WO2005088360A1 - カラーフィルタ - Google Patents

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WO2005088360A1
WO2005088360A1 PCT/JP2005/003954 JP2005003954W WO2005088360A1 WO 2005088360 A1 WO2005088360 A1 WO 2005088360A1 JP 2005003954 W JP2005003954 W JP 2005003954W WO 2005088360 A1 WO2005088360 A1 WO 2005088360A1
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light
shielding portion
color filter
thickness
colored layer
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PCT/JP2005/003954
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Tomonobu Sumino
Sachie Furukawa
Seiji Tawaraya
Chiaki Katoh
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Dai Nippon Printing Co., Ltd.
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    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix

Definitions

  • the present invention relates to a high-quality color filter that does not disturb liquid crystal alignment or the like when used in a liquid crystal display device.
  • a method of forming a light-shielding portion on a transparent substrate on which the color filter is formed and forming a colored layer in the opening thereof is generally used.
  • a light-shielding portion is formed by etching a metal thin film obtained by vacuum-depositing a metal such as chromium.
  • a resin in which a black pigment or the like is dispersed has been applied, and photolithography has been carried out.
  • a resin light-shielding portion formed by patterning by one method or the like has been developed and put into practical use.
  • Such a light-shielding portion made of a resin has an advantage that a process such as vacuum deposition is not required as compared with a light-shielding portion made of a metal thin film, and is applicable to a large-area color filter.
  • such a resin light-shielding portion needs to be a thick film in order to obtain a sufficient optical density as compared with a light-shielding portion made of a metal thin film such as chromium. Therefore, for the purpose of preventing white spots and the like, the thickness of the colored layer formed so as to cover a part of the resin matrix is increased, and the region where the light-shielding portion and the colored layer are laminated is: The difference in film thickness from the region where only the coloring layer is formed becomes large.
  • a colored layer such as red (R), green (G), and blue (B) is formed a plurality of times on a transparent substrate on which a light-shielding portion is formed, the light-shielding portion and the coloring layer
  • the difference in film thickness between the region where is laminated and the region where only the colored layer is formed is large.
  • a method for forming such a colored layer of a color filter will be described with reference to FIG. 4, for example.
  • a colored layer 3R of the first color is formed in the opening of the transparent substrate 1 on which the light shielding portion 2 is formed by a photolithography method or the like so as to partially cover the light shielding portion 2 (FIG. 4 (a)).
  • a colored layer forming composition 4B for forming a second colored layer is applied on the transparent substrate 1 on which the colored layer 3R is formed (FIG. 4 (b)), and only the target area is cured. Then, a colored layer 3B is formed (FIG. 4 (c)).
  • the colored layer type When the composition 4B was applied, the colored layer 3R was formed on the transparent substrate 1, and in the vicinity of the region where the colored layer 3R was formed, the colored layer forming composition applied thereon was formed. Thickness of object 4B increases. Accordingly, the thickness of the colored layer 3B formed by curing the colored layer forming composition 4B on the colored layer 3R side becomes larger than the thickness of the colored layer 3R.
  • the coloring layer forming composition 4G formed in the third color is applied (FIG. 4 (d))
  • the coloring layers 3R and 3G have already been formed on both sides of the coloring layer forming area. Therefore, the thickness of the colored layer forming composition 4G in the vicinity thereof increases, and when the colored layer 3G is cured by curing or the like, the light-shielding portion is compared with the colored layers 3R and 3B. The film thickness in the region stacked with 2 increases (Fig. 4 (e)).
  • a colored layer 3 is formed in a striped shape on a transparent substrate on which a light shielding portion 2 is formed. Will be done.
  • the light-shielding portion 2 is also formed so as to be orthogonal to the colored layer 3 also in the direction a.
  • FIG. 5A FIG. 5A
  • FIG. 5B When the light-shielding portion 2 is orthogonal to the coloring layer 3, the light-shielding portion 2 is entirely covered with the coloring layer 3.
  • the present invention provides a transparent substrate, a light-shielding portion formed on the transparent substrate and containing at least a light-shielding material and a resin, an opening of the light-shielding portion on the transparent substrate, A color layer formed so as to cover a part of the color filter,
  • the width of the thick film region where the light-shielding portion is located at the center of the light-shielding portion and is 85% or more of the maximum film thickness of the light-shielding portion is within a range of 30% to 60% of the light-shielding portion line width.
  • the width of each of the thin-film regions located on both sides of the light-shielding portion and having a thickness of 50% or less of the maximum thickness of the light-shielding portion is within a range of 10% to 20% of the line width of the light-shielding portion.
  • a color filter is provided.
  • the width of the thick film region located at the center of the light shielding portion is within the above range, and the width of the thin film region located at both sides of the light shielding portion is within the above range. Therefore, the film thickness at the center of the light-shielding portion can be made relatively thin, and the light-shielding portion can have a gentle shape or the like. Accordingly, for example, when a composition for forming a colored layer for forming a colored layer on the light shielding portion is applied, the amount of the composition for forming a colored layer applied on the central portion of the light shielding portion is reduced. The thickness of the portion where the colored layer and the light-shielding portion overlap can be reduced.
  • the color filter of the present invention is, for example, a color filter having a stripe-type coloring layer or the like, for example, the stripe-type coloring layer and the light-shielding portion are orthogonal to each other, and the stripe-type coloring layer and the light-shielding portion are laminated. Also in the portion, the thickness of the stripe-type coloring layer formed on the thick film region of the light-shielding portion can be made thin, and the difference in film thickness from the region where only the stripe-type coloring layer is formed is small. It can be.
  • the maximum thickness of the overlapping portion where the coloring layer overlaps a part of the light shielding portion and the thickness of the central portion of the coloring layer formed in the opening of the light shielding portion are different.
  • the difference is 0 It is preferably 5 m or less. This is a force that can reduce variations in the orientation of the liquid crystal layer formed on the color filter of the present invention, disconnection of the ITO film, and the like.
  • the present invention also provides a transparent substrate, a light-shielding portion formed on the transparent substrate and containing at least a light-shielding material and a resin, and an opening of the light-shielding portion on the transparent substrate, A colored layer formed so as to cover a part of the light-shielding portion; and a crossing portion where the colored layer intersects with the light-shielding portion such that the colored layer covers the light-shielding portion.
  • a color filter is provided, wherein the difference between the maximum thickness at the intersection and the thickness at the center of the colored layer formed in the opening of the light-shielding portion is 0.5 m or less. .
  • the film thickness of the intersection such as a stripe-type color filter or a color filter having a colored layer formed in a bent pattern, having the above-mentioned intersection, Since the difference from the film thickness is within the above range, the liquid crystal layer formed on the color filter of the present invention may have a non-uniform orientation or a nonuniform gap with the opposing substrate. It can be small.
  • the color filter of the present invention is, for example, a color filter having a stripe-type coloring layer
  • the color filter also includes a portion where the stripe-type coloring layer and the light-shielding portion are orthogonal to each other and where the stripe-type coloring layer and the light-shielding portion are laminated.
  • the thickness of the stripe-type coloring layer formed on the thick film region of the light-shielding portion can be reduced.
  • the color filter of the present invention when used in a liquid crystal display device, the orientation of the liquid crystal layer formed on the color filter is disturbed, the ITO film is disconnected, and the gap between the opposing substrate is not affected. The degree of uniformity can be reduced.
  • FIG. 1 is an explanatory view illustrating a color filter of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view illustrating a light-shielding portion used in the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view illustrating a light-shielding portion used in the present invention.
  • FIG. 4 is a process diagram illustrating an example of a method for forming a coloring layer of a general color filter.
  • FIG. 5 is an explanatory view illustrating a general color filter having a stripe-type colored layer.
  • FIG. 6 is an explanatory view illustrating a colored layer formed in a bent pattern in a horizontal electric field type color filter.
  • the present invention relates to a high-quality color filter that does not disturb the liquid crystal alignment or the like when used in a liquid crystal display device, and has two embodiments. Hereinafter, each embodiment will be described in detail.
  • a first embodiment of a color filter according to the present invention includes a transparent substrate, a light shielding portion formed on the transparent substrate and containing at least a light shielding material and a resin, and an opening of the light shielding portion on the transparent substrate. And a colored layer formed so as to cover a part of the light shielding portion,
  • the width of the thick film region which is located at the center of the light-shielding portion and is 85% or more of the maximum film thickness of the light-shielding portion, is within a predetermined range with respect to the light-shielding portion line width.
  • the width of each of the thin film regions located at 50% or less of the maximum film thickness of the light shielding portion is within a predetermined range with respect to the light shielding portion line width.
  • the color filter of the present embodiment includes a transparent substrate 1, a light shielding portion 2 formed on the transparent substrate 1, and a part of the light shielding portion 2.
  • the width m of the thick film region having a film thickness equal to or more than a predetermined ratio is within a predetermined range with respect to the light shielding unit line width n, and the maximum film thickness t of the light shielding unit on both sides of the light shielding unit 2
  • the width y of the thin film region having a film thickness equal to or less than a predetermined ratio falls within a predetermined range with respect to the light shielding portion line width n.
  • the light-shielding portion line width refers to the width from one end to the other end of the light-shielding portion.
  • the side portion refers to a region including an end portion of the light shielding portion
  • the center portion refers to a region including a maximum thickness portion of the light shielding portion.
  • the shape of the light-shielding portion is the same as the shape of the light-shielding portion in the effective display area of the color filter.
  • the light-shielding portion is formed in a portion where the colored layer and the light-shielding portion overlap. Since the film thickness is large, the colored layer is formed to be raised, and a difference in film thickness occurs between the region where only the colored layer is formed and a step. As a result, when a color filter is used in a liquid crystal display device, the alignment of the liquid crystal in a liquid crystal layer disposed on the step may be disturbed, causing light leakage, or the step may break the ITO film. Was.
  • a gap between the color filter and the opposing substrate is maintained by using a bead-shaped spacer, the gap between the opposing substrate and the color filter is not fixed due to the step. There was a problem.
  • the width of the thin film region at both sides where the width of the thick film region at the center of the light shielding portion is relatively narrow can be made relatively large.
  • the thickness of the laminated layer of the colored layer and the light-shielding portion can be made relatively low, and the color formed in the opening of the light-shielding portion can be reduced.
  • the difference from the thickness of the layer can be reduced. Therefore, when the color filter of the present embodiment is used in a liquid crystal display device, it is less likely to affect the orientation of the liquid crystal layer formed on the color filter and the ITO film and the like. Therefore, a high-quality color filter that can maintain a constant gap can be obtained.
  • the thick film region is a region at the center of the light shielding portion that is 85% or more of the maximum film thickness of the light shielding portion, and the thin film region is 50% of the maximum film thickness of the light shielding portion. These are areas on both sides of the light-shielding section, as described below.
  • the maximum thickness of the light-shielding portion means that the maximum thickness of each light-shielding portion is equal to the thickness of the portion.
  • the width of the thick film region is preferably within a range of 30% to 60%, particularly 30% to 50% of the line width of the light shielding portion.
  • the width of the thin film region that is, the distance to the portion where the end portion force of the light shielding portion is 50% of the maximum film thickness of the light shielding portion is 10% to 20% of the light shielding portion line width on both sides. Is preferably within the range.
  • the width of the thick film region or the thin film region can be measured by, for example, calculating the equivalent force obtained by photographing the cross-sectional shape of the central portion of the light-shielding portion with a scanning electron microscope (SEM) or the like.
  • SEM scanning electron microscope
  • the maximum film thickness r of the overlapping portion 4 where the coloring layer 3 overlaps a part of the light shielding portion 2 and the light shielding portion 2 is not more than 0.3, preferably not more than 0.4111, and particularly preferably not more than 0.3 m.
  • the overlapping portion refers to a region where the light shielding portion and the coloring layer are stacked
  • the film thickness at the central portion of the coloring layer refers to, for example, a rectangular shape of the opening of the light shielding portion. In this case, it refers to the thickness of the colored layer at the intersection of the diagonal lines of the rectangle.
  • the difference between the film thickness of all the overlapping portions and the film thickness of the central portion of the coloring layer is within the above range. Is preferred.
  • the light-shielding portion used in the present embodiment is formed on a transparent substrate described later, and contains at least a light-shielding material and a resin, and is used as a light-shielding portion of a color filter. is there
  • the shape of the light shielding portion in the present embodiment is not particularly limited as long as the width of the thick film region and the width of the thin film region are within a predetermined range. However, it is particularly preferable that it is formed so as to have a mountain shape. As a result, This is because the thickness of the coloring layer formed on the thick film region of the light part can be reduced.
  • the width of the entire light-shielding portion used in the present embodiment ie, the line width of the light-shielding portion, usually depends on the shape of the color filter and the like. m—30 m, especially 16 ⁇ m—30 ⁇ m. In the case where the color filter of the present embodiment is used for mopiling, the line width of the light-shielding portion is preferably in the range of ⁇ 15 / zm. In addition, the height is also selected appropriately. Normally 0.5 ⁇ m—2.5 m, especially 0.8 ⁇ m—2.5 m, especially 0.8 ⁇ m—1.5 ⁇ m Degree.
  • a colored layer described later is formed so as to cover a part of the light-shielding portion. Usually, it is about 2 m—10 / zm, preferably about —. Thereby, a high-quality color filter free from white spots or the like can be obtained.
  • the light-shielding portion contains at least a light-shielding material and a resin
  • the materials and the like are not particularly limited.
  • the light-shielding portion can be formed as a composition for forming a light-shielding portion by adding a monomer or the like.
  • the light-shielding material a material used for a resin light-shielding portion generally used for a color filter can be used.
  • light-shielding properties such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments can be used. And the like.
  • the resin contained in the light-shielding portion used in the present embodiment includes ethylene butyl acetate copolymer, ethylene monochloride copolymer, ethylene butyl copolymer, polystyrene, and acrylonitrile styrene copolymer.
  • ABS resin polymethacrylic acid resin, ethylene-methacrylic acid resin, polychlorinated vinyl resin, chlorinated salted brewer, polybutylarco, senorelose acetate propionate, senorelose acetate Butyrate, nylon 6, nylon 66, nylon 12, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polybutylacetal, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylenesulfide, polyarylate, polybutylbutyral , Epoxy Xy resin, polyimide resin, polyamide imide resin, polyamic acid resin , Polyetherimide resin, phenol resin, urea resin and the like.
  • polymerizable monomers such as methyl (meth) atalylate, ethyl (meth) atalylate, n-propyl (meth) atalylate, isopropyl (meth) atalylate, sec butyl (meth) atalylate, and isobutyl ( (Meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) )
  • copolymers having at least one kind of power selected from the neutral power of anhydrous materials can also be exemplified.
  • the above-mentioned copolymer may be exemplified by a polymer obtained by adding an ethylenically unsaturated compound having a glycidyl group or a hydroxyl group.
  • a resin containing an ethylenically unsaturated bond is particularly preferably used because it forms a bridge bond with the monomer and provides excellent strength.
  • Examples of the monomer that can be used for forming the light-shielding portion used in the present embodiment include a polyfunctional atalylate monomer, and a group containing an ethylenically unsaturated bond such as an acryl group or a methacryl group. Can be used.
  • the polyfunctional atalylate monomers may be used in combination of two or more.
  • the term (meth) acryl is meant to mean that of acrylic or methacryl.
  • taste, (meta) acrylate refers to an amino acid group or a metathalylate which is a different group.
  • Examples of the photoinitiator that can be used in the present embodiment include ultraviolet, ionizing radiation, visible light, or other wavelengths, in particular, a photoradical polymerization initiator that can be activated by an energy ray of 365 nm or less. Can be used. Specific examples of such a photopolymerization initiator include benzophenone, o-methyl methyl benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (getylamine) benzophenone, ⁇ -amino'acetophenone, and 4,4.
  • the resin contained in the composition for forming a light-shielding portion may be a resin of the above-mentioned resin.
  • a method of imparting thermoplasticity to the composition for forming a light-shielding portion by using a low-molecular material, or by adding a large amount of the above-mentioned monomers, and the like are exemplified.
  • the composition is softened by applying heat to the light-shielding portion.
  • the shape as described above can be obtained.
  • the photoinitiator contained in the resin composition for example, a method of using a large amount of a surface-curable photoinitiator among the photoinitiators described above may be mentioned.
  • a method of using a large amount of a surface-curable photoinitiator among the photoinitiators described above may be mentioned.
  • the surface of the region where the light-shielding portion is formed is hardened, but light hardening has not completely progressed inside the light-shielding portion.
  • etching is performed in a reverse tapered shape having a high angle. Therefore, after the etching is completed, the tapered portion is lowered by post-betaing the inverted tapered light-shielding portion, so that the light-shielding portion having the above-described shape can be formed.
  • a method of pouring the composition for forming a light-shielding portion into a mold having a shape for forming the light-shielding portion, curing the composition, and then bonding the light-shielding portion on a transparent substrate can also be used. Further, by changing the exposure amount using a halftone mask, a light-shielding portion having the above-described shape can be formed.
  • the shape and the like of the colored layer used in the present embodiment are not particularly limited as long as it is formed at the opening of the light shielding portion so as to cover a part of the light shielding portion as described above.
  • a composition for forming a colored layer of three colors of red (R), green (G), and blue (B) for example, a strip type, a mosaic type, a triangle type, a four-pixel arrangement type, etc.
  • the coloring area can be arbitrarily set.
  • the opening refers to a region on the transparent substrate where the light shielding portion is formed.
  • the advantage of the present embodiment can be utilized even in a region where the coloring layer and the light shielding portion are orthogonal to each other.
  • the thickness of the colored layer formed in the present embodiment is a force which is appropriately selected depending on the intended color filter. Normally, about 1. O / zm—about 3. O / zm, especially 1.2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ -2.5 m is preferable. Thereby, the difference in film thickness between the region formed in the opening of the light shielding portion and the region formed on the light shielding portion can be reduced.
  • the color layer used in the present embodiment can be formed by a method used in the production of a general color filter, such as a photolithography method or an inkjet method. Further, the material of the coloring layer used in the present embodiment can be the same as the coloring layer used for a general color filter, and thus detailed description is omitted here.
  • the transparent substrate used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is generally used for a color filter, and has no flexibility such as quartz glass, Neurex (registered trademark) glass, and a synthetic quartz plate.
  • a transparent rigid material or a flexible transparent material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin plate can be used.
  • the color filter in the present embodiment is not particularly limited as long as the light-shielding portion and the colored layer are formed on the transparent substrate described above.
  • a protective layer or an electrode may be used.
  • a layer or the like may be formed.
  • a second embodiment of the color filter of the present invention includes a transparent substrate, a light shielding portion formed on the transparent substrate and containing at least a light shielding material and a resin, and an opening of the light shielding portion on the transparent substrate. Having a colored layer formed so as to cover a part of the light shielding portion, A color filter having an intersection where the colored layer and the light-shielding portion intersect so that the colored layer covers the light-shielding portion,
  • the difference between the maximum thickness at the intersection and the thickness at the center of the colored layer formed in the opening of the light-shielding portion is within a predetermined range.
  • intersection portion refers to a region where the colored layer and the light-shielding portion intersect, where the colored layer and the light-shielding portion intersect.
  • a color filter having such an intersection for example, a color filter having a striped colored layer 3 as shown in FIG.
  • the light-shielding portion 2 is also formed in the direction a in FIG. 5A, so that, for example, as shown in FIG. This is because the portion where the layer 3 intersects is covered with the colored layer 3.
  • the colored layer 3 has a bent pattern. And the like.
  • a horizontal electric field type color filter for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-311334, a colored layer formed in a pattern bent from a plane such as a viewing angle is generally used. This is because, even in such a color filter, a light-shielding portion is formed to intersect with the coloring layer in order to partition the coloring layer, similarly to the above-mentioned stripe type coloring layer.
  • the difference between the maximum film thickness at the intersection and the film thickness at the center of the colored layer formed at the opening of the light-shielding portion is within a predetermined range, For example, as shown in a cross-sectional view in the b direction of FIG. 5A (FIG. 3), a light shielding portion 2 formed on a transparent substrate 1 and a colored layer formed to cover the entire light shielding portion 2 3 and a thickness f at the center of the striped colored layer 3 formed in the opening of the light-shielding portion 2 so as to be within a predetermined range.
  • the color filter of this embodiment when used in a liquid crystal display device, the orientation of the liquid crystal formed on the color filter is disturbed, and the ITO film formed on the color filter is broken. In addition, it is possible to reduce the problem that the gap between the opposing substrate and the color filter is not constant!
  • the difference between the thickness of the intersection and the thickness of the center of the colored layer is specifically 0.5 m or less. It should be below 0.1 m / zm—O. 4111, especially 0.1 m / zm—O. 2 m.
  • the maximum film thickness at the intersection portion means the film thickness at the portion where the film thickness of the light-shielding portion and the coloring layer at the intersection portion is maximum.
  • the method and material for forming the color filter Although there is no particular limitation, the use of the light-shielding portion of the color filter described in the above-mentioned ⁇ 1.
  • First Embodiment '' makes it possible to realize the above-described film thickness difference. Power preferred.
  • the light-shielding portion, the colored layer, the transparent substrate, and the like used in the present embodiment can be the same as those in "1. First Embodiment" described above, and thus detailed description is omitted here. You. Further, the color filter of the present embodiment may have other members as needed.
  • a glass substrate having a thickness of 0.7 mm (1737 glass manufactured by Corning Incorporated) was prepared.
  • a photosensitive resin composition for a black matrix having the following composition was applied to the entire surface of one side of the substrate, dried, and heated on a hot plate. Then, after exposing through a predetermined photomask, it was excessively developed and baked to form a black matrix (line width: 14.4 m, thickness: 1: m). At this time, the thick film region was 5.8 / ⁇ , and the thin film region was 2.4 m.
  • the photosensitive resin composition has the following composition. The same applies to the photosensitive resin composition used in the following examples.
  • each coating liquid for a red pattern, a green pattern, and a blue pattern having the following composition is adjusted, and the red pattern, the green pattern, and the A blue pattern (each thickness 1.7 m) was formed to form a color filter.
  • the difference between the maximum thickness of the overlapped portion where the colored layer overlaps a part of the light shielding portion of the formed color filter and the thickness of the central portion of the colored layer formed at the opening of the light shielding portion is 0.3. ⁇ m.

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Abstract

　本発明は、樹脂製の遮光部と着色層とが重なる領域の膜厚と、着色層のみ形成された領域の膜厚との差が小さく、液晶の配向の乱れ等の少ない高品質なカラーフィルタを提供することを主目的としている。 　上記目的を達成するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および樹脂を含有する遮光部と、前記透明基板上の前記遮光部の開口部に形成され、かつ前記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、 　前記遮光部が、前記遮光部の中心部に位置する、前記遮光部の最大膜厚の８５％以上である厚膜領域の幅が、遮光部線幅の３０％～６０％の範囲内であり、前記遮光部の両側部に位置する、前記遮光部の最大膜厚の５０％以下である薄膜領域のそれぞれの幅が、遮光部線幅の１０％～２０％の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。

Description

明 細 書
カラーフィ タ
技術分野
[0001] 本発明は、液晶表示装置に用いられた際、液晶配向等を乱すことの少ない高品質 なカラーフィルタに関するものである。
背景技術
[0002] 液晶表示装置に用いられるカラーフィルタを形成する際、一般的に、カラーフィルタ を形成する透明基板上に遮光部を形成し、その開口部に着色層を形成する方法等 が用いられている。このような遮光部として、従来よりクロム等の金属を真空蒸着させ た金属薄膜をエッチング加工したものが用いられている力 近年、黒色の顔料等を分 散させた榭脂を塗布し、フォトリソグラフィ一法等によってパターユングすることにより 形成される榭脂製遮光部の開発が進められ、実用化されている。このような榭脂製の 遮光部においては、金属薄膜からなる遮光部と比較して、真空蒸着等のプロセスが 不要であり、大面積のカラーフィルタにも適用可能である、という利点を有する。
[0003] し力しながら、このような榭脂製遮光部は、クロム等の金属薄膜からなる遮光部と比 較して、十分な光学濃度を得るために、厚膜とする必要がある。そのため、白抜け等 の防止の目的で、榭脂製マトリクスの一部を被覆するように形成された着色層の膜厚 が厚くなり、この遮光部と着色層とが積層されている領域と、着色層のみ形成された 領域との膜厚差が大き 、ものとなる。
[0004] 特に、遮光部が形成された透明基板上に、赤 (R)、緑 (G)、青 (B)等、複数回にわ たって着色層が形成される場合、遮光部と着色層とが積層されている領域と、着色層 のみ形成された領域との膜厚差が大きいものとなる。このようなカラーフィルタの着色 層の形成方法を、例えば図 4を用いて説明する。まず遮光部 2が形成された透明基 板 1の開口部に、遮光部 2を一部被覆するように一色目の着色層 3Rをフォトリソダラ フィ一法等により形成する（図 4 (a) )。続いて、その着色層 3Rが形成された透明基板 1上に 2色目の着色層を形成する着色層形成用組成物 4Bを塗布し（図 4 (b) )、目的 とする領域のみ硬化させて、着色層 3Bを形成する（図 4 (c) )。ここで、上記着色層形 成用組成物 4Bを塗布した際、透明基板 1上には着色層 3Rが形成されており、着色 層 3Rが形成されて ヽる領域の近傍では、その上に塗布された着色層形成用組成物 4Bの膜厚が厚くなる。したがって、この着色層形成用組成物 4Bを硬化させることによ り形成される着色層 3Bの着色層 3R側の膜厚が、着色層 3Rの膜厚より高くなる。同 様に 3色目に形成される着色層形成用組成物 4Gを塗布した場合（図 4 (d) )、この着 色層を形成する領域の両隣には、すでに着色層 3R、および 3Gが形成されているた め、この近傍での着色層形成用組成物 4Gの膜厚が高くなり、硬化等させて着色層 3 Gとした際には、着色層 3Rおよび 3Bと比較して、遮光部 2と積層されている領域の膜 厚が高くなるのである（図 4 (e) )。
[0005] カラーフィルタ力 このように、遮光部および着色層が積層されている領域と、着色 層のみが形成されている領域とで膜厚差を有する場合、カラーフィルタ上に形成され た液晶層中の液晶の配向が乱されて、光漏れが生じたり、またカラーフィルタ上に形 成される ITO膜が断線する等の問題が生じていた。またさらに、カラーフィルタと対向 基板とを対向させた際のギャップが均一とならない等の問題もあった。
[0006] また、ストライプ状の着色層を有するカラーフィルタの場合には、例えば図 5 (a)に 示すように、遮光部 2が形成された透明基板上に、着色層 3がストライプ状に形成さ れることとなる。ここで、遮光部 2は、 a方向にも着色層 3と直交するように形成されて おり、例えば図 5 (a)の b方向の断面図（図 5 (b) )に示されるように、遮光部 2が、着色 層 3と直交する部分では、遮光部 2が着色層 3に全て覆われることとなる。この際、上 述したように、榭脂製の遮光部 2の膜厚が厚い場合には、遮光部 2と着色層 3とが積 層された領域と、着色層 3のみが形成されている領域との膜厚の差が大きなものとな る。またこの膜厚差は、 a方向にライン状に続くものであることから、より液晶の配向を 乱す原因や、 ITO膜の断線の原因となる場合があった。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 以上のことから、榭脂製の遮光部と着色層とが重なる領域の膜厚と、着色層のみ形 成された領域の膜厚との差が小さぐ液晶の配向の乱れ等の少ない高品質なカラー フィルタの提供が望まれて 、る。 課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および榭 脂を含有する遮光部と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部に形成され、かつ 上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであ つて、
上記遮光部が、上記遮光部の中心部に位置する、上記遮光部の最大膜厚の 85% 以上である厚膜領域の幅が、遮光部線幅の 30%— 60%の範囲内であり、上記遮光 部の両側部に位置する、上記遮光部の最大膜厚の 50%以下である薄膜領域のそ れぞれの幅力 遮光部線幅の 10%— 20%の範囲内であることを特徴とするカラーフ ィルタを提供する。
[0009] 本発明によれば、遮光部の中心部に位置する上記厚膜領域の幅が上記範囲内で あり、かつ遮光部の両側部に位置する上記薄膜領域の幅力 上記範囲内であること から、遮光部の中心部における膜厚を比較的薄くすることができ、遮光部をなだらか な形状を有するもの等とすることができる。これにより、例えば遮光部上に着色層を形 成するための着色層形成用組成物等を塗布する際、遮光部の中心部上に塗布され る着色層形成用組成物の塗布量を少ないものとすることができ、着色層と遮光部とが 重なった部分の膜厚を低いものとすることができる。また、本発明のカラーフィルタが 例えばストライプ型着色層等を有するカラーフィルタである場合には、例えばストライ プ型着色層と遮光部とが直交した、ストライプ型着色層と遮光部とが積層された部分 においても、遮光部の厚膜領域上に形成されるストライプ型着色層の膜厚を薄いも のとすることができ、ストライプ型着色層のみ形成されている領域との膜厚差が少ない ものとすることができる。これにより、カラーフィルタを液晶表示装置に用いる際、カラ 一フィルタ上に形成された液晶層の配向性が乱されることや、 ITO膜が断線すること 、対向する基板とのギャップが不均一となること等が少ないものとすることができる。ま た、横電界方式のカラーフィルタにおいて、屈曲したパターン状に着色層が形成され る場合にも、同様のことがいえる。
[0010] 上記発明においては、上記遮光部の一部に上記着色層が重畳した重畳部の最大 膜厚と、上記遮光部の開口部に形成された上記着色層の中央部の膜厚との差が、 0 . 5 m以下であることが好ましい。これにより、本発明のカラーフィルタ上に形成され た液晶層の配向のばらつきや、 ITO膜の断線等をより少ないものとすることができる 力 である。
[0011] また、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料お よび榭脂を含有する遮光部と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部に形成され 、かつ上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有し、上記着色層 が上記遮光部を覆うように上記着色層と上記遮光部とが交差する交差部を有力ラー フィルタであって、
上記交差部の最大膜厚と、上記遮光部の開口部に形成された上記着色層の中央 部の膜厚との差が、 0. 5 m以下であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
[0012] 本発明によれば、上記交差部を有する、例えばストライプ型のカラーフィルタや、屈 曲したパターン状に着色層が形成されたカラーフィルタ等の、上記交差部の膜厚と、 着色層の膜厚との差が、上記範囲内であることから、本発明のカラーフィルタ上に形 成された液晶層の配向性がばらついたり、対向する基板とのギャップが不均一となる こと等を少な 、ものとすることができる。
発明の効果
[0013] 本発明によれば、着色層と遮光部とが重なった部分の膜厚を低いものとすることが できる。また、本発明のカラーフィルタが例えばストライプ型着色層を有するカラーフ ィルタである場合には、ストライプ型着色層と遮光部とが直交した、ストライプ型着色 層と遮光部とが積層された部分においても、遮光部の厚膜領域上に形成されるストラ イブ型着色層の膜厚を薄いものとすることができる。これにより、本発明のカラーフィ ルタを液晶表示装置に用いる際、カラーフィルタ上に形成された液晶層の配向性が 乱されることや、 ITO膜が断線すること、対向する基板とのギャップが不均一となるこ と等が少な 、ものとすることができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明のカラーフィルタを説明する説明図である。
[図 2]本発明に用いられる遮光部を説明する説明図である。
[図 3]本発明に用いられる遮光部を説明する説明図である。 [図 4]一般的なカラーフィルタの着色層の形成方法の一例を説明する工程図である。
[図 5]—般的なストライプ型着色層を有するカラーフィルタを説明する説明図である。
[図 6]横電界方式のカラーフィルタにおける屈曲したパターン状に形成された着色層 を説明する説明図である。
符号の説明
[0015] 1…透明基板
2…遮光部
3…着色層
4…重畳部
5…直交重畳部
発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明は、液晶表示装置に用いられた際、液晶配向等を乱すことの少ない高品質 なカラーフィルタに関するものであり、二つの実施態様がある。以下、それぞれの実 施態様ごとに詳しく説明する。
[0017] 1.第 1実施態様
まず、本発明のカラーフィルタの第 1の実施態様について説明する。本発明のカラ 一フィルタの第 1実施態様は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも 遮光材料および榭脂を含有する遮光部と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部 に形成され、かつ上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有する カラーフィルタであって、
上記遮光部の中心部に位置する、上記遮光部の最大膜厚の 85%以上である厚膜 領域の幅が遮光部線幅に対して所定の範囲内であり、上記遮光部の両側部に位置 する、上記遮光部の最大膜厚の 50%以下である薄膜領域のそれぞれの幅が、遮光 部線幅に対して所定の範囲内であることを特徴とするものである。
[0018] 本実施態様のカラーフィルタは、例えば図 1 (a)に示すように、透明基板 1と、その 透明基板 1上に形成された遮光部 2と、その遮光部 2の一部にカゝかるように形成され た着色層 3 (3R、 3G、および 3B)とを有するカラーフィルタであり、上記遮光部 2は、 例えば図 1 (b)に示すように、遮光部 2の中央部において、遮光部の最大膜厚 tに対 して、所定の割合以上の膜厚を有する厚膜領域の幅 mが遮光部線幅 nに対して所定 の範囲内であり、かつ遮光部 2の両側部において、遮光部の最大膜厚 tに対して、所 定の割合以下の膜厚を有する薄膜領域の幅 yが、それぞれ遮光部線幅 nに対して所 定の範囲内となるものである。なお、遮光部線幅とは、遮光部の端部から端部までの 幅をいうこととする。また上記側部とは、遮光部の端部を含む領域をいうこととし、中心 部とは、遮光部の最大膜厚部を含む領域をいうこととする。また、上記遮光部の形状 は、カラーフィルタの有効表示領域内の遮光部の形状を 、うこととする。
[0019] ここで、一般的な形状を有する榭脂製の遮光部を用いてカラーフィルタを形成した 場合には、上述したように、着色層と遮光部とが重なった部分においては、遮光部の 膜厚が厚いことから、着色層が盛り上がって形成されることとなり、着色層のみが形成 された領域と膜厚の差が生じ、段差を有することとなる。これにより、カラーフィルタを 液晶表示装置に用 、た場合に、その段差上に配置される液晶層の液晶の配向が乱 されて光漏れが生じたり、段差によって ITO膜が断線する場合等があった。また、例 えばビーズ状のスぺーサを用いてカラーフィルタと対向する基板とのギャップを保持 する場合等には、その段差によって、対向する基板とカラーフィルタとのギャップがー 定とならない等の問題があった。
[0020] 一方、本実施態様によれば、遮光部の中心部における上記厚膜領域の幅が比較 的狭ぐ両側部における上記薄膜領域の幅が比較的広い形状とすることができる。こ れにより、例えば遮光部上に着色層が形成された際、着色層と遮光部とが積層され た膜厚を比較的低いものとすることができ、遮光部の開口部に形成された着色層の 膜厚との差を小さいものとすることができる。したがって、本実施態様のカラーフィルタ を液晶表示装置に用いた際、カラーフィルタ上に形成された液晶層の配向性や ITO 膜等に影響を与える可能性が低ぐまた対向する基板とカラーフィルタとのギャップを 一定に保つことが可能な、高品質なカラーフィルタとすることができるのである。
[0021] ここで、上記厚膜領域は、遮光部の最大膜厚の 85%以上となる、遮光部の中心部 における領域であり、上記薄膜領域とは、遮光部の最大膜厚の 50%以下となる、遮 光部の両側部における領域である。なお、遮光部の最大膜厚とは、各遮光部の最も 膜厚が厚 、部分の膜厚を ヽうこととする。 [0022] 本実施態様においては、この厚膜領域の幅が、遮光部線幅の 30%— 60%、特に 30%— 50%の範囲内であることが好ましい。また、上記薄膜領域の幅、すなわち遮 光部の端部力も遮光部の最大膜厚の 50%の膜厚となる部分までの距離が、両側部 において、遮光部線幅の 10%— 20%の範囲内であることが好ましい。これにより、遮 光部上に着色層を形成した場合であっても、着色層のみ形成された領域と、着色層 に遮光部が被覆された領域との膜厚差を小さなものとすることができるからである。
[0023] 上記厚膜領域や、薄膜領域の幅の測定は、例えば遮光部の中央部の断面形状を 走査型電子顕微鏡 (SEM)等で撮影したもの等力 算出することができる。
[0024] またここで、本実施態様においては、例えば図 2に示すように、遮光部 2の一部に着 色層 3が重畳している重畳部 4の最大膜厚 rと、遮光部 2の開口部に形成された着色 層 3の中央部の膜厚 sとの差力 0. 以下、中でも 0. 4 111以下、特に0. 3 m 以下であることが好ましい。このような範囲内とすることにより、上記重畳部上での液 晶の配向性の乱れや、 ITO膜の断線等をより防止することができ、また液晶表示装 置のギャップを一定のものとすることができるからである。なお、上記重畳部とは、遮 光部と着色層とが積層されている領域をいうこととし、上記着色層の中央部の膜厚と は、例えば遮光部の開口部の形状が矩形である場合、その矩形の対角線の交点に おける着色層の膜厚をいうこととする。ここで、上述したように、着色層が複数回にわ けて形成される場合には、全ての重畳部の膜厚と着色層の中央部の膜厚との差が、 上記範囲内となることが好ましい。
以下、本実施態様のカラーフィルタにおける各構成ごとに詳しく説明する。
[0025] (遮光部）
まず、本実施態様に用いられる遮光部について説明する。本実施態様に用いられ る遮光部は、後述する透明基板上に形成されるものであり、少なくとも遮光材料およ び榭脂を含有するものであって、カラーフィルタの遮光部として用いられるものである
[0026] 本実施態様におけるこの遮光部の形状は、上述したように、上記厚膜領域とおよび 上記薄膜領域の幅が所定の範囲内とされる形状であれば、特に限定されるものでは ないが、特に山なりの形状となるように形成されていることが好ましい。これにより、遮 光部の厚膜領域上に形成された着色層の膜厚を、薄いものとすることができるからで ある。
[0027] また、本実施態様で用いられる遮光部全体の幅、すなわち遮光部線幅としては、力 ラーフィルタの形状等にもよるものである力 通常 6 μ m— 35 μ m、中でも 10 μ m— 3 0 m、特に 16 μ m— 30 μ mの範囲内とされる。なお、本実施態様のカラーフィルタ がモパイル用途に用いられる場合には、上記遮光部線幅は、 — 15 /z mの範囲 内とされることが好ましい。また、高さについても適宜選択されるものである力 通常 0 . 5 μ m— 2. 5 m、中でも 0. 8 μ m— 2. 5 m、特に 0. 8 μ m— 1. 5 μ m程度とさ れる。
[0028] 本実施態様においては、遮光部の一部を被覆するように後述する着色層が形成さ れるが、この着色層に被覆される遮光部の幅としては、遮光部の端部から、通常 2 m— 10 /z m程度、好ましくは — 程度とされる。これにより、白抜け等のな い、高品質なカラーフィルタとすることができるからである。
[0029] ここで、上記遮光部には、少なくとも遮光材料および榭脂が含有されて 、れば、そ の材料等は特に限定されるものではなぐ通常、遮光材料ゃ榭脂に、光開始剤ゃモ ノマ一等を添加して遮光部形成用組成物として上記遮光部を形成することができる。
[0030] 上記遮光材料としては、一般的にカラーフィルタに用いられる榭脂製遮光部に用い られる材料を用いることができ、例えばカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有 機顔料等の遮光性粒子等が挙げられる。
[0031] また、本実施態様に用いられる遮光部に含有される榭脂としては、エチレン 酢酸 ビュル共重合体、エチレン一塩化ビュル共重合体、エチレン ビュル共重合体、ポリ スチレン、アクリロニトリル スチレン共重合体、 ABS榭脂、ポリメタクリル酸榭脂、ェチ レンーメタクリル酸榭脂、ポリ塩化ビュル榭脂、塩素化塩ィ匕ビュル、ポリビュルアルコ 一ノレ、セノレロースアセテートプロピオネート、セノレロースアセテートブチレート、ナイ口 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、ポリビュルァセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ ルサルフォン、ポリフエ-レンサルファイド、ポリアリレート、ポリビュルプチラール、ェ ポキシ榭月旨、フエノキシ榭脂、ポリイミド榭脂、ポリアミドイミド榭脂、ポリアミック酸榭脂 、ポリエーテルイミド榭脂、フエノール榭脂、ユリア榭脂等を例示することができる。
[0032] さらに、重合可能なモノマーであるメチル (メタ）アタリレート、ェチル (メタ）アタリレー ト、 n プロピル (メタ）アタリレート、イソプロピル (メタ）アタリレート、 sec ブチル (メタ） アタリレート、イソブチル (メタ）アタリレート、 tert-ブチル (メタ）アタリレート、 n-ペンチ ル (メタ）アタリレート、 n-へキシル (メタ）アタリレート、 2—ェチルへキシル (メタ）アタリ レート、 n-ォクチル (メタ）アタリレート、 n-デシル (メタ）アタリレート、スチレン、 α -メ チルスチレン、 Ν ビュル 2—ピロリドン、グリシジル (メタ）アタリレートの中力も選ばれ る 1種以上と、（メタ）アクリル酸、アクリル酸の二量体 (例えば、東亞合成化学 (株)製 Μ— 5600)、ィタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビュル酢酸、これらの無 水物の中力も選ばれる 1種以上力もなるポリマー又はコポリマーも例示できる。また、 上記のコポリマーにグリシジル基又は水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付 カロさせたポリマー等も例示できる力 これらに限定されるものではない。
[0033] 上記例示の中でも、エチレン性不飽和結合を含有する榭脂は、モノマーと共に架 橋結合を形成し、優れた強度が得られるので、特に好ましく用いられる。
[0034] また、本実施態様に用いられる遮光部の形成に用いることが可能なモノマーとして は、例えば多官能アタリレートモノマーが挙げられ、アクリル基ゃメタクリル基等のェ チレン性不飽和結合含有基を 2つ以上有する化合物を用いることができる。具体的 には、エチレングリコール (メタ）アタリレート、ジエチレングリコールジ (メタ）アタリレー ト、プロピレングリコールジ (メタ）アタリレート、ジプロピレングリコールジ (メタ）アタリレ ート、ポリエチレングリコールジ (メタ）アタリレート、ポリプロピレングリコールジ (メタ）ァ タリレート、へキサンジ (メタ）アタリレート、ネオペンチルグリコールジ (メタ）アタリレート 、グリセリンジ (メタ）アタリレート、グリセリントリ（メタ）アタリレート、トリメチロールプロパ ントリ（メタ）アタリレート、 1, 4 ブタンジオールジアタリレート、ペンタエリスリトール（メ タ）アタリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アタリレート、ペンタエリスリトールテトラ（ メタ）アタリレート、ジペンタエリスリトールへキサ (メタ）アタリレート、ジペンタエリスリト 一ルペンタ (メタ）アタリレート等を例示することができる。
[0035] 多官能アタリレートモノマーは、 2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本 実施態様にぉ 、て (メタ）アクリルとはアクリル又はメタクリルの 、ずれかであることを意 味し、（メタ）アタリレートとはアタリレート基又はメタタリレートの 、ずれかであることを意 味する。
また、本実施態様に用いることが可能な光開始剤としては、紫外線、電離放射線、 可視光、或いは、その他の各波長、特に 365nm以下のエネルギー線で活性ィ匕し得 る光ラジカル重合開始剤を使用することができる。そのような光重合開始剤して具体 的には、ベンゾフエノン、 o ベンゾィル安息香酸メチル、 4, 4 ビス（ジメチルァミン） ベンゾフエノン、 4, 4—ビス（ジェチルァミン）ベンゾフエノン、 α—ァミノ'ァセトフエノン 、 4, 4ージクロ口べンゾフエノン、 4一べンゾィルー 4ーメチルジフエ二ルケトン、ジベンジ ルケトン、フルォレノン、 2, 2—ジエトキシァセトフエノン、 2, 2—ジメトキシー 2—フエニル ァセトフエノン、 2—ヒドロキシー 2—メチルプロピオフエノン、 ρ— tert—ブチルジクロロア セトフエノン、チォキサントン、 2—メチルチオキサントン、 2—クロ口チォキサントン、 2— イソプロピルチォキサントン、ジェチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベ ンジルメトキシェチルァセタール、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 ノレアントラキノン、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 アジドベンジルァセトフエノン、 2, 6 ビス（ρ アジドベンジリデン）シクロへキサン 、 2, 6 ビス（ρ アジドベンジリデン) 4ーメチルシクロへキサノン、 2 フエ-ルー 1, 2 —ブタジオン 2— (ο—メトキシカルボ-ル）ォキシム、 1 フエ-ループロパンジオン— 2 —(〇一エトキシカルボ-ル）ォキシム、 1 , 3—ジフエ-ループロパントリオン 2— (ο エト キシカルボ-ル）ォキシム、 1—フエ-ルー 3—エトキシープロパントリオン 2— (ο—ベン ゾィル）ォキシム、ミヒラーケトン、 2—メチルー 1 [4 (メチルチオ）フエ-ル ]ー2 モルフ ォリノプロパン 1 オン、 2—ベンジルー 2—ジメチルァミノ一 1— (4 モルフォリノフエ- ル）ーブタノン、ナフタレンスルホ-ルクロライド、キノリンスルホ-ルクロライド、 η フエ -ルチオアタリドン、 4, 4ーァゾビスイソブチ口-トリル、ジフエ-ルジスルフイド、ベン ズチアゾールジスルフイド、トリフエ-ルホスフィン、カンファーキノン、アデ力社製 N17 17、四臭化炭素、トリブロモフエ-ルスルホン、過酸化べンゾイン、ェォシン、メチレン ブルー等の光還元性色素とァスコルビン酸やトリエタノールァミンのような還元剤との 組み合わせ等を例示できる。本実施態様では、これらの光重合開始剤を 1種のみ又 は 2種以上を組み合わせて用いることができる。
[0037] ここで、本実施態様にぉ 、て、上述した形状を有するように遮光部を形成する方法 としては、上記遮光部形成用組成物中に含有される榭脂を上述した榭脂の中でも低 分子の材料を用いたり、上述したモノマーを多量に添加すること等により、遮光部形 成用組成物に熱可塑性を付与する方法等が挙げられる。この場合、遮光部を形成す る領域に一般的な遮光部と同様の方法によって、矩形の遮光部を形成した後、その 遮光部に熱をかけることにより、遮光部形成用組成物を軟化させて、上述したような 形状とすることができるのである。
[0038] また、例えば上記榭脂組成物中に含有される光開始剤として、上述した光開始剤 の中でも、表面硬化性の光開始剤を多量に用いる方法が挙げられる。この場合、例 えばフォトリソグラフィ一法等においてエッチングが行われる際、遮光部が形成される 領域の表面は硬化されているが、遮光部の内側においては、光硬化が完全に進行 していないため、角度の高い逆テーパー状にエッチングされることとなる。したがって エッチング終了後、この逆テーパー状の遮光部をポストベータすることによって、テー パー状の部分が下がり、上述したような形状を有する遮光部を形成することができる のである。
[0039] またさらに、上記遮光部形成用組成物を、遮光部を形成する形状の型に流し込み 、硬化させた後、透明基板上にこの遮光部を貼り合わせる方法等を用いることもでき る。また、ハーフトーンマスクを利用して、露光量を変えることにより、上述したような形 状を有する遮光部を形成することもできる。
[0040] (着色層）
次に、本実施態様に用いられる着色層について説明する。本実施態様に用いられ る着色層は、上述したように上記遮光部の一部を被覆するように、上記遮光部の開 口部に形成されるものであれば、その形状等は特に限定されるものではなぐ例えば 赤色 (R)、緑色 (G)、青色 (B)の三色の着色層形成用組成物等を用いて、例えばス トライプ型、モザイク型、トライアングル型、 4画素配置型等の公知の配列とすることが でき、着色面積は任意に設定することができる。上記開口部とは、透明基板上の遮 光部が形成されて ヽな ヽ領域を ヽぅ。 [0041] 本実施態様にぉ 、ては、特に後記の第 2実施態様で説明するように、ストライプ型 の着色層であることが好ましい。これにより、本実施態様の利点を、着色層と遮光部と が直交する領域上でも活かすことが可能となるからである。
[0042] ここで、本実施態様において形成される着色層の膜厚は、 目的とするカラーフィル タによって適宜選択されるものである力 通常 1. O /z m— 3. O /z m程度、中でも 1. 2 μ ΐη- 2. 5 m程度とされることが好ましい。これにより、上記遮光部の開口部に形 成された領域と、上記遮光部上に形成された領域との膜厚差を小さいものとすること ができるからである。
[0043] なお、本実施態様に用いられる着色層の形成は、例えばフォトリソグラフィ一法や、 インクジェット法等、一般的なカラーフィルタの製造の際に用いられる方法とすること ができる。また、本実施態様に用いられる着色層の材料としては、一般的なカラーフ ィルタに用いられる着色層と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略 する。
[0044] (透明基板）
次に、本実施態様に用いられる透明基板について説明する。本実施態様に用いら れる透明基板は、一般的にカラーフィルタに用いられるものであれば特に限定される ものではなぐ石英ガラス、ノィレックス (登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性の ない透明なリジッド材、あるいは、透明榭脂フィルム、光学用榭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。
[0045] (カラーフィルタ）
本実施態様におけるカラーフィルタは、上述した透明基板上に、上記遮光部および 上記着色層が形成されているものであれば、特に限定されるものではなぐ例えば必 要に応じて、保護層や電極層等が形成されていてもよい。
[0046] 2.第 2実施態様
次に、本発明のカラーフィルタの第 2実施態様について説明する。本発明のカラー フィルタの第 2実施態様は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、少なくとも遮 光材料および榭脂を含有する遮光部と、上記透明基板上の上記遮光部の開口部に 形成され、かつ上記遮光部の一部を被覆するように形成された着色層とを有し、上記 着色層が上記遮光部を覆うように上記着色層と上記遮光部とが交差する交差部を有 カラーフィルタであって、
上記交差部の最大膜厚と、上記遮光部の開口部に形成された上記着色層の中央 部の膜厚との差が、所定の範囲内であることを特徴とするものである。
[0047] 上記交差部とは、着色層と遮光部とが交差する領域の、着色層と遮光部とが積層さ れている領域をいうこととする。このような交差部を有するようなカラーフィルタとしては 、例えば図 5 (a)に示すようなストライプ型着色層 3を有するようなカラーフィルタが挙 げられる。ストライプ型着色層を有するカラーフィルタにおいては、例えば図 5 (a)に おける a方向にも遮光部 2が形成されることから、例えば図 5 (b)に示すようにその遮 光部 2と着色層 3とが交差する部分においては、着色層 3により覆われることとなるか らである。
[0048] また、着色層が遮光部を覆うように交差する交差部を有するカラーフィルタとしては 、例えば図 6に示すような、横電界方式のカラーフィルタにおいて、着色層 3が屈曲し たパターン状に形成される場合等が挙げられる。横電界方式のカラーフィルタにお ヽ ては、例えば特開平 9— 311334号公報に開示されているように、視野角等の面から 屈曲したパターン状に形成された着色層が一般的に用いられ、このようなカラーフィ ルタにおいても、上述したストライプ型の着色層と同様に、着色層を区画するために 着色層と交差して遮光部が形成されることとなるからである。
[0049] ここで、本実施態様においては、上記交差部の最大膜厚と、遮光部の開口部に形 成された着色層の中央部における膜厚との差が所定の範囲内とされ、例えば図 5 (a) の b方向の断面図（図 3)に示されるように、透明基板 1上に形成された遮光部 2と、そ の遮光部 2全部を覆うように形成される着色層 3との最大膜厚 eと、遮光部 2の開口部 に形成されたストライプ型着色層 3の中央部の膜厚 fとの差が所定の範囲内となるよう に形成される。これにより、本実施態様のカラーフィルタを液晶表示装置に用いた際 に、カラーフィルタ上に形成された液晶の配向性が乱されたり、カラーフィルタ上に形 成された ITO膜が断線することや、対向する基板とカラーフィルタとのギャップが一定 にならな!、等の問題を少な 、ものとすることが可能となる。
[0050] 上記交差部と上記着色層の中央部の膜厚との差として、具体的には、 0. 5 m以 下、中でも 0. l /z m—O. 4 111、特に0. l /z m—O. 2 mの範囲内であること力 子ま しい。なお、交差部の最大膜厚とは、交差部において遮光部および着色層の膜厚が 、最大となる部分の膜厚をいうこととする。
[0051] ここで、本実施態様においては、上記交差部と上記着色層の中央部の膜厚との差 を上記範囲内とすることが可能であれば、このカラーフィルタの形成方法や形成材料 等は特に限定されるものではないが、特に上述した「1.第 1実施態様」で説明した力 ラーフィルタの遮光部を用いることにより、上記の膜厚差を実現することが可能となる こと力 好ましい。
[0052] 本実施態様に用いられる遮光部や、着色層、および透明基板等については、上述 した「1.第 1実施態様」と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略す る。また、本実施態様のカラーフィルタにおいても、必要に応じて適宜他の部材を有 していてもよい。
[0053] なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示 であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成 を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範 囲に包含される。
実施例
[0054] 以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
[0055] [実施例]
カラーフィルタ基板用の基板として、厚さ 0. 7mmのガラス基板 (コ一-ング社製 17 37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 下記の組成を有するブラックマトリクス用感光性榭脂組成物を塗布し、乾燥後ホットプ レート上で加熱した。その後、所定のフォトマスクを介して露光した後、過剰に現像し 、焼成してブラックマトリクス (線幅 14. 4 m、厚み 1.： m)を形成した。このときの 厚膜領域は、 5. 8 /ζ πι、薄膜領域は 2. 4 mであった。
[0056] (ブラックマトリクス用組成物）
•カーボンブラック 61重量部
•感光性榭脂組成物 39重量部 'メトキシブチノレアセテート 300重量部 上記感光性榭脂組成物は、下記組成を有するものである。以下の実施例について 用いられる感光性榭脂組成物にっ 、ても、同様である。
[0057] (感光性榭脂組成物）
'アクリル榭脂 部
.ジペンタエリスリトールへキサアタリレート 42重量部
•ェピコート 180S70 (三菱油化シェル (株)社製） 18重量部
•Irg. 907 (チノくスぺシャリティケミカルズ (株)社製） t部
[0058] 次に、下記組成の赤色パターン、緑色パターン、青色パターン用の各塗布液を調 整し、これらを用いて公知の顔料分散法にしたがって、画素領域に赤色パターン、緑 色パターン、および青色パターン (各厚み 1. 7 m)をそれぞれ形成してカラーフィ ルタとした。形成されたカラーフィルタの遮光部の一部に着色層が重畳した重畳部の 最大膜厚と、遮光部の開口部に形成された着色層の中央部の膜厚との差は、 0. 3 μ mであった。
[0059] (赤色パターン用塗布液の組成）
PR254分散液 33重量部
感光性榭脂組成物 67重量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 400重
[0060] (緑色パターン用塗布液の組成）
PG36ZPY150分散液 34重量部
感光性榭脂組成物 66重量部
プロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレアセテート 400重
[0061] (青色パターン用塗布液の組成）
PB15 : 6/PV23分散液 17重量部
感光性榭脂組成物 83重量部
プロピレングリコールモノメチルアセテート 400重量部
[0062] [比較例]
上記現像工程で通常の条件で、現像を行った以外は、実施例と同様 リクス（14. 4 m、膜厚 1.： m)を形成した。このときの厚膜領域の幅は 11. 、薄膜領域の幅は、 0. 7 mであった。続いて、実施例と同様の工程を経てカラーフ ィルタを形成した。形成されたカラーフィルタの遮光部の一部に着色層が重畳した重 畳部の最大膜厚と、遮光部の開口部に形成された着色層の中央部の膜厚との差は 、 0. 7 μ mであつ 7こ。
[評価]
実施例のカラーフィルタを使用した場合は、良好な表示特性を有する液晶表示装 置が得られた。一方比較例のカラーフィルタを使用した場合は、一部で配向不良が 生じた。

Claims

請求の範囲
[1] 透明基板と、前記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および榭脂を含有 する遮光部と、前記透明基板上の前記遮光部の開口部に形成され、かつ前記遮光 部の一部を被覆するように形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、 前記遮光部が、前記遮光部の中心部に位置する、前記遮光部の最大膜厚の 85% 以上である厚膜領域の幅が、遮光部線幅の 30%— 60%の範囲内であり、前記遮光 部の両側部に位置する、前記遮光部の最大膜厚の 50%以下である薄膜領域のそ れぞれの幅力 遮光部線幅の 10%— 20%の範囲内であることを特徴とするカラーフ イノレタ。
[2] 前記遮光部の一部に前記着色層が重畳した重畳部の最大膜厚と、前記遮光部の 開口部に形成された前記着色層の中央部の膜厚との差が、 0. 5 μ m以下であること を特徴とする請求の範囲第 1項に記載のカラーフィルタ。
[3] 透明基板と、前記透明基板上に形成され、少なくとも遮光材料および榭脂を含有 する遮光部と、前記透明基板上の前記遮光部の開口部に形成され、かつ前記遮光 部の一部を被覆するように形成された着色層とを有し、前記着色層が前記遮光部を 覆うように前記着色層と前記遮光部とが交差する交差部を有力ラーフィルタであって 前記交差部の最大膜厚と、前記遮光部の開口部に形成された前記着色層の中央 部の膜厚との差が、 0. 5 m以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
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