(57)【要約】【課題】本発明は、残像の少ない液晶表示装置とすることが可能であり、着色層の材料選択性に優れるカラーフィルタを提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、基板と、上記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された着色層と、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、を有し、上記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、上記オーバーコート層の残留直流電圧特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とするカラーフィルタを提供することにより、上記目的を達成するものである。【選択図】図１
2010243658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、
前記開口部に形成された着色層と、
前記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、
を有し、
前記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、前記オーバーコート層の残留直流電圧特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記オーバーコート層が、下記一般式（１）および（２）で表されるオーバーコート層用モノマーの少なくともいずれか一方を含むオーバーコート層材料からなるもの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。
【化１】
2010243658.tif 000008
（式（１）〜（２）中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立にＣｎＨ２ｎ＋１の炭化水素基を示し、ｎは１以上の整数を示す。Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ３は、それぞれ独立に、ＣＨ３−、Ｒ４−ＣＨ２−、Ｒ４−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｐ−ＣＨ２−、Ｒ４−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｑ−ＣＨ２−を示し、Ｒ４は(メタ)アクリレート基であり、Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１以上およびＹ１〜Ｙ３の少なくとも１以上が(メタ)アクリレート基を含有する構造であり、ｐおよびｑは、それぞれ独立に、１〜３の整数である。）
【請求項３】
前記着色層の残留直流電圧特性が１．５Ｖ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
カラーフィルタと、対向基板と、前記カラーフィルタおよび対向基板の間に封入された液晶材料からなる液晶層と、を有する液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタが、
基板と、
前記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、
前記開口部に形成された着色層と、
前記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、
を有し、
前記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、前記オーバーコート層の残留直流電圧特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残像の生じない液晶表示装置とすることが可能であり、着色層の材料選択性に優れるカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、カラーフィルタを含むカラーフィルタ側基板と液晶駆動側基板（対向基板）とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してバックライトからの光量を選択的に変化させることによって表示を行う。
【０００３】
ここで、液晶配列を電気的に制御する方法としては、液晶層を挟持する基板に設けられた電極（ねじれネマティック方式（ＴＮ方式）、垂直配向方式（ＶＡ方式）等）や、基板に平行な方向に電界を印加するように上記対向基板上に設けられた電極（横電界液晶駆動方式（ＩＰＳ方式））により電界を印加することにより、液晶分子の配向を制御することにより行われる。
ところが、電界が印加されることにより、カラーフィルタに分極が生じ、電界の印加終了後も分極した状態が維持されることにより残留直流電圧（以下、残留ＤＣとする。）が生じる、すなわち、残留ＤＣが所定の値以上の場合は、液晶分子の配向が影響を受け、画面の焼き付け（以下、残像とする場合がある。）を生じるという問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、着色層の残留ＤＣを低くする試みがされている（特許文献１）。着色層に含まれる顔料等として用いられる材料は、一般的に、分極が生じやすく、さらに残留ＤＣが高い材料、すなわち電界印加終了後も分極状態が維持されやすい特性を持つものであるため、残像の大きな要因となる。これに対して、特許文献１では、着色層を構成する材料として残留ＤＣ特性の低い材料を用いることにより、残像の抑制を図っている。
しかしながら、残留ＤＣ特性の低い材料を用いて着色層を形成した場合には、残留ＤＣを大幅に下げることが難しく、材料選択の幅も非常に狭くなるといった問題があった。
【０００５】
なお、本発明においては、材料が有する電界印加終了後の直流電圧の残存特性を残留ＤＣ特性とし、実際に電界印加終了後に残存する直流電圧により生じる直流電圧値を残留ＤＣとすることとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５５５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、残像の生じない液晶表示装置とすることが可能であり、電界への影響が小さく、着色層の材料選択性に優れるカラーフィルタを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、液晶表示装置において液晶層に電界が印加された場合、カラーフィルタの液晶層に近い部材ほど電界の影響を強く受けること、すなわち、着色層やブラックマトリクスを覆うように形成されるオーバーコート層を有するカラーフィルタでは、オーバーコート層が電界の影響を強く受けることから強く分極し電荷の偏りの主たる発生源となること、そして、上記オーバーコート層を所定の電気特性を有するものとすることにより、電界印加によりカラーフィルタ表面近傍に電界が生じた場合であっても着色層に分極が生じ難く、残留直流電圧を小さいものとすることがでることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。
【０００９】
すなわち、本発明は、基板と、上記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された着色層と、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、を有し、上記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、上記オーバーコート層の残留ＤＣ特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【００１０】
本発明によれば、上記オーバーコート層が上述した抵抗値を有することにより、電界印加によりオーバーコート層表層近傍に電界が生じた場合であっても、オーバーコート層から着色層への漏れ電流を防ぎ、一般的に分極が生じやすく、残留ＤＣ特性が高い材料からなる着色層への影響を抑制することができる。
また、上記オーバーコート層が上述した残留ＤＣ特性を有するものであることにより、上記オーバーコート層自体の電界印加終了後の残留直流電圧を少ないものとすることができる。
このため、電界印加終了後に着色層およびオーバーコート層のいずれにおいても残留直流電圧を少なくすることができる。これにより、本発明のカラーフィルタを用いて液晶表示装置とした場合には、残像の少ないものとすることができる。
さらに、上記オーバーコート層が上述したように抵抗値が高く、上記着色層への漏れ電流を抑制することができることにより、残留ＤＣ特性がある程度高い着色層形成材料であったとしても、上記着色層の実際の残留ＤＣを低いものとすることができる。このため、着色層の材料選択の幅を広げることが可能となり、色再現性等に優れたものとすることができる。また、着色層のみでは困難であった電気特性を実現することが可能となる。
【００１１】
本発明においては、上記オーバーコート層が、下記一般式（１）および（２）で表されるオーバーコート層用モノマーの少なくともいずれか一方を含むオーバーコート層材料からなるものであることが好ましい。上記オーバーコート層を上述した電気特性を有するものとすることが容易だからである。
【００１２】
【化１】
2010243658.tif 000003
【００１３】
（式（１）〜（２）中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立にＣｎＨ２ｎ＋１の炭化水素基を示し、ｎは１以上の整数を示す。Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ３は、それぞれ独立に、ＣＨ３−、Ｒ４−ＣＨ２−、Ｒ４−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｐ−ＣＨ２−、Ｒ４−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｑ−ＣＨ２−を示し、Ｒ４は(メタ)アクリレート基であり、Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１以上およびＹ１〜Ｙ３の少なくとも１以上が(メタ)アクリレート基を含有する構造であり、ｐおよびｑは、それぞれ独立に、１〜３の整数である。）
【００１４】
本発明においては、上記着色層の残留ＤＣ特性が１．５Ｖ以下であることが好ましい。上記着色層の残留ＤＣ特性が上述した範囲内であることにより、オーバーコート層から微量な漏れ電流や分極が生じた場合にも、電界の影響が小さいものとすることができるからである。
【００１５】
本発明は、カラーフィルタと、対向基板と、上記カラーフィルタおよび対向基板の間に封入された液晶材料からなる液晶層と、を有する液晶表示装置であって、上記カラーフィルタが、基板と、上記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された着色層と、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、を有し、上記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、上記オーバーコート層の残留ＤＣ特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１６】
本発明の液晶表示装置は、カラーフィルタとして上述した電気特性（抵抗値および残留ＤＣ特性）であるオーバーコート層を有するものを用いることにより、残像の生じないものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、残像の生じない液晶表示装置とすることが可能であり、電界への影響が小さく、着色層の材料選択性に優れるカラーフィルタを提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の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】
【００１９】
本発明は、カラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
以下、本発明のカラーフィルタおよび液晶表示装置について詳細に説明する。
【００２０】
Ａ．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、基板と、上記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された着色層と、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、を有し、上記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、上記オーバーコート層の残留ＤＣ特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とするものである。
【００２１】
このような本発明のカラーフィルタを図を参照して説明する。図１は、本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように本発明のカラーフィルタ１０は、基板１と、上記基板１上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された着色層３と、上記ブラックマトリクス２および着色層３を覆うように形成されたオーバーコート層４と、を有するものである。
ここで、本発明においては、上記オーバーコート層４の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、残留ＤＣ特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とするものである。
【００２２】
このように本発明におけるオーバーコート層の抵抗値および残留ＤＣ特性を上述した範囲とすることによる作用効果について以下に説明する。
本発明におけるオーバーコート層の第１の特徴は、抵抗値を１．０×１０１３Ω以上とした点である。このように、抵抗値を高いものとすることにより、電界印加によりオーバーコート層表層近傍に電界が生じた場合であっても、オーバーコート層から着色層への漏れ電流を防ぐことができる。そして、このように着色層への電流の流入を防ぐことができるため、一般的に分極が生じやすく、残留ＤＣ特性が高い材料からなる着色層の分極を効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、上記オーバーコート層の第２の特徴は、残留ＤＣ特性を０．５Ｖ未満とした点である。これにより、例え上記オーバーコート層に分極が発生し、電荷の偏りが発生したとしても、上記オーバーコート層を電界印加終了後の残留ＤＣが小さいものとすることができる。
【００２４】
このように、オーバーコート層を上述したような２つの特徴を有するものとすることにより、例え、オーバーコート層表面近傍に電界が生じた場合であっても、電界印加終了後に着色層およびオーバーコート層のいずれにおいても残留ＤＣの小さいカラーフィルタとすることができる。
これにより、本発明のカラーフィルタを用いて液晶表示装置とした場合には、残像の生じないものとすることができるのである。
【００２５】
さらに、上記オーバーコート層が上述したように抵抗値が高く、上記着色層への漏れ電流を抑制することができることにより、残留ＤＣ特性がある程度高い着色層形成材料を用いたとしても、上記着色層の実際の残留ＤＣを低いものとすることができる。このため、着色層の材料選択の幅を広げることが可能となり、色再現性等に優れたものとすることができるのである。また、着色層のみでは困難であった電気特性を実現することが可能となる。
【００２６】
本発明のカラーフィルタは、基板、ブラックマトリクス、着色層、およびオーバーコート層を有するものである。以下、本発明のカラーフィルタの各構成について説明する。
【００２７】
１．オーバーコート層
本発明に用いられるオーバーコート層は、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されるものであり、さらに、その抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、残留ＤＣ特性が０．５Ｖ未満であるものである。
【００２８】
ここで、本発明における抵抗値とは、上記オーバーコート層の厚み方向の抵抗値をいうものである。
本発明に用いられるオーバーコート層の抵抗値は、１．０×１０１３Ω以上であるが、なかでも本発明においては、１．０×１０１４Ω以上であることが好ましく、特に１．０×１０１５Ω以上であることが好ましい。上記オーバーコート層の抵抗値が上記範囲であることにより、例え、オーバーコート層表面近傍に電界が生じた場合であっても、上記着色層への漏れ電流を効果的に抑制することができるからである。
なお、上記抵抗値の上限については高ければ高い程良いため特に設定しないが、材料の入手のしやすさや加工性の観点等から、通常、１．０×１０１６Ωである。
【００２９】
本発明において、上記オーバーコート層の抵抗値の測定方法としては、上記オーバーコート層の厚み方向の抵抗値を精度良く測定できる方法であれば良く、電極基板上に、測定対象のカラーフィルタに含まれるオーバーコート層と同じ材料および厚みの測定用オーバーコート層を作成し、次いで、上記測定用オーバーコート層上に電極層を作成し、電極間に１０Ｖの電圧を１８０秒間印加した際の、電流値の測定を行い、抵抗値を算出する方法を用いることができる。
【００３０】
また、本発明における残留ＤＣ特性とは、分極のし易さおよび直流電圧の残存し易さを表すものであり、残留ＤＣ特性が大きい場合、一旦分極した場合にその分極状態が電界印加終了後も長時間維持され、発生した直流電圧が長時間残存し続けるものであることを示し、残留ＤＣ特性が小さい場合、電界印加終了後に分極状態が短時間で解消し、残留直流電圧を短時間で放出するものであることを示す。
本発明に用いられるオーバーコート層の残留ＤＣ特性は、０．５Ｖ未満であるが、なかでも本発明においては、０．４Ｖ未満であることが好ましく、特に０．２Ｖ未満であることが好ましい。上記残留ＤＣ特性が上記範囲であることにより、電界印加時に上記オーバーコート層が分極し電荷の偏りが生じた場合でも、電界印加終了から短時間で分極状態を解消し電荷を放出することができる。したがって、上記オーバーコート層自体を電界印加終了後に残留ＤＣが少ないものとすることができる。
【００３１】
本発明におけるオーバーコート層の残留ＤＣ特性の測定方法としては、具体的には、抵抗値の測定方法と同様に電極基板、測定用オーバーコート層および電極層が積層した積層体を作成し、電圧１０Ｖを１８０秒間印加し、印加停止後1秒間放電後、１８０秒経過した際に測定される直流電圧を測定する方法を用いることができる。
【００３２】
本発明において、上記オーバーコート層の形成に用いられるオーバーコート層材料としては、上述した電気特性（抵抗値および残留ＤＣ特性）を発揮するオーバーコート層を形成できるものであり、かつ、透明性を有するものであれば良いが、通常、オーバーコート層用モノマーを含むものを用いることができる。
【００３３】
本発明においては、上記オーバーコート層用モノマーが、空間占有体積が大きく極性基が少ないものであることが好ましい。上述した電気特性を満たすことを容易なものとするからである。
ここで、上記オーバーコート層用モノマーが、空間占有体積が大きく極性基が少ないものであることにより、上述した電気特性を満たすオーバーコート層とすることが容易となる理由については、以下のように推察される。
すなわち、空間占有体積が大きく極性基が少ないものを用いることにより、１モルが占める容積当たりの分極の大きさを小さくすることが可能となる。その結果、電界が印加された場合であっても分極が生じにくいものとなり、また、例え分極が生じた場合であっても、電界印加終了とともに分極状態が解消されやすいものとなるため、残留ＤＣが低いものとすることができる。
また、極性基は、電気的な偏りのある官能基であり一般に誘電性が高いものであるため、このような極性基が少ないことにより、分極が生じにくくなり、分極が生じた場合であっても分極状態が解消されやすいものとすることができ、残留ＤＣの低いものとすることができる。
【００３４】
本発明において、空間占有体積が大きいオーバーコート層用モノマーとは、具体的には、比重が小さい樹脂をいうものである。
本発明においては、具体的には、上記オーバーコート層用モノマーの比重が、１．００〜１．２０範囲内であるものをいう。本発明においては、なかでも１．００〜１．１５の範囲内であることが好ましく、特に１．００〜１．１１の範囲内であることが好ましい。上記比重が上記範囲内であることにより、上述した電気特性を発揮し、かつ、密着性等に優れたオーバーコート層を形成することができるからである。
【００３５】
本発明における極性基とは、電気的偏りのあるものであるが、具体的には、カルボキシル基、水酸基等の酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子を含む官能基をいうものである。
【００３６】
本発明において極性基が少ないオーバーコート層用モノマーとは、上述したように電気的偏りのある官能基が少ないものをいうが、具体的には、上記オーバーコート層用モノマーの酸価が、０ｍｇＫＯＨ/ｇ〜３００ｍｇＫＯＨ/ｇの範囲内のものをいうものである。
本発明においては、なかでも、上記オーバーコート層用モノマーの酸化が、０ｍｇＫＯＨ/ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ/ｇの範囲内であることが好ましく、特に０ｍｇＫＯＨ/ｇ〜１００ｍｇＫＯＨ/ｇの範囲内であることが好ましい。上記酸価が上記範囲内であることにより、上述した電気特性を発揮し、かつ、製版特性、密着性等に優れたオーバーコート層を形成することができるからである。
【００３７】
本発明における空間体積が大きく、極性基が少ないオーバーコート層用モノマーとしては、具体的には、下記一般式（１）および（２）で表されるモノマーを挙げることができる。
本発明においては、上記オーバーコート層用モノマーとして、このような下記一般式（１）および（２）で表されるオーバーコート層用モノマーの少なくともいずれか一方が用いられることが好ましい。上記オーバーコート層を上述した電気特性を有するものとすることが容易だからである。
【００３８】
【化２】
2010243658.tif 000004
【００３９】
（式（１）〜（２）中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立にＣｎＨ２ｎ＋１の炭化水素基を示し、ｎは１以上の整数を示す。Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ３は、それぞれ独立に、ＣＨ３−、Ｒ４−ＣＨ２−、Ｒ４−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｐ−ＣＨ２−、Ｒ４−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｑ−ＣＨ２−を示し、Ｒ４は(メタ)アクリレート基であり、Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１以上およびＹ１〜Ｙ３の少なくとも１以上が(メタ)アクリレート基を含有する構造であり、ｐおよびｑは、それぞれ独立に、１〜３の整数である。）
【００４０】
なお、本発明において(メタ)アクリレート基とは、アクリレート基（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−）およびメタクリレート基（ＣＨ２＝ＣＣＨ３−ＣＯＯ−）のいずれかであることを意味する。また、−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）−で示される構造は、直鎖状の構造（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）および分岐状の構造（−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ−）のいずれかである。
【００４１】
本発明において、上記式（１）に含まれるＸ１〜Ｘ４のうち少なくとも１以上が(メタ)アクリレート基を含有するものであるが、なかでも本発明においては、Ｘ１〜Ｘ４のうちの２つ以上が含有するものであることが好ましく、特に４つ、すなわち、全てのＸ１〜Ｘ４が(メタ)アクリレート基を含有するものであることが好ましい。良好なパターニング特性や密着特性等の製版特性を有するものとすることが容易だからである。
【００４２】
本発明において、上記式（２）に含まれるＹ１〜Ｙ３のうち少なくとも１以上が(メタ)アクリレート基を含有するものであるが、なかでも本発明においては、Ｙ１〜Ｙ３のうちの２つまたは３つ（全て）が(メタ)アクリレート基を含有するものであることが好ましい。上記オーバーコート層を上述した電気特性を有するものとすることが容易だからである。
【００４３】
本発明において、ｎは１以上の整数であるが、なかでも、１〜２の範囲内であることが好ましい。上記オーバーコート層を上述した電気特性を有するものとすることが容易だからである。また、良好なパターニング特性や密着特性等の製版特性を有するものとすることが容易だからである。
【００４４】
本発明において、上記式（１）で表されるオーバーコート層用モノマーの具体例として、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートを挙げることができる。
また、本発明において、上記式（２）で表されるオーバーコート層用モノマーの具体例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【００４５】
本発明においては、上記一般式（１）および（２）で表されるオーバーコート層用モノマーのなかでも、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートが上記オーバーコート層材料に含まれることが好ましい。上記モノマーを用いることにより、上記オーバーコート層を上述した電気特性を有するものとすることができるからである。
【００４６】
なお、本発明に用いられるオーバーコート層用モノマーの含有量としては、通常、上記オーバーコート層材料中に３０質量％以上含まれるものであり、なかでも、３０質量％〜６０質量％の範囲内であることが好ましく、特に、４０質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。上記オーバーコート層用モノマーが上記オーバーコート層材料中に上述した範囲内で含まれることにより、上記オーバーコート層が上述した電気特性を有するものとすることができるからである。
【００４７】
本発明に用いられるオーバーコート層材料は、上記オーバーコート層用モノマーを含むものとすることができるが、通常、オーバーコート層用バインダ樹脂および開始剤を含むものである。
【００４８】
本発明に用いられるオーバーコート層用バインダ樹脂としては、上記オーバーコート層材料が熱硬化性オーバーコート層材料である場合、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等の熱硬化性バインダ樹脂を用いることができる。この場合、開始剤として、熱重合開始剤を含むこととすることができる。
また、上記オーバーコート層材料が光硬化性オーバーコート層材料である場合、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有するネガ型感光性樹脂や、ノボラック樹脂をベース樹脂としたポジ型感光性樹脂を用いることができる。この場合、開始剤として、光重合開始剤を含むものとすることができる。
【００４９】
本発明においては、上記熱重合開始剤および光重合開始剤としては、オーバーコート層の形成に一般的に用いられるものを使用することができる。
【００５０】
本発明においては、必要に応じて、上記オーバーコート層材料が、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、シランカップリング剤等の添加剤を含むものであっても良い。
【００５１】
本発明に用いられるオーバーコート層の面方向の形成位置としては、少なくとも上記着色層上に形成されていれば良いが、上記着色層およびブラックマトリクス上に形成されていること、すなわち、本発明のカラーフィルタの表面の全領域に形成されていることが好ましい。液晶層と接するカラーフィルタの分極を効果的に防止することができるからである。
また、上記オーバーコート層の厚み方向の形成位置としては、上記着色層を覆うように形成されるものであれば良く、本発明のカラーフィルタの最表面であることが好ましいが、透明電極や配向膜等の液晶層に接してもしくは液晶層の近傍に形成される層が必要な場合は、その内側に形成されることが好ましい。
【００５２】
本発明に用いられるオーバーコート層の膜厚としては、上記オーバーコート層が上述した電気特性を発揮するものであれば良く、上記オーバーコート層材料等に応じて異なるものであるが、上記オーバーコート層材料が上記一般式（１）および（２）で表されるオーバーコート層用モノマーの少なくともいずれか一方を用いる場合には、５ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、なかでも、５００ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記膜厚が上記範囲より厚い場合には、抵抗値を高いものとすることができるが、透過率特性等特性に影響を及ぼす場合が多く上記範囲より薄い場合には、抵抗値が低すぎるものとなるおそれがあるからである。
【００５３】
本発明に用いられるオーバーコート層の形成方法としては、所望の領域に精度良く形成することができる方法であれば良く、例えば、上記オーバーコート層材料をスピンコート法等により塗布した後、硬化させる方法を挙げることができる。
【００５４】
２．基板
本発明に用いられる基板としては、従来よりカラーフィルタに用いられている透明な基板を用いることができる。このよう透明な基板としては、例えば、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明な無機基板、および、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明な樹脂基板等を挙げることができる。なかでも本発明においては、無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。上記無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに好適に用いることができるからである。
【００５５】
３．ブラックマトリクス
本発明に用いられるブラックマトリクスは、上記基板上に形成されるものであり、開口部を備えるものである。
【００５６】
本発明に用いられるブラックマトリクスにおける開口部の形状としては、通常、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。ここで、開口部のパターン形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、ストライプ状、マトリクス状等の形状が挙げられる。
【００５７】
本発明に用いられるブラックマトリクスとしては、例えば、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。この金属薄膜は、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。
【００５８】
上記バインダ樹脂としては、ブラックマトリクスの形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、例えば、上記熱硬化性バインダ樹脂等を用いることができる。
また、ブラックマトリクスの形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、上記ネガ型感光性樹脂やポジ型感光性樹脂を用いることができる。この場合、黒色着色剤および感光性樹脂を含有するブラックマトリクス形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
【００５９】
一方、ブラックマトリクスが金属薄膜である場合、このブラックマトリクスの形成方法としては、ブラックマトリクス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るものではなく、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、および印刷法等を挙げることができる。
【００６０】
ブラックマトリクスの膜厚としては、金属薄膜の場合は０．２μｍ〜０．４μｍ程度で設定され、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである場合は０．５μｍ〜２．０μｍ程度で設定される。
【００６１】
また、本発明に用いられるブラックマトリクスの抵抗値としては、着色層に漏れ電流を伝播しないものであることが望ましく、具体的には１．０×１０１2Ω以上であることが好ましく、なかでも１．０×１０１３Ω〜１．０×１０１６Ωの範囲内であることが好ましい。
【００６２】
４．着色層
本発明に用いられる着色層は、上記ブラックマトリクスが備える開口部に形成されるものである。
【００６３】
本発明に用いられる着色層の色としては、通常、赤、緑、青の３色を少なくとも含むものであるが、例えば、赤、緑、青、黄の４色、または、赤、緑、青、黄、シアンの５色等とすることができる。
【００６４】
本発明における着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである。
【００６５】
本発明において、赤（Ｒ）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑（Ｇ）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青（Ｂ）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅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、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
【００６６】
本発明に用いられる着色層に用いられるバインダ樹脂としては、上記ブラックマトリクスに用いられるものと同様とすることができる。
【００６７】
本発明に用いられる着色層の膜厚は、通常、１μｍ〜５μｍ程度で設定される。
【００６８】
本発明に用いられる着色層の残留ＤＣ特性としては、本発明のカラーフィルタが上記オーバーコート層を有するものであることから、所望の色特性等に応じて適宜設定することができるものであるが、具体的には、１．５Ｖ以下であることが好ましく、なかでも、１．０Ｖ以下の範囲内であることが好ましく、特に０．８Ｖ以下であることが好ましい。上記着色層の残留ＤＣ特性が上述した範囲内であることにより、オーバーコート層から微量な漏れ電流や分極が生じた場合にも、電界の影響が小さいものとすることができるからである。
また、本発明においては、上記着色層の材料選択性を広げることができるという観点から、上記残留ＤＣ特性が、０．５Ｖ〜１．５Ｖの範囲内であることが好ましく、なかでも、０．５Ｖ〜１．０Ｖの範囲内であることが好ましく、特に０．５Ｖ〜０．８Ｖの範囲内であることが好ましい。上記残留ＤＣ特性が上述した範囲内であることにより、材料選択の幅をより広いものとすること、具体的には、顔料濃度の高い着色層とすることができることなどから、より色再現性等に優れたものとすることができるからである。
【００６９】
５．カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、上記基板、ブラックマトリクス、着色層、およびオーバーコート層を少なくとも有するものであるが、必要に応じて、液晶表示装置とした際にセルギャップを規定するスペーサや、液晶分子を配向させる配向機能を有する配向膜、さらには、透明電極等を有するものであっても良い。
【００７０】
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、上記基板、ブラックマトリクス、着色層、およびオーバーコート層を精度良く形成することができる方法であれば良く、一般的なカラーフィルタの製造方法を用いることができる。
【００７１】
本発明のカラーフィルタの用途としては、液晶表示装置に用いることができ、なかでも、横電界液晶駆動（ＩＰＳ）方式用カラーフィルタに好適に用いられる。ＩＰＳ方式の液晶表示装置では、基板に平行な方向に形成される電界により液晶分子の配向を制御するので、従来の液晶表示装置に比べて、電界に対する感度（誘電率）の高い液晶材料が使用される傾向がある。このため、横電界方式では、従来のツイステッドネマチック（ＴＮ）方式などと比較して、残像が発生しやすく、本発明の効果をより効果的に発揮することができるからである。
【００７２】
Ｂ．液晶表示装置
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。
本発明の液晶表示装置は、カラーフィルタと、対向基板と、上記カラーフィルタおよび対向基板の間に封入された液晶材料からなる液晶層と、を有するものであって、上記カラーフィルタが、基板と、上記基板上に形成され、開口部を備えるブラックマトリクスと、上記開口部に形成された着色層と、上記ブラックマトリクスおよび着色層を覆うように形成されたオーバーコート層と、を有し、上記オーバーコート層の抵抗値が１．０×１０１３Ω以上であり、上記オーバーコート層の残留ＤＣ特性が０．５Ｖ未満であることを特徴とすることを特徴とするものである。
【００７３】
このような液晶表示装置について図を参照して説明する。図２は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。図２に例示するように、本発明の液晶表示装置１００は、カラーフィルタ１０と、基板に平行な電界を形成するように電極群が形成された対向基板２０と、上記カラーフィルタ１０と上記対向基板２０との間に形成された液晶層３０とを有するものである。
また、このような例において本発明の液晶表示装置１００は、上記カラーフィルタ１０として、上記「Ａ．カラーフィルタ」の項に記載のカラーフィルタを用いるものである。
【００７４】
本発明によれば、カラーフィルタとして上述した電気特性（抵抗値および残留ＤＣ特性）であるオーバーコート層を有するものを用いることにより、残像の少ないものとすることができる。
【００７５】
本発明の液晶表示装置は、上記カラーフィルタ、液晶層、および対向基板を少なくとも有するものである。
ここで、上記カラーフィルタについては、上記「Ａ．カラーフィルタ」の項に記載した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。
また、本発明に用いられる液晶層および対向基板については、駆動方式等に応じて、一般的な液晶表示装置に用いられるものと同様とすることができる。
【００７６】
本発明の液晶表示装置の駆動方式としては、特に限定されるものではなく一般的に液晶表示装置に用いられている駆動方式を採用することができる。このような駆動方式としては、例えば、ＴＮ方式、ＩＰＳ方式、曲がり配列型（ＯＣＢ）方式、および、マルチドメイン垂直配向型（ＭＶＡ）方式等を挙げることができる。本発明においてはこれらのいずれの方式であっても好適に用いることができるが、なかでも上記本発明に係るカラーフィルタとして、上述したような電気特性を有するオーバーコート層が形成されたカラーフィルタを用いる場合は、ＩＰＳ方式が好適に用いられる。
上述したように、ＩＰＳ方式の液晶表示装置では、従来の液晶表示装置に比べて、残像が発生しやすく、本発明の効果をより効果的に発揮することができるからである。
【００７７】
本発明の液晶表示装置は、上記カラーフィルタ、液晶層、および対向基板を少なくとも有するものであるが、必要に応じて、偏光板、バックライト等のその他の構成を有するものとすることができる。
【００７８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
【００８０】
［実施例１〜９および比較例１〜１２］
１．オーバーコート層材料の調製
オーバーコート層材料として、下記表１に示す組成物（オーバーコート層材料Ａ〜Ｆ）を調製した。
なお、モノマーとして、トリメチロールプロパントリアクリレート(モノマー１)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（モノマー２）、トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート(モノマー３)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（モノマー４）、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート（モノマー５）、およびペンタエリスルトールトリアクリレート（モノマー６）を用いた。ポリマーとして、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体を用いた。エポキシ樹脂として、エピコート１８０Ｓ７０(ジャパンエポキシレジン(株)製)を用いた。開始剤として、イルガキュア９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）を用いた。添加剤として、フッ素系界面活性剤（住友スリーエム（株）製、フロラードＦＣ−４３１）およびアクリル系シランカップリング剤（信越シリコーン（株）製、ＫＢＥ５０３）を用い、溶剤として、３−メトキシブチルアセテートを用いた。
なお、表１中の数値は、オーバーコート層材料Ａ〜Ｆに含まれる各成分の含有量（質量％）を示すものである。
【００８１】
２．オーバーコート層の抵抗値および残留ＤＣ特性の測定
無アルカリガラス基板に、スパッタリング方法により、ＩＴＯからなる電極層を形成した。得られたオーバーコート層材料Ａ〜Ｆを上記電極層上にスピナーにて塗布、乾燥した後、各塗膜から１００μｍの距離に、フォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより２．０ｋＷの超高圧水銀ランプを用いて紫外線を１０秒間照射した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（液温２３℃）中に１分間浸漬してアルカリ現像し、上記オーバーコート層材料の塗膜の未硬化部分のみを除去した後、２３０℃の雰囲気中に３０分間放置することにより加熱処理を施して膜厚２．０μｍの測定用オーバーコート層を形成し、次いで、上記測定用オーバーコート層上に真空蒸着方法により、Ａｕからなる電極層を形成した。
その後、取出し電極を設け、ＲＤＣ＿１型(東陽テクニカ製）により測定を行った。
なお、測定方法としては、電極間に１０Ｖを１８０ｓｅｃ印加し、１８０ｓｅｃ後の漏れ電流を測定し、抵抗値の算出を行った。また、その後１ｓｅｃ間ショートし、１８０ｓｅｃ後の残留ＤＣの測定を行った。得られたオーバーコート材料Ａ〜Ｆからなるオーバーコート層の抵抗値と残留ＤＣ特性を、下記表１に示す。
【００８２】
【表１】
2010243658.tif 000005
【００８３】
３．カラーフィルタの作製
透明基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄した後、上記透明基板裏面にスパッタ法により、ＩＴＯからなる透明電極層を作成した。
次いで、透明基板表面に、ネガ型感光性ブラックレジスト（東京応化工業（株）製  ＣＦＰＲ ＤＮ−８３）を塗布し、所定のフォトマスクを用いて紫外線を照射した後、紫外線が照射されなかった部分の未硬化の感光性ブラックレジストを溶剤で溶解除去し、膜厚１．５μｍの開口部を備えるブラックマトリクスを形成した。
【００８４】
次いで、上記ブラックマトリクスの開口部に、下記組成の赤色着色層用組成物１〜３、青色着色層用組成物１〜３、緑色着色層用組成物１〜３を用いて、上記ブラックマトリクスに用いられた方法と同様の方法で、膜厚２．０μｍの赤色層、青色層、緑色層を形成した。
なお、赤色着色層用組成物２および３（赤２および赤３）、青色着色層用組成物２〜３（青２および青３）および緑色着色層用組成物２〜３（緑２および緑３）は、それぞれ、赤色着色層用組成物１、青色着色層用組成物１および緑色着色層用組成物１に含まれる顔料および分散剤の含有量を１．５倍（赤２、青２および緑２）、２倍（赤３、青３および緑３）としたものである。
また、各着色層の残留ＤＣ特性および抵抗値の測定をオーバーコート層と同様の手法で行った。結果を下記表２に示す。いずれも高残留ＤＣ特性、低抵抗値の傾向にあった。
【００８５】
＜赤色着色層用組成物１の組成（赤１）＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７：６．０重量部
・分散剤（アビシア社製、ソルパース２４０００）：３．０重量部
・モノマー（サートマー社製、ＳＲ３９９）：４．０重量部
・ポリマーＩ：５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、イルガキュア９０７）：１．４重量部
・開始剤（２、２’−ビス(ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１、２’-ビスイミダゾール)：０．６重量部
・界面活性剤（日本油脂（株）製、ノニオンＨＳ−２１０）：１．０重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）：７９．０重量部
なお、ポリマーＩは、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％負荷したものであり、重量平均分子量が４２５００のものである。
【００８６】
＜青色着色層用組成物１の組成(青１)＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６：６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製、ソルパース１２０００）：０．６重量部
・分散剤（アビシア社製、ソルパース２４０００）：２．４重量部
・モノマー（サートマー社製、ＳＲ３９９）：４．０重量部
・ポリマーＩ：５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、イルガキュア９０７）：１．４重量部
・開始剤（２、２’−ビス(ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１、２-ビスイミダゾール)：０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）：８０．０重量部
【００８７】
＜緑色着色層用組成物１の組成(緑１)＞
・Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６：６．０重量部
・分散剤（アビシア社製、ソルパース２４０００）：３．０重量部
・モノマー（サートマー社製、ＳＲ３９９）：４．０重量部
・ポリマーＩ：５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、イルガキュア９０７）：１．４重量部
・開始剤（２、２’−ビス(ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１、２-ビスイミダゾール)：０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）：８０．０重量部
【００８８】
【表２】
2010243658.tif 000006
【００８９】
次いで、上記ブラックマトリクスおよび着色層の上に、上述した測定用オーバーコート層の形成方法と同様の方法により、上記オーバーコート層材料Ａ〜Ｆを用いて、膜厚２．０μｍのオーバーコート層を形成した。
このようにして、上記着色層用組成物からなる赤、青および緑の着色層を有し、上記オーバーコート層材料Ａ〜Ｆからなるオーバーコート層を有するカラーフィルタ（実施例１〜９および比較例１〜９）およびオーバーコート層を有さないカラーフィルタ（比較例１０〜１２）を作製した。各実施例および比較例のカラーフィルタを構成する材料を下記表３に示す。
【００９０】
４．評価
実施例１〜９および比較例１〜１２で作製したカラーフィルタを用いて液晶表示装置を作製し、残像有無の確認を目視にて行った。結果を下記表３に示す。なお、評価基準は残像が確認されなかった場合には○とし、残像が確認された場合には×とした。
【００９１】
【表３】
2010243658.tif 000007
【００９２】
その結果、実施例１〜９では、残留ＤＣ特性が高い着色層材料からなる着色層を用いた場合であっても、残像が発生しなかった。一方、比較例１〜１２のカラーフィルタでは、残像が発生した。
【符号の説明】
【００９３】
１  …  基板
２  …  ブラックマトリクス
３  …  着色層
４  …  オーバーコート層
１０  …  カラーフィルタ
２０  …  対向基板
３０  …  液晶層
１００  …  液晶表示装置
【図１】
2010243658.tif 000009
【図２】
2010243658.tif 000010