JPH11223722A - カラーフィルター、および、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置製造工程の中で、シール剤塗布の
工程において、シール剤に含まれる成分により、配向膜
の配向規制力が弱められ、液晶表示装置に表示不良が発
生することが問題となっている。 【解決手段】カラーフィルターをジエチレングリコール
モノメチルエーテルに浸漬したときの該カラーフィルタ
ーの膨潤率が５％以下であることを特徴とするカラーフ
ィルター、および、該カラーフィルターを使用した液晶
表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ、
および、液晶表示装置に関するものであり、特に、液晶
表示装置の表示不良発生を防止するのに好適なカラーフ
ィルタ、および、該カラーフィルタを使用した液晶表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子にカラーフィルター
を組み合わせたカラー液晶表示装置が多々提案されてい
る。カラー液晶表示装置の駆動方式としては、超ねじれ
ネマティック方式などを使用した単純マトリクス駆動
と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）方式などを使用したア
クティブマトリクス駆動が代表的なものである。カラー
液晶表示装置の製造工程は、２枚のガラス基板、すなわ
ち、電極、あるいは、ＴＦＴを有する基板と、カラーフ
ィルターを製造する工程、その２枚の基板を貼り合わ
せ、その隙間に液晶を注入しセルを作成する工程、さら
に、そのセルに駆動回路を取り付けるモジュール工程か
ら成っている。ここで、カラーフィルタとは、光透過性
基板上に形成された赤、緑、青の３原色の画素を一絵素
とした多数の絵素から構成されており、各画素間には、
表示コントラストを高めるために、一定の幅をもつ遮光
領域（ブラックマトリクス）が設けられている。

【０００３】カラー液晶表示装置の製造工程の中で、セ
ルを作成する工程は次の通りである。まず、２枚のガラ
ス基板に配向膜を形成しラビングを行う。続いて、一方
の基板にシール剤を塗布し、２枚の基板を貼り合わせる
が、このとき、２枚の基板のギャップを制御するため、
ミクロパールと呼ばれるスペーサーを基板上に散布す
る。貼り合わせた２枚の基板の隙間に液晶を注入し、注
入口を紫外線硬化樹脂などで封口し、その後、２枚のガ
ラス基板の外側に偏光板を張り付けてセルが完成する。

【０００４】上記のセル作成工程の中で、シール剤塗布
の工程において、シール剤に含まれる成分により、配向
膜の配向規制力が弱められ、液晶表示装置に表示不良が
発生する場合があることが明らかになった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る液晶表示装置の表示不良発生を防止するのに好適なカ
ラーフィルター、および、該カラーフィルターを使用し
た液晶表示装置を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、本発明は次のような構成をとる。

【０００７】本発明のカラーフィルターは、該カラーフ
ィルターをジエチレングリコールモノメチルエーテルに
浸漬したときの該カラーフィルターの膨潤率が５％以下
であることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【０００９】著者らは、カラーフィルターと表示不良の
関係について鋭意検討を進めた結果、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテルに膨潤しにくいカラーフィルタ
ーにおいては、表示不良が起こりにくいこと、とくに、
該カラーフィルターの膨潤率が５％以下であれば、表示
不良がほとんど発生しないことを見いだした。

【００１０】ここで、膨潤率とは、カラーフィルター
を、室温で溶剤に一定時間、浸漬した後の膜厚（Ｌ１）
と、それを一定条件下で乾燥した後の膜厚（Ｌ２）から
（１）式にしたがって算出されるものである。

【００１１】 １００（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ２ （１） 溶剤に浸漬する時間としては、短すぎては十分な膨潤状
態に達しないこと、また、ある程度浸漬すれば膨潤状態
は平衡に達することや、実際のセルでは存在する溶剤が
比較的微量であることから考えて、０．５時間とする。

【００１２】また、浸漬後の乾燥条件としては、使用し
た溶媒を蒸発させることができ、カラーフィルター自体
に何ら変化を及ぼさない条件であることが必要であり、
ジエチレングリコールモノメチルエーテルの沸点（１９
４℃）に近い、２００℃で１時間の加熱を行うものとす
る。

【００１３】このようにして得られる膨潤率は、液晶表
示装置製造工程におけるシール剤塗布の工程において、
シール剤に含まれる成分によるカラーフィルターの膨潤
に関する目安となる。すなわち、膨潤率の高いカラーフ
ィルターでは、シール剤の成分がカラーフィルターを膨
潤させ、その成分がカラーフィルターを伝播して配向膜
の配向規制力を弱めて、その結果、液晶表示装置の表示
不良が引き起こされる。一方、膨潤率の低いカラーフィ
ルターにおいては、シール剤の成分が配向膜に影響を及
ぼすことがないため、液晶表示装置に表示不良が発生し
ない。

【００１４】したがって、膨潤率は低い方が好ましく、
７％以下であれば、表示不良の発生が起こりにくく、５
％以下であれば、ほとんど発生しないためより好まし
い。

【００１５】また、シール剤は、カラーフィルターの額
縁部付近に塗布されることが多いため、膨潤率の測定も
額縁付近で行うことが好ましい。

【００１６】本発明のカラーフィルターは、少なくとも
ブラックマトリクス、３原色からなる着色層から構成さ
れているものであり、通常、ガラス基板上に形成され
る。

【００１７】また、本発明のカラーフィルターは、少な
くともブラックマトリクス、３原色からなる着色層、お
よび、ブラックマトリクス上の一部に３原色からなる着
色層の積層により形成された複数個のドット状スペーサ
ーから構成されていても良い。このようなカラーフィル
ターにおいては、ドット状スペーサーの存在のため、ラ
ビングが不十分となる場合があり、そのような場合に
は、シール剤成分による配向規制力の低下がより顕著に
現れるため、本発明のカラーフィルターを使用すること
が好ましい。

【００１８】ここで、ドット状スペーサーは、液晶表示
装置製造工程上のスペーサー散布を不要にするものであ
り、歩留まり向上に大きく寄与する。

【００１９】さらに、これらのカラーフィルターには、
必要に応じてオーバーコート、透明電極が設けられてい
ても良い。

【００２０】次に、本発明のカラーフィルターの各構成
要素について述べる。

【００２１】ブラックマトリクスは画素間の遮光領域で
あり、液晶表示装置のコントラスト向上などの役割を果
たすものであるが、微細なパターンからなる金属薄膜よ
り形成されることが多い。金属としては、Ｃｒ、Ｎｉ、
Ａｌなどが使用される。金属薄膜の形成方法としては、
スパッタ法や真空蒸着法などが広く用いられている。ま
た、微細なパターンについては、金属薄膜上に、フォト
リソグラフィ法によりフォトレジストのパターンを形成
した後、このレジストパターンをエッチングマスクとし
て金属薄膜のエッチングを行うことにより得られる。

【００２２】ところが、金属薄膜により形成されたブラ
ックマトリクスは、製造コストが高く、カラーフィルタ
そのものの価格を引き上げる原因となっている。さら
に、ブラックマトリクス用金属薄膜として一般的に用い
られているＣｒは、反射率が高いため、外光の強い場所
ではＣｒの反射光により表示品位が著しく低下するとい
う問題をもつ。また、ブラックマトリクスの反射率を低
減するために、Ｃｒと光透過性基板の間に酸化クロムの
層を設ける方法が提案されているが、製造コストの面か
らみて、好ましくない。

【００２３】そのため、ブラックマトリクスとしては、
遮光剤を樹脂中に分散した樹脂ブラックマトリクスを使
用することが好ましい。

【００２４】樹脂ブラックマトリクスに使用される遮光
剤としては、カーボンブラックや、酸化チタン、四酸化
鉄などの金属酸化物粉や、金属硫化物粉や、金属粉の他
に、赤、青、緑色の顔料混合物などを用いることができ
る。この中でも、とくにカーボンブラックは、遮光性に
優れており、好ましい。

【００２５】遮光剤としてカーボンブラックを使用する
場合、色調を無彩色とするため、カーボンブラックの補
色の顔料を混合することが好ましい。補色用の顔料とし
ては、青色顔料、および、紫色顔料を、それぞれ単独
で、あるいは、両者を混合して使用することができる。

【００２６】遮光剤として、カーボンブラックとカーボ
ンブラックに対して補色の顔料を用いた場合には、高い
遮光性を得るために、遮光剤中にしめるカーボンブラッ
クの割合を、５０重量％以上にするのが好ましく、より
好ましくは６０重量％以上、さらに好ましくは７０重量
％以上である。

【００２７】カーボンブラックの補色として使用する代
表的な顔料の例をカラーインデックスナンバーで示す。
青色顔料の例としては、ピグメントブルー１５、１５：
１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、
２１、２２、６０、６４などが挙げられるが、とくにピ
グメントブルー１５、１５：１、１５：２、１５：６が
好ましい。紫色顔料の例としては、ピグメントバイオレ
ット１９、２３、２９、３１、３２、３３、３６、３
７、３９、４３、５０などが挙げられるが、とくに、ピ
グメントバイオレット２３、３１、３３、４３、５０が
好ましい。

【００２８】これ以外にも、緑色顔料、黄色顔料、オレ
ンジ色顔料なども適宜添加しても構わないが、遮光剤中
にしめる割合としては、１０重量％以下が好ましい。こ
れ以上にすると、ブラック・マトリクスの膜厚あたりの
遮光性が低下して好ましくない。

【００２９】樹脂ブラックマトリクスに使用される樹脂
としては、アクリル系、エポキシ系などの樹脂を使用す
ることができるが、塗膜の耐熱性、耐光性、耐溶剤性か
らみて、樹脂としては、ポリアミック酸を使用すること
が好ましい。

【００３０】ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無
水物とジアミンを反応させることにより得ることができ
る。

【００３１】ポリアミック酸の合成には、テトラカルボ
ン酸二無水物として、たとえば、脂肪族系または脂環式
系のものを用いることができ、その具体的な例として、
１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水
物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸
二無水物、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカル
ボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテ
トラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキ
サンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，
５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５
−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−Ｃ］フ
ラン−１，３−ジオンなどが挙げられる。また、芳香族
系のものを用いると、耐熱性の良好な膜に変換しうるポ
リアミック酸を得ることができ、その具体的な例とし
て、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，
１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３´，
４，４´−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水
物、４，４´−オキシジフタル酸無水物、３，３´，
４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，
２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、
３，３”，４，４”−パラターフェニルテトラカルボン
酸二無水物、３，３”，４，４”−メタターフェニルテ
トラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、フッ素系
のものを用いると、短波長領域での透明性が良好な膜に
変換しうるポリアミック酸を得ることができ、その具体
的な例として、４，４´−（ヘキサフルオロイソプロピ
リデン）ジフタル酸無水物などが挙げられる。なお、本
発明は、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水
物が１種または２種以上用いられる。

【００３２】また、ジアミンとして、たとえば、脂肪族
系または脂環式系のものを用いることができ、その具体
的な例として、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，
４−ジアミノシクロヘキサン、４，４´−ジアミノ−
３，３´−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４´
−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルなど
が挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱
性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることが
でき、その具体的な例として、４，４´−ジアミノジフ
ェニルエーテル、３，４´−ジアミノジフェニルエーテ
ル、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、３，３´−
ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ジアミノジフェ
ニルスルホン、３，３´−ジアミノジフェニルスルホ
ン、４，４´−ジアミノジフェニルサルファイド、ｍ−
フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４
−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，
６−ジアミノトルエン、ベンジジン、３，３´−ジメチ
ルベンジジン、３，３´−ジメトキシベンジジン、ｏ−
トリジン、４，４”−ジアミノターフェニル、１，５−
ジアミノナフタレン、３，３´−ジメチル−４，４´−
ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ビス（４−アミ
ノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−
アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル］エ−テル、ビス
［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、
ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホ
ンなどが挙げられる。また、フッ素系のものを用いる
と、短波長領域での透明性が良好な膜に変換しうるポリ
アミック酸を得ることができ、その具体的な例として、
２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル］ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。

【００３３】また、ジアミンの一部として、シロキサン
ジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にする
ことができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミ
ン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの
量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎ
れば耐熱性が低下する。シロキサンジアミンの具体例と
しては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシ
ロキサンなどが挙げられる。本発明は、これに限定され
ずにジアミンが１種または２種以上用いられる。

【００３４】ポリアミック酸の合成は、極性有機溶媒中
でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを混合して反応
させることにより行うのが一般的である。この時、ジア
ミンとテトラカルボン酸二無水物の混合比により、得ら
れるポリアミック酸の重合度を調節することができる。

【００３５】このほか、テトラカルボン酸ジクロライド
とジアミンを極性有機溶媒中で反応させて、その後、塩
酸と溶媒を除去することによってポリアミック酸を得る
など、ポリアミック酸を得るには種々の方法がある。

【００３６】３原色の着色層については、色素を樹脂中
に分散したものを用いることができる。顔料は３原色を
表すために適当なものを組み合わせて使用することがで
きる。使用できる色素としては、赤、橙、黄、緑、青、
紫などの顔料や染料が挙げられるが、これらに限定され
ない。また、樹脂としては、アクリル系、エポキシ系な
どの透明樹脂を使用することができるが、塗膜の耐熱
性、耐光性、耐溶剤性からみて、樹脂としては、ポリア
ミック酸を使用することが好ましい。

【００３７】オーバーコートは、ブラックマトリクスや
着色層を保護し、カラーフィルター表面の平坦性向上
や、カラーフィルターから液晶への汚染を防止するため
に設けられるものである。とくに、ブラックマトリクス
として、樹脂ブラックマトリクスを使用した場合には、
樹脂ブラックマトリクスの膜厚に基づくカラーフィルタ
ー表面段差を低減させるため、オーバーコートが必要と
なる場合がある。

【００３８】オーバーコートには、下層・上層との接着
性、不純物の遮断性、平滑性、耐光性、耐湿熱性、耐溶
剤性、耐薬品性、強靱性、透明性、耐熱性など幅広い特
性が要求される。オーバーコートとしては、エポキシ樹
脂、アクリル・エポキシ樹脂、シロキサン樹脂前駆体、
シリコーンポリイミド樹脂前駆体などを使用できるが、
これらに限定されない。

【００３９】また、透明電極は、通常、インジウム・錫
酸化物（ＩＴＯ）が使用される。透明電極は、液晶を駆
動させるために必要なものであるが、横電界駆動の表示
方式の液晶表示装置では、透明電極はカラーフィルター
側には必要でないため、透明電極を設けないカラーフィ
ルターが使用される。

【００４０】以上のような構成要素からなる本発明のカ
ラーフィルターにおいては、各構成要素の膨潤率が低い
ことが要求される。各構成要素の中で、透明電極につい
ては前記のように、通常、ＩＴＯが使用されるため、溶
剤による膨潤は問題とならない。しかしながら、ＩＴＯ
がブラックマトリクスと着色層、あるいは、オーバーコ
ートを介してブラックマトリクスと着色層の上層にある
場合においても、ＩＴＯが溶剤に対して完全なバリア性
を有していないことや、さらに、シール剤が塗布される
額縁部分には、透明電極は存在しないことが多いため、
カラーフィルターとしては、膨潤が問題となる。

【００４１】したがって、カラーフィルターの膨潤率を
低くするためには、ブラックマトリクス、着色層、オー
バーコートのそれぞれの膨潤率を低くする必要がある。
これらの中でも、オーバーコートは配向膜にもっとも近
いことや、樹脂ブラックマトリクスを使用したカラーフ
ィルターにおいては、額縁部分には、オーバーコートが
最上層にあり、シール剤と直接接することが多いため、
オーバーコートの膨潤率がもっとも重要となる。

【００４２】オーバーコートの膨潤率を低くするために
は、オーバーコートの架橋密度、極性をコントロールす
ることが重要となる。

【００４３】架橋密度の向上については、構造的に架橋
点を多くすることと、架橋反応を十分に進めるような条
件で塗膜形成反応を行うことが必要である。架橋点を多
くするためには、多官能化合物をオーバーコートに使用
することが好ましく、具体的な例としては、多官能アク
リル、多官能エポキシ、トリアルコキシシランなどが挙
げられる。一方、架橋反応を十分進めるためには、反応
温度・反応時間を調整する必要がある。すなわち、架橋
密度向上には、オーバーコートが分解、着色などの変質
を起こさない範囲で、なるべく高い温度で反応させる方
が好ましく、また、製造工程の中で許容できる範囲で、
なるべく長い時間反応させる方が好ましい。また、オー
バーコートの膜厚については、同じ反応条件で架橋密度
が高くなるという観点から、薄膜であるほうが好まし
い。

【００４４】また、オーバーコートの極性に関しては、
ジエチレングリコールモノメチルエーテルに対して膨潤
しにくいことが要求されることから考えて、反応終了後
に残存する極性基が少ない方が好ましい。したがって、
極性の面からも、前記のように架橋反応を十分に進める
方が好ましいと言える。また、構造的には、芳香族より
も脂肪族の化合物を使用することが好ましい。

【００４５】本発明の液晶表示装置は、本発明のカラー
フィルターを使用したことを特徴とするものである。本
発明のカラーフィルターを使用することにより、液晶表
示装置製造時の、シール剤塗布の工程において、シール
剤に含まれる成分により、配向膜の配向規制力が弱めら
れことにより発生する液晶表示装置の表示不良を防止す
ることができる。

【００４６】従来、主流であったねじれネマティック方
式以外の液晶表示方法である、横電界方式、垂直配向方
式、共有電性液晶などでは配向をより厳しく制御する必
要があり、とくに、横電界で液晶の配向状態を変化させ
る液晶表示装置においては、カラーフィルターに透明電
極を設けないため、額縁部から浸透した成分が配向膜に
影響を与えやすいことにより、本発明のカラーフィルタ
ーを使用することによる表示不良の防止効果が顕著とな
る。

【００４７】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００４８】実施例１ （樹脂ブラックマトリクス層の作成）温度計、乾燥窒素
導入口、温水・冷却水による加熱・冷却装置、および、
攪拌装置を付した２０Ｌの反応釜に、γ−ブチロラクト
ン １６６４４．１ｇ、４，４’−ジアミノジフェニル
エーテル ６００．７ｇ、３，３’−ジアミノジフェニ
ルスルホン ６７０．２ｇ、ビス−３−（アミノプロピ
ル）テトラメチルシロキサン ７４．６ｇを投入し、釜
を３０℃に加熱した。３０分後、３，３’，４，４’−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物 ６４４．４
ｇ、ピロメリット酸二無水物 ６４１．３ｇ、３，
３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
２９４．２ｇを投入し、釜を５８℃に加熱した。３時
間後、無水マレイン酸 １１．８ｇを添加し、５８℃で
さらに１時間加熱することにより、ポリアミック酸のＮ
ＭＰ溶液（Ａ１）を得た。

【００４９】カーボンブラック ４．６ｇ、ポリアミッ
ク酸溶液（Ａ１） ２４．０ｇ、Ｎ−メチルピロリドン
６１．４ｇをガラスビーズ ９０ｇとともにホモジナ
イザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、
ガラスビーズを濾過により除去し、カーボンブラックミ
ルベースを得た。

【００５０】また、ピグメントブルー１５：６ ２．２
ｇ、ポリアミック酸溶液（Ａ１）２４．０ｇ、Ｎ−メチ
ルピロリドン ６３．８ｇをガラスビーズ ９０ｇとと
もにホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間
分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、青顔料
ミルベースを得た。

【００５１】得られた両ミルベースを全量混合すること
により、樹脂ブラックマトリクス用ペーストを得た。

【００５２】樹脂ブラックマトリクス用ぺーストを無ア
ルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上にスピンコート
し、５０℃で１０分間、９０℃で１０分間、１１０℃で
２０分間オーブンを用いて空気中で加熱乾燥して、膜厚
１．１μｍのポリイミド前駆体着色膜を得た。この膜上
にポジ型フォトレジスト（東京応化社製ＯＦＰＲ−８０
０）を塗布し、８０℃で２０分間加熱乾燥して膜厚１μ
ｍのレジスト膜を得た。キャノン社製紫外線露光機ＰＬ
Ａ−５０１Ｆを用い、クロム製のフォトマスクを介し
て、波長３６５ｎｍでの強度が５０ｍＪ／ｃｍ2 の紫外
線を照射した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイドの２．３８ｗｔ％の水溶液からなる現像
液に浸漬し、フォトレジストおよびポリイミド前駆体着
色被膜の現像を同時に行った。エッチング後、不要とな
ったフォトレジスト層をメチルセロソルブアセテートで
剥離した。さらにこのようにして得られたポリイミド前
駆体着色被膜を窒素雰囲気中で３００℃で３０分間熱処
理し、格子状の画素部とそれらを囲む額縁部からなる膜
厚０．９μｍのポリイミド着色パターン被膜を得た。

【００５３】（着色層の作成）次に、赤、緑、青の顔料
として、それぞれ、ピグメントレッド１７７、ピグメン
トグリーン３６、ピグメントブルー１５：６を用意し、
ポリアミック酸溶液（Ａ１）と混合分散し、赤、青、緑
の３種類の着色ペーストを得た。

【００５４】得られた赤ペーストを樹脂ブラックマトリ
クス基板上にスピンコートし、５０℃で１０分間、９０
℃で１０分間、１１０℃で２０分間オーブンを用いて空
気中で加熱乾燥して、膜厚１．１μｍのポリイミド前駆
体着色膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト（東
京応化社製ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、８０℃で２０
分間加熱乾燥して膜厚１μｍのレジスト膜を得た。キャ
ノン社製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、クロム
製のフォトマスクを介して、波長３６５ｎｍでの強度が
５０ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線を照射した。露光後、テトラ
メチルアンモニウムハイドロオキサイドの２．３８ｗｔ
％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストお
よびポリイミド前駆体着色被膜の現像を同時に行った。
エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメチル
セロソルブアセテートで剥離した。さらにこのようにし
て得られたポリイミド前駆体着色被膜を窒素雰囲気中で
３００℃で３０分間熱処理し、ブラックマトリクスの格
子状部に膜厚０．９μｍのポリイミド赤色パターン被膜
のストライプを得た。

【００５５】その後、同様にして、緑ペースト、青ペー
ストのパターンを形成し、赤、緑、青の３原色を有する
カラーフィルターを得た。

【００５６】（透明電極層の作成）さらに、この後、ス
パッタリング法により画素上にＩＴＯを製膜したとこ
ろ、膜厚が１４００オングストロームで、表面抵抗が１
５Ω／□であった。

【００５７】（膨潤率の測定）このようにして得られた
カラーフィルターの額縁部を室温（２３℃）でジエチレ
ングリコールモノメチルエーテルに０．５時間浸漬し、
表面に付着した溶剤をエアーガン（０．５ｋｇｆ／ｃｍ
²）で吹き飛ばした。それから５分以内に、東京精密
（製）サーフコム１５００Ａを用いて、膜厚を測定した
ところ、０．９１μｍであった。このカラーフィルター
を２００℃で１時間加熱した後、再度同じ位置の膜厚を
測定すると、０．９μｍであった。この結果より、膨潤
率は、１．１１％となった。

【００５８】（液晶表示装置の作成）さらに、得られた
カラーフィルターを中性洗剤と水で洗浄した後、ポリイ
ミド樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、熱風オ
ーブンで８０℃、１５分間、その後、１８０℃、６０分
間加熱した。膜厚は０．０７μｍであった。この後、カ
ラーフィルター基板をラビング処理し、シール剤をディ
スペンス法により塗布、ホットプレートで９０℃、１０
分間加熱した。

【００５９】一方、ガラス上にＴＦＴアレイを形成した
基板も同様に洗浄した後、配向膜を塗布、加熱する。そ
の後、配向膜をラビング処理してから、直径５．５μｍ
の球状スペーサーを散布し、前記カラーフィルター基板
と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら１６０℃で９
０分間加熱して、シール剤を硬化させる。このセルを１
２０℃、１３．３Ｐａで４時間、続いて、窒素中で０．
５時間放置した後に、再度真空下において液晶注入を行
った。液晶注入は、セルをチャンバーに入れて、室温で
１３．３Ｐａまで減圧した後、液晶注入口を液晶に漬け
て、窒素を用いて常圧に戻すことにより行った。液晶注
入後、紫外線硬化樹脂により、液晶注入口を封口した。
次に、偏光板をセルの２枚のガラス基板の外側に貼り付
け、セルを完成させた。さらに、得られたセルをモジュ
ール化して、液晶表示装置を完成させた。得られた液晶
表示装置を観察した結果、表示不良は観察されなかっ
た。

【００６０】実施例２ 透明電極を設けないこと以外は、実施例１と同様にして
カラーフィルターを作成した。

【００６１】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１．５０％
であった。

【００６２】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例１と同様の手順により、横電界駆動の液晶表
示装置を作成したが、表示不良は観察されなかった。

【００６３】実施例３ 額縁、および、画素上にオーバーコート層を設けた以外
は、実施例２と同様にしてカラーフィルターを作成し
た。

【００６４】オーバーコート層の作成は次の様に行っ
た。

【００６５】γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラ
ン １９１．５ｇを３−メチル−３−メトキシブタノー
ル ４１４．７ｇおよびγ−ブチロラクトン ４１４．
７ｇの混合液に加えて、３０℃攪拌下に無水ナジック酸
１６４．０ｇを添加した。そのまま２時間攪拌し、ポ
リナジックイミドシロキサン前駆体溶液を得た。

【００６６】得られたポリナジックイミドシロキサン前
駆体溶液を前記カラーフィルターにスピンコートし、１
００℃で５分、２８０℃で３０分加熱することにより、
厚さ１μｍのオーバーコートとした。

【００６７】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、２．０５％
であった。

【００６８】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例２と同様にして横電界駆動の液晶表示装置を
作成したが、表示不良は観察されなかった。

【００６９】比較例１ オーバーコート層の加熱条件を１００℃で５分、２３０
℃で３０分にしたこと以外は、実施例３と同様にしてカ
ラーフィルターを作成した。

【００７０】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、８．２５％
であった。

【００７１】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例２と同様にして横電界駆動の液晶表示装置を
作成した結果、シール部近傍に表示ムラが観察された。

【００７２】比較例２ オーバーコート層の膜厚を３μｍにした以外は、実施例
３と同様にしてカラーフィルターを作成した。

【００７３】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１０．３８
％であった。

【００７４】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例２と同様にして横電界駆動の液晶表示装置を
作成した結果、シール部近傍に表示ムラが観察された。

【００７５】比較例３ オーバーコート層の構成成分の中で、無水ナジック酸を
３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物に変えた以外は、実施例３と同様にしてカラー
フィルターを作成した。

【００７６】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１４．７４
％であった。

【００７７】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例２と同様にして横電界駆動の液晶表示装置を
作成した結果、シール部近傍に表示ムラが観察された。

【００７８】実施例４ オーバーコート層を日本合成ゴム製の”オプトマー”に
した以外は、実施例３と同様にしてカラーフィルターを
作成した。

【００７９】”オプトマー”は、スピンコートした後、
１００℃で５分、２６０℃で３０分加熱することによ
り、厚さ１μｍのオーバーコート層とした。

【００８０】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１．８３％
であった。

【００８１】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例２と同様にして横電界駆動の液晶表示装置を
作成したが、表示不良は観察されなかった。

【００８２】実施例５ 実施例１と同様にしてカラーフィルターを作成する際
に、着色層の膜厚をすべて１．８μｍとし、さらに、各
着色層の形成と同時に樹脂ブラックマトリクス上にスペ
ーサーを形成したカラーフィルターを作成した。なお、
形成したスペーサーは３原色が積層された形態をとって
いる。

【００８３】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１．８８％
であった。

【００８４】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、スペーサーの散布を取り止める以外、実施例１と同
様にして液晶表示装置を作成したが、表示不良は観察さ
れなかった。

【００８５】実施例６ 透明電極を設けないことと、着色層の膜厚をすべて１．
８μｍとし、さらに、各着色層の形成と同時に樹脂ブラ
ックマトリクス上にスペーサーを形成したこと以外は、
実施例１と同様にしてカラーフィルターを作成した。な
お、形成したスペーサーは３原色が積層された形態をと
っている。

【００８６】得られたカラーフィルターを実施例１と同
様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１．５３％
であった。

【００８７】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、スペーサーの散布を取り止める以外、実施例１と同
様にして液晶表示装置を作成したが、表示不良は観察さ
れなかった。

【００８８】実施例７ オーバーコート層を下記熱硬化性樹脂溶液組成物から形
成したこと以外は、実施例３と同様にして、カラーフィ
ルターを作成した。

【００８９】熱硬化性樹脂溶液組成物は、トリメリット
酸 ６５．０５ｇをγ−ブチロラクトン ２８０ｇに溶
解した後に、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
７４．９５ｇを添加し、１２０℃で２時間加熱した後、
得られた溶液 ２０ｇに、ビスフェノキシエタノールフ
ルオレンジグリシジルエーテル ７ｇ、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル １５ｇを加えて、室温（約２
３℃）で、２時間攪拌することにより得た。

【００９０】得られた熱硬化性樹脂溶液組成物を、スピ
ンコートした後、１００℃で５分、２６０℃で３０分加
熱することにより、厚さ１μｍのオーバーコート層とし
た。

【００９１】得られたカラーフィルターは、実施例１と
同様にして、額縁部の膨潤率を測定した結果、１．１０
％であった。

【００９２】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例２と同様にして横電界駆動の液晶表示装置を
作成したが、表示不良は観察されなかった。

【００９３】

【発明の効果】本発明のカラーフィルター、および、液
晶表示装置においては、カラーフィルターの溶剤に対す
る膨潤度をコントロールすることにより、液晶表示装置
製造時のシール剤塗布工程における配向膜の配向規制力
の低下による表示不良の発生を防止することが可能とな
る。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラーフィルターをジエチレングリコー
   ルモノメチルエーテルに浸漬したときの該カラーフィル
   ターの膨潤率が５％以下であることを特徴とするカラー
   フィルター。
2. 【請求項２】 カラーフィルターが、少なくともブラッ
   クマトリクス、３原色からなる着色層から構成されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター。
3. 【請求項３】 カラーフィルターが、少なくともブラッ
   クマトリクス、３原色からなる着色層、および、ブラッ
   クマトリクス上の一部に３原色からなる着色層の積層に
   より形成された複数個のドット状スペーサーから構成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ
   ー。
4. 【請求項４】 オーバーコート層がブラックマトリク
   ス、および、着色層上に設けられたことを特徴とする請
   求項２、および、３のいずれかに記載のカラーフィルタ
   ー。
5. 【請求項５】 透明電極層がブラックマトリクス、およ
   び、着色層上に設けられたことを特徴とする請求項２、
   および、３のいずれかに記載のカラーフィルター。
6. 【請求項６】 透明電極層がオーバーコート層を介して
   ブラックマトリクス、および、着色層上に設けられたこ
   とを特徴とする請求項２、および、３のいずれかに記載
   のカラーフィルター。
7. 【請求項７】 ブラックマトリクスが、遮光剤を樹脂中
   に分散したものであることを特徴とする請求項２〜６の
   いずれかに記載のカラーフィルター。
8. 【請求項８】 請求項１〜７に記載のカラーフィルター
   を使用したことを特徴とする液晶表示装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の液晶表示装置において、
   横電界により液晶を駆動することを特徴とする液晶表示
   装置。