着色層用樹脂組成物およびそれを用いたカラーフィルタの製造方法
【課題】着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる、着色層用樹脂組成物の提供。また、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法の提供。
【解決手段】本発明の着色層用樹脂組成物は、積層柱を形成する工程において、下層に対して、４．０度以上の接触角を有するものである。このような着色層用樹脂組成物を用いることで、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる。
【解決手段】本発明の着色層用樹脂組成物は、積層柱を形成する工程において、下層に対して、４．０度以上の接触角を有するものである。このような着色層用樹脂組成物を用いることで、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材と、前記基材上に、着色層と、遮光部と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層用樹脂組成物に関する。また、本発明は、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フラットディスプレイとして、カラー液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置においては、カラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基材とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層としている。この互いに向かい合うＴＦＴ基材とカラーフィルタとの間隔を維持するために、これらの間にスペーサを設け、これにより両者間の液晶層の厚みを面内均一に保持している。
【０００３】
特に、横電界駆動（ＩＰＳ）方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタおいては、カラーフィルタの基材上に遮光部を設け、遮光部上にスペーサをさらに設けることにより、カラーフィルタを製造することが行われてきた（例えば、特許文献１参照）。このスペーサにより、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基材とカラーフィルタ１００との間隔を保持するようになっている。
【０００４】
特に、スペーサを設ける方法については、種々の方法が検討されてきた。例えば、固形粒子を実質的に含有しないインクからなる液滴をインクジェット法により基板上に印刷して、スペーサを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法では、フォトリソグラフィー法により基板上に着色層を形成させた後に、追加の工程が必要となる。したがって、製造工程の増加や製造設備の設置等のためコストが増大する。
【０００５】
また、フォトリソグラフィー法により基板上に着色層を形成するのと同時に、着色層が積層してなるスペーサ（積層柱）を形成する方法も提案されているが（例えば、特許文献１参照）、十分な高さの積層柱を得ることが困難であった。
【０００６】
したがって、今尚、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる、着色層用樹脂組成物の開発が切望されている。また、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法を開発することも切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１７７１０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、上記の背景技術を検討した結果、積層柱の各層を形成する着色層用レジストの塗布量を増やすことで、各層の厚みを増やして、十分な高さの積層柱からなるスペーサを形成できることを知見した。しかし、この方法では着色層用レジストの使用量が増加することから、コストの増大につながるという問題点も知見した。そのため、着色層用レジストの塗布量を増やさずに着色層の厚膜化を図ることが、コスト低減のために要求される。
【０００９】
本発明は上記の背景技術および新たに知見した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる、着色層用樹脂組成物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、積層柱を形成する工程において、下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を特定の範囲内に調節することにより、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の一態様によれば、
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層用樹脂組成物であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
前記積層柱を形成する前記着色層用樹脂組成物が、以下の条件：
（Ｉ）前記遮光部上に第１の層を形成する第１の着色層用樹脂組成物が、前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有することと、
（ＩＩ）第１の層上に第２の層を形成する第２の着色層用樹脂組成物が、第１の層に対して４．０度以上の接触角を有することと
を満たす、着色層用樹脂組成物が提供される。
【００１２】
また、本発明の別の態様によれば、
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる、液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
（ａ）前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有する第１の着色層用樹脂組成物を用いて、前記遮光部上に第１の層を形成する工程と、
（ｂ）第１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第２の着色層用樹脂組成物を用いて、第１の層上に第２の層を形成する工程と
を含んでなる、カラーフィルタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の着色層用樹脂組成物を用いることで、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる。さらに、着色層用レジストの使用量を抑えることで、コストを低減することができる。また、本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、十分な高さの積層柱からなるスペーサを有してなるカラーフィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の着色層用樹脂組成物を用いて形成された液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す模式断面図である。
【図２】下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を示す図である。
【図３】積層率測定用基材の作製方法を示す図である。
【図４】積層率測定用基材の模式断面図である。
【図５】接触角と積層率との関係を示す図である。
【図６】ポリマー比率（ポリマーとモノマーの合計に対するポリマーの比率）と接触角との関係を示す図である。
【図７】ポリマーの重量平均分子量と接触角との関係を示す図である。
【図８】モノマーの官能基数と接触角との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
カラーフィルタ
本発明において、カラーフィルタは、基材と、基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなるものである。具体的に、本発明によるカラーフィルタの一例の模式断面図を図１に示す。図１に示されるカラーフィルタ１０は、基材２０上に、開口部を有する遮光部３０と、開口部に各色の着色層４０（赤色着色層４１、緑色着色層４２、および青色着色層４３）と、遮光部３０上にスペーサ５０とを有してなる。スペーサ５０は、遮光部３０上に各色の着色層４０（赤色着色層４１、緑色着色層４２、および青色着色層４３）が積層されてなる３層の積層柱からなるものである。以下、各構成について説明する。
【００１６】
基材
本発明の好ましい態様によれば、基材は光出射側にあるため、光透過性の高い透明基材が用いられる。例えば、ガラス、石英、または各種の樹脂等の光透過性の高い材料からなる透明基材が挙げられる。また、通常、基材の厚さは、０．１〜１０．０ｍｍである。
【００１７】
遮光部
本発明の好ましい態様によれば、遮光部は、基材上に形成され、開口部を備えるものである。遮光部としては、同一の形状を有する開口部が等間隔でパターン状に形成されたものが用いられる。遮光部のパターン形状は特に限定されず、例えば、ストライプ状やマトリクス形状等が挙げられる。遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、黒色の着色材料を含む黒色分散液と感光性樹脂組成物とを用いたフォトリソグラフィー法により形成するのがよい。
【００１８】
着色層
本発明の好ましい態様によれば、着色層は、基材上の遮光部の開口部に形成されるものであり、例えば、赤、緑、および青の３色の着色パターンを含むものであるのがよい。着色パターンは、赤、緑、青、および黄の４色や、赤、緑、青、黄、シアンの５色等にしてもよい。また、各色の着色層は、各色の着色材料を含有する着色層用樹脂組成物を用いて形成することができる。着色層は、通常、１μｍ〜５μｍの厚さで形成される。着色層の形成方法としては、着色層をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法であれば、着色層が積層された積層柱を、精度良く所望の位置に形成できることから好ましい。
【００１９】
着色層用樹脂組成物
本発明の好ましい態様によれば、着色層用樹脂組成物は、着色材料と、ポリマーと、モノマーとを含むものであり、さらに必要に応じて、重合開始剤、分散剤、および溶剤等を含むものである。
【００２０】
本発明の着色層用樹脂組成物は、下記で詳述する積層柱を形成する工程における下層に対して、４．０度以上、好ましくは４．５度以上２０度以下、より好ましくは５．０度以上１８度以下の接触角を有するものである。一例として、積層柱を形成する工程での、下層１３０に対する着色層用樹脂組成物１１０の接触角１２０の測定図を図２に示す。なお、ｎ層（ｎは３以上の整数）の積層柱を形成する場合、下層とは、第１層を形成する工程では、遮光部を指し、第２層〜第ｎ層を形成する工程では、それぞれ第１〜第ｎ−１層を指す。より詳細には、着色層用樹脂組成物は、以下の条件：
（Ｉ）遮光部上に第１の層を形成する第１の着色層用樹脂組成物が、遮光部に対して４．０度以上の接触角を有することと、
（ＩＩ）第１の層上に第２の層を形成する第２の着色層用樹脂組成物が、第１の層に対して４．０度以上の接触角を有すること
を満たすものである。好ましい態様によれば、積層柱がｎ層である場合、以下の条件
（ＩＩＩ）第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する第ｎの着色層用樹脂組成物が、第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有すること
をさらに満たし、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てが（ＩＩＩ）の条件を満たすことが好ましい。着色層用樹脂組成物が、下層に対して、上記範囲程度の接触角を有することで、積層柱の各層の積層率を向上させることができる。
【００２１】
本発明において、ｎ層の積層柱を形成するのに用いられる着色層用樹脂組成物には、第１〜第ｎの着色層用樹脂組成物が含まれる。第１〜第ｎの着色層用樹脂組成物の組成は、全て異なる組成でもよいし同一の組成が含まれていてもよく、少なくとも２色以上の積層柱を形成できるものであればよい。例えば、基材上の遮光部の開口部に形成される上記の着色層が、赤、緑、および青の３色の着色パターンからなる場合、着色層用樹脂組成物は、第１の着色層用樹脂組成物として赤色着色層用樹脂組成物を、第２の着色層用樹脂組成物として緑色着色層用樹脂組成物を、第３の着色層用樹脂組成物として青色着色層用樹脂組成物を、用いるのがよい。
【００２２】
本発明において、積層率は、下層上に積層された層の膜厚の、着色層用樹脂組成物の着色膜厚に対する比である。一例として、図４に示されるように、積層率ｈｅは、下記式（１）
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００（％）
（式中、ｈ１は積層後の膜厚２２０、ｈ２は下層膜厚２１０、ｈ３は着色膜厚２３０である）
により求めることができる。本発明の好ましい態様によれば、積層率ｈｅは、好ましくは３０％以上であり、より好ましくは３５％以上９５％以下である。積層率が上記範囲程度でれば、積層柱からなるスペーサの高さを十分に得ることができる。なお、着色膜厚とは、着色樹脂組成物を塗布し、２３０℃で２５分ポストベークした後の膜厚を指す。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、着色層用樹脂に含まれるポリマーとモノマーの比（Ｐ：Ｍ）は、好ましくはＰ：Ｍ＝３０：７０〜８０：２０であり、より好ましくは５０：５０〜８０：２０であり、さらに好ましくは５５：４５〜８０：２０である。ポリマーとモノマーの比が上記範囲程度であれば、着色層用樹脂組成物の、下層に対する接触角を増大することができる。
【００２４】
着色材料
本発明に用いられる着色材料としては、公知の着色材料を用いることができる。例えば、赤色の着色材料としては、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクドリン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、およびイソインドリン系顔料等が挙げられる。緑色の着色材料としては、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、イソインドリン系顔料、およびイソインドリノン系顔料等が挙げられる。青色の着色材料としては、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、およびジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの着色材料は、単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
本発明においては、上記の着色材料を溶剤に分散させた分散液の状態で用いるのがよい。着色材料の分散方法は、特に限定されず、公知の分散機を用いて分散させることができる。分散処理を行うための分散機としては、２本ロール、３本ロール等のロールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントコンディショナー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミルが挙げられる。分散処理において用いるビーズの径は、好ましくは０．０３〜２．００ｍｍであり、より好ましくは０．１０〜１．００ｍｍである。
【００２６】
本発明においては、顔料を分散させる際に、ジルコニアビーズ等を適宜加え、ペイントシェーカー（浅田鉄鋼社製）等を用いて、数時間分散を行うことが好ましい。例えば、ビーズ径が比較的大きめな２ｍｍジルコニアビーズで１時間分散後、さらにビーズ径が比較的小さめな０．１ｍｍジルコニアビーズで２時間分散することが挙げられる。また、分散後、５．０μｍのメンブランフィルタで濾過することが好ましい。これにより、着色材料の分散性をより向上することができ、透過率をより向上させることができる。
【００２７】
ポリマー
本発明の好ましい態様によれば、ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは４０００以上１０００００以下であり、より好ましくは５０００以上５００００以下である。ポリマーの重量平均分子量が上記範囲程度であれば、下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を増大することができる。
【００２８】
上記のポリマーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、ならびにこれらの酸無水物等の一種以上とからなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。これらのポリマーを単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。２種以上を混合して用いる場合には、２種以上のポリマーの重量平均分子量の平均値が上記範囲内であればよい。本発明においては、市販のポリマーを用いることもでき、例えば、エピコート１８０Ｓ７０（油化シェルエポキシ（株）製）、アロニックスＭ−５６００（東亞合成（株）製）、アロニックスＭ−６２００（東亞合成（株）製）、アロニックスＭ−７１００（東亞合成（株）製）、およびアロニックスＭ−９０５０（東亞合成（株）製）が好ましい。
【００２９】
モノマー
本発明の好ましい態様によれば、モノマーの重量平均分子量は、好ましくは３００以上１０００以下であり、より好ましくは４００以上９００以下である。また、モノマーの官能基数は、平均で、好ましくは４官能以上、より好ましくは５官能以上のものを用いるのがよい。モノマーの重量平均分子量および／または官能基数が上記範囲程度であれば、下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を増大することができる。
【００３０】
上記のモノマーとしては、例えば、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、ならびにメタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。これらのモノマーを単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。２種以上を混合して用いる場合には、２種以上のモノマーの重量平均分子量や官能基数の平均値が上記範囲内であればよい。本発明においては、市販のモノマーを用いることもでき、例えば、ＳＲ３９９（サートマー（株）製）、アロニックスＭ−４００（東亞合成（株）製）、およびアロニックスＭ−４５０（東亞合成（株）製）が好ましい。
【００３１】
重合開始剤
上記の重合開始剤としては、熱重合開始剤および光重合開始剤等を用いることができ、例えば、ベンジル（ビベンゾイルとも言う）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、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−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−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−ヒドロキシ−２−メチル−１フェニルプロパン−１−オン、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、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、および１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、イルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア９０７（いずれも、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（株）製）、ダロキュアー（メルク（株）製）、アデカ１７１７（旭電化工業（株）製）等のケトン系化合物、および２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’−テトラフェニル−１，２’ビイミダゾール（黒金化成（株）製）等のビイミダゾール系化合物が好ましい。
【００３２】
分散剤
上記の分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できるが、これらの中でも高分子界面活性剤（高分子分散剤）を用いることが好ましい。高分子界面活性剤としては、例えば、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ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、および３級アミン変性ポリウレタン類などが挙げられる。本発明においては、市販の分散剤を用いることもでき、例えば、ソルスパース３０００、５０００、９０００、１２０００、１３２４０、１３９４０、１７０００、２００００、２４０００、２６０００、および２８０００等の各種ソルスパース分散剤（ゼネカ（株）製）、ならびにＤｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１（ビックケミー・ジャパン（株）製）が好ましい。
【００３３】
溶剤
上記の溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、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、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、および３−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。本発明においては、市販の溶剤を用いることもでき、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ダイセル化学工業（株）製）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ダイセル化学工業（株）製）、および３−メトキシブチルアセテート（ダイセル化学工業（株）製）が好ましい。
【００３４】
スペーサ
本発明の好ましい態様によれば、スペーサは、基材上の遮光部の開口部以外の上に形成されてなるものである。スペーサは、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱からなるものである。また、スペーサは、積層柱上に保護層等をさらに積層してなるものであってもよい。なお、本発明において、「スペーサの高さ」とは、スペーサの周辺部（各色の着色層および／または遮光部の表面）から垂直方向に、積層柱の頂上までの距離（厚み）である。例えば、図１のように、スペーサの周辺部の遮光部３０から垂直方向に、スペーサの頂上部までの距離６０である。本発明においては、スペーサの高さは、２．５〜４．２μｍが好ましく、２．８〜３．８μｍがより好ましい。スペーサの高さが上記範囲程度であれば、十分なセルギャップを得ることができるからである。
【００３５】
積層柱
本発明において、積層柱は、２色以上、好ましくは２色〜５色の着色層が積層されてなるものである。基材上に形成する着色パターンが、赤、緑、および青の３色の場合、積層柱は、赤、緑、および青の３色の着色層が積層されてなることが好ましい。これは、基材上の開口部に形成された着色パターンと、遮光部上に積層された着色層（積層柱）とが同一色であれば、積層柱を形成するために追加の着色層用樹脂組成物を用いる必要がなく、コストを削減できるからである。
【００３６】
本発明の好ましい態様によれば、積層柱は、２層以上、好ましくはｎ層（ｎは３以上の整数であり、好ましくは３〜５である）の着色層からなるものである。また、ｎ層の着色層からなる場合、２色以上の着色層が積層されていれば、積層柱中に同一色の着色層が２層以上存在してもよい。本発明においては、基材上の開口部に形成された着色パターン数に応じて、積層柱の積層数を設定するのがよい。上記範囲程度の積層数であれば、十分な高さを得ることができる。なお、遮光部上に設ける積層柱の積層数は全て同一であっても、異なる積層数であってもよい。
【００３７】
本発明においては、上記の着色層用樹脂組成物を用いて、複数の着色層からなる積層柱を形成することで、各着色層のそれぞれを、上記の積層率で積層することができる。上記のとおり、積層率を好ましくは３０％以上、より好ましくは３５％以上９５％以下とすることで、各着色層のそれぞれを所望の厚さに調節することができる。積層柱を構成する各着色層を上記の積層率で積層することで、着色層用レジストの塗布量を増やさずに該着色層を厚膜化することができる。
【００３８】
本発明において、積層柱を構成する着色層の平面形状は、積層柱を安定して形成できる形状であれば特に限定されず、例えば、円形、楕円形、および多角形等が挙げられる。また、積層柱を構成する着色層の平面の面積は、最下層の着色層が最も広く、最上層までに順に狭くなるように形成することが好ましい。積層柱を安定して形成することができるからである。
【００３９】
カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法は、遮光部上に２色以上の着色層が積層されてなる積層柱を形成する工程として、
（ａ）前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有する第1の着色層用樹脂組成物を用いて、前記遮光部上に第１の層を形成する工程と、
（ｂ）第１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第２の着色層用樹脂組成物を用いて、第１の層上に第２の層を形成する工程と
を含むものである。好ましい態様によれば、ｎ層の積層柱を形成する場合、
（ｃ）第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第ｎの着色層用樹脂組成物を用いて、第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する工程
をさらに含み、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てで、（ｃ）工程を繰り返すことが好ましい。このような工程を経ることで、積層柱の各層の積層率を向上させ、積層柱からなるスペーサの高さを十分に得ることができる。
【００４０】
本発明の好ましい態様によれば、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法により、基材上の開口部に着色パターン（着色層）を形成する工程と同時に、遮光部上に積層柱からなるスペーサを形成する工程を行うのがよい。積層柱を形成するための追加の工程を必要とせず、製造工程の短縮化・製造設備の簡略化により製造コストを抑制できるからである。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例の内容に限定して解釈されるものではない。
【００４２】
感光性樹脂組成物の調製
まず、重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、８５℃で２時間攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、さらにメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、およびハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分４５％）を得た。次に下記の材料を室温で攪拌、混合して感光性樹脂組成物とした。
感光性樹脂組成物の組成
・上記共重合樹脂溶液（ポリマー、重量平均分子量：８０００、固形分４５％）：
１２重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（モノマー、官能基数５、ＳＲ３９９、サートマー（株）製）： １４重量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート（モノマー、官能基数３、サートマー（株）製）： １４重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（重量平均分子量：５００〜８００、エピコート１８０Ｓ７０、油化シェルエポキシ（株）製）： ４重量部
・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン（重合開始剤、イルガキュア９０７、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（株）製）：
４重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ４１重量部
・３−メトキシブチルアセテート： １７重量部
【００４３】
着色層用樹脂組成物の調製
次に、上記の感光性樹脂組成物を用いて、下記組成の各色の着色層用樹脂組成物を調製した。
赤色着色層用樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７（Ｃｈｒｏｍｏｆｉｎｅ Ｒｅｄ ６６０５、大日精化（株）製）： １０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤： ３重量部
・感光性樹脂組成物： ５重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ５７重量部
・３−メトキシブチルアセテート： ２５重量部
緑色着色層用樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ Ｇｒｅｅｎ Ｄ９３６０、ＢＡＳＦ（株）製）： １０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤： ３重量部
・感光性樹脂組成物： ５重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ５７重量部
・３−メトキシブチルアセテート： ２５重量部
青色着色層用樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６（Ｆａｓｔｏｇｅｎ Ｂｌｕｅ ＥＰ−7、ＤＩＣ（株）製）： １０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤： ３重量部
・感光性樹脂組成物： ５重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ５７重量部
・３−メトキシブチルアセテート： ２５重量部
【００４４】
以上により、下記の測定に用いる基準の着色層用レジスト（基準レジスト）を得た。基準レジストのパラメータを表１に示す。
【表１】
【００４５】
次に、上記の基準レジストの組成を表２に記載のとおりに変更して、サンプルＮｏ．１〜４１を得た。
【表２】
なお、表中の略称は以下を示すものである。
・ＴＭＰＴＡ：トリメチロールプロパントリアクリレート
・ＤＰＰＡ：ジペンタエリスリトールペンタアクリレート
・ＤＰＨＡ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
・ＣＨＭ：マルカリンカーＣＨＭ
・ＴＨＰＩ−Ａ：３，４，５，６−テトラヒドロフサロイミド-エチルアクリレート
・ＰＥＴＩＡ：ペンタエリスリトールトリアクリレート
・ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ＭＢＡ：３−メトキシブチルアセテート
・ＭＭＢＡ：３−メチル−３−メトキシブチルアセテート
・Ｉｒｇ：イルガキュア
【００４６】
また、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調整した。
黒色顔料分散液の組成
・黒色顔料： ２３重量部
・高分子分散材（ビックケミー・ジャパン（株） Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）：
２重量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）： ７５重量部
【００４７】
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用樹脂組成物を得た。
遮光部用樹脂組成物の組成
・上記黒色顔料分散液： ６０重量部
・感光性樹脂組成物： ２０重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル： ３０重量部
【００４８】
積層率の測定
積層率を以下の手順に従って測定した。なお、下記の手順の概略図を図３に示す。
１．測定基板の作製
まず、以下の手順で測定基板を作製した。
（１）１０×１０ｃｍ２のガラス板に約１．５ｍｌの下層用レジストを滴下した（なお、下層用レジストとは、赤色用および緑色用の測定には遮光部用樹脂組成物を用い、青色用の測定には着色層用樹脂組成物を用いた）。
（２）スピンコーターを用いて塗布後、減圧乾燥装置（以下、「ＶＣＤ」という）を用いて２．２×１０−１で減圧乾燥した。
（３）８０℃のホットプレート（以下、「ＨＰ」という）にて３分プリベークした。
（４）露光量６０ｍＪ、ＧＡＰ２００μｍでストライプ型のマスクを用いて露光した。
（５）現像装置を用いて現像時間８０秒で現像した。
（６）２３０℃で２５分、ポストベークした。
（７）作成した測定基板の膜厚を測定した。
（８）赤色用および緑色用の下層膜厚は１．８±０．１μｍ、青色用は４．７±０．１μｍであった。
２．着色層用樹脂組成物の塗布
次に、以下の手順で着色層用樹脂組成物（着色層用レジスト）の塗布を行った。
（１）１０×１０ｃｍ２のガラス板に約１．５ｍｌの着色層用レジストを滴下した。
（２）スピンコーターを用いて塗布後、ＶＣＤを用いて２．２×１０−１減圧乾燥した。
（３）８０℃のＨＰにて３分プリベークした。
（４）露光量４０ｍＪで測定基板にベタ露光した（パターンなし）。
（５）現像装置を用いて現像時間４０秒で現像した。
（６）２３０℃で２５分、ポストベークした。
３．積層率の測定
図４に、上記２で作製した着色層用樹脂組成物塗布後（ポストベーク後）の基板の模式断面図を示す。図４に示される、下層膜厚２１０、積層後の膜厚２２０、および着色膜厚２３０をそれぞれ測定し、下記式（１）を用いて、積層率を算出した。
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００
（式中、ｈ１は積層後の膜厚２２０、ｈ２は下層膜厚２１０、ｈ３は着色膜厚２３０である）
【００４９】
接触角の測定
下層（膜）に対する着色層用樹脂組成物の接触角を以下の手順に従って測定した。
１．測定基板の作製
まず、以下の手順で基板上に下層（膜）が形成された測定基板を作製した。
（１）対応する下層用レジストを１０×１０ｃｍ２のガラス板に約１．５ｍｌ滴下した（遮光部→赤色→緑色→青色の順番で着色層を形成するため、遮光部層用樹脂組成物もしくは前工程の色の着色層用樹脂組成物が下層用レジストとなる）。
（２）スピンコーターを用いて塗布後、ＶＣＤを用いて２．２×１０−１減圧乾燥した。
（３）８０℃のＨＰにて３分プリベークした。
（４）露光量４０ｍＪで測定基板にベタ露光した（パターンなし）。
（５）現像装置を用いて現像時間４０秒で現像した。
（６）２３０℃で２５分、ポストベークした。
２．接触角の測定
作成した測定基板に洗浄用ＵＶを照射した後、マイクロシリンジから着色層用樹脂組成物の液滴を滴下して３０秒後に、接触角測定器（ＣＡ−Ｚ型、協和海面化学（株）製）を用いて、接触角を測定した。
【００５０】
上記の接触角および積層率の測定結果を表２に示す。また、接触角と積層率との関係を表すグラフを図５に示す。着色層用樹脂組成物に含まれる各種成分や固形分比率を変更したところ、接触角が４．０度以上であれば、積層率が増大することがわかった。
【００５１】
接触角とポリマー比率（ポリマーとモノマーの合計に対するポリマーの比率）との関係を示すグラフを表３および図６に示す。ポリマー比率が３０％以上、特に５０％以上であれば、接触角をより増大することができた。
【表３】
【００５２】
接触角とポリマーの重量平均分子量との関係を示すグラフを表４および図７に示す。ポリマーの重量平均分子量を増大させるほど、接触角をより増大することができた。
【表４】
【００５３】
接触角とモノマーの官能基数との関係を示すグラフを表５および図８に示す。モノマーの官能基数を増やすと、接触角をより増大することができた。
【表５】
【符号の説明】
【００５４】
１０ カラーフィルタ
２０ 基材
３０ 遮光部
４０ 着色層
４１ 赤色着色層
４２ 緑色着色層
４３ 青色着色層
５０ スペーサ（積層柱）
６０ スペーサの高さ
１１０ 着色層用樹脂組成物
１２０ 接触角
１３０ 下層
２１０ 下層膜厚
２２０ 積層後の膜厚
２３０ 着色膜厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材と、前記基材上に、着色層と、遮光部と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層用樹脂組成物に関する。また、本発明は、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フラットディスプレイとして、カラー液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置においては、カラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基材とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層としている。この互いに向かい合うＴＦＴ基材とカラーフィルタとの間隔を維持するために、これらの間にスペーサを設け、これにより両者間の液晶層の厚みを面内均一に保持している。
【０００３】
特に、横電界駆動（ＩＰＳ）方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタおいては、カラーフィルタの基材上に遮光部を設け、遮光部上にスペーサをさらに設けることにより、カラーフィルタを製造することが行われてきた（例えば、特許文献１参照）。このスペーサにより、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基材とカラーフィルタ１００との間隔を保持するようになっている。
【０００４】
特に、スペーサを設ける方法については、種々の方法が検討されてきた。例えば、固形粒子を実質的に含有しないインクからなる液滴をインクジェット法により基板上に印刷して、スペーサを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法では、フォトリソグラフィー法により基板上に着色層を形成させた後に、追加の工程が必要となる。したがって、製造工程の増加や製造設備の設置等のためコストが増大する。
【０００５】
また、フォトリソグラフィー法により基板上に着色層を形成するのと同時に、着色層が積層してなるスペーサ（積層柱）を形成する方法も提案されているが（例えば、特許文献１参照）、十分な高さの積層柱を得ることが困難であった。
【０００６】
したがって、今尚、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる、着色層用樹脂組成物の開発が切望されている。また、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法を開発することも切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１７７１０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、上記の背景技術を検討した結果、積層柱の各層を形成する着色層用レジストの塗布量を増やすことで、各層の厚みを増やして、十分な高さの積層柱からなるスペーサを形成できることを知見した。しかし、この方法では着色層用レジストの使用量が増加することから、コストの増大につながるという問題点も知見した。そのため、着色層用レジストの塗布量を増やさずに着色層の厚膜化を図ることが、コスト低減のために要求される。
【０００９】
本発明は上記の背景技術および新たに知見した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる、着色層用樹脂組成物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、該着色層用樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、積層柱を形成する工程において、下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を特定の範囲内に調節することにより、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の一態様によれば、
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層用樹脂組成物であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
前記積層柱を形成する前記着色層用樹脂組成物が、以下の条件：
（Ｉ）前記遮光部上に第１の層を形成する第１の着色層用樹脂組成物が、前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有することと、
（ＩＩ）第１の層上に第２の層を形成する第２の着色層用樹脂組成物が、第１の層に対して４．０度以上の接触角を有することと
を満たす、着色層用樹脂組成物が提供される。
【００１２】
また、本発明の別の態様によれば、
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる、液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
（ａ）前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有する第１の着色層用樹脂組成物を用いて、前記遮光部上に第１の層を形成する工程と、
（ｂ）第１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第２の着色層用樹脂組成物を用いて、第１の層上に第２の層を形成する工程と
を含んでなる、カラーフィルタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の着色層用樹脂組成物を用いることで、着色層を形成するのと同時に積層柱を形成しながら、十分な高さの積層柱からなるスペーサを得ることができる。さらに、着色層用レジストの使用量を抑えることで、コストを低減することができる。また、本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、十分な高さの積層柱からなるスペーサを有してなるカラーフィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の着色層用樹脂組成物を用いて形成された液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す模式断面図である。
【図２】下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を示す図である。
【図３】積層率測定用基材の作製方法を示す図である。
【図４】積層率測定用基材の模式断面図である。
【図５】接触角と積層率との関係を示す図である。
【図６】ポリマー比率（ポリマーとモノマーの合計に対するポリマーの比率）と接触角との関係を示す図である。
【図７】ポリマーの重量平均分子量と接触角との関係を示す図である。
【図８】モノマーの官能基数と接触角との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
カラーフィルタ
本発明において、カラーフィルタは、基材と、基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなるものである。具体的に、本発明によるカラーフィルタの一例の模式断面図を図１に示す。図１に示されるカラーフィルタ１０は、基材２０上に、開口部を有する遮光部３０と、開口部に各色の着色層４０（赤色着色層４１、緑色着色層４２、および青色着色層４３）と、遮光部３０上にスペーサ５０とを有してなる。スペーサ５０は、遮光部３０上に各色の着色層４０（赤色着色層４１、緑色着色層４２、および青色着色層４３）が積層されてなる３層の積層柱からなるものである。以下、各構成について説明する。
【００１６】
基材
本発明の好ましい態様によれば、基材は光出射側にあるため、光透過性の高い透明基材が用いられる。例えば、ガラス、石英、または各種の樹脂等の光透過性の高い材料からなる透明基材が挙げられる。また、通常、基材の厚さは、０．１〜１０．０ｍｍである。
【００１７】
遮光部
本発明の好ましい態様によれば、遮光部は、基材上に形成され、開口部を備えるものである。遮光部としては、同一の形状を有する開口部が等間隔でパターン状に形成されたものが用いられる。遮光部のパターン形状は特に限定されず、例えば、ストライプ状やマトリクス形状等が挙げられる。遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、黒色の着色材料を含む黒色分散液と感光性樹脂組成物とを用いたフォトリソグラフィー法により形成するのがよい。
【００１８】
着色層
本発明の好ましい態様によれば、着色層は、基材上の遮光部の開口部に形成されるものであり、例えば、赤、緑、および青の３色の着色パターンを含むものであるのがよい。着色パターンは、赤、緑、青、および黄の４色や、赤、緑、青、黄、シアンの５色等にしてもよい。また、各色の着色層は、各色の着色材料を含有する着色層用樹脂組成物を用いて形成することができる。着色層は、通常、１μｍ〜５μｍの厚さで形成される。着色層の形成方法としては、着色層をパターニングすることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法であれば、着色層が積層された積層柱を、精度良く所望の位置に形成できることから好ましい。
【００１９】
着色層用樹脂組成物
本発明の好ましい態様によれば、着色層用樹脂組成物は、着色材料と、ポリマーと、モノマーとを含むものであり、さらに必要に応じて、重合開始剤、分散剤、および溶剤等を含むものである。
【００２０】
本発明の着色層用樹脂組成物は、下記で詳述する積層柱を形成する工程における下層に対して、４．０度以上、好ましくは４．５度以上２０度以下、より好ましくは５．０度以上１８度以下の接触角を有するものである。一例として、積層柱を形成する工程での、下層１３０に対する着色層用樹脂組成物１１０の接触角１２０の測定図を図２に示す。なお、ｎ層（ｎは３以上の整数）の積層柱を形成する場合、下層とは、第１層を形成する工程では、遮光部を指し、第２層〜第ｎ層を形成する工程では、それぞれ第１〜第ｎ−１層を指す。より詳細には、着色層用樹脂組成物は、以下の条件：
（Ｉ）遮光部上に第１の層を形成する第１の着色層用樹脂組成物が、遮光部に対して４．０度以上の接触角を有することと、
（ＩＩ）第１の層上に第２の層を形成する第２の着色層用樹脂組成物が、第１の層に対して４．０度以上の接触角を有すること
を満たすものである。好ましい態様によれば、積層柱がｎ層である場合、以下の条件
（ＩＩＩ）第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する第ｎの着色層用樹脂組成物が、第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有すること
をさらに満たし、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てが（ＩＩＩ）の条件を満たすことが好ましい。着色層用樹脂組成物が、下層に対して、上記範囲程度の接触角を有することで、積層柱の各層の積層率を向上させることができる。
【００２１】
本発明において、ｎ層の積層柱を形成するのに用いられる着色層用樹脂組成物には、第１〜第ｎの着色層用樹脂組成物が含まれる。第１〜第ｎの着色層用樹脂組成物の組成は、全て異なる組成でもよいし同一の組成が含まれていてもよく、少なくとも２色以上の積層柱を形成できるものであればよい。例えば、基材上の遮光部の開口部に形成される上記の着色層が、赤、緑、および青の３色の着色パターンからなる場合、着色層用樹脂組成物は、第１の着色層用樹脂組成物として赤色着色層用樹脂組成物を、第２の着色層用樹脂組成物として緑色着色層用樹脂組成物を、第３の着色層用樹脂組成物として青色着色層用樹脂組成物を、用いるのがよい。
【００２２】
本発明において、積層率は、下層上に積層された層の膜厚の、着色層用樹脂組成物の着色膜厚に対する比である。一例として、図４に示されるように、積層率ｈｅは、下記式（１）
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００（％）
（式中、ｈ１は積層後の膜厚２２０、ｈ２は下層膜厚２１０、ｈ３は着色膜厚２３０である）
により求めることができる。本発明の好ましい態様によれば、積層率ｈｅは、好ましくは３０％以上であり、より好ましくは３５％以上９５％以下である。積層率が上記範囲程度でれば、積層柱からなるスペーサの高さを十分に得ることができる。なお、着色膜厚とは、着色樹脂組成物を塗布し、２３０℃で２５分ポストベークした後の膜厚を指す。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、着色層用樹脂に含まれるポリマーとモノマーの比（Ｐ：Ｍ）は、好ましくはＰ：Ｍ＝３０：７０〜８０：２０であり、より好ましくは５０：５０〜８０：２０であり、さらに好ましくは５５：４５〜８０：２０である。ポリマーとモノマーの比が上記範囲程度であれば、着色層用樹脂組成物の、下層に対する接触角を増大することができる。
【００２４】
着色材料
本発明に用いられる着色材料としては、公知の着色材料を用いることができる。例えば、赤色の着色材料としては、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクドリン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、およびイソインドリン系顔料等が挙げられる。緑色の着色材料としては、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、イソインドリン系顔料、およびイソインドリノン系顔料等が挙げられる。青色の着色材料としては、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、およびジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの着色材料は、単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
本発明においては、上記の着色材料を溶剤に分散させた分散液の状態で用いるのがよい。着色材料の分散方法は、特に限定されず、公知の分散機を用いて分散させることができる。分散処理を行うための分散機としては、２本ロール、３本ロール等のロールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントコンディショナー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミルが挙げられる。分散処理において用いるビーズの径は、好ましくは０．０３〜２．００ｍｍであり、より好ましくは０．１０〜１．００ｍｍである。
【００２６】
本発明においては、顔料を分散させる際に、ジルコニアビーズ等を適宜加え、ペイントシェーカー（浅田鉄鋼社製）等を用いて、数時間分散を行うことが好ましい。例えば、ビーズ径が比較的大きめな２ｍｍジルコニアビーズで１時間分散後、さらにビーズ径が比較的小さめな０．１ｍｍジルコニアビーズで２時間分散することが挙げられる。また、分散後、５．０μｍのメンブランフィルタで濾過することが好ましい。これにより、着色材料の分散性をより向上することができ、透過率をより向上させることができる。
【００２７】
ポリマー
本発明の好ましい態様によれば、ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは４０００以上１０００００以下であり、より好ましくは５０００以上５００００以下である。ポリマーの重量平均分子量が上記範囲程度であれば、下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を増大することができる。
【００２８】
上記のポリマーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、ならびにこれらの酸無水物等の一種以上とからなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。これらのポリマーを単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。２種以上を混合して用いる場合には、２種以上のポリマーの重量平均分子量の平均値が上記範囲内であればよい。本発明においては、市販のポリマーを用いることもでき、例えば、エピコート１８０Ｓ７０（油化シェルエポキシ（株）製）、アロニックスＭ−５６００（東亞合成（株）製）、アロニックスＭ−６２００（東亞合成（株）製）、アロニックスＭ−７１００（東亞合成（株）製）、およびアロニックスＭ−９０５０（東亞合成（株）製）が好ましい。
【００２９】
モノマー
本発明の好ましい態様によれば、モノマーの重量平均分子量は、好ましくは３００以上１０００以下であり、より好ましくは４００以上９００以下である。また、モノマーの官能基数は、平均で、好ましくは４官能以上、より好ましくは５官能以上のものを用いるのがよい。モノマーの重量平均分子量および／または官能基数が上記範囲程度であれば、下層に対する着色層用樹脂組成物の接触角を増大することができる。
【００３０】
上記のモノマーとしては、例えば、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、ならびにメタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。これらのモノマーを単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。２種以上を混合して用いる場合には、２種以上のモノマーの重量平均分子量や官能基数の平均値が上記範囲内であればよい。本発明においては、市販のモノマーを用いることもでき、例えば、ＳＲ３９９（サートマー（株）製）、アロニックスＭ−４００（東亞合成（株）製）、およびアロニックスＭ−４５０（東亞合成（株）製）が好ましい。
【００３１】
重合開始剤
上記の重合開始剤としては、熱重合開始剤および光重合開始剤等を用いることができ、例えば、ベンジル（ビベンゾイルとも言う）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、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−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−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−ヒドロキシ−２−メチル−１フェニルプロパン−１−オン、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、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、および１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、イルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア９０７（いずれも、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（株）製）、ダロキュアー（メルク（株）製）、アデカ１７１７（旭電化工業（株）製）等のケトン系化合物、および２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’−テトラフェニル−１，２’ビイミダゾール（黒金化成（株）製）等のビイミダゾール系化合物が好ましい。
【００３２】
分散剤
上記の分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できるが、これらの中でも高分子界面活性剤（高分子分散剤）を用いることが好ましい。高分子界面活性剤としては、例えば、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ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、および３級アミン変性ポリウレタン類などが挙げられる。本発明においては、市販の分散剤を用いることもでき、例えば、ソルスパース３０００、５０００、９０００、１２０００、１３２４０、１３９４０、１７０００、２００００、２４０００、２６０００、および２８０００等の各種ソルスパース分散剤（ゼネカ（株）製）、ならびにＤｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１（ビックケミー・ジャパン（株）製）が好ましい。
【００３３】
溶剤
上記の溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、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、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、および３−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。本発明においては、市販の溶剤を用いることもでき、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ダイセル化学工業（株）製）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ダイセル化学工業（株）製）、および３−メトキシブチルアセテート（ダイセル化学工業（株）製）が好ましい。
【００３４】
スペーサ
本発明の好ましい態様によれば、スペーサは、基材上の遮光部の開口部以外の上に形成されてなるものである。スペーサは、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱からなるものである。また、スペーサは、積層柱上に保護層等をさらに積層してなるものであってもよい。なお、本発明において、「スペーサの高さ」とは、スペーサの周辺部（各色の着色層および／または遮光部の表面）から垂直方向に、積層柱の頂上までの距離（厚み）である。例えば、図１のように、スペーサの周辺部の遮光部３０から垂直方向に、スペーサの頂上部までの距離６０である。本発明においては、スペーサの高さは、２．５〜４．２μｍが好ましく、２．８〜３．８μｍがより好ましい。スペーサの高さが上記範囲程度であれば、十分なセルギャップを得ることができるからである。
【００３５】
積層柱
本発明において、積層柱は、２色以上、好ましくは２色〜５色の着色層が積層されてなるものである。基材上に形成する着色パターンが、赤、緑、および青の３色の場合、積層柱は、赤、緑、および青の３色の着色層が積層されてなることが好ましい。これは、基材上の開口部に形成された着色パターンと、遮光部上に積層された着色層（積層柱）とが同一色であれば、積層柱を形成するために追加の着色層用樹脂組成物を用いる必要がなく、コストを削減できるからである。
【００３６】
本発明の好ましい態様によれば、積層柱は、２層以上、好ましくはｎ層（ｎは３以上の整数であり、好ましくは３〜５である）の着色層からなるものである。また、ｎ層の着色層からなる場合、２色以上の着色層が積層されていれば、積層柱中に同一色の着色層が２層以上存在してもよい。本発明においては、基材上の開口部に形成された着色パターン数に応じて、積層柱の積層数を設定するのがよい。上記範囲程度の積層数であれば、十分な高さを得ることができる。なお、遮光部上に設ける積層柱の積層数は全て同一であっても、異なる積層数であってもよい。
【００３７】
本発明においては、上記の着色層用樹脂組成物を用いて、複数の着色層からなる積層柱を形成することで、各着色層のそれぞれを、上記の積層率で積層することができる。上記のとおり、積層率を好ましくは３０％以上、より好ましくは３５％以上９５％以下とすることで、各着色層のそれぞれを所望の厚さに調節することができる。積層柱を構成する各着色層を上記の積層率で積層することで、着色層用レジストの塗布量を増やさずに該着色層を厚膜化することができる。
【００３８】
本発明において、積層柱を構成する着色層の平面形状は、積層柱を安定して形成できる形状であれば特に限定されず、例えば、円形、楕円形、および多角形等が挙げられる。また、積層柱を構成する着色層の平面の面積は、最下層の着色層が最も広く、最上層までに順に狭くなるように形成することが好ましい。積層柱を安定して形成することができるからである。
【００３９】
カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法は、遮光部上に２色以上の着色層が積層されてなる積層柱を形成する工程として、
（ａ）前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有する第1の着色層用樹脂組成物を用いて、前記遮光部上に第１の層を形成する工程と、
（ｂ）第１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第２の着色層用樹脂組成物を用いて、第１の層上に第２の層を形成する工程と
を含むものである。好ましい態様によれば、ｎ層の積層柱を形成する場合、
（ｃ）第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第ｎの着色層用樹脂組成物を用いて、第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する工程
をさらに含み、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てで、（ｃ）工程を繰り返すことが好ましい。このような工程を経ることで、積層柱の各層の積層率を向上させ、積層柱からなるスペーサの高さを十分に得ることができる。
【００４０】
本発明の好ましい態様によれば、感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法により、基材上の開口部に着色パターン（着色層）を形成する工程と同時に、遮光部上に積層柱からなるスペーサを形成する工程を行うのがよい。積層柱を形成するための追加の工程を必要とせず、製造工程の短縮化・製造設備の簡略化により製造コストを抑制できるからである。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例の内容に限定して解釈されるものではない。
【００４２】
感光性樹脂組成物の調製
まず、重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、攪拌し溶解させた後、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、８５℃で２時間攪拌し、さらに１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、さらにメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、およびハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間攪拌し、共重合樹脂溶液（固形分４５％）を得た。次に下記の材料を室温で攪拌、混合して感光性樹脂組成物とした。
感光性樹脂組成物の組成
・上記共重合樹脂溶液（ポリマー、重量平均分子量：８０００、固形分４５％）：
１２重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（モノマー、官能基数５、ＳＲ３９９、サートマー（株）製）： １４重量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート（モノマー、官能基数３、サートマー（株）製）： １４重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（重量平均分子量：５００〜８００、エピコート１８０Ｓ７０、油化シェルエポキシ（株）製）： ４重量部
・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン（重合開始剤、イルガキュア９０７、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（株）製）：
４重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ４１重量部
・３−メトキシブチルアセテート： １７重量部
【００４３】
着色層用樹脂組成物の調製
次に、上記の感光性樹脂組成物を用いて、下記組成の各色の着色層用樹脂組成物を調製した。
赤色着色層用樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７（Ｃｈｒｏｍｏｆｉｎｅ Ｒｅｄ ６６０５、大日精化（株）製）： １０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤： ３重量部
・感光性樹脂組成物： ５重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ５７重量部
・３−メトキシブチルアセテート： ２５重量部
緑色着色層用樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ Ｇｒｅｅｎ Ｄ９３６０、ＢＡＳＦ（株）製）： １０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤： ３重量部
・感光性樹脂組成物： ５重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ５７重量部
・３−メトキシブチルアセテート： ２５重量部
青色着色層用樹脂組成物の組成
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６（Ｆａｓｔｏｇｅｎ Ｂｌｕｅ ＥＰ−7、ＤＩＣ（株）製）： １０重量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤： ３重量部
・感光性樹脂組成物： ５重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート： ５７重量部
・３−メトキシブチルアセテート： ２５重量部
【００４４】
以上により、下記の測定に用いる基準の着色層用レジスト（基準レジスト）を得た。基準レジストのパラメータを表１に示す。
【表１】
【００４５】
次に、上記の基準レジストの組成を表２に記載のとおりに変更して、サンプルＮｏ．１〜４１を得た。
【表２】
なお、表中の略称は以下を示すものである。
・ＴＭＰＴＡ：トリメチロールプロパントリアクリレート
・ＤＰＰＡ：ジペンタエリスリトールペンタアクリレート
・ＤＰＨＡ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
・ＣＨＭ：マルカリンカーＣＨＭ
・ＴＨＰＩ−Ａ：３，４，５，６−テトラヒドロフサロイミド-エチルアクリレート
・ＰＥＴＩＡ：ペンタエリスリトールトリアクリレート
・ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ＭＢＡ：３−メトキシブチルアセテート
・ＭＭＢＡ：３−メチル−３−メトキシブチルアセテート
・Ｉｒｇ：イルガキュア
【００４６】
また、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調整した。
黒色顔料分散液の組成
・黒色顔料： ２３重量部
・高分子分散材（ビックケミー・ジャパン（株） Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１）：
２重量部
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル）： ７５重量部
【００４７】
次に、下記分量の成分を十分混合して、遮光部用樹脂組成物を得た。
遮光部用樹脂組成物の組成
・上記黒色顔料分散液： ６０重量部
・感光性樹脂組成物： ２０重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル： ３０重量部
【００４８】
積層率の測定
積層率を以下の手順に従って測定した。なお、下記の手順の概略図を図３に示す。
１．測定基板の作製
まず、以下の手順で測定基板を作製した。
（１）１０×１０ｃｍ２のガラス板に約１．５ｍｌの下層用レジストを滴下した（なお、下層用レジストとは、赤色用および緑色用の測定には遮光部用樹脂組成物を用い、青色用の測定には着色層用樹脂組成物を用いた）。
（２）スピンコーターを用いて塗布後、減圧乾燥装置（以下、「ＶＣＤ」という）を用いて２．２×１０−１で減圧乾燥した。
（３）８０℃のホットプレート（以下、「ＨＰ」という）にて３分プリベークした。
（４）露光量６０ｍＪ、ＧＡＰ２００μｍでストライプ型のマスクを用いて露光した。
（５）現像装置を用いて現像時間８０秒で現像した。
（６）２３０℃で２５分、ポストベークした。
（７）作成した測定基板の膜厚を測定した。
（８）赤色用および緑色用の下層膜厚は１．８±０．１μｍ、青色用は４．７±０．１μｍであった。
２．着色層用樹脂組成物の塗布
次に、以下の手順で着色層用樹脂組成物（着色層用レジスト）の塗布を行った。
（１）１０×１０ｃｍ２のガラス板に約１．５ｍｌの着色層用レジストを滴下した。
（２）スピンコーターを用いて塗布後、ＶＣＤを用いて２．２×１０−１減圧乾燥した。
（３）８０℃のＨＰにて３分プリベークした。
（４）露光量４０ｍＪで測定基板にベタ露光した（パターンなし）。
（５）現像装置を用いて現像時間４０秒で現像した。
（６）２３０℃で２５分、ポストベークした。
３．積層率の測定
図４に、上記２で作製した着色層用樹脂組成物塗布後（ポストベーク後）の基板の模式断面図を示す。図４に示される、下層膜厚２１０、積層後の膜厚２２０、および着色膜厚２３０をそれぞれ測定し、下記式（１）を用いて、積層率を算出した。
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００
（式中、ｈ１は積層後の膜厚２２０、ｈ２は下層膜厚２１０、ｈ３は着色膜厚２３０である）
【００４９】
接触角の測定
下層（膜）に対する着色層用樹脂組成物の接触角を以下の手順に従って測定した。
１．測定基板の作製
まず、以下の手順で基板上に下層（膜）が形成された測定基板を作製した。
（１）対応する下層用レジストを１０×１０ｃｍ２のガラス板に約１．５ｍｌ滴下した（遮光部→赤色→緑色→青色の順番で着色層を形成するため、遮光部層用樹脂組成物もしくは前工程の色の着色層用樹脂組成物が下層用レジストとなる）。
（２）スピンコーターを用いて塗布後、ＶＣＤを用いて２．２×１０−１減圧乾燥した。
（３）８０℃のＨＰにて３分プリベークした。
（４）露光量４０ｍＪで測定基板にベタ露光した（パターンなし）。
（５）現像装置を用いて現像時間４０秒で現像した。
（６）２３０℃で２５分、ポストベークした。
２．接触角の測定
作成した測定基板に洗浄用ＵＶを照射した後、マイクロシリンジから着色層用樹脂組成物の液滴を滴下して３０秒後に、接触角測定器（ＣＡ−Ｚ型、協和海面化学（株）製）を用いて、接触角を測定した。
【００５０】
上記の接触角および積層率の測定結果を表２に示す。また、接触角と積層率との関係を表すグラフを図５に示す。着色層用樹脂組成物に含まれる各種成分や固形分比率を変更したところ、接触角が４．０度以上であれば、積層率が増大することがわかった。
【００５１】
接触角とポリマー比率（ポリマーとモノマーの合計に対するポリマーの比率）との関係を示すグラフを表３および図６に示す。ポリマー比率が３０％以上、特に５０％以上であれば、接触角をより増大することができた。
【表３】
【００５２】
接触角とポリマーの重量平均分子量との関係を示すグラフを表４および図７に示す。ポリマーの重量平均分子量を増大させるほど、接触角をより増大することができた。
【表４】
【００５３】
接触角とモノマーの官能基数との関係を示すグラフを表５および図８に示す。モノマーの官能基数を増やすと、接触角をより増大することができた。
【表５】
【符号の説明】
【００５４】
１０ カラーフィルタ
２０ 基材
３０ 遮光部
４０ 着色層
４１ 赤色着色層
４２ 緑色着色層
４３ 青色着色層
５０ スペーサ（積層柱）
６０ スペーサの高さ
１１０ 着色層用樹脂組成物
１２０ 接触角
１３０ 下層
２１０ 下層膜厚
２２０ 積層後の膜厚
２３０ 着色膜厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層用樹脂組成物であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
前記積層柱を形成する前記着色層用樹脂組成物が、以下の条件：
（Ｉ）前記遮光部上に第１の層を形成する第１の着色層用樹脂組成物が、前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有することと、
（ＩＩ）第１の層上に第２の層を形成する第２の着色層用樹脂組成物が、第１の層に対して４．０度以上の接触角を有することと
を満たす、着色層用樹脂組成物。
【請求項２】
前記スペーサがｎ層（ｎは３以上の整数）の積層柱からなり、前記着色層用樹脂組成物が、以下の条件：
（ＩＩＩ）第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する第ｎの着色層用樹脂組成物が、第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有すること
をさらに満たし、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てが（ＩＩＩ）の条件を満たす、請求項１に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項３】
前記着色層用樹脂組成物が、着色材料、ポリマー、およびモノマーを含み、
前記ポリマーとモノマーの比（Ｐ：Ｍ）が、Ｐ：Ｍ＝３０：７０〜８０：２０である、請求項１または２に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項４】
前記ポリマーの重量平均分子量が、４０００以上１０００００以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項５】
前記モノマーの平均の官能基数が、４以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項６】
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
前記積層柱を構成する各着色層が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の着色層用樹脂組成物を用いて形成された、カラーフィルタ。
【請求項７】
前記積層柱を構成する各着色層のそれぞれが、下記式（１）
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００（％）
（式中、ｈ１は積層後の膜厚、ｈ２は下層膜厚、ｈ３は着色膜厚である）
により求められる積層率３０％以上で積層された、請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる、液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
（ａ）前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有する第1の着色層用樹脂組成物を用いて、前記遮光部上に第１の層を形成する工程と、
（ｂ）第１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第２の着色層用樹脂組成物を用いて、第１の層上に第２の層を形成する工程と
を含んでなる、カラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記スペーサがｎ層（ｎは３以上の整数）の積層柱からなり、前記方法が、
（ｃ）第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第ｎの着色層用樹脂組成物を用いて、第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する工程
をさらに含んでなり、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てで、（ｃ）工程を繰り返す、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記着色層用樹脂組成物が、着色材料、ポリマー、およびモノマーを含み、
前記ポリマーとモノマーの比（Ｐ：Ｍ）が、Ｐ：Ｍ＝３０：７０〜８０：２０である、請求項８または９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記ポリマーの重量平均分子量が、４０００以上１０００００以下である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記モノマーの平均の官能基数が、４以上である、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記積層柱を構成する各着色層のそれぞれが、下記式（１）
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００（％）
（式中、ｈ１は積層後の膜厚、ｈ２は下層膜厚、ｈ３は着色膜厚である）
により求められる積層率３０％以上で積層された、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、カラーフィルタ。
【請求項１】
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる着色層用樹脂組成物であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
前記積層柱を形成する前記着色層用樹脂組成物が、以下の条件：
（Ｉ）前記遮光部上に第１の層を形成する第１の着色層用樹脂組成物が、前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有することと、
（ＩＩ）第１の層上に第２の層を形成する第２の着色層用樹脂組成物が、第１の層に対して４．０度以上の接触角を有することと
を満たす、着色層用樹脂組成物。
【請求項２】
前記スペーサがｎ層（ｎは３以上の整数）の積層柱からなり、前記着色層用樹脂組成物が、以下の条件：
（ＩＩＩ）第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する第ｎの着色層用樹脂組成物が、第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有すること
をさらに満たし、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てが（ＩＩＩ）の条件を満たす、請求項１に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項３】
前記着色層用樹脂組成物が、着色材料、ポリマー、およびモノマーを含み、
前記ポリマーとモノマーの比（Ｐ：Ｍ）が、Ｐ：Ｍ＝３０：７０〜８０：２０である、請求項１または２に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項４】
前記ポリマーの重量平均分子量が、４０００以上１０００００以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項５】
前記モノマーの平均の官能基数が、４以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色層用樹脂組成物。
【請求項６】
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
前記積層柱を構成する各着色層が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の着色層用樹脂組成物を用いて形成された、カラーフィルタ。
【請求項７】
前記積層柱を構成する各着色層のそれぞれが、下記式（１）
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００（％）
（式中、ｈ１は積層後の膜厚、ｈ２は下層膜厚、ｈ３は着色膜厚である）
により求められる積層率３０％以上で積層された、請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
基材と、前記基材上に、遮光部と、着色層と、スペーサとを有してなる、液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
前記スペーサが、前記遮光部上に、２色以上の着色層が積層されてなる積層柱であり、
（ａ）前記遮光部に対して４．０度以上の接触角を有する第1の着色層用樹脂組成物を用いて、前記遮光部上に第１の層を形成する工程と、
（ｂ）第１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第２の着色層用樹脂組成物を用いて、第１の層上に第２の層を形成する工程と
を含んでなる、カラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記スペーサがｎ層（ｎは３以上の整数）の積層柱からなり、前記方法が、
（ｃ）第ｎ−１の層に対して４．０度以上の接触角を有する第ｎの着色層用樹脂組成物を用いて、第ｎ−１の層上に第ｎの層を形成する工程
をさらに含んでなり、ただし、ｎが４以上の場合、第３〜第ｎの着色層用樹脂組成物の全てで、（ｃ）工程を繰り返す、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記着色層用樹脂組成物が、着色材料、ポリマー、およびモノマーを含み、
前記ポリマーとモノマーの比（Ｐ：Ｍ）が、Ｐ：Ｍ＝３０：７０〜８０：２０である、請求項８または９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記ポリマーの重量平均分子量が、４０００以上１０００００以下である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記モノマーの平均の官能基数が、４以上である、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記積層柱を構成する各着色層のそれぞれが、下記式（１）
式１
ｈｅ＝（ｈ１−ｈ２）／ｈ３×１００（％）
（式中、ｈ１は積層後の膜厚、ｈ２は下層膜厚、ｈ３は着色膜厚である）
により求められる積層率３０％以上で積層された、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、カラーフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６８５１２（Ｐ２０１２−６８５１２Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１４２１３（Ｐ２０１０−２１４２１３）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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