(57)【要約】【課題】本発明は、高顔料濃度においてもパターン加工性に極めて優れる、着色剤組成物を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、樹脂、溶剤、光重合性化合物、光重合開始剤、着色剤及びチオキサントン系化合物を含有し、上記光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を含有し、上記光重合性化合物に対する上記光重合開始剤の割合は、１０〜３０重量％であり、上記光重合開始剤とチオキサントン化合物との重量比率は、４０：６０〜１５：８５である、着色剤組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂、溶剤、光重合性化合物、光重合開始剤、着色剤及びチオキサントン系化合物を含有し、前記光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を含有し、前記光重合性化合物に対する前記光重合開始剤の割合は、１０〜３０重量％であり、前記光重合開始剤とチオキサントン化合物との重量比率は、４０：６０〜１５：８５である、着色剤組成物。
【請求項２】
前記チオキサントン系化合物は、チオキサントン系光重合開始剤である、請求項１記載の着色組成物。
【請求項３】
前記着色剤組成物が含有する固形分に対する前記着色剤の割合は、４０〜６０重量％である、請求項２記載の着色組成物。
【請求項４】
前記着色剤は、ピグメントグリーン７、ピグメントグリーン３６及びピグメントグリーン５８からなる群から選ばれる緑色の着色剤を含有する、請求項１〜３のいずれか一項記載の着色剤組成物。
【請求項５】
前記着色剤は、ピグメントレッド２５４及びピグメントレッド１７７からなる群から選ばれる赤色の着色剤を含有する、請求項１〜３のいずれか一項記載の着色剤組成物。
【請求項６】
前記着色剤は、ピグメントイエロー１２９、ピグメントイエロー１３８及びピグメントイエロー１５０からなる群から選ばれる黄色の着色剤を含有する、請求項１〜５のいずれか一項記載の着色剤組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載の着色剤組成物を用いて形成された画素を具備してなる、カラーフィルター基板。
【請求項８】
請求項７記載のカラーフィルターを具備してなる、液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項記載の着色剤組成物を用いて、透明基板上に塗布する工程、マスクを介して露光する工程、現像液により現像する工程、形成された画素を熱処理する工程を順次行うことを特徴とするカラーフィルター基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色剤組成物、カラーフィルター基板及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は軽量、薄型及び低消費電力等の特性を活かし、テレビ、ノートパソコン、携帯情報端末、デジタルカメラ又はデスクトップモニタ等、様々な用途で使用されている。液晶表示装置のカラー化に用いられるカラーフィルターは、通常、ブラックマトリクスを形成したガラス又はプラスチックシート等の透明基板表面に、赤、緑及び青の異なる画素を順次、ストライプ状又はモザイク状等の色パターンで形成して製造されている。最近、液晶表示装置には、高輝度や高コントラスト比といった性能に加え、従来のＣＲＴ表示装置では表現できなかった真紅のバラの鮮やかな色や、南国の海の美しい緑色等を忠実に再現するため、色再現範囲を拡大してＮＴＳＣ規格比１００％に近づけることが強く要求されてきている。
【０００３】
液晶表示装置の色再現範囲を拡大するためには、カラーフィルターの画素を高色純度化する必要がある。そして、画素を高色純度化するためには、画素中の顔料濃度を増加させる又は高着色力顔料を用いる、といった方法により、画素の着色力を高める必要がある。
【０００４】
画素中の顔料濃度を増加させる方法においては、光重合開始剤としてオキシムエステル系重合開始剤を用いて、画素の光硬化性及び耐溶剤性を改善する技術（特許文献１）や、樹脂やモノマーにカルボキシル基等を導入して酸価を高めたアルカリ可溶性樹脂を用いて、画素のアルカリ現像性及び密着性を改善する技術（特許文献２）が知られている。
【０００５】
また、高着色力顔料を用いる方法においては、高着色力顔料であるアゾ金属錯体系顔料等と、アゾ金属錯体系顔料等にスルホン酸基が導入された顔料誘導体とを用いて、画素の高色純度及び高コントラスト比を両立させる技術（特許文献３）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２８３４４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２１５１号公報
【特許文献３】特開２００９−３５６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画素中の顔料濃度を増加させる方法では、アルカリ不溶成分である顔料の増加に伴い光硬化成分が減少するばかりでなく、アルカリ可溶樹脂成分も減少する。そして、紫外線透過率の低下に伴い、同じくアルカリ不溶成分である光重合開始剤の添加を増やす必要が生じる。このため、画素の光硬化性及びアルカリ現像性といったパターン加工性は、満足のいくものではなかった。
【０００８】
一方で、高着色力顔料を用いる方法では、高着色力顔料を微細な粒子として分散安定化することは難しく、画素のコントラストを向上させるために、アルカリ不溶性であるアミン基を有する高分子分散剤を多量に添加され、アルカリ現像性が著しく悪化することが問題視されていた。
【０００９】
そこで本発明は、着色剤が高濃度であってもパターン加工性に極めて優れる、着色剤組成物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】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討した結果、特定の構造を持つ成分及びそれらの割合に特徴を有する組成物が、高顔料濃度においても画素を形成する際のパターン加工性に優れるという性質を見出した。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（９）に記載した着色剤組成物、カラーフィルター及び液晶表示装置を提供する。
（１）  樹脂、溶剤、光重合性化合物、光重合開始剤、着色剤及びチオキサントン系化合物を含有し、上記光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を含有し、上記光重合性化合物に対する上記光重合開始剤の割合は、１０〜３０重量％であり、上記光重合開始剤とチオキサントン化合物との重量比率は、４０：６０〜１５：８５である、着色剤組成物。
（２）  上記チオキサントン系化合物は、チオキサントン系光重合開始剤である、上記（１）に記載の着色組成物。
（３）  上記着色剤組成物が含有する固形分に対する上記着色剤の割合は、４０〜６０重量％である、上記（１）又は（２）に記載の着色組成物。
（４）  上記着色剤は、ピグメントグリーン７、ピグメントグリーン３６及びピグメントグリーン５８からなる群から選ばれる緑色の着色剤を含有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の着色剤組成物。
（５）  上記着色剤は、ピグメントレッド２５４及びピグメントレッド１７７からなる群から選ばれる赤色の着色剤を含有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の着色剤組成物。
（６）  上記着色剤は、ピグメントイエロー１２９、ピグメントイエロー１３８及びピグメントイエロー１５０からなる群から選ばれる黄色の着色剤を含有する、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の着色剤組成物。
（７）  上記（１）〜（６）のいずれかに記載の着色剤組成物を用いて形成された画素を具備してなる、カラーフィルター基板。
（８）  上記（７）に記載のカラーフィルターを具備してなる、液晶表示装置。
（９）  上記（１）〜（６）のいずれかに記載の着色剤組成物を用いて、透明基板上に塗布する工程、マスクを介して露光する工程、現像液により現像する工程、形成された画素を熱処理する工程を順次行うことを特徴とするカラーフィルター基板の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高着色剤濃度においてもパターン加工性に極めて優れる、着色剤組成物を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の着色剤組成物は、樹脂、溶剤、光重合性化合物、光重合開始剤、着色剤及びチオキサントン系化合物を含有し、上記光重合開始剤としてオキシムエステル系化合物を含有し、上記光重合性化合物に対する上記光重合開始剤の割合が１０〜３０重量％であり、上記光重合開始剤とチオキサントン化合物との重量比率は、４０：６０〜１５：８５であることを特徴とする。
【００１４】
ここで、「固形分」とは、着色剤組成物に含有される各成分のうち、溶剤以外の成分の総和のことをいう。
【００１５】
本発明の着色剤組成物が含有する着色剤としては、赤色、緑色、青色、紫色若しくは黄色の顔料又は染料が好ましい。
【００１６】
赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（以下、「ＰＲ」）１７７、ＰＲ１７９、ＰＲ２４２又はＰＲ２５４が挙げられる。
【００１７】
緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン（以下、「ＰＧ」）７、ＰＧ３６又はＰＧ５８が挙げられる。
【００１８】
青色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー（以下、「ＰＢ」）１、ＰＢ２、ＰＢ１５、ＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４、ＰＢ１５：５、ＰＢ１５：６、ＰＢ１６、ＰＢ１７：１、ＰＢ５６又はＰＢ６０が挙げられる。
【００１９】
紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット（以下、「ＰＶ」）１９、ＰＶ２３又はＰＶ３７が挙げられる。
【００２０】
黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（以下、「ＰＹ」）１２、ＰＹ１３、ＰＹ１７、ＰＹ２０、ＰＹ２４、ＰＹ８３、ＰＹ８６、ＰＹ９３、ＰＹ９５、ＰＹ１０９、ＰＹ１１０、ＰＹ１１７、ＰＹ１２５、ＰＹ１３７、ＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１４７、ＰＹ１４８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５４、ＰＹ１６６、ＰＹ１６８又はＰＹ１８５が挙げられる。なお、顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理又は顔料誘導体処理等の表面処理が施されたものを用いても構わない。これらの着色剤は、単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても構わないが、カラーフィルターの色純度、輝度、コントラスト比を高くしやすいことから、ＰＲ１７７、ＰＲ２５４、ＰＧ７、ＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＢ１５：６、ＰＶ２３、ＰＹ１２９、ＰＹ１３８及びＰＹ１５０からなる群から選ばれる着色剤を組み合わせて用いることが好ましい。
【００２１】
赤色、緑色、青色、紫色又は黄色の染料としては、例えば、直接染料、酸性染料又は塩基性染料が挙げられる。これら染料の具体例としては、例えば、アゾ系染料、ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料、メロシアニン系染料、スチルベン系染料、ジアリールメタン系染料、トリアリールメタン系染料、フルオラン系染料、スピロピラン系染料、フタロシアニン系染料、インジゴ系染料、フルギド系染料、ニッケル錯体系染料又はアズレン系染料が挙げられる。染料は組成物中に溶解させても、顔料のように粒子として分散させても構わない。ただし、染料は顔料に比べて耐熱性及び耐光性に劣るため、耐熱性及び耐熱性を低下させない範囲内で含有させることが好ましい。
【００２２】
本発明の着色剤組成物に占める着色剤の割合は、固形分に対して１０〜６０重量％が好ましく、４０〜６０重量％がより好ましい。１０重量％未満であると色純度が低くなり易く、６０重量％を超えるとパターン加工性が難しくなる。
【００２３】
着色剤として顔料を含有する本発明の着色剤組成物は、顔料、樹脂及び溶剤、並びに、適宜追加される分散剤を分散機により分散して顔料分散液を調製した後、その他の構成成分及び種々の添加剤を加えることによって製造される。顔料は、予めその粉体に溶剤等を添加して、分散機により剪断応力を印加し、二次粒子（粒子径は１〜５０μｍ程度）を微細化しておく必要がある。剪断応力を印加するための分散機としては、例えば、サンドミル、ボールミル、ビーズミル、３本ロールミル又はアトライター等が挙げられるが、分散効率に優れるビーズミルが好ましい。ビーズミルで用いる分散ビーズとしては、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ又はガラスビーズが挙げられるが、ジルコニアビーズが好ましい。
【００２４】
上記の顔料分散液には、分散剤として顔料誘導体又は高分子分散剤を添加することが好ましい。
【００２５】
顔料誘導体としては、例えば、顔料にスルホン酸基が導入された顔料誘導体が挙げられる。顔料誘導体の添加量は、顔料に対して２〜１５重量％が好ましい。顔料誘導体が少ないと良好な顔料分散安定化効果が得られず、顔料誘導体の量が多いと輝度が低下する場合がある。
【００２６】
高分子分散剤としては、塩基性基を有するものが好ましい。塩基性基を有する、市販品の高分子分散剤としては、例えば、ソルスパース（登録商標；アビシア社製）、ＥＦＫＡ（登録商標；エフカ社製）、アジスパー（登録商標；味の素ファインテクノ社製）又はＢＹＫ（ビックケミー社製）が挙げられるが、中でもソルスパース（登録商標）２４０００、ＥＦＫＡ（登録商標）４３００、４３３０若しくは４３４０、アジスパー（登録商標）ＰＢ８２１若しくはＰＢ８２２又はＢＹＫ１６１〜１６３、２０００、２００１、６９１９若しくは２１１１６が好ましい。高分子分散剤の添加量は、顔料に対して２〜１００重量％が好ましく、１０〜６０重量％がより好ましい。高分子分散剤の添加量が２重量％未満であると良好な顔料分散安定性が得られず、１００重量％を超えるとアルカリ現像性が低下する。
【００２７】
本発明の着色剤組成物が含有する樹脂としては、例えば、アクリル系、エポキシ系又はポリイミド系樹脂が挙げられるが、製造コストを抑制するため、アクリル系樹脂が好ましい。これら樹脂に感光性を持たせるために、本発明の着色剤組成物は光重合性化合物及び光重合開始剤を含有することを必要とする。
【００２８】
アクリル系樹脂としては、例えば、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物との共重合体が挙げられる。
【００２９】
不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸若しくはビニル酢酸又はこれらの酸無水物が挙げられる。
【００３０】
エチレン性不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート又はベンジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン又はα−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル又はプロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル又はα−クロルアクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン又はイソプレン等の脂肪族共役ジエン、あるいは、それぞれ末端にアクリロイル基若しくはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート又はポリシリコーン等のマクロモノマー等が挙げられる。
【００３１】
光重合性化合物としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが挙げられる。これらの光重合性化合物は、単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても構わない。
【００３２】
本発明の着色剤組成物が含有する、樹脂と光重合性化合物との重量比率は、８０：２０〜２０：８０が好ましく、７０：３０〜３０：７０がより好ましい。光重合性化合物の比率が２０未満であると十分な光硬化性を得ることができず、８０を超えるとアルカリ現像性が低下する。
【００３３】
光重合開始剤は、オキシムエステル系開始剤を含有することを必要とする。
【００３４】
オキシムエステル系開始剤としては、例えば、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）フェニル〕−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、エタノン，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］−，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）−９Ｈ−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｝−９Ｈ−カルバゾール−３−イル〕−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、Ｎ１９１９、ＮＣＩ８３１（（株）ＡＤＥＫＡ社製）又はＩＲＧＡＣＵＲＥ  ＯＸＥ０１若しくはＩＲＵＧＡＣＵＲＥ  ＯＸＥ０２（以上いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）社製）が挙げられるが、特に高感度である点でＮ１９１９、ＯＸＥ０２又はＮＣＩ８３１が好ましい。
【００３５】
オキシムエステル系開始剤を含めた光重合開始剤は、光重合性化合物に対して１０〜３０重量％が好ましく、１０〜２０重量％がより好ましい。１０重量％未満であると光硬化性が、３０重量％を超えるとアルカリ現像性が、それぞれ低下する。
【００３６】
オキシムエステル系開始剤以外の光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物又はチタネートが挙げられる。
【００３７】
本発明の着色剤組成物は、チオキサントン系化合物を含有することを必要とする。
【００３８】
チオキサントン系化合物としては、例えば、チオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−プロピルチオキサントン、２−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、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−メチルエチルチオキサントン又は２−クロロチオキサントン等が挙げられるが、チオキサントン系化合物が光重合開始剤機能、又は、光重合開始剤に対して増感作用を持っていると、高い光硬化性を維持したままアルカリ現像性を向上させることができるので、２，４−ジエチルチオキサントン又は２−クロロチオキサントンが好ましい。
【００３９】
ここで、チオキサントン系化合物が光重合開始剤機能を有する場合や、光重合開始剤に対して増感作用を有する場合は、本発明にいう「光重合開始剤」に含めるものとする。
【００４０】
本発明の着色剤組成物が含有する光重合開始剤全体とチオキサントン系化合物との重量比率は、４０：６０〜１５：８５である必要がある。チオキサントン系化合物の比率が６０未満であるとアルカリ現像性が悪くなり、８５を超えると光硬化が悪くなる。
【００４１】
本発明の着色剤組成物が含有する溶剤としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル若しくはジエチレングリコールブチルエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールエーテル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート、エチル−３−エトキシプロピオネート、メトキシブチルアセテート若しくは３−メチル−３−メトキシブチルアセテート等の脂肪族エステル類、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、３−メチル−３−メトキシブタノール等の脂肪族アルコール類又はシクロペンタノン若しくはシクロヘキサノン等のケトン類が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても構わない。
【００４２】
本発明の着色剤組成物には、着色剤組成物の塗布性、画素の基板への密着性及び画素のテーパー形状等を改善するために、界面活性剤、密着性改良剤、硬化促進剤又は重合禁止剤等を適宜添加しても構わない。
【００４３】
本発明の着色剤組成物が含有する、着色剤と樹脂成分との重量比率は、１０：９０〜６０：４０が好ましく、３０：８０〜６０：４０がより好ましい。着色剤の比率が１０未満であるとカラーフィルターの色純度が、着色剤の比率が６０を超えるとアルカリ現像性が、それぞれ低下する。なお、樹脂成分とは、アクリル樹脂、光重合性化合物及び高分子分散剤をいう。
【００４４】
塗工性及び乾燥性等の観点から、溶剤を除く、着色剤組成物が含有する固形分の割合は、５〜２０重量％であることが好ましい。
【００４５】
つぎに、本発明の着色剤組成物を用いて形成された画素を具備してなる、カラーフィルターの製造方法について説明する。
【００４６】
着色剤組成物を透明基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、インクジェット印刷法若しくはスクリーン印刷法、基板を溶液中に浸漬する方法又は溶液を基板に噴霧する方法が挙げられる。
【００４７】
基板としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる透明基板が挙げられる。着色剤組成物を基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥又は真空乾燥等により、着色剤組成物の塗膜を形成する。
【００４８】
次に、着色剤組成物の塗膜上にマスクを設置し、超高圧水銀灯、ケミカル灯又は高圧水銀灯等を用いて、紫外線等により選択的に露光を行う。
【００４９】
露光後、アルカリ性現像液で現像を行う。アルカリ性現像液に用いるアルカリ性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム若しくはアンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン若しくはｎ−プロピルアミン等の１級アミン類、ジエチルアミン若しくはジ−ｎ−プロピルアミン等の２級アミン類若しくはトリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の３級アミン類又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機アルカリ類等が挙げられる。
【００５０】
現像後、得られた塗膜パターンを加熱処理することによって、画素がパターニングされたカラーフィルターが得られる。加熱処理は通常、空気中若しくは窒素雰囲気中又は真空下で、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的又は段階的に行われる。この加熱処理により、着色剤組成物中の樹脂成分の硬化が進む。
【００５１】
上記のようなパターニング工程を、赤緑青の各画素について順次行うことにより、液晶表示装置用のカラーフィルターが作製できる。なお、各色のパターニング順序は特に限定されない。
【００５２】
本発明のカラーフィルターの画素の膜厚は、１．０〜２．５μｍが好ましく、１．２〜２．３μｍがより好ましい。膜厚が１．０μｍより薄いと、光の吸収が小さくなりカラーフィルターの色純度が低くなりやすい。一方、膜厚が２．５μｍより厚いと、カラーフィルターの平坦性、パターン加工性及び信頼性の低下等の、様々な問題が生じ易くなる。
【００５３】
本発明のカラーフィルターの画素の色純度は、標準条件として周知のＣ光源を用い、ＸＹＺ表示系における色度座標（ｘ、ｙ）のｙと膜厚、ｘと膜厚との関係から評価することができる。カラーフィルターの赤色画素は通常、画素膜厚が厚くなるほど、ｘが増大して高色純度となる。カラーフィルターの緑色画素は通常、画素膜厚が厚くなるほど、ｙが増大して高色純度となる。また、カラーフィルターの青色画素は通常、画素膜厚が厚くなるほど、ｙが減少して高色純度となる。しかし、上記したように好ましい画素膜厚の上限は２．５μｍであるため、より薄膜で高色純度化することが要求されている。赤色画素の場合は、ｘが一定での膜厚又は膜厚一定でのｘから色純度を評価することができ、ｘが一定での膜厚が薄いほど、又は、膜厚一定でのｘが大きいほど、赤色画素は薄膜かつ高色純度であるといえる。緑色画素の場合は、ｙが一定での膜厚又は膜厚一定でのｙから色純度を評価することができ、ｙが一定での膜厚が薄いほど、又は、膜厚一定でのｙが大きいほど、緑色画素は薄膜かつ高色純度であるといえる。青色画素の場合は、ｙが一定での膜厚又は膜厚一定でのｙから色純度を評価することができ、ｙが一定での膜厚が薄いほど、又は、膜厚一定でのｙが小さいほど、青色画素は薄膜かつ高色純度であるといえる。
【００５４】
次に、本発明のカラーフィルターを具備してなる液晶表示装置について説明する。カラーフィルター基板とアレイ基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜及びセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させて貼り合わせる。なお、アレイ基板上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子若しくは薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、走査線又は信号線等を設け、ＴＦＴ液晶表示装置又はＴＦＤ液晶表示装置を作製することができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。バックライトを取り付け、ＩＣドライバー等を実装することにより、液晶表示装置が完成する。なお、バックライトとしては、２波長ＬＥＤ、３波長ＬＥＤ又はＣＣＦＬ等を用いることができるが、液晶表示装置の色再現範囲が拡大でき、かつ消費電力を低く押さえられることから、３波長ＬＥＤが好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下に本発明をその実施例及び比較例を挙げて詳細に説明するが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
【００５６】
着色剤組成物及びカラーフィルターの評価は、以下の方法で行った。
【００５７】
（画素の色度）
画素のＣ光源ＸＹＺ表色系における色度座標（ｘ、ｙ）は、顕微分光光度計（ＭＣＰＤ−２０００；大塚電子（株）製）を用いて測定した。
【００５８】
（画素の膜厚）
画素の膜厚は、表面段差計（サーフコム１４００Ｄ；東京精密（株）製）を用いて測定した。
【００５９】
（画素の色純度）
赤色画素の色純度は、Ｃ光源ＸＹＺ表示系における色度座標（ｘ、ｙ）のｘと膜厚との関係から評価し、以下の基準で赤色画素の色純度を判定した。
（１）ｘ＝０．６６０における膜厚が
２．３μｍよりも小さい場合  ：  高色純度
（２）ｘ＝０．６６０における膜厚が
２．３μｍ以上で２．５０μｍよりも小さい場合  ：  低色純度
緑色画素の色純度は、Ｃ光源ＸＹＺ表示系における色度座標（ｘ、ｙ）のｙと膜厚との関係から評価し、以下の基準で緑色画素の色純度を判定した。
（１）ｙ＝０．６３０における膜厚が
２．３μｍよりも小さい場合  ：  高色純度
（２）ｙ＝０．６３０における膜厚が
２．３μｍ以上で２．５０μｍよりも小さい場合  ：  低色純度
（緑色画素のパターン加工）
緑色着色剤組成物のプリベイク後の基板に、５、８、１０、１５、２０、３０、４０及び５０μｍのライン＆スペースパターンを持つフォトマスクを介して、露光量がｉ線換算２００ｍＪ／ｃｍ２となるように、露光時間を調整し、紫外線露光を行った。
【００６０】
次に、露光後基板を２３℃の０．２重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液中で５０秒間シャワー現像した後、純水で洗浄した。
【００６１】
（緑色画素のアルカリ現像性）
緑色画素のパターン加工後の基板について、５０μｍパターンの横の未露光部の顕微鏡観察を行い、以下の基準で判定を行った。未露光部に残膜が無ければ、アルカリ現像性は良好である。
○  ：  残膜無し
×  ：  残膜有り
（画素の細線パターン）
画素のパターン加工後の基板について、５、８、１０、１５、２０、３０、４０及び５０μｍのパターンの顕微鏡観察を行い、露光量２００ｍＪ/ｃｍ２の欠けが発生していない最小パターンを、細線パターンと判定した。細線パターンが残らないときは、結果を（なし）と表記した。最小パターンが小さいほど、画素を高精細にできるため、光硬化性は良好であるといえる。なお、アルカリ現像性評価が×である場合は画素パターンができておらず、細線パターンの評価ができないので、結果を（−）と表記した。
【００６２】
（画素の抜け時間）
露光後の基板を５０秒間シャワー現像しながら、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液中に未露光部の画素が溶解する状態を目視観測し、その時間すなわち抜け時間を測定した。抜け時間が短いほど、アルカリ現像性が良好であるといえる。
【００６３】
（参考例１）
（緑色着色剤組成物を作製するための緑色顔料分散液の作製）
６．８ｇのＰＧ３６（ファーストゲングリーン２ＹＫ−ＣＦ；ＤＩＣ（株）製）、７２ｇのＰＧ７（ホスタパーム（登録商標）グリーンＧＮＸ；クラリアントジャパン社製）、３０．８ｇのＰＹ１５０（Ｅ４ＧＮＧＴ；ランクセス（株）製）、１０．３ｇのＰＹ１２９（イルガジンイエロー（登録商標）５ＧＬＴ；チバスペシャリティケミカルズ（株）製）、１５０ｇの高分子分散剤（ＢＹＫ２１１１６；４０重量％溶液；ビックミージャパン（株）製）、１０６．７ｇのアルカリ可溶性樹脂（サイクロマー（登録商標）ＡＣＡ２５０；４５重量％溶液；ダイセル化学製）及び６２３．３ｇのＰＭＡ、を混合してスラリーを作製した。このスラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ダイノーミルＫＤＬ−Ａ；ウイリー・エ・バッコーフェン社製）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、周速１０ｍ／ｓで４時間の分散処理を行い、顔料分散液１を作製した。
【００６４】
（参考例２）
（緑色着色剤組成物を作製するための緑色顔料分散液の作製）
９６ｇのＰＧ５８（Ａ１１０；ＤＩＣ（株）製）、２４ｇのＰＹ１５０（Ｅ４ＧＮＧＴ；ランクセス（株）製）、９０ｇの高分子分散剤（ＢＹＫ２１１１６；４０重量％溶液；ビックミージャパン（株）製）、５３．３ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０及び７３６．７ｇのＰＭＡ、を混合してスラリーを作製した。このスラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ダイノーミルＫＤＬ−Ａ；ウイリー・エ・バッコーフェン社製）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、周速１０ｍ／ｓで４時間の分散処理を行い、顔料分散液２を作製した。
【００６５】
（参考例３）
（赤色着色剤組成物を作製するための赤色顔料分散液の作製）
９６ｇのＰＲ１７７（クロモファイン（登録商標）レッド６１２５ＥＣ；大日精化製）、２４ｇのＰＲ２５４（イルガフォア（登録商標）レッドＢＫ−ＣＦ；チバ・スペシャルティケミカルズ（株）製）、９０ｇのＢＹＫ２１１１６、１０６．７ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０及び６８３．３ｇのＰＭＡ、を混合してスラリーを作製した。このスラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ダイノーミルＫＤＬ−Ａ；ウイリー・エ・バッコーフェン社製）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、周速１０ｍ／ｓで４時間の分散処理を行い、顔料分散液３を作製した。
【００６６】
（実施例１）
（緑色着色剤組成物及び緑色画素の作製）
参考例１で得られた、６００ｇの顔料分散液１、８．３ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０、３２．５ｇの光重合性化合物（カヤラッド（登録商標）ＤＰＨＡ；日本化薬社製）、２．６ｇのオキシムエステル系光重合開始剤（ＯＸＥ０２；チバ・スペシャルティケミカルズ社製）、３．９ｇのチオキサントン系化合物（カヤキュア（登録商標）ＤＥＴＸ−Ｓ；日本化薬社製）、０．４ｇの製界面活性剤（ＢＹＫ３３３；ビックミージャパン（株）製）及び３５２．２ｇのＰＭＡを添加し、緑色着色剤組成物を作製した。
【００６７】
ガラス基板上に、作製した緑色着色剤組成物をスピナーにより、所定の色度になるように回転数を調節して塗布し、その後熱風オーブン中９０℃で１０分加熱処理することにより、プリベイクを行った。次に、フォトマスクを介して、光源として高圧水銀灯にてｉ線換算で２００ｍＪ／ｃｍ２で露光した後、２３℃の０．２重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液中を用いて、５０秒間シャワー現像したのち、純水で洗浄した。得られたパターニング基板を熱風オーブン中２３０℃で３０分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行って緑色画素を作製した。
【００６８】
（実施例２〜７及び比較例１〜６）
（緑色着色剤組成物及び緑色画素の作製）
それぞれ表１及び表２に示される組成で、実施例１と同様に緑色着色剤組成物及び緑色画素を作製した。
【００６９】
（実施例８）
（緑色着色剤組成物及び緑色画素の作製）
参考例２で得られた、７５０ｇの顔料分散液２、９．２ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０、２７ｇのカヤラッドＤＰＨＡ、１．６ｇのＯＸＥ０２、６．７ｇのカヤキュアＤＥＴＸ−Ｓ、０．４ｇのＢＹＫ３３３及び２０５ｇのＰＭＡを添加し、緑色着色剤組成物を作製した。実施例１と同様にして緑色画素を作製した。
【００７０】
（比較例７）
（緑色着色剤組成物及び緑色画素の作製）
表２に示される組成で、実施例８と同様に緑色着色剤組成物及び緑色画素を作製した。
【００７１】
（実施例９）
（緑色着色剤組成物及び緑色画素の作製）
参考例２で得られた、８２５ｇの顔料分散液３、２．３ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０、２２．２ｇのカヤラッドＤＰＨＡ、１．３ｇのＯＸＥ０２、５．２ｇのカヤキュアＤＥＴＸ−Ｓ、０．４ｇのＢＹＫ３３３及び１４３ｇのＰＭＡを添加し、緑色着色剤組成物を作製した。実施例１と同様にして緑色画素を作製した。
【００７２】
（実施例１０）
（赤色着色剤組成物及び赤色画素の作製）
参考例３で得られた、６７５ｇの顔料分散液３、５．８ｇのサイクロマーＡＣＡ２５０、３０．１ｇのカヤラッドＤＰＨＡ、２．４ｇのＯＸＥ０２、３．６ｇのカヤキュアＤＥＴＸ−Ｓ、０．４ｇのＢＹＫ３３３及び２８３ｇのＰＭＡを添加し、赤色着色剤組成物を作製した。実施例１と同様にして赤色画素を作製した。
【００７３】
（比較例８）
（赤色着色剤組成物及び赤色画素の作製）
表１に示される組成で、実施例１０と同様に赤色着色剤組成物及び赤色画素を作製した。
【００７４】
【表１】
2014041341.tif 000002
【００７５】
【表２】
2014041341.tif 000003
【００７６】
表１及び表２における各組成の具体的な名称及び用語の定義は、以下のとおりである。
アルカリ可溶性樹脂：サイクロマーＡＣＡ２５
光重合性化合物：カヤラッドＤＰＨＡ
ｅ−１：オキシムエステル系光重合開始剤  ＯＸＥ０２
ｅ―２：アルキルフェノン系光重合開始剤  ＩＣ３７９（チバ・スペシャルティケミカルズ（株）製）
ｆ−１：チオキサントン系化合物  ＤＥＴＸ−Ｓ（融点７０℃）
ｆ−２：チオキサントン系化合物  カヤキュア（登録商標）ＣＴＸ（日本化薬社製）（融点１３７℃）
溶剤：ＰＭＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
界面活性剤：ＢＹＫ３３３
総開始剤の割合：光重合性化合物に対する、光重合開始剤の割合（重量％）
チオキサントン系化合物の割合：光重合開始剤に対する、チオキサントン系化合物の割合（重量％）
顔料濃度：着色剤組成物の固形分に対する、着色剤の割合（重量％）
実施例１〜１０及び比較例１〜８の各種評価結果を表２に示す。
【００７７】
【表３】
2014041341.tif 000004
【００７８】
【表４】
2014041341.tif 000005
【００７９】
表３及び表４の結果からも明らかなように、実施例１〜１０の着色組成物は高色純度でありながらパターン加工性にも極めて優れている。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のカラーフィルター基板は、液晶表示装置に好適に使用できる。