(57)【要約】【課題】  本発明は、半透過型液晶表示装置を構成した場合であっても、表示画面の明るさやカラーバランスを崩さず、良好な視認性を持った表示画面を得ることができ、低コストで得られる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。【解決手段】  画素内の光反射領域には、基板上に透明樹脂層を形成し、画素内の透明樹脂層、及び光透過領域の基板上に、重量平均分子量が１００００から５００００の非感光性透明樹脂を有するRGB材料を用いて、RGB材料層を積層形成し、光透過領域のRGB材料層の厚さに対する光反射領域のRGB材料層の厚さが３３%以下となることを特徴とした半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。【選択図】図1
2008225048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素中に光反射領域と光透過領域とを有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、画素内の光反射領域の基板上に透明樹脂層を形成し、画素内の透明樹脂層、及び光透過領域の基板上に、重量平均分子量が１００００から５００００の非感光性透明樹脂を有するRGB材料を用いてRGB材料層を積層形成し、下記式で表される乗り上げ率（光反射領域の透明樹脂層上に形成されたRGB材料層の厚さ／光透過領域の透明基板上に形成されたRGB材料層の厚さ）×１００が３３%以下となることを特徴とした半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
前記非感光性透明樹脂が（メタ）アクリル酸エステル系樹脂で構成されることを特徴とした請求項1記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は自発光をしないため、その表示には他からの光を必要とする。例えば、装置後方にバックライトを設け、後方からの光により表示を行なう液晶表示装置がある。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に室内などの暗い場所で用いられる。彩度の高い表示が得られるが、外光の明るい屋外などでは表示が暗くなってしまう。
【０００３】
また、装置後方に光を反射する板（反射板）を設け、外光によって表示を行う液晶表示装置がある。このような液晶表示装置は反射型液晶表示装置と称され、主に屋外のような明るい場所で用いられる。内部発光するための電力を必要としないため、消費電力を大幅に低減できるが、彩度は透過型液晶表示装置に劣り、暗い場所では表示ができない。
【０００４】
このような透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置に対し、半透過型液晶表示装置と称される液晶表示装置は、透過型と反射型の両機能を兼ね備えている。屋外のような明るい場所では外光の反射で表示を行い、室内などの暗い場所ではバックライトの後方照射光により表示を行う。その性能から、携帯電話などのモバイル機器に広く採用されている。
【０００５】
半透過型液晶表示装置は、カラーフィルタ基板と、画素をスイッチングするための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や駆動のための信号線等が形成されたアレイ基板とで液晶を挟んでおり、アレイ基板後方にはバックライトが設けられている。アレイ基板上には一部に切り欠きが入った反射板が備えられており、１画素中に、バックライトからの光を通過して表示する光透過領域と、アレイ基板に反射板を形成し外光を反射させて表示する光反射領域とが共存する方式となっている。
【０００６】
カラーフィルタ基板には、基板上にＲｅｄ（赤），  Ｇｒｅｅｎ（緑），  Ｂｌｕｅ（青）の三色（ＲＧＢ）の着色画素層が形成されている。前記着色画素層（以下ＲＧＢ材料層）は、層内を通過する光を着色するものである。カラーフィルタのＲＧＢ材料層の形成は、様々な手法により行われているが、液晶表示装置用のカラーフィルタでは、感光性樹脂組成物に顔料を分散させた感光性着色樹脂組成物（着色フォトレジスト）を材料として用い、フォトリソグラフィー法によりＲＧＢ材料層を形成する顔料分散法が広く採用されている。
【０００７】
半透過型液晶表示装置のカラーフィルタ基板では、１画素中に、光透過領域のＲＧＢ材料層と、光反射領域のＲＧＢ材料層とを有している。画素表示の際には、光透過領域と光反射領域を併用する使用方法と、又は、バックライトを使わず光反射領域のみで使用する方法が一般的である。光透過領域と光反射領域を併用する使用方法では、光透過領域で表示される画像と光反射領域で表示される画像は一つの画像として認識される。明るさ、動き、カラーバランスなど、画像が違和感なく自然に映し出されることが重要である。
【０００８】
ここで、図２は、従来の半透過型液晶表示装置の一例を示す側面図である。図２（ａ）は、図の左半分が光反射領域、右半分が光透過領域となっており、カラーフィルタ用の透明基板１上に、二つの遮光層２（ブラックマトリクス）が、１画素の間隔で形成されている。１画素中の透明基板１上には、光反射領域、光透過領域ともに、同一膜厚のＲＧＢ材料層３が同一材料を使用し塗布形成されている。ＲＧＢ材料層の上には透明電極４の層が
形成され、透明基板１から透明電極４までが半透過型液晶表示用カラーフィルタ基板を構成している。アレイ基板６と前記カラーフィルタ基板とを所定の間隙を形成した状態で、アレイ基板６とカラーフィルタ基板を張り合わせ固着し、前記間隙に液晶樹脂液を封入し液晶樹脂層５を形成している。なお、光反射領域とのアレイ基板６の裏面側には反射板７を設置し、反射板７裏側の全領域にはバックライト８を設置した構造である。
【０００９】
図２（ｂ）は図の左半分が光反射領域、右半分が光透過領域となっており、カラーフィルタ用の透明基板１上に、二つの遮光層２が、１画素の間隔で形成されている。１画素中の透明基板１上には、それぞれ異なったＲＧＢ材料によりＲＧＢ材料層３ａ、３ｂが別々に塗布形成されている。それぞれのＲＧＢ材料層の上には透明電極４の層が同時に形成され、透明基板１から透明電極４までが半透過型液晶表示用カラーフィルタ基板を構成している。アレイ基板６と前記カラーフィルタ基板とを所定の間隙を形成した状態で、アレイ基板６とカラーフィルタ基板を張り合わせ固着し、前記間隙に液晶樹脂液を封入し液晶樹脂層５を形成している。なお、光反射領域とのアレイ基板６の裏面側には反射板７を設置し、反射板７裏側の全領域にはバックライト８を設置した構造である。
【００１０】
図２（ｃ）は図の左半分が光反射領域、右半分が光透過領域となっており、カラーフィルタ用の透明基板１上に、二つの遮光層２が、１画素の間隔で形成されている。１画素中の透明基板１上には、光反射領域には透明樹脂層９が形成され、光反射領域、光透過領域ともに、ＲＧＢ材料層３ａ、３ｂが同一材料を使用し塗布形成されている。それぞれのＲＧＢ材料層の上には透明電極４の層が同時に形成され、透明基板１から透明電極４までが半透過型液晶表示用カラーフィルタ基板を構成している。アレイ基板６と前記カラーフィルタ基板とを所定の間隙を形成した状態で、アレイ基板６とカラーフィルタ基板を張り合わせ固着し、前記間隙に液晶樹脂液を封入し液晶樹脂層５を形成している。なお、光反射領域とのアレイ基板６の裏面側には反射板７を設置し、反射板７裏側の光反射領域及び光透過領域にはバックライト８を設置した構造である。
【００１１】
反射板の一部に切り欠きを入れ、バックライトを設けた半透過型液晶表示装置では、バックライト光を利用する光透過領域と外光を利用する光反射領域が１画素内に共存するため、外光の有無によらず、視認性の良い表示を行うことができる。しかし、図２（ａ）に示すような、カラーフィルタ基板上にＲＧＢ材料層３をただ設けただけの、光反射領域と光透過領域とで着色が均一なカラーフィルタを用いた場合には問題が起きる。光透過領域から放出される色の鮮やかさ（色純度）を向上させると、光反射領域から放出される色純度も増し、それとともに光反射領域に求められる色の明るさが大幅に低下し、視認性が落ちてしまうのである。この問題は、光透過領域ではバックライトの光がカラーフィルタを１回透過するのに対し、光反射領域では外光が入射時と反射時の２回カラーフィルタを透過するために生じる。
【００１２】
この問題を解決するために、次のような方法が考案されている。図２（ｂ）に示すように、光透過領域には光透過領域用の着色画素（以下ＲＧＢ材料）にてＲＧＢ材料層３ｂを形成する。また、光反射領域にはＲＧＢ材料に含まれる顔料の含有量を少なく、透過率が高い光反射領域用の着色材料にて光反射領域のＲＧＢ層３ａを形成する。すなわち、各色のＲＧＢ材料層を形成するプロセスを２回繰り返し行い、Ｒｅｄ層を２色、Ｇｒｅｅｎ層を２色、Ｂｌｕｅ層を２色、計６色のＲＧＢ材料層を形成する。
【００１３】
しかし、この方法では、ＲＧＢ材料層を形成するプロセスが２倍になるため、生産設備に大きな負担がかかり、材料コストが大幅に増えるなど、生産面で問題が生じる。
【００１４】
この問題を解決するために、次の方法が考案されている（特許文献１参照）。図２（ｃ）に示すように、光反射領域のカラーフィルタの透明基板１上に透明樹脂層９を形成後、同じＲＧＢ材料にて光透過領域と光反射領域にＲＧＢ材料層を同時に形成する。これにより、光反射領域の透明樹脂層９上に塗布形成したＲＧＢ材料層３ａの膜厚は、光透過領域に塗布形成したＲＧＢ材料３ｂの膜厚よりも薄くなるという手法である。ＲＧＢ  材料層３ａを薄くすることで透過率を高くすることが可能となる。また、前記透明樹脂層の厚さを変えることで、ＲＧＢ材料層３ａの透過率を変えることが可能となる。
【００１５】
図２（ｃ）に示す半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を、図３を用いて説明する。
【００１６】
図３は、半透過型液晶表示用カラーフィルタの一例を示す製造工程図である。まず、所定の材質で、片側全表面に金属薄膜（遮光膜用）を具備したカラーフィルタ用の基板を工程に投入する。
【００１７】
（ａ）最初に、前記基板に所定のパターンとした遮光層２を形成する。すなわち、まず前記金属薄膜上に感光性のレジスト樹脂を塗布しレジスト層を形成する。予め準備した遮光層用パターンを備えた遮光層用フォトマスクを用いて所定光源を照射露光して、前記レジスト層に遮光層パターンを転写後、所定の現像処理をする。次に、遮光層用パターンを備えた前記レジスト層をマスクとして露出した前記金属薄膜部をエッチング処理し、遮光層のパターンを形成する。（図３（ａ）参照）
（ｂ）前記遮光層２間の各開口部が各々１画素となり、各１画素中の反射領域エリアに透明樹脂層９を形成する。まず前記基板上の遮光層から前記開口部の全面に感光性透明樹脂を用いて透明樹脂からなる塗布層を形成する。予め準備した透明樹脂層用パターンを備えた透明樹脂層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層に透明樹脂層パターンを転写後、所定の現像処理をおこなってパターンを備えた透明樹脂層９を形成する。（図３（ｂ）参照）
（ｃ）次いで、前記画素内にＲＧＢ材料層を形成する。すなわち、まず前記基板上の前記遮光層から開口部及び前記透明樹脂層の上全面に１色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にＲ（赤）色顔料を分散させたＲ材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にＲ材料レジストの塗布層を形成する。次いで、予め準備したＲ層用パターンを備えたＲ層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にＲ層パターンを転写後、所定の現像処理を行ってＲ層１０のパターンを形成する。
【００１８】
（ｄ）次いで、２色目のＲＧＢ材料層を形成する。すなわち、前記基板上の遮光層から開口部及び前記透明樹脂層９、Ｒ層の上全面に２色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にＧ（緑）色の顔料を分散させたＧ材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にＧ材料レジストの塗布層を形成する。予め準備したＧ層用パターンを備えたＧ層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にＧ層パターンを転写後、所定の現像処理を行ってＧ層１１のパターンを形成する。前記Ｇ層は前記Ｒ層を形成した画素の隣の画素に形成されている。
【００１９】
（ｅ）次いで、３色目のＲＧＢ材料層を形成する。前記基板上の遮光層から開口部及び前記透明樹脂層９、Ｒ層、Ｇ層の上全面に３色目の着色材料、例えば感光性樹脂中にＢ（青）色の顔料を分散させたＢ材料レジストを所定の方法で塗布し基板全面にＢ材料レジストの塗布層を形成する。予め準備したＢ層用パターンを備えたＢ層フォトマスクを用いて、前記塗布層に所定光源を照射露光して、前記塗布層にＢ層パターンを転写後、所定の現像処理を行ってＢ層１２のパターンを形成する。前記Ｂ層は前記Ｒ層、及びＧ層を形成した画素の隣の画素に形成されている。すなわち、Ｒ層、Ｇ層、Ｂ層の順番に配列するＲＧＢ材料層を形成する。（図３（ｃ）参照）
（ｆ）次いで、前記画素内に透明電極４を形成する。前記基板上の遮光膜からＲＧＢ材料層まで全面に所定の成膜装置、所定の方法によって導電性の材料からなる透明薄膜を形
成する。なお、治具等を用いて成膜するため、前記透明薄膜は所定の形状からなる透明電極４として形成されている。（図３（ｄ）参照）
上記の処理工程後、基板全体を洗浄して、透明樹脂層形成型の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタが完成する。
【００２０】
以下に公知の文献を記す。
【特許文献１】特開２００４−２９４０１号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０５１７３号公報
【特許文献３】特公昭５７−１５６２０号公報
【特許文献４】特公昭５９−４０１７２号公報
【特許文献５】特公昭６３−１７１０２号公報
【特許文献６】特公平５−９４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ここで、前述したように、光反射領域ではカラーフィルタ表面から外光が入射し、カラーフィルタ内部のアレイ基板に備えられた反射板で反射され、カラーフィルタ表面から放出される。このため、光反射領域は外光がＲＧＢ材料層を２回透過するため、バックライト光がＲＧＢ材料層を１回しか透過しない光透過領域に比べ、明るさが極端に落ちてしまう。
【００２２】
上記の課題を解決し、光透過領域と光反射領域で違和感のない自然な明るさ、カラーバランスを持った画像表示を行うには、乗り上げ率
（光反射領域の透明樹脂層上に形成されたＲＧＢ材料層の厚さ／光透過領域の透明基板上に形成されたＲＧＢ材料層の厚さ）×１００
の値を３３％以下にする必要がある。
【００２３】
前記透明樹脂層形成型のカラーフィルタは、光反射領域に透明樹脂層を形成することで、光反射領域のＲＧＢ材料層を薄く、光透過領域のＲＧＢ材料層を厚く形成しているが、乗り上げ率を３３％以下にするためには下地膜厚をより厚くしなければならず、材料費が割高になってしまう。
【００２４】
本発明は、半透過型液晶表示装置を構成した場合であっても、表示画面の明るさやカラーバランスを崩さず、良好な視認性を持った表示画面を得ることのできる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを低コストで得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明者らは前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ＲＧＢ材料に所定の割合で含まれる非感光性透明樹脂材料の重量平均分子量の値と、前記乗り上げ率が比例するとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００２６】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、１画素中に光反射領域と光透過領域とを有する半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、画素内の光反射領域の基板上に透明樹脂層を形成し、画素内の透明樹脂層、及び光透過領域の基板上に、重量平均分子量が１００００から５００００の非感光性透明樹脂を有するＲＧＢ材料を用いてＲＧＢ材料層を積層形成し、乗り上げ率（光反射領域の透明樹脂層上に形成されたＲＧＢ材料層の厚さ／光透過領域の透明基板上に形成されたＲＧＢ材料層の厚さ）×１００が３３％以下となることを特徴とした半透過型液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００２７】
次に、本発明の請求項２に係る発明は、前記非感光性透明樹脂が（メタ）アクリル酸エ
ステル系樹脂で構成されることを特徴とした請求項１記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは以上のような構成であるので、ＲＧＢ材料に含有される非感光性透明樹脂の重量平均分子量を制御することで、透明樹脂層の厚さを薄く保ったまま、乗り上げ率３３％以下のＲＧＢ材料層を形成することができ、表示画面の明るさやカラーバランスを崩さず、視認性に優れた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを低コストで得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
まず、本発明のカラーフィルタの構造について詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置の一例を示す側断面図である。上部分にアレイ基板６があり、下部分にはカラーフィルタ基板があり、前記の基板間には液晶樹脂５が封入されている。画面表示を行う部分は、下側のカラーフィルタ基板の画面表示面１３である。なお、図１は、半透過型液晶表示装置１画素分の拡大側断面図であり、左側部が光反射領域、右側部は光透過領域である。左側部の光反射領域は、図中のアレイ基板上方に反射板７が設けられ、図中下方から画面表示面１３に入射した外光を反射板で反射し、再び画面表示面１３から射出することで画面表示を行う。右側部の光透過領域は、図中のアレイ基板上方に設けられたバックライト８の光によって、画面表示面１３から射出することで画面表示を行う。
【００３１】
前記光反射領域は、透明基板１上に透明樹脂層９が形成され、透明樹脂層９上にＲＧＢ材料層３ａが積層形成され、その上に透明電極４、液晶樹脂５、アレイ用基板６、反射板７が形成される構造である。また、光透過領域は、透明基板１上にＲＧＢ材料層３ｂが積層形成され、その上に透明電極４、液晶樹脂５、アレイ用基板６、さらにバックライト８が形成される構造である。前記２つの領域が１画素を形成し半透過型液晶表示装置が構成されている。
【００３２】
図１に示す本発明に係る半透過型液晶表示装置の光透過領域と光反射領域とのＲＧＢ材料層は、ＲＧＢ材料内に含まれる非感光性透明樹脂の重量平均分子量を制御することで、乗り上げ率が３３％以下となるようにしている。
【００３３】
次に、図１に示す本発明のカラーフィルタのＲＧＢ材料層（３ａ、３ｂ）の形成法について詳細に説明する。本発明のカラーフィルタはフォトリソグラフィー法により、本発明のＲＧＢ材料を使用し、光透過領域の透明基板１及び反射領域の透明樹脂層９上に各色のＲＧＢ材料層を形成することにより製造することができる。透明基板１には、可視光に対して透過率の高いガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。
【００３４】
フォトリソグラフィー法によるＲＧＢ材料層の形成は、下記の方法で行う。すなわち、光照射により硬化する着色レジスト材として調製したＲＧＢ材料を、光透過領域の透明基板１及び光反射領域の透明樹脂層９上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により乾燥膜厚が０．２〜  ５  μｍ  となるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成したのち、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。さらに、ＲＧＢ材料の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこ
ともできる。フォトリソグラフィー法によれば、印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
【００３５】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、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を用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記ＲＧＢ材料を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【００３６】
次に、本発明に使われるＲＧＢ材料について詳細に説明する。ＲＧＢ材料は、非感光性透明樹脂、３つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、および着色材を含有する物である。そして、本発明のＲＧＢ材料中のエチレン性不飽和二重結合重量モル濃度は、非感光性透明樹脂、および多官能モノマーの合計（以下、非感光性透明樹脂、および多官能モノマーからなる組成物を感光性樹脂組成物という。）重量を基準として下記式から算出される値であり、２．５×１０-3  ｍｏｌ／ｇ  〜  ５．０×１０-3  ｍｏｌ／ｇ  、好ましくは３．０×１０-3ｍｏｌ／ｇ  〜  ５．０×１０-3 ｍｏｌ／ｇ  である。
（エチレン性不飽和二重結合重量モル濃度）＝（多官能モノマーの重量／多官能モノマーの二重結合当量）／（非感光性透明樹脂の重量＋多官能モノマーの重量）
なお、二重結合当量とは、下記式で定義され、分子中に含まれる二重結合量の尺度となるものであり、同じ分子量の化合物であれば、二重結合当量の数値が小さいほど二重結合の導入量が多くなる。
［二重結合当量］＝［繰り返し構成単位の分子量］／［繰り返し構成単位中の二重結合の数］
ＲＧＢ材料中のエチレン性不飽和二重結合重量モル濃度が２．５×１０-3 ｍｏｌ／ｇ
より低い場合には、感光性が低下し、着色塗膜を形成する場合に十分な硬化性が得られない。また、着色組成物中のエチレン性不飽和二重結合重量モル濃度が５．０×１０-3 ｍｏｌ／ｇ  よりも高い場合には、感度は高いが、分散安定性が低下して均一な着色塗膜が得られなくなったり、現像性が低下したりし、パターニング性が低下する場合がある。
【００３７】
本発明で好ましく用いられる非感光性透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００  ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。
【００３８】
非感光性透明樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂がある。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−  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、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、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、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、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
【００３９】
非感光性透明樹脂は、着色材１００重量部に対して、好ましくは合計して２０〜４００重量部、より好ましくは合計して５０〜２５０重量部の量で用いることができる。
【００４０】
３つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（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、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（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等が代表例に挙げられる。多官能モノマーは、着色組成物の感度アップの観点から、エチレン性不飽和二重結合を３〜１２個有することが好ましい。３つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００４１】
３つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマーは、着色材１００重量部に対して、好ましくは１０〜３００重量部、より好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
本発明のＲＧＢ材料に含有される着色剤としては、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料としては、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。
【００４２】
着色剤は、非感光性着色組成物の不揮発分重量を基準として、一般的に１０〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％の割合で含有される。
【００４３】
以下に、本発明のＲＧＢ材料に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
【００４４】
本発明のＲＧＢ材料を用いて赤色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ７、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料が用いられる。赤色顔料には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ４３、７１、７３等の橙色顔料を併用することができる。
【００４５】
本発明のＲＧＢ材料を用いて緑色フィルタセグメントを形成する場合には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ７、１０、３６、３７等の緑色顔料が用いられる。緑色顔料には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４等の黄色顔料を併用することができる。
【００４６】
本発明のＲＧＢ材料を用いて青色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料が用いられる。青色顔料には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。
【００４７】
本発明のＲＧＢ材料を用いてマゼンタ色フィルタセグメントを形成する場合には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、１９、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅ
ｄ  １４４、１４６、１７７、１６９、８１等の紫色顔料および赤色顔料が用いられる。
【００４８】
本発明のＲＧＢ材料を用いてイエロー色フィルタセグメントを形成する場合には、緑色顔料に併用可能な黄色顔料として例示した黄色顔料が用いられる。
【００４９】
本発明のＲＧＢ材料を用いてシアン色フィルタセグメントを形成する場合には、例えば
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、８１等の青色顔料が用いられる。本発明のＲＧＢ材料には、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
無機顔料としては、酸化クロム緑、コバルト緑等が挙げられる。無機顔料は、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、有機顔料と組み合わせて用いられる。
【００５０】
本発明のＲＧＢ材料には、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。
【００５１】
着色材として顔料を用いる場合には、適宜、樹脂型顔料分散剤、色素誘導体、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、着色材１００重量部に対して、好ましくは０．１〜４０重量部、より好ましくは０．１〜３０重量部の量で用いることができる。
【００５２】
樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、非感光性透明樹脂と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の非感光性透明樹脂への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤としては、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が用いられる。また、（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、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等も用いられる。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。
【００５３】
市販の樹脂型顔料分散剤としては、ビックケミー社製のＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０１、１０３、１０７、１０８、１１０、１１１、１１６、１３０、１４０、１５４、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１７０、１７１、１７４、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１９０、２０００、２００１、またはＡｎｔｉ−Ｔｅ
ｒｒａ−Ｕ、２０３、２０４、またはＢＹＫ−Ｐ１０４、Ｐ１０４Ｓ、２２０Ｓ、またはＬａｃｔｉｍｏｎ、Ｌａｃｔｉｍｏｎ−ＷＳまたはＢｙｋｕｍｅｎ等、アビシア社製のＳ  ＯＬＳＰＥＲＳＥ−３０００、９０００、１３２４０、１３６５０、１３９４０、１７０  ００、１８０００、２００００、２１０００、２４０００、２６０００、２７０００、２  ８０００、３１８４５、３２０００、３２５００、３２６００、３４７５０、３６６００、３８５００、４１０００、４１０９０、５３０９５等、エフカケミカルズ社製のＥＦＫＡ−４６、４７、４８、４５２、ＬＰ４００８、４００９、ＬＰ４０１０、ＬＰ４０５０  、ＬＰ４０５５、４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５３、４５４０  、４５５０、ＬＰ４５６０、１２０、１５０、１５０１、１５０２、１５０３等が挙げられる。
【００５４】
色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。有機色素には、一般に色素と呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６等に記載されているものを使用でき、これらは単独で、または２種類以上を混合して用いることができる。
【００５５】
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ソーダ、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。
【００５６】
本発明のＲＧＢ材料には、経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色材１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１０重量部の量で用いることができる。
【００５７】
また、本発明のＲＧＢ材料には、着色材を十分に非感光性樹脂組成物中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５  μｍ  となるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために、溶剤を含有させることができる。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。溶剤は、着色材１００重量部に対して、好ましくは８００〜４０００重量部、より好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００５８】
本発明のＲＧＢ材料には、該組成物を紫外線等の光照射により硬化するときには、光重合開始剤等が添加される。
【００５９】
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、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−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、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光重合開始剤、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光重合開始剤、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光重合開始剤、２，４  ，  ６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４  ，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４  ，  ６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４  ，    ６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４  ，  ６  −ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２  ，  ４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４  ，  ６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）  −４  ，  ６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２  ，  ４−トリクロロメチル−（ピペロニル）  −６−トリアジン、２  ，  ４−トリクロロメチル（４  ’  −メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。光重合開始剤は、着色材１００重量部に対して、好ましくは５〜２０重量部、より好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００６０】
これらの光重合開始剤は、単独であるいは２種以上混合して用いるが、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  ，  １  ０−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。増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、好ましくは０．１〜６０重量部の量で用いることができる。
【００６１】
着色材は、ＲＧＢ材料中（透明樹脂、多官能モノマー、着色材に加え、開始剤や溶剤など、すべての成分を含む着色組成物）に０．５〜１０重量％の割合で含有されることが好ましい。また、着色材は、最終的にフィルタセグメント中に好ましくは１０〜６０重量％、より好ましくは２０〜５０重量％の割合で含有され、その残部は非感光性透明樹脂および多官能モノマーから実質的になる。
【００６２】
本発明のＲＧＢ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。
【実施例】
【００６３】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明で使用される非感光性透明樹脂はこれによって限定されるものではない。なお、実施例中の「部」とは「重量部」を意味する。樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【００６４】
（非感光性透明樹脂の合成例１）
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、メチルメタクリレート１０．０部、ｎ−ブチルメタクリレート５５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、２，
２  ’−アゾビスイソブチロニトリル４．０部の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時
間反応を続けて、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した非感光性透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して非感光性樹脂溶液を調製した。得られた非感光性透明樹脂１の重量平均分子量Ｍｗは４５０００であった。
【００６５】
（非感光性透明樹脂の合成例２）
反応容器にシクロヘキサノン７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でｎ−ブチルメタクリレート１２．３部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４．６部、メタクリル酸５．３部、単量体（ａ）としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成株式会社製「アロニックスＭ１１０」）７．４部、２，  ２−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃  で２時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した非感光性透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％  になるようにシクロヘキサノンを添加して非感光性樹脂溶液を調製した。得られた非感光性透明樹脂２の重量平均分子量Ｍｗは３３４００であった。
【００６６】
（非感光性透明樹脂の合成例３）
反応容器にシクロヘキサノン７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃  に加熱して、同温度でｎ−ブチルメタクリレート１４．４部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４．６部、メタクリル酸３．２部、単量体（ａ）としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亜合成株式会社製「アロニックスＭ１１０」）７．４部、２，  ２−アゾビスイソブチロニトリル０．４部の混合物を２時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃  で１時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル０．２部をシクロヘキサノン１０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した非感光性透明樹脂溶液に不揮発分が２０重量％  になるようにシクロヘキサノンを添加して非感光性樹脂溶液を調製した。得られた非感光性透明樹脂３の重量平均分子量Ｍｗは１００００であった。
【００６７】
（ＲＧＢ材料の製造方法）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、感光性を有するＲＧＢ材料を得た。
【００６８】
顔料分散体（赤、又は緑、又は青色の顔料使用）  ６７．０部
非感光性透明樹脂溶液（合成例１、又は２、又は３で得たもの）  ５．０部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート  ４．０部
光重合開始剤（チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガキュアー９０７」）  １．４部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）  ０．２部
シクロヘキサノン  ２２．４部
本発明で使用する非感光性透明樹脂は、合成例１〜３と同様にして得た、重量平均分子量１００００、３４４００、４５０００の非感光性透明樹脂１〜３である。
【００６９】
表１には、実施例で得た、非感光性透明樹脂１を含有するＲＧＢ材料（１）、非感光性透明樹脂２を含有するＲＧＢ材料（２）、非感光性透明樹脂３を含有するＲＧＢ材料（３
）をそれぞれ使用し、図１に示すＲＧＢ材料層を形成した時の、乗り上げ率と非感光性透明樹脂の重量平均分子量の関係を示した。透明樹脂層９の厚さは、２、３、４μｍの時の結果である。
【００７０】
【表１】
2008225048.tif 000003
透明樹脂層が所定膜厚の時の、乗り上げ率とＲＧＢ材料に含有される非感光性透明樹脂の分子量との関係を表した表である。
【００７１】
図４は、表１をグラフ化したものである。３本のグラフは、それぞれ透明樹脂層９の厚さが２〜４  μｍの時の結果を線形近似で表示している。
【００７２】
表１及び図４に示すように、透明樹脂層９の厚さが４μｍの時は、非感光性透明樹脂の重量平均分子量がどのような値であっても、乗り上げ率は３３％以下となった。しかし非感光性透明樹脂の重量平均分子量が１００００の時は、乗り上げ率は１６．２％となり、非常に薄いＲＧＢ層を透明樹脂層９上に形成することができた。透明樹脂層９の厚さが３μｍの時は、非感光性透明樹脂の重量平均分子量が１００００の時に、乗り上げ率は２９．２％となり、３３％を下回った。透明樹脂層９の厚さが２μｍの時は、全ての値で乗り上げ率は３３％を上回った。透明樹脂層がどのような厚さでも、非感光性透明樹脂の重量平均分子量に対し、乗り上げ率はほぼ線形に比例した。
【００７３】
すなわち、ＲＧＢ材料に含有される非感光性透明樹脂の重量平均分子量を制御することで、透明樹脂層９の厚さを薄く保ったまま、乗り上げ率３３％以下のＲＧＢ材料層を形成することができ、視認性に優れた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る半透過型液晶表示装置の一例を示す部分側断面図である。
【図２】従来の半透過型液晶表示装置の例を示す部分側断面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各事例である。
【図３】従来の、光反射領域に透明樹脂層が設けられた半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程を示す側断面図である。
【図４】透明樹脂層が所定膜厚の時の、乗り上げ率とＲＧＢ材料に含有される非感光性透明樹脂の分子量との関係を表したグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１…透明基板
２…遮光層（ブラックマトリクス）
３…ＲＧＢ材料層
３ａ…光透過領域ＲＧＢ材料層
３ｂ…光反射領域ＲＧＢ材料層
４…透明電極
５…液晶樹脂層
６…アレイ基板
７…反射板
８…バックライト
９…透明樹脂層
１０…Ｒ層
１１…Ｇ層
１２…Ｂ層
１３…画面表示面
【図１】
2008225048.tif 000004
【図２】
2008225048.tif 000005
【図３】
2008225048.tif 000006
【図４】
2008225048.tif 000007