JP4234844B2 - カラーフィルター及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルター及びその製造方法に関し、詳しくは高光学濃度の遮光膜を有し、かつ、スペーサー機能を有するブラックマトッリクスを備えたカラーフィルターと、このカラーフィルターを簡便に、かつ精度よく製造することができるカラーフィルターの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置は、液晶層の厚み（セルギャップ）を一定間隔に保持するために、カラーフィルター基板と対向電極基板からなる２枚の基板間に所定の粒径を有するプラスチックビーズ、セラミックスビーズ等のスペーサービーズを散布して、両基板を張り合わせている。しかしながら、上述のような方法では、スペーサービーズの均一な散布が難しく、セルギャップを表示領域全域にわたって一定にできない問題があった。また、スペーサービーズを多量に使用すると、セルギャップは一定に保たれるが、表示領域に存在するスペーサーのために表示領域の開口率が低下すること、２枚の基板の張り合わせ時にスペーサービーズによって配向膜や透明電極を傷つけ表示欠陥が生じる等の問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、特開昭６３−８２５４、特開平５−１９６９４６では、カラーフィルター基板の2〜3色の着色層を積層してスペーサーを形成することが提案されている。この方法では、求められる液晶層の厚み(セルギャップ)に相当する厚みのスペーサーを形成するためには、各着色層の充分な厚みと厚み精度が必要である。
【０００４】
カラーフィルターの形成方法としては、１)印刷法，２)インクジエット法、３）ミセル電着法、４）顔料分散法等が知られている。しかし，印刷法では，高い精度での重ね合わせが困難なことが懸念され、インクジエット法では，着色層の重ね合わせ部の高さの安定な制御が難しいことが問題である。ミセル電着法は電着パターンを形成する工程が必要であることと、顔料の帯電したミセル分散溶液の安定性が難しくカラーフィルターを安定に製造することが困難であるという懸念がある。
【０００５】
現在，最も一般的な方法は，顔料分散法である。顔料分散法は着色した感光性樹脂液の塗布と露光、現像の繰り返しにより行われるが、この方法で通常作製される着色層の厚みでは、その重ね合わせによっても必要とするスペーサーの高さが得られない。また，着色層の塗布膜厚を厚くしょうとすると、基板の中心部と周辺部の面内での厚みのムラが生じやすいこと、また，２色目以降の塗布は、すでに先に形成した色のパターン上に行われるものであるため、その部分での厚みのムラが発生しやすく，厚みの均一な制御が困難である。
【０００６】
これらの問題点を改善する目的で，特開平９ー４３４２５，特開平１０−１７７１０９では，樹脂，遮光剤からなる樹脂マトリックス上に３原色からなる着色層を積層する方法、さらにこれに加えてレジスト層を積層する方法等が提案されているが、いずれも４層以上の積層が必要となり，スペーサーとしての精密な高さの制御が難しい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した問題点を解消し、高光学濃度の遮光膜を有し、かつ、スペーサー機能を有するブラックマトッリクスを備えたカラーフィルターと、このカラーフィルターを簡便に、かつ精度よく製造することができるカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、透明基板上に３原色からなる着色層とブラックマトッリクスが複数配列されたカラーフィルターにおいて、前記各着色層間の間隙部にブラックマトリックスが配置され、このブラックマトリックスの少なくとも一部分から突出したスペーサーが形成されており、該スペーサーが前記ブラックマトリックスと同一組成物からなり、かつブラックマトリックスと一体構造を有していることを特徴とするカラーフィルターによって達成される。
また、上記した目的は、（１）透明基板上に、赤、緑、青の画素を有する面が形成された面の全面に、遮光性感光性樹脂組成物層を設ける工程と、(２)透明基板側から露光する工程と、(３)遮光性感光性樹脂組成物層側よりスペーサーとなる部分を選択露光する工程と、(４)選択露光された遮光性感光性樹脂組成物層を現像処理する工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルターの製造方法によって達成される。
さらに、（１）の工程は、仮支持体上に設けた遮光性感光性樹脂組成物層を透明基板上の、赤、緑、青の画素を有する面に転写する工程からなることが望ましく、遮光性感光性樹脂組成物は、(１)アルカリ可溶バインダー、（２）光重合開始剤、（３）エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、（４）遮光剤を含有することが望ましい。
本発明において、(１)の工程で得られた遮光性感光性樹脂組成物層に透明基板側から露光すると、各画素の部分が遮光膜として機能し、各画素の周辺部の遮光性感光性樹脂組成物層が硬化する。次に遮光性感光性樹脂組成物層側から選択露光、例えば、スペーサー部に相当する部分のみを露光すると、この部分のみが硬化する。その後現像処理すると、各画素の周辺部の遮光性感光性樹脂組成物層及びスペーサー部の遮光性感光性樹脂組成物層を除いた領域は除去され、各画素の周辺部とスペーサー部のみが残存する。したがって、遮光性機能とスペーサー機能を有するブラックマトリックスが簡便に、かつ精度よく製造される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施の形態を説明する。
本発明のカラーフィルターの製造方法を図面に基づいて説明する。（１）の工程は、透明基板上に、赤、緑、青の画素を有する面が形成された面の全面に、遮光性感光性樹脂組成物層を設ける工程を有する。この工程では、まず、図１（ａ)に示すように、透明基板１０上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を有する面が形成される。
【００１０】
ここで,透明基板とは,カラーフィルターに使用される公知の基板が使用でき、具体的には、石英ガラス、パイレックスガラス,合成石英ガラス等のガラスの他に,透明樹脂フィルム,光学用樹脂板等が挙げられる。このような透明基板１０の表面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を形成する方法には、特に制約はなく、着色剤を含有する感光性樹脂組成物を使用した顔料分散法、印刷法、電着法、無電解メッキ法等の公知の方法が採用可能であるが、仮支持体上に各着色剤を含有する感光性樹脂組成物層を設けた転写材料を用いてそれぞれ転写方式で各画素を設ける方法が簡便さ及び厚みの均一性の点から望ましい。
【００１１】
次に図１（ｂ）に示すように、透明基板１０上の各画素が形成された面の全面に遮光性感光性樹脂組成物層１２が設けられる。遮光性感光性樹脂組成物層１２を構成する遮光性感光性樹脂組成物としては、アルカリ可溶バインダー、（２）光重合開始剤、（３）エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、（４）遮光剤を含有するものが望ましい。
【００１２】
アルカリ可溶性バインダーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、例えば、特開昭５９−４４６１５号、特公昭５４−３４３２７号、特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７号、特開昭５９−５３８３６号、特開昭５９−７１０４８号の各明細書に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等があり、また側鎖にカルボン酸基を有するセルローズ誘導体が挙げられる。この他に水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも有用である。特に好ましくは米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸の共重合体やベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。以上のものは水不溶性のバインダーを挙げたが、水溶性ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。
【００１３】
以上の他に、種々の性能、例えば硬化膜の強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲でアルカリ不溶のポリマーを添加することができる。これらのポリマーとしてはアルコール可溶性ナイロンあるいはエポキシ樹脂が挙げられる。
【００１４】
バインダーの遮光性感光性樹脂組成物固形分中の固形分含有量は１０〜９５重量％で、より好ましくは２０〜９０重量％である。１０重量％未満では感光性樹脂層の粘着性が高すぎ、９５重量％を越えると形成される画像の強度及び光感度の点で劣る。
【００１５】
光重合開始剤としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号及び同第２９５１７５８号の各明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール二量体とｐ−アミノケトンの組合せ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等が挙げられる。特に好ましくはトリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール、トリアリールイミダゾール二量体である。それらの中で４００ｎｍ以上の光に対して実質的に感度を有さない化合物を適宜選択することができる。実質的に感度を有さないとは、その光重合開始剤の分光感度スペクトルと遮光膜を形成する基板の分光特性により決定され、光重合開始剤の分光感度スペクトルの４００ｎｍ以上の面積（Ａ）と該基板の透過率が１０％以上となる最低波長から４００ｎｍ以下の面積（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）で定義され、Ａ／Ｂの値が０．１以下であることを意味する。例えば、ホウケイ酸ガラスを基板とした場合、１０％以上の光透過率となる波長は２９０ｎｍであり、従って、この場合は上記面積Ｂは２９０ｎｍから４００ｎｍの面積となる。
光重合開始剤の好適な具体例は、特開平７−１５９９２に記載されている。
【００１６】
光重合開始剤の光重合性組成物固形分中の固形分含有量は０．５〜２０重量％で、より好ましくは１〜１５重量％である。０．５重量％未満では光感度や画像の強度が低く、２０重量％を越えても性能への良好な効果が認められない。
【００１７】
エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマーとしては、分子中に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基をもち沸点が常圧で１００℃以上の化合物である。例えばポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート。ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオ;キシドを付加反応した後で（メタ）アクリレート化したもの；特公昭４８−４１７０８号、特公昭５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、特公昭５２−３０４９０号の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートを挙げることができる。より好ましくはトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【００１８】
エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマーの遮光性感光性樹脂組成物固形分中の固形分含有量は５〜５０重量％で、より好ましくは１０〜４０重量％である。５重量％未満では光感度や画像の強度が低く、５０重量％を越えると感光性樹脂層の粘着性が過剰になり好ましくない。
【００１９】
また、遮光性感光性樹脂組成物には、少なくとも一種類以上の着色剤を含有することが望ましい。この着色剤としては、特願平５−１１０４８７に記載の種々の着色剤が用いられる。中でも、同明細書記載の紫外線領域で透過性が大きくなるような顔料の混合が特に好ましい。着色剤の遮光性感光性樹脂組成物固形分中の固形分含有量は１〜５０重量％であることが好ましい。
【００２０】
以上の成分の他に、更に熱重合防止剤を添加することが好ましい。その例としては、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ピロガロール、ｔ−ブチルカテコール、ベンゾキノン、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−メルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジン等が挙げられる。
【００２１】
さらに遮光性感光性樹脂組成物には必要に応じて公知の添加剤、例えば可塑剤、界面活性剤、溶剤等を添加することができる。
【００２２】
そして、図１(b）に示すように画素が形成された面の全面に遮光性感光性樹脂組成物層１２を設けられる。遮光性感光性樹脂組成物層１２を設ける手段としては、具体的にはスピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー等を用いて塗布し、乾燥させ遮光性感光性樹脂層を設けることができるが、特に、仮支持体上に遮光性感光性樹脂組成物層を有する遮光性感光性転写材料を用いて基板上に転写する方式が好ましい。具体的な転写材料としては特願平２−４０００４７、特願平３−９２９２、特願平３−１２０２２３、特願平３−１５３２２７、特願平４−６４８７０、特願平５−１１０４８７に記載の転写材料が用いられる。
【００２３】
転写材料における仮支持体としては、可撓性を有し、加圧下または加圧及び加熱下で変形、収縮もしくは伸びを生じないものが望ましく、このような支持体には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、トリ酢酸セルローズフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等が挙げられ、特に２軸延伸ポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、支持体上には、着色した遮光性感光性樹脂組成物層を直接、または紫外線透過性を有するとともに酸素透過性が低い中間層を介して設けることが望ましい。また、遮光性感光性樹脂組成物層を各画素が形成された面に転写する際の気泡混入を防止する目的で、熱可塑性組成樹脂層を設けることが望ましい。この場合、仮支持体、熱可塑性組成樹脂層、中間層、遮光性感光性樹脂組成物層の順に積層することが望ましい。
【００２４】
転写材料における遮光性感光性脂組成物層の表面を、転写するまでは被覆シートで覆い、転写した後被覆シートを遮光性感光性樹脂組成物層から剥離することが望ましい。被覆シートとしては、ポリプロピレン等の樹脂フィルムが好適に使用される。
【００２５】
転写材料上の遮光性感光性樹脂層を各画素面上に転写した後、透明基板１０側から露光する。この露光に際しては、光源は遮光性感光性樹脂層の感光性に応じて選択され、超高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、アルゴンレーザー等の公知の物が使用でき、この露光条件としては、１〜３００ｍｊ／ｃｍ2 、好ましくは１０〜２００ｍｊ／ｃｍ2である。露光条件が１０ｍｊ／ｃｍ2未満であると、十分な遮光性が得られず、２００ｍｊ／ｃｍ2を超えると、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素上に遮光膜が残る問題がある。この場合、あらかじめ基板上に形成される赤色、緑色、青色画素は特願平４−１５０６９１に記載の様に遮光性感光性樹脂組成物層の感光波長域における上記各画素の光透過率が２％以下にすることが好ましく、このような条件で露光すると、各画素が形成された面上の遮光性感光性樹脂組成物層１２は、各画素が遮光膜として機能するため、光により硬化することがない。一方、透明基板１０面に直接設けられた遮光性感光性樹脂組成物層１２は、透明基板１０面に近接した領域のみが光により硬化(鏡面硬化）し、この領域から遮光性感光性樹脂組成物層１２の厚み方向の他の領域は硬化することがない。したがって、各画素の厚みと遮光性感光性樹脂組成物層１２の光硬化した部分の厚みは、ほぼ同一となる。
【００２６】
次に図１（ｃ）に示すように、遮光性感光性樹脂組成物層１２側からフォトマスク１４を介してスペーサー部を形成するための部分をパターン露光すると、スペーサー部を形成するための部分が光硬化する。その後、この状態で遮光性感光性樹脂組成物層１２を現像処理すると、遮光性感光性樹脂組成物層１２は、図１（ｄ）に示すように各画素の周辺部１２ａ及びスペーサー部１２ｓのみが残存する。したがって、ブラックマトッリクスは各画素の周辺部１２ａを構成する遮光性機能を発揮する部分と、スペーサー部１２ｓを構成するスペーサー機能を発揮する部分が形成される。
【００２７】
図２は、このときの状態を図解しやすくするために示した概略的要部斜視図である。図２において、ブラックマトッリクスは各画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の周辺部を構成する遮光部１２ａと、これらの遮光部のうちの少なくとも一つの遮光部の一部分から突出したスペーサー部１２ｓを有している。
スペーサー部の１２ｓを設ける個所は、液晶の個々の充填領域の大きさ、液晶注入のし易さ等により適宜選択される。
【００２８】
また、スペーサー部１２ｓの厚み(高さ）は、セルギャップの厚みに応じて任意に選定されるものであり、したがって、各画素が形成された面に設けられる遮光性感光性樹脂組成物層１２の厚みは、スペーサー部１２ｓの厚み(高さ）を考慮して選定される。各画素の厚みは、通常、１〜３μｍであることが好ましい。各画素の厚みが１μｍ未満では、必要な光学濃度を得るためには遮光膜中の顔料濃度が高くなり、現像性が悪化する。３μｍを越えると現像性悪化、画像形成再現性悪化等の問題が発生する。この遮光膜の膜厚は上記の範囲において任意に設定可能である。
【００２９】
スペーサー部の厚み（高さ）は、各画素の厚みよりも大きい範囲内で１〜１０μｍが好ましく、より好ましくは２〜８μｍである。
【００３０】
したがって、各画素面に設けられる遮光性感光性樹脂組成物層１２の厚みは
１〜１０μｍが好ましく、より好ましくは２〜８μｍであり、１μm未満の場合、セルギャップを満たすのに充分なスペーサー部１２sの高さを形成することができず、１０μmを超えるとフォトマスク１４を介して露光する際にスペーサー部１２sに相当する部分の光硬化が不充分となり、また、セルギャップが大きすぎ、液晶を不必要に使用する不具合が生じる。
【００３１】
フォトマスク１４を介して遮光性感光性樹脂組成物層１２をパターン露光する場合、透明基板１０から全面露光する場合と同様な光源が使用可能である。
【００３２】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
実施例１
（遮光性感光性転写材料の作成）厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に下記の処方Ｈ１からなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの熱可塑性樹脂層を設けた。
【００３３】
熱可塑性樹脂層処方Ｈ１：
・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／２８．８／１１．７／４．５、重量平均分子量＝８００００）１５．０重量部
・ＢＰＥ−５００（新中村化学社製多官能アクリレート） ７．０重量部
・Ｆ１７７Ｐ（大日本インキ社製フッ素系界面活性剤） ０．３重量部
・メタノール ３０．０重量部
・メチルエチルケトン １９．０重量部
・１−メトキシ−２−プロパノール １０．０重量部
【００３４】
次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂ１から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が１．６μｍ厚の中間層を設けた。
【００３５】
分離層処方Ｂ１：
・ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％）１３０重量部
・ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−３０）６０重量部
・蒸留水 ２１１０重量部
・メタノール １７５０重量部
【００３６】
上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する仮支持体の上に、以下の処方Ｃ１からなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が７μｍの遮光性感光性樹脂組成物層を形成した。
【００３７】
処方Ｃ１：
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体
（モル比＝７０／３０、極限粘度＝０．１２） １１．００重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート １０．６０重量部
・ビス［４−［Ｎ−［４−（４，６−ビストリクロルメチル
−Ｓ−トリアジン−２−イル）フェニル］カルバモイル］
フェニル］セバケート（光重合開始剤） ０．５２重量部
・ピグメントレッド１７７ ４．００重量部
・ピグメントブルー１５：６ ２．８６重量部
・ピグメントイエロー１３９ ２．２７重量部
・ピグメントバイオレット２３ ０．３９重量部
・カーボンブラック １．７０重量部
・ハイドロキノンモノメチルエーテル ０．０１重量部
・Ｆ１７７Ｐ（大日本インキ社製界面活性剤） ０．０７重量部
・メチルセロソルブアセテート ４０．００重量部
・メチルエチルケトン ８０．００重量部
【００３８】
さらに上記遮光性感光性樹脂層の上にポリプロピレン（厚さ１２μｍ）の被覆シートを圧着し、遮光性感光性転写材料を作製した。
【００３９】
ホウケイ酸ガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上に特願平４−１５０６９１に記載の実施例１と同じ２μｍの膜厚のＲ、Ｇ、Ｂ画素を有するカラーフィルターを作成した。この場合、Ｂ画素の４００ｎｍ以上の光透過率は１０％以上あった。上記のＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルター上に遮光性感光性転写材料の被覆シートを剥離し、遮光性感光性樹脂層面をカラーフィルター面にラミネーター（大成ラミネータ（株）製ＶＰ−ＩＩ）を用いて加圧（０．８ｋｇ／ｃｍ2）、加熱（１３０℃）して貼り合わせ、続いて仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、仮支持体を除去した。
【００４０】
次にカラーフィルター面とは反対の側(透明基板側）から超高圧水銀灯を用いて露光量１００mj/cm2で全面露光を行った。次にカラーフィルター面からスペーサー用マスクを用い露光量５０mj/cm2 でパターン露光を行った。
その後、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像して不要部を除去し、さらに２２０℃、１２０分の熱処理を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素の周辺部を構成する遮光膜とスペーサー部と形成した。このスペーサー部の高さ(透明基板面からの高さ)は、６．３μｍであった。また、遮光膜とＲＧＢ層との重なりは無く、ＣＩＥ表色法のＹ値が０．２の高光学濃度の遮光膜を有していた。また、遮光膜部分の厚みのバラツキ及びスペーサー部の厚みのバラツキはいずれも±０．１μｍと小さいものであった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルターは、ブラックマトリックスが遮光性機能とスペーサー機能を有する構造であり、スペーサー機能をブラックマトリックスで発揮させるものであるため、着色層が積層されたスペーサーに比較してスペーサー機能部分を均一な高さとすることができ、均一な液晶層の形成が容易で輝度ムラ、色ムラのない表示品質が優れたカラーフィルターを提供することができる。
また、本発明のカラーフィルターの製造方法によれば、上記の特性を有するカラーフィルターを簡便に、かつ精度よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカラーフィルターの製造方法の好ましい一実施の形態を示す工程図である。
【図２】 本発明のカラーフィルターの一実施の形態を示す概略的要部斜視図である。
【符号の説明】
Ｒ 画素(赤）
Ｇ 画素(緑）
Ｂ 画素(青）
１０ 透明基板
１２ 遮光性感光性樹脂組成物層
１２ａ 周辺部( 遮光部）
１２ｓ スペーサー部
１４ フォトマスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルター及びその製造方法に関し、詳しくは高光学濃度の遮光膜を有し、かつ、スペーサー機能を有するブラックマトッリクスを備えたカラーフィルターと、このカラーフィルターを簡便に、かつ精度よく製造することができるカラーフィルターの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置は、液晶層の厚み（セルギャップ）を一定間隔に保持するために、カラーフィルター基板と対向電極基板からなる２枚の基板間に所定の粒径を有するプラスチックビーズ、セラミックスビーズ等のスペーサービーズを散布して、両基板を張り合わせている。しかしながら、上述のような方法では、スペーサービーズの均一な散布が難しく、セルギャップを表示領域全域にわたって一定にできない問題があった。また、スペーサービーズを多量に使用すると、セルギャップは一定に保たれるが、表示領域に存在するスペーサーのために表示領域の開口率が低下すること、２枚の基板の張り合わせ時にスペーサービーズによって配向膜や透明電極を傷つけ表示欠陥が生じる等の問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、特開昭６３−８２５４、特開平５−１９６９４６では、カラーフィルター基板の2〜3色の着色層を積層してスペーサーを形成することが提案されている。この方法では、求められる液晶層の厚み(セルギャップ)に相当する厚みのスペーサーを形成するためには、各着色層の充分な厚みと厚み精度が必要である。
【０００４】
カラーフィルターの形成方法としては、１)印刷法，２)インクジエット法、３）ミセル電着法、４）顔料分散法等が知られている。しかし，印刷法では，高い精度での重ね合わせが困難なことが懸念され、インクジエット法では，着色層の重ね合わせ部の高さの安定な制御が難しいことが問題である。ミセル電着法は電着パターンを形成する工程が必要であることと、顔料の帯電したミセル分散溶液の安定性が難しくカラーフィルターを安定に製造することが困難であるという懸念がある。
【０００５】
現在，最も一般的な方法は，顔料分散法である。顔料分散法は着色した感光性樹脂液の塗布と露光、現像の繰り返しにより行われるが、この方法で通常作製される着色層の厚みでは、その重ね合わせによっても必要とするスペーサーの高さが得られない。また，着色層の塗布膜厚を厚くしょうとすると、基板の中心部と周辺部の面内での厚みのムラが生じやすいこと、また，２色目以降の塗布は、すでに先に形成した色のパターン上に行われるものであるため、その部分での厚みのムラが発生しやすく，厚みの均一な制御が困難である。
【０００６】
これらの問題点を改善する目的で，特開平９ー４３４２５，特開平１０−１７７１０９では，樹脂，遮光剤からなる樹脂マトリックス上に３原色からなる着色層を積層する方法、さらにこれに加えてレジスト層を積層する方法等が提案されているが、いずれも４層以上の積層が必要となり，スペーサーとしての精密な高さの制御が難しい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した問題点を解消し、高光学濃度の遮光膜を有し、かつ、スペーサー機能を有するブラックマトッリクスを備えたカラーフィルターと、このカラーフィルターを簡便に、かつ精度よく製造することができるカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、透明基板上に３原色からなる着色層とブラックマトッリクスが複数配列されたカラーフィルターにおいて、前記各着色層間の間隙部にブラックマトリックスが配置され、このブラックマトリックスの少なくとも一部分から突出したスペーサーが形成されており、該スペーサーが前記ブラックマトリックスと同一組成物からなり、かつブラックマトリックスと一体構造を有していることを特徴とするカラーフィルターによって達成される。
また、上記した目的は、（１）透明基板上に、赤、緑、青の画素を有する面が形成された面の全面に、遮光性感光性樹脂組成物層を設ける工程と、(２)透明基板側から露光する工程と、(３)遮光性感光性樹脂組成物層側よりスペーサーとなる部分を選択露光する工程と、(４)選択露光された遮光性感光性樹脂組成物層を現像処理する工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルターの製造方法によって達成される。
さらに、（１）の工程は、仮支持体上に設けた遮光性感光性樹脂組成物層を透明基板上の、赤、緑、青の画素を有する面に転写する工程からなることが望ましく、遮光性感光性樹脂組成物は、(１)アルカリ可溶バインダー、（２）光重合開始剤、（３）エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、（４）遮光剤を含有することが望ましい。
本発明において、(１)の工程で得られた遮光性感光性樹脂組成物層に透明基板側から露光すると、各画素の部分が遮光膜として機能し、各画素の周辺部の遮光性感光性樹脂組成物層が硬化する。次に遮光性感光性樹脂組成物層側から選択露光、例えば、スペーサー部に相当する部分のみを露光すると、この部分のみが硬化する。その後現像処理すると、各画素の周辺部の遮光性感光性樹脂組成物層及びスペーサー部の遮光性感光性樹脂組成物層を除いた領域は除去され、各画素の周辺部とスペーサー部のみが残存する。したがって、遮光性機能とスペーサー機能を有するブラックマトリックスが簡便に、かつ精度よく製造される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施の形態を説明する。
本発明のカラーフィルターの製造方法を図面に基づいて説明する。（１）の工程は、透明基板上に、赤、緑、青の画素を有する面が形成された面の全面に、遮光性感光性樹脂組成物層を設ける工程を有する。この工程では、まず、図１（ａ)に示すように、透明基板１０上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を有する面が形成される。
【００１０】
ここで,透明基板とは,カラーフィルターに使用される公知の基板が使用でき、具体的には、石英ガラス、パイレックスガラス,合成石英ガラス等のガラスの他に,透明樹脂フィルム,光学用樹脂板等が挙げられる。このような透明基板１０の表面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を形成する方法には、特に制約はなく、着色剤を含有する感光性樹脂組成物を使用した顔料分散法、印刷法、電着法、無電解メッキ法等の公知の方法が採用可能であるが、仮支持体上に各着色剤を含有する感光性樹脂組成物層を設けた転写材料を用いてそれぞれ転写方式で各画素を設ける方法が簡便さ及び厚みの均一性の点から望ましい。
【００１１】
次に図１（ｂ）に示すように、透明基板１０上の各画素が形成された面の全面に遮光性感光性樹脂組成物層１２が設けられる。遮光性感光性樹脂組成物層１２を構成する遮光性感光性樹脂組成物としては、アルカリ可溶バインダー、（２）光重合開始剤、（３）エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、（４）遮光剤を含有するものが望ましい。
【００１２】
アルカリ可溶性バインダーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、例えば、特開昭５９−４４６１５号、特公昭５４−３４３２７号、特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７号、特開昭５９−５３８３６号、特開昭５９−７１０４８号の各明細書に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等があり、また側鎖にカルボン酸基を有するセルローズ誘導体が挙げられる。この他に水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも有用である。特に好ましくは米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸の共重合体やベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。以上のものは水不溶性のバインダーを挙げたが、水溶性ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。
【００１３】
以上の他に、種々の性能、例えば硬化膜の強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲でアルカリ不溶のポリマーを添加することができる。これらのポリマーとしてはアルコール可溶性ナイロンあるいはエポキシ樹脂が挙げられる。
【００１４】
バインダーの遮光性感光性樹脂組成物固形分中の固形分含有量は１０〜９５重量％で、より好ましくは２０〜９０重量％である。１０重量％未満では感光性樹脂層の粘着性が高すぎ、９５重量％を越えると形成される画像の強度及び光感度の点で劣る。
【００１５】
光重合開始剤としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号及び同第２９５１７５８号の各明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール二量体とｐ−アミノケトンの組合せ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等が挙げられる。特に好ましくはトリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール、トリアリールイミダゾール二量体である。それらの中で４００ｎｍ以上の光に対して実質的に感度を有さない化合物を適宜選択することができる。実質的に感度を有さないとは、その光重合開始剤の分光感度スペクトルと遮光膜を形成する基板の分光特性により決定され、光重合開始剤の分光感度スペクトルの４００ｎｍ以上の面積（Ａ）と該基板の透過率が１０％以上となる最低波長から４００ｎｍ以下の面積（Ｂ）の比（Ａ／Ｂ）で定義され、Ａ／Ｂの値が０．１以下であることを意味する。例えば、ホウケイ酸ガラスを基板とした場合、１０％以上の光透過率となる波長は２９０ｎｍであり、従って、この場合は上記面積Ｂは２９０ｎｍから４００ｎｍの面積となる。
光重合開始剤の好適な具体例は、特開平７−１５９９２に記載されている。
【００１６】
光重合開始剤の光重合性組成物固形分中の固形分含有量は０．５〜２０重量％で、より好ましくは１〜１５重量％である。０．５重量％未満では光感度や画像の強度が低く、２０重量％を越えても性能への良好な効果が認められない。
【００１７】
エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマーとしては、分子中に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基をもち沸点が常圧で１００℃以上の化合物である。例えばポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート。ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオ;キシドを付加反応した後で（メタ）アクリレート化したもの；特公昭４８−４１７０８号、特公昭５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、特公昭５２−３０４９０号の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートを挙げることができる。より好ましくはトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【００１８】
エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマーの遮光性感光性樹脂組成物固形分中の固形分含有量は５〜５０重量％で、より好ましくは１０〜４０重量％である。５重量％未満では光感度や画像の強度が低く、５０重量％を越えると感光性樹脂層の粘着性が過剰になり好ましくない。
【００１９】
また、遮光性感光性樹脂組成物には、少なくとも一種類以上の着色剤を含有することが望ましい。この着色剤としては、特願平５−１１０４８７に記載の種々の着色剤が用いられる。中でも、同明細書記載の紫外線領域で透過性が大きくなるような顔料の混合が特に好ましい。着色剤の遮光性感光性樹脂組成物固形分中の固形分含有量は１〜５０重量％であることが好ましい。
【００２０】
以上の成分の他に、更に熱重合防止剤を添加することが好ましい。その例としては、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ピロガロール、ｔ−ブチルカテコール、ベンゾキノン、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−メルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジン等が挙げられる。
【００２１】
さらに遮光性感光性樹脂組成物には必要に応じて公知の添加剤、例えば可塑剤、界面活性剤、溶剤等を添加することができる。
【００２２】
そして、図１(b）に示すように画素が形成された面の全面に遮光性感光性樹脂組成物層１２を設けられる。遮光性感光性樹脂組成物層１２を設ける手段としては、具体的にはスピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー等を用いて塗布し、乾燥させ遮光性感光性樹脂層を設けることができるが、特に、仮支持体上に遮光性感光性樹脂組成物層を有する遮光性感光性転写材料を用いて基板上に転写する方式が好ましい。具体的な転写材料としては特願平２−４０００４７、特願平３−９２９２、特願平３−１２０２２３、特願平３−１５３２２７、特願平４−６４８７０、特願平５−１１０４８７に記載の転写材料が用いられる。
【００２３】
転写材料における仮支持体としては、可撓性を有し、加圧下または加圧及び加熱下で変形、収縮もしくは伸びを生じないものが望ましく、このような支持体には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、トリ酢酸セルローズフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等が挙げられ、特に２軸延伸ポリエチレンテレフタレートが好ましい。また、支持体上には、着色した遮光性感光性樹脂組成物層を直接、または紫外線透過性を有するとともに酸素透過性が低い中間層を介して設けることが望ましい。また、遮光性感光性樹脂組成物層を各画素が形成された面に転写する際の気泡混入を防止する目的で、熱可塑性組成樹脂層を設けることが望ましい。この場合、仮支持体、熱可塑性組成樹脂層、中間層、遮光性感光性樹脂組成物層の順に積層することが望ましい。
【００２４】
転写材料における遮光性感光性脂組成物層の表面を、転写するまでは被覆シートで覆い、転写した後被覆シートを遮光性感光性樹脂組成物層から剥離することが望ましい。被覆シートとしては、ポリプロピレン等の樹脂フィルムが好適に使用される。
【００２５】
転写材料上の遮光性感光性樹脂層を各画素面上に転写した後、透明基板１０側から露光する。この露光に際しては、光源は遮光性感光性樹脂層の感光性に応じて選択され、超高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、アルゴンレーザー等の公知の物が使用でき、この露光条件としては、１〜３００ｍｊ／ｃｍ2 、好ましくは１０〜２００ｍｊ／ｃｍ2である。露光条件が１０ｍｊ／ｃｍ2未満であると、十分な遮光性が得られず、２００ｍｊ／ｃｍ2を超えると、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素上に遮光膜が残る問題がある。この場合、あらかじめ基板上に形成される赤色、緑色、青色画素は特願平４−１５０６９１に記載の様に遮光性感光性樹脂組成物層の感光波長域における上記各画素の光透過率が２％以下にすることが好ましく、このような条件で露光すると、各画素が形成された面上の遮光性感光性樹脂組成物層１２は、各画素が遮光膜として機能するため、光により硬化することがない。一方、透明基板１０面に直接設けられた遮光性感光性樹脂組成物層１２は、透明基板１０面に近接した領域のみが光により硬化(鏡面硬化）し、この領域から遮光性感光性樹脂組成物層１２の厚み方向の他の領域は硬化することがない。したがって、各画素の厚みと遮光性感光性樹脂組成物層１２の光硬化した部分の厚みは、ほぼ同一となる。
【００２６】
次に図１（ｃ）に示すように、遮光性感光性樹脂組成物層１２側からフォトマスク１４を介してスペーサー部を形成するための部分をパターン露光すると、スペーサー部を形成するための部分が光硬化する。その後、この状態で遮光性感光性樹脂組成物層１２を現像処理すると、遮光性感光性樹脂組成物層１２は、図１（ｄ）に示すように各画素の周辺部１２ａ及びスペーサー部１２ｓのみが残存する。したがって、ブラックマトッリクスは各画素の周辺部１２ａを構成する遮光性機能を発揮する部分と、スペーサー部１２ｓを構成するスペーサー機能を発揮する部分が形成される。
【００２７】
図２は、このときの状態を図解しやすくするために示した概略的要部斜視図である。図２において、ブラックマトッリクスは各画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の周辺部を構成する遮光部１２ａと、これらの遮光部のうちの少なくとも一つの遮光部の一部分から突出したスペーサー部１２ｓを有している。
スペーサー部の１２ｓを設ける個所は、液晶の個々の充填領域の大きさ、液晶注入のし易さ等により適宜選択される。
【００２８】
また、スペーサー部１２ｓの厚み(高さ）は、セルギャップの厚みに応じて任意に選定されるものであり、したがって、各画素が形成された面に設けられる遮光性感光性樹脂組成物層１２の厚みは、スペーサー部１２ｓの厚み(高さ）を考慮して選定される。各画素の厚みは、通常、１〜３μｍであることが好ましい。各画素の厚みが１μｍ未満では、必要な光学濃度を得るためには遮光膜中の顔料濃度が高くなり、現像性が悪化する。３μｍを越えると現像性悪化、画像形成再現性悪化等の問題が発生する。この遮光膜の膜厚は上記の範囲において任意に設定可能である。
【００２９】
スペーサー部の厚み（高さ）は、各画素の厚みよりも大きい範囲内で１〜１０μｍが好ましく、より好ましくは２〜８μｍである。
【００３０】
したがって、各画素面に設けられる遮光性感光性樹脂組成物層１２の厚みは
１〜１０μｍが好ましく、より好ましくは２〜８μｍであり、１μm未満の場合、セルギャップを満たすのに充分なスペーサー部１２sの高さを形成することができず、１０μmを超えるとフォトマスク１４を介して露光する際にスペーサー部１２sに相当する部分の光硬化が不充分となり、また、セルギャップが大きすぎ、液晶を不必要に使用する不具合が生じる。
【００３１】
フォトマスク１４を介して遮光性感光性樹脂組成物層１２をパターン露光する場合、透明基板１０から全面露光する場合と同様な光源が使用可能である。
【００３２】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
実施例１
（遮光性感光性転写材料の作成）厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に下記の処方Ｈ１からなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの熱可塑性樹脂層を設けた。
【００３３】
熱可塑性樹脂層処方Ｈ１：
・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／２８．８／１１．７／４．５、重量平均分子量＝８００００）１５．０重量部
・ＢＰＥ−５００（新中村化学社製多官能アクリレート） ７．０重量部
・Ｆ１７７Ｐ（大日本インキ社製フッ素系界面活性剤） ０．３重量部
・メタノール ３０．０重量部
・メチルエチルケトン １９．０重量部
・１−メトキシ−２−プロパノール １０．０重量部
【００３４】
次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂ１から成る塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が１．６μｍ厚の中間層を設けた。
【００３５】
分離層処方Ｂ１：
・ポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％）１３０重量部
・ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−３０）６０重量部
・蒸留水 ２１１０重量部
・メタノール １７５０重量部
【００３６】
上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する仮支持体の上に、以下の処方Ｃ１からなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が７μｍの遮光性感光性樹脂組成物層を形成した。
【００３７】
処方Ｃ１：
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体
（モル比＝７０／３０、極限粘度＝０．１２） １１．００重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート １０．６０重量部
・ビス［４−［Ｎ−［４−（４，６−ビストリクロルメチル
−Ｓ−トリアジン−２−イル）フェニル］カルバモイル］
フェニル］セバケート（光重合開始剤） ０．５２重量部
・ピグメントレッド１７７ ４．００重量部
・ピグメントブルー１５：６ ２．８６重量部
・ピグメントイエロー１３９ ２．２７重量部
・ピグメントバイオレット２３ ０．３９重量部
・カーボンブラック １．７０重量部
・ハイドロキノンモノメチルエーテル ０．０１重量部
・Ｆ１７７Ｐ（大日本インキ社製界面活性剤） ０．０７重量部
・メチルセロソルブアセテート ４０．００重量部
・メチルエチルケトン ８０．００重量部
【００３８】
さらに上記遮光性感光性樹脂層の上にポリプロピレン（厚さ１２μｍ）の被覆シートを圧着し、遮光性感光性転写材料を作製した。
【００３９】
ホウケイ酸ガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上に特願平４−１５０６９１に記載の実施例１と同じ２μｍの膜厚のＲ、Ｇ、Ｂ画素を有するカラーフィルターを作成した。この場合、Ｂ画素の４００ｎｍ以上の光透過率は１０％以上あった。上記のＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルター上に遮光性感光性転写材料の被覆シートを剥離し、遮光性感光性樹脂層面をカラーフィルター面にラミネーター（大成ラミネータ（株）製ＶＰ−ＩＩ）を用いて加圧（０．８ｋｇ／ｃｍ2）、加熱（１３０℃）して貼り合わせ、続いて仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、仮支持体を除去した。
【００４０】
次にカラーフィルター面とは反対の側(透明基板側）から超高圧水銀灯を用いて露光量１００mj/cm2で全面露光を行った。次にカラーフィルター面からスペーサー用マスクを用い露光量５０mj/cm2 でパターン露光を行った。
その後、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像して不要部を除去し、さらに２２０℃、１２０分の熱処理を行い、Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素の周辺部を構成する遮光膜とスペーサー部と形成した。このスペーサー部の高さ(透明基板面からの高さ)は、６．３μｍであった。また、遮光膜とＲＧＢ層との重なりは無く、ＣＩＥ表色法のＹ値が０．２の高光学濃度の遮光膜を有していた。また、遮光膜部分の厚みのバラツキ及びスペーサー部の厚みのバラツキはいずれも±０．１μｍと小さいものであった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルターは、ブラックマトリックスが遮光性機能とスペーサー機能を有する構造であり、スペーサー機能をブラックマトリックスで発揮させるものであるため、着色層が積層されたスペーサーに比較してスペーサー機能部分を均一な高さとすることができ、均一な液晶層の形成が容易で輝度ムラ、色ムラのない表示品質が優れたカラーフィルターを提供することができる。
また、本発明のカラーフィルターの製造方法によれば、上記の特性を有するカラーフィルターを簡便に、かつ精度よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカラーフィルターの製造方法の好ましい一実施の形態を示す工程図である。
【図２】 本発明のカラーフィルターの一実施の形態を示す概略的要部斜視図である。
【符号の説明】
Ｒ 画素(赤）
Ｇ 画素(緑）
Ｂ 画素(青）
１０ 透明基板
１２ 遮光性感光性樹脂組成物層
１２ａ 周辺部( 遮光部）
１２ｓ スペーサー部
１４ フォトマスク
Claims (4)
- 透明基板上に３原色からなる着色層とブラックマトッリクスが複数配列されたカラーフィルターにおいて、前記各着色層間の間隙部にブラックマトリックスが配置され、このブラックマトリックスの少なくとも一部分から突出したスペーサーが形成されており、該スペーサーが前記ブラックマトリックスと同一組成物からなり、かつブラックマトリックスと一体構造を有していることを特徴とするカラーフィルター。
- （１）透明基板上に、赤、緑、青の画素を有する面が形成された面の全面に、遮光性感光性樹脂組成物層を設ける工程と、(２)透明基板側から露光する工程と、(３)遮光性感光性樹脂組成物層側よりスペーサーとなる部分を選択露光する工程と、(４)選択露光された遮光性感光性樹脂組成物層を現像処理する工程と、を含む請求項１に記載のカラーフィルターを製造することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
- （１）の工程が、仮支持体上に設けた遮光性感光性樹脂組成物層を透明基板上の、赤、緑、青の画素を有する面に転写する工程からなることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルターの製造方法。
- 遮光性感光性樹脂組成物が、(１)アルカリ可溶バインダー、（２）光重合開始剤、（３）エチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性モノマー、（４）遮光剤を含有することを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルターの製造方法。
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