある程度溶解されて残る。その後、加熱処理（ポストベーク）を施して柱状凸部１６と保護層１７を完成し、本発明のカラーフィルタ１１が得られる（図６（Ｅ））。
【００４７】
上記の柱状凸部１６を備える本発明のカラーフィルタ１１に配向層を設けて配向処理（ラビング）した場合、保護層１７は無機粉体を含有して耐擦過性に優れるので、傷の発生等が防止される。その後、カラーフィルタ１１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた場合（セル圧着）、柱状凸部１６がカラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板との間に間隙を形成する。そして、本発明のカラーフィルタ１１は、その柱状凸部１６の１８０℃における塑性変形量が小さいので、スペーサーとしての機能が維持され、両基板の間隙精度は極めて高いものとなる。また、保護層１７は透明性の高いものであり、高品質の画像形成を可能とする。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
まず、感光性樹脂組成物として、平均粒径が２０ｎｍである酸化ケイ素を固形分中に下記表１に示す含有量で含有する下記の５種の感光性樹脂組成物Ｉ、II、III、IV、Ｖを調製した。
【００４９】
感光性樹脂組成物Ｉの組成
・ポリマー … ４９．５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３９．６重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ９．９重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … １重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５０】
感光性樹脂組成物 II の組成
・ポリマー … ４７．５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３８．０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ９．５重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … ５重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５１】
感光性樹脂組成物 III の組成
・ポリマー … ４０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３２重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ８重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … ２０重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５２】
感光性樹脂組成物 IV の組成
・ポリマー … ３７．５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ７．５重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … ２５重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５３】
感光性樹脂組成物Ｖの組成
・ポリマー … ５０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ４０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … １０重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５４】
次に、上記の各感光性樹脂組成物（Ｉ、II、III、IV、Ｖ）をガラス基板上にスピンコート法により塗布し、所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行い、現像、加熱処理（２３０℃、３０分間）を行った。これにより、断面積１００μｍ2、厚みＴが５μｍであるパターン試料を作成した。次いで、各パターン試料に対し、１８０℃で厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を有する圧子を使用）にて測定し、図１に示される塑性変形量Ｔ３を下記の表１に示した。
【００５５】
次に、カラーフィルタ用の基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により金属クロムからなる遮光層（厚さ０．１μｍ）を成膜した。次いで、この遮光層に対して、通常のフォトリソグラフィー法によって感光性レジスト塗布、マスク露光、現像、エッチング、レジスト層剥離を行ってブラックマトリックスを形成した。
【００５６】
次に、ブラックマトリックスが形成された基板全面に、赤色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７００１）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、プレベーク（８５℃、５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（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイク用現像液ＣＤの希釈液）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。
【００５７】
同様に、緑色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７００１）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着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７００１）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）を形成した。
【００５８】
次いで、着色層が形成された基板上に、上記の感光性樹脂組成物Ｉをスピンコート法により塗布し乾燥して、厚み５．５μｍの感光性樹脂層を形成した。次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行った。
【００５９】
次に、基板を現像液（水酸化カリウム水溶液）に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストベーク（２００℃、３０分間）を行った。このような一連の処理により、露光された箇所には、高さが５μｍ、上端部面積約１００μｍ2の円柱形状の柱状凸部が形成された。
【００６０】
次に、着色層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極層を形成した。これにより、図２及び図３に示されるような構造のカラーフィルタ（試料Ｉ）を得た。
【００６１】
また、感光性樹脂組成物Ｉの代わりに、感光性樹脂組成物II、III、IV、Ｖを用いた他は、カラーフィルタ試料Ｉと同様にして、カラーフィルタ（試料II、III、IV、Ｖ）を得た。
一方、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１７３７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。
【００６２】
次に、上記のカラーフィルタ（試料Ｉ、II、III、IV、Ｖ）の共通透明電極層を覆うように、また、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（日産化学（株）製ＳＥ−７４９２）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。
【００６３】
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ディスプレイを作製（セル圧着時の温度＝１８０℃）し、表示画像の色むらの有無を観察して結果を下記の表１に示した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１に示されるように、固形分中に酸化ケイ素を５〜２０重量％の範囲で含有する感光性樹脂組成物II、IIIを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が小さいものであった。また、これらの感光性樹脂組成物を用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造を可能とすることが確認された。
【００６６】
しかし、固形物中の酸化ケイ素の含有量が１重量％である感光性樹脂組成物Ｉ、酸化ケイ素を含有しない感光性樹脂組成物Ｖを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が大きく、この感光性樹脂塑性物Ｉ、Ｖを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、柱状凸部の塑性変形量が大きく、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
【００６７】
また、固形分中に酸化ケイ素を２５重量％含有する感光性樹脂組成物IVを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が小さいものの、パターン形成性が悪いものであった。そして、この感光性樹脂塑性物IVを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、柱状凸部の形成精度が悪く、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
【００６８】
［実施例２］
まず、感光性樹脂組成物として、下記の表２に示すように含有する酸化ケイ素粉体の平均粒径を変えた下記組成の７種の感光性樹脂組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを調製した。
【００６９】
感光性樹脂組成物の組成
・ポリマー … ４５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３６重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ９重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … １０重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００７０】
次に、上記の各感光性樹脂組成物（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）について、実施例１と同様にして、塑性変形量Ｔ３を測定して、下記の表２に示した。
次に、実施例１と同様にして、ガラス基板上にブラックマトリックスと着色層を形成した。
次いで、着色層が形成された基板上に、上記の本発明の感光性樹脂組成物Ａをスピンコート法により塗布し乾燥して、厚み５．５μｍの感光性樹脂層を形成した。次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行った。さらに、上記露光光源を用いて２５ｍＪ／ｃｍ2の露光量で感光性樹脂層の全面の露光を行った。
【００７１】
次に、基板を現像液（水酸化カリウム水溶液）に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストベーク（２３０℃、３０分間）を行った。このような一連の処理により、ブラックマトリックスと着色層上には厚み２μｍの保護層と、この保護層からの高さが３μｍ、上端部面積約１００μｍ2の円柱形状の柱状凸部とが一体的に形成された。
【００７２】
次に、保護層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極層を形成した。これにより、図４に示されるような構造のカラーフィルタ（試料Ａ）を得た。
【００７３】
また、感光性樹脂組成物Ａの代わりに、感光性樹脂組成物Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを用いた他は、カラーフィルタ試料Ａと同様にして、カラーフィルタ（試料Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）を得た。
【００７４】
その後、各カラーフィルタを用いて、実施例１と同様にして液晶ディスプレイを作製し、表示画像の色むらの有無を観察し、また、下記の方法でコントラスト比を測定して、結果を下記の表２に示した。
（コントラスト比の測定方法）
液晶ディスプレイを表示させた時の最高輝度と最小輝度の比をコントラスト
比とする。輝度の測定はトプコン社製ＢＭ−５Ａ輝度計にて行った。
【００７５】
【表２】
【００７６】
表２に示されるように、感光性樹脂組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを用いて形成されたパターン試料は、いずれも１８０℃における塑性変形量が小さいものであった。また、これらの感光性樹脂組成物を用いて保護層と柱状凸部を一体的に形成したカラーフィルタを使用した液晶ディスプレイは、色むらのない画像表示が可能であった。しかし、コントラスト比に着目すると、平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲にある酸化ケイ素を含有するカラーフィルタＡ、Ｂを使用した液晶ディスプレイの画像品質が、他のカラーフィルタを使用した液晶ディスプレイの画像品質よりも良好であった。
【００７７】
また、感光性樹脂組成物Ｆを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が小さいものの、パターン形成性が悪いものであった。そして、この感光性樹脂塑性物Ｆを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
さらに、酸化ケイ素を含有しない感光性樹脂組成物Ｇを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が大きいものであった。そして、この感光性樹脂塑性物Ｇを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、柱状凸部の塑性変形量が大きく、また、ラビング処理時に保護層に傷が発生し、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば感光性樹脂組成物に無機粉体が含有されているので、露光・現像し加熱処理を施して形成されたパターンは、高温高圧下において小さい塑性変形率を有するものとなる。この感光性樹脂組成物を用いて形成した複数の柱状凸部を備えるカラーフィルタでは、セル圧着時の高温高圧下における柱状凸部の塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能を常時維持することができ、液晶層の厚み制御に高い精度を要求されるカラー液晶ディスプレイ、例えば、ＩＰＳ（In-Plane Switching）液晶モードのカラー液晶ディスプレイにも対応することができ、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。さらに、平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲である無機粉体を含有した本発明の感光性樹脂組成物を用いて柱状凸部と一体的に形成した保護層を備えるカラーフィルタでは、上記の柱状凸部における効果とともに、保護層の硬度が高く耐擦過性が向上するので、配向層のラビング処理による傷の発生が防止され、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】荷重と変形量との関係を示す図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す部分平面図である。
【図３】図２に示された本発明のカラーフィルタのＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの製造例を説明するための工程図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの製造例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１，１１…カラーフィルタ
２，１２…基板
３，１３…ブラックマトリックス
５，１５…着色層
６，１６…柱状凸部
１７…保護層
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示品質に優れた液晶ディスプレイの製造が可能なカラーフィルタと、このカラーフィルタの製造に使用できるパターン形成用の感光性樹脂組成物とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイとして、カラー液晶ディスプレイが注目されている。カラー液晶ディスプレイの一例として、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、透明導電層（共通電極）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ＴＦＴアレイ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ものがある。このようなカラー液晶ディスプレイでは、間隙部が液晶層の厚みそのものであり、カラー液晶ディスプレイに要求される高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能とするためには、液晶層の厚み、すなわち、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板の間隙距離を厳密に一定に保持する必要がある。
【０００３】
従来、カラー液晶ディスプレイにおける液晶層の厚みを決定する方法として、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との間隙に、ガラスやアルミナ、プラスチック等からなるスペーサーと称する粒子あるいは棒状体を多数混合した液晶を注入する方法がある。そして、スペーサーの大きさをもって両基板の間隙部の大きさ、つまり、液晶層の厚みが決定される。
【０００４】
しかし、上述のようなカラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラー液晶ディスプレイの動作の上で次のような問題点が生じる。すなわち、基板面上に散在させるスペーサーの密度が適切で、かつ、基板面上にスペーサーが均一に分散されていなければ、カラー液晶ディスプレイの全面に亘って大きさが均一な間隙部は形成されない。一般に、スペーサーの散在量（密度）を増した場合、間隙部の厚みのばらつき偏差は少なくなるが、散在量（密度）が多くなると表示画素部上に存在するスペーサーの数も増し、表示画素部ではこのスペーサーが液晶材料の異物となる。そして、スペーサーの存在によって、配向膜で規制された液晶分子の配向に乱れが生じたり、スペーサー周辺の液晶だけは電圧のＯＮ、ＯＦＦによる配向制御が不能になる等の支障がみられ、コントラスト比等の表示性能が低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解消するために、間隙（液晶層の厚み）を決定するための柱状凸部を備えたカラーフィルタが提案されている（特開平４−３１８８１６号等）。このカラーフィルタでは、着色層を形成し、この着色層を覆うように保護層を形成した後に、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー工程により柱状凸部をブラックマトリックス上の所定箇所に形成するものである。
【０００６】
一般に、パターン露光、現像によりパターン形成を行う場合に使用される感光性樹脂組成物は、モノマー、ポリマー、光重合開始剤を含有するものである。しかし、このような従来の感光性樹脂組成物を用いて形成された上記の柱状凸部は、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下における塑性変形量が大きく、スペーサーとしての機能に支障を来すという問題があった。
【０００７】
また、着色層上に透明樹脂からなる保護層を有するカラーフィルタの場合、配向層のラビング処理時に保護層に傷がつき、配向層の配向不良が生じ画像品質が低下するという問題があた。
【０００８】
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、高温高圧下における塑性変形が小さいパターンの形成が可能な感光性樹脂組成物と、液晶層の厚み設定用としての柱状凸部を備え表示品質に優れた液晶ディスプレイの製造を可能とするカラーフィルタと、を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の感光性樹脂組成物は、カラーフィルタの保護層と柱状凸部を一体的に形成するための感光性樹脂組成物において、少なくともポリマー、モノマー、光重合開始剤、無機粉体を含有し、前記無機粉体は平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある酸化ケイ素微粒子であり、前記無機粉体の含有量が固形分中５〜２０重量％の範囲であるような構成とした。
【００１２】
また、本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、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保護層と、前記基板上の複数の部位に前記保護層と一体的に形成され前記保護層よりも突出した柱状凸部とを備え、前記保護層および前記柱状凸部は上記の本発明の感光性樹脂組成物を硬化させたものであるような構成とした。
【００１３】
このような本発明では、感光性樹脂組成物に所定の濃度で含有される無機粉体が、形成されたパターンの硬度を高いものとし、この感光性樹脂組成物を用いて形成した柱状凸部は、セル圧着時の高温高圧下における塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能が損なわれず、また、この感光性樹脂組成物を用いて形成した保護層は耐擦過性が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
感光性樹脂組成物
本発明の感光性樹脂組成物は、少なくともポリマー、モノマー、光重合開始剤、および、平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲にある無機粉体を含有するものである。
【００１６】
本発明の感光性樹脂組成物を構成するポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。
【００１７】
また、上記のコポリマーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
このようなポリマーの含有量は、感光性樹脂組成物の総固形分において１０〜６０重量％の範囲で設定することができる。
【００１８】
本発明の感光性樹脂組成物を構成するモノマーとしては、少なくとも１つの重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物を用いることができる。具体的には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、メタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。
これらは使用することができるモノマーの一例であり、これらに限定されるものではない。また、このようなモノマーの含有量は、感光性樹脂組成物の総固形分に対して２０〜７０重量％の範囲で設定することができる。
【００１９】
本発明の感光性樹脂組成物を構成する光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジエトキシアセトフォノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−tert−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、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、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ（株）製Ｎ１７１７、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられる。本発明では、これらの光重合開始剤を１種または２種以上使用することができる。
このような光重合開始剤の添加量は、感光性樹脂組成物の総固形分において５〜２０重量％の範囲で設定することができる。
【００２０】
本発明の感光性樹脂組成物を構成する無機粉体は、平均粒径が１０〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍのものであり、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等を挙げることができる。例えば、酸化ケイ素を含有する場合、コロイダルシリカとして添加することができる。無機粉体の平均粒径が１０ｎｍ未満であると、本発明の効果の更なる向上がほとんど得られずに無機粉体のコストが高くなるので好ましくなく、平均粒径が２００ｎｍを超えると、露光・現像によるパターン形成性が低下する。
【００２１】
このような無機粉体の含有量は、感光性樹脂組成物の総固形分において５〜２０重量％、好ましくは１０〜２０重量％の範囲で設定することができる。無機粉体の含有量が２０重量％を超えると、露光・現像によるパターン形成性が低下する。一方、無機粉体の含有量が５重量％未満であると、露光・現像し加熱処理を施して形成されたパターンの塑性変形量が大きくなり好ましくない。
【００２２】
ここで、塑性変形量について図１を参照しながら説明する。本発明では、断面積が１００μｍ2、厚みＴが５μｍの試料に対し、１８０℃の条件下にて厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を有する圧子を使用）にて測定する。図１は、このような荷重と変形量との関係を示す図であり、実線で示されたグラフは本発明の感光性樹脂組成物で形成されたパターンの変形であり、破線で示されたグラフは無機粉体を含有しない従来の感光性樹脂組成物で形成されたパターンの変形である。４０ｍＮまで荷重を付与したときの変形量Ｔ１を初期変形量、４０ｍＮを５秒間保持したときの変形量Ｔ２を総変形量、荷重を取り除いた状態で残る変形量Ｔ３を塑性変形量とする。本発明の感光性樹脂組成物で形成されたパターンは、塑性変形量Ｔ３が、従来の感光性樹脂組成物で形成されたパターンの塑性変形量Ｔ′３に比べて小さく、また、総変形量Ｔ２も小さいものとなる。
【００２３】
本発明では、形成するパターンに高い透明性が要求される場合、あるいは、後述するように、カラーフィルタにおいて柱状凸部と一体的に形成された保護層に高い透明性が要求される場合、上記の無機粉体は平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲のものを用いることが好ましい。
【００２４】
本発明の感光性樹脂組成物は、更にエポキシ樹脂を含有することができる。使用するエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、または、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキシ化合物等を挙げることができる。本発明では、上記のエポキシ樹脂を単独で、または２種以上の混合物として使用することができる。
このようなエポキシ樹脂の添加量は、感光性樹脂組成物の総固形分において０〜２０重量％の範囲で設定することができる。
【００２５】
また、本発明の感光性樹脂組成物に用いる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、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等の酢酸エステル類等が挙げられる。
【００２６】
上述のような本発明の感光性樹脂組成物を、パターン被形成物上にダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥し、所定のマスクを介して露光・現像した後、加熱処理を施すことによりパターンを形成することができる。そして、形成されたパターンは硬度が高く、例えば、高温高圧下において小さい塑性変形量を有するものである。
【００２７】
カラーフィルタ
図２は本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す部分平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線における縦断面図である。図２および図３において、本発明のカラーフィルタ１は、基板２と、この基板２上に形成されたブラックマトリックス３および着色層５を備え、ブラックマトリックス３の所定の複数の箇所（図１では５箇所）には柱状凸部６が形成されている。
【００２８】
また、図４は本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す図３相当の縦断面図である。図４において、本発明のカラーフィルタ１１は、基板１２と、この基板１２上に形成されたブラックマトリックス１３および着色層１５を備え、ブラックマトリックス１３および着色層１５を覆うように保護層１７が形成されており、さらに、ブラックマトリックス１３の所定の複数の箇所には柱状凸部１６が上記の保護層１７と一体的に形成されている。
【００２９】
上記のカラーフィルタ１，１１を構成する基板２，１２としては、石英ガラス、パイレックスガラス（登録商標）、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１７３７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ディスプレイ用のカラーフィルタに適している。
【００３０】
また、カラーフィルタ１，１１を構成するブラックマトリックス３，１３は、着色層５，１５からなる表示画素部の間および着色層５，１５の形成領域の外側に設けられている。このようなブラックマトリックス３，１３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して形成したもの、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して形成したもの、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して形成したもの等、いずれであってもよい。
【００３１】
着色層５，１５は、赤色パターン５Ｒ，１５Ｒ、緑色パターン５Ｇ，１５Ｇおよび青色パターン５Ｂ，１５Ｂが所望のパターン形状で配列されており、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５，１５を、例えば、赤色パターン５Ｒ，１５Ｒが最も薄く、緑色パターン５Ｇ，１５Ｇ、青色パターン５Ｂ，１５Ｂの順に厚くすることにより、着色層５，１５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。
【００３２】
柱状凸部６は、カラーフィルタ１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用するものであり、本発明の感光性樹脂組成物を硬化させたものである。したがって、柱状凸部６は、平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲内にある無機粉体を含有しており、上述の図１による説明のように、ＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下においても、塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能を充分に発現できる。この柱状凸部６は、上記の着色層５よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、柱状凸部６の太さは、５〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定することができ、柱状凸部６の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部６の形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、着色層５を構成する赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状凸部６の形状は、図示例では円柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよい。
【００３３】
柱状凸部１６は、カラーフィルタ１１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用するものであり、保護層１７はカラーフィルタ１１の表面を平坦化するとともに、着色層１５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られたものである。これらの柱状凸部１６と保護層１７は、本発明の感光性樹脂組成物のうち、平均粒径が１０〜２０ｎｍの無機粉体を含有したものを硬化させたものである。したがって、柱状凸部１６は、平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある無機粉体を含有しており、上述の図１による説明のように、ＴＦＴアレイ基板との組み立て（セル圧着）時の高温高圧下においても、塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能を充分に発現でき、かつ、透明性の良好なものである。また、保護層１７も平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある無機粉体を含有しているので、透明性に優れるとともに、硬度が高く優れた耐擦過性をもつので、配向層のラビング処理等による傷の発生が防止される。
【００３４】
上記の柱状凸部１６は、保護層１７よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶ディスプレイの液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、柱状凸部１６の太さは、５〜２０μｍ程度の範囲で適宜設定することができ、柱状凸部１６の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部１６の形状、材質等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、着色層１５を構成する赤色パターン１５Ｒ、緑色パターン１５Ｇおよび青色パターン１５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサー機能を発現する。このような柱状凸部１６の形状は、図示例では円柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよい。
【００３５】
また、保護層１７の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ１１の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１〜２．０μｍの範囲で設定することができる。このような保護層１７は、カラーフィルタ１１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときに液晶層と接するような着色層１５を少なくとも覆うように形成される。
【００３６】
次に、本発明の感光性樹脂組成物によるパターン形成の説明を兼ね、本発明の感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタ１の製造について図５を参照しながら説明する。
まず、基板２上にブラックマトリックス３を形成し、次いで、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン５Ｒ、緑色パターン形成領域に緑色パターン５Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成して着色層５とする（図５（Ａ））。
【００３７】
上記のブラックマトリックス３の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金属薄膜、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した樹脂層等からなる遮光層を基板２上に形成し、この遮光層上に公知のポジ型あるいはネガ型の感光性レジストを用いて感光性レジスト層を形成する。次いで、感光性レジスト層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して露光、現像し、露出した遮光層をエッチングした後、残存する感光性レジスト層を除去することによって、ブラックマトリックス３を形成する。
【００３８】
また、上記の着色層５の形成は、例えば、以下のように行うことができる。まず、ブラックマトリックス３を覆うように基板２上に赤色着色材を含有した赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを介して上記の赤色感光性樹脂層を露光して現像を行うことにより、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン５Ｒを形成する。以下、同様に、基板２上の緑色パターン形成領域に緑色パターン５Ｇを形成し、さらに、基板２上の青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成する。
【００３９】
次に、ブラックマトリックス３および着色層５を覆うように本発明の感光性樹脂組成物を塗布して、感光性樹脂層６′を形成する（図５（Ｂ））。この感光性樹脂層６′は、本発明の感光性樹脂組成物をダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥して形成することができる。
【００４０】
次に、感光性樹脂層６′を柱状凸部形成用のフォトマスクＭを介して露光する（図５（Ｃ））。使用するフォトマスクＭは、柱状凸部６形成のための所定の位置に開口部を備えている。
【００４１】
次に、現像液により感光性樹脂層６′の現像を行う。この現像によって、柱状凸部形成部位の感光性樹脂層６′は溶解されずに柱状凸部のパターンとして残る。その後、加熱処理（ポストベーク）を施して柱状凸部６を完成し、本発明のカラーフィルタ１が得られる（図５（Ｄ））。
【００４２】
上記の柱状凸部６を備える本発明のカラーフィルタ１に配向層を設けて配向処理（ラビング）した後、ＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた場合（セル圧着）、柱状凸部６がカラーフィルタ１とＴＦＴアレイ基板との間に間隙を形成する。そして、本発明のカラーフィルタ１は、その柱状凸部６の１８０℃における塑性変形量が小さいので、スペーサーとしての機能が維持され、両基板の間隙精度は極めて高いものとなる。
【００４３】
次に、本発明の感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタ１１の製造について図６を参照しながら説明する。
まず、基板１２上にブラックマトリックス１３を形成し、次いで、基板１２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン１５Ｒ、緑色パターン形成領域に緑色パターン１５Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に青色パターン１５Ｂを形成して着色層１５とする（図６（Ａ））。このブラックマトリックス１３、着色層１５の形成は、上述のブラックマトリックス３、着色層５の形成と同様に行うことができる。
【００４４】
次に、ブラックマトリックス１３および着色層１５を覆うように本発明の感光性樹脂組成物を塗布して、感光性樹脂層１６′を形成する（図６（Ｂ））。この感光性樹脂層１６′は、本発明の感光性樹脂組成物のうち、平均粒径が１０〜２０ｎｍの無機粉体を含有したものをダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手段により塗布、乾燥して形成することができる。
【００４５】
次に、感光性樹脂層１６′を柱状凸部形成用のフォトマスクＭを介して露光する（図６（Ｃ））。使用するフォトマスクＭは、柱状凸部１６形成のための所定の位置に開口部を備えている。このときの露光量は、柱状凸部１６の形成に必要な露光量以上とする。次いで、感光性樹脂層１６′に対して全面露光を行う（図６（Ｄ））。このときの露光量は、柱状凸部形成部位を除く部位に、現像により感光性樹脂層が残存して保護層１７が形成できる程度の露光量とする。
【００４６】
次に、現像液により感光性樹脂層１６′の現像を行う。この現像によって、柱状凸部形成部位の感光性樹脂層１６′は溶解されずに柱状凸部のパターンとして残り、他の部位はある程度溶解されて残る。その後、加熱処理（ポストベーク）を施して柱状凸部１６と保護層１７を完成し、本発明のカラーフィルタ１１が得られる（図６（Ｅ））。
【００４７】
上記の柱状凸部１６を備える本発明のカラーフィルタ１１に配向層を設けて配向処理（ラビング）した場合、保護層１７は無機粉体を含有して耐擦過性に優れるので、傷の発生等が防止される。その後、カラーフィルタ１１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた場合（セル圧着）、柱状凸部１６がカラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板との間に間隙を形成する。そして、本発明のカラーフィルタ１１は、その柱状凸部１６の１８０℃における塑性変形量が小さいので、スペーサーとしての機能が維持され、両基板の間隙精度は極めて高いものとなる。また、保護層１７は透明性の高いものであり、高品質の画像形成を可能とする。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
まず、感光性樹脂組成物として、平均粒径が２０ｎｍである酸化ケイ素を固形分中に下記表１に示す含有量で含有する下記の５種の感光性樹脂組成物Ｉ、II、III、IV、Ｖを調製した。
【００４９】
感光性樹脂組成物Ｉの組成
・ポリマー … ４９．５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３９．６重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ９．９重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … １重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５０】
感光性樹脂組成物 II の組成
・ポリマー … ４７．５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３８．０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ９．５重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … ５重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５１】
感光性樹脂組成物 III の組成
・ポリマー … ４０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３２重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ８重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … ２０重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５２】
感光性樹脂組成物 IV の組成
・ポリマー … ３７．５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ７．５重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … ２５重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５３】
感光性樹脂組成物Ｖの組成
・ポリマー … ５０重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ４０重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … １０重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００５４】
次に、上記の各感光性樹脂組成物（Ｉ、II、III、IV、Ｖ）をガラス基板上にスピンコート法により塗布し、所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行い、現像、加熱処理（２３０℃、３０分間）を行った。これにより、断面積１００μｍ2、厚みＴが５μｍであるパターン試料を作成した。次いで、各パターン試料に対し、１８０℃で厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で４０ｍＮまで荷重をかけ、５秒間保持した後に、厚み方向に２．２ｍＮ／秒の割合で荷重を取り除いたときの変形量（μｍ）を（株）フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００（ビッカース圧子（四角錐形状）を研磨して１００μｍ×１００μｍの平面を有する圧子を使用）にて測定し、図１に示される塑性変形量Ｔ３を下記の表１に示した。
【００５５】
次に、カラーフィルタ用の基板として、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法により金属クロムからなる遮光層（厚さ０．１μｍ）を成膜した。次いで、この遮光層に対して、通常のフォトリソグラフィー法によって感光性レジスト塗布、マスク露光、現像、エッチング、レジスト層剥離を行ってブラックマトリックスを形成した。
【００５６】
次に、ブラックマトリックスが形成された基板全面に、赤色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７００１）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、プレベーク（８５℃、５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（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイク用現像液ＣＤの希釈液）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。
【００５７】
同様に、緑色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７００１）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着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７００１）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）を形成した。
【００５８】
次いで、着色層が形成された基板上に、上記の感光性樹脂組成物Ｉをスピンコート法により塗布し乾燥して、厚み５．５μｍの感光性樹脂層を形成した。次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行った。
【００５９】
次に、基板を現像液（水酸化カリウム水溶液）に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストベーク（２００℃、３０分間）を行った。このような一連の処理により、露光された箇所には、高さが５μｍ、上端部面積約１００μｍ2の円柱形状の柱状凸部が形成された。
【００６０】
次に、着色層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極層を形成した。これにより、図２及び図３に示されるような構造のカラーフィルタ（試料Ｉ）を得た。
【００６１】
また、感光性樹脂組成物Ｉの代わりに、感光性樹脂組成物II、III、IV、Ｖを用いた他は、カラーフィルタ試料Ｉと同様にして、カラーフィルタ（試料II、III、IV、Ｖ）を得た。
一方、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１７３７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。
【００６２】
次に、上記のカラーフィルタ（試料Ｉ、II、III、IV、Ｖ）の共通透明電極層を覆うように、また、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（日産化学（株）製ＳＥ−７４９２）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。
【００６３】
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ディスプレイを作製（セル圧着時の温度＝１８０℃）し、表示画像の色むらの有無を観察して結果を下記の表１に示した。
【００６４】
【表１】
表１に示されるように、固形分中に酸化ケイ素を５〜２０重量％の範囲で含有する感光性樹脂組成物II、IIIを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が小さいものであった。また、これらの感光性樹脂組成物を用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造を可能とすることが確認された。
【００６６】
しかし、固形物中の酸化ケイ素の含有量が１重量％である感光性樹脂組成物Ｉ、酸化ケイ素を含有しない感光性樹脂組成物Ｖを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が大きく、この感光性樹脂塑性物Ｉ、Ｖを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、柱状凸部の塑性変形量が大きく、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
【００６７】
また、固形分中に酸化ケイ素を２５重量％含有する感光性樹脂組成物IVを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が小さいものの、パターン形成性が悪いものであった。そして、この感光性樹脂塑性物IVを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、柱状凸部の形成精度が悪く、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
【００６８】
［実施例２］
まず、感光性樹脂組成物として、下記の表２に示すように含有する酸化ケイ素粉体の平均粒径を変えた下記組成の７種の感光性樹脂組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを調製した。
【００６９】
感光性樹脂組成物の組成
・ポリマー … ４５重量部
（スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体）
・モノマー … ３６重量部
（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）
・光重合開始剤 … ９重量部
（イルガキュア３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製））
・酸化ケイ素（コロイダルシリカ） … １０重量部
（日産化学工業（株）製スノーテックスＮＰＣ−ＳＴ） （固形分表示）
・溶剤（メチルカルビトール） … ２００重量部
【００７０】
次に、上記の各感光性樹脂組成物（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）について、実施例１と同様にして、塑性変形量Ｔ３を測定して、下記の表２に示した。
次に、実施例１と同様にして、ガラス基板上にブラックマトリックスと着色層を形成した。
次いで、着色層が形成された基板上に、上記の本発明の感光性樹脂組成物Ａをスピンコート法により塗布し乾燥して、厚み５．５μｍの感光性樹脂層を形成した。次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ露光機にて、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光を行った。さらに、上記露光光源を用いて２５ｍＪ／ｃｍ2の露光量で感光性樹脂層の全面の露光を行った。
【００７１】
次に、基板を現像液（水酸化カリウム水溶液）に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストベーク（２３０℃、３０分間）を行った。このような一連の処理により、ブラックマトリックスと着色層上には厚み２μｍの保護層と、この保護層からの高さが３μｍ、上端部面積約１００μｍ2の円柱形状の柱状凸部とが一体的に形成された。
【００７２】
次に、保護層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる共通透明電極層を形成した。これにより、図４に示されるような構造のカラーフィルタ（試料Ａ）を得た。
【００７３】
また、感光性樹脂組成物Ａの代わりに、感光性樹脂組成物Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを用いた他は、カラーフィルタ試料Ａと同様にして、カラーフィルタ（試料Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）を得た。
【００７４】
その後、各カラーフィルタを用いて、実施例１と同様にして液晶ディスプレイを作製し、表示画像の色むらの有無を観察し、また、下記の方法でコントラスト比を測定して、結果を下記の表２に示した。
（コントラスト比の測定方法）
液晶ディスプレイを表示させた時の最高輝度と最小輝度の比をコントラスト
比とする。輝度の測定はトプコン社製ＢＭ−５Ａ輝度計にて行った。
【００７５】
【表２】
表２に示されるように、感光性樹脂組成物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを用いて形成されたパターン試料は、いずれも１８０℃における塑性変形量が小さいものであった。また、これらの感光性樹脂組成物を用いて保護層と柱状凸部を一体的に形成したカラーフィルタを使用した液晶ディスプレイは、色むらのない画像表示が可能であった。しかし、コントラスト比に着目すると、平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲にある酸化ケイ素を含有するカラーフィルタＡ、Ｂを使用した液晶ディスプレイの画像品質が、他のカラーフィルタを使用した液晶ディスプレイの画像品質よりも良好であった。
【００７７】
また、感光性樹脂組成物Ｆを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が小さいものの、パターン形成性が悪いものであった。そして、この感光性樹脂塑性物Ｆを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
さらに、酸化ケイ素を含有しない感光性樹脂組成物Ｇを用いて形成されたパターン試料は、１８０℃における塑性変形率Ｔ３が大きいものであった。そして、この感光性樹脂塑性物Ｇを用いて柱状凸部を形成したカラーフィルタは、柱状凸部の塑性変形量が大きく、また、ラビング処理時に保護層に傷が発生し、画像表示が良好な液晶ディスプレイの製造が困難であった。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば感光性樹脂組成物に無機粉体が含有されているので、露光・現像し加熱処理を施して形成されたパターンは、高温高圧下において小さい塑性変形率を有するものとなる。この感光性樹脂組成物を用いて形成した複数の柱状凸部を備えるカラーフィルタでは、セル圧着時の高温高圧下における柱状凸部の塑性変形量が小さく、スペーサーとしての機能を常時維持することができ、液晶層の厚み制御に高い精度を要求されるカラー液晶ディスプレイ、例えば、ＩＰＳ（In-Plane Switching）液晶モードのカラー液晶ディスプレイにも対応することができ、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。さらに、平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲である無機粉体を含有した本発明の感光性樹脂組成物を用いて柱状凸部と一体的に形成した保護層を備えるカラーフィルタでは、上記の柱状凸部における効果とともに、保護層の硬度が高く耐擦過性が向上するので、配向層のラビング処理による傷の発生が防止され、表示品質に優れ信頼性の高い液晶ディスプレイが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】荷重と変形量との関係を示す図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す部分平面図である。
【図３】図２に示された本発明のカラーフィルタのＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの製造例を説明するための工程図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの製造例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１，１１…カラーフィルタ
２，１２…基板
３，１３…ブラックマトリックス
５，１５…着色層
６，１６…柱状凸部
１７…保護層
Claims (2)
- カラーフィルタの保護層と柱状凸部を一体的に形成するための感光性樹脂組成物において、少なくともポリマー、モノマー、光重合開始剤、無機粉体を含有し、前記無機粉体は平均粒径が１０〜２０ｎｍの範囲内にある酸化ケイ素微粒子であり、前記無機粉体の含有量が固形分中５〜２０重量％の範囲であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
- 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保護層と、前記基板上の複数の部位に前記保護層と一体的に形成され前記保護層よりも突出した柱状凸部とを備え、前記保護層および前記柱状凸部は請求項１に記載の感光性樹脂組成物を硬化させたものであることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
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