カラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置
【課題】画素電極にスリットが設けられていても、カラーフィルタを構成する着色層の電気的な性質が液晶配向不良や、スイッチングの閾値ずれに悪影響を与えることがなく、透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設けることがなくても十分な性能を確保できるカラーフィルタおよびそれを具備した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接（ｔａｎδ）が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０２5以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が１．０μｍから３．０μｍであり、緑色画素の膜厚１．５μｍでの色度ｙが０．５７以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含む。
【解決手段】透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接（ｔａｎδ）が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０２5以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が１．０μｍから３．０μｍであり、緑色画素の膜厚１．５μｍでの色度ｙが０．５７以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関し、特に、着色層上の画素電極にスリットを有するカラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、コンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な部品である。近年、この液晶表示装置は高画質化の要求が高く、高視野角、高速応答性を備える様々な新しい方式の液晶表示装置が出現してきている。図１は一画素内での液晶分子の配向方向が複数の方向になるように制御した、視野角の広い、配向分割垂直配向方式の液晶表示装置（ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）−ＬＣＤ）の一例の断面を模式的に示した説明図である。
【０００３】
図１に示すように、このＭＶＡ方式の液晶表示装置は、液晶分子（３０）を介して、ガラス基板（１１）上に着色層（１２）、スリットを有する画素電極（１３）が設けられたカラーフィルタ（１０）と、ガラス基板（２１）上にＴＦＴ素子（図示せず）、画素電極（２２）、突起（２３ａ、２３ｂ）が設けられた対向基板（２０）とを配置した構造である。突起（２３ａ、２３ｂ）及びスリット（１４）は、一画素内で互い違いの位置に設けられている。これら突起及びスリットは、液晶分子の配向を制御する機能を有している。電圧印加の状態では、突起（２３ａ）〜スリット（１４）間の液晶分子は、図１中左斜めに傾斜し、スリット（１４）〜突起（２３ｂ）間の液晶分子は、図１中右斜めに傾斜する。この液晶表示装置は、ラビング処理に代わり突起及びスリットを設けることによって液晶分子の配向を制御する。
【０００４】
画素電極のスリット（１４）のエッジは、エッジ近傍に発生する電界の歪みが配向に影響を与え、配向制御用の突起（２３ａ、２３ｂ）と同様に配向を制御する効果がある。突起に代えスリットを用いると、液晶分子を傾斜配向させる突起がないことにより、この部分からの光漏れが減少しコントラストが向上する。画素電極は、ＩＴＯ（酸化インジュウム・スズ）、酸化亜鉛、酸化スズなどからなる透明導電膜であり、このスリットは、フォトエッチングによって形成される。ところが、上記構造のカラーフィルタでは、画素を構成する着色層上にスリットがあるので、液晶分子が着色層の材料の電気的な特性の影響を直接受けてしまうという問題がある。
【０００５】
実際、従来の着色層材料を使用した場合、ＭＶＡ方式の液晶表示装置では着色層材料の電気的特性に起因する液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれによる画像の焼き付き現象（表示画面に画像が長時間固定される現象）など、様々な表示不良が起こっていた。そのため、従来の着色層材料によるカラーフィルタをＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いる場合は、例えば特許文献１で横電界（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式に適応するカラーフィルタとして開示されている技術と同様にして、着色層上に透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設け、液晶挟持面と着色層が直接触れ合わないようにすることが一般的である。
【０００６】
しかしながら、近年の液晶表示装置の低価格化は著しく、その部材であるカラーフィルタも低価格化の必要に迫られている。前述したように透明樹脂によるオーバーコート層を設けることで従来の着色層材料でもＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いることは可能であるが、十分な性能を確保するためにはオーバーコート層は場合によっては２μｍ以上といった厚さを設ける必要があり、均一に塗布することが難しいという問題が生じ、低価格化を
妨げる一つの要因となっている。
【０００７】
また、特許文献２には、ＭＶＡ方式の液晶表示装置用のカラーフィルタとして、感光性材料に芳香環を含む構造の樹脂を用いると誘電正接の低減に効果があり、表示焼き付きなどの発生しない技術が開示されている。このように、従来から、着色層材料、オーバーコート層材料ともにＭＶＡ方式の液晶表示装置にも適合するように改良がなされてきているが、オーバーコート層を設けることなくＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いることのできるカラーフィルタが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１７５３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、画素電極にスリットが設けられていても、カラーフィルタを構成する着色層の電気的な性質が液晶配向不良や、スイッチングの閾値ずれに悪影響を与えることがなく、従って、透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設けることがなくても十分な性能を確保できるカラーフィルタおよびそれを具備した液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接（ｔａｎδ）が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０２5以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が１．０μｍから３．０μｍであり、緑色画素の膜厚１．５μｍでの色度ｙが０．５７以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含むことを特徴とするカラーフィルタである。なお、前記したハロゲン化銅フタロシアニン顔料は、緑色のカラーフィルタ用顔料として代表的なものであり、その分光透過スペクトル特性や耐候性に優れているものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記緑色画素の緑色着色組成物を構成する感光性樹脂組成物の透明樹脂として、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる、質量平均分子量が３００００以下で、固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、スチレン含有量が７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満である重合組成物を含有し、且つ、前記重合組成物と光重合性モノマーと、光重合開始剤と、アクリル系樹脂とを含有した前記感光性樹脂組成物中の前記重合組成物の含有量が固形分中の１７〜２７質量％であることを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、各画素上の画素電極にスリットをフォトエッチングによって設ける際に、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成と同時に形成された、着色層からなる色積層フォトスペーサー上の画素電極部分が、前記フォトエッチングによって同時に除去されていることを特徴とする請求項１または２に記載するカラーフィルタである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記各画素の着色層の比誘電率が、周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で５．０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載するカラーフィルタである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る発明は、前記各画素の着色層上に、保護層を介さずに、スリットが設けられた画素電極が設けられ、スリットより着色層を液晶露出させていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタである。
【００１５】
次に、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載するカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のカラーフィルタは、誘電正接が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０25以下である着色層を形成した、着色層上の画素電極にスリットを有するカラーフィルタであるので、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いた際に、カラーフィルタの着色層の電気的な性質が液晶のスイッチング性能に悪影響を与えることがなく、透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設けなくても、液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれのない、すなわち、表示性能に悪影響を与えない、十分な信頼性を確保できるカラーフィルタとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の一例を断面で示す模式図である。
【図２】従来のカラーフィルタの赤色着色層の誘電正接の周波数特性を示す図である。
【図３】従来のカラーフィルタの緑色着色層の誘電正接の周波数特性を示す図である。
【図４】従来のカラーフィルタの青色着色層の誘電正接の周波数特性を示す図である。
【図５】緑色着色組成物中に含有する透明樹脂の含有量と誘電正接との関係を示す図である。
【図６】請求項３に係わるカラーフィルタの一例の断面図である。
【図７】色積層フォトスペーサーが設けられた従来のカラーフィルタの一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明のカラーフィルタを、その一実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本発明者らは、カラーフィルタの電気的な性質とＭＶＡ方式の液晶表示装置における表示不良との関係について種々検討した結果、ＭＶＡ方式の液晶表示装置の液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれは、主として着色層の誘電特性により起こっていることを見出した。具体的には誘電正接の値により説明が可能である。おおむね以下のようなメカニズムによる。誘電正接（ｔａｎδ）は誘電体内に蓄積される電荷量と消費される電荷量との比である。誘電正接が比較的小さい場合は誘電体内に蓄積された電荷は保持されるのに対し、比較的大きい場合では電荷は消費されて保持されない。
【００２０】
前記したが、図１にＭＶＡ方式液晶表示装置の一例の断面を模式図で示す。ＭＶＡ方式の液晶表示装置においてはカラーフィルタ（１０）を構成する着色層（１２）が内側を向くように配置され、液晶駆動電界中に内在するため、ＭＶＡ方式の液晶表示装置においては、カラーフィルタの着色層の誘電正接と、他のセル内の部材（液晶、配向膜など）の誘
電正接との値が大きく異なると、液晶分子の電荷の保持状態が不均一になる現象が発生する。
【００２１】
電荷の保持状態が不均一になることで、液晶配向不良が発生、あるいはスイッチングの閾値ずれにより焼き付きが発生するといった表示不良となる。したがって、カラーフィルタを構成する着色層の誘電正接はＭＶＡ方式の液晶表示装置の表示特性を決める重要な特性となる。誘電正接は測定周波数に依存する値であるが、液晶駆動の１フレームが６０Ｈｚ程度であることから、周期（秒）すなわち周波数で３０Ｈｚ近辺、おおむね１０〜１００Ｈｚの周波数での誘電正接に着目するのが適当である。
【００２２】
ここで従来のカラーフィルタに用いられている数種類の着色層の誘電正接の測定結果を図２、図３、図４に示す。従来のカラーフィルタを構成する各色の着色層の誘電正接は１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で、着色層の種類により０．００６〜０．２５程度の値を示す。図３に示すように、特に緑の着色層において誘電正接が大きいものが多く、実際に、少なくとも緑の着色層においては液晶挟持面との境界にオーバーコート層を設けないと液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれなどが顕著に発生し易かった。
【００２３】
本発明者らは、液晶表示装置、特に、画素電極にスリットを有するＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、着色層と液晶挟持面との境界にオーバーコート層を設けなくても、液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれなどを解消し表示品位を向上させることのできるカラーフィルタを提供するために、この特徴的な誘電特性の改善について種々検討を行った。
【００２４】
一般に液晶、配向膜などは電荷を保持する能力が大きい、すなわち誘電正接が比較的小さい材料を用いて形成されており、その値は一般的に０．００５〜０．０２程度の値である。したがって、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタが備えている着色層の誘電正接の値は液晶、配向膜と同程度の値であることが好ましいと考えられる。
【００２５】
すなわち、多色化された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタに設けられた画素を構成する着色層の誘電正接が１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０25程度以下、さらに好ましくは０．０15以下とすることで、画素上にオーバーコート層を設けることなく画素配向不良、閾値ずれなどの表示品位の低下を効果的に防げることを見出した。着色層の誘電正接は低いほど好ましいが、着色層の材料の特性上現時点では０．００５〜０．００６程度が下限となる。
【００２６】
また、種々検討を行った結果、本発明のカラーフィルタにおいては、着色層の比誘電率を周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で５．０以下とすることが好ましいことを見出した。比誘電率は誘電体内に蓄積される電荷量の指標であり、着色層において著しく値が大きいとセル内の部材（液晶、配向膜など）との間に蓄積される電荷量のバランスが大きく崩れ、スイッチングの閾値ずれで焼き付きが発生するといった表示不良となる。したがって、カラーフィルタの着色層の比誘電率は１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数で５．０以下、さらに好ましくは４．５以下であることが必要である。比誘電率は低いほうが好ましいが、材料の特性上現時点では３．０程度が下限となる。
【００２７】
従来、これらの特性を実現する方法としては、例えば、特許文献１または２において、誘電正接の高い成分である顔料の濃度を一定以下とする、顔料の純度を向上させ、顔料自体の誘電正接を小さくすることが報告されている。
【００２８】
しかし、これらの方法では、顔料の選択の自由度が制限されるため、様々な色特性の要求に対応することは労力的、時間的、あるいはコスト的に困難となる場合がある。そこで
、本発明者らは、鋭意検討の結果、ある樹脂を含有する着色樹脂組成物を用いて着色層を形成することにより、着色層の誘電正接を０．０２５以下に抑えることが容易に可能となることを見出した。これにより、顔料の選択の幅が広くなるため、様々な要求仕様に対応した色特性をもつカラーフィルタを容易に提供することが可能となり、開発のスピードアップ、開発費や材料費のコストダウンにもつながる。
【００２９】
図６は、本発明の請求項３に係わるカラーフィルタの一例の断面図である。図６に示すカラーフィルタはＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタであるが、色積層フォトスペーサーが設けられている。この色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）は、緑色ドットパターン（１６Ｇ）、赤色ドットパターン（１６Ｒ）、青色ドットパターン（１６Ｂ）の少なくとも１色のパターンで構成されている。これら各色ドットパターンは、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成に用いた着色層の材料と同一の材料を用い、この３色の着色画素の形成と同時に形成されたものである。積層は１色〜３色で行い、積層数はフォトスペーサーの仕様に応じて適宜選択してよい。
【００３０】
色積層フォトスペーサーが形成された透明基板（１１）上の全面に画素電極（１３）が設けられた後に、フォトエッチングによってスリット（１４）が形成されるが、色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）上の点線で示す部分は、スリット（１４）の形成と同時にフォトエッチングによって除去された画素電極（１３）の部分である。このように、３色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）上の画素電極（１３）の部分が除去され、ドットパターン、例えば、青色ドットパターン（１６Ｂ）が露出する。着色層の材料からなるドットパターンは絶縁性を有する。そのため、図７に示す従来のカラーフィルタの絶縁ドットパターン（１７）は不要となる。
【００３１】
図７は、従来における、色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）が設けられたカラーフィルタの一例の断面図である。画素電極（１３）はカラーフィルタ上に一括して設けられるため、図７に示すように、色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）上には、画素電極（１３）が設けられており、また、画素電極（１３）を介して絶縁ドットパターン（１７）が設けられている。この絶縁ドットパターン（１７）は、対向基板との電気的ショートを防止するためのもので、絶縁性である。本発明の請求項３に係わるカラーフィルタによれば、このような絶縁ドットパターン（１７）は不要となり、廉価なカラーフィルタが得られる。
【００３２】
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。本発明のカラーフィルタは少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えており、当該複数色の画素は少なくとも着色層から構成されている。複数色には赤、緑、青（ＲＧＢ）の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン（ＹＭＣ）の組み合わせが挙げられるが、本発明のカラーフィルタは緑着色層を有するカラーフィルタ（すなわちＲＧＢ系）に対して特に好ましく適用できる。
【００３３】
本発明のカラーフィルタは画素の形成面を液晶挟持面側に向けて、液晶表示装置に組み込まれて使用される。必要に応じて画素上には配向膜が形成される。本発明のカラーフィルタは、着色層の電気特性の影響を液晶駆動電界中に及ぼさないために着色層を覆うオーバーコート層を設ける必要がないため歩留まりがよく、コストダウンにつながる。また液晶と画素との距離がより近くなるため、視野角が向上し、高精細な液晶表示装置を提供することができる。
【００３４】
このように、本発明のカラーフィルタは、着色層の電気特性を補うためにオーバーコート層を設ける必要はないが、カラーフィルタ平坦化等の目的で樹脂による層を設けることができる。この場合、従来のオーバーコート層のような厚みは必要ではない。
【００３５】
本発明のカラーフィルタに用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは８０％以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、ＰＥＴなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。
【００３６】
透明基板上への着色層の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィ法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色樹脂組成物を透明基板上に塗布膜を形成し、塗布膜にパターン露光、現像することで一色の着色層を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトリソグラフィ法が好ましい。
【００３７】
本発明のカラーフィルタが備える画素を構成する着色層は、着色樹脂組成物を調製してフォトリソグラフィ法により形成する場合は例えば以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。
【００３８】
本発明の着色樹脂組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
【００３９】
赤色フィルタセグメント（着色層）を形成するための赤色着色樹脂組成物には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色樹脂組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
【００４０】
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、２０、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、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、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、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
【００４１】
橙色顔料としてはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。
【００４２】
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色樹脂組成物には、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る。緑色着色樹脂組成物には赤色着色樹脂組成物と同様の黄色顔料を併用することが
できる。
【００４３】
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色樹脂組成物には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等の青色顔料、好ましくはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６を用いることができる。
【００４４】
また、青色着色樹脂組成物には、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料、好ましくはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３を併用することができる。
【００４５】
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
【００４６】
本発明に係る着色樹脂組成物に用いることのできる透明樹脂として、スチレンと、不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる重合組成物を含む感光性組成物が優れた性能を示すことを見出した。即ち、そのような感光性組成物は、所望の現像性を付与されており、長期保存安定性、現像速度に優れ、さらに、光照射及び／または焼成によって硬化した後の塗膜は、耐熱性、基板との密着性、硬度、耐溶剤性、耐アルカリ性に優れており、上述した従来の技術の課題を解決し得るものである。
【００４７】
上記した本発明に係る重合組成物は、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなり、３００００以下の質量平均分子量、１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの固形分酸価を有する。このような重合組成物は、スチレンのエチレン性不飽和基と、不飽和カルボン酸含有モノマーのエチレン性不飽和基とを有機溶剤中でラジカル共重合させ、反応させることで、質量平均分子量が３００００以下、固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇである重合組成物を得ることができる。
【００４８】
このように質量平均分子量が３００００以下もしくは固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇに制御された重合組成物を配合して感光性樹脂組成物を調製すると、従来の質量平均分子量が３００００以上、もしくは固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以外のスチレン含有重合組成物を含む感光性樹脂組成物を用いた場合の不具合、すなわち感光性樹脂組成物のアルカリ現像性が悪化し、現像速度が適度に調整できず、現像時間が長くなることや、逆に現像速度が速すぎて塗膜が基板から剥がれやすくなるといった弊害を生じさせることなく、スチレン含有重合組成物の効果を十分に発揮させることが可能となる。
【００４９】
また本発明の重合組成物は、さらに、７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満のスチレン含有量を有する。このように７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満のスチレン含有量を有する重合組成物を配合して感光性樹脂組成物を調製すると、スチレン樹脂が有する低tanδ化の性質を発現することが可能となり、アルカリ現像型感光性のカラーフィルタで生じていた不具合、すなわち顔料や分散剤、及び他のバインダー樹脂の影響によって生じていた高い誘電正接を打ち消し、低減させることが可能となる。これにより、本来所望された誘電正接の閾値を満たすことができ表示特性良好な液晶表示装置を提供可能となる。スチレン含有量が７５ｍｏｌ％未満の場合には、着色樹脂組成物の持つ誘電正接を十分打ち消すことが出来ず、低tanδ化の効果を発揮することが不可能となる。スチレン含有量が９５ｍｏｌ％を超えた場合には、感光性樹脂組成物中の他の成分との相溶性が悪くなり、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなることや、該スチレン含有樹脂組成物中のアルカリ可溶
性基の含有量が少なくなり現像性が悪化する不具合を生じてしまう。
【００５０】
上記した、本発明の一実施形態に係る不飽和カルボン酸含有モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、モノアルキルマレイン酸、フマル酸、モノアルキルフマル酸、イタコン酸、モノアルキルイタコン酸、クロトン酸等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。
【００５１】
また、本発明に用いるアクリル系樹脂として、以下のものが例示できる。アクリル系樹脂の材料は、例えば（メタ）アクリル酸や、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートペンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等のエーテル基含有（メタ）アクリレート及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート等を単量体として使用した重合体があげられる。
【００５２】
なお、これらの単量体は、単独で、または、２種以上を併用して使用することができる。さらに、これらアクリレートと共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物を共重合させることができる。
【００５３】
また、例えば（メタ）アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた樹脂とグリシジルメタクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を含有する化合物を反応させることや、グリシジルメタクリレート等のエポキシ、含有（メタ）アクリレートの単重合またはそれらとその他の（メタ）アクリレートの共重合の樹脂に（メタ）アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【００５４】
さらに、例えばヒドロキシエチルメタアクリレート等をモノマーとする水酸基を有する樹脂にメタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【００５５】
また、上述したように、ヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合により調製され、かつ複数の水酸基を有する樹脂にさらに多塩基酸無水物を反応させて、樹脂にカルボキシル基を導入し、カルボキシル基を有する樹脂とすることができるが、その製造方法は上記記載の方法のみに限るものではない。
【００５６】
上記の反応に用いる酸無水物の例として、例えばマロン酸無水物、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、及びトリメリト酸無水物等が挙げられる。
【００５７】
上述したアクリル系樹脂の固形分酸価は、２０〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇより小さい場合には、感光性樹脂組成物の現像速度が遅すぎて現像に要する時間が多くなり、生産性に劣る結果となる。また酸価が１８０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きい場合には、逆に現像速度が速すぎて、現像後でのパターンハガレやパターン欠けの不具合が生じる。
【００５８】
さらに、前記アクリル系樹脂が感光性を有する場合、該アクリル樹脂の二重結合当量は
１００〜２０００であることが好ましく、さらに好ましくは１００〜１０００である。二重結合当量が２０００を越える場合には十分な光硬化性が得られない。
【００５９】
本発明に係る着色樹脂組成物には、さらに必要に応じて透明樹脂を添加することもできる。その透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上で、かつ、誘電正接が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．００８以下となる樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００６０】
このような樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、スチレンーマレイン酸共重合体、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、およびこれらを変性したもの等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂と不飽和基含有カルボン酸またはその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られた光重合性不飽和基含有樹脂、あるいはノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂またはこれらの変性樹脂が、現像性、パターニング特性、コスト等の点から特に好ましい
【００６１】
透明樹脂に用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ト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、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（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、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００６２】
着色樹脂組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。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−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化合物、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化合物、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、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、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、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、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化合物、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４'−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６―トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、
９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色樹脂組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０質量％が好ましく、より好ましくは３〜３０質量％である。
【００６３】
さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５〜６０質量％が好ましく、より好ましくは３〜４０質量％である。
【００６４】
さらに、着色樹脂組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色樹脂組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１〜２０質量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
【００６５】
着色樹脂組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては
、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
【００６６】
透明基板上に、上述の着色樹脂組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは９０〜１２０℃で１０〜２０分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で２μｍ程度である。着色樹脂組成物を塗布し着色層を形成した基板にパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。
【００６７】
続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥、ポストベークして任意の一色の画素が得られる。尚、ポストベークは１８０℃〜２６０℃で１５〜６０分ほど行うことが好ましい。
【００６８】
以上の一連の工程を、着色樹脂組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を得ることができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の具体的実施例を説明する。なお、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。
【００７０】
［樹脂溶液の調製］
実施例および比較例で用いたスチレンと非芳香族多価カルボン酸含有モノマーから成る重合組成物を以下のように調製した。なお、樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。
【００７１】
＜重合組成物＞
スチレン−アクリル樹脂エマルション（昭和高分子（株）製のＡＰ１７６１、樹脂固形分５０％）２４ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート９６ｇを加え３０℃で１時間加熱した。得られたスチレン−アクリル酸共重合体の質量平均分子量は４４００であった。
【００７２】
＜アクリル樹脂＞
内容量が０．０２ｍ２の５つ口反応容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８００ｇ、メタクリル酸１０ｇ、メチルメタクリレート４０ｇ、ブチルメタクリレート８０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート４０ｇおよびアゾビスイソブチロニトリル２ｇを加え、窒素ガスを吹き込みながら、８０℃で６時間加熱し、アクリル樹脂を得た。得られたアクリル樹脂１の質量平均分子量は４００００であった。
【００７３】
［着色樹脂組成物の調製］
下記の要領で赤、青、緑の着色樹脂組成物を調製した。なお、「部」はすべて質量部であ
る。
【００７４】
＜赤色顔料分散体＞
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のフィルター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
（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」）
１８部
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７
（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」）
２部
・分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」） ２部
・アクリル樹脂１ １０８部
【００７５】
＜赤色着色樹脂組成物＞
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のフィルターで濾過して赤色着色樹脂組成物を得た。
・上記赤色顔料分散体 １３０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １３部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ３部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） １部
・シクロヘキサノン ２５３部
【００７６】
＜青色顔料分散体＞
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のフィルター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
（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」） ５０部
・紫色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３
（ＢＡＳＦ社製「パリオゲンバイオレット ５８９０」） ２部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」） ６部
・アクリル樹脂１ ２００部
【００７７】
＜青色着色樹脂組成物＞
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のフィルターで濾過して青色着色樹脂組成物を得た。
・上記青色顔料分散体 ２６８部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １９部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン ２１４部
【００７８】
＜緑色顔料分散体１＞
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のフィルターで濾過して緑色顔料の分散体１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」） １９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」） ５．２部
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３」） ２部
・アクリル樹脂１ ６０部
【００７９】
＜緑色着色樹脂組成物１＞
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のフィルターで濾過して緑色着色樹脂組成物１を得た。
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ５６部
・トリメチロールプロパントリアクリレー
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８０】
＜緑色着色樹脂組成物２＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ７０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８１】
＜緑色着色樹脂組成物３＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ５０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８２】
＜緑色着色樹脂組成物４＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・アクリル樹脂 ７０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８３】
＜緑色着色樹脂組成物５＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・アクリル樹脂 １３５部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８４】
＜緑色着色樹脂組成物６＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ４８部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８５】
［カラーフィルタの作製］
得られた赤色着色樹脂組成物、青色着色樹脂組成物及び緑色着色樹脂組成物を用いて下記の要領でカラーフィルタを作成した。緑色着色樹脂組成物として、緑色着色樹脂組成物１〜３までを用いたものを、実施例１〜３、及び、緑色着色樹脂組成物４〜６までを用いたものを比較例１〜３とした。
【００８６】
ガラス基板に、赤色着色樹脂組成物をスピンコートにより膜厚２μｍとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて９０秒間現像した。続いて２１０℃のオーブンで３０分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。以下、実施例及び比較例ではこのアルカリ現像液を用いて現像を行った。
＜アッルカリ現像液＞
・炭酸ナトリウム １．５質量％
・炭酸水素ナトリウム ０．５質量％
・陰イオン系界面活性剤（花王（株）製「ペリレックスＮＢＬ」） ８．０質量％
・水 ９０質量％
【００８７】
次に、緑色着色樹脂組成物１〜６をそれぞれ同様にスピンコートにて膜厚が２μｍとなるように塗布、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を、前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像後ポストベークすることで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。
【００８８】
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色樹脂組成物についても膜厚２μｍで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の３色のストライプ状の画素を持つ実施例１，２，３および比較例１，２，３のカラーフィルタが得られた。
【００８９】
実施例１、２、３および比較例１，２，３のカラーフィルタについて、カラーフィルタの作製に用いた緑色着色組成物の重合性樹脂および、アクリル樹脂の含有量と、各カラーフィルタの、緑色画素の膜厚１．５μｍにおける色度ｙと誘電正接の値を表１に示す。また、緑色組成物に含有する透明樹脂量と、誘電正接の関係をプロットしたものを、図５に示す。誘電正接の値は代表値として２０Ｈｚにおける値を用いた。
【表１】
【００９０】
＜比較結果＞
表１に示すとおり、実施例１のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量が２２％のとき、緑色画素の色度ｙは０．５８０、誘電正接は０．０２３とすることができた。また、実施例２のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量を２７％まで増量させると、誘電正接は０．０２０まで低下するが、色度値は０．５７０となっ
た。さらに、実施例３のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量が１７％のとき、緑色画素の色度ｙは０．５８８、誘電正接は０．０２５となった。
これに対して、実施例２のカラーフィルタで用いた緑色着色層中の重合組成物をアクリル樹脂に変えて２７％含有した比較例１のカラーフィルタの場合は、緑色画素の色度値ｙは０．５７０を示すが、誘電正接は０．０２９となり狙い値を満たすことはできなかった。また、比較例２のカラーフィルタのように、緑色着色層中に含有するアクリル樹脂を５３％まで増量させると、誘電正接は０．０２５を示すが、色度値ｙは０．４８４ととなり、狙いの色相を満たせなかった。また、比較例３のカラーフィルタのように、緑色着色層の重合組成物の含有量を１６％とすると、色度値ｙは０．０５９となるが、誘電正接は０．０２６となり、狙いの誘電正接を満たすことができなかった。
【００９１】
実施例１、２、３のカラーフィルタ、および比較例１、２、３のカラーフィルタにスリットを有する画素電極を設け、各々ＭＶＡ方式の液晶表示装置を作成したところ、実施例１、２、３のカラーフィルタを用いた液晶表示装置においては、画素の液晶配向不良、駆動電圧の閾値ずれを発生させることなく良好な表示品位が得られた。これに対し、比較例１、２、３のカラーフィルタを用いた液晶表示装置においては、液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれによる焼き付き現象が発生し、良好な表示特性が得られなかった。
【符号の説明】
【００９２】
３Ｃ−ＰＳ・・・色積層フォトスペーサー
１０・・・カラーフィルタ １１、２１・・・透明基板（ガラス基板）
１２・・・着色層 １３、２２・・・画素電極 １４・・・スリット
１７・・・絶縁ドットパターン ２０・・・対向基板 ２３ａ、２３ｂ・・・突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関し、特に、着色層上の画素電極にスリットを有するカラーフィルタ及びそれを具備した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、コンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な部品である。近年、この液晶表示装置は高画質化の要求が高く、高視野角、高速応答性を備える様々な新しい方式の液晶表示装置が出現してきている。図１は一画素内での液晶分子の配向方向が複数の方向になるように制御した、視野角の広い、配向分割垂直配向方式の液晶表示装置（ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）−ＬＣＤ）の一例の断面を模式的に示した説明図である。
【０００３】
図１に示すように、このＭＶＡ方式の液晶表示装置は、液晶分子（３０）を介して、ガラス基板（１１）上に着色層（１２）、スリットを有する画素電極（１３）が設けられたカラーフィルタ（１０）と、ガラス基板（２１）上にＴＦＴ素子（図示せず）、画素電極（２２）、突起（２３ａ、２３ｂ）が設けられた対向基板（２０）とを配置した構造である。突起（２３ａ、２３ｂ）及びスリット（１４）は、一画素内で互い違いの位置に設けられている。これら突起及びスリットは、液晶分子の配向を制御する機能を有している。電圧印加の状態では、突起（２３ａ）〜スリット（１４）間の液晶分子は、図１中左斜めに傾斜し、スリット（１４）〜突起（２３ｂ）間の液晶分子は、図１中右斜めに傾斜する。この液晶表示装置は、ラビング処理に代わり突起及びスリットを設けることによって液晶分子の配向を制御する。
【０００４】
画素電極のスリット（１４）のエッジは、エッジ近傍に発生する電界の歪みが配向に影響を与え、配向制御用の突起（２３ａ、２３ｂ）と同様に配向を制御する効果がある。突起に代えスリットを用いると、液晶分子を傾斜配向させる突起がないことにより、この部分からの光漏れが減少しコントラストが向上する。画素電極は、ＩＴＯ（酸化インジュウム・スズ）、酸化亜鉛、酸化スズなどからなる透明導電膜であり、このスリットは、フォトエッチングによって形成される。ところが、上記構造のカラーフィルタでは、画素を構成する着色層上にスリットがあるので、液晶分子が着色層の材料の電気的な特性の影響を直接受けてしまうという問題がある。
【０００５】
実際、従来の着色層材料を使用した場合、ＭＶＡ方式の液晶表示装置では着色層材料の電気的特性に起因する液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれによる画像の焼き付き現象（表示画面に画像が長時間固定される現象）など、様々な表示不良が起こっていた。そのため、従来の着色層材料によるカラーフィルタをＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いる場合は、例えば特許文献１で横電界（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式に適応するカラーフィルタとして開示されている技術と同様にして、着色層上に透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設け、液晶挟持面と着色層が直接触れ合わないようにすることが一般的である。
【０００６】
しかしながら、近年の液晶表示装置の低価格化は著しく、その部材であるカラーフィルタも低価格化の必要に迫られている。前述したように透明樹脂によるオーバーコート層を設けることで従来の着色層材料でもＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いることは可能であるが、十分な性能を確保するためにはオーバーコート層は場合によっては２μｍ以上といった厚さを設ける必要があり、均一に塗布することが難しいという問題が生じ、低価格化を
妨げる一つの要因となっている。
【０００７】
また、特許文献２には、ＭＶＡ方式の液晶表示装置用のカラーフィルタとして、感光性材料に芳香環を含む構造の樹脂を用いると誘電正接の低減に効果があり、表示焼き付きなどの発生しない技術が開示されている。このように、従来から、着色層材料、オーバーコート層材料ともにＭＶＡ方式の液晶表示装置にも適合するように改良がなされてきているが、オーバーコート層を設けることなくＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いることのできるカラーフィルタが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１７５３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、画素電極にスリットが設けられていても、カラーフィルタを構成する着色層の電気的な性質が液晶配向不良や、スイッチングの閾値ずれに悪影響を与えることがなく、従って、透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設けることがなくても十分な性能を確保できるカラーフィルタおよびそれを具備した液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接（ｔａｎδ）が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０２5以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が１．０μｍから３．０μｍであり、緑色画素の膜厚１．５μｍでの色度ｙが０．５７以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含むことを特徴とするカラーフィルタである。なお、前記したハロゲン化銅フタロシアニン顔料は、緑色のカラーフィルタ用顔料として代表的なものであり、その分光透過スペクトル特性や耐候性に優れているものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記緑色画素の緑色着色組成物を構成する感光性樹脂組成物の透明樹脂として、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる、質量平均分子量が３００００以下で、固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、スチレン含有量が７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満である重合組成物を含有し、且つ、前記重合組成物と光重合性モノマーと、光重合開始剤と、アクリル系樹脂とを含有した前記感光性樹脂組成物中の前記重合組成物の含有量が固形分中の１７〜２７質量％であることを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、各画素上の画素電極にスリットをフォトエッチングによって設ける際に、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成と同時に形成された、着色層からなる色積層フォトスペーサー上の画素電極部分が、前記フォトエッチングによって同時に除去されていることを特徴とする請求項１または２に記載するカラーフィルタである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記各画素の着色層の比誘電率が、周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で５．０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載するカラーフィルタである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る発明は、前記各画素の着色層上に、保護層を介さずに、スリットが設けられた画素電極が設けられ、スリットより着色層を液晶露出させていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタである。
【００１５】
次に、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載するカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のカラーフィルタは、誘電正接が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０25以下である着色層を形成した、着色層上の画素電極にスリットを有するカラーフィルタであるので、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いた際に、カラーフィルタの着色層の電気的な性質が液晶のスイッチング性能に悪影響を与えることがなく、透明樹脂による保護層（オーバーコート層）を設けなくても、液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれのない、すなわち、表示性能に悪影響を与えない、十分な信頼性を確保できるカラーフィルタとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の一例を断面で示す模式図である。
【図２】従来のカラーフィルタの赤色着色層の誘電正接の周波数特性を示す図である。
【図３】従来のカラーフィルタの緑色着色層の誘電正接の周波数特性を示す図である。
【図４】従来のカラーフィルタの青色着色層の誘電正接の周波数特性を示す図である。
【図５】緑色着色組成物中に含有する透明樹脂の含有量と誘電正接との関係を示す図である。
【図６】請求項３に係わるカラーフィルタの一例の断面図である。
【図７】色積層フォトスペーサーが設けられた従来のカラーフィルタの一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明のカラーフィルタを、その一実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本発明者らは、カラーフィルタの電気的な性質とＭＶＡ方式の液晶表示装置における表示不良との関係について種々検討した結果、ＭＶＡ方式の液晶表示装置の液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれは、主として着色層の誘電特性により起こっていることを見出した。具体的には誘電正接の値により説明が可能である。おおむね以下のようなメカニズムによる。誘電正接（ｔａｎδ）は誘電体内に蓄積される電荷量と消費される電荷量との比である。誘電正接が比較的小さい場合は誘電体内に蓄積された電荷は保持されるのに対し、比較的大きい場合では電荷は消費されて保持されない。
【００２０】
前記したが、図１にＭＶＡ方式液晶表示装置の一例の断面を模式図で示す。ＭＶＡ方式の液晶表示装置においてはカラーフィルタ（１０）を構成する着色層（１２）が内側を向くように配置され、液晶駆動電界中に内在するため、ＭＶＡ方式の液晶表示装置においては、カラーフィルタの着色層の誘電正接と、他のセル内の部材（液晶、配向膜など）の誘
電正接との値が大きく異なると、液晶分子の電荷の保持状態が不均一になる現象が発生する。
【００２１】
電荷の保持状態が不均一になることで、液晶配向不良が発生、あるいはスイッチングの閾値ずれにより焼き付きが発生するといった表示不良となる。したがって、カラーフィルタを構成する着色層の誘電正接はＭＶＡ方式の液晶表示装置の表示特性を決める重要な特性となる。誘電正接は測定周波数に依存する値であるが、液晶駆動の１フレームが６０Ｈｚ程度であることから、周期（秒）すなわち周波数で３０Ｈｚ近辺、おおむね１０〜１００Ｈｚの周波数での誘電正接に着目するのが適当である。
【００２２】
ここで従来のカラーフィルタに用いられている数種類の着色層の誘電正接の測定結果を図２、図３、図４に示す。従来のカラーフィルタを構成する各色の着色層の誘電正接は１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で、着色層の種類により０．００６〜０．２５程度の値を示す。図３に示すように、特に緑の着色層において誘電正接が大きいものが多く、実際に、少なくとも緑の着色層においては液晶挟持面との境界にオーバーコート層を設けないと液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれなどが顕著に発生し易かった。
【００２３】
本発明者らは、液晶表示装置、特に、画素電極にスリットを有するＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、着色層と液晶挟持面との境界にオーバーコート層を設けなくても、液晶配向不良やスイッチングの閾値ずれなどを解消し表示品位を向上させることのできるカラーフィルタを提供するために、この特徴的な誘電特性の改善について種々検討を行った。
【００２４】
一般に液晶、配向膜などは電荷を保持する能力が大きい、すなわち誘電正接が比較的小さい材料を用いて形成されており、その値は一般的に０．００５〜０．０２程度の値である。したがって、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタが備えている着色層の誘電正接の値は液晶、配向膜と同程度の値であることが好ましいと考えられる。
【００２５】
すなわち、多色化された液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタに設けられた画素を構成する着色層の誘電正接が１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０25程度以下、さらに好ましくは０．０15以下とすることで、画素上にオーバーコート層を設けることなく画素配向不良、閾値ずれなどの表示品位の低下を効果的に防げることを見出した。着色層の誘電正接は低いほど好ましいが、着色層の材料の特性上現時点では０．００５〜０．００６程度が下限となる。
【００２６】
また、種々検討を行った結果、本発明のカラーフィルタにおいては、着色層の比誘電率を周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で５．０以下とすることが好ましいことを見出した。比誘電率は誘電体内に蓄積される電荷量の指標であり、着色層において著しく値が大きいとセル内の部材（液晶、配向膜など）との間に蓄積される電荷量のバランスが大きく崩れ、スイッチングの閾値ずれで焼き付きが発生するといった表示不良となる。したがって、カラーフィルタの着色層の比誘電率は１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数で５．０以下、さらに好ましくは４．５以下であることが必要である。比誘電率は低いほうが好ましいが、材料の特性上現時点では３．０程度が下限となる。
【００２７】
従来、これらの特性を実現する方法としては、例えば、特許文献１または２において、誘電正接の高い成分である顔料の濃度を一定以下とする、顔料の純度を向上させ、顔料自体の誘電正接を小さくすることが報告されている。
【００２８】
しかし、これらの方法では、顔料の選択の自由度が制限されるため、様々な色特性の要求に対応することは労力的、時間的、あるいはコスト的に困難となる場合がある。そこで
、本発明者らは、鋭意検討の結果、ある樹脂を含有する着色樹脂組成物を用いて着色層を形成することにより、着色層の誘電正接を０．０２５以下に抑えることが容易に可能となることを見出した。これにより、顔料の選択の幅が広くなるため、様々な要求仕様に対応した色特性をもつカラーフィルタを容易に提供することが可能となり、開発のスピードアップ、開発費や材料費のコストダウンにもつながる。
【００２９】
図６は、本発明の請求項３に係わるカラーフィルタの一例の断面図である。図６に示すカラーフィルタはＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタであるが、色積層フォトスペーサーが設けられている。この色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）は、緑色ドットパターン（１６Ｇ）、赤色ドットパターン（１６Ｒ）、青色ドットパターン（１６Ｂ）の少なくとも１色のパターンで構成されている。これら各色ドットパターンは、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成に用いた着色層の材料と同一の材料を用い、この３色の着色画素の形成と同時に形成されたものである。積層は１色〜３色で行い、積層数はフォトスペーサーの仕様に応じて適宜選択してよい。
【００３０】
色積層フォトスペーサーが形成された透明基板（１１）上の全面に画素電極（１３）が設けられた後に、フォトエッチングによってスリット（１４）が形成されるが、色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）上の点線で示す部分は、スリット（１４）の形成と同時にフォトエッチングによって除去された画素電極（１３）の部分である。このように、３色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）上の画素電極（１３）の部分が除去され、ドットパターン、例えば、青色ドットパターン（１６Ｂ）が露出する。着色層の材料からなるドットパターンは絶縁性を有する。そのため、図７に示す従来のカラーフィルタの絶縁ドットパターン（１７）は不要となる。
【００３１】
図７は、従来における、色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）が設けられたカラーフィルタの一例の断面図である。画素電極（１３）はカラーフィルタ上に一括して設けられるため、図７に示すように、色積層フォトスペーサー（３Ｃ−ＰＳ）上には、画素電極（１３）が設けられており、また、画素電極（１３）を介して絶縁ドットパターン（１７）が設けられている。この絶縁ドットパターン（１７）は、対向基板との電気的ショートを防止するためのもので、絶縁性である。本発明の請求項３に係わるカラーフィルタによれば、このような絶縁ドットパターン（１７）は不要となり、廉価なカラーフィルタが得られる。
【００３２】
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。本発明のカラーフィルタは少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えており、当該複数色の画素は少なくとも着色層から構成されている。複数色には赤、緑、青（ＲＧＢ）の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン（ＹＭＣ）の組み合わせが挙げられるが、本発明のカラーフィルタは緑着色層を有するカラーフィルタ（すなわちＲＧＢ系）に対して特に好ましく適用できる。
【００３３】
本発明のカラーフィルタは画素の形成面を液晶挟持面側に向けて、液晶表示装置に組み込まれて使用される。必要に応じて画素上には配向膜が形成される。本発明のカラーフィルタは、着色層の電気特性の影響を液晶駆動電界中に及ぼさないために着色層を覆うオーバーコート層を設ける必要がないため歩留まりがよく、コストダウンにつながる。また液晶と画素との距離がより近くなるため、視野角が向上し、高精細な液晶表示装置を提供することができる。
【００３４】
このように、本発明のカラーフィルタは、着色層の電気特性を補うためにオーバーコート層を設ける必要はないが、カラーフィルタ平坦化等の目的で樹脂による層を設けることができる。この場合、従来のオーバーコート層のような厚みは必要ではない。
【００３５】
本発明のカラーフィルタに用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは８０％以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、ＰＥＴなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。
【００３６】
透明基板上への着色層の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィ法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた着色樹脂組成物を透明基板上に塗布膜を形成し、塗布膜にパターン露光、現像することで一色の着色層を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトリソグラフィ法が好ましい。
【００３７】
本発明のカラーフィルタが備える画素を構成する着色層は、着色樹脂組成物を調製してフォトリソグラフィ法により形成する場合は例えば以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。
【００３８】
本発明の着色樹脂組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
【００３９】
赤色フィルタセグメント（着色層）を形成するための赤色着色樹脂組成物には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色樹脂組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。
【００４０】
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、２０、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、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、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、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
【００４１】
橙色顔料としてはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。
【００４２】
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色樹脂組成物には、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る。緑色着色樹脂組成物には赤色着色樹脂組成物と同様の黄色顔料を併用することが
できる。
【００４３】
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色樹脂組成物には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等の青色顔料、好ましくはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６を用いることができる。
【００４４】
また、青色着色樹脂組成物には、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料、好ましくはＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３を併用することができる。
【００４５】
また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
【００４６】
本発明に係る着色樹脂組成物に用いることのできる透明樹脂として、スチレンと、不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる重合組成物を含む感光性組成物が優れた性能を示すことを見出した。即ち、そのような感光性組成物は、所望の現像性を付与されており、長期保存安定性、現像速度に優れ、さらに、光照射及び／または焼成によって硬化した後の塗膜は、耐熱性、基板との密着性、硬度、耐溶剤性、耐アルカリ性に優れており、上述した従来の技術の課題を解決し得るものである。
【００４７】
上記した本発明に係る重合組成物は、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなり、３００００以下の質量平均分子量、１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの固形分酸価を有する。このような重合組成物は、スチレンのエチレン性不飽和基と、不飽和カルボン酸含有モノマーのエチレン性不飽和基とを有機溶剤中でラジカル共重合させ、反応させることで、質量平均分子量が３００００以下、固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇである重合組成物を得ることができる。
【００４８】
このように質量平均分子量が３００００以下もしくは固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇに制御された重合組成物を配合して感光性樹脂組成物を調製すると、従来の質量平均分子量が３００００以上、もしくは固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以外のスチレン含有重合組成物を含む感光性樹脂組成物を用いた場合の不具合、すなわち感光性樹脂組成物のアルカリ現像性が悪化し、現像速度が適度に調整できず、現像時間が長くなることや、逆に現像速度が速すぎて塗膜が基板から剥がれやすくなるといった弊害を生じさせることなく、スチレン含有重合組成物の効果を十分に発揮させることが可能となる。
【００４９】
また本発明の重合組成物は、さらに、７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満のスチレン含有量を有する。このように７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満のスチレン含有量を有する重合組成物を配合して感光性樹脂組成物を調製すると、スチレン樹脂が有する低tanδ化の性質を発現することが可能となり、アルカリ現像型感光性のカラーフィルタで生じていた不具合、すなわち顔料や分散剤、及び他のバインダー樹脂の影響によって生じていた高い誘電正接を打ち消し、低減させることが可能となる。これにより、本来所望された誘電正接の閾値を満たすことができ表示特性良好な液晶表示装置を提供可能となる。スチレン含有量が７５ｍｏｌ％未満の場合には、着色樹脂組成物の持つ誘電正接を十分打ち消すことが出来ず、低tanδ化の効果を発揮することが不可能となる。スチレン含有量が９５ｍｏｌ％を超えた場合には、感光性樹脂組成物中の他の成分との相溶性が悪くなり、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなることや、該スチレン含有樹脂組成物中のアルカリ可溶
性基の含有量が少なくなり現像性が悪化する不具合を生じてしまう。
【００５０】
上記した、本発明の一実施形態に係る不飽和カルボン酸含有モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、モノアルキルマレイン酸、フマル酸、モノアルキルフマル酸、イタコン酸、モノアルキルイタコン酸、クロトン酸等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。
【００５１】
また、本発明に用いるアクリル系樹脂として、以下のものが例示できる。アクリル系樹脂の材料は、例えば（メタ）アクリル酸や、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートペンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等のエーテル基含有（メタ）アクリレート及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート等を単量体として使用した重合体があげられる。
【００５２】
なお、これらの単量体は、単独で、または、２種以上を併用して使用することができる。さらに、これらアクリレートと共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物を共重合させることができる。
【００５３】
また、例えば（メタ）アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた樹脂とグリシジルメタクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を含有する化合物を反応させることや、グリシジルメタクリレート等のエポキシ、含有（メタ）アクリレートの単重合またはそれらとその他の（メタ）アクリレートの共重合の樹脂に（メタ）アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【００５４】
さらに、例えばヒドロキシエチルメタアクリレート等をモノマーとする水酸基を有する樹脂にメタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【００５５】
また、上述したように、ヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合により調製され、かつ複数の水酸基を有する樹脂にさらに多塩基酸無水物を反応させて、樹脂にカルボキシル基を導入し、カルボキシル基を有する樹脂とすることができるが、その製造方法は上記記載の方法のみに限るものではない。
【００５６】
上記の反応に用いる酸無水物の例として、例えばマロン酸無水物、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、及びトリメリト酸無水物等が挙げられる。
【００５７】
上述したアクリル系樹脂の固形分酸価は、２０〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇより小さい場合には、感光性樹脂組成物の現像速度が遅すぎて現像に要する時間が多くなり、生産性に劣る結果となる。また酸価が１８０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きい場合には、逆に現像速度が速すぎて、現像後でのパターンハガレやパターン欠けの不具合が生じる。
【００５８】
さらに、前記アクリル系樹脂が感光性を有する場合、該アクリル樹脂の二重結合当量は
１００〜２０００であることが好ましく、さらに好ましくは１００〜１０００である。二重結合当量が２０００を越える場合には十分な光硬化性が得られない。
【００５９】
本発明に係る着色樹脂組成物には、さらに必要に応じて透明樹脂を添加することもできる。その透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上で、かつ、誘電正接が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．００８以下となる樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００６０】
このような樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、スチレンーマレイン酸共重合体、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、およびこれらを変性したもの等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂と不飽和基含有カルボン酸またはその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られた光重合性不飽和基含有樹脂、あるいはノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂またはこれらの変性樹脂が、現像性、パターニング特性、コスト等の点から特に好ましい
【００６１】
透明樹脂に用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ト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、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（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、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００６２】
着色樹脂組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。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−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化合物、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化合物、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、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、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、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、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化合物、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４'−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６―トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、
９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色樹脂組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０質量％が好ましく、より好ましくは３〜３０質量％である。
【００６３】
さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５〜６０質量％が好ましく、より好ましくは３〜４０質量％である。
【００６４】
さらに、着色樹脂組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色樹脂組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１〜２０質量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
【００６５】
着色樹脂組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては
、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
【００６６】
透明基板上に、上述の着色樹脂組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは９０〜１２０℃で１０〜２０分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で２μｍ程度である。着色樹脂組成物を塗布し着色層を形成した基板にパターンマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。
【００６７】
続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥、ポストベークして任意の一色の画素が得られる。尚、ポストベークは１８０℃〜２６０℃で１５〜６０分ほど行うことが好ましい。
【００６８】
以上の一連の工程を、着色樹脂組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の画素を得ることができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の具体的実施例を説明する。なお、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。
【００７０】
［樹脂溶液の調製］
実施例および比較例で用いたスチレンと非芳香族多価カルボン酸含有モノマーから成る重合組成物を以下のように調製した。なお、樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。
【００７１】
＜重合組成物＞
スチレン−アクリル樹脂エマルション（昭和高分子（株）製のＡＰ１７６１、樹脂固形分５０％）２４ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート９６ｇを加え３０℃で１時間加熱した。得られたスチレン−アクリル酸共重合体の質量平均分子量は４４００であった。
【００７２】
＜アクリル樹脂＞
内容量が０．０２ｍ２の５つ口反応容器内に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８００ｇ、メタクリル酸１０ｇ、メチルメタクリレート４０ｇ、ブチルメタクリレート８０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート４０ｇおよびアゾビスイソブチロニトリル２ｇを加え、窒素ガスを吹き込みながら、８０℃で６時間加熱し、アクリル樹脂を得た。得られたアクリル樹脂１の質量平均分子量は４００００であった。
【００７３】
［着色樹脂組成物の調製］
下記の要領で赤、青、緑の着色樹脂組成物を調製した。なお、「部」はすべて質量部であ
る。
【００７４】
＜赤色顔料分散体＞
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のフィルター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
（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」）
１８部
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７
（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」）
２部
・分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」） ２部
・アクリル樹脂１ １０８部
【００７５】
＜赤色着色樹脂組成物＞
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のフィルターで濾過して赤色着色樹脂組成物を得た。
・上記赤色顔料分散体 １３０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １３部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ３部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） １部
・シクロヘキサノン ２５３部
【００７６】
＜青色顔料分散体＞
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のフィルター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
（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」） ５０部
・紫色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３
（ＢＡＳＦ社製「パリオゲンバイオレット ５８９０」） ２部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」） ６部
・アクリル樹脂１ ２００部
【００７７】
＜青色着色樹脂組成物＞
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のフィルターで濾過して青色着色樹脂組成物を得た。
・上記青色顔料分散体 ２６８部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １９部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン ２１４部
【００７８】
＜緑色顔料分散体１＞
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のフィルターで濾過して緑色顔料の分散体１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」） １９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」） ５．２部
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３」） ２部
・アクリル樹脂１ ６０部
【００７９】
＜緑色着色樹脂組成物１＞
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のフィルターで濾過して緑色着色樹脂組成物１を得た。
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ５６部
・トリメチロールプロパントリアクリレー
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８０】
＜緑色着色樹脂組成物２＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ７０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８１】
＜緑色着色樹脂組成物３＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ５０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８２】
＜緑色着色樹脂組成物４＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・アクリル樹脂 ７０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８３】
＜緑色着色樹脂組成物５＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・アクリル樹脂 １３５部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４．５部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８４】
＜緑色着色樹脂組成物６＞
・緑色顔料分散体１ ８６部
・重合組成物 ４８部
・トリメチロールプロパントリアクリレート
（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」） １０部
・光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ４部
・増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２部
・シクロヘキサノン １６６部
【００８５】
［カラーフィルタの作製］
得られた赤色着色樹脂組成物、青色着色樹脂組成物及び緑色着色樹脂組成物を用いて下記の要領でカラーフィルタを作成した。緑色着色樹脂組成物として、緑色着色樹脂組成物１〜３までを用いたものを、実施例１〜３、及び、緑色着色樹脂組成物４〜６までを用いたものを比較例１〜３とした。
【００８６】
ガラス基板に、赤色着色樹脂組成物をスピンコートにより膜厚２μｍとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて９０秒間現像した。続いて２１０℃のオーブンで３０分間ポストベークを行い、ストライプ状の着色層である赤色画素を透明基板上に形成した。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。以下、実施例及び比較例ではこのアルカリ現像液を用いて現像を行った。
＜アッルカリ現像液＞
・炭酸ナトリウム １．５質量％
・炭酸水素ナトリウム ０．５質量％
・陰イオン系界面活性剤（花王（株）製「ペリレックスＮＢＬ」） ８．０質量％
・水 ９０質量％
【００８７】
次に、緑色着色樹脂組成物１〜６をそれぞれ同様にスピンコートにて膜厚が２μｍとなるように塗布、乾燥後、露光機にてストライプ状の着色層を、前述の赤色画素とはずらした場所に露光し現像後ポストベークすることで、前述赤色画素と隣接した緑色画素を形成した。
【００８８】
さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色樹脂組成物についても膜厚２μｍで赤色画素、緑色画素と隣接した青色画素を形成した。これで、透明基板上に赤、緑、青の３色のストライプ状の画素を持つ実施例１，２，３および比較例１，２，３のカラーフィルタが得られた。
【００８９】
実施例１、２、３および比較例１，２，３のカラーフィルタについて、カラーフィルタの作製に用いた緑色着色組成物の重合性樹脂および、アクリル樹脂の含有量と、各カラーフィルタの、緑色画素の膜厚１．５μｍにおける色度ｙと誘電正接の値を表１に示す。また、緑色組成物に含有する透明樹脂量と、誘電正接の関係をプロットしたものを、図５に示す。誘電正接の値は代表値として２０Ｈｚにおける値を用いた。
【表１】
【００９０】
＜比較結果＞
表１に示すとおり、実施例１のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量が２２％のとき、緑色画素の色度ｙは０．５８０、誘電正接は０．０２３とすることができた。また、実施例２のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量を２７％まで増量させると、誘電正接は０．０２０まで低下するが、色度値は０．５７０となっ
た。さらに、実施例３のカラーフィルタでは、緑色着色層中の重合組成物の含有量が１７％のとき、緑色画素の色度ｙは０．５８８、誘電正接は０．０２５となった。
これに対して、実施例２のカラーフィルタで用いた緑色着色層中の重合組成物をアクリル樹脂に変えて２７％含有した比較例１のカラーフィルタの場合は、緑色画素の色度値ｙは０．５７０を示すが、誘電正接は０．０２９となり狙い値を満たすことはできなかった。また、比較例２のカラーフィルタのように、緑色着色層中に含有するアクリル樹脂を５３％まで増量させると、誘電正接は０．０２５を示すが、色度値ｙは０．４８４ととなり、狙いの色相を満たせなかった。また、比較例３のカラーフィルタのように、緑色着色層の重合組成物の含有量を１６％とすると、色度値ｙは０．０５９となるが、誘電正接は０．０２６となり、狙いの誘電正接を満たすことができなかった。
【００９１】
実施例１、２、３のカラーフィルタ、および比較例１、２、３のカラーフィルタにスリットを有する画素電極を設け、各々ＭＶＡ方式の液晶表示装置を作成したところ、実施例１、２、３のカラーフィルタを用いた液晶表示装置においては、画素の液晶配向不良、駆動電圧の閾値ずれを発生させることなく良好な表示品位が得られた。これに対し、比較例１、２、３のカラーフィルタを用いた液晶表示装置においては、液晶配向不良、スイッチングの閾値ずれによる焼き付き現象が発生し、良好な表示特性が得られなかった。
【符号の説明】
【００９２】
３Ｃ−ＰＳ・・・色積層フォトスペーサー
１０・・・カラーフィルタ １１、２１・・・透明基板（ガラス基板）
１２・・・着色層 １３、２２・・・画素電極 １４・・・スリット
１７・・・絶縁ドットパターン ２０・・・対向基板 ２３ａ、２３ｂ・・・突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、
前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接（ｔａｎδ）が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０２5以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が１．０μｍから３．０μｍであり、緑色画素の膜厚１．５μｍでの色度ｙが０．５７以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含むことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記緑色画素の緑色着色組成物を構成する感光性樹脂組成物の透明樹脂として、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる、質量平均分子量が３００００以下で、固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、スチレン含有量が７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満である重合組成物を含有し、
且つ、前記重合組成物と光重合性モノマーと、光重合開始剤と、アクリル系樹脂とを含有した前記感光性樹脂組成物中の前記重合組成物の含有量が固形分中の１７〜２７質量％であることを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタ。
【請求項３】
各画素上の画素電極にスリットをフォトエッチングによって設ける際に、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成と同時に形成された、着色層からなる色積層フォトスペーサー上の画素電極部分が、前記フォトエッチングによって同時に除去されていることを特徴とする請求項１または２に記載するカラーフィルタ。
【請求項４】
前記各画素の着色層の比誘電率が、周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で５．０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載するカラーフィルタ。
【請求項５】
前記各画素の着色層上に、保護層を介さずに、スリットが設けられた画素電極が設けられ、スリットより着色層を液晶挟持面に露出させていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載するカラーフィルタを具備することを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項１】
透明基板上に、少なくとも赤色画素、緑色画素、および青色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、
前記緑色画素を構成する着色層の誘電正接（ｔａｎδ）が周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で０．０２5以下であり、緑色画素の着色層の膜厚が１．０μｍから３．０μｍであり、緑色画素の膜厚１．５μｍでの色度ｙが０．５７以上であり、且つ、緑色画素の緑色着色組成物中に、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料を含むことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記緑色画素の緑色着色組成物を構成する感光性樹脂組成物の透明樹脂として、スチレンと不飽和カルボン酸含有モノマーとを反応させてなる、質量平均分子量が３００００以下で、固形分酸価が１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、スチレン含有量が７５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％未満である重合組成物を含有し、
且つ、前記重合組成物と光重合性モノマーと、光重合開始剤と、アクリル系樹脂とを含有した前記感光性樹脂組成物中の前記重合組成物の含有量が固形分中の１７〜２７質量％であることを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタ。
【請求項３】
各画素上の画素電極にスリットをフォトエッチングによって設ける際に、緑色画素、赤色画素、及び青色画素の形成と同時に形成された、着色層からなる色積層フォトスペーサー上の画素電極部分が、前記フォトエッチングによって同時に除去されていることを特徴とする請求項１または２に記載するカラーフィルタ。
【請求項４】
前記各画素の着色層の比誘電率が、周波数１０Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で５．０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載するカラーフィルタ。
【請求項５】
前記各画素の着色層上に、保護層を介さずに、スリットが設けられた画素電極が設けられ、スリットより着色層を液晶挟持面に露出させていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載するカラーフィルタを具備することを特徴とする
液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９７７９６（Ｐ２０１０−１９７７９６Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４３７１１（Ｐ２００９−４３７１１）
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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