TW201133079A - Color filter substrate for semi-transmissive liquid crystal display device, method for manufacturing the same and semi-transmissive liquid crystal display device - Google Patents

Color filter substrate for semi-transmissive liquid crystal display device, method for manufacturing the same and semi-transmissive liquid crystal display device Download PDF

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Kenzo Fukuyoshi
Takao Taguchi
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Description

201133079 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、 其製造方法、及液晶顯示裝置,尤其關於一種倂用液晶顯 示裝置背面之背光與外部光的半透射型液晶顯示裝置用彩 色濾光片基板、其製造方法、及具備它之半透射型液晶顯 示裝置。另外,本發明係關於一種特別適合於FFS或IPS 等之液晶驅動方式之液晶顯示裝置的彩色濾光片基板。 【先前技術】 近年來,正尋求液晶顯示器等之薄型顯示裝置進一步 高畫質化、低價格化及省電力化。在適合液晶顯示裝置之 彩色濾光片中,已被要求充分的色純度或高的對比、平坦 性、及低的介電常數等,不易對液晶驅動造成障礙的電特 性。
於高畫質液晶顯示器中,有人提案IPS ( In-Plane Switching :面內切換)、VA ( Vertically Alignment :垂直 配向)' HAN ( Hybrid Aligned Nematic :混合排列向列)、 FFS ( Fringe Field Switching :邊緣電場切換)、OCB (Optically Compensated Bend :光學補償彎曲)等之液晶 驅動方式或液晶之配向方式,藉此而使廣視野角/高速應答 之顯示器得以實用化。
於使液晶平行配向於玻璃等之基板面的IPS方式、容 易對應於高速應答之VA方式、或是對廣視角有效的FFS 201133079 方式等之液晶顯示裝置中,對於彩色濾光片,針對平坦性 (膜厚均一性或減低彩色濾光片表面之凹凸)與介電常數 等之電特性,要求更高的水準。於如此之高畫質液晶顯示 器中,爲了減低於斜向辨識中之著色,薄化液晶單元厚度 (液晶層厚度)之技術已成爲主要課題。另外,於將驅動 電壓外加於VA方式等之厚度方向的縱向電場方式之液晶 顯示裝置中,爲了進一步快速的液晶驅動,同樣地薄化液 晶單元厚度(液晶層之厚度)的技術已成爲主要課題。 對於液晶顯示裝置斜向辨識中之著色的減低,與彩色 濾光片之平坦性合倂,具有爲了液晶單元厚度之均一性而 重疊複數之著色層來作爲間隙物所利用的技術(例如參閱 專利文獻1 )。如此方式,基於確保均一的液晶間隙之觀 點,藉由利用光刻之手法而積層複數之著色層等來形成間 隙物係優異。但是,於專利文獻1中,並未介紹適合於FFS 方式或IPS方式之彩色濾光片特性或構造,也無關於光散 射層之技術的記載。 FFS方式或IPS方式等一般之液晶單元係藉由使彩色 濾光片基板之彩色濾光片側與陣列基板之陣列側相向的方 式來配置、貼合所構成。通常爲了確保彩色濾光片中之液 晶單元的液晶厚度,係將間隙物配設於基板間而控制在兩 基板間所挾持的液晶層之厚度。另外,於透射型液晶顯示 裝置中,大多係在作爲液晶單元之陣列基板側背面設置上 述之背光板,同時也設置使光擴散的擴散板。 201133079 通常,FFS方式或IPS方式之液晶顯示裝置的基 造係利用彩色濾光片基板與陣列基板而挾持液晶的構 其中該陣列基板係具備驅動液晶之複數個像素電極 如,與TFT元件電性相連接、形成梳齒圖案狀的透明霄 及共通電極◊於此構造中,由於在陣列基板側形成共 極,並無在彩色濾光片基板之彩色濾光片表面形成共 極(通常,被稱爲ITO之導電性金屬氧化物薄膜且也 爲透明電極)之必要。 根據FFS方式之液晶驅動係一種利用弧形電場( 線)而進行驅動的方式,其中該弧形電場係產生於使0. 至0.5 μιη左右的絕緣層介於如上所述之梳齒狀像素電 與在該像素電極下部之間配設有與配向於陣列基板表 行方向(水平)之液晶的共通電極間。大多係在此等 方式或IPS方式之液晶顯示裝置的背面或側面配設螢 或LED所構成的背光板。最近,於此FFS方式或IPS 之液晶顯示裝置的構造中,藉由利用鋁合金或銀合金 反射性的金屬薄膜而形成共通電極之全部或一部分, 行作爲反射型或半透射型使用的液晶顯示裝置之探討 半透射型液晶顯示裝置(Transreflective LCD)係 個像素分割成將來自背光板背面之光作爲透射光使用 射部、與將來自外部光或前光板之光反射而使用的反 所用的液晶顯示裝置。或是在明亮的室外,關掉背光板 用陽光等之明亮的外部光而能夠辨識其顯示的液晶顯 本構 造, (例 i極) 通電 通電 被稱 電力 3 μηι 極、 面平 FFS 光燈 方式 之光 來進 〇 將一 的透 射部 而利 示裝 201133079 置。 形成適合反射型或半透射型液晶顯示裝置之光散射膜 的技術係已介紹於例如專利文獻2、3中。於此等之技術 中,適合於FFS方式或IPS方式之彩色濾光片特性則未被 揭示,另外,以在觀察者側之電極基板等所配設的彩色濾 光片上積層透明電極的構造作爲前提。 紅色、綠色、藍色之各種顏色具有不同的相位差之相 位差元件的技術;或在彩色濾光片上所積層的連續膜之相 位差層的技術等爲習知(例如參閱專利文獻4、5 )。但是, 於此等任一件專利公報中,適合於FFS方式或IPS方式之 彩色濾光片特性皆未被介紹,也無關於光散射層之技術的 記載。 以相位差調整之目的下,習知係在液晶顯示裝置之反 射部配設1 /4波長之相位差層的技術(例如,參閱專利文 獻6、7 )。在專利文獻7所介紹的技術係提案在反射部與 透射部具有不同的相位差之彩色濾光片。於此等任一件專 利文獻中’適合於FFS方式或IPS方式之彩色濾光片特性 皆未被介紹,也無關於光散射層之技術的記載^ 另外’有人提案設置遮光性之隔壁部,利用液滴噴出 法而形成彩色濾光片、配向膜、相位差膜、液晶層厚調整 層(例如,參閱專利文獻8 )。 專利文獻1 :日本特開9 - 4 9 9 1 4號公報 專利文獻2:日本專利第3886740號公報 201133079 專利文獻3:日本特開2001-272674號公報 專利文獻4:日本特開2004-191832號公報 專利文獻5:日本特開2005-24919號公報 專利文獻6:日本特開2008-165250號公報 專利文獻7 :日本專利第3 7 8 8 4 2 1號公報 專利文獻8:日本特開2009-128860號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之問題〕 ‘ 於使用光散射層之技術中(專利文獻2、3)中,遮光 層或黑色矩陣等之彩色濾光片構件,基於其電特性或平坦 性之觀點,並未對應於FFS方式或IPS方式等之液晶顯示 裝置用,根據於FFS方式或IPS方式等之特有的像素電極 與共通電極間所施加的驅動電壓之對於形成使液晶介於中 間之平滑電場具有障礙,對於高畫質顯示具有問題。 於此等之技術中,未考量半透射型液晶顯示裝置所必 要的相位差調整,例如1 /4波長層(通常,具有使直線偏 光形成圓偏光之機能的相位差層,或是具有使圓偏光回到 成直線偏光之機能的相位差層。以下,於液晶顯示裝置中, 具有使來自形成直線偏光之外部的射入光一次往返於厚度 方向而90度偏光旋轉的機能之相位差層係簡稱爲相位差 層或1M波長層。)。另外,在專利文獻7所介紹的技術 係依序將反射層與相位差層配設於一側基板的構造,所以 無法將反射層作爲光反射性之電極活用。 於半透射型液晶顯示裝置中,揭示相位差層之設置的 專利文獻6、7之技術係未設想使用陽光等之強度高且平行 201133079 光下之液晶顯不裝置’而無法作成無論明亮環境及黑暗環 境皆能夠使用的液晶顯示裝置。還有,未對應於如上所述 之FFS方式或IPS方式等之液晶顯示裝置用,無此等液晶 顯示裝置所必要的彩色濾光片特性之記載。 在專利文獻8之技術所提案的彩色瀘光片基板係在彩 色濾光片上,將具有導電性之對向電極或是具有導電性之 金屬鉻作成黑色矩陣,因此難以適用於FFS方式或IPS方 式等之液晶顯示裝置。 藉由光硬化或是倂用光硬化與熱硬化而形成1 /4波長 層之情形,用於1 /4波長層之形成的聚合性液晶化合物之 未反應單體具有容易殘留於1 /4波長層表面部位的問題。 未反應單體係具有成爲污染用於液晶顯示裝置之液晶且使 顯示特性劣化之原因,或是成爲發生1/4波長層本身之相 位差隨時間經過而變化的原因。大多之聚合性液晶化合物 係具有氧阻礙,曝光後之硬膜後也容易殘留如上所述之未 反應部,與光學機能之劣化有關連。 另外,在反射部將1 /4波長層作爲剖面矩形獨立之圖 案而形成時,具有於藉熱處理的硬膜時產生流動化、且發 生形狀倒塌的情況。加上,每條著色像素未圖案形成1/4 波長層,以β膜使用之情形係在1 /4波長相位差不必要的 部分(透射部)殘留相位差,對顯示品質之不良影響係不 可避免。 於專利文獻1之段落0023中,基於遮光性之觀點,雖 然碳黑特別優異,但碳黑爲介電常數高的色材,不適合於 FFS方式或IPS方式等之液晶顯不裝置。作爲以碳爲主之 201133079 色材(相對於顔料總量(重量比)爲100%至90%)使用 之情形,其遮光層或黑色矩陣之比介電常數係成爲大約7 至15,故成爲不適合於FFS方式或IPS方式之液晶驅動的 彩色濾光片結構構件。 利用TFT等之主動元件而驅動之液晶材料的比介電常 數係在比介電常數大的分子方向爲7至40左右。適合FFS 方式或IPS方式之液晶顯示裝置的彩色濾光片之結構構 件,其比介電常數爲5以下,較佳必須爲4.5以下。於FF S 方式或IPS方式等之液晶顯示裝置中,於梳齒狀之像素電 極與共通電極間所形成的弧形電力線係因含有碳等之高介 電常數色材之習知遮光層或黑色矩陣而變形,對液晶層之 均一應答發生障礙。還有,基於平坦性之觀點,配設使用 遮光性材料之黑色矩陣的此等技術(包含專利文獻2)並 未考量黑色矩陣與著色像素之膜厚,難以適用於尋求高畫 質之液晶顯示裝置。 加上於此等習知技術中,未揭示考慮人眼之視覺度而 改善綠色像素與遮光層(遮光性之圖形框部)之平坦性, 不增加製造步驟而作成半透射型液晶顯示裝置之技術。 專利文獻8係揭示首先在基板上設置遮光性之隔壁 部,利用液滴噴出法而在此隔壁部之間形成彩色濾光片或 相位差層之技術。於此技術中,具有數個問題。具有保持 從噴嘴所噴出的液滴高度的隔壁部係此技術之重要構造部 分,於遮光性且感光性之材料(例如,於專利文獻8之段 落0048及006 0中具有方法等之記載。但是,無隔壁部的 高度或膜厚之記載。)中,以適合於液晶顯示裝置之細線 -10- 201133079 或良好之剖面形狀下之收率闻的製造係困難。即使利用印 刷法而進行形成,也與感光性遮光性材料相同,例如,以 剖面矩形之良好形狀而形成10 μηι之像素寬度且高度4 μιη 的隔壁部係困難,則難以應用於期待高畫質或攜帶式之液 晶顯示裝置。無該技術遮光性隔壁部的具體材料之記載, 也未揭示關於FFS方式所必要的彩色濾光片材料之電特性 的技術。僅反射共通電極之情形,光之反射成爲鏡面狀, 無法確保利用反射顯示之廣視野。關於使用光散射層之紙 張白(paper white )顯示的技術則未被揭示。 於專利文獻8之技術所示之結構構件中,均一地保持 含有反射顯示區域之顯示區域的液晶層厚度之間隙物形成 係困難,且未考慮到因爲基板之彎曲或溫度、壓力變化所 導致的液晶層厚變化所呈現的顯示不均。 本發明係有鑒於如上所述之情況,目的在於提供一種 適合於FFS方式或IPS方式等之液晶顯示裝置用之半透射 型液晶顯示裝置用彩色濾光片基板、其製造方法、及半透 射型液晶顯示裝置。 〔解決問題之手段〕 若根據本發明之第1形態,提供一種半透射型液晶顯 示裝置用彩色濾光片基板,其特徵爲在透明基板上,將遮 光層配置於有效顯示區域之外圍,同時也將含有綠色像素 之複數色的著色像素、間隔物、與第1相位差層形成於有 效顯示區域的半透射型液晶顯示裝置用彩色濾光片基板 中,於各自的著色像素中形成凹部,該第1相位差層係設 置於該凹部內,同時也具有使轉換成直線偏光之射入光一 -11 - 201133079 次往返於該第1相位差層厚度方向而90度偏 能。 若根據本發明之第2形態,提供一種半透 示裝置’其特徵爲具備上述之半透射型液晶顯 色滤光片基板。 若根據本發明之第3形態,提供一種半透 示裝置用彩色濾光片基板之製造方法,其特徵 板上’將遮光層配置於有效顯示區域之外圍, 有綠色像素之複數色的著色像素、間隔物、與 層形成於有效顯示區域的製造半透射型液晶顯 色濾光片基板之方法中,具備:在該複數之各 -形成凹部的步驟;及藉由噴墨方式而於該凹部 差層配向之配向膜的步驟。 〔發明之效果〕 若根據本發明之一形態,可提供一種最適 式或ips方式之彩色濾光片基板,尤其可提供 顯示與反射部顯示皆爲優異的半透射型液晶顯 若根據本發明之一形態,能夠提供一種彩 板’其係藉由將相位差層,或與相位差層、同 間隙調整層或賦予使光擴散之機能的光散射層 像素中,最適合於半透射型液晶顯示裝置。 若根據本發明之一形態,將單元間隙調整 層積層於相位差層形成後上方之情形下,藉由 光旋轉的機 射型液晶顯 示裝置用彩 射型液晶顯 爲在透明基 同時也將含 第1相位差 示裝置用彩 自著色像素 形成使相位 合於FFS方 一種透射部 示裝置。 色濾光片基 時也與單元 配設於著色 層或光散射 單元間隙調 -12- 201133079 整層或光散射層爲相位差層之保護效果、與後述之相位差 層硬化加速的理由,能夠獲得具有穩定之相位差特性的相 位差層。加上,若根據本發明,能夠提供一種彩色濾光片 基板,其係由於預先在著色層之凹部利用少的步驟且能夠 選擇性地形成相位差層之配向處理用的配向膜,能夠作成 液晶顯示裝置而獲得高畫質。 另外,若根據本發明之一形態,提供一種液晶顯示裝 置,其係藉由將單元間隙調整層或相位差層積層於圖形框 狀遮光層上,能夠消除圖形框部之高低差,又,藉由使其 積層的厚度作成與綠色像_素約略相同而消除因液晶配向之 散射所造成的漏光。 綠色係人眼之視覺度高的重要顏色,同時也由於其分 光特性而容易漏光。圖形框部等液晶厚度較佳爲以綠色像 素爲基準。 若根據本發明之一形態,利用少的步驟而能夠精確度 佳地形成平坦性優異的彩色濾光片基板,另外,提供一種 具備此彩色濾光片基板之液晶顯示裝置。另外,若根據本 發明,提供一種考量比介電常數等之電特性的高畫質液晶 顯示裝置用彩色濾光片基板及液晶顯示裝置。加上,藉由 以複數種有機顏料作爲主要色材之遮光層、與綠色像素中 以具優越之電性及光學特性的鹵化鋅酞菁作爲主要色材使 用而能夠提供高畫質之液晶顯示裝置。 若進一步根據本發明之一形態,藉由使藍色像素、綠 201133079 色像素與紅色像素之相位差,或是將相位差層之相位差與 此等著色像素相加之相位差存在紅色像素^綠色像素2藍 色像素之關係,能夠完全補償僅相位差層所不足的波長分 散。以至少彩色顯示作爲前提,能夠消除相位差成爲紅色 像素<綠色像素<藍色像素之不良關係而減輕在黑色顯示 之漏光或在顯示之著色。 尤其,於IPS方式中,藉由一邊較其他著色像素的相 位差更縮小藍色像素、甚至藍色像素反射部的相位差且一 邊維持其他著色像素之透射波峰的波長關係(波長之大小 關係),而能夠使在黑色顯示中之藍色漏光得以減低。另 外,使著色像素之膜厚成爲紅色像素S綠色像素‘藍色像素 之關係,換言之,能夠賦予使各色像素上之液晶層的膜厚 成爲紅色顯示部2綠色顯示部2藍色顯示部的效果,故能夠 與在整體可見光區域之液晶顯示裝置的畫質改善有關。 【實施方式】 以下,針對本發明之實施形態加以說明。 關於本發明之一實施形態的彩色濾光片基板係在透明 基板上,將遮光層配置於有效顯示區域之外圍,同時也在 有效顯示區域由形成含有綠色像素之複數色之著色像素、 間隙物、及第1相位差層所構成,適用於半透射型液晶顯 示裝置。半透射型液晶顯示裝置係分爲:接受來自外部光 或前光板等之觀察者側所射入的光而反射之反射部;與透 射來自在液晶顯示裝置背面所配置之背光板的光之透射 -14- 201133079 部,著色像素也對應於此,每個像素分爲反射部與透射部。 還有,於以下之說明中,遮光層與圖形框部係同義, 意指有效顯示區域之外圍的圖形框狀之遮光圖案。 在關於本實施形態之彩色瀘光片基板中,在著色像素 之各自的反射部形成有凹部,在此凹部內設置相位差層。 此相位差層係具有補償上述反射部與透射部之光路差的機 能。換言之,具有如下之機能:使透射安裝於液晶顯示元 件外附加之偏光板的射入光(外部光)之直線偏光作爲圓 偏光,使利用在液晶顯示元件之內側所配設的光反射性電 極(或反射板)而反射後再回歸的光回到約略直線偏光而 形成射出光。 ' 具體而言,相位差層係於使用光反射性之反射電極的 反射型液晶顯示裝置中,具有使偏光改變1/4波長或1/2 波長相位,以液晶層厚度方向一次往返(反射)而成爲朝 90度方向不同的直線偏光之機能。 另外,在進行偏光板之吸收軸與相位差層之遲相軸的 調整上,使用1/2波長之相位差層,也可以使其90度或270 度偏光旋轉。例如,於使液晶分子對基板面平行配向,且 使其旋轉於基板面方向之IPS方式液晶顯示裝置中,藉由 使偏光板之吸收軸與相位差層之遲相軸偏移22.5度或67.5 度且使用1 /2波長之相位差層,能夠實效地使轉換成直線 偏光之射入光90度偏光旋轉。藉由利用如上述之構造而將 相位差層應用於半透射型液晶顯示裝置之反射部,能夠進 •15- 201133079 行反射部與透射部之光路差調整或相位之補償。 若將VA方式或TN方式之液晶顯示方式中之液晶配向 作爲前提,能夠將1/4波長之相位差層的遲相軸與偏光板 的吸收軸之夾角作成約45度。 在關於本實施形態之彩色濾光片基板中’間隙物係使 有效顯示區域內之透射部的液晶層厚度均一化所形成,剖 面爲梯形或柱狀之構造物,具有與液晶層之厚度約略相同 高度。此間隙物之外1也能夠在有效顯示區域內及遮光層 上形成高度低的次要間隙物。此等之間隙物也可以使用例 如鹼可溶之感光性鹼樹脂而形成於彩色濾光片上,但藉由 依照著色層之單層至3層的積層體而形成,因爲能夠於形 成著色像素之際同時地形成,故能夠簡化製造程序。 還有,通常之液晶面板化係藉由挾持液晶層的方式來 使彩色濾光片基板與形成有驅動液晶之主動元件的陣列基 板相向貼合所形成。間隙物高度必須爲包含此時之裕度。 還有,間隙物高度係設爲從間隙物之上端起直到相鄰接的 像素中心、著色像素之表面爲止的高度。 以下,從剖面厚度之觀點,分別單純地將形成著色像 素中之透射部的部分表現爲著色層;與反射部膜厚爲薄的 部分則表現爲凹部著色層、與另外將作爲間隙物所積層的 著色層表現爲積層著色層。此等之著色層能夠藉由相同的 塗布步驟及光刻步驟而製造。 另外,將依照用以形成彩色濾光片之像素的感光性組 -16- 201133079 成物在透明基板上之所塗布而成的塗膜,或是將依照感光 性組成物的單層塗層作爲著色層,將使用該著色層且利用 習知之光刻技術所圖案形成者稱爲著色像素。 著色像素之膜厚係意指從透明基板面起直到各自著色 像素之中心(於此係指在無凹部形成的著色層之像素中心) 之表面爲止的高度。較佳爲將凹部著色層之膜厚與著色層 (在無凹部形成之部份)的膜厚之比作成1 /2至1 /4之範 圍。還有,膜厚比1/2之凹部著色層的膜厚係指相對於著 色層之厚度爲±〇·2 μιη的誤差範圍內爲1/2。藉由使凹部著 色層的膜厚與著色層(無凹部形成之部分)的膜厚之比成 爲約略1 /2,能夠獲得考量透射部與反射部之光路差的原本 彩色顯示。 反射板係用以在戶外等之明亮環境下觀察之物,明亮 度爲重要。雖然期望透射部與反射部之色度域一致,但最 大限度重視明亮度之情形係在能夠辨識帶有顏色之程度下 也爲充分。例如,於反射顯示不得不重視較透射部顯示之 顏色組合爲”明亮度”之用途(例如具有陽光之戶外下使用) 中,期望藉由作成膜厚比1/3或1/4而形成亮度高的顏色。 若將在靜態顯示(靜止影像)之透射部的色度區域設 爲標準的NTSC比70%左右時,針對反射部,1/4膜厚之 時(以2次透射)NTSC比成爲大約35至40%左右。若 NTSC爲35至40%的話,能夠容易辨識帶有顏色;若遠低 於此的話,將變得難以辨識帶有顏色。因而,反射板之膜 -17- 201133079 厚係期望使NTSC比成爲35至40%左右之1/4以上。 以動態影像灰階顯示之顏色辨識性係具有較靜止影像 顯示爲降低之傾向。雖然具有因使用者(觀察者)所導致 的個人差異,但相對於著色層之膜厚,1/4之凹部著色層的 膜厚係進行動態影像灰階顯示時爲彩色顯示容易辨識性的 大約下限之膜厚。相鄰接的著色像素之重疊部分(以下稱 爲突起)高度係指從突起之上端起直到影像中心之著色像 素表面爲止的高度。複數色之著色像素係表現藍色像素、 紅色像素、綠色像素、黃色像素、白色像素(透明之像素) 等。 於本專利說明窖中,將含有遮光層之複數色的著色像 素之構造稱爲彩色濾光片,將在玻璃等之透明基板形成彩 色濾光片之物稱爲彩色濾光片基板。作爲間隙物所積層的 著色層係分別稱爲紅色積層部、綠色積層部、藍色積層部。 於本專利說明書中,所謂約略相同的膜厚係指能夠於遮光 層或著色層之形成中,利用其製造程序而控制,例如,相 對於設定膜厚,於彩色濾光片之製造步驟中,進入爲其製 造裕度之±〇·2 μιη以內的膜厚。 於本專利說明.書之記載所謂的比介電常數係以用於液 晶驅動的頻率50 Hz至5 00 Hz且在室溫下之測定作爲前 提。 在關於本發明之其他實施形態的彩色濾光片基板中, 以調整上述之透射部與反射部中之液晶層厚度之目的而在 -18- 201133079 相位差層上配設單元間隙調整層。此情形下,單元間隙調 整層之表面與自未形成凹部之著色像素表面起的高度差能 夠成爲構成液晶顯示裝置時之液晶層厚度的約略1/2。還 有,所謂液晶層厚度的約略1 /2,期望可以在液晶層厚度之 10%以內之範圍變動,並且於彩色濾光片之製造步驟中, 爲其製造裕度的±0.2 μιη以內。於本專利說明書之下列記載 中,所謂約略相同的膜厚,同樣地係指於彩色濾光片之製 造步驟中,爲萁製造裕度的±0.2 μπι以內進行增減的膜厚。 單元間隙調整層最好在可見光區域爲透明之絕緣體, 較佳爲賦予光散射性之光散射層。亦即,光散射層係對射 出光賦予擴散性,將進入觀察者眼中之來自液晶顯示裝置 的光作成如紙張白,擔負爲了作成辨識性良好的擴散板之 功能。 在關於本發明之另外其他實施形態的彩色濾光片基板 中’配置有底座及黑色矩陣。於此等之底座及黑色矩陣係 藉由與遮光層相同遮光性之材料所形成。於以貼合彩色濾 光片基板與陣列基板所構成的液晶顯示裝置作爲前提時, 底座係以幾乎對應於TFT等之主動元件位置所配置,且在 將此等遮光之目的下,係配設於彩色濾光片基板側之物, 用以均一化單元間隙的間隙物被配設於其上。底座最好爲 以俯視而槪略地覆蓋主動元件之面積。依必要所形成的黑 色矩陣係指以液晶顯示裝置的對比提高之目的而在顯示區 域內所設置的格子狀或長條狀之遮光圖案。 -19- 201133079 底座及黑色矩陣之膜厚較佳爲較遮光層之膜厚更薄地 形成。薄地形成此等之手法係在顯影步驟或熱處理步驟等 程序的調整之外,也能夠以用於曝光之半色調光罩、灰階 光罩或光罩之開口形狀等而調整》 第1圖係顯示關於本發明之一實施形態的彩色濾光片 基板一部分之剖面的圖形,相當於顯示在所後述的第5圖 之平面圖的A-A’剖面。於第1圖中,分別在透明基板1上 之顯示區域外圍的圖形框部形成以有機顏料作爲主要色材 之遮光層2,在顯示區域形成由紅色像素3R(未以圖示)、 綠色像素3 G、及藍色像素3 B (未以圖示)所構成的3色 著色像素。 著色像素(於第1圖中之3G)係由反射部與透射部所 構成,在反射部中形成凹部10。於此凹部10內形成有相 位差層1 1,在此相位差層1 1之上形成有光散射層(單元 間隙調整層)1 2。另外,在圖形框狀之遮光層2之上也配 設有相位差層11 ’。 在顯示於第1圖之彩色濾光片基板中,光散射層12係 由單一種或複數種之非晶質微粒1 3分散於折射率不同的 基質樹脂14中而成之層》發揮作爲此光散射層12之機能 的單元間隙調整層係使射入光散射而在觀察者眼中具有如 紙張白效果之光機能膜。基質樹脂14最好爲具有耐熱性且 爲具有可見光區域透明性之透明樹脂。光散射層之膜厚係 以非晶質微粒徑、光之波長及在製造步驟之適合容易性的 -20- 201133079 關係’較佳爲約1.5 μπι至5 μιη之範圍。 在顯示於第2圖之彩色濾光片基板中,取代顯示於第 1圖之光散射層1 2,單元間隙調整層係形成由透明樹脂所 構成的單元間隙調整層1 5。此單元間隙調整層1 5係基於 調整透射部與反射部之光路差之目的所配設。因此,能夠 將具有至少可見光之高透射性、與在液晶面板步驟所必要 的耐熱性之樹脂材料用於單元間隙調整層1 5。在顯示於第 2圖之彩色濾光片基板中,也在圖形框狀的遮光層2之上 配設單元間隙調整層1 5 ’,此部分中之單元間隙調整層1 5 ’ 與遮光層2之膜厚合計係變得與綠色像素3G之膜厚約略相 等。還有’第2圖係相當於顯示在所後述的第7圖之平面 圖的C _ C ’剖面。 第3圖係顯示關於本發明之一實施形態的彩色濾光片 基板其他部分之剖面圖,相當於顯示在所後述的第5圖之 平面圖的Β-Β’剖面。於第3圖中,分別在透明基板1上之 顯示區域外圍的圖形框部形成以有機顏料作爲主要色材之 遮光層2,在顯示區域形成由紅色像素3R、綠色像素3G、 及藍色像素3Β所構成的3色著色像素。遮光層2,之厚度與 著色像素之厚度係作成約略相同。在紅色像素3 R與綠色像 素3G之邊界的透明基板1上,形成有與遮光層2相同之材 料所構成的底座4,且在此底座4上形成有紅色積層部5R、 綠色積層部5G、及藍色積層部5Β所構成的間隙物5。 還有,在綠色像素3G與藍色像素3Β之邊界的透明基 -21- 201133079 板1上,在其上未形成有間隙物5,而是形成有與遮光層2 相同材料所構成的底座4’。未形成有此間隙物5之底座4’ 係基於紅色像素3R、綠色像素3G、藍色像素3B之開口率 的調整及TFT等之主動元件的遮光目的所配設。 另外,在遮光層2上配設有高度也較3層構造之間隙 物5爲低的例如2層構造之次要間隙物6。 底座4係較遮光層2爲薄,具有0.4 μιη以上且1.0 μηα 以下之膜厚。於底座4之膜厚低於0.4 μπι之情形,於依照 光刻而形成底座4之際,安定之膜厚變得難以獲得。另一 方面,若超過1.0 μπι時,在其上所積層的積層部之厚度變 薄,在與像素之間發生急遽的膜厚變化,積層部之厚度成 爲不安定。 對向於如上述所構成的彩色濾光片基板,配置有TFT 基板,使液晶層介於彩色濾光片基板與TFT基板之間而構 成液晶顯示裝置,此液晶層之厚度與在底座上所形成的間 隙物之高度約略相等。還有,間隙物5之高度h係紅色積 層部5R、綠色積層部5G、及藍色積層部5B之積層中的從 著色像素3R、3G、3B之表面起所突出的部分之厚度,較 佳爲將液晶單元製造程序中之裕度〇 . 1 μιη左右加上液晶層 厚度之高度。 第4圖係放大顯示在第3圖之彩色濾光片基板的虛線 圓所包圍的部分之圖形。以此虛線圓所包圍的部分係藍色 像素3 Β與綠色像素3 G之重戥部分。此重疊部分係成爲相 -22- 201133079 對於像素面所突出的突起7,若此突起7之高度d過高時’ 由於損害像素之平坦性而期望爲〇 · 2 5 以下。 第5圖係顯示在彩色濾光片基板中之遮光層2、底座 4,4,、間隙物5、次要間隙物6、及光散射層(單元間隙調 整層)12之平面配置的圖形。第5圖之A-A’剖面係相當於 第1圖,B-B剖面係相當於第3圖。 接著,針對構成如上述所構成的彩色濾光片基板之材 料而進行說明。 最初,以下敘述能夠用於遮光層2、紅色像素3 R、綠 色像素3 G、藍色像素3 B、底座4、間隙物5之有機顏料。 還有,遮光層中所含之有機顏料係各種有機顏料之混合 物,也可以去除下列記載之綠色顏料,另外,也可以在不 增大遮光層的比介電常數之範圍(例如,比介電常數5以 下)內添加碳。由於可添加的碳將降低比介電常數,更佳 爲對碳粒實施樹脂被覆或表面處理者。相對於顔料總量, 可添加的碳較佳爲10重量%以下,更佳爲5重量%以下。 還有’使用以碳爲主的色材(相對於顏料總量,從1 〇 〇 質量份至90質量% )之情形,其遮光層或黑色矩陣之比介 電常數成爲約7至15,變得不適合於FFS方向或IPS方式 液晶驅動的彩色濾光片結構構件。 相對於顏料總量,有機顏料之用量較佳爲90質量%以 上’特佳爲95質量%以上。於本發明之彩色濾光片基板之 遮光層中,能夠將全部之色材作爲有機顏料。 -23- 201133079 (有機顔料) 例如 > 紅色顏料 能夠使用: C. I. P i gm en t Red 7 、9、 14、 4 1' 48 :1 ' 48 : 2、48 : 3、 48 : 4 、81 :1、8 1 :2、 8 1: 3、97、 122 '123、 146、 149、 168、 177 、178、 1 79 1 80 、1 84 、 185、 18 7 '192' 200 2 02、 208 、2 10、 2 15、 2 16 '217 、 220、 223 、224、 226 > 2 2 7、 228 、240、 246、 254 ' 255 、 264、 272 、279 等 0 例如 > 黃色顏料 可舉例: C. I. P i gm ent Yellow 1 、2、 3、 4、5 ' 6 、10、 12 '13' 14 ' 1 5、 16、 17、 1 8、20 、24 3 1、 32、34 、35、 3 5 : 1、36、 36 :1 '37 ' 37 :1、40 、42 43、 53 ' : 55 、60、 6 1 、62 、 63 、65、 73 ' 74 ' 77、8 1 ' 83 86、 93、94 、95、 97 ' 98、100 '11 D 1 ' 104 、106、 108、 109 110 、113 114、 115 、116、 117 、 118、 119 、120、 123、 125 、1 26 、 127、 128 、129、 13 7 13 8、 139 、144、 146、 147 、148 > 150、 15 1 、152、 153 、 154、 155 、156、 161、 1 62 、1 64 、 166、 167 、168、 169 170、 17 1 >172' 173、 174 、1 75 、 176' 177 '179' 180 、 18 1、 1 82 、185、 187、 1 88 、193 、 194、 199 、2 13、 2 14 等 o 例如 ,藍色顔 ί料能夠使用 :C .I. Pigment Blue 15 、1 5 1 ' 15:2 15:3 ί ' 1 5 : 4、 1 5 : 6、 22 ' 60、 64、80 等, 此等之中,較佳爲C. I. Pigment Blue 15: 6。 例如,紫色顔料能夠使用:C. I. Pigment Violet卜19、 23、 27、 29、 30、 32、 37、 40、 42、 50 等,此等之中’較 -24- 201133079 佳爲 C. I. Pigment Violet 23。 例如’綠色顔料能夠使用:C. I. Pigment Green i、2、 4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26' 36、45、48、 50、51、54、55、58 等,此等之中,較佳爲 C. I. Pigment Green 58。 以下’於C. I. Pigment之顔料種之記載中,有時單純 地略稱爲 PB( Pigment Blue)、PV( Pigment Violet)、PR (Pigment Red)、PY( pigment Yellow)、PG( Pigment Green) 等。 上述之PG58係稱爲鹵化鋅酞菁,在後述之〔顏料製造 例G2〕顯示其製造例。PG58係具有較PG36之鹵化銅酞膂 爲小的介電常數,能夠形成亮度高的綠色像素。P G 5 8與 PG3 6係除了中心化金屬爲鋅與銅的差異之外,幾乎具有相 同構造之有機顏料,電特性係含有比介電常數之偏異,PG5 8 者具有較小的傾向。 儘管構造相類似,若根據本發明人等之見解,PG5 8適 合於本發明之理由係能夠從下列之光學測定〔綠色顏料的 雙折射率Δη之測定〕而證實。還有,著色組成物中之鹵化 鋅酞菁等有機顏料之固形比例越小者,具有越降低比介w 常數之傾向而較佳。 爲了降低阻礙液晶驅動之起因彩色濾光片的懸浮g 量,較佳爲降低顏料比例、提高樹脂比例。因而,如本@ 明之實施例,較佳爲增厚遮光層或著色像素之膜厚。 -25- 201133079 〔綠色顏料之雙折射率Δη之測定〕 如所習知,介電常數之値係與折射率之平方約略相 等。換言之,起因於電子分極之介電常數係折射率的平方。 從此觀點,測定在正交座標系X軸、Υ軸、Ζ軸上之 各自的折射率Nx、Ny、Νζ而使PG58與PG36之分極差異 得以明確化。由於測定試料係作成接近用於實際之綠色著 色層的構造,將顯示於下表4之顏料分散體(例如GP-4 ), 以1 μιη之膜厚塗布於玻璃基板上,使用使其在23(TC乾燥 之物。 顯示於下表4之GP-4顏料分散體的主要顏料G2係 PG58。將GP-4之第一顏料G2置換成PG36之顏料分散體 標記爲GP-5。測定係使用分光橢圓偏光計M-220 (日本分 光製),測定Nx、Ny' Nz’依照下式而算出Δη。測定波 長係設爲550 nm» Δη =〔 (Nx+Ny) /2〕-Nz 由下表1,能夠理解:相較於將鹵化銅酞菁(PG36) 作爲主要顔料之綠色顏料分散體GP-5 ’將鹵化鋅酞菁 (PG58)作爲主要顏料之綠色顏料分散體GP-4之塗膜者, △ η之絕對値較小,分極較小。 -26- 201133079 表1 顏料分散體 折射率 Δη (絕對値) Nx Ny Nz GP-4 1.69998 1.69995 1.70006 0.000095 GP-5 1.69613 1.69615 1 .70773 0.01159 〔綠色顏料之比介電常數之測定〕 綠色顏料之比介電常數係使用Solartron公司製電阻 分析計1260型,以電壓5V之條件,於120、240、480 Hz 之頻率進行測定。測定試料係在圖案形成由鋁薄膜所構成 的導電膜之玻璃基板上,進行著色層之塗布/硬膜(膜厚係 與後述之實施例相同),進一步在此著色層上,形成由鋁 薄膜所構成的導電膜圖案者。 針對使用含有下列所示之綠色顏料1之綠色組成物 1、含有綠色顏料2之綠色組成物2、含有綠色顏料3之綠 色組成物3而獲得之3種著色層,測定比介電常數。 <綠色顏料1之調製> 均勻混合攪拌下列組成之混合物後,使用直徑1mm 之玻璃珠’並利用砂磨機分散5小時後,利用5 μιη之濾膜 而過濾後製得紅色顏料1之分散體。 •綠色顏料:C. I. Pigment Green 58 (大曰本墨水化學工業(股.)製「Phthalocyanine Green A 1 1 0 J ) 1 0 · 4 份 黃色顏料:C _ I · p i g m e n t Y e 11 o w 1 5 0 -27- 201133079 (Lanxess 公司製之「E4GN-GT」) 9.6 份 •分散劑(BYKChemie 公司製之「Disperbyk-163」) 2份 •丙烯酸蠟(固形物20質量% ) 66份 <綠色顔料2之調製> 使用下列組成之混合物,利用與綠色顏料1同樣之方 法而製得綠色顏料2之分散體。 •綠色顔料:C. I. Pigment Green 58 (大曰本墨水化學工業(股)製「Phthalocyanine Green A 1 1 〇 J ) 1 〇 · 4 份 •黃色顔料:C. I. Pigment Yellow 150 (Lanxess 公司製之「E4GN-GT」) 3.2 份 •黃色顔料:C. I. Pigment Yellow 138 7.4 份 •分散劑(BYK Chemie 公司製之「Disperbyk-163」) 2份 •丙稀酸蠟(固形物20質量% ) 66份 <綠色顔料3之調製> 使用下列組成之混合物,利用與綠色顏料1同樣之方 法而製得綠色顔料3之分散體。 •綠色顔料:C. I. Pigment Green 36 (東洋墨水製造(股)製「Lionol Green 6YK」) 10_4 份 •黃色顔料:C. I. Pigment Yellow 150 -28- 201133079 (Lanxess 公司製之「E4GN-GT」) 9.6 份 •分散劑(BYKChemie 公司製之「Disperbyk-163」) 2份 •丙烯酸蠟(固形物20質量%) 66份 1 ·綠色組成物1之調製 之後’使下列組成之混合物成爲均一的方式來混合攪 拌後,利用5 μπι之濾膜過濾而獲得紅色著色組成物< •綠色顏料1 4 6份 •丙烯酸樹脂溶液 8份 •二新戊四醇五及六丙烯酸酯 (東亞合成(股)製「Μ-402」) 4份 •光聚合起始劑(Ciba Geigy公司製「IRGACURE ΟΧΕ 〇2」) 1.2份 •光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製 「IRGACURE 907」) 3 .5 份 •增感劑(保土谷化學工業(股)製「eab-f」) 1.5份 •環己酮 5 . 8份 •丙二醇單甲基醚醋酸酯 30份 2. 綠色組成物2之調製 除了分散體係使用綠色顔料2以外,利用與綠色組成 物1同樣的組成、方法而獲得綠色組成物2。 3. 綠色組成物3之調製 -29- 201133079 除了分散體係使用綠色顏料3以外,利用與綠色組成 物1同樣的組成、方法而獲得綠色組成物3。 將其結果顯示於下表2。 表2 顔料 綠色顏料1 綠色顏料2 綠色顏料3 組成物 綠色組成物1 綠色組成物2 綠色組成物3 比介電常數 120 Hz 3.7 3.5 4.6 240 Hz 3.7 3.4 4.5 480 Hz 3.7 3.4 4.5 (有機顏料分散體之製造) 有機顔料分散體之製造方法能夠採用各種的方法,以 下,顯示其一例。 首先,各自既定量地稱量顏料、溶劑、顔料分散劑(包 含色素衍生物)及/或分散助劑、界面活性劑、依情形之聚 合物或單體,供應至分散處理步驟而使顏料分散,作成液 狀之顏料分散液。於此分散處理步驟中,能夠使用例如塗 料調節器、珠磨機、球磨機、輥磨機、石磨機、噴射磨機、 均質器等。由於藉由進行此分散處理而使顏料微粒化,使 用該顏料分散體之感光性樹脂組成物的塗布特性將提高。 於分散處理顏料之際,也可以適當倂用該鹼可溶性樹 脂、或色素衍生物等。例如,使用珠磨機而進行分散處理 之情形,較佳爲使用0.1 mm至數mm直徑之玻璃珠或氧化 锆珠。進行分散處理之際的溫度通常設爲0°C以上,較佳設 -30- 201133079 爲室溫以上,通常設爲100 °C以下,較佳設爲80 °c以下之範 圍。還有,分散時間宜根據顏料分散液之組成(所含之顏 料、溶劑、分散劑等)、及珠磨機等之裝置大小等,由於 最適之分散時間不同,進行適宜調整。 (著色像素之相位差調整) 尤其在厚度方向相位差之觀點,著色像素能夠微細調 整其相位差。利用所用之顏料種類、顏料之分散方法、分 散劑、顏料之微細化、或是作爲延遲調整劑所添加的三聚 氰胺樹脂、苯乙烯樹脂、具有苄基之有機化合物等之各種 方法而增大或減少相位差。三聚氰胺樹脂能夠在使相位差 增加的方向進行調整,苯乙烯樹脂能夠使用用以使相位差 減少。於綠色像素中,鹵化鋅酞菁顏料較佳爲使其厚度方 向相位差易於接近零。 還有,爲了調整著色像素之相位差,例如,能夠採用 在專利第4 3 067 3 6號公報中記載之技術。 (分散劑/分散助劑) 若將高分子分散劑作爲顏料分散劑使用時,因爲具優 越之隨時間經過的分散安定性。高分子分散劑,例如,可 舉例:胺甲酸酯系分散劑、聚乙亞胺系分散劑、聚氧乙基 烯烷基醚系分散劑、聚氧乙烯二醇二酯系分散劑、山梨糖 醇酐脂肪族酯系分散劑、脂肪族改性聚酯系分散劑等。其 中’基於顯影性之觀點,含有許多顏料之本發明之感光性 樹脂組成物特佳爲由含有氮原子之接枝共聚物所構成的分 -31- 201133079 散劑。 此等分散劑之具體例,可舉例:EFKA( EFK A Chemicals B.V.( EFKA)公司製)、Disperbik( BYK Chemie 公司製)、 Dispalon (楠本化成公司製)、SOLSPERSE ( Lubrizol 公 司製)、KP (信越化學工業公司製)、p〇lyfl〇W (共榮社 化學公司製)等。此等之分散劑可以使用1種,也能夠以 任意之組合及比率倂用2種以上。 分散助劑能夠使用例如色素衍生物等。例如,色素衍 生物可舉例:偶氮系、酞菁系、喹吖酮系、苯并咪唑酮系、 喹酞酮系、異吲哚滿酮系、二噚畊系、蒽醌系、陰丹士林 系、茈系、紫環酮系、二氧代吡咯并吡咯系等之衍生物, 其中,較佳爲唾酞酮系。 色素衍生物之取代基,可舉例:例如磺酸基、磺醯胺 基及其4級鹽、鄰苯二甲醯亞胺甲基、二烷胺烷基、羥基、 羧基、醯胺基等直接鍵結於顔料骨架或使烷基、芳基、雜 環基等介於中間而鍵結者。此等之中,較佳爲磺酸基。另 外,此等取代基也可以在一個顏料骨架進行複數個取代。 色素衍生物之具體例,可舉例:酞菁之磺酸衍生物、 喹酞酮之磺酸衍生物、蒽醌之磺酸衍生物、喹吖酮之磺酸 衍生物、二氧代吡咯并吡咯之磺酸衍生物、二哪之磺酸衍生 物等。 以上之分散助劑及色素衍生物可以使用1種,也能夠 以任意之組合及比率而倂用2種以上。下表3顯示後述的 -32- 201133079 實施例所用之色素衍生物。 表3
(透明樹脂) 除了上述顏料分散體之外,作爲遮光層或著色層使用 之感光性著色組成物更含有多官能單體、感光性樹脂或非 -33- 201133079 感光性樹脂、聚合起始劑、溶劑等。將感光性樹脂及非感 光性樹脂等之能夠用於本發明之透明性高的有機樹脂稱爲 透明樹脂。 透明樹脂中包含熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及感光 性樹脂。熱塑性樹脂可舉例:例如丁縮醛樹脂、苯乙烯-順 式丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、 氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯、聚胺甲酸酯樹脂、 聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚 醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚 丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。另外,熱硬 化性樹脂可舉例:例如環氧樹脂、苯并三聚氰二胺樹脂、 松香改性順式丁烯二酸樹脂、松香改性反式丁烯二酸樹 脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚樹脂等。熱硬化性樹脂 也可以使用下列三聚氰胺樹脂與含有異氰酸酯基之化合物 反應而成之物 (鹼可溶性樹脂) 用於本發明之遮光層、光散射層、著色層、單元間隙 限制層中,較佳爲能夠利用光刻以形成圖案之感光性樹脂 組成物。期望此等之透明樹脂係賦予鹼可溶性之樹脂。若 鹼可溶性樹脂爲含有羧基或羥基之樹脂的話,並無特別之 限定。例如’丙烯酸環氧酯系樹脂、酚醛系樹脂、聚乙烯 酣系樹脂、丙烯酸系樹脂、含羧基之環氧樹脂、含羧基之 胺甲酸酯樹脂等。其中,較佳爲丙烯酸環氧酯系樹脂、酚 -34- 201133079 醛系樹脂、丙烯酸系樹脂。特佳爲丙烯酸環氧酯系樹脂或 酚醛系樹脂。 (丙烯酸樹脂) 能夠採用於本發明透明樹脂之代表,可舉例以下之丙 烯酸酯系樹脂。 丙烯酸酯系樹脂可舉例:單體使用例如(甲基)丙烯 酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基) 丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸三級 丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等之 (甲基)丙烯酸烷酯;(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基) 丙烯酸羥丙酯等之含有羥基之(甲基)丙烯酸酯;(甲基) 丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯等之含有醚 基之(甲基)丙烯酸酯;及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲 基)丙烯酸異萡酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等之脂環 式(甲基)丙烯酸酯等之聚合物。 還有,以上所舉例的單體能夠單獨使用或倂用2種以 上而使用。還有,能夠與此等單體共聚合之苯乙烯、環己 基順式丁烯二醯亞胺、及苯基順式丁烯二醯亞胺等之化合 物的共聚物。 另外,例如藉由使共聚合(甲基)丙烯酸等之具有乙 烯性不飽和基之羧酸所獲得之共聚物、與甲基丙烯酸環氧 丙酯等之含有環氧基及不飽和雙鍵之化合物反應,或是在 甲基丙烯酸環氧丙酯等之含有環氧基之(甲基)丙烯酸酯 -35- 201133079 的聚合物上、或是其與其他(甲基)丙烯酸酯的共聚物上, 加成(甲基)丙烯酸等之含有羧酸的化合物,藉此能夠得 到具有感光性之樹脂。 還有,例如藉由使甲基丙烯醯氧乙基異氤酸酯等之具 有異氰酸酯基及具有乙烯性不飽和基之化合物與甲基丙烯 酸羥乙酯等單體之具有羥基的聚合物反應,也能夠得到具 有感光性之樹脂。 另外,如上所述,能夠使具有複數個羥基之甲基丙烯 酸羥乙酯等之共聚物與多鹼之酸酐反應,將羧基導入共聚 物而獲得具有羧基之樹脂。此製造方法並不僅受限於上述 記載之方法。 用於上述反應之酸酐的例子,例如,可舉例:丙二酸 酐、琥珀酸酐、順式丁烯二酸酐、亞甲基丁二酸酐、酞酸 酐、四氫酞酸酐、六氫酞酸酐、甲基四氫酞酸酐及偏苯三 酸酐等。 上述之丙烯酸系樹脂之固形物酸價較佳爲20至180 mg KOH/g。酸價較20 mg KOH/g爲小之情形,感光性樹脂 組成物之顯影速度過慢而使得顯影所需要的時間變長,成 爲生產性變差之傾向。另外,固形物酸價較180 mgKOH/g 爲大之情形下,相反地,顯影速度過快而成爲發生於顯影 後之圖案剝離或圖案欠缺之不當傾向。 還有,上述丙烯酸系樹脂具有感光性之情形,此丙烯 酸樹脂之雙鍵當量較佳爲100以及更佳爲100至2000,最 -36- 201133079 好爲100至1000。雙鍵當量超過2000之情形下,具有得 不到充分的光硬化性之情形。 (光聚合性單體) 光聚合性單體之例子,可舉例:(甲基)丙烯酸-2-羥 乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、 二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸新戊四 醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、六(甲基)丙 烯酸二新戊四醇酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、(甲基) 丙烯酸三聚氰胺酯、(甲基)丙烯酸環氧酯等之各種丙烯 酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙 烯、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、丙 烯腈等。 另外,較佳爲使用使多官能異氰酸酯與具有羥基之(甲 基)丙烯酸酯反應所獲得之具有(甲基)丙烯醯基之多官 能胺甲酸酯丙烯酸酯。還有,具有羥基之(甲基)丙烯酸 酯與多官能異氰酸酯之組合係任意,並未予以特別限定, 另外,也可以單獨使用1種之多官能胺甲酸酯丙烯酸酯, 也能夠組合2種以上而使用。 (光聚合起始劑) 光聚合起始劑可舉例:4 -苯氧基二氯乙醯苯、4 -三級 丁基二氯乙醯苯、二乙氧基乙醯苯、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-( 4-嗎啉苯基)丁烷-1-酮等之乙醯苯系化合 -37- 201133079 物;苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶 基醚、苯偶因二甲基縮酮等之苯偶因系化合物;二苯 苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲 基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲醯-4’·甲基 醚等之二苯甲酮系化合物;噻噸酮、2-氯噻噸酮、 噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等之 ( 系化合物;2,4,6-三氯-s-三畊、2-苯基-4,6-雙(三毒 -8-二哄、2-(卩-甲氧基本基)-4,6-雙(二氛甲基)-5_ 2-(?-甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-3-三畊、2-向 -4,6-雙(三氯甲基)-s-三阱、2,4-雙(三氯甲基)-嫌基-s-三哄、2-(蔡并-1-基)-4,6 -雙(二氛甲基)-s 2-(4-甲氧基-蔡并-1-基)-4,6-雙(二氯甲基)-8-2,4-三氯甲基(向日葵基)-6-三阱、2,4-三氯甲基 氧基苯乙烯基)-6 -三畊等之三阱化合物;1,2-辛二 〔4-(苯硫基)-,2-(0 -苯甲醯肟)〕、〇-(乙醯^ (1-苯基-2-側氧基-2- ( 4’ -甲氧基萘基)亞乙基) 等之肟酯系化合物;氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基 膦、氧化-2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦等之膦 物;9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌等之醌系化合物 酯系化合物、咔唑系化合物、咪唑系化合物、二茂 合物等。肟衍生物類(肟系化合物)對於感度提高爲 此等能夠使用單獨1種或組合2種以上而使用。 (增感劑) 因異丙 :甲酮、 酮、羥 二苯硫 2-甲基 噻噸酮 无甲基) -三哄、 曰葵基 6-苯乙 -三哄、 三畊、 (4’:甲 酮、1-S ) - N -羥基胺 )苯基 系化合 :硼酸 鈦系化 有效。 -38- 201133079 較佳爲倂用聚合起始劑與光增感劑。增感劑也能夠倂 用α -醯氧酯、氧化醯基膦、甲基苯基乙醇酸酯、苯偶醯、 9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基間苯二甲醯基 苯、3,3’,4,4’-四(三級丁過氧羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙 胺基二苯甲酮等之化合物。 相對於光聚合起始劑1 00質量份,增感劑能夠含有〇 · 1 質量份至60質量份。 (乙烯性不飽和化合物) 上述之光聚合起始劑較佳爲與乙烯性不飽和化合物共 同使用,乙烯性不飽和化合物係意指分子內具有1個以上 乙烯性不飽和鍵之化合物。其中,從能夠擴大聚合性、交 聯性、及伴隨於此之曝光部與非曝光部的顯影溶解性之差 異等之觀點,較佳爲分子內具有2個以上乙烯性不飽和鍵 之化合物。另外,其不飽和鍵更佳爲源自(甲基)丙烯醯 氧基之(甲基)丙烯酸酯化合物。 分子內具有1個以上乙烯性不飽和鍵之化合物,例 如,可舉例:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸、順式 丁烯二酸、亞甲基丁二酸、順式甲基丁烯二酸等之不飽和 羧酸、及其烷基酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯醯胺、 苯乙烯等。分子內具有2個以上乙烯性不飽和鍵之化合 物,例如,代表例可舉例:不飽和羧酸與多元羥基化合物 之酯類、含有(甲基)丙烯醯氧基之磷酸酯類、(甲基) 丙烯酸羥酯化合物與聚異氰酸酯化合物之(甲基)丙烯酸 -39- 201133079 胺甲酸酯類、及(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥酯化 合物與聚環氧化合物之(甲基)丙烯酸環氧酯類等。 上述光聚合起始劑、增感劑、及乙烯性不飽和化合物 也可以添加於含有可用於後述之相位差層形成的聚合性液 晶化合物之組成物中。 (多官能硫醇) 感光性著色組成物中,也能夠含有發揮作爲鏈轉移劑 之作用的多官能硫醇。多官能硫醇最好爲具有2個以上之 硫醇基的化合物,例如,己二硫醇、癸二硫醇、1,4 - 丁二 醇二硫丙酸酯、1,4-丁二醇二硫乙醇酸酯、乙二醇二硫乙 醇酸酯、乙二醇二硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三硫乙醇酸酯、 三羥甲基丙烷三硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-毓基丁酸 酯)、新戊四醇四硫乙醇酸酯、新戊四醇四硫丙酸酯、三 锍基丙酸三(2-羥乙基)三聚異氰酸酯、1,4-二甲基毓基苯、 2,4,6-三毓基-s-三阱、2-(N,N-二 丁胺基)-4,6-二锍基 Ε 阱等》 此等之多官能硫醇能夠使用1種或混合2種以上而使 用。相對於感光性著色組成物中之顏料100質量份,多官 能硫醇能夠使用〇_2至150質量份,較佳爲0.2至1〇〇質Μ 份之量。 (儲藏安定劑) 於感光性著色組成物中,爲了使組成物之隨時間經過 之黏度安定化而能夠含有儲藏安定劑。例如,儲藏安定劑 -40- 201133079 可舉例:三甲基氯苄、二乙基羥基胺等之4級氯化銨、乳 酸、草酸等之有機酸及其甲基醚、三級丁基鄰苯二酚、三 乙基膦、三苯基膦等之有機膦、亞磷酸鹽等。相對於感光 性著色組成物中之顏料1 00質量份,儲藏安定劑能夠含有 0.1質量份至10質量份之量。 (緊貼改善劑) 爲了提高與基板之緊貼性,於感光性著色組成物中, 也能夠含有矽烷偶合劑等之緊貼改善劑》緊貼改善劑,可 舉例:乙烯三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯乙氧基矽烷、 乙烯三甲氧基矽烷等之乙烯矽烷類;γ-甲基丙烯醯氧丙基 三甲氧基矽烷等之(甲基)丙烯酸矽烷類;β-(3,4-環氧環 己基)乙基三甲氧基矽烷、Ρ-(3,4-環氧環己基)甲基三甲 氧基矽烷、Ρ-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、 ,4-環氧環 己基) 甲基三 乙氧基 矽烷、 γ-環 氧丙氧 基丙基 三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等之環氧 矽烷類;Ν-β-(胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、Ν-Ρ-(胺 乙基)-γ-胺丙基三乙氧基矽烷、Ν-β-(胺乙基)-γ-胺丙基 甲基二乙氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、γ-胺丙基三甲 氧基矽烷、Ν-苯基-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、Ν_苯基-γ-胺丙 基三乙氧基矽烷等之胺基矽烷類;γ-巯基丙基三甲氧基矽 烷、γ-锍基丙基三乙氧基矽烷等之硫代矽烷類等。相對於 感光性著色組成物中之顏料100質量份,矽烷偶合劑能夠 含有0.01質量份至100質量份。 •41 - 201133079 (溶劑) 於該感光性著色組成物中,爲了能夠對基板上之均勻 塗布而摻合水或有機溶劑等之溶劑。另外,本發明之組成 物爲彩色濾光片的著色層之情形,溶劑也具有使顏料均勻 分散之機能。例如,溶劑可舉例:環己酮、乙基溶纖素醋 酸酯、丁基溶纖素醋酸酯、1-甲氧基-2-丙基醋酸酯、二乙 二醇二甲基醚、乙基苯、乙二醇二乙基醚、二甲苯、乙基 溶纖素、甲基-η-戊基酮、丙二醇單甲基醚、甲苯、甲基乙 基酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁基鲖、 石油系溶劑等,此等溶劑能夠單獨使用或混合而使用。相 對於感光性著色組成物中之顔料1〇〇質量份,溶劑爲800 質量份至4000質量份,較佳爲能夠含有1000質量份至2500 質量份。 (膜厚/液晶層之厚度) 關於本發明之技術係如上所述,適合爲ips(水平配 向、橫向電場方式)或FFS (邊緣電場切換)之液晶驅動 方式。藉由採用專利文獻1 〇所記載的技術等,能夠作成以 FFS方式之VA液晶顯示裝置而使用本發明之彩色濾光 片。在彩色濾光片上之透明電極、與相對向的基板之液晶 驅動元件(TFT )所形成的陣列基板之像素電極間外加液晶 的驅動電壓之方式中,通常液晶厚度(單元間隙)越薄越 能夠提高液晶之應答速度。 於上述之主要的液晶驅動方式中,液晶厚度大約爲2 -42- 201133079 μιη至4 μιη之範圍。另外,由於越薄化液晶厚度而使從斜 向看去時的著色(顏色變化)變得越小,因此從應答性或 著色改善之觀點,另外從液晶材料用量之觀點,液晶厚度 越薄越好。還有,著色像素之膜厚係指從著色像素中央之 表面起,直到該著色像素相連接的透明基板表面爲止之厚 度。 然而,越薄化液晶厚度,或是使液晶的顯示畫面變得 越大,因爲液晶單元化時之污垢/異物的影響變大,縱向電 場方式下之液晶厚度大約3 μιη爲下限。於IPS或FFS方式 中,由於並無在彩色濾光片側形成透明電極之必要,因所 混入的導電性污垢所造成的對向短路(電性短路)將難以 發生。從導電性污垢之觀點,IPS或FFS方式者能夠越薄 化液晶厚度。爲了薄化液晶層厚度,期望所用之液晶的折 射率異方向性Δη較0.07爲大。 於FFS方式或IPS方式的液晶顯示裝置中,由於藉由 細化梳齒狀像素電極(通常,稱爲ITO之導電性金屬氧化 物薄膜)之梳齒(長條狀圖案)的間距而能夠使液晶之應 答性或透射率提髙,若與縱向電場方向作一比較時,液晶 厚度的影響少。還有,也可以使各自的著色像素與主要透 射率之波長成比例的方式來調整梳齒之間距。 於半透射型液晶顯示裝置中,在透射部與反射部中, 以光路差(在反射部中,利用所後述之光反射性電極,射 入光將反射,2次通過液晶層)之關係,相對於透射部之 •43- 201133079 液晶層厚度,使反射部之液晶層厚度較佳成爲1/2左右。 以FFS方式之梳齒狀像素電極或共通電極係藉由利用 光反射性之金屬(鋁合金或銀合金)薄膜而形成任一單側, 能夠作成反射型液晶顯示裝置。另外,藉由利用ITO等之 透明導電性薄膜而形成梳齒狀像素電極或共通電極之一部 分,能夠作成半透射型液晶顯示裝置。 (底座及間隙物) 關於本發明之間隙物用底座最好至少僅在後述之間隙 物所形成的部分與TTF等主動元件之遮光所必要的部分進 行。另外,關於本發明之間隙物用底座期望利用與圖形框 部之遮光層相同材料而同時形成。具體而言,形成灰階色 調(灰階遮罩)之類的複數種透射率不同之光罩,藉由使 用形成較底座之圖案尺寸爲小的開口部(利用開口部之大 小調整而調節曝光量)或已設計開口形狀之光罩的曝光及 曝光後之顯影以後的光刻手法,而能夠同時形成遮光層與 底座。 可以使用將遮光圖案作爲光罩之金屬鉻的薄膜、將半 透射部作爲ITO等之金屬氧化物膜,進一步也可以使用具 有無此等膜形成的透射部之光罩。金屬氧化物膜係具有以 成膜條件或膜厚而能夠調整透射率之優點。 另外,本發明人等已確認於圖形框部(遮光層)與利 用同一材料所獲得之底座或後述之黑色矩陣中,薄化底座 或黑色矩陣之膜厚,具有提高平坦性之效果。若根據本發 -44- 201133079 明人等之精密探討結果,若底座之膜厚爲1.0 μπι以下,容 易安定地獲得在其上所積層的著色層之膜厚。 第6圖係顯示底座之膜厚與底座上著色層的積層$之 膜厚的關係。如第6圖所示,若底座膜厚超過1.2 μιη時, 在其上所積層的著色層之膜厚係薄的且使其發生急遽變化 的方式來形成而成爲不安定。相反地,於0.3 μιη以下之薄 的膜厚之情形,在光刻之步驟難以獲得安定之膜厚。所以, 底座之膜厚成爲0.4 μιη至1.0 μιη之較佳的範圍。 所後述之黑色矩陣的膜厚可以利用0.4μπι以下之薄的 膜厚而形成,也可以進一步省略黑色矩陣之形成》還有, 第6圖係顯示將著色層之膜厚作成4.5 μπι之情形的積層部 膜厚者,爲著色層之實用膜厚範圍之1.5 μιη至5 μηι之範 圍中,顯示同樣之傾向。 底座之圖案形狀能夠倂用作成用以抑制因射入驅動液 晶的TFT等主動元件之光所造成的光電流發生之遮光圖 案。若光學濃度爲1的話,由於TFT等主動元件之遮光便 足夠’以0.4 μιη至1.0 μιη之底座膜厚與著色像素重疊部 膜厚之相加將足夠。另外,在關於本發明之構造中,由於 複數層之著色層係作成間隙物而被積層,能夠進一步加上 遮光性。 形成間隙物之著色層顏色的選擇能夠按照目的或規格 而適當選擇。例如’若以對TFT等主動元件之遮光性爲優 先的話’能夠包含具有短波長光之遮光性的紅色著色層的 -45- 201133079 方式來選擇。若爲優先帶有圓之形狀的話,與其他2色作 —比較,能夠選擇顏料含量少且具有流動性之藍色著色層 作爲3層積層或2層積層之間隙物的最上層。 於本發明之彩色濾光片中,除了藍色像素、紅色像素、 綠色像素之外,也可以作成設置利用黃色顏料等之補色所 獲得之著色像素或白色(透明)像素之4色以上的彩色濾 光片。除了合倂液晶厚度之高度的間隙物(主要間隙物) 之外,也可以設置高度低的次要間隙物。若主要間隙物爲 3層積層之情形,例如,也可以僅在圖形框部配設2層積 層之次要間隙物。主要間隙物、次要間隙物也可以分別作 成單層之著色層。次要間隙物係藉由使用具有灰色調光罩 等透射率不同的開口部之光罩,或是使用具有小直徑開口 部之光罩而能夠作成高度低的間隙物。 雖然本發明之技術能夠適用於最近將來之液晶層厚度 薄的液晶顯示裝置,但液晶流動性差的薄液晶層厚度之情 形,例如,也可以改變靠近液晶封入口之間隙物形成的配 置等,考量液晶單元化時之液晶材料的流動而調整間隙物 數或配置。在關於本發明之彩色濾光片基板上,遮光層與 底座係如後所述,能夠在同一之光刻步驟而形成。 關於本發明之彩色濾光片基板上’間隙物係在著色像 素單位,例如在像素長邊方向之中央(像素中央或像素長 邊之中央部一處)形成而能夠將該間隙物作成兼具液晶配 向控制機能之構造物來形成。此構造物之俯視形狀能夠採 -46- 201133079 用圓形、菱形、多角形等。驅動液晶之T F T元件也一致於 此間隙物位置而能夠形成於像素之長邊方向中央。例如, 作成俯視菱形之液晶配向構造物時,T F Τ基板側之像素電 極最好以菱形之同心形狀狹縫狀(〈之字形且交替透明電 極之開口部與圖案)而包圍間隙物的方式來配設。此構造 係於以FFS方式而驅動垂直配向的液晶時之時特別有效。 本發明人等所提案的兼用間隙物與配向控制用構造物 之構造能夠實質上提高液晶顯示裝置之開口率且提高亮 度。一般而言,配向控制用構造物係藉由提高形成其高度 或是以高的密度而形成,能夠提高液晶之應答性,此等之 技術實質上係與像素之開口率的降低有關。於本發明之提 案技術中,因爲能夠兼用間隙物與配向控制用構造物而與 開口率的降低無關。 另外,形成於像素中央的間隙物能夠作爲液晶顯示裝 置使用,採用例如使用紫外光的光配向膜之情形下,能夠 作爲多領域之配向區分的構造物使用。用於本發明之間隙 物係於間隙物之熱硬化時具足夠之流動性,例如,藉由將 藍色著色層作爲最上層而覆蓋整體間隙物,能夠以平滑之 剖面形狀而形成。 亦可依照單色(紅色著色層)而形成間隙物。以單色 形成間隙物係具有以下之優點。亦即,以積層2層或3層 之著色層所獨立的配置而形成間隙物之技術(例如專利文 獻1 )係從將單純之顏色重疊作爲間隙物使用之技術(專 -47- 201133079 利文獻1 ),在液晶配向之觀點係有利。但是,爲了吸收 顏色重疊2次、3次時之位置偏移,具有增大第1種顔色 之著色積層部底面積的必要,對像素開口率具有不良的影 響。加上,依照著色層之積層而形成獨立之狹窄形狀且具 有髙度的間隙物之情形,利用第1種顔色、第2種顏色、 第3種顏色而成爲從著色像素之膜厚所隔離之薄的膜厚之 積層,具有確認間隙物之髙度設計、或確認在製造步驟的 條件上之困難性。利用以如此之2層或3層著色層所獨立 的配置而形成間隙物之技術,其問題在於使得所用之彩色 光阻的品種、或進行製造的彩色濾光片的每個品種之上述 確認作業成爲必要。以單色形成間隙物能夠解決如此之問 題。 (黑色矩陣之膜厚) 第7圖係顯示關於在本發明之另一其他實施形態的彩 色濾光片基板中之遮光層2、底座4、黑色矩陣8、紅色像 素3 R、綠色像素3 G、因著色層之積層所獲得之間隙物5、 高度低的次要間隙物6、單元間隙調整層1 5的俯視配置之 圖形。亦即,於第7圖中,設置有區分由紅色像素3R、綠 色像素3G、及藍色像素3B所構成的3色著色像素之黑色 矩陣8。還有,將第7圖之c-c’剖面顯示於第2圖。 在本發明之一實施形態的特徵之一係提供一種彩色濾 光片基板’其係使遮光層與稂層於遮光層上之單元間隙限 制層之合計膜厚、與綠色像素之厚度約略相同,具有適合 -48- 201133079 於液晶配向之平坦性且無因液晶配向不良所造成的在圖形 框部之漏光。本發明人等已確認在依照與圖形框部(遮光 層)相同材料所獲得之黑色矩陣中’其膜厚將影響平坦性 提高。還有,黑色矩陣通常係以使對比提高之目的下而使 其包圍著色像素的方式來形成的格子狀遮光圖案,也可以 在像素長邊方向形成長條狀。還有,於本發明中,也可以 爲省略黑色矩陣之彩色濾光片基板。或是也可以使用不同 的光罩而利用2次之步驟來形成黑色矩陣、底座、及厚度 不同的光罩。或是也可以調整雷射曝光下之射出次數而形 成膜厚不同的黑色矩陣、底座、及遮光層。 第8圖係顯示黑色矩陣之膜厚與在黑色矩陣8上所重 疊的著色像素端之突起高度的關係之圖形。若黑色矩陣8 之膜厚超過1.1 μιη時,突起7之高度將顯著地變高,成爲 不適合於液晶配向之高度。若黑色矩陣之膜厚較1 μιη爲 薄、進一步較0.8 μιη爲薄時,著色像素端部之突起高度成 爲較0.25 μιη、進一步較0.2 μιη爲低的高度。 包含色像素之膜厚偏異的平坦性能夠確保低於±0.1 5 μπι之良好的平坦性,故能夠提供一種按照IPS方式或FFS 方式等高畫質液晶顯示裝置高的要求之彩色濾光片。另 外,能夠成爲具有人眼之視覺度高的綠色波長550 nm之 1/4波長範圍(±0.15 μιη)以內之高平坦性的彩色濾光片且 減低著色不均。 黑色矩陣係與上述底座同樣地,以使用灰色調光罩或 -49- 201133079 半色調光罩等之光刻手法而能夠與遮光層同時地形成。或 是也可以藉由使用雷射曝光,改變遮光層與黑色矩陣之曝 光量、射出次數而形成賦予膜厚差。 還有,雖然第8圖未顯示膜厚低於〇.4 μιη之黑色矩 陣’但是本發明人等已確認在膜厚爲薄的黑色矩陣所重疊 的突起高度變低。與遮光層(圖形框部)不同,因爲黑色 矩陣之遮光性並未被太要求,於本發明中,也可以省略黑 色矩陣之形成,僅以不同的顏色之著色層重疊而取代黑色 矩陣。還有,來自透射型液晶顯示裝置之背面所配設的光 源(背光板)之光能夠利用TFT等主動元件之掃瞄線或信 號線而遮光。 還有,與在有效顯示區域內之間隙物5的高度成爲約 略相同,但是高度之調整係根據底座厚度及著色層之選 擇、於彩色濾光片製造步驟中之塗布、顯影、硬膜等之程 序、間隙物直徑(大小)等而能夠進行各種調整。另外, 未形成間隙物5之底座4 ’係基於遮光紅色像素R、綠色像 素G、藍色像素B之開口率的調整及TFT等主動元件之因 的所配設。 (單元間隙調整層) 將關於本發明之單元間隙調整層1 5部分配設於著色 像素上之例子係顯示於第2圖。於此例子中,單元間隙調 整層1 5係積層於與俯視反射部25相同的位置之綠色像素 3 G的反射部及相位差層1 1之上部。如上所述,單元間隙 -50- 201133079 調整層15係基於調整透射部與反射部之光路差之目的所 配設。因此,能夠至少將可見光之高透射性與在液晶面板 步驟具有必要的耐熱性之樹脂材料用於單元間隙調整層。 如第2圖所示,也在圖形框部之遮光層2上配設有單元間 隙調整層15’。單元間隙調整層15’與遮光層2之膜厚的合 計係變得與綠色像素之膜厚約略相等。 還有,單元間隙調整層15之主要目的爲調整作爲液晶 顯示裝置之液晶透射部與反射部的光路差,例如,也可以 使用感光性之鹼可溶性樹脂,同時也使用灰色調光罩等部 分透射率不同的光罩而改變厚度來形成。也可以與著色像 素之主要透射部的光波長一致而改善厚度。不僅厚地形成 於反射部,也可以利用薄的膜厚而在透射部形成單元間隙 調整層。 單元間隙調整層1 5能夠藉由上述之透明樹脂、鹼可溶 性樹脂、丙烯酸樹脂而形成。單元間隙調整層1 5係爲了圖 案狀地形成,較佳爲藉由光刻步驟而將能夠進行圖案形成 之鹼可溶性樹脂作爲其材料使用。即使使用熱硬化性樹 脂,也能夠利用乾蝕刻或升降(lift-off )之手法而形成圖 案。還有,如顯示於第1圖之實施形態中,更佳爲藉由光 散射層12而構成單元間隙調整層。 如上所述’關於本發明之彩色濾光片基板特別適用於 半透射型液晶顯示裝置。本發明之彩色濾光片的著色像素 係被區分爲透射部與反射部,在其反射部中,如第2圖所 -51- 201133079 示,光散射層1 2係配設於著色像素之反射部。亦即,在著 色像素之反射部的凹部內所形成的相位差層1 1上之俯視 相同位置配設有光散射層12。 光散射層12係由使單一種或是複數種之非晶質微粒 分散於折射率不同的基質樹脂14中而成者,使射入光散射 而在觀察者之眼中具有如紙張白之效果的光機能性膜。基 質樹脂14最好爲具有耐熱性且爲可見光區域透射之透明 樹脂。以非晶質微粒徑/光之波長及在製造步驟之適合容易 性的關係,光散射層12之膜厚較佳爲約1.5 μιη至5 μηι之 範圍。 光散射層1 2之非晶質微粒1 3可舉例:由無機物所構 成的微粒及由有機聚合物所構成的微粒。尤其,由於爲非 晶質,可舉例以有機聚合物微粒爲主,即使爲無機物微粒, 若爲非晶質則無問題。也可以爲依照所後述之相分離而於 基質樹脂中顯現非晶質微粒之方式。也可以利用光刻之手 段而形成非晶質微粒,利用將基質樹脂(以下’記載爲透 明樹脂)塗布於其上之方法而形成。 例如,若爲無機物微粒的話,氧化矽或氧化鋁之氧化 物等之球狀非晶質微粒、有機聚合物微粒可舉例:丙烯酸 微粒或苯乙烯-丙烯酸微粒、及其交聯物、三聚氰胺微粒、 三聚氰胺-甲醛縮合物、(聚四氟乙烯)或PFA (全氟烷氧 樹脂)、FEP (四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PVDF (聚偏 氟乙烯)、ETFE (乙烯·四氟乙烯共聚物)等之含氟聚合物、 -52- 201133079 矽樹脂微粒等’其中,交聯丙烯酸樹脂微粒係折射率低於 1_5,還有’由於矽微粒或矽樹脂微粒係折射率小至142 至1 · 4 5 (鹵素燈D線5 8 9 n m )而特佳》 另外’此等之微粒最好作爲光散射層中之微粒而含 有,例如’最好含有7 0 %左右以上之微粒。除了此等微粒 之外,以塗液中之微粒分散安定性或光散射性之微細調整 等作爲目的’也可以30%左右以下之少量而添加不定形微 粒等之非球狀微粒或結晶性微粒。 還有,除了對此等之微粒實施適當的表面處理,改善 溶劑分散性或與透明樹脂之適合性之外,也能夠作成上述 微粒而採用。如此之表面處理的例子,例如,可舉例:Si02、 Zr02、Al2〇3、ZnO、透明樹脂、偶合劑、或塗布被覆界面 活性劑等之處理。另外,其他可舉例:利用醇、胺或有機 酸等而使表面反應發生的處理。 非晶質微粒1 3之形狀並未特別限定,球狀或類似球狀 之形狀。球狀微粒係大小、粒徑分布等之控制爲容易,因 而,光散射層1 2之光學特性的控制變得容易。微粒之粒徑 係根據作爲目的之光散射層的膜厚或有無著色而使容許範 圍不同,並未予以特別限定。但是,通常若使用較光散射 層之膜厚爲大的微粒時,光散射層之表面變得非常粗糙, 故不佳。上述微粒之粒徑並未特別限定,較佳的粒徑範圍 係平均粒徑0.8 μιη至3 μιη左右,更佳爲平均粒徑1 μηι至 2 μ m。 -53- 201133079 雖然微粒之比重並不直接影響光散射層之光學特性, 但是對形成光散射層12時之塗布特性造成極大的影響,進 而也有關於光散射層12本身之特性。因而,對於塗液之安 定性而言係期望其値接近基質樹脂1 4之溶液比重。 使上述微粒分散之基質樹脂14係期望具備可見光透 射率高、或是對於液晶顯示裝置之製造步驟中之熱處理或 藥品處理的充分承受性者,例如,折射率高的樹脂能夠採 用環氧改性丙烯酸樹脂、FI or en樹脂、聚醯亞胺樹脂;另 外,折射率低的樹脂能夠採用氟改性丙烯酸樹脂、矽改性 丙烯酸樹脂。其他則能夠適當使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、 聚酯樹脂、胺甲酸酯樹脂、矽樹脂等。 在光刻步驟,將光散射層設置成圖案狀之情形下,能 夠利用具有感光性與顯影性之丙烯酸系樹脂或環氧系樹 脂。另外,也能夠對此等之樹脂賦予熱硬化或紫外線硬化 而倂用。 例如,微粒之折射率爲1.49 (使用鹵素燈D線5 89 nm 之値)之交聯丙烯酸微粒之情形,基質樹脂之折射率較佳 爲1.55至1.65。另外,微粒爲折射率1.42至1.45之二氧 化矽粒子或矽樹脂微粒之情形,基質樹脂較佳爲折射率 1.50 至 1.60 » 上述光散射層12係將非晶質微粒13混合/分散於基質 樹脂之透明樹脂1 4中而塗布於透明基板上,乾燥之後,經 歷光刻步驟而形成任意之形狀。還有,塗布方法能夠採用 -54 - 201133079 旋轉塗布、流動塗布、輥塗布法等;曝光方法能夠採用投 影曝光、近接曝光。 光散射層1 2中之非晶質微粒1 3 ’可舉例:藉由進行 二種樹脂之混合、相分離而能夠形成的微粒。藉由適量選 定具有不同折射率之二種以上的樹脂、添加材,將溶解於 溶劑中之塗液塗布乾燥於基板上,能夠形成非晶質微粒1 3° 相分離係於將二種樹脂混合於溶液中之時點,或是塗 布乾燥於基板上而使溶劑逐漸揮發之過程中成長’塗膜己 乾燥之時點,能夠形成透明之非晶質微粒1 3。此時,於溶 液中而使所相分離的一種樹脂成長成球狀,塗布於基板上 之情形,隨著塗膜中之溶劑揮發而減少膜容積,且該球狀 係成長而逐漸增加容積,利用來自上面之應力,一邊從球 狀變形成碟狀且一邊進行成長。 從二種樹脂溶液,一種樹脂以液滴方式而生成成長* 形成非晶質微粒13之條件,將一種樹脂設爲A、另一種樹 脂設爲B時,可舉例: 1) A之量較B之量爲少; 2) A溶液之表面張力較B溶液之表面張力爲大; 3) A溶液之蒸發速度較B溶液之蒸發速度爲大; 4) A之分子量較B之分子量爲大等; 尤其,量之大小係強度之限制條件》 非晶質微粒係由折射率不同的2種以上之樹脂溶液經 相分離而生成,一旦予以形成時,非晶質微粒將積留於膜 -55- 201133079 之內部,因爲不會出現於表面,使光散射膜層之表面變得 平坦,還有,彩色濾光片之膜厚也成爲均一者。 期望進行相分離所形成的透明基質樹脂1 4及非晶質 微粒13係可見光透射率髙,另外具備對於液晶顯示裝置之 製造步驟中之熱處理或藥品處理之充分承受性。 例如,折射率高的樹脂能夠採用環氧改性丙烯酸樹 脂、Floren樹脂、聚醯亞胺樹脂:另外,折射率低的樹脂 能夠採用氟改性丙烯酸樹脂、矽改性丙烯酸樹脂。其他則 能夠適當使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、胺甲酸 酯樹脂、矽樹脂等。 非晶質微粒係容易取得球狀者,另外,透明之二氧化 矽或矽樹脂之折射率爲1.43至1.44,交聯丙烯酸樹脂之折 射率爲1 .49,能夠採用折射率高的樹脂。 在光刻步驟,將光散射層設置成圖案狀之情形下,能 夠利用具有感光性與顯影性之丙烯酸系樹脂或環氧系樹 脂。另外,也能夠利用熱硬化性樹脂或紫外線硬化型樹脂。 除了上述樹脂之外,也能夠添加用以改善塗布適合性 之界面活性劑、用以賦予感光性之光聚合起始劑、增感劑 等。 光散射層12中之非晶質微粒13可舉例:與上述二例 不同的形狀、不同的製程。亦即,於基板上進行透明樹脂 之塗布乾燥且使用光刻法等之手段而形成許多的數μπι之 膜厚、圖案尺寸數μιη至數十μιη之微細浮凸,藉由加熱而 -56- 201133079 使該浮凸軟化,然後使其熱交聯。藉由將折射率不同的透 明樹脂塗布於其上而能夠形成光散射膜層。 若非晶質微粒爲熔解微小樹脂圖案所形成的半球狀之 微透鏡時,藉由變更圖案形狀(大小與形狀、密度)而能 夠調整光散射特性,或是使微透鏡之剖面形狀成爲非對 稱、或拋物線形狀而能夠成爲具有指向性之光散射層。 期望爲單元間隙調整層之光散射層的圖案大小係大小 相同於相位差層俯視的大小,或是較相位差層爲大的大小 之圖案而形成。 (著色像素之重疊形狀) TFT用曝光裝置係一種所市售的3σ爲1.5 μιη之對準精 確度高的裝置。TFT之情形下,使用金屬配線所賦予之對 準記號;彩色濾光片之情形下,與TFT之情形不同,使用 有機物膜(例如黑色矩陣等之感光性著色組成物膜)所賦 予之對準記號。另外,也與所積層的著色層相同,對準記 號係賦予於有機物膜中,若有機物膜之膜厚皆從1 μπι至4 μπι時,與TFT之配線作一比較則較厚,由於圖案邊緣也形 成梯形,至少其對準精確度3σ爲4.5 μιη之對準精確度也 成爲必要。 如上所述,IPS或VA、FFS方式之液晶顯示裝置的液 晶厚度約爲2 μιη至4 μιη。本發明之彩色濾光片中之著色 層的厚度爲其液晶厚度之〇.6倍至1倍左右。因而’著色 層之具體厚度成爲約1.2 μπι至4 μπι。 -57- 201133079 還有,黑色矩陣之像素寬度係與適合攜帶式(小 液晶顯示裝置與適合大型TV不同,約爲5 μηι至30 以像素的開口率爲優先之情形下,如上所述,也可以 黑色矩陣之形成。 分別於第9圖中顯示膜厚爲厚的著色像素22之圖 緣形狀,於第10圖中顯示膜厚爲薄的著色像素23之 邊緣形狀。將關於對準之圖案邊緣的長度m、η設負 μιη,對著色像素22之膜厚s、著色像素23之膜厚t, 上述的著色層厚度1.2 μιη以上且4.0 μιη以下,若計 圖案邊緣的梯形角度θ2(與著色像素端部之透明I 之面的夾角)時,其角度範圍成爲約15°以上且40°以 因而,也根據著色像素22、23之膜厚s、t而定,爲 到良好之平坦性,期望以15°以上且40°以下之梯形角 形成著色像素之端部形狀。 還有,著色像素之端部形狀能夠利用改變聚合起 之量、顯影方法、曝光量等之各種方法來控制。著色 之俯視形狀較佳爲著色像素連續均長條狀。 在關於本發明之彩色濾光片基板上,基於覆蓋彩 光片表面之微妙結構、後述之單元間隙調整層表面、 兀間隙調整層形成前之處理(配向處理)等之0.1 μηι 的表面凹凸之目的下,或是以使電絕緣性提高之觀點 可以積層由透明樹脂所構成的保護層或絕緣層。保護 用以某種程度確保間隙物之高度,藉由增大所用之透 型) μιη。 省略 案邊 圖案 ;4.5 採用 算其 I板1 〔下。 了得 度而 始劑 像素 色濾 或單 以下 ,也 層係 明樹 -58- 201133079 脂的分子量等之設計而能夠形成容易確保追蹤性(確保平 坦性與相反的方向)者。藉由以例如0.05 μιη至〇.3 μιη薄 的膜厚而塗布形成保護層,能夠確保間隙物高度。另外, 也可以藉由預先提高形成間隙物而形成膜厚1 μιη以上之 保護膜。 保護層可以兼作配向膜,也可以於所後述之相位差層 之前處理前預先進行塗布形成。或是,也可以爲含有輔助 相位差層或液晶配向膜之光配向的添加劑(例如,紫外線 吸收劑)者。另外,也可以利用與遮光層相同材料而預先 於像素內形成突起,進一步積層著色層而作爲配向控制用 構造物使用。也可以兼用間隙物與配向控制用構造物。例 如,藉由使驅動TFT基板側之液晶的TFT元件、與彩色濾 光片基板側之底座相向的方式來形成像素中心而能夠兼用 作爲垂直配向之液晶顯示器的間隙物與配向控制用構造 物。 (相位差層) 與透射部作一比較,除了光路差之外,半透射型液晶 顯示裝置之反射部係也發生起因於液晶之相位差的差異。 根據如此之反射部舆透射部之相位差的不同,於反射部之 反射光或黑色顯示中發生著色,或是使應該爲標準黑色矩 陣之顯示成爲標準白色顯示,相位差之問題大。 針對於此,藉由使射入光偏移1/4波長相位差且根據 在反射.電極之反射而進一步加上1 /4波長相位差,能夠解 •59- 201133079 決此問題(使變換成直線偏光之射入光,1次往返於該相 位差層之厚度方向而使其90度偏光旋轉)。 在關於本發明之半透射型液晶顯示裝置中,將使其1/4 波長相位或1 /2波長相位改變之機能賦予相位差層的具體 手法,可舉例:使用高分子液晶或交聯性高分子液晶溶液 之塗布形成方法、將雙折射調整劑添加於上述鹼可溶透明 樹脂中而形成的方法、使用聚合性液晶化合物之方法等。 聚合性液晶化合物之情形能夠使用具有碟狀分子構造之碟 狀聚合性液晶化合物或棒狀聚合性液晶化合物。也可以組 合此等敘述之方法或材料而形成。 另外,爲了提高使偏光改變1/4波長相位或1/2波長 相位之機能賦予的再現性,也可以在相位差層之形成前實 施配向膜之形成或配向處理。如聚合性液晶化合物,利用 曝光量或曝光波長而能夠配向調整之情形,能夠根據著色 像素之顔色而調整其配向之密度或配向方向。配向膜之配 向處理也能夠採用與上述聚合性液晶化合物同樣的光配向 處理。 曝光機能夠適當選擇超高壓水銀燈、YAG雷射、固態 雷射、半導體雷射等,也包含曝光波長。如雷射曝光,能 夠利用曝光波長之選擇或根據雷射之射出次數所進行的曝 光量調整、雷射光之射入角度等而調整配向之密度或配向 方向。也可以使用複數個光罩而對每條所對應的著色像素 進行選擇曝光。也可以一次進行來自複數個方向之照射。 -60- 201133079 另外’曝光係不管偏光照射或非偏光照射。也可以先進行 偏光照射後’ 一邊加熱且一邊以非偏光照射而進行固定 化。具有氧阻礙之情形,較佳於惰性氣體環境下進行。 相位差層之膜厚係在0.5 μιη至5 μιη左右之範圍,最 好僅與彩色構造材料或是適用於液晶顯示裝置之液晶的雙 折射率一致而進行調整。除了曝光量之外,相位差層之相 位差的差異也能夠根據添加於聚合性液晶化合物之聚合性 起始劑的添加量或其種類、摻合而進行調整。另外,聚合 性液晶化合物爲單體之情形,藉由使單體之反應性基成爲 複數而能夠提高交聯密度、作成信賴性高的相位差層。 也能夠使相位差層作成與各自著色像素的主要透射光 之波長一致的相.位差層。標準黑色顯示之情形,不僅形成 於著色像素上之相位差層,也藉由將1/4波長或1/2波長 相位改變之機能賦予遮光層(圖形框部)上之相位差層, 能夠消除漏光。於標準黑色顯示之液晶顯示裝置中’藉由 使相位差層11’與遮光層11之合計膜厚與綠色像素之膜厚 成爲大約相等的方式來將相位差層11 ’形成於圖形框狀之 遮光層2上,能夠消除漏光且與畫質提高相關連。 將聚合性液晶化合物作爲相位差層使用之情形’也可 以於相位差層形成前,塗布形成配向膜且進行配向處理作 爲前處理。另外,期望形成相位差層而作成彩色濾光片基 板後,形成用以液晶配向之配向膜。該配向膜爲利用紫外 線等之能量線而能夠調整配向量的配向膜之情形’能夠利 -61 - 201133079 用如上述之雷射曝光而改變透射部與反射部之配向量,另 外也能夠使各色之配向不同。或是將用於相位差層之配向 處理的配向膜用於透射部之液晶配向,另外也能夠以其他 途徑而形成具有不同於反射部之相位差層的配向機能之 膜。 能夠用於成爲相位差層基底之配向膜的有機化合物 中,可舉例:聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸/甲基丙烯酸共聚 物、苯乙烯/順式丁烯二醯亞胺共聚物、聚乙烯醇、聚(N· 羥甲基丙烯醯胺)、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、氯磺化聚 乙烯、硝基纖維素 '聚氯乙烯、氯化聚烯烴、聚酯、聚醯 亞胺、聚醯胺、聚乙烯醇、醋酸乙烯/氯乙烯共聚物、乙烯 /醋酸乙烯共聚物、羧甲基纖維素、聚乙烯、聚丙烯及聚碳 酸酯等之聚合物及矽烷偶合劑等之化合物。較佳之聚合物 例子,可舉例:聚醯亞胺、聚苯乙烯、苯乙烯衍生物之聚 合物、明膠、聚乙烯醇及具有烷基(較佳爲碳原子數6以 上)之烷基改性聚乙烯醇。 藉由擦磨彩色濾光片之著色像素表面也能夠得到配向 效果,還有,能夠採用市售的配向膜材料,例如,可舉例: 日產化學公司製之配向膜材料(Sun Ever)、日立化成 DuPont Micro Systems公司製之配向膜材料(ql、LX系 列)、JSR公司製之配向膜材料(AL系列)、Chisso公司 製之配向劑(Lixon Aligner )等。此等配向膜材料係作爲 噴墨用墨水而進行黏度調整之情形,利用γ-丁內酯、二乙 -62- 201133079 二醇單乙基醋酸酯、二乙二醇單丁基醋酸酯、環己酮等之 有機溶劑的添加爲可能。 成爲相位差層基底之配向膜的配向處理能夠採用與作 爲液晶顯示裝置使用之液晶配向膜的配向方法相同的方 法。例如,除了機械式磨擦配向膜表面的擦磨手法之外, 也可以爲使用紫外光之光配向的方法。紫外光之光源能夠 適當選擇超高壓水銀燈、低壓水銀燈、短弧型之氙燈、固 態雷射、YAG雷射、半導體雷射等進行曝光之紫外光的波 長、照射角度、照射量等。紫外光也可以採用從2方向、4 方向等複數個方向之照射方法。 於所後述之本發明之實施例中,針對以配向膜圖案形 成最簡便之噴墨方式進行的例子加以說明,也可以使用能 夠進行顯影處理之感光性配向膜材料,且利用光刻之手法 而進行圖案形成。 期望在遮光部上積層單元間隙調整層或相位差層而減 少遮光部高低差。如第1 4圖所示,其理由爲習知起因於在 彩色濾光片之著色像素3與遮光層2所產生的高低差a之 液晶配向不均將因彩色濾光片之平坦性提高而被改善。 還有,關於本發明之彩色濾光片基板的透射部與反射 部之面積比例能夠依照其液晶顯示裝置之使用目的/條件 而調整。 〔實施例〕 (遮光層材料/黑色組成物之調整) -63- 201133079 (顏料分散體RDl ) 利用诛磨機處理作爲著色劑之20份的C. I. Pigment Red 254/ C. I. Pigment Red 177 = 80/20(重量比)混合物、 作爲分散劑之5份的BYK-2001(以固形物換算)、作爲溶 劑之75份的丙二醇單甲基醚醋酸酯,調製顏料分散體 (RD 1 )。 (顏料分散體YD1 ) 利用珠磨機處理作爲著色劑之20份的C. I. Pigment Yellow 150、作爲分散劑之5份的Solsperse 24000 (以固 形物換算)、作爲溶劑之75份的丙二醇單甲基醚醋酸酯, 調製顏料分散體(YD1)。 (顏料分散體BD1 ) 利用珠磨機處理作爲著色劑之20份的C. I. Pigment Blue 15 : 6、作爲分散劑之5份的Ajisper PB-821 (以固形 物換算)、作爲溶劑之75份的丙二醇單甲基醚醋酸酯,調 製顔料分散體(BD 1 )。 (顏料分散體VD1 ) 利用珠磨機處理作爲著色劑之20份的C. I. Pigment Violet 23、作爲分散劑之5份的Ajisper PB-821 (以固形 物換算)、作爲溶劑之75份的丙二醇單甲基醚醋酸酯,調 製顏料分散體(VD1 )。 (樹脂溶液(P1)之合成) 將8 00份的環己酮置入反應容器中,一邊將氮氣注入 -64- 201133079 容器中且一邊進行加熱而滴入下列單體及熱聚合起始劑之 混合物來進行聚合反應。 苯乙烯 60份 甲基丙烯酸 60份 甲基丙烯酸甲酯 65份 甲基丙烯酸丁酯 65份 熱聚合起始劑 1 0份 鏈轉移劑 3份 滴入後充分地加熱後,添加利用50份的環己酮而溶解 2 · 〇份的熱聚合起始劑之溶液,進一步持續反應而得到丙烯 酸樹脂之溶液。使不揮發份成爲20重量%的方式來將環己 酮添加於此樹脂溶液中而調製丙烯酸樹脂溶液,作成樹脂 溶液(P1)。丙烯酸樹脂之重量平均分子量約爲10,000。 (黑色組成物) 使下列組成之混合物成爲均一的方式來混合攪拌後, 利用5 μηι之濾膜過濾而得到黑色組成物。黑色組成物係在 之後的實施例用於遮光層及底座之形成。 上述顏料分散液(RD1 ) 21份 上述顏料分散液(BD1 ) 17份 上述顏料分散液(YD1) 4份 樹脂溶液(Ρ -1 ) 9份 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 4.8份 光聚合起始劑 -65- 201133079 (Ciba Geigy 公司製之「IRGACURE 369」) 光增感劑 (保土谷化學製「EAB-F」) 環己酮 如上方式所獲得之黑色組成物係以塗布形成 硬化的膜厚1 μπι,大約爲1.8之光學濃度(OD 依照塗布條件而調整膜厚。以樹脂之固形比(樹 之成分比調整,也可調整塗膜之光學濃度。還有 色組成物之情形,由於綠色有機顏料係遮光性不 行添加。 (光學濃度(OD )之測定) 光學濃度(OD値)係表示物質吸收光之程度 示光路長爲一定之時,OD値越大,物質之濃度越 明中之光學濃度(OD値)係以下列數學式(1 ) 用Olympus公司製分光器OSP-200而測定上述所 色組成物塗布基板在C光源下之三刺激値Y,利 算出光學濃度(OD )。 〔式1〕 光學濃度(OD ) = -log ( Y/100 )…(1 ) (但是,Y係C光源下之三刺激値Y) 測定用試料係利用有機溶劑稀釋,將濃度調 色組成物Blk在玻璃基板上塗布成1 μιη之厚度, 乾燥。利用熱板,在90 °C加熱1分鐘而使過剩之 2.8份 0.2份 3 6_2 份 後之使其 値)。可 脂溶液) ,上述黑 佳而未進 的値,表 高。本發 所示。使 獲得之黑 用式1而 整後之黑 使其自然 溶劑去除 -66 - 201133079 乾燥。之後,在2 3 0 °C下利用烘箱進行1小時之燒製而作成 遮光層之光學濃度測定試料,光學濃度(〇D)大約爲1.8。 依照塗布條件,可調整膜厚。另外,依照樹脂溶液的 成分(固形物)比之調整,也可控制濃度。以上述黑色組 成物,將膜厚形成爲4 μιη至5 μιη之情形下,藉由增加樹 脂溶液與溶劑(環己酮等)之摻合量,使有機顏料濃度成 爲黑色組成物之10%前後而能夠對應。此時之遮光性能夠 設定爲光學濃度3至4之範圍。 於所後述之實施例中,調整黑色組成物之樹脂固形比 及溶劑量,利用膜厚1 .6 μιη而使光學濃度成爲約3。 (光散射層用樹脂組成物之調製) 以下列所示之組成而調製感光性之光散射層用樹脂組 成物。 鹼可溶型感光性透明樹脂Α2 :具有莽骨架之丙烯酸環氧酯樹脂 4.5重量份 透明粒子Β3 : MX 180 (綜硏化學公司製)2重量份 光聚合起始劑C : IRGACURE 8 19 (Ciba Specialty Chemicals 公司製) 0.45 重量份 溶劑D:環己酮 21重量份 光聚合單體E : M400 (東亞合成公司製)2重量份 進行A2、C與E之混合、塗布、乾燥、曝光(200 mJ/cm2)、顯影後’在23 0°C60分鐘硬膜化後之透明樹脂 的折射率係1 · 5 8 ( D線5 8 9 nm )。 -67- 201133079 以重量比而使上述A2、B3、C、D、E成爲A2: B3: C: D: Ε=4·5: 2: 0·45: 21: 2而利用無介質分散機來混 合攪拌3小時,得到光散射層用樹脂組成物。此時之組成 物的黏度爲14 cp/25°C。 (著色像素材料/著色組成物之調製) 〔顔料製造例R2〕 將1〇〇份的二氧代吡咯并吡咯系紅色顏料PR2 54( Ciba Specialty Chemicals 公司製「IRGAPHOR Red B-CF」; R-l)、18份的色素衍生物(D-l)、1000份的粉碎之食鹽、 及120份的二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏合機(井上 製作所製),在60°C混攪10小時。 將此混合物倒入2000份的溫水中,一邊加熱至約80°C 且一邊利用髙速混合機而攪拌約1小時後作成漿液狀,重 複進行過濾、水洗而去除食鹽及溶劑之後,在80°C乾燥24 小時,獲得1 1 5份的鹽磨處理顏料(R2 )。 〔顏料製造例R3〕 將1〇〇份之蒽醌系紅色顏料PR177 (Ciba Specialty Chemicals 公司製「ChromophthalRedA2B」)、8 份的色 素衍生物(D-2) 、700份的粉碎之食鹽、及180份的二乙 二醇進料於不銹鋼製1加侖捏合機(井上製作所製),在 7〇t混攪4小時》將此混合物倒入4000份的溫水中,一邊 加熱至約80°C且一邊利用高速混合機而攪拌約1小時後作 成漿液狀,重複進行過濾、水洗而去除食鹽、溶劑之後, -68- 201133079 在8 0°C乾燥24小時,獲得102份的鹽磨處理顏料(R3 )。 〔顔料製造例R4〕 於氮氣環境下,將1 7 0份的三級戊醇裝塡於磺化燒瓶 中,添加11.04份的鈉,將此混合物加熱至92至102 °C。 一邊激烈攪拌已熔融的鈉且一邊整晚保持於100至l〇7°C。 將44.2份的4-氯苯甲腈及37.2份的琥珀酸二異丙酯 溶解於50份的80 °C之三級戊醇中的溶液,於80至98 °C歷 經2小時導入所獲得之溶液中,導入後,進一步於80°C攪 拌此反應混合物3小時,同時滴入已添加4.88份的琥珀酸 二異丙酯。 將此反應混合物冷卻至室溫,再添加於270份的甲 醇、200份的水、及48.1份的濃硫酸之20°C的混合物中, 在20°C持續攪拌6小時。過濾所獲得之紅色混合物,利用 甲醇與水而洗淨殘留物後,在8 0°C進行乾燥而獲得46.7份 的紅色顏料(R4 )。 〔顏料製造例G2〕 將46份的鋅酞菁溶解於3 5 6份的氯化鋁及6份的氯化 鈉之2 0 0 °C的熔融鹽中,冷卻直到1 3 0 °C,攪拌1小時。將 反應溫度升溫至1 8 0 °C,以每1小時1 0份的溴而進行1 0 小時之滴入。其後,以1小時0.8份的氯而進行5小時之 滴入。 慢慢地將此反應液注入3200份的水中之後,進行過 濾、水洗而獲得107.8份的粗製鹵化鋅酞菁顏料。粗製鹵 -69- 201133079 化鋅酞菁顏料之1分子內所含之平均溴化數係14·1個、平 均氯化數係1.9個。還有,於該實施例中,並不限定溴化 數。 將120份的所獲得之粗製鹵化鋅酞菁顏料、1 600份的 已粉碎之食鹽、及270份的二乙二醇進料於不銹鋼製1加 侖捏合機(井上製作所製),在7〇t混攪1 2小時。 將此混合物倒入5 000份的溫水中,一邊加熱至約70°C 且一邊利用高速混合機而攪拌約1小時後作成漿液狀,重 複進行過濾、水洗而去除食鹽及溶劑之後,在80 °C乾燥24 小時,獲得1 1 7份的鹽磨處理顏料(G2 )。 〔顏料製造例Y2〕 將150份的水進料於可分離的燒瓶中,進一步一邊攪 拌且一邊進料63份的35%鹽酸,調製鹽酸溶液。一邊注 意發泡且一邊進料38.7份的苯磺醯基肼,追加冰使液溫直 到成爲0 °C以下。冷卻後,歷經3 0分鐘而進料1 9份的亞硝 酸鈉,在0至1 5 °C之間攪拌3 0分鐘後,直到無法利用碘化 鉀澱粉紙確認著色爲止而進料氨胺基磺酸。 接著,添加25.6份的巴比妥酸後,升溫直到55°C,維 持此狀態下攪拌2小時。接著,倒入25.6份的巴比妥酸, 升溫直到80°C後,倒入氫氧化鈉直到pH成爲5爲止。進 —步於80°C攪拌3小時後,下降直到7(TC,進行過濾、溫 水洗淨。 於1 200份的溫水中,使所獲得之加壓餅再次漿液化 -70- 201133079 後,在80 °C攪拌2小時。其後,在維持此溫度下進行過濾, 利用2000份的80 °C水而進行溫水洗淨,確認苯磺醯胺移向 濾液側。於80°C乾燥所獲得之加壓餅,得到6 1 .0份的偶氮 巴比妥酸二鈉鹽。 接著,將200份的水進料於可分離的燒瓶中,進一步 一邊攪拌且—邊倒入8.1份的所獲得之偶氮巴比妥酸二鈉 鹽粉末而分散。均一地分散後,將溶液升溫直到95t,添 加5.7份的三聚氰胺、1.0份的二烯丙基胺基三聚氰胺。進 一步歷經30分鐘而滴入已將6.3份的氯化鈷(II)六水合 物溶解於30份的水中之綠色溶液。滴入結束後,於90 °C進 行1 . 5小時之錯合物化。 之後,將pH調整至5.5,進一步添加20.4份的下列溶 液:預先攪拌4份的二甲苯、0.4份的油酸鈉、16份的水 而形成乳化狀態的溶液;進一步加溫攪拌4小時。冷卻直 到7 0 °C後,快速地過濾,在7 〇 °C重複進行溫水洗直到能夠 洗淨無機鹽爲止。 其後,經歷乾燥、粉碎之步驟而得到1 4份的偶氮系黃 色顏料(Y2 )。 〔顏料製造例B2〕 將100份的銅酞菁系藍色顏料PB15: 6(東洋墨水製 造公司製「Lionol BlueESj ) 、800份的粉碎之食鹽、及 100份的二乙二醇進料於不銹鋼製1加侖捏合機(井上製 作所製),在70°C混攪12小時。 -71- 201133079 將此混合物倒入3 000份的溫水中,一邊加熱至約70 °C 且一邊利用高速混合機而攪拌約1小時後作成漿液狀,重 複進行過濾、水洗而去除食鹽及溶劑之後,在乾燥24 小時,獲得98份的鹽磨處理顏料(B2 )。 〔顏料製造例V 2〕 將300份的LIONOGEN VIOLET RL(東洋墨水製造製) 倒入3 000份的96 %硫酸中攪拌1小時後,注入5 °C之水中。 攪拌1小時後進行過濾,利用溫水洗淨而直到使洗淨液成 分成爲中性爲止,再於70 °C進行乾燥。 將120份的所獲得之酸性糊化處理顏料、1 600份的氯 化鈉、及100份的二乙二醇(東京化成公司製)進料於不 銹鋼製1加侖捏合機(井上製作所製),在9(TC混攪1 8 小時。接著,將此混合物倒入約5升的溫水中,一邊加熱 至約70°C且一邊利用高速混合機而攪拌約1小時後作成漿 液狀,重複進行過濾、水洗而去除氯化鈉及二乙二醇,在 8〇°C乾燥24小時,獲得118份的鹽磨處理顔料(V2)。 (樹脂溶液(P2 )之調製) 將8 00份的環己酮倒入反應容器中,一邊將氮氣注入 容器中且一邊加熱至1 0 0 °C,於相同溫度下,歷經1小時滴 入下列之單體及熱聚合起始劑的混合物而進行聚合反應。 苯乙烯 7 0.0份 甲基丙烯酸 1〇.〇份 甲基丙烯酸甲酯 65.0份 -72- 201133079 甲基丙烯酸丁酯 65.0份 偶氮二異丁腈 1 0.0份 滴入後,進一步於1 00 °C使其反應3小時後,添加已將 2.0份之的偶氮二異丁腈溶解於50份的環己酮中而成之 溶液,進一步於100 °C持續反應1小時而合成樹脂溶液》 冷卻直到室溫之後,取樣約2g的樹脂溶液而於1 80°C 加熱乾燥20分鐘後,測定不揮發成分,於先前所合成的 樹脂溶液中,使不揮發成分成爲20%的方式來添加環己 酮而調製丙烯酸之樹脂溶液(P2) » (顏料分散體及著色組成物之調製) 均一地攪拌混合顯示於下表4之組成(重量份)的混 合物後,使用直徑1 mm之氧化銷珠,利用砂磨機分散5 小時後,以5 μιη之濾膜過濾而得到紅色、綠色、藍色之顏 料分散體。 -73- 201133079 表4 分散體 RP-5 GP-4 BP-1 第1顔料 R2 G2 B 1 第2顏料 R4 Y2 VI 第3顏料 R3 — 一 種類 第4顏料 Y2 色素衍生物1 D-1 D-3 D-4 色素衍生物2 D-2 色素衍生物3 D-3 第1顏料 0.5 8.3 9.4 第2顔料 4.2 5.4 0.6 第3顔料 3.9 0 0 組成 第4顔料 2.1 (重量份) 色素衍生物合計 1 .3 1.8 1.8 丙烯酸樹脂溶液 40 36.5 40.2 有機溶劑 48 48 48 合計 100 100 100 之後’如下表5所示,混合攪拌顏料分散體丙烯酸樹 脂溶液(P2)、單體、聚合起始劑、增感劑、有機溶劑等 之混合物後,以5μιη之過濾器過濾而得到紅色、綠色、藍 色各自的著色組成物。於以下之實施例中,使用下表5之 著色組成物而形成紅色像素、綠色像素、藍色像素。 -74- 201133079 表5 感光件著色組成物 RP-5 GP-4 BP-1 顔料分散體(種類) RP-5 GP-4 BP-1 #料分散體(量) 34 3 5 2 8 丙烯酸樹脂溶液 13.2 12.2 19.2 單體 4.0 4.08 5.6 光聚合起始劑 3.4 2.8 2.0 增感劑 0.4 0.2 0.2 有機溶劑 45.0 45.0 45.0 合計 100 100 100 以下,根據實施例1而詳細說明本發明。 〔實施例1〕 (彩色濾光片基板之製作) 參閱第1、3及5圖,針對關於實施例1之彩色濾光片 基板的製作而加以說明。 使用上述之黑色組成物而在玻璃之透明基板1上形成 顯示於第1、3及5圖之圖形框狀的遮光層2與底座4。遮 光層2之厚度係作成1.6 μιη,底座4係作成0.6 μιη。還有, 遮光層2與底座4係進行上述黑色組成物之塗布、乾燥後 使用灰色調光罩(將透射率差分別賦予遮光層圖案與底座 國案的光罩),利用依照一次之曝光/顯影及熱處理所進行 的硬膜處理而形成於透明基板1上。 接著,在透明基板1上形成依照紅色像素R、綠色像 -75- 201133079 素G'藍色像素B、紅色積層部5R、綠色積層部5G、藍色 積層部5B之積層所獲得之間隙物5。形成顯示於第1圖之 反射部著色像素的著色像素與間隙物形成用之曝光用遮罩 係使用灰色調光罩。其結果,在著色像素之反射部形成凹 部。 在透明基板1上所直接形成的著色層(紅色像素3R、 綠色像素3G、藍色像素3B)部分之膜厚係作成3.2 μιη±0·2 μιη。反射部(凹部)的著色像素的膜厚係作成1.6 μιη±0·2 μιη。於本實施形態中,因爲係以包圍著色像素反射部之凹 部的方式來形成高度約1.6 μιη之著色像素壁,因此於藉由 下列所示之噴墨的配向膜形成中,能夠於墨水滴之彈落 時,墨水滴不會向凹部外流出而塗布形成配向膜。 接著,於形成相位差層11之前,前處理係如下方式而 實施配向處理。亦即,用以形成相位差層1 1之著色像素表 面之前處理係使用已將日產化學公司製之配向膜材料Sun Ever的黏度調整者,利用噴墨塗布裝置而在反射部著色像 素上,選擇性地噴出使乾燥膜厚成爲0.1 μιη ^ 爲了消除噴墨時之不噴出、錯誤引導、霧氣並進行正 確地噴出’必須控制於不噴出時之流變特性。噴墨所塡充 的墨水之具有優異的噴出性之流變特性係使頻率從i 〇〇 Ηζ 變化至0.1 Hz變化時之從23 °C至25 °C中之墨水複數黏性係 數的初期値爲20 mPa · s以下,且最大値爲1 000 mPa以 下,頻率從10 Hz變化至50 Hz下之正接損失爲從1至20。 -76- 201133079 從噴墨之噴嘴的噴出量係在從2至10 pi (微微公升)之範 圍內設爲每1次之噴出。 進一步在熱板上,於90 °C使其加熱乾燥1分鐘後,在 潔淨烘箱中,於260°C燒製40分鐘而硬化薄膜。接著,藉 由對此基板沿著一定方向實施擦磨處理而作爲前處理。 在已進行前處理之反射部著色像素上,以膜厚1.6 μιη±0.1 μηι而形成具有下列所詳述的1/4波長變化的相位 差機能的相位差層11。亦即,以成爲均一的方式來混合攪 拌成爲相位差層之下列組成的混合物,在已實施前處理之 著色像素上,塗布利用〇 . 6 μιη的過濾器過濾所獲得之聚合 性液晶化合物使乾燥膜厚成爲1.6 μιη,利用熱板而於90°C 加熱乾燥2分鐘,獲得液晶配向基板。 水平配向聚合性液晶 39.7份 (BASF Japan 股份公司製「Paliocolor LC 242」) 光聚合起始劑 0.3份 (Ciba Specialty Chemicals 股份公司製「IRGACURE 907」) 界面活性劑 6.0份 (BYKChemie公司製「BYK111」2%環己酮溶液) 環己酮 1 5 4.0份 接著,將已塗布此聚合性液晶化合物之基板,使用以 半導體雷射作爲光源之曝光機,隔著光罩而將紫外線曝光 於反射部之每個各自的著色像素區域。紫外線之照射量係 -77- 201133079 改變雷射之射出次數,在紅色像素區域中設爲 500 mJ/cm2、在綠色像素區域中設爲200 mJ/cm2、在藍色像素 區域中設爲5 mJ/cm2而分別進行曝光,進一步利用顯影處 理而形成相位差層之圖案。 接著,將基板置入潔淨烘箱中,於230 °C進行40分鐘 燒製而獲得形成有1/4波長層之相位差層的彩色濾光片基 板。 測定所獲得之彩色濾光片基板之著色像素及相位差層 之相位差的合計,紅色像素部分係在波長63 0 nm之光中爲 166 nm;綠色像素部分係在波長550 nm之光中爲136 nm; 藍色像素部分係在波長450 nm之光中爲1 12 nm。將其結 果顯示於下表6。 表6 區 域 紅色 像素 綠色 像素 藍色像素 相 位 差 層 之 曝 光量 500 m J 200 m J 5 m J 相 位 差 之 測 定 波長 630 nm 550 n m 4 5 0 n m 相 彩 色 濾 光 片 ( CF ) 層 5 nm 0 n m 0 nm 位 CF層4 -相位差層 16 6 nm 13 6 nm 112 n m 差 相 位 差 層 16 1 nm 13 6 nm 112 n m 相 位 差 層 之 膜 厚 1.6 μιη 1.6 μπι 1.5 μιη 相 位 差 層 之 雙 折射 率 0.1 00 0.085 0.072 也在圖形框狀之遮光層2上,利用相同的圖形框狀圖 案而形成相位差層11’。遮光層2與該遮光層上之相位差層 -78- 201133079 11’之合計膜厚約爲3.2 μιη,作成與綠色像素3G之膜厚約 略相同。 接著,使用該光散射膜層組成物,以1.9 μιη之膜厚而 形成光散射層(單元間隙調整層)1 2。形成方法係使用具 有光散射層12之圖案的光罩,進行200 mJ/cm2之紫外線 曝光,利用鹼顯影液進行顯像後,於23 0°C利用40分鐘之 熱處理而硬化薄膜。此曝光及熱處理係與在光散射層12下 部既已配設的相位差層之追加硬膜的安定化有關。藉由光 散射層1 2之積層,相位差層之氧阻礙將被消除’再度利用 包含紫外線曝光之硬膜處理而能夠安定化。於該實施例 中,預先在著色像素中設置凹部之後,進行在相位差層熱 處理下之硬膜,因此無關於曝光量之差’相位差層之形狀 未倒塌而能夠良好地形成。 顯示於第4圖之底座4上之突起高度d係在藍色像素 側低至〇 . 1 μιη,在綠色像素側低至〇 . 1 4 μιη,平坦性良好》 另外,顯示於第3圖之間隙物5之底邊大小係作成25 μιη,構成間隙物5之積層著色層整體之高度係作成約3.9 μιη。作爲對象之液晶顯示裝置的液晶厚度爲3.8 μπι。顯示 於所後述之第12圖中之反射部上的液晶層厚度係作成1-8 μιη 〇 〔實施例2〕 (彩色濾光片基板之製作) 首先,根據彩色濾光片基板之示意平面圖的第7圖’ -79- 201133079 另外倂用其部分剖面圖之第2圖及第3圖而說明實施例。 本實施例係形成黑色矩陣,另外,在單元間隙調整層並非 光散射層而是使用透明樹脂之點上係與實施例1不同。 使用上述之黑色組成物而在玻璃之透明基板1上,形 成顯示於第7圖、第2圖之遮光層2與底座4。遮光層2 之厚度係作成1.6 μπι,黑色矩陣8及底座4之厚度係作成 0.6 μηι。還有,遮光層2與黑色矩陣8及底座4係進行上 述之黑色組成物之塗布、乾燥後,使用灰色調光罩(分別 對遮光層圖案與底座圖案賦予透射率差之光罩),藉由利 用一次曝光/顯影及熱處理所進行的硬膜處理而形成於透 明基板1上。 還有,如第3圖所示,在透明基板1上,形成相位差 層11、紅色像素R、綠色像素G、藍色像素Β,另外,形 成因著色層積層所獲得之間隙物5、次要間隙物6。用於間 隙物5、次要間隙物6形成之曝光用光罩係使用該塗布部 爲低透射率之灰色調光罩。 在玻璃之透明基板1上所直接形成的著色層(紅色像 素R、綠色像素G、藍色像素Β)部分之膜組成皆作成3.2 μ m ± 0.2 μ m 0 在顯示於第2圖之著色像素3G之反射部(凹部)中, 以膜厚1 ·6 μιη±0.1 μιη而形成具有使其1/4波長變化的相位 差機能的相位差層1 1。用以使相位差層1 1配向而賦予相 位差機能之著色像素表面的前處理及相位差層11之形成 -80 - 201133079 及用於此等之材料係設爲與實施例1相同。 接著,在相位差層11上’使用能夠鹼顯影之丙烯酸系 光感光性樹脂而形成膜厚1·9 μπι之單元間隙調'整層15。也 在圖形框狀之遮光層Π上,利用相同圖形框狀而形成單元 間隙調整層15’。遮光層2與該遮光層上之單元間隙調整層 15’之合計膜厚約爲3.2 μιη,與綠色像素3G之膜厚約略相 同。 另外,顯示於第3圖之間隙物5的底邊大小係作成25 μιη,構成間隙物5之著色層積層部之高度係作成約3.9 μιη,作爲對象之液晶顯示裝置的液晶顯示裝置之液晶厚度 係作成3.8 μ m。 〔實施例3〕 (彩色濾光片基板之製作) 根據本發明之彩色濾光片基板之示意平面圖的第7 圖,另外倂用其部分剖面圖之第2圖及第3圖而說明實施 例。 使用上述之黑色組成物而在玻璃之透明基板1上,形 成顯示·於第7圖、第2圖之遮光層2與底座4。遮光層2 之厚度係作成1.6 μπι,黑色矩陣8及底座4之厚度係作成 0.6 μιη。還有,遮光層2與黑色矩陣8及底座4係進行上 述之黑色組成物之塗布、乾燥後,使用灰色調光罩(分別 對遮光層圖案與底座圖案賦予透射率差之光罩),藉由利 用一次曝光/顯影及熱處理所進行的硬膜處理而形成於透 -81 - 201133079 明基板1上。 還有,如第3圖所示,在透明基板1上, 2、紅色像素3R、綠色像素3G、藍色像素3B’ 因著色層積層所獲得之間隙物5、次要間隙物6 次要間隙物6形成用之曝光用光罩係使用該塗 射率之灰色調光罩。 在透明基板1上所直接形成的著色層(紅 綠色像素3G、藍色像素3B )部分之膜厚皆作成 μιη 0 在顯示於第2圖之著色像素之反射部(凹 顯示於下表7之方式,以膜厚26 μιη±0.15 μιη 1 /2波長相位差機能的相位差層1 1。用以使相ίϊ 向而賦予相位差機能之著色像素表面的前處理 施例1相同。對應於各著色像素之相位差量係 進行調整。成爲相位差層1 1之聚合性液晶組成 列所示之組成。 水平配向聚合性液晶 (大日本墨水化學工業股份公司製「UCL- 光聚合起始劑 (Ciba Specialty Chemicals 公司製「 ΟΧΕΟ1j ) 界面活性劑 (B YK Chemie 公司製「BYK33 0」2% 環己 形成遮光層 另外,形成 。間隙物5、 布部爲低透 色像素3 R、 3.2 μ m ± 0 · 2 部)中,如 而形成具有 t差層1 1配 係設爲與實 利用曝光量 物係作成下 49.5 份 017」) 0.5份 IRGACURE 2.0份 酮溶液) -82- 201133079 環己酮 1 4 8.0份 表7 領域 紅色像素 綠色像素 藍色像素 相 彩色濾光片(CF )層 5 nm 0 nm 0 nm 位 CF層+相位差層 3 0 5 nm 2 7 5 nm 2 3 8 n m 差 相位差層 3 0 0 n m 2 7 5 nm 2 3 8 n m 相位差層之膜厚 2.76 μπι 2.6 μιη 2.5 μ m 接著,使用能夠鹼顯影之丙烯酸系光感光性樹脂而形 成膜厚0.9 μιη之單元間隙調整層15。也在顯示於第2圖之 圖形框狀之遮光層2上,利用相同圖案而形成單元間隙調 整層1 5 ’。間隙物之高度的及形狀係與實施例1相同。 還有,於根據以上之實施例3所獲得之彩色濾光片基 板中,相位差層11之膜厚係2.6 μιη,一旦在膜厚3.2 μπι 之著色像素(例如,綠色像素3 G )之凹部予以形成時,因 爲較著色像素之表面爲突出,實際上成爲如第11圖所示之 構造。 〔實施例4〕 製作顯示於第12圖之構造的液晶顯示裝置。 將在實施例3所製作的彩色濾光片基板3 1與TFT基板 32對向而配置,此等之間挾持平行於基板面所配向之水平 配向(IPS )方式之液晶層33而作成液晶顯示裝置。還有, 省略偏光膜、相位差膜、配向膜之圖面。 與TFT元件34電性所連接的像素電極35係作成由透 -83- 201133079 明導電膜所構成的梳齒狀圖案,雖然未圖示,但使共通電 極透過絕緣層而配設於像素電極下部。液晶層33之厚度係 設定爲3 . 8 μιη。 〔實施例5〕 (液晶顯示裝置之製作) 使在實施例1所製作的彩色濾光片基板31與TFT基板 32對向而配置,此等之間挾持平行於基板面所配向之垂直 配向(VA)方式之液晶層33而作成液晶顯示裝置。還有, 省略偏光膜、相位差膜、配向膜之圖面。 於本實施例中,彩色濾光片基板31之合倂遮光層與單 元間隙限制層之膜厚係與綠色像素著色層3 G相同的膜 厚,由於無多餘之突起構造物,能夠進行平順且均勻液晶 之塡充,像素顯示也極爲均質且良好。無著色像素周邊或 遮光層與顯示區域之邊界部之液晶配向的紊亂而可以獲得 無漏光之高畫質的液晶顯示裝置。 還有,於第13圖中顯示在第12圖所示之TFT元件34 附近之液晶顯示裝置的部分放大圖(光散射層及單元間隙 限制層並未圖示)。絕緣層41之膜厚爲薄的情形,藉由像 素電極42與共通電極43之間所形成的弧形電力線44而能 夠更有效率地液晶驅動透過絕緣層41。若根據本實施例, 由於存在於反射部中所設置的相位差層,因此消除了在反 射部與透射部之顯示品質上的差異,可以獲得髙透射率之 液晶顯示裝置。 -84- 201133079 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示關於本發明之一實施形態的彩色濾光片 基板之剖面圖。 第2圖係顯示關於本發明之其他實施形態的彩色濾光 片基板之剖面圖。 第3圖係顯示關於本發明之一實施形態的彩色濾光片 基板其他部分之剖面圖。 第4圖係放大顯示以第3圖之虛線圓所包圍的部分之 部分剖面圖。 第5圖係顯示關於本發明之一實施形態的彩色濾光片 基板之平面圖。 第6圖係顯示底座之膜厚與底座上著色層的積層部之 膜厚的關係之特性圖。 第7圖係顯示關於本發明之其他實施形態的彩色濾光 片基板之平面圖。 第8圖係顯示黑色矩陣膜厚與在黑色矩陣上所重疊的 著色像素端之突起高度的關係之特性圖。 第9圖係顯示膜厚爲厚的著色像素圖案邊緣形狀及傾 斜角度之剖面圖。 第10圖係顯示膜厚爲薄的著色像素圖案邊緣形狀及 傾斜角度之剖面圖。 第11圖係顯示依照實施例3而得之彩色濾光片基板之 剖面圖。 -85- 201133079 第1 2圖係顯示關於本發明之一實施形態的液晶顯示 裝置之部分剖面圖。 第1 3圖係顯示本發明之液晶顯示裝置之部分剖面 圖,且顯示液晶的FFS驅動之示意圖。 第14圖係習知之彩色濾光片基板之示意剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 透明基板 2 遮光層 3R 紅色像素 3G 綠色像素 3B 藍色像素 4,4, 底座 5 間隙物 5R 紅色積層部 5G 綠色積層部 5B 藍色積層部 6 次要間隙物 7 突起 10 凹部 11, 1 1 5 相位差層 12 光散射層 13 非晶質微粒 14 基質樹脂 15 單元間隙調整層 -86- 著色像素 著色像素 俯視反射部 彩色濾光片基板 T F T基板 液晶層 TFT元件 像素電極 絕緣層 像素電極 共通電極 電力線 -87-

Claims (1)

  1. 201133079 七、申請專利範圍: 1. 一種半透射型液晶顯示裝置用彩色濾光片基 爲在透明基板上,將遮光層配置於有效顯: 圍,同時也將含有綠色像素之複數色的著色 物、與第1相位差層形成於有效顯示區域的 晶顯示裝置用彩色濾光片基板中, 於各自的著色像素中形成凹部,該第1相 置於該凹部內,同時也具有使轉換成直線偏 一次往返於該第1相位差層厚度方向而90度 機倉巨。 2 ·如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示 濾光片基板,其中形成有該凹部之著色像素 形成該凹部之著色像素的膜厚之比係在1/23 內。 3.如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示 濾光片基板,其中該綠色像素係含有以鹵化 主要的色材。 4 .如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示 濾光片基板,其中在該第1相位差層上形成 間隙調整層。 5 ·如申請專利範圍第4項之半透射型液晶顯示 濾光片基板,其中該第1單元間隙限制層之 成該凹部的著色像素之表面的高度差爲液晶 厚度的約略1/2。 板,其特徵 承區域之外 像素、間隔 半透射型液 位差層係設 光之射入光 偏光旋轉的 裝置用彩色 的膜厚與未 i 1/4之範圍 裝置用彩色 鋅酞菁作爲 裝置用彩色 有第1單元 裝置用彩色 表面與未形 顯示裝置之 -88- 201133079 6. 如申請專利範圍第4或5項之半透射型液晶顯示裝置用 彩色濾光片基板,其中該第1單元間隙調整層爲光散射 層。 7. 如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其更具備以區分該著色像素的方式來配置 於該透明基板上之有效顯示區域的由與該遮光層相同材 料所構成的黑色矩陣。 8. 如申請專利範圍第7項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其中該黑色矩陣之膜厚較該遮光層之膜厚 爲薄。 9. 如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其中該遮光層係以複數之有機顏料的混合 物作爲主要的色材。 10. 如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其更具備在該遮光層上所積層的第2相位 差層,該遮光層與第2相位差層之合計膜厚係與該綠色 像素之膜厚約略相同。 1 1 .如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其更具備在該遮光層上所積層的第2單元 間隙調整層,該遮光層與第2單元間隙調整層之合計膜 厚係與該綠色像素之膜厚約略相同。 12.如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其中該複數色之著色像素至少含有紅色像 -89- 201133079 素、綠色像素與藍色像素’此等著色像素之相位差存在 紅色像素2綠色像素2藍色像素之關係。 1 3 .如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其中該複數色之著色像素至少含有紅色像 素、綠色像素與藍色像素’此等著色像素之相位差與在 該著色像素上所積層的第1相位差層之各自相位差的各 顏色所合計的相位差存在紅色像素^綠色像素^藍色像 素之關係。 14.如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其中該間隙物係由積層複數之著色層所構 成。 . 1 5 .如申請專利範圍第1項之半透射型液晶顯示裝置用彩色 濾光片基板,其中該間隙物係兼具液晶配向控制之作 用,同時也配置於該著色像素之長邊方向中央。 16.—種半透射型液晶顯示裝置,其特徵爲具備:彩色濾光 片基板、對向於此彩色濾光片基板所配置的具備液晶驅 動元件的對向基板、與在該彩色濾光片基板和對向基板 之間所設置的液晶層; 該彩色濾光片基板係在透明基板上,將遮光層配置於 有效顯示區域之外圍,同時也將含有綠色像素之複數色 的著色像素、間隔物、與第1相位差層形成於有效顯示 區域' 於各自的該著色像素中形成凹部,該第1相位差層係 -90- 201133079 設置於該凹部內’ _時也具有使轉換成直線偏光之射入 光一次往返於該第1相位差層厚度方向而90度偏光旋轉 的機能。 17· 一種半透射型液晶顯示裝置用彩色濾光片基板之製造 方法’其特徵爲在透明基板上,將遮光層配置於有效顯 域之外圍,同時也將含有綠色像素之複數色的著色 胃素、間隔物、與相位差層形成於有效顯示區域的製造 半透射型液晶顯示裝置用彩色濾光片基板之方法中,具 備: 在該複數之各自著色像素形成凹部的步驟;及 藉由噴墨方式而於該凹部形成使相位差層配向之配 向膜的步驟。 -91 -
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