JP2011113008A - 液晶表示装置用カラーフィルタ、およびそれを用いたカラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨工程やＯＣ層形成を経ずとも、着色層端部のＢＭ上への乗り上げやＢＭ上で隣接する着色層端部同士の重なりによって生じる着色層突起の高さが低いカラーフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】透明基板と、前記透明基板上に形成された画素領域を画定する遮光部と、前記画素領域に配置された着色層と、を有する液晶表示装置用カラーフィルタであって、着色層が遮光部に乗り上げる幅が1.0μm以上5.0以下の範囲であり、隣接する着色層端部同士の重なり幅が4.0μm以下であり、基板面から見た着色層の高低差が0.3μm未満である、ことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタ、およびそれを用いたカラー液晶表示装置に関する。

一般に、液晶表示装置用カラーフィルタは、光透過性の基板上に、画素領域を区画するブラックマトリックス（以下、ＢＭと記す。）と呼ばれる遮光部と、該画素領域に着色層とを形成したものである。

ＢＭはカーボンブラックなどの遮光材を含有する樹脂層から形成され、マトリックス状に配置された着色層は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色を構成する顔料または染料を含有する樹脂層からなる。

着色層は、感光性の着色組成物を、ＢＭを形成した基板上に塗布し、フォトマスクを用いたパターン露光、現像など定法のパターニング処理を行って、所望のパターンに対応した着色組成物の硬化膜としたものである。ところが、パターン露光処理の際、フォトマスク間のズレなどによって、着色層とＢＭとの間に隙間が生じる恐れがあり、隙間が形成された場合、該隙間から光漏れ（いわゆる白抜け）が生じ、表示不良の原因となる。

そこで、着色層とＢＭとが重なるように、すなわち着色層の端部がＢＭ上に乗り上げた状態になるように露光処理を行って、光漏れ（白抜け）を防止している。

ところが、着色層の端部がＢＭ上に乗り上げて重なると、ＢＭ頂部近傍に着色層の突起（ツノ）形成され、液晶分子の配向不良（ディスクリネーションなど）の原因となっている。近年、モバイル向けなど高精細化が求められているカラーフィルタは、ＢＭ線幅が細くなるため、ＢＭ上で隣接する着色層端部同士が重なり易くなり、その結果、前記突起がさらに高くなる傾向がある。

着色層の突起を低減させるため、ＢＭからのアプローチとしては、例えば、特許文献１および特許文献２に記載があり、着色層からのアプローチとして、着色層に含有される樹脂の分子量やガラス転移温度の範囲を規定する内容の特許文献３が挙げられ、遮光部に乗り上げた着色層端部の現像後の形状を逆テーパーとすることで、逆テーパー状端部をポストベイク時の熱フローによって垂れさせる技術の開示として特許文献４が挙げられる。これらの方法を用いることで、着色層突起高さを低減させることができるが、ＢＭ上での隣接着色画素端部同士の重なりについては言及されていない。
隣接画素の端部同士がＢＭ上で重なると突起はさらに高くなるが、特許文献１〜４では、ある一つの色がＢＭ上に乗り上げた場合の突起高さ低減についての記載である。
特許文献５では、隣接画素の端部同士がＢＭ上で重なる場合であるが、研磨工程にて突起を低くする内容である。

その他にも、カラーフィルタ作製後、上記研磨を行う方法（特許文献５）やオーバーコート（以下、ＯＣと記す。）層を設ける方法（例えば特許文献６）があるが、これらは工程が増えることによるコストアップだけでなく、研磨キズや着色層とＯＣ層の密着性不良など、新たな不具合が生じる原因となっている。

特開２００８−２８１９０７号公報 特開２００８−２８１９０８号公報 特開２００６−２８４６６０号公報 特開２００８−１５２１８２号公報 特開２００８−２８１６７８号公報 特開２００３−３４４６３８号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、着色層端部がＢＭ上への乗り上げた場合、あるいはＢＭ上で隣接する着色層端部同士が重なった場合であっても、研磨工程やＯＣ層形成を経ずに、重なりによって生じる着色層突起の高さが低いカラーフィルタおよびそれを用いたカラー液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するための請求項１に係る発明は、透明基板と、前記透明基板上に形成された画素領域を画定する遮光部と、前記画素領域に配置された着色層と、を有する液晶表示装置用カラーフィルタであって、着色層が遮光部に乗り上げる幅が1.0μm以上5.0以下の範囲であり、隣接する着色層端部同士の重なり幅が4.0μm以下であり、着色層が遮光部に乗り上げること、および前記重なりによって生じた着色層突起の高さが着色層基準で0.3μm未満である、ことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１記載のカラーフィルタにおいて、先に入色した着色層中央部の膜厚をＴ1、遮光部に乗り上げた着色層先端と前期着色層が乗り上げた側の遮光部先端の中点における着色層膜厚をＴ2としたとき、
Ｔ2/Ｔ1＜0.5 ・・・・（式１）
の条件を満たしていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１記載のカラーフィルタにおいて、後に入色した着色層中央部の膜厚をＴ3、遮光部に乗り上げた着色層先端と前記着色層が乗り上げた側の遮光部先端の中点における着色層膜厚をＴ4としたとき、
Ｔ4/Ｔ3＜0.5 ・・・・（式２）
の条件を満たしていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。

本発明の請求項４に係る発明は、着色層と遮光部の膜厚の関係について記載したものであり、遮光部膜厚をＨとしたとき、
Ｔ1/Ｈ≧1.6・・・・・（式３）
Ｔ3/Ｈ≧1.6・・・・・（式４）
の条件を満たしていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。

本発明の請求項５に係る発明は、請求項1から請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタを用いたことを特徴とするカラー液晶表示装置としたものである。

本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、ＢＭ線幅が細くＢＭ上で隣接する着色層端部同士が重なり易いモバイル向けや高精細向けにおいて、着色層突起を低く抑えることが
できるので、液晶配向不良の無い表示品質に優れたカラー液晶表示装置を提供することができる。また、研磨やＯＣ層を付与する工程が削減できるので、製品のコストダウンにもつながる。

（ａ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す模式構成断面図である。（ｂ）は、（ａ）Ａ部を拡大した部分模式拡大断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の一例を示す模式構成断面図である。

以下、本発明を詳細に説明するが、以下に記載する説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、これらの内容に限定されるものではない。

図１（ａ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す模式構成断面図である。図1（ｂ）は、図１（ａ）Ａ部の部分模式拡大断面図である。
本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、基板１１上にＢＭ２１ｂと、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂからなる着色層３０と、を備えている。
本来は、着色層３０上に、透明電極、スペーサーが形成されるが、説明を簡略化するために、透明電極、スペーサー等は省略してある。

基板１１は、光を透過せしめる透明材料からなり、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネートの熱可塑性樹脂シート、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂シートからなる。また、他の材料として、基板は、石英ガラスなど、各種ガラスが使用できる。

ＢＭ２１ｂは、ストライプ状若しくはマトリックス状の窓部を有しており、当該窓部内の領域が画素領域となっている。すなわち、ＢＭは画素領域を区画している。画素領域の周縁におけるＢＭの側部は、傾斜面となっている。

画素領域には、着色層３０が形成されている。着色層３０は、少なくとも３色（例えば赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂ）からなる薄膜であり、顔料若しくは染料を含んでいる。着色層３０はＢＭ２１ｂに重なるように配置されており、着色層３０の端部は、少なくともＢＭ２１ｂの傾斜部、好ましくはＢＭ２１ｂの頂部に配置されている。

上記の如き構成のカラーフィルタにおいて、先に入色した着色層３２Ｇ中央部の膜厚をＴ1、ＢＭ２１ｂへの乗り上げ部先端と着色層乗り上げ側のＢＭ２１ｂ先端の中点における画素膜厚をＴ2、後から入色した着色層３３Ｂ中央部の膜厚をＴ3、ＢＭ２１ｂへの乗り上げ部先端と着色層乗り上げ側ＢＭ２１ｂ先端の中点における画素膜厚をＴ4としたとき、
Ｔ2/Ｔ1＜0.5 ・・・・（式１）
Ｔ4/Ｔ3＜0.5 ・・・・（式２）
の条件を満たすようになっている。
着色層３２Ｇ端部と着色層３３Ｂ端部がＢＭ２１ｂ上で０．０μｍより大きく重なっている場合、着色層３３Ｂ先端とは、着色層３２Ｇとの接点から延長線を引き、ＢＭ２１ｂと交わる点である。

また、ＢＭ２１ｂ膜厚をＨとしたとき、
Ｔ1 /Ｈ≧1.6・・・・・（式３）
Ｔ3 /Ｈ≧1.6・・・・・（式４）
の条件を満たすようになっている。

上記の不等式を満足する形状にすることによって、着色層３０がＢＭ２１ｂ上に１．０μm以上５．０μm以下の範囲で乗り上げ、かつ隣接する着色層端部同士が４．０μm以下で重なっても、生じる着色層突起（以下、ツノ段差と称する）の高さを低減することができる。
ここで、ツノ段差ｄ1、ｄ2とは、着色層３０とＢＭ２１ｂの重なり部分において、着色層３０中央部を基準とした突起高さのことである。

なお、上記のごとき定義によって定まるツノ段差を、好ましくは、０．７μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下に保つことによって、特に、当該カラーフィルタを液晶表示装置に組み込んだ際に、画素領域の周縁において生じる液晶の配向乱れを生じ難くすることができる。また、ＢＭの頂部及び着色層を覆う透明電極の膜厚が均一にされている故、突出部（ツノ）における断線を防止できる。さらに加えて、ラビング処理に起因する不良（例えば着色層上に設けられた配向膜（図示せず）の剥がれ、および突出部の異物の付着）の発生を抑制することができる。

なお、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、およびツノ段差ｄ1、ｄ2の実測値は、触針型膜厚計などを用いた測定や、カラーフィルタの断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し算出することが出来る。

以下、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
まず、ロールコーター、カーテンコーター、各種の印刷、浸漬等の塗膜形成手段を用いて、基板１１上にＢＭ形成用レジストを塗布し、予備乾燥して、黒色感光層２１を形成する（図２（ａ）参照）。
また、黒色感光層２１の形成方法としては、一旦フィルム等の支持体上にＢＭ形成用レジストの塗膜を形成した後、基板上に転写することもできる。

次に、基板１１上の黒色感光層２１を、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアーク等などの活性光の光源を用いて、フォトマスクを介してパターン露光し、現像、膜硬化過程を行い、ＢＭ２１ｂを形成する（図２（ｂ）参照）。

ＢＭ２１ｂの膜厚は、０．２μｍから３．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．５μｍから２．０μｍの範囲である。ＢＭ２１ｂの膜厚が小であると、パネル表示時に十分な遮光性が得られずに、バックライトの光が漏れて、表示不良が生じる。一方、ＢＭ２１ｂの膜厚が大であると着色層３０との重なりで発生するツノ段差ｄ1、ｄ2が大となり、液晶表示装置に組み込まれた場合に、該ツノ段差が液晶の配向不良（ディスクリネーション等）を発生させる。

ＢＭ２１ｂの線幅は、４．０μｍから１０．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは５．０μｍから７．０μｍの範囲である。ＢＭ２１ｂの線幅が細いと、パターン露光時のアライメントが困難になり、着色層３０の隣接画素へのはみ出しや白抜けが起こる可能性がある。一方、ＢＭ２１ｂの線幅が太いと、開口率を保つためには着色層３０の線幅も太くする必要があり、高精細用カラーフィルタとして使用できない。

次に、ＢＭ２１ｂを形成した基板１１上に、赤色レジストを塗布、乾燥して、赤色感光層を形成し、フォトマスクを介してパターン露光、現像、膜硬化過程を行い、赤色層３１Ｒを作製する（図２（ｄ）参照）。この操作を、緑色レジスト、青色レジストについても
同様に行うことにより、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂを作製し、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇ、青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができる（図２（ｅ）及び（ｆ）参照）。

着色層３０の厚さは、０．５μｍから４．０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１．０μｍから２．５μｍの範囲である。着色層３０の膜厚が大である場合、液晶表示パネルを作製する際に、セルギャップ調整が困難になることがある。着色層３０の膜厚が小である場合、着色レジスト中の顔料濃度を高くする必要があり、これによって該レジストの粘度が高くなり、均一にパターン形成することが困難になる。

なお、着色層３０とＢＭ２１ｂとの重なり幅は、１．０μｍから７．０μｍの範囲にあることが好ましい。重なり幅が１．０μｍ以下である場合、着色層とＢＭとの重なりが小さい故、着色層３０の中央部とＢＭ２１ｂ近傍で生じる膜厚差によって表示不良が起こることがあり、また、重なっていない場合は白抜けが発生する場合がある。重なり幅が大きい場合、ツノ段差ｄ1、ｄ2がさらに大きくなり、液晶の配向不良（ディスクリネーション等）を発生させる。

なお、着色層３０とＢＭ２１ｂの膜厚は、触針式膜厚計などを用いた測定や、カラーフィルタの断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し算出することが出来、また着色層３０とＢＭ２１ｂとの重なり幅、および隣接着色層の重なり幅の実測値は、側長機能付光学顕微鏡などを用いた測定や、カラーフィルタの断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し算出することが出来る。

次に、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタを用いた液晶表示装置について説明する。

液晶表示装置は、上記の如き構成のカラーフィルタを含む。該カラーフィルタは図示しない透明電極、スペーサーなどの構造物が形成されている。かかるカラーフィルタは、例えば液晶駆動用のＴＦＴ素子を配置したＴＦＴアレイ基板（特に、図示せず）と対向するように配置される。該カラーフィルタと該ＴＦＴアレイ基板の間には液晶が充填されている。

カラーフィルタ、液晶、ＴＦＴアレイ基板は、例えばクロスニコルに配置された一対の偏光板に狭持されており、液晶表示装置が構成されている。
上記のごとき、カラーフィルタを含む液晶表示装置は、カラーフィルタの着色層とＢＭの重なり部分の吐出部（ツノ）に起因する液晶の配向不良を防止できる故、表示特性が良好となる。特に、斜め方向からの光漏れを防止することが出る。

次に、本発明に係る実施例及び比較例について具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。
実施例１〜６、および比較例１、２で使用した評価用カラーフィルタ１００ａ〜１００ｈは、下記の要領で調整した感光性組成物を使用し作製した。

（実施例１）
＜ＢＭ形成用感光性組成物の調製＞
下記の比率で混合攪拌し、カーボンブラック分散体を調製した
・カーボンブラック分散液：ＴＰＢＫ−２０１６（御国色素社製） ２８．５重量部
・樹脂：Ｖ２５９−ＭＥ（新日鐵化学社製） １０．３重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） ２．５８重量部
・開始剤：ＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．８６重量部
・溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ９２．０重量部
エチル‐3‐エトキシプロピオネート ４．３重量部
・レベリング剤：ＢＹＫ−３３０（ビックケミー社製） １．３重量部

＜ＢＭ層形成＞
ガラス基板に、上記ＢＭ形成用感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、１００℃で３分間乾燥の後、膜厚１．６μmの黒色感光層２１を作製した（図２（ａ）参照）。 得られた黒色感光層２１にＢＭ層形成用フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を２００ｍＪ／ｃｍ² 照射し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液にて３０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃６０分焼成することで、基板１１の所定位置に線幅６μmのＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

＜赤色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ １８重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ-ＣＦ」）
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ ２重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）
・分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」） ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ５０重量部

その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 ７２重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 ２８重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） １２重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
３重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） １重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２５３重量部

＜赤色層形成＞
ＢＭ２１ｂが形成されたガラス基板１１に、上記赤色感光性組成物１をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μmの赤色感光層３１を作製した（図２（ｃ）参照）。 得られた赤色感光層３１に赤層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ² 照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の赤色層３１Ｒを形成した（図２（ｄ）参照）。
アルカリ現像液は、下記の組成のものを使用した。
・炭酸ナトリウム １．５重量部
・炭酸水素ナトリウム ０．５重量部
・陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ） ８．０重量部
・水 ９０重量部

＜緑色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンド
ミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６
（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン ６ＹＫ」） １６重量部
・黄色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Ｙ-５６８８」） ８重量部
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ-１６３」） ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） １０２重量部

その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 １２８重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 ２９重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） １４重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２５７重量部

＜緑色層形成＞
ＢＭ２１ｂおよび赤色層３１Ｒが形成されたガラス基板１１に、上記緑色感光性組成物１をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μmの緑色感光層３２を作製した（特に図示せず）。 得られた緑色感光層３２に緑層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ² 照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の緑色層３２Ｇを形成した（図２（ｅ）参照）。
アルカリ現像液は、上記赤色層と同じ組成のものを使用した。

＜青色感光性組成物１の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６
（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」） ３．６重量部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」） ０．６重量部
・アクリルワニス（固形分２０％） ２２．１重量部

その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物１を得た。
・上記分散体 ２８．３重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 ９．４重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） ４．７重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
１．４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ０．２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２６重量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン １１重量部
酢酸イソペンチル ２０重量部

＜青色層形成＞
ＢＭ２１ｂ赤色層３１Ｒ、および緑色層３１Ｇが形成されたガラス基板１１に、上記青色感光性組成物１をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．
２μmの青色感光層３３を作製した（特に図示せず）。 得られた青色感光層３３に青層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ² 照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の青色層３３Ｂを形成した（図２（ｆ）参照）。アルカリ現像液は、上記赤色層と同じ組成のものを使用した。

以上の工程で、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇおよび青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された、実施例１の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ａを得た（図２（ｆ）参照）。

（実施例２）
各着色層３０の形成工程において、露光アライメント位置を変更し、ＢＭ２１ｂ上への各着色層３０の乗り上げ幅、および隣接着色層同士の重なり幅を調整した以外は、実施例１と同様の感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で、実施例２の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｂを得た（図２（ｆ）参照）。

（実施例３）
＜ＢＭ層形成＞
実施例１と同様のＢＭ形成用感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

＜赤色感光性組成物２の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物２を得た。
・実施例１と同様の分散体 ６５重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 ３１重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） １０重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
３重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） １重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２４７重量部

＜赤色層形成＞
実施例１同様の工程でＢＭ２１ｂが形成されたガラス基板１１に、ストライプ形状の赤色層３１Ｒを形成した（図２（ｄ）参照）。

＜緑色感光性組成物２の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物２を得た。
・実施例１と同様の分散体 １０３重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 ３８重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） １１重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２１８重量部

＜緑色層形成＞
実施例１同様の工程でＢＭ２１ｂ、および赤色層３１Ｒが形成されたガラス基板１１に、ストライプ形状の緑色層３２Ｇを形成した（図２（ｅ）参照）。

＜青色感光性組成物２の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物２を得た。
・実施例１と同様の分散体 ２２．１重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 １２．７重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） ３．５重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
１．６重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ０．２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２６重量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン １１重量部
酢酸イソペンチル ２０重量部

＜青色層形成＞
実施例１同様の工程でＢＭ２１ｂ赤色層３１Ｒ、および緑色層３１Ｇが形成されたガラス基板１１に、ストライプ形状の青色層３３Ｂを形成した（図２（ｆ）参照）。

以上の工程で、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇおよび青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された、実施例３の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｃを得た（図２（ｆ）参照）。

（実施例４）
各着色層３０の形成工程において、露光アライメント位置を変更し、ＢＭ２１ｂ上への各着色層３０の乗り上げ幅、および隣接着色層同士の重なり幅を調整した以外は、実施例３と同様の感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で、実施例４の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｄを得た（図２（ｆ）参照）。

（実施例５）
各着色層３０の形成工程において、緑色感光性組成物２を用いて緑色層を作製した以外は、実施例１と同様の感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で、実施例５の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｅを得た（図２（ｆ）参照）。

（実施例６）
各着色層３０の形成工程において、緑色感光性組成物１を用いて緑色層を作製した以外は、実施例３と同様の感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で、実施例６の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｆを得た（図２（ｆ）参照）。

（比較例１）
各着色層３０の形成工程において、露光アライメント位置を変更し、ＢＭ２１ｂ上への各着色層３０の乗り上げ幅、および隣接着色層同士の重なり幅を調整した以外は、実施例１と同様の感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で、比較例１の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｇを得た（図２（ｆ）参照）。

（比較例２）
＜ＢＭ層形成＞
実施例１と同様のＢＭ形成用感光性組成物を使用し、同様の工程と条件で基板１１の所定位置にＢＭ２１ｂを形成した（図２（ｂ）参照）。

＜赤色感光性組成物３の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物３を得た。
・実施例１と同様の分散体 ７２重量部
樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 １４重量部
感光性（メタ）アクリロイル系樹脂 １４重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） １２重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
３重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） １重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２５３重量部

＜赤色層形成＞
実施例１同様の工程でＢＭ２１ｂが形成されたガラス基板１１に、ストライプ形状の赤色層３１Ｒを形成した（図２（ｄ）参照）。
＜緑色感光性組成物３の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物３を得た。
・実施例１と同様の分散体 １２８重量部
樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 １５重量部
感光性（メタ）アクリロイル系樹脂 １４重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） １４重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２５７重量部

＜緑色層形成＞
実施例１同様の工程でＢＭ２１ｂ、および赤色層３１Ｒが形成されたガラス基板１１に、ストライプ形状の緑色層３２Ｇを形成した（図２（ｅ）参照）。

＜青色感光性組成物３の調整＞
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物３を得た。
・実施例１と同様の分散体 ２８．３重量部
樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂 ４．８重量部
感光性（メタ）アクリロイル系樹脂 ４．６重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） ４．７重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
１．４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ０．２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン ２６重量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン １１重量部
酢酸イソペンチル ２０重量部

以上の工程で、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇおよび青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された、比較例２の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｈを得た（図２（ｆ）参照）。

（比較例３）
各着色層３０の形成工程において、仕上がり膜厚を変更した以外は、実施例１と同様の感
光性組成物を使用し、同様の工程と条件で、比較例１の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｇを得た（図２（ｆ）参照）。

以上の工程で、基板１１上にＢＭ２１ｂ、赤色層３１Ｒ、緑色層３２Ｇおよび青色層３３Ｂからなる着色層３０が形成された、比較例２の液晶表示装置用カラーフィルタ１００ｈを得た（図２（ｆ）参照）。

実施例１〜６、および比較例１、２で得られた液晶表示装置用カラーフィルタのＢＭ２１ｂへの各着色層３０の乗り上げ幅、隣接着色層の重なり幅を走査型電子顕微鏡（日立電子製：Ｓ−４５００）にて、ＢＭ２１ｂ膜厚Ｈ、先に入色した着色層３０（例えば３２Ｇ）中央部の膜厚Ｔ1、ＢＭ２１ｂへの乗り上げ部先端と着色層乗り上げ側のＢＭ２１ｂ先端の中点における画素膜厚Ｔ2、後から入色した着色層３０（例えば３３Ｂ）中央部の膜厚Ｔ3、ＢＭ２１ｂへの乗り上げ部先端と着色層乗り上げ側ＢＭ２１ｂ先端の中点における画素膜厚Ｔ4、ツノ段差ｄ1、ｄ2を触針式膜厚計（Ｋｏｓａｋａ．Ｌａｂ社製：ＥＴ４０００）にてそれぞれ評価した。
赤色着色層−緑色着色層界面の評価結果を表１に、緑色着色層−青色着色層界面の評価結果を表２に、青色着色層−赤色着色層界面の評価結果を表３に示す。
なお、ＢＭ２１ｂへの各着色層３０の乗り上げ幅が１．０μm未満であると、着色層３０の中央部とＢＭ２１ｂ近傍で生じる膜厚差によって表示不良が起こることがあるため、少なくとも１．０μm以上となるように、各液晶表示装置用カラーフィルタを作製している。

上記の結果より、実施例１〜６で得られた本発明の液晶表示装置用カラーフィルタは、研磨やＯＣ付与工程が不要な優れた平坦性を有していることが確認された。
また、ＢＭ２１ｂへの乗り上げ幅が５．０μmを越え、着色層重なり幅が４．０μmを越えている比較例１や、式（１）、式（２）を満たしていない比較例２、式（３）、式（４）を満たしていない比較例３では、カラーフィルタ全体としての平坦性が損なわれている。

実施例１〜６により得られたカラーフィルタを用いて作製した液晶表示装置の表示品質は、液晶分子の転傾などによる表示不良及び画素周辺の光漏れがなく良好なものであった。

１１……基板
２１……黒色感光層
２１ｂ……ＢＭ
３０……着色層
３１Ｒ……赤色層
３２Ｇ……緑色層
３３Ｂ……青色層
１００……液晶表示装置用カラーフィルタ

Claims (5)

1. 透明基板と、前記透明基板上に形成された画素領域を画定する遮光部と、前記画素領域に配置された着色層と、を有する液晶表示装置用カラーフィルタであって、
   着色層が遮光部に乗り上げる幅が1.0μm以上5.0以下の範囲であり、
   隣接する着色層端部同士の重なり幅が4.0μm以下であり、
   着色層が遮光部に乗り上げること、および前記重なりによって生じた着色層突起の高さが着色層基準で0.3μm未満である、ことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
2. 請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、先に入色した着色層中央部の膜厚をＴ1、遮光部に乗り上げた着色層先端と前期着色層が乗り上げた側の遮光部先端の中点における着色層膜厚をＴ2としたとき、
   Ｔ2 /Ｔ1＜0.5・・・・・（式１）
   の条件を満たしていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
3. 請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、後に入色した着色層中央部の膜厚をＴ3、遮光部に乗り上げた着色層先端と前記着色層が乗り上げた側の遮光部先端の中点における着色層膜厚をＴ4としたとき、
   Ｔ4/Ｔ3＜0.5・・・・・（式２）
   の条件を満たしていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
4. 遮光部膜厚をＨとしたとき、
   Ｔ1/Ｈ≧1.6・・・・・（式３）
   Ｔ3/Ｈ≧1.6・・・・・（式４）
   の条件を満たしていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
5. 請求項1から請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用カラーフィルタを用いたことを特徴とするカラー液晶表示装置。

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