カラーフィルタ用着色組成物、これを用いたカラーフィルタ、及び液晶表示装置
【課題】 長期保存安定性、耐熱性、及び現像速度に優れ、かつ基板との密着性、硬度、耐溶剤性及び耐アルカリ性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、高いレベルの黒表示に必要な厚み方向位相差値Ｒｔｈを有するカラーフィルタ、及び斜め視認性を大きく向上させた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくともアクリル樹脂及び着色剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、前記アクリル樹脂が、該着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を持つベンジル基を有するビニル系単量体と、カルボキシル基を有するビニル系単量体の共重合体を含有し、前記共重合体は、３０００以上１１０００以下の重量平均分子量及び３０以上８５以下の固形分酸価を有することを特徴とする。
【解決手段】 少なくともアクリル樹脂及び着色剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、前記アクリル樹脂が、該着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を持つベンジル基を有するビニル系単量体と、カルボキシル基を有するビニル系単量体の共重合体を含有し、前記共重合体は、３０００以上１１０００以下の重量平均分子量及び３０以上８５以下の固形分酸価を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ用着色組成物、この着色組成物を用いたカラーフィルタ、及びこのカラーフィルタを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のさらなる高画質化、省電力化および低価格化が求められており、それに用いるカラーフィルタには、十分な色純度、明度及びコントラストを有し、各種の液晶表示モードに対応した複屈折性を発現しつつ、微細なパターンを精度良くかつ低コストで加工し得る感光性樹脂組成物を用いることが望まれている。
【０００３】
特に、視野角特性に対しては、近時、極めて高度な表示品質レベルが求められている。具体的には、液晶の黒表示（ノーマリーブラック表示では、液晶の駆動信号オフ時の黒表示）において色づきのない黒を広い視野角で表示し得ることが要請されてきている。この目的で、位相差フィルムや液晶配向方法・駆動方法の工夫が重点的に実施されている。対象となる「黒」表示は、駆動信号オン・オフでのコントラスト比の値に直結するため、この点でも重要である。
【０００４】
さらに「黒表示」への高度な要求があり、有機顔料を分散して形成するカラーフィルタを構成するそれぞれの着色画素のもつわずかなリタデーション（厚み方向位相差）に対しても、黒表示への悪影響を防止することが、高いレベルで要求されている。この要求を満たすため、着色画素を構成する着色膜に、側鎖に平面構造基を有する高分子を含有させるか、または高分子と正負逆の複屈折率をもつ複屈折率低減粒子を含有させることで、カラーフィルタのもつリタデーション量を低減させる試みがなされている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
また、リタデーション調整剤をカラーフィルタの着色層に添加し、サブピクセルごとに異なるリタデーションを持たせることで、着色層とは別に重合性液晶層を設けたり、サブピクセルごとに厚みを変えたりすることなく、液晶表示装置の黒状態の視角補償をほぼ全ての可視光域の波長において可能にする試みが提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
しかしながら、これら複屈折率低減粒子やリタデーション調整剤を用いる従来技術では、塗膜としての着色高分子膜のリタデーションを調整できても、着色画素を形成する出発材料であるカラーレジスト特性を最適化することはできなかった。具体的には、カラーレジストのフォトリソグラフィ工程での現像性、基板との密着性やカラーレジストとしての保存安定性を、リタデーション調整とあわせて両立させることは困難であった。
【０００７】
なお、本発明者らは、着色層のもつ厚み方向位相差値は、用いる顔料種によって大きく異なることや、また該顔料の微細化や分散、あるいはマトリックス樹脂（たとえばアクリル樹脂やカルド樹脂など）によって厚み方向位相差値の程度も大きくなることを見出している。
【０００８】
そのため、これら複屈折低減粒子や従来のリタデーション調整剤を含有させる方法では、厚み方向位相差値を正の方向へ大きくすることは出来ても、プラスの領域にある着色膜のリタデーションを、より高いレベルの「黒」を得るために必要な、＋２未満へ、あるいは負の方向へシフトさせることは、困難であった。
【０００９】
また、コントラストへの要求に対しては、ベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸を必須成分とするアクリル樹脂を使用することによる改良の試みが提案されているが（例えば、特許文献５参照）、各種の液晶表示モードに対応した複屈折性の発現には至っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００-１３６２５３号公報
【特許文献２】特開２０００-１８７１１４号公報
【特許文献３】特開２００８-２０９０５号公報
【特許文献４】特開２００８-４０４８６号公報
【特許文献５】特開平１０−２０４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、長期保存安定性、耐熱性、及び現像速度に優れ、かつ基板との密着性、硬度、耐溶剤性及び耐アルカリ性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、このカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成され、高いレベルの黒表示に必要な厚み方向位相差値Ｒｔｈを有するカラーフィルタ、及びこのカラーフィルタを備える、斜め視認性を大きく向上させた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、少なくともアクリル樹脂及び着色剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、前記アクリル樹脂が、該着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を持つベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体の共重合体を含有し、前記共重合体は、３０００以上１１０００以下の重量平均分子量及び３０以上８５以下の固形分酸価を有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物を提供する。
【００１３】
かかるカラーフィルタ用着色組成物において、前記ベンジル基を有するビニル系単量体の含有量を、前記アクリル樹脂の固形分の７６ｍｏｌ％以上９１ｍｏｌ％以下とすることが出来る。
【００１４】
本発明の第２の態様は、上述のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成された複数色の着色画素を構成する着色膜を有するカラーフィルタであって、それぞれの着色画素の厚み方向の位相差値Ｒｔｈが、１〜−１０ｎｍであることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１５】
（但し、Ｒｔｈは、式Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄで表される数値であり、Ｎｘは着色膜の平面内のｘ方向の屈折率を、Ｎｙは着色膜の平面内のｙ方向の屈折率を、Ｎｚは着色膜の厚み方向の屈折率をそれぞれ表す。ここで、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは着色膜の厚み（ｎｍ）である。）
本発明の第３の態様は、上記カラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、長期保存安定性に優れ、さらに、光照射及び／または硬化した後の着色膜が、＋１〜−１０ｎｍの厚み方向位相差値Ｒｔｈを有し、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たカラーフィルタを形成するための着色組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを備えた液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
本発明者らは、カラーフィルタの着色画素を形成するための着色組成物について鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
【００２０】
（１）ベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体とを重合させてなる重合組成物を含む着色組成物は、長期保存安定性及び現像速度に優れ、さらに、光照射及び／または焼成によって硬化した後の着色膜は、＋１〜−１０ｎｍの厚み方向位相差値Ｒｔｈを付与することができ、耐熱性、基板との密着性、硬度、耐溶剤性、及び耐アルカリ性に優れていること。
【００２１】
（２）上記着色組成物をアルカリ可溶型感光性のカラーフィルタ形成方法を用いて着色画素を形成すると、着色画素を適正な現像速度で、かつ、高精度にパターン形成することが可能である。
【００２２】
本発明は、これらの知見に基づくものである。
【００２３】
即ち、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタ用着色組成物は、アクリル樹脂及び有機顔料を含み、このアクリル樹脂が、ベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体との共重合体を含有し、この共重合体の重量平均分子量が３０００以上１１０００以下であり、かつ固形分酸価が３０以上８５以下であることを特徴とする。
【００２４】
このように、共重合体の重量平均分子量及び固形分酸価が上述した範囲内にある場合には、着色組成物は所望の現像性を付与され、そのため、アルカリ可溶型感光性のカラーフィルタ形成方法を用いて着色画素を形成する場合に、適正な現像速度でパターン形成することが可能である。
【００２５】
これに対し、共重合体の重量平均分子量及び固形分酸価が上述の範囲を外れると、即ち、重量平均分子量が３０００未満又は１１０００を超えると、また、固形分酸価が３０未満又は８５を越えると、経時による増粘を生じ易く、また、着色組成物をアルカリ現像感光性組成物として使用する場合には、アルカリ現像性が悪化し、現像速度を適正に調整することができず、現像時間が長くなったり、逆に現像速度が速すぎて着色画素が基板から剥がれやすくなったりするという弊害を生じ、好ましくない。
【００２６】
また、アクリル樹脂を構成するベンジル基を有するビニル系単量体は、着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を有している。そのため、本実施形態に係る着色組成物は、優れた現像特性及び安定性と、所望の厚み方向位相差値Ｒｔｈを両立するものである。
【００２７】
この場合、アクリル樹脂は、アクリル樹脂固形分当り７６ｍｏｌ％以上９１ｍｏｌ％以下のベンジル基を有するビニル系単量体を含有することが、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３〜＋３０ｎｍ程度の不要な正の厚み方向位相差値Ｒｔｈを打ち消し、さらには負の値へ低減させることが可能となることから好ましい。これにより、着色層の厚み方向位相差値Ｒｔｈを、本来所望されていた＋１〜―１０ｎｍの値とすることができ、斜めからみた表示特性が良好な液晶表示装置を提供することが容易となる。
【００２８】
即ち、ベンジル基を有するビニル系単量体含有量が７６ｍｏｌ％以上の場合には、３〜＋３０ｎｍの正の厚み方向位相差値Ｒｔｈを十分打ち消すことが可能であり、複屈折調整剤としての機能を発揮することが容易となる。また、ベンジル基を有するビニル系単量体含有量が９１ｍｏｌ％以下であれば、着色組成物の経時による増粘を抑制可能である。
【００２９】
さらに、所望の厚み方向位相差値とするためには、アクリル樹脂に含有されるベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体との共重合体は、その重量平均分子量が、２０００以上１３０００以下であることが好ましいが、前記した現像特性及び安定性を両立するためには、３０００以上１１０００以下であることがより好ましい。
【００３０】
なお、ここでＲｔｈとは、式Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄで表される値であり、Ｎｘは硬化膜の平面内のｘ方向の屈折率を、Ｎｙは硬化膜の平面内のｙ方向の屈折率を、Ｎｚは硬化膜の厚み方向の屈折率を表す。ここで、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは硬化膜の厚み（ｎｍ）であり、液晶表示装置において、斜めからみても表示特性が良好となる尺度である。
【００３１】
以下、本実施例に係る着色組成物の必須成分及び任意成分のそれぞれについて詳細に説明する。
【００３２】
（アクリル樹脂）
本実施例に係る着色組成物の必須成分であるアクリル樹脂は、ベンジル基を有するビニル系単量体のエチレン性不飽和基と、カルボキシル基を有するビニル系単量体のエチレン性不飽和基とを有機溶剤中でラジカル重合させる等の、種々の方法によって反応させることにより得ることができる。なお、ベンジル基を有するビニル系単量体は、着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を有している。
【００３３】
このようなベンジル基を有するビニル系単量体としては、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートが挙げられる。
【００３４】
カルボキシル基を有するビニル系単量体としては、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、無水マレイン酸、無水イタコン酸、２−メタクリロイルプロピオン酸等が挙げられる。なかでもアクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。
【００３５】
本実施形態に用いるアクリル樹脂を得るには、ビニル系単量体として、前述のビニル系単量体以外のアクリレート類、例えば、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）アクリレート等を併用して重合してもよい。
【００３６】
なお、これらのビニル系単量体は、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。
【００３７】
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。
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他の（メタ）アクリレートとを共重合させて得た樹脂に（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。
更に、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。
【００３８】
更にまた、後述する光重合性モノマー、光重合開始剤等を配合した光硬化性のカラーフィルタ庸着色組成物とすることが可能である。
【００３９】
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得られ、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。
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。
光重合性モノマーの例として、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、ポリエチレングリコールジ（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、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、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）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、（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、アクリロニトリル等が挙げられる。
【００４０】
また、水酸基を有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、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との組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、１種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００４１】
（非感光性透明樹脂及び／又は感光性透明樹脂）
本実施形態に係る着色組成物には、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において、好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の透過率を有する非感光性透明樹脂及び／又は感光性透明樹脂を、アクリル樹脂と併用することができる。
【００４２】
このような透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、熱可塑性樹脂としては、例えば, ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００４３】
（着色剤）
本実施形態に係る着色組成物に用いる着色剤は、その色調は、特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
【００４４】
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、本実施形態に用いる着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましい。有機顔料あるいは無機顔料が好ましく用いられ、特に好ましくは、有機顔料、カーボンブラックが用いられる。
【００４５】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックスにおいてピグメントに分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ.）番号が付されているものを挙げることができる。
【００４６】
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１１；
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７４；
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７２；
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７。
【００４７】
これらの有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法、ソルトミリング法あるいはこれらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
【００４８】
これらの有機顔料のうち、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０およびＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機顔料が好ましい。
【００４９】
顔料の配合量は特に限定されるものではないが、着色組成物の総量１００重量％に対して、５〜７０重量％程度であることが好ましく、５〜５０重量％程度であることがより好ましく、２０〜５０重量％程度であることが更に好ましい。その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的に構成される。
【００５０】
また、カラーフィルタの分光調整等のために、複数の着色剤を組み合わせて用いることもできる。着色剤は、着色組成物の全固形分量を基準（１００重量％）として５〜７０重量％の割合で含有されることが好ましい。
【００５１】
また、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、上記有機顔料と組み合わせて無機顔料を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（赤色酸化鉄（III））、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。
【００５２】
（分散剤）
顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散する場合には、顔料を分散させるための分散剤、界面活性剤を含有させる必要がある。分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパース等が使用され、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。
【００５３】
具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５４】
このような分散剤は商業的に入手することができ、例えば、変性アクリル系共重合体として、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ポリウレタンとして、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ソルスパース７６５００（ルーブリゾール（株）製）、カチオン性櫛型グラフトポリマーとして、ソルスパース２４０００、ソルスパース３７５００（ルーブリゾール（株）製）、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８８０（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。
【００５５】
分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、顔料の配合量１００重量％に対して、１〜１０重量％とすることが好ましい。また、着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００５６】
（界面活性剤）
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
（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−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等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、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−〔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、１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−ヘプタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−オクタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−〔４−（ベンゾイル）フェニル〕−オクタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、１−［９−エチル−６−（３−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、１−（９−エチル−６−ベンゾイル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−［９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル］−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロピラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロフラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロピラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）ベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−［９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル］−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）等のＯ−アシルオキシム系化合物、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挙げられる。これらのＯ−アシルオキシム系化合物のうち、特に、１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−オクタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）等が好ましい。これらは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５８】
（光増感剤）
重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。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。
【００５９】
増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量を含有させることができる。
【００６０】
（溶剤）
本実施形態に係る着色組成物には、基板上への均一な塗布を可能とするために、水や有機溶剤等の溶剤を配合することが出来る。また、本実施形態に係る着色組成物がカラーフィルタの着色層を構成する場合、溶剤は、顔料を均一に分散させる機能も有する。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ことが出来る。
【００６１】
溶剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００６２】
［着色組成物の調製方法］
本実施形態に係る着色組成物は、公知の方法により調製することができる。例えば、光重合性モノマー、アクリル樹脂、着色剤、分散剤、及び溶剤を含む感光性着色組成物は、以下の方法により調製することができる。
【００６３】
（１）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液に、着色剤と分散剤を予め混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残りの成分を添加する。
【００６４】
（２）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液に、着色剤と分散剤を別々に添加して分散させた後、残りの成分を添加する。
【００６５】
（３）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液に、着色剤を分散させた後、分散剤を添加し、残りの成分を添加する。
【００６６】
（４）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液を２種類調製し、着色剤と分散剤を予め別々に分散させてから、これらを混合し、残りの成分を添加する。なお、着色剤と分散剤のうち一方は溶剤にのみ分散させても良い。
【００６７】
ここで、光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液への着色剤や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター等の各種分散装置を用いて行うことができる。また、分散を良好に行うために、各種界面活性剤を添加して分散を行っても良い。
【００６８】
また、着色剤と分散剤を予め混合して着色組成物を調製する場合、粉末の着色剤と粉末の分散剤を単に混合するだけでも良いが、（ａ）ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合する方法、（ｂ）顔料を溶剤に分散させた後、分散剤を含む溶液を添加し、顔料表面に分散剤を吸着させる方法、（ｃ）硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に顔料と分散剤を共溶解した後、水等の貧溶媒を用いて共沈させる方法などの混合方法を採用することが好ましい。
【００６９】
次に、上述した本発明の第１の実施形態に係る着色組成物を用いた本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタについて説明する。
【００７０】
図１は、本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタの概略断面図である。
【００７１】
図１に示すように、基板１上には、クロムなどの金属もしくは感光性黒色樹脂組成物をパターン加工してなるブラックマトリクス２が公知の方法により形成されている。用いる基板１としては、透明基板が好適であり、具体的には、ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンフタレート等の樹脂基板が好適に用いられる。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、酸化ガリウム、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。
【００７２】
最初に、基板１上に、スプレーコート法、スピンコート法、ロールコート等により、本発明の一実施形態に係る着色組成物を均一に塗布し、乾燥させ、着色組成物層を形成する。次に、フォトリソグラフィ法により、形成した着色組成物層をパターニングする。即ち、着色組成物層に、所望の遮光パターンを有するフォトマスクを介して紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射して露光した後、有機溶剤やアルカリ水溶液等の現像液を用いて現像する。このとき、露光工程において、活性エネルギー線が照射された部分の光重合性モノマーが重合し、硬化する。また、感光性樹脂を含有する場合には、この感光性樹脂も架橋し、硬化する。
【００７３】
また、露光感度を向上させるために、感光性着色組成物層を形成した後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂（例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等）の溶液を塗布し、乾燥させることにより酸素による重合阻害を抑制する膜を形成した後、露光を行っても良い。
【００７４】
次いで、現像工程において、活性エネルギー線が照射されなかった部分を現像液により洗い流すことで、所望のパターンが形成される。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。なお、現像液としては、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の水溶液や、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溶液等のアルカリ現像液が主流になっている。また、現像液に、必要に応じて消泡剤や界面活性剤を添加してもよい。
【００７５】
その後、焼成し、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。即ち、ブラックマトリクス２が形成された基板１上に、赤色画素３Ｒ、緑色画素３Ｇ、青色画素３Ｂからなる着色画素３が形成される。更に、これら着色画素３上に、液晶表示装置のセルギャップを均一化するための図示しない対向基板担持層（スペーサ）を形成することができる。
【００７６】
次に、以上説明した本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタを備えた、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
【００７７】
図２は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【００７８】
図２に示す液晶表示装置７は、ノート型パソコン用のＴＦＴ駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板８および９を備え、それらの間に、液晶（ＬＣ）が封入されている。
【００７９】
本実施形態に係る液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）等の液晶配向モードを適用することができる。
【００８０】
第１の透明基板５の内面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ７が形成されており、その上には例えばＩＴＯからなる透明電極層８が形成されている。透明電極層８の上には、配向層９が設けられている。また、透明基板５の外面には、位相差フィルムを含む偏光板１０が形成されている。
【００８１】
他方、第２の透明基板６の内面には、図１に示すカラーフィルタ１１が形成されている。カラーフィルタ１１を構成する赤色画素、緑色画素および青色画素のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス（図示せず）により分離されている。カラーフィルタ１１を覆って、必要に応じて透明保護膜（図示せず）が形成され、さらにその上に、例えばＩＴＯからなる透明電極層１２が形成され、透明電極層１２を覆って配向層１３が設けられている。また、透明基板６の外面には、偏光板１４が形成されている。なお、偏光板１０の下方には、三波長ランプ１５を備えたバックライトユニット１６が設けられている。光源としての三波長ランプは、発光ダイオードや有機ＥＬ素子に置き換えても良い。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明について具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。また、実施例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ものとする。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。また、顔料の記号はカラーインデックスナンバーを示し、例えば、「ＰＧ３６」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６」を、「ＰＹ１５０」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０」を表す。
【００８３】
［樹脂溶液の調製］
実施例および比較例で用いる重合組成物を、ベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体とを用いて、以下のように調製する。なお、本発明において重合組成物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置を用いて、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（分散度）が１、実際は１．１０以下である単分散の標準ポリスチレンを使用して作成した較正曲線により、測定した試料に分子量を割り当てることにより求めることが出来る。重量平均分子量（Ｍｗ）は下記の計算式により算出される。なお、通常、重量平均分子量はデータ処理装置により検出したものを使用する。
【００８４】
重量平均分子量（Ｍｗ）＝Σ（Ｗｉ×Ｍｉ）／Ｗ＝Σ（Ｈｉ×Ｍｉ）／ΣＨｉ
（式中、Ｗは高分子の総重量、Ｗｉはｉ番目の高分子の重量、Ｍｉはｉ番目の溶出時間における分子量、Ｈｉはｉ番目の溶出時間における高さである。）
測定装置および測定条件を下記に示す。
【００８５】
測定装置（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）
装置：東ソー(株)製 ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
使用カラム：
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ（カラム１）
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００ＨＸＬ（カラム２）
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ４０００ＨＸＬ（カラム３）
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ５０００ＨＸＬ（カラム４）
東ソー(株)製 ガードカラムＨＸＬ−Ｈ（カラム６）
カラム接続：（カラム６）、（カラム４）、（カラム３）、（カラム２）、（カラム１）を順に接続したものを使用する。
【００８６】
検出器：ＲＩ（示差屈折計）
データ処理：東ソー(株)製マルチステーション−８０２０
標準ポリスチレンの調製：分子量の異なる５種または６種の標準ポリスチレンを、各々１０ｍｇ秤量し、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと略称する。）１００ｍｌで溶解する。溶解は２０℃で実施し、２４時間静置後使用する。
【００８７】
試料の調製：試料（固形分）８０ｍｇを秤量し、ＴＨＦ２０ｍｌで溶解する。
【００８８】
測定条件
カラム温度：４０℃
溶媒：ＴＨＦ
流量：１ｍｌ／分
試料注入量：１００μｌ
＜合成例１：重合組成物１＞
攪拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した４つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下、ＰＧＭＡｃと略称する。）１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後、ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸１部、アクリル酸４９部、及びｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（以下、ＴＢＰＥＨと略称する。）１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００８９】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４２９６の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物１と略称する。
【００９０】
＜合成例２：重合組成物２＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５２０部を仕込み、窒素気流下で１３５℃に昇温した後、ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸１部、アクリル酸４９部、ＴＢＰＥＨ３０部、及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２部からなる混合液を５時間かけて滴下した。
【００９１】
滴下終了後、１３５℃にて２時間、さらに１２０℃にて５時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量７０２９の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物２と略称する。
【００９２】
＜合成例３：重合組成物３＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１３０部，及びＴＢＰＥＨ３０部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９３】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１０５６８の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物３と略称する。
【００９４】
＜合成例４：重合組成物４＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１３０部，及びＴＢＰＥＨ１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９５】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４３２７の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物４と略称する。
【００９６】
＜合成例５：重合組成物５＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、シクロヘキサノン１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸５０部，及びＴＢＰＥＨ１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９７】
滴下終了後、１１０℃にて８時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４１７３の重合組成物の溶液を得た。以下、これを重合組成物５と略称する。
【００９８】
＜合成例６：重合組成物６＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸５０部，及びＴＢＰＥＨ３０部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９９】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１００９７の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物６と略称する。
【０１００】
＜合成例７：重合組成物７＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸５０部，及びＴＢＰＥＨ２２部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【０１０１】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１２８２２の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物７と略称する。
【０１０２】
＜合成例８：重合組成物８＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１３０部，ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート２０部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【０１０３】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１４０００の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物８と略称する。
【０１０４】
＜合成例９：重合組成物９＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下にて１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１部、アクリル酸１２９部、及びＴＢＰＥＨ１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４６７０の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物９と略称する。
【０１０５】
＜合成例１０：重合組成物１０＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５２０部を仕込み、窒素気流下で１３５℃に昇温した後、ベンジルメタクリレート９６０部、メタクリル酸４０部、ＴＢＰＥＨ３０部、及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２部からなる混合液を５時間かけて滴下した。
【０１０６】
滴下終了後１３５℃にて２時間、さらに１２５℃にて６時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量７５１３の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物１０と略称する。
【０１０７】
以上の結果を下記表１に示す。
【表１】
【０１０８】
［顔料分散液の調製］
調製例１
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４／Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７＝８０／２０（重量比）混合物２０部、分散剤としてＢＹＫ−２００１を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｒ）を調製した。
【０１０９】
調製例２
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６／Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０＝５０／５０（重量比）混合物２０部、分散剤としてソルスパース２４０００を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｇ）を調製した。
【０１１０】
調製例３
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６／Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３＝９６／４（重量比）混合物２０部、分散剤としてアジスパーＰＢ−８２１を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｂ）を調製した。
【０１１１】
（実施例１）
下記の要領でカラーフィルタ作製に用いる青の着色組成物を調製した。
【０１１２】
＜青色着色組成物＞
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組成物１を得た。
【０１１３】
上記顔料分散液（Ｂ） ４２部
重合組成物１ １０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ４．８部
光重合開始剤
（チバガイギー社製「イルガキュア−３６９」） ２．８部
光増感剤
（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン ４０．２部
（実施例２〜８、比較例１〜６）
顔料分散液及び着色組成物中に用いる樹脂に、下記表２に記載の分散液及び樹脂を用いた以外は実施例１と同様にして、着色組成物２〜１４を得た。なお、比較例７〜９（着色組成物１５〜１７）の着色組成物は、本発明に係わる共重合体を含有しない着色組成物である。
【表２】
【０１１４】
上記実施例及び比較例に係る着色組成物について、以下の特性を測定し、評価した。
【０１１５】
１．長期保存安定性評価
緑色着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、４０℃で１週間、経時促進させた経時粘度を、Ｅ型粘度計（東機産業社製「ＥＬＤ型粘度計」）を用いて、２５℃において回転数２０ｒｐｍという条件で測定した。この初期粘度および経時粘度の値から、下記式により経時粘度変化率を算出した。
【０１１６】
［経時粘度変化率］＝｜（［初期粘度］−［経時粘度］）／［初期粘度］｜×１００
長期保存安定性の評価は、下記の基準で行なった。
【０１１７】
○：経時粘度変化率が１０％以下
△：経時粘度変化率が１０％を越え〜２０％以下
×：経時粘度変化率が２０％を超える。
【０１１８】
２．厚み方向位相差値Ｒｔｈ
以下の手順で各着色膜を作製し、厚み方向位相差値を測定した。
【０１１９】
上記表２に示した各色レジストをスピンコート法によりガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、７０℃で２０分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、紫外線を露光した。その後、この基板を２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。その後、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、各着色膜を得た。乾燥後の着色膜の膜厚は、いずれも１．８μｍであった。
【０１２０】
厚み方向位相差値は、位相差測定装置（大塚電子社製「ＲＥＴＳ−１００」）を用いて、それぞれ着色膜を形成した基板の法線方向から４５°傾けた方位よりリタデーションΔ（λ）を測定し、この値を用いて得られる３次元屈折率から下記式（１）より厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）を算出した。但し、赤色着色膜では６１０ｎｍ、緑色着色膜では５５０ｎｍ、青色着膜では４５０ｎｍの波長で測定を行った。
【０１２１】
Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄ ・・・（１）
（式中、Ｎｘは着色膜の平面内のｘ方向の屈折率、Ｎｙは着色膜の平面内のｙ方向の屈折率、Ｎｚは着色膜の厚み方向の屈折率であり、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは着色膜の厚み（ｎｍ）である。）
上記表２に示した各色レジストより作製された各着色膜の厚み方向位相差値Ｒｔｈを下記表３に示す。また、液晶表示装置に使用される位相差板及び液晶材料の厚み方向位相差値Ｒｔｈと、着色膜の厚み方向位相差値Ｒｔｈとの組み合わせにおいて、黒表示時での斜めから見たときの液晶表示装置の色付きが最も少なくなるようにした場合、着色膜の厚み方向位相差値Ｒｔｈは、それぞれ赤色膜で＋１〜−８ｎｍ、緑色画素で０〜−１０ｎｍ、青色画素で＋１〜−８ｎｍであった。
【０１２２】
下記の基準で厚み方向位相差値を評価した。
【０１２３】
○：赤色画素で＋１〜−８ｎｍ、緑色画素で０〜−１０ｎｍ、青色画素で＋１〜−８ｎｍの範囲に含まれる。
【０１２４】
×：上記範囲に含まれない。
【０１２５】
上記評価結果を下記表３に示した。
【０１２６】
３．パターニング性評価
上記表２に示した各着色組成物のパターニング性能を以下のようにして評価した。
【０１２７】
即ち、はじめに、ガラス基板上に、各着色組成物をスピンコート法により塗布した後、７０℃で１５分のプリベークを行い、膜厚２．３μｍの塗布膜を形成した。次に、露光光源に紫外線を使用した近接露光方式で、５０μｍの細線パターンを備えたフォトマスクを介して紫外線露光を行なった。露光量は、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００ｍＪ／ｃｍ２の８水準とした。
【０１２８】
次に、１．２５重量％の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、２３０℃で２０分の加熱処理を行い、パターニングを完了した。
【０１２９】
得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分の膜厚（２．３μｍ）で割って、その残膜率を算出した。そして、横軸を露光量、縦軸を現像後残膜率として露光感度曲線をプロットした。得られた露光感度曲線から、残膜率が８０％以上に達する最小露光量を飽和露光量とし、適正な露光量を決定し、各着色膜に求められた適正露光量を照射して、下記の基準でパターニング性能評価を行った。
【０１３０】
○：現像速度が適正であり、パターン剥れや形状不良がなく正常なパターンが形成できる
△：現像速度がやや速い、もしくは遅い傾向がある、パターンの一部に剥れや形状不良部分が見られる
×：現像速度が適正でない、パターン剥れや形状不良が多発する
５．耐性評価
上記パターニング性評価と同様にして、ストライプパターンを形成したガラス基板を、下記条件下にさらし、その前後でのパターンの外観変化を光学顕微鏡にて観察した。
【０１３１】
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶剤：浸漬３０分（温度２４℃）
イソプロピルアルコール溶剤：浸漬３０分（同上）
γ−ブチロラクトン溶剤：浸漬３０分（同上）
下記の基準で耐性評価を行なった。
【０１３２】
○：全ての条件下において、外観変化なし
×：パターンハガレやカケ、クラックなどの不具合が見られる。
【０１３３】
以上の結果を下記表３に示す。
【表３】
【０１３４】
上記表３から、本発明の範囲内の重合組成物を使用した実施例１〜８に係る樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の長期保存安定性、感度、パターニング性、さらには該感光性樹脂組成物を硬化して得られる着色膜の厚み方向位相差値及び耐性のいずれもが良好であることがわかる。
【０１３５】
これに対し、本発明の範囲外の重合組成物を使用した比較例１〜９に係る樹脂組成物は、上記特性の少なくともいずれかにおいて不良であるあることがわかる。
【０１３６】
（実施例９）
６．カラーフィルタの作製
上記表３に示した各色着色組成物を組み合わせて、下記に示す方法により、カラーフィルタを作製した。
【０１３７】
まず、感光性赤色組成物として着色組成物８をスピンコート法により、予めブラックマトリックスが形成されてあるガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、７０℃で２０分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外線を露光した。
【０１３８】
その後、この基板を２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、基板上にストライプ状の赤色画素を形成した。
【０１３９】
次に、感光性緑色組成物として着色組成物７を使用し、同様に緑色画素を形成し、さらに、感光性青色組成物として着色組成物１を使用し、青色画素を形成し、カラーフィルタ１を得た。各色画素の形成膜厚はいずれも２．０μmであった。
【０１４０】
７．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配向層を形成した。このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。他方、別の（第２の）ガラス基板の一方の表面にＴＦＴアレイおよび画素電極を形成し、他方の表面に偏光板を形成した。
【０１４１】
こうして準備された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、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲を封止剤で封止した。開口部からＶＡ用液晶組成物を注入した後、開口部を封止した。前記偏光板には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。
【０１４２】
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ＶＡ表示モード液晶パネルを得た。
【０１４３】
（実施例１０、比較例１０、１１）
感光性青色組成物として着色組成物２を使用したことを除いて、実施例９と同様にしてカラーフィルタ２を形成し、このカラーフィルタ２を用いて、実施例９と同様にしてＶＡ表示モード液晶パネルを得た（実施例１０）。
【０１４４】
また、感光性赤色組成物として着色組成物１４を使用し、感光性緑色組成物として着色組成物１３を使用し、感光性青色組成物として着色組成物１１を使用したことを除いて、実施例９と同様にしてカラーフィルタ３を形成し、このカラーフィルタ３を用いて、実施例９と同様にしてＶＡ表示モード液晶パネルを得た（比較例１０）。
【０１４５】
更に、感光性赤色組成物として着色組成物１４を使用し、感光性緑色組成物として着色組成物１３を使用し、感光性青色組成物として着色組成物９を使用したことを除いて、実施例９と同様にしてカラーフィルタ４を形成し、このカラーフィルタ４を用いて、実施例９と同様にしてＶＡ表示モード液晶パネルを得た（比較例１１）。
【０１４６】
８．液晶表示装置の黒表示時の視認性評価
作製した液晶表示装置を黒表示させ、液晶パネルの法線方向（略垂直方向）および法線方向から４５°傾けた方位（斜め）より漏れてくる光（直交透過光；漏れ光）の量を目視観察した。また黒表示時の略垂直方向から見たときの色度（ｕ（⊥）、ｖ（⊥））と表示面の法線方向から最大６０°まで傾けた方位よりから見たときの色度（ｕ（４５）、ｖ（４５））をトプコン社製ＢＭ−５Ａにて測定し、色差Δｕ‘ｖ’を算出し、０≦Θ≦６０°でのΔu’v’の最大値を求めた。
【０１４７】
評価ランクは次の通りであり、結果を下記表４に示す。
【０１４８】
○：Δｕ‘ｖ’≦０．０５
×：Δｕ‘ｖ’＞０．０５
【表４】
【０１４９】
上記表４より、実施例９及び１０に係る液晶パネルは、カラーフィルタの赤色着色画素、緑色着色画素、および青色着色画素層の厚み方向位相差値が＋１〜−１０ｎｍを満たすように形成されているので、得られたカラーフィルタを液晶表示装置に用いることで、斜め方向の視認性が良好な液晶表示装置を得ることができることがわかる。
【０１５０】
これに対し、比較例１０及び１１に係る液晶パネルは、カラーフィルタの赤色着色画素、緑色着色画素、および青色着色画素層が本発明の範囲外の着色組成物を使用して得られたものであり、赤色画素、緑色画素、および青色画素の厚み方向の位相差のバランスが良くないため、斜め方向において色ずれが生じ、視認性が不良であることがわかる。
【符号の説明】
【０１５１】
１…ガラス基板、２…ブラックマトリックス、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…着色画素、４…液晶表示装置、５，６…透明基板、７…ＴＦＴアレイ、８，１２…透明電極、９、１３…配向層、１０，１４…偏光板、１１…カラーフィルタ、１５…三波長ランプ、１６…バックライトユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ用着色組成物、この着色組成物を用いたカラーフィルタ、及びこのカラーフィルタを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のさらなる高画質化、省電力化および低価格化が求められており、それに用いるカラーフィルタには、十分な色純度、明度及びコントラストを有し、各種の液晶表示モードに対応した複屈折性を発現しつつ、微細なパターンを精度良くかつ低コストで加工し得る感光性樹脂組成物を用いることが望まれている。
【０００３】
特に、視野角特性に対しては、近時、極めて高度な表示品質レベルが求められている。具体的には、液晶の黒表示（ノーマリーブラック表示では、液晶の駆動信号オフ時の黒表示）において色づきのない黒を広い視野角で表示し得ることが要請されてきている。この目的で、位相差フィルムや液晶配向方法・駆動方法の工夫が重点的に実施されている。対象となる「黒」表示は、駆動信号オン・オフでのコントラスト比の値に直結するため、この点でも重要である。
【０００４】
さらに「黒表示」への高度な要求があり、有機顔料を分散して形成するカラーフィルタを構成するそれぞれの着色画素のもつわずかなリタデーション（厚み方向位相差）に対しても、黒表示への悪影響を防止することが、高いレベルで要求されている。この要求を満たすため、着色画素を構成する着色膜に、側鎖に平面構造基を有する高分子を含有させるか、または高分子と正負逆の複屈折率をもつ複屈折率低減粒子を含有させることで、カラーフィルタのもつリタデーション量を低減させる試みがなされている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
また、リタデーション調整剤をカラーフィルタの着色層に添加し、サブピクセルごとに異なるリタデーションを持たせることで、着色層とは別に重合性液晶層を設けたり、サブピクセルごとに厚みを変えたりすることなく、液晶表示装置の黒状態の視角補償をほぼ全ての可視光域の波長において可能にする試みが提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
しかしながら、これら複屈折率低減粒子やリタデーション調整剤を用いる従来技術では、塗膜としての着色高分子膜のリタデーションを調整できても、着色画素を形成する出発材料であるカラーレジスト特性を最適化することはできなかった。具体的には、カラーレジストのフォトリソグラフィ工程での現像性、基板との密着性やカラーレジストとしての保存安定性を、リタデーション調整とあわせて両立させることは困難であった。
【０００７】
なお、本発明者らは、着色層のもつ厚み方向位相差値は、用いる顔料種によって大きく異なることや、また該顔料の微細化や分散、あるいはマトリックス樹脂（たとえばアクリル樹脂やカルド樹脂など）によって厚み方向位相差値の程度も大きくなることを見出している。
【０００８】
そのため、これら複屈折低減粒子や従来のリタデーション調整剤を含有させる方法では、厚み方向位相差値を正の方向へ大きくすることは出来ても、プラスの領域にある着色膜のリタデーションを、より高いレベルの「黒」を得るために必要な、＋２未満へ、あるいは負の方向へシフトさせることは、困難であった。
【０００９】
また、コントラストへの要求に対しては、ベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸を必須成分とするアクリル樹脂を使用することによる改良の試みが提案されているが（例えば、特許文献５参照）、各種の液晶表示モードに対応した複屈折性の発現には至っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００-１３６２５３号公報
【特許文献２】特開２０００-１８７１１４号公報
【特許文献３】特開２００８-２０９０５号公報
【特許文献４】特開２００８-４０４８６号公報
【特許文献５】特開平１０−２０４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、長期保存安定性、耐熱性、及び現像速度に優れ、かつ基板との密着性、硬度、耐溶剤性及び耐アルカリ性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、このカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成され、高いレベルの黒表示に必要な厚み方向位相差値Ｒｔｈを有するカラーフィルタ、及びこのカラーフィルタを備える、斜め視認性を大きく向上させた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、少なくともアクリル樹脂及び着色剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、前記アクリル樹脂が、該着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を持つベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体の共重合体を含有し、前記共重合体は、３０００以上１１０００以下の重量平均分子量及び３０以上８５以下の固形分酸価を有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物を提供する。
【００１３】
かかるカラーフィルタ用着色組成物において、前記ベンジル基を有するビニル系単量体の含有量を、前記アクリル樹脂の固形分の７６ｍｏｌ％以上９１ｍｏｌ％以下とすることが出来る。
【００１４】
本発明の第２の態様は、上述のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成された複数色の着色画素を構成する着色膜を有するカラーフィルタであって、それぞれの着色画素の厚み方向の位相差値Ｒｔｈが、１〜−１０ｎｍであることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１５】
（但し、Ｒｔｈは、式Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄで表される数値であり、Ｎｘは着色膜の平面内のｘ方向の屈折率を、Ｎｙは着色膜の平面内のｙ方向の屈折率を、Ｎｚは着色膜の厚み方向の屈折率をそれぞれ表す。ここで、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは着色膜の厚み（ｎｍ）である。）
本発明の第３の態様は、上記カラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、長期保存安定性に優れ、さらに、光照射及び／または硬化した後の着色膜が、＋１〜−１０ｎｍの厚み方向位相差値Ｒｔｈを有し、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たカラーフィルタを形成するための着色組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカラーフィルタを備えた液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
本発明者らは、カラーフィルタの着色画素を形成するための着色組成物について鋭意検討した結果、以下の知見を得た。
【００２０】
（１）ベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体とを重合させてなる重合組成物を含む着色組成物は、長期保存安定性及び現像速度に優れ、さらに、光照射及び／または焼成によって硬化した後の着色膜は、＋１〜−１０ｎｍの厚み方向位相差値Ｒｔｈを付与することができ、耐熱性、基板との密着性、硬度、耐溶剤性、及び耐アルカリ性に優れていること。
【００２１】
（２）上記着色組成物をアルカリ可溶型感光性のカラーフィルタ形成方法を用いて着色画素を形成すると、着色画素を適正な現像速度で、かつ、高精度にパターン形成することが可能である。
【００２２】
本発明は、これらの知見に基づくものである。
【００２３】
即ち、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタ用着色組成物は、アクリル樹脂及び有機顔料を含み、このアクリル樹脂が、ベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体との共重合体を含有し、この共重合体の重量平均分子量が３０００以上１１０００以下であり、かつ固形分酸価が３０以上８５以下であることを特徴とする。
【００２４】
このように、共重合体の重量平均分子量及び固形分酸価が上述した範囲内にある場合には、着色組成物は所望の現像性を付与され、そのため、アルカリ可溶型感光性のカラーフィルタ形成方法を用いて着色画素を形成する場合に、適正な現像速度でパターン形成することが可能である。
【００２５】
これに対し、共重合体の重量平均分子量及び固形分酸価が上述の範囲を外れると、即ち、重量平均分子量が３０００未満又は１１０００を超えると、また、固形分酸価が３０未満又は８５を越えると、経時による増粘を生じ易く、また、着色組成物をアルカリ現像感光性組成物として使用する場合には、アルカリ現像性が悪化し、現像速度を適正に調整することができず、現像時間が長くなったり、逆に現像速度が速すぎて着色画素が基板から剥がれやすくなったりするという弊害を生じ、好ましくない。
【００２６】
また、アクリル樹脂を構成するベンジル基を有するビニル系単量体は、着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を有している。そのため、本実施形態に係る着色組成物は、優れた現像特性及び安定性と、所望の厚み方向位相差値Ｒｔｈを両立するものである。
【００２７】
この場合、アクリル樹脂は、アクリル樹脂固形分当り７６ｍｏｌ％以上９１ｍｏｌ％以下のベンジル基を有するビニル系単量体を含有することが、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３〜＋３０ｎｍ程度の不要な正の厚み方向位相差値Ｒｔｈを打ち消し、さらには負の値へ低減させることが可能となることから好ましい。これにより、着色層の厚み方向位相差値Ｒｔｈを、本来所望されていた＋１〜―１０ｎｍの値とすることができ、斜めからみた表示特性が良好な液晶表示装置を提供することが容易となる。
【００２８】
即ち、ベンジル基を有するビニル系単量体含有量が７６ｍｏｌ％以上の場合には、３〜＋３０ｎｍの正の厚み方向位相差値Ｒｔｈを十分打ち消すことが可能であり、複屈折調整剤としての機能を発揮することが容易となる。また、ベンジル基を有するビニル系単量体含有量が９１ｍｏｌ％以下であれば、着色組成物の経時による増粘を抑制可能である。
【００２９】
さらに、所望の厚み方向位相差値とするためには、アクリル樹脂に含有されるベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体との共重合体は、その重量平均分子量が、２０００以上１３０００以下であることが好ましいが、前記した現像特性及び安定性を両立するためには、３０００以上１１０００以下であることがより好ましい。
【００３０】
なお、ここでＲｔｈとは、式Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄで表される値であり、Ｎｘは硬化膜の平面内のｘ方向の屈折率を、Ｎｙは硬化膜の平面内のｙ方向の屈折率を、Ｎｚは硬化膜の厚み方向の屈折率を表す。ここで、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは硬化膜の厚み（ｎｍ）であり、液晶表示装置において、斜めからみても表示特性が良好となる尺度である。
【００３１】
以下、本実施例に係る着色組成物の必須成分及び任意成分のそれぞれについて詳細に説明する。
【００３２】
（アクリル樹脂）
本実施例に係る着色組成物の必須成分であるアクリル樹脂は、ベンジル基を有するビニル系単量体のエチレン性不飽和基と、カルボキシル基を有するビニル系単量体のエチレン性不飽和基とを有機溶剤中でラジカル重合させる等の、種々の方法によって反応させることにより得ることができる。なお、ベンジル基を有するビニル系単量体は、着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を有している。
【００３３】
このようなベンジル基を有するビニル系単量体としては、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートが挙げられる。
【００３４】
カルボキシル基を有するビニル系単量体としては、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、無水マレイン酸、無水イタコン酸、２−メタクリロイルプロピオン酸等が挙げられる。なかでもアクリル酸、メタクリル酸が好適に用いられる。
【００３５】
本実施形態に用いるアクリル樹脂を得るには、ビニル系単量体として、前述のビニル系単量体以外のアクリレート類、例えば、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）アクリレート等を併用して重合してもよい。
【００３６】
なお、これらのビニル系単量体は、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。
【００３７】
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。
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他の（メタ）アクリレートとを共重合させて得た樹脂に（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。
更に、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。
【００３８】
更にまた、後述する光重合性モノマー、光重合開始剤等を配合した光硬化性のカラーフィルタ庸着色組成物とすることが可能である。
【００３９】
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得られ、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。
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。
光重合性モノマーの例として、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、ポリエチレングリコールジ（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、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、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）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、（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、アクリロニトリル等が挙げられる。
【００４０】
また、水酸基を有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、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との組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、１種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００４１】
（非感光性透明樹脂及び／又は感光性透明樹脂）
本実施形態に係る着色組成物には、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において、好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の透過率を有する非感光性透明樹脂及び／又は感光性透明樹脂を、アクリル樹脂と併用することができる。
【００４２】
このような透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、熱可塑性樹脂としては、例えば, ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００４３】
（着色剤）
本実施形態に係る着色組成物に用いる着色剤は、その色調は、特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよい。
【００４４】
カラーフィルタには高精細な発色と耐熱性が求められることから、本実施形態に用いる着色剤としては、発色性が高く、かつ耐熱性の高い着色剤、特に耐熱分解性の高い着色剤が好ましい。有機顔料あるいは無機顔料が好ましく用いられ、特に好ましくは、有機顔料、カーボンブラックが用いられる。
【００４５】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックスにおいてピグメントに分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ.）番号が付されているものを挙げることができる。
【００４６】
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１１；
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７４；
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７２；
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７。
【００４７】
これらの有機顔料は、例えば、硫酸再結晶法、溶剤洗浄法、ソルトミリング法あるいはこれらの組み合わせ等により精製して使用することができる。
【００４８】
これらの有機顔料のうち、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０およびＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０よりなる群から選ばれる少なくとも１種の有機顔料が好ましい。
【００４９】
顔料の配合量は特に限定されるものではないが、着色組成物の総量１００重量％に対して、５〜７０重量％程度であることが好ましく、５〜５０重量％程度であることがより好ましく、２０〜５０重量％程度であることが更に好ましい。その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的に構成される。
【００５０】
また、カラーフィルタの分光調整等のために、複数の着色剤を組み合わせて用いることもできる。着色剤は、着色組成物の全固形分量を基準（１００重量％）として５〜７０重量％の割合で含有されることが好ましい。
【００５１】
また、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、上記有機顔料と組み合わせて無機顔料を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（赤色酸化鉄（III））、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。
【００５２】
（分散剤）
顔料を顔料担体および有機溶剤中に分散する場合には、顔料を分散させるための分散剤、界面活性剤を含有させる必要がある。分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパース等が使用され、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。
【００５３】
具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５４】
このような分散剤は商業的に入手することができ、例えば、変性アクリル系共重合体として、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０００、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２００１（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ポリウレタンとして、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６２、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６５、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６７、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１７０、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２（以上、ビックケミー（ＢＹＫ）社製）、ソルスパース７６５００（ルーブリゾール（株）製）、カチオン性櫛型グラフトポリマーとして、ソルスパース２４０００、ソルスパース３７５００（ルーブリゾール（株）製）、アジスパーＰＢ８２１、アジスパーＰＢ８２２、アジスパーＰＢ８８０（味の素ファインテクノ（株）製）等を挙げることができる。
【００５５】
分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、顔料の配合量１００重量％に対して、１〜１０重量％とすることが好ましい。また、着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００５６】
（界面活性剤）
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
（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−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等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、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−〔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、１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−ヘプタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−オクタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−〔４−（ベンゾイル）フェニル〕−オクタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、１−［９−エチル−６−（３−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、１−（９−エチル−６−ベンゾイル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−［９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル］−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロピラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロフラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロピラニルベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）ベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−［９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル］−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−５−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）等のＯ−アシルオキシム系化合物、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挙げられる。これらのＯ−アシルオキシム系化合物のうち、特に、１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−オクタン−１，２−ジオン ２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−エタノン １−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−（２−メチル−４−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル）−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン−１−〔９−エチル−６−｛２−メチル−４−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラニル）メトキシベンゾイル｝−９．Ｈ．−カルバゾール−３−イル〕−１−（Ｏ−アセチルオキシム）等が好ましい。これらは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５８】
（光増感剤）
重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。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。
【００５９】
増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量を含有させることができる。
【００６０】
（溶剤）
本実施形態に係る着色組成物には、基板上への均一な塗布を可能とするために、水や有機溶剤等の溶剤を配合することが出来る。また、本実施形態に係る着色組成物がカラーフィルタの着色層を構成する場合、溶剤は、顔料を均一に分散させる機能も有する。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ことが出来る。
【００６１】
溶剤は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００６２】
［着色組成物の調製方法］
本実施形態に係る着色組成物は、公知の方法により調製することができる。例えば、光重合性モノマー、アクリル樹脂、着色剤、分散剤、及び溶剤を含む感光性着色組成物は、以下の方法により調製することができる。
【００６３】
（１）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液に、着色剤と分散剤を予め混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残りの成分を添加する。
【００６４】
（２）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液に、着色剤と分散剤を別々に添加して分散させた後、残りの成分を添加する。
【００６５】
（３）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液に、着色剤を分散させた後、分散剤を添加し、残りの成分を添加する。
【００６６】
（４）光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液を２種類調製し、着色剤と分散剤を予め別々に分散させてから、これらを混合し、残りの成分を添加する。なお、着色剤と分散剤のうち一方は溶剤にのみ分散させても良い。
【００６７】
ここで、光重合性モノマー及びアクリル樹脂、あるいはこれらを溶剤に溶解した溶液への着色剤や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター等の各種分散装置を用いて行うことができる。また、分散を良好に行うために、各種界面活性剤を添加して分散を行っても良い。
【００６８】
また、着色剤と分散剤を予め混合して着色組成物を調製する場合、粉末の着色剤と粉末の分散剤を単に混合するだけでも良いが、（ａ）ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合する方法、（ｂ）顔料を溶剤に分散させた後、分散剤を含む溶液を添加し、顔料表面に分散剤を吸着させる方法、（ｃ）硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に顔料と分散剤を共溶解した後、水等の貧溶媒を用いて共沈させる方法などの混合方法を採用することが好ましい。
【００６９】
次に、上述した本発明の第１の実施形態に係る着色組成物を用いた本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタについて説明する。
【００７０】
図１は、本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタの概略断面図である。
【００７１】
図１に示すように、基板１上には、クロムなどの金属もしくは感光性黒色樹脂組成物をパターン加工してなるブラックマトリクス２が公知の方法により形成されている。用いる基板１としては、透明基板が好適であり、具体的には、ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンフタレート等の樹脂基板が好適に用いられる。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、酸化ガリウム、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。
【００７２】
最初に、基板１上に、スプレーコート法、スピンコート法、ロールコート等により、本発明の一実施形態に係る着色組成物を均一に塗布し、乾燥させ、着色組成物層を形成する。次に、フォトリソグラフィ法により、形成した着色組成物層をパターニングする。即ち、着色組成物層に、所望の遮光パターンを有するフォトマスクを介して紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射して露光した後、有機溶剤やアルカリ水溶液等の現像液を用いて現像する。このとき、露光工程において、活性エネルギー線が照射された部分の光重合性モノマーが重合し、硬化する。また、感光性樹脂を含有する場合には、この感光性樹脂も架橋し、硬化する。
【００７３】
また、露光感度を向上させるために、感光性着色組成物層を形成した後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂（例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等）の溶液を塗布し、乾燥させることにより酸素による重合阻害を抑制する膜を形成した後、露光を行っても良い。
【００７４】
次いで、現像工程において、活性エネルギー線が照射されなかった部分を現像液により洗い流すことで、所望のパターンが形成される。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。なお、現像液としては、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の水溶液や、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溶液等のアルカリ現像液が主流になっている。また、現像液に、必要に応じて消泡剤や界面活性剤を添加してもよい。
【００７５】
その後、焼成し、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。即ち、ブラックマトリクス２が形成された基板１上に、赤色画素３Ｒ、緑色画素３Ｇ、青色画素３Ｂからなる着色画素３が形成される。更に、これら着色画素３上に、液晶表示装置のセルギャップを均一化するための図示しない対向基板担持層（スペーサ）を形成することができる。
【００７６】
次に、以上説明した本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタを備えた、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
【００７７】
図２は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【００７８】
図２に示す液晶表示装置７は、ノート型パソコン用のＴＦＴ駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板８および９を備え、それらの間に、液晶（ＬＣ）が封入されている。
【００７９】
本実施形態に係る液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）等の液晶配向モードを適用することができる。
【００８０】
第１の透明基板５の内面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アレイ７が形成されており、その上には例えばＩＴＯからなる透明電極層８が形成されている。透明電極層８の上には、配向層９が設けられている。また、透明基板５の外面には、位相差フィルムを含む偏光板１０が形成されている。
【００８１】
他方、第２の透明基板６の内面には、図１に示すカラーフィルタ１１が形成されている。カラーフィルタ１１を構成する赤色画素、緑色画素および青色画素のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス（図示せず）により分離されている。カラーフィルタ１１を覆って、必要に応じて透明保護膜（図示せず）が形成され、さらにその上に、例えばＩＴＯからなる透明電極層１２が形成され、透明電極層１２を覆って配向層１３が設けられている。また、透明基板６の外面には、偏光板１４が形成されている。なお、偏光板１０の下方には、三波長ランプ１５を備えたバックライトユニット１６が設けられている。光源としての三波長ランプは、発光ダイオードや有機ＥＬ素子に置き換えても良い。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明について具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。また、実施例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ものとする。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。また、顔料の記号はカラーインデックスナンバーを示し、例えば、「ＰＧ３６」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６」を、「ＰＹ１５０」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０」を表す。
【００８３】
［樹脂溶液の調製］
実施例および比較例で用いる重合組成物を、ベンジル基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体とを用いて、以下のように調製する。なお、本発明において重合組成物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置を用いて、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（分散度）が１、実際は１．１０以下である単分散の標準ポリスチレンを使用して作成した較正曲線により、測定した試料に分子量を割り当てることにより求めることが出来る。重量平均分子量（Ｍｗ）は下記の計算式により算出される。なお、通常、重量平均分子量はデータ処理装置により検出したものを使用する。
【００８４】
重量平均分子量（Ｍｗ）＝Σ（Ｗｉ×Ｍｉ）／Ｗ＝Σ（Ｈｉ×Ｍｉ）／ΣＨｉ
（式中、Ｗは高分子の総重量、Ｗｉはｉ番目の高分子の重量、Ｍｉはｉ番目の溶出時間における分子量、Ｈｉはｉ番目の溶出時間における高さである。）
測定装置および測定条件を下記に示す。
【００８５】
測定装置（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）
装置：東ソー(株)製 ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
使用カラム：
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＨＸＬ（カラム１）
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００ＨＸＬ（カラム２）
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ４０００ＨＸＬ（カラム３）
東ソー(株)製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ５０００ＨＸＬ（カラム４）
東ソー(株)製 ガードカラムＨＸＬ−Ｈ（カラム６）
カラム接続：（カラム６）、（カラム４）、（カラム３）、（カラム２）、（カラム１）を順に接続したものを使用する。
【００８６】
検出器：ＲＩ（示差屈折計）
データ処理：東ソー(株)製マルチステーション−８０２０
標準ポリスチレンの調製：分子量の異なる５種または６種の標準ポリスチレンを、各々１０ｍｇ秤量し、テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと略称する。）１００ｍｌで溶解する。溶解は２０℃で実施し、２４時間静置後使用する。
【００８７】
試料の調製：試料（固形分）８０ｍｇを秤量し、ＴＨＦ２０ｍｌで溶解する。
【００８８】
測定条件
カラム温度：４０℃
溶媒：ＴＨＦ
流量：１ｍｌ／分
試料注入量：１００μｌ
＜合成例１：重合組成物１＞
攪拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した４つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下、ＰＧＭＡｃと略称する。）１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後、ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸１部、アクリル酸４９部、及びｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（以下、ＴＢＰＥＨと略称する。）１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００８９】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４２９６の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物１と略称する。
【００９０】
＜合成例２：重合組成物２＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５２０部を仕込み、窒素気流下で１３５℃に昇温した後、ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸１部、アクリル酸４９部、ＴＢＰＥＨ３０部、及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２部からなる混合液を５時間かけて滴下した。
【００９１】
滴下終了後、１３５℃にて２時間、さらに１２０℃にて５時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量７０２９の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物２と略称する。
【００９２】
＜合成例３：重合組成物３＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１３０部，及びＴＢＰＥＨ３０部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９３】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１０５６８の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物３と略称する。
【００９４】
＜合成例４：重合組成物４＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１３０部，及びＴＢＰＥＨ１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９５】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４３２７の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物４と略称する。
【００９６】
＜合成例５：重合組成物５＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、シクロヘキサノン１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸５０部，及びＴＢＰＥＨ１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９７】
滴下終了後、１１０℃にて８時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４１７３の重合組成物の溶液を得た。以下、これを重合組成物５と略称する。
【００９８】
＜合成例６：重合組成物６＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸５０部，及びＴＢＰＥＨ３０部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【００９９】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１００９７の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物６と略称する。
【０１００】
＜合成例７：重合組成物７＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート９５０部、メタクリル酸５０部，及びＴＢＰＥＨ２２部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【０１０１】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１２８２２の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物７と略称する。
【０１０２】
＜合成例８：重合組成物８＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下で１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１３０部，ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート２０部からなる混合液を４時間かけて滴下した。
【０１０３】
滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量１４０００の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物８と略称する。
【０１０４】
＜合成例９：重合組成物９＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５４０部を仕込み、窒素気流下にて１１０℃に昇温した後，ベンジルメタクリレート８７０部、メタクリル酸１部、アクリル酸１２９部、及びＴＢＰＥＨ１００部からなる混合液を４時間かけて滴下した。滴下終了後、１１０℃にて９時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量４６７０の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物９と略称する。
【０１０５】
＜合成例１０：重合組成物１０＞
合成例１と同様の４つ口フラスコに、ＰＧＭＡｃ１５２０部を仕込み、窒素気流下で１３５℃に昇温した後、ベンジルメタクリレート９６０部、メタクリル酸４０部、ＴＢＰＥＨ３０部、及びジ−ｔ−ブチルパーオキサイド２部からなる混合液を５時間かけて滴下した。
【０１０６】
滴下終了後１３５℃にて２時間、さらに１２５℃にて６時間反応させて、不揮発分４０％、重量平均分子量７５１３の重合体の溶液を得た。以下、これを重合組成物１０と略称する。
【０１０７】
以上の結果を下記表１に示す。
【表１】
【０１０８】
［顔料分散液の調製］
調製例１
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４／Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７＝８０／２０（重量比）混合物２０部、分散剤としてＢＹＫ−２００１を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｒ）を調製した。
【０１０９】
調製例２
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン３６／Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０＝５０／５０（重量比）混合物２０部、分散剤としてソルスパース２４０００を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｇ）を調製した。
【０１１０】
調製例３
着色剤としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６／Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３＝９６／４（重量比）混合物２０部、分散剤としてアジスパーＰＢ−８２１を５部（固形分換算）、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７５部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液（Ｂ）を調製した。
【０１１１】
（実施例１）
下記の要領でカラーフィルタ作製に用いる青の着色組成物を調製した。
【０１１２】
＜青色着色組成物＞
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組成物１を得た。
【０１１３】
上記顔料分散液（Ｂ） ４２部
重合組成物１ １０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ４．８部
光重合開始剤
（チバガイギー社製「イルガキュア−３６９」） ２．８部
光増感剤
（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン ４０．２部
（実施例２〜８、比較例１〜６）
顔料分散液及び着色組成物中に用いる樹脂に、下記表２に記載の分散液及び樹脂を用いた以外は実施例１と同様にして、着色組成物２〜１４を得た。なお、比較例７〜９（着色組成物１５〜１７）の着色組成物は、本発明に係わる共重合体を含有しない着色組成物である。
【表２】
【０１１４】
上記実施例及び比較例に係る着色組成物について、以下の特性を測定し、評価した。
【０１１５】
１．長期保存安定性評価
緑色着色組成物を調製した翌日の初期粘度と、４０℃で１週間、経時促進させた経時粘度を、Ｅ型粘度計（東機産業社製「ＥＬＤ型粘度計」）を用いて、２５℃において回転数２０ｒｐｍという条件で測定した。この初期粘度および経時粘度の値から、下記式により経時粘度変化率を算出した。
【０１１６】
［経時粘度変化率］＝｜（［初期粘度］−［経時粘度］）／［初期粘度］｜×１００
長期保存安定性の評価は、下記の基準で行なった。
【０１１７】
○：経時粘度変化率が１０％以下
△：経時粘度変化率が１０％を越え〜２０％以下
×：経時粘度変化率が２０％を超える。
【０１１８】
２．厚み方向位相差値Ｒｔｈ
以下の手順で各着色膜を作製し、厚み方向位相差値を測定した。
【０１１９】
上記表２に示した各色レジストをスピンコート法によりガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、７０℃で２０分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、紫外線を露光した。その後、この基板を２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。その後、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、各着色膜を得た。乾燥後の着色膜の膜厚は、いずれも１．８μｍであった。
【０１２０】
厚み方向位相差値は、位相差測定装置（大塚電子社製「ＲＥＴＳ−１００」）を用いて、それぞれ着色膜を形成した基板の法線方向から４５°傾けた方位よりリタデーションΔ（λ）を測定し、この値を用いて得られる３次元屈折率から下記式（１）より厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）を算出した。但し、赤色着色膜では６１０ｎｍ、緑色着色膜では５５０ｎｍ、青色着膜では４５０ｎｍの波長で測定を行った。
【０１２１】
Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄ ・・・（１）
（式中、Ｎｘは着色膜の平面内のｘ方向の屈折率、Ｎｙは着色膜の平面内のｙ方向の屈折率、Ｎｚは着色膜の厚み方向の屈折率であり、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは着色膜の厚み（ｎｍ）である。）
上記表２に示した各色レジストより作製された各着色膜の厚み方向位相差値Ｒｔｈを下記表３に示す。また、液晶表示装置に使用される位相差板及び液晶材料の厚み方向位相差値Ｒｔｈと、着色膜の厚み方向位相差値Ｒｔｈとの組み合わせにおいて、黒表示時での斜めから見たときの液晶表示装置の色付きが最も少なくなるようにした場合、着色膜の厚み方向位相差値Ｒｔｈは、それぞれ赤色膜で＋１〜−８ｎｍ、緑色画素で０〜−１０ｎｍ、青色画素で＋１〜−８ｎｍであった。
【０１２２】
下記の基準で厚み方向位相差値を評価した。
【０１２３】
○：赤色画素で＋１〜−８ｎｍ、緑色画素で０〜−１０ｎｍ、青色画素で＋１〜−８ｎｍの範囲に含まれる。
【０１２４】
×：上記範囲に含まれない。
【０１２５】
上記評価結果を下記表３に示した。
【０１２６】
３．パターニング性評価
上記表２に示した各着色組成物のパターニング性能を以下のようにして評価した。
【０１２７】
即ち、はじめに、ガラス基板上に、各着色組成物をスピンコート法により塗布した後、７０℃で１５分のプリベークを行い、膜厚２．３μｍの塗布膜を形成した。次に、露光光源に紫外線を使用した近接露光方式で、５０μｍの細線パターンを備えたフォトマスクを介して紫外線露光を行なった。露光量は、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００ｍＪ／ｃｍ２の８水準とした。
【０１２８】
次に、１．２５重量％の炭酸ナトリウム溶液を用いてシャワー現像した後、水洗して、２３０℃で２０分の加熱処理を行い、パターニングを完了した。
【０１２９】
得られたフィルタセグメントの膜厚を未露光・未現像部分の膜厚（２．３μｍ）で割って、その残膜率を算出した。そして、横軸を露光量、縦軸を現像後残膜率として露光感度曲線をプロットした。得られた露光感度曲線から、残膜率が８０％以上に達する最小露光量を飽和露光量とし、適正な露光量を決定し、各着色膜に求められた適正露光量を照射して、下記の基準でパターニング性能評価を行った。
【０１３０】
○：現像速度が適正であり、パターン剥れや形状不良がなく正常なパターンが形成できる
△：現像速度がやや速い、もしくは遅い傾向がある、パターンの一部に剥れや形状不良部分が見られる
×：現像速度が適正でない、パターン剥れや形状不良が多発する
５．耐性評価
上記パターニング性評価と同様にして、ストライプパターンを形成したガラス基板を、下記条件下にさらし、その前後でのパターンの外観変化を光学顕微鏡にて観察した。
【０１３１】
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶剤：浸漬３０分（温度２４℃）
イソプロピルアルコール溶剤：浸漬３０分（同上）
γ−ブチロラクトン溶剤：浸漬３０分（同上）
下記の基準で耐性評価を行なった。
【０１３２】
○：全ての条件下において、外観変化なし
×：パターンハガレやカケ、クラックなどの不具合が見られる。
【０１３３】
以上の結果を下記表３に示す。
【表３】
【０１３４】
上記表３から、本発明の範囲内の重合組成物を使用した実施例１〜８に係る樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の長期保存安定性、感度、パターニング性、さらには該感光性樹脂組成物を硬化して得られる着色膜の厚み方向位相差値及び耐性のいずれもが良好であることがわかる。
【０１３５】
これに対し、本発明の範囲外の重合組成物を使用した比較例１〜９に係る樹脂組成物は、上記特性の少なくともいずれかにおいて不良であるあることがわかる。
【０１３６】
（実施例９）
６．カラーフィルタの作製
上記表３に示した各色着色組成物を組み合わせて、下記に示す方法により、カラーフィルタを作製した。
【０１３７】
まず、感光性赤色組成物として着色組成物８をスピンコート法により、予めブラックマトリックスが形成されてあるガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、７０℃で２０分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却した後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外線を露光した。
【０１３８】
その後、この基板を２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、２３０℃で３０分間ポストベークを行い、基板上にストライプ状の赤色画素を形成した。
【０１３９】
次に、感光性緑色組成物として着色組成物７を使用し、同様に緑色画素を形成し、さらに、感光性青色組成物として着色組成物１を使用し、青色画素を形成し、カラーフィルタ１を得た。各色画素の形成膜厚はいずれも２．０μmであった。
【０１４０】
７．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配向層を形成した。このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。他方、別の（第２の）ガラス基板の一方の表面にＴＦＴアレイおよび画素電極を形成し、他方の表面に偏光板を形成した。
【０１４１】
こうして準備された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、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲を封止剤で封止した。開口部からＶＡ用液晶組成物を注入した後、開口部を封止した。前記偏光板には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。
【０１４２】
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ＶＡ表示モード液晶パネルを得た。
【０１４３】
（実施例１０、比較例１０、１１）
感光性青色組成物として着色組成物２を使用したことを除いて、実施例９と同様にしてカラーフィルタ２を形成し、このカラーフィルタ２を用いて、実施例９と同様にしてＶＡ表示モード液晶パネルを得た（実施例１０）。
【０１４４】
また、感光性赤色組成物として着色組成物１４を使用し、感光性緑色組成物として着色組成物１３を使用し、感光性青色組成物として着色組成物１１を使用したことを除いて、実施例９と同様にしてカラーフィルタ３を形成し、このカラーフィルタ３を用いて、実施例９と同様にしてＶＡ表示モード液晶パネルを得た（比較例１０）。
【０１４５】
更に、感光性赤色組成物として着色組成物１４を使用し、感光性緑色組成物として着色組成物１３を使用し、感光性青色組成物として着色組成物９を使用したことを除いて、実施例９と同様にしてカラーフィルタ４を形成し、このカラーフィルタ４を用いて、実施例９と同様にしてＶＡ表示モード液晶パネルを得た（比較例１１）。
【０１４６】
８．液晶表示装置の黒表示時の視認性評価
作製した液晶表示装置を黒表示させ、液晶パネルの法線方向（略垂直方向）および法線方向から４５°傾けた方位（斜め）より漏れてくる光（直交透過光；漏れ光）の量を目視観察した。また黒表示時の略垂直方向から見たときの色度（ｕ（⊥）、ｖ（⊥））と表示面の法線方向から最大６０°まで傾けた方位よりから見たときの色度（ｕ（４５）、ｖ（４５））をトプコン社製ＢＭ−５Ａにて測定し、色差Δｕ‘ｖ’を算出し、０≦Θ≦６０°でのΔu’v’の最大値を求めた。
【０１４７】
評価ランクは次の通りであり、結果を下記表４に示す。
【０１４８】
○：Δｕ‘ｖ’≦０．０５
×：Δｕ‘ｖ’＞０．０５
【表４】
【０１４９】
上記表４より、実施例９及び１０に係る液晶パネルは、カラーフィルタの赤色着色画素、緑色着色画素、および青色着色画素層の厚み方向位相差値が＋１〜−１０ｎｍを満たすように形成されているので、得られたカラーフィルタを液晶表示装置に用いることで、斜め方向の視認性が良好な液晶表示装置を得ることができることがわかる。
【０１５０】
これに対し、比較例１０及び１１に係る液晶パネルは、カラーフィルタの赤色着色画素、緑色着色画素、および青色着色画素層が本発明の範囲外の着色組成物を使用して得られたものであり、赤色画素、緑色画素、および青色画素の厚み方向の位相差のバランスが良くないため、斜め方向において色ずれが生じ、視認性が不良であることがわかる。
【符号の説明】
【０１５１】
１…ガラス基板、２…ブラックマトリックス、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…着色画素、４…液晶表示装置、５，６…透明基板、７…ＴＦＴアレイ、８，１２…透明電極、９、１３…配向層、１０，１４…偏光板、１１…カラーフィルタ、１５…三波長ランプ、１６…バックライトユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアクリル樹脂及び着色剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、前記アクリル樹脂が、該着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を持つベンジル基を有するビニル系単量体と、カルボキシル基を有するビニル系単量体の共重合体を含有し、前記共重合体は、３０００以上１１０００以下の重量平均分子量及び３０以上８５以下の固形分酸価を有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項２】
前記ベンジル基を有するビニル系単量体の含有量が、前記アクリル樹脂の固形分の７６ｍｏｌ％以上９１ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成された複数色の着色画素を構成する着色膜を有するカラーフィルタであって、それぞれの着色画素の厚み方向の位相差値Ｒｔｈが、１〜−１０ｎｍであることを特徴とするカラーフィルタ。
（但し、Ｒｔｈは、式Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄで表される数値であり、Ｎｘは着色膜の平面内のｘ方向の屈折率を、Ｎｙは着色膜の平面内のｙ方向の屈折率を、Ｎｚは着色膜の厚み方向の屈折率をそれぞれ表す。ここで、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは着色膜の厚み（ｎｍ）である。）
【請求項４】
請求項３に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
少なくともアクリル樹脂及び着色剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、前記アクリル樹脂が、該着色組成物を硬化してなる着色層に対するリタデーション調整機能を持つベンジル基を有するビニル系単量体と、カルボキシル基を有するビニル系単量体の共重合体を含有し、前記共重合体は、３０００以上１１０００以下の重量平均分子量及び３０以上８５以下の固形分酸価を有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項２】
前記ベンジル基を有するビニル系単量体の含有量が、前記アクリル樹脂の固形分の７６ｍｏｌ％以上９１ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成された複数色の着色画素を構成する着色膜を有するカラーフィルタであって、それぞれの着色画素の厚み方向の位相差値Ｒｔｈが、１〜−１０ｎｍであることを特徴とするカラーフィルタ。
（但し、Ｒｔｈは、式Ｒｔｈ=｛(Ｎｘ+Ｎｙ)／２−Ｎｚ｝×ｄで表される数値であり、Ｎｘは着色膜の平面内のｘ方向の屈折率を、Ｎｙは着色膜の平面内のｙ方向の屈折率を、Ｎｚは着色膜の厚み方向の屈折率をそれぞれ表す。ここで、ＮｘはＮｘ≧Ｎｙとする遅相軸、ｄは着色膜の厚み（ｎｍ）である。）
【請求項４】
請求項３に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２６６７４０（Ｐ２０１０−２６６７４０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８６４３（Ｐ２００９−１１８６４３）
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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