JP6375659B2 - カラーフィルタ、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、斜めからの見た際に問題となる表示画面の混色が、低減された高品質な表示を、提供できるカラーフィルタに関する。

液晶表示装置、並びに有機エレクトロルミネッセンス表示装置はテレビ受像機、ノートパソコン、モニター、携帯電話機、タブレット端末といった情報電子機器の表示部として必要不可欠な部品である。

液晶表示装置はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のアクティブ素子を有する基板と着色画素及びそれらを区画するブラックマトリクスを有するカラーフィルタ基板を対向して貼り合わせ、空隙部に液晶を注入した後に偏光板、バックライトユニットと組み合わせて製造される。液晶層に印加される電圧を制御することで各着色画素の透過率を調整しフルカラー表示が可能となる。

一方、有機エレクトロルミネッセンス表示装置はアクティブ素子を有する基板上に自発光性の有機化合物を積層したものである。フルカラー表示には赤色、緑色、青色の有機化合物を塗り分ける方式と、白色発光の有機化合物とカラーフィルタを組み合わせる方式とがある。

液晶表示装置並びに有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下表示装置と略）の視認性改善のため、従前より高輝度化、高コントラスト化および高精細化の検討が進められてきた。

しかし、近年の高解像度化に伴い画素ピッチが狭くなったことにより、新たな問題として、表示画面を斜めから見た際に、隣接画素の色が混じる混色という問題が生じている。

混色は色相の視角変化が左右非対称となる現象であり、特に原色を表示した際に観察され易い。混色は、光が画素電極に対応した着色画素を通過する際に、隣接されている画素電極に対応しない着色画素を通過するために発生する。

特許文献１は、ブラックマトリクス、着色画素（着色層）の順に形成し、ブラックマトリクスを着色画素よりも厚くすることで混色の低減する検討を行っている。

しかしながら、高精細化に伴い、先に形成されているブラックマトリクスの上に着色画素を形成した場合、ブラックマトリクス起因の画素うねりが懸念されており、ブラックマトリクスの厚くすると、着色画素にうねりによる輝度ムラが発生し、表示装置の表示品位を低下させることとなる。

特許文献２は、Ｘ方向とＹ方向とにそれぞれ別のブラックマトリクスを形成し、着色画素のＸ方向とＹ方向のブラックマトリクスが重なりあった位置の膜厚を厚くすることで混色の低減を行う提案である。

特許文献３は、ブラックマトリクスの下に樹脂層を設け、ブラックマトリクスの幅を広げることで混色を低減を行う提案である。

しかしながら、前記提案は、樹脂層や２つの異なるブラックマトリクスを形成するという工程が、増えることとなり、生産性を低下させることとなってしまう。

特許第５３２６４６０号公報 ＷＯ２０１３−１０８７８３号公報 特開２００６−２４３１７１号公報

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、輝度ムラが無く、表示品位を低下させることの無い、斜めからの見た際の表示画面の混色を、低減させた表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、
透明基板上に、画素ピッチが２５μｍ以下の複数の着色画素を設け、前記着色画素のそれぞれの外周を、６μｍ以下の線幅のブラックマトリクスにより区分したカラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスの膜厚が前記着色画素の膜厚の１．０５〜１．５０倍であり、且つ、前記着色画素上に前記着色画素と前記ブラックマトリクスとの重畳部を持ち、
液晶表示装置に搭載した場合の評価において、正面方向（θ＝０°）から輝度ムラが確認されず、
且つ、左右の斜め方向（θ＝４５°，６０°）からの観察により混色が確認されないことを特徴とするカラーフィルタである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカラーフィルタを具備したことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明により、樹脂層を設けたり、２つの異なるブラックマトリクスを形成するといった工程を増やこと無く、輝度ムラの発生や、表示品位を低下させずに、斜めからの見た際の表示画面の混色を低減したカラーフィルタを提供でき、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に適用できる。

本発明のカラーフィルタを搭載した液晶表示装置の断面概念図である。 本発明のカラーフィルタを搭載した有機エレクトロルミネッセンス表示装置の概念断面図である。 本発明に関わるカラーフィルタの出射光（正面方向、θ＝０°）を説明した概念図である。 本発明に関わるカラーフィルタの右斜め方向（θ＝４５°〜６０°）の出射光を説明した概念図である。 本発明に関わるカラーフィルタの左斜め方向（θ＝４５°〜６０°）の出射光を説明した概念図である。

本発明に関わる第一の実施形態は、画素ピッチが２５μｍ以下であり、ブラックマトリクスの線幅が６μｍ以下であるカラーフィルタであり、透明基板上に複数の着色画素、ブラックマトリクスの順序に形成され、ブラックマトリクスの膜厚が着色画素の膜厚の１．
０５〜１．５０倍である。

画素ピッチが２５μｍ以上であり、ブラックマトリクスの最小線幅が６μｍ以上のカラーフィルタであれば、斜めから見た際の混色の影響は少なく、本特許による効果は、あまり得られない。

以下に、本発明のカラーフィルタおよび表示装置について、例示詳述するが、本発明はこれらに限定されるものでは無い。

＜着色画素及びブラックマトリクス＞
透明基板上に、着色画素、ブラックマトリクスを形成する方法としては顔料分散法が主流となっている。顔料分散法は、有機顔料などの色材を分散した着色感光性樹脂の塗布層を公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングすることによりカラーフィルタを、複数の着色画素（赤色、緑色、青色など）を形成する方法である。

本実施形態においては、着色画素及びブラックマトリクスの形成に用いる着色組成物及び黒色着色組成物は、バインダ樹脂、重合性モノマー、光重合開始剤を主成分として、バインダ樹脂、重合性モノマーが光重合、又は熱重合、或いは光重合及び熱重合を経て、三次元架橋される。

＜色材＞
赤色画素には、例えば、色材として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。

黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。

緑色画素には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７、５８等の緑色顔料を用いることができ、黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、赤色画素に用いる顔料として挙げたものと同様のものが使用可能である。特に緑色顔料は、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８に代表される臭素化亜鉛フタロシアニン顔料を主要な顔料として用いることが好ましい。

青色画素には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができ、紫色顔料を併用することもできる。

紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等が挙げられる。

ブラックマトリクスに用いる黒色顔料としては、カーボンブラック、黒鉛、アニリンブラックおよびシアニンブラックなどの有機顔料、酸化チタン、窒化チタン、酸化鉄などの無機顔料が挙げられるが、遮光性に優れたカーボンブラックが特に好ましい。

＜光重合開始剤＞
光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジ
クロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。

上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。

＜光重合性モノマー＞
光重合性モノマーとしては、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる。

水酸基を有する（メタ）アクリレートとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、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トリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（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、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エチレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ（メタ）アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。

また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。

＜バインダ樹脂＞
バインダ樹脂としてはアルカリ可溶型の非感光性透明樹脂及び感光性透明樹脂を使用することができる。アルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重体、スチレン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン−（無水）マレイン酸共重合体等が挙げられる。

なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−（無水）マレイン酸共重合体、スチレン−（無水）マレイン酸共重合体およびスチレン−スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも１種の樹脂が好適に用いられる。

感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。

また、反応性官能基を有する（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。

前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。

また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも、感光性樹脂として使用できる。

＜カラーフィルタの製造方法＞
本発明のカラーフィルタのブラックマトリクス、赤色画素、緑色画素、および青色画素は、透明基板上にフォトリソグラフィー法により、各色着色組成物を用いて形成される。

透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。

また、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモンなどの金属酸化物の組み合わせからなる透明電極が形成されていてもよい。

各色画素を形成する場合は、アルカリ現像型着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜１０μｍとなるように塗布する。

塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。

その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、若しくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。更に、着色レジストの重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。

現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。

＜液晶表示装置＞
図１は、本発明のカラーフィルタを搭載した液晶表示装置の構成を示した模式的な断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、対向して配置された一対の透明基板１−Ａと透明基板１−Ｂを備え、それらの間には、液晶層４を形成する液晶が封入されている。

液晶化合物としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）等の各液晶配向モードに対応したものを適宜用いることが可能である。

第１の透明基板１−Ａの内面には、ＴＦＴ素子８が配列されており、その上には例えばＩＴＯからなる透明電極６が形成されている。透明電極６の上には、配向膜７が設けられている。また、透明基板１−Ａの外面には、偏光板９が形成されている。

他方、第２の透明基板１−Ｂの内面には、ブラックマトリクス２と赤の着色画素３Ｒ、緑の着色画素３Ｇ、青の着色画素３Ｂとが形成され、その上に必要に応じて透明保護膜が形成され、更にその上に、透明保護膜を覆って配向膜７が設けられている。また、透明基板１−Ａ、１−Ｂの外面には、偏光板９が形成されている。なお、透明基板１−Ａの下方には、バックライトユニット１１が設けられている。

＜有機エレクトロルミネッセンス表示装置＞
図２は、本発明のカラーフィルタを搭載した有機エレクトロルミネッセンス表示装置の構成を示した模式的な断面図である。図２に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、透明基板１−Ｃ上に陽極１２、正孔輸送層１３、有機層１４、電子輸送層１５、陰極１６を順に積層し、各画素間の隔壁１８からなる有機エレクトロルミネッセンス素子を封止剤１７ならびにカラーフィルタを形成した透明基板１−Ｂで封止されている。

以下に、本発明の製造例および実施例、比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものでは無い。

＜赤色感光性樹脂組成物の調整＞
アクリル樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分２０．０％）９．３３gに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製「Ｍ４０２」）３．８２ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９」）０．８８ｇ、光重合開始剤２（日本化薬社製「ＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ‐Ｓ」）０．１５ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７０．０質量％)１６．８１ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度６０．０質量％）１９．６０ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４９．４１ｇを加えてよく攪拌し、赤色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度３３．６質量％）を得た。

＜緑色感光性樹脂組成物の調整＞
アクリル樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分２０．０％）１３．５７ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製「Ｍ４０２」）２．０６ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９」）０．９０ｇ、光重合開始剤２（ＡＤＥＫＡ社製「アデカオプトマーＮ‐１９１９」）０．１０ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７５．０質量％)３５．２８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度５０．０質量％）５．８５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４２．２４ｇを加えてよく攪拌し、緑色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度４２．０質量％）を得た。

＜青色感光性樹脂組成物の調整＞
アクリル樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液（固形分２０．０％）１３．９６ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（東亞合成社製「Ｍ４０２」）３．９９ｇ、光重合開始剤１（ＢＡＳＦジャパン社製「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９」）１．４０ｇ、光重合開始剤２（日本化薬社製「ＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ‐Ｓ」）０．３５ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度７０．０質量％)２３．００ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３のプロピレングリコールモノメチルアセテート分散液（固形分２０．０％、固形分中の顔料濃度５０．０質量％）４．３５ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５２．９６ｇを加えてよく攪拌し、緑色感光性樹脂組成物の１００ｇ（固形分１４．０％、顔料濃度２６．１質量％）を得た。

＜黒色樹脂組成物の調整＞
ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂（新日鐵化学社製「Ｖ２５９−ＭＥ」固形分５６．５％）３．２８ｇに対し、ジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレート混合物（日本化薬社製「ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ」）０．７９ｇ、光重合開始剤（ＡＤＥＫＡ社製「ＮＣＩ‐８３１」）０．７４ｇ、カーボンブラックのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液（固形分２６．０％、固形分中の顔料濃度７５．０質量％)３５．０９ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６０．１０ｇ、を加えてよく攪拌し、黒色感光性組成物の１００ｇを得た。

＜カラーフィルタの作製＞
赤色着色組成物を膜厚が１．７μｍとなるように塗布し乾燥させた。その後、所定のマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光後、２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液に２５℃で３０秒間浸漬して現像し、良く水洗した。水洗乾燥後、２３０℃で１時間ベークして赤の着色画素３Ｒを形成した。

続いて、緑色着色組成物、青色着色組成物を用いてそれぞれ緑の着色画素３Ｇ、青の着色画素３Ｂを、赤の着色画素３Ｒと同様の手法で形成した。

最後に、基板上に黒色樹脂組成物をスピンコーターで塗布し乾燥させた。その後、１００℃で３分間プリベークを行った後、所定のマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光後、２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液に２５℃で３０秒間浸漬して現像し、良く水洗した。水洗乾燥後、２３０℃で１時間ベークしてブラックマトリクス２（線幅６μｍ、膜厚２．５５μｍ、画素間距離２５μｍ）を形成した。着色画素とブラックマトリクスとの重畳部２１の幅ＢＷは、２μｍとしたが、これに限定するものでない。

＜液晶表示装置の作製＞
得られたカラーフィルタ上に、オーバーコート層を形成し、その上にポリイミドからなる配向膜７を形成した。そして、このガラス基板の他方の表面に偏光板９を形成した。他方、別の（第２の）ガラス基板の一方の表面にＴＦＴ素子８および画素電極を形成し、他方の表面に偏光板９を形成した。

このようにして準備された２つのガラス基板を電極層同士が対面するよう対向させ、スペーサビーズを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置合わせし、液晶化合物注入用開口部を残すように、周囲を封止剤で封止した。次いで、開口部からＩＰＳ用液晶化合物を注入し、開口部を封止した。更に、偏光板に広視野角表示が可能なように最適化された光学補償層を設けた。このようにして作製した液晶表示装置をバックライトユニットと組み合わせてＩＰＳ表示モードの液晶表示装置を得た。

ブラックマトリクス２の膜厚が１．８７μｍで、着色画素の膜厚の１．１０倍であることを除き、実施例１と同様の条件、重畳部２１の幅ＢＷ２μｍで作製を行い、液晶表示装置を得た。

それぞれ着色画素の膜厚が２．００μｍ、ブラックマトリクス２の膜厚が３．００μｍで、着色画素の膜厚の１．５０倍あることを除き、実施例１と同様の条件、重畳部２１の幅ＢＷ２μｍで作製を行い液晶表示装置を得た。

ブラックマトリクス２の膜厚が２．２０μｍで、着色画素の膜厚の１．１０倍であることを除き、実施例３と同様の条件、重畳部２１の幅ＢＷ２μｍで作製を行い液晶表示装置を得た。

＜比較例１＞
ブラックマトリクス２の膜厚が２．７２μｍで、着色画素の膜厚の１．５９倍であることを除き、実施例１と同様の条件、重畳部２１の幅ＢＷ２μｍで作製を行い液晶表示装置を得た。

＜比較例２＞
ブラックマトリクス２の膜厚が１．７０μｍで、着色画素の膜厚の１．００倍であること
を除き、実施例１と同様の条件、重畳部２１の幅ＢＷ２μｍで作製を行い液晶表示装置を得た。

＜比較例３＞
カラーフィルタの作製方法が下記に示す方法であることを除き、実施例１と同様の条件、重畳部の幅ＢＷ２μｍで作製を行い液晶表示装置を得た。

＜カラーフィルタの作製＞
ガラス基板上に黒色樹脂組成物をスピンコーターで塗布し乾燥させた。その後、１００℃で３分間プリベークを行った後、所定のマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光後、２．５質量％炭酸ナトリウム水溶液に２５℃で３０秒間浸漬して現像し、良く水洗した。水洗乾燥後、２３０℃で１時間ベークしてブラックマトリクス（線幅６μｍ、厚み２．５５μｍ、画素間距離２５μｍ）を形成した。

次に、赤色着色組成物を膜厚が１．７０μｍとなるように塗布し、ブラックマトリクスと同様の処理を行い、赤の着色画素３Ｒを形成した。続いて、緑色着色組成物を用いて緑の着色画素３Ｇを、青色着色組成物を用いて青の着色画素３Ｂを形成し、ブラックマトリクス２の膜厚が着色画素の膜厚の１．５０倍と、実施例１と同じ倍率のカラーフィルタを作製した。

＜比較例４＞
ブラックマトリクス２の膜厚が１．７０μｍで、着色画素の膜厚の１．００倍であることを除き、比較例３と同様の条件、重畳部２１の幅ＢＷ２μｍで作製を行い液晶表示装置を得た。

＜評価：輝度ムラ＞
実施例１〜４、比較例１、２についてバックライトユニット１１を点灯し、白（Ｇｒａｙ２５５）と黒（Ｇｒａｙ０）を全面にベタ表示し、正面方向（θ＝０°）から輝度ムラの確認を実施した。輝度ムラが確認されたものを×、確認されなかったものを○と判定した。

＜評価：混色＞
実施例１〜４、比較例１〜４について原色の１つである赤を表示し、カラーフィルタＣＦのストライプ状分布に対して、図３に示す垂直方向に対して、俯角を変えて表示色を観察した。θがそれぞれ、図４に示すように左斜め方向、θが４５°、６０°の位置、また図５に示し様に右斜め方向、θが４５°、６０°の位置から観察し、混色が確認されたものを×、確認されなかったものを○と判定し、表１の結果を得た。

表１より、本発明のカラーフィルタを用いた液晶表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置は表示品位を低下させること無く、斜めから見た際の混色を低減した表示装置の提供を可能とする。

本発明のカラーフィルタを用いることで、高精細で、且つ輝度ムラが無く、斜めから見た際の混色の発生を低減した液晶表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス装置の提供できる。

１−Ａ・・・透明基板
１−Ｂ・・・透明基板
１−Ｃ・・・透明基板
２・・・ブラックマトリクス
３Ｒ・・・赤の着色画素
３Ｇ・・・緑の着色画素
３Ｂ・・・青の着色画素
４・・・液晶層
５・・・ＴＦＴ電極
６・・・透明電極
７・・・配向膜
８・・・ＴＦＴ素子
９・・・偏光板
１０・・・絶縁層
１１・・・バックライトユニット
１２・・・陽極
１３・・・正孔輸送層
１４・・・有機層
１５・・・電子輸送層
１６・・・陰極
１７・・・封止剤
１８・・・隔壁
１９・・・アレイ基板
２０・・・透過光
２１・・・重畳部
ＢＷ・・・重畳部の幅

Claims (2)

1. 透明基板上に、画素ピッチが２５μｍ以下の複数の着色画素を設け、前記着色画素のそれぞれの外周を、６μｍ以下の線幅のブラックマトリクスにより区分したカラーフィルタであって、
   前記ブラックマトリクスの膜厚が前記着色画素の膜厚の１．０５〜１．５０倍であり、且つ、前記着色画素上に前記着色画素と前記ブラックマトリクスとの重畳部を持ち、
   液晶表示装置に搭載した場合の評価において、正面方向（θ＝０°）から輝度ムラが確認されず、
   且つ、左右の斜め方向（θ＝４５°，６０°）からの観察により混色が確認されないことを特徴とするカラーフィルタ。
2. 請求項１に記載のカラーフィルタを具備したことを特徴とする液晶表示装置。