(57)【要約】【課題】染料を加えることによる感度低下があり、ベーク工程における焼成温度を低く抑えても十分に硬化が進み、カラーフィルタの上に成膜される透明導電膜の焼成工程においてもシワの発生のない、耐熱性、耐薬品性、高明度、高コントラストなカラーフィルタのための感光性着色組成物を提供する。【解決手段】なくとも１種の染料と顔料との混合物からなる着色剤、バインダー樹脂、光重合性モノマー、重合開始剤を含有する感光性着色組成物であり、光重合性モノマーに対する光重合開始剤の重量比率が０．０５〜０．２倍で、且つバインダー樹脂に対する光重合性モノマーの重量比率が１．０〜１．５倍であることを特徴とする感光性着色組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタに用いられる、少なくとも１種の染料を含む混合物からなる着色剤、バインダー樹脂、光重合性モノマー、重合開始剤を含有する感光性着色組成物であり、
光重合性モノマーに対する光重合開始剤の重量比率が０．０５〜０．２倍で、且つバインダー樹脂に対する光重合性モノマーの重量比率が１．０〜１．５倍であることを特徴とする感光性着色組成物。
【請求項２】
フォトリソグラフィー法により複数色の感光性着色組成物を用い、複数色の着色画素を順番に繰り返し配列されたカラーフィルタであって、
前記複数色の感光性着色組成物のそれぞれが、請求項１に記載の感光性着色組成物であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】
インクジェット法により複数色の感光性着色組成物を用い、複数色の着色画素を順番に繰り返し配列されたカラーフィルタであって、
前記複数色の感光性着色組成物のそれぞれが、請求項１に記載の感光性着色組成物であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等に用いられるカラーフィルタの、製造に使用される感光性着色組成物、及びこれを用いたカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー表示装置は、携帯電話・デジタルカメラ等の小面積のものから、パーソナルコンピュータの表示装置・テレビなどの大面積のものまで広く普及が進んでいる。これらの表示装置については、輝度や色再現性、コントラストなどの性能をより高めることが要求されており、表示装置を構成する部材であるカラーフィルタにおいても、さらなる高明度化や高色再現性、高コントラスト化などが望まれている。
【０００３】
カラーフィルタの作製方法としては、印刷法、電着法、顔料分散法などが知られているが、このうち顔料分散法は顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色組成物をフォトリソ法によってカラーフィルタを作製する方法である。顔料分散法は顔料を使用しているため耐熱性、耐光性に優れており、表示装置用カラーフィルタとして好適であり、広く利用されてきた。
【０００４】
しかし、顔料分散法を用いて作製したカラーフィルタは顔料微粒子の影響により表示装置内で光を拡散させ、表示コントラストの低下を招くことが知られており、その対策として顔料粒子の微粒化が検討なされているが、顔料を用いている限り、この拡散は完全にはなくならない。この問題を解決するためには、着色組成物に溶解することで発色する染料を用いることが考えられる。
【０００５】
従来から染料を用いたカラーフィルタの検討がなされているが、染料を含有する着色組成物には新たな問題点を含んでいる。すなわち、（１）染料は、一般的なカラーフィルタ用着色組成物に用いられる有機溶剤に対して溶解性が低い。（２）染料はフォトリソ法で一般的に用いられるラジカル重合において、発生したラジカル重合末端を失活させる、いわゆる「ラジカルイーター」として働くため、露光感度を低下させ、塗膜を十分に硬化できない。（３）染料は一般的に顔料と比較して耐熱性、耐光性に劣る。（４）塗膜中の染料が有機溶剤などに浸すと溶出する。といった問題である（特許文献１）。
【０００６】
これらの課題のうち、（３）の耐熱性に関しては、フォトリソ法によるカラーフィルタの製造工程におけるベーク工程（露光、現像工程後の焼成工程）の温度も考慮する必要がある。すなわち、一般的には２２０℃〜２５０℃程度の温度で焼成するが、これほどの高温では染料が分解・酸化する恐れがあるため、より低温で焼成する必要がある。しかし、（２）に示したように、染料を含む着色組成物では、露光感度が低下するため塗膜の硬化が十分ではない。露光による硬化が不十分な上、ベーク工程の温度も低くして焼成してしまうと膜の硬化が不十分となる。
【０００７】
これらの解決手法として、バインダー樹脂の酸価や二重結合を導入することによる露光感度の向上や耐熱性、耐光性の向上が図られているが、十分ではない（特許文献２）。
【０００８】
膜の硬化が不十分になると耐熱性、耐薬品性といった信頼性が劣るなどの不具合が生じると考えられるが、カラーフィルタの製造工程においても、透明導電膜をカラーフィルタの上に成膜する場合、透明導電膜の焼成のためにかける熱でカラーフィルタの膜が収縮し、透明導電膜との間に応力が発生してシワが発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２５７５９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、染料を加えることによる感度低下が生じるが、ベーク工程における焼成温度を低く抑えても十分に硬化が進み、カラーフィルタの上に成膜される透明導電膜の焼成工程においてもシワの発生のない、耐熱性、耐薬品性、高明度、高コントラストなカラーフィルタのための感光性着色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】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、カラーフィルタに用いられる、少なくとも１種の染料を含む混合物からなる着色剤、バインダー樹脂、光重合性モノマー、重合開始剤を含有する感光性着色組成物であり、
光重合性モノマーに対する光重合開始剤の重量比率が０．０５〜０．２倍で、且つバインダー樹脂に対する光重合性モノマーの重量比率が１．０〜１．５倍であることを特徴とする感光性着色組成物である。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、フォトリソグラフィー法により複数色の感光性着色組成物を用い、複数色の着色画素を順番に繰り返し配列されたカラーフィルタであって、
前記複数色の感光性着色組成物のそれぞれが、請求項１に記載の感光性着色組成物であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、インクジェット法により複数色の感光性着色組成物を用い、複数色の着色画素を順番に繰り返し配列されたカラーフィルタであって、
前記複数色の感光性着色組成物のそれぞれが、請求項１に記載の感光性着色組成物であることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を用いることにより、表示コントラストを高めるため、着色組成物の着色料に染料を含有させることにより必須となる低温での焼成条件でも、光重合性モノマーに対する光重合開始剤の重量比率、バインダー樹脂に対する光重合性モノマーの重量比率を限定することにより、カラーフィルタ上への透明導電膜の成膜時にシワの発生のない感光性着色組成物と、耐熱性、耐薬品性、高明度、高コントラストなカラーフィルタと、カラー液晶表示装置及び有機ＥＬ表示装置とを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための形態を詳細に説明する。本発明に係る第一の実施形態は、着色材料として少なくとも１種の染料を含むカラーフィルタ用着色組成物であり、光重合性モノマーに対する光重合開始剤の組成比率が０．０５〜０．２倍で、且つバインダー樹
脂に対する光重合性モノマーの組成比率が１．０〜１．５倍の感光性着色組成物である。
【００１８】
該着色組成物は有機溶剤に可溶な染料を少なくとも一種含有する。該染料は、特に限定しないが公知の有機溶剤に可溶な染料を使用することができる。これらの染料としては、酸性染料、油溶性染料、分散染料、反応性染料、直接染料等が挙げられる。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、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、及びアズレン系染料が挙げられる。
【００１９】
具体的には、カラーインデックス番号で以下のものが挙げられる。赤色染料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｒｅｄ  １、２、３、４、８、１６、１７、１８、１９、２３、２４、２５、２６、２７、３０、３３、３５、４１、４３、４５、４８、４９、５２、６８、６９、７２、７３、８３：１、８４：１、８９、９０、９０：１、９１、９２、１０６、１０９、１１０、１１８、１１９、１２２、１２４、１２５、１２７、１３０、１３２、１３５、１４１、１４３、１４５、１４６、１４９、１５０、１５１、１５５、１６０、１６１、１６４、１６４：１、１６５、１６６、１６８、１６９、１７２、１７５、１７９、１８０、１８１、１８２、１９５、１９６、１９７、１９８、２０７、２０８、２１０、２１２、２１４、２１５、２１８、２２２、２２３、２２５、２２７、２２９、２３０、２３３、２３４、２３５、２３６、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４７、２４８、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ６、１１、２６、６０、８８、１１１、１８６、２１５、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｒｅｄ  １、２、１３、１４、２２、２７、２９、３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ４、２３、３１、７５、７６、７９、８０、８１、８３、８４、１４９、２２４、Ｃ．Ｉ．Ｓｕｌｐｈｕｒ  Ｒｅｄ  ５、６、７、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｒｅｄ  １３、２１、２３、２８、２９、４８、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｒｅｄ  ８、２２、４６、１２０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｒｅｄ  ４、１１、５４、５５、５８、６５、７３、１２７、１２９、１４１、１９６、２１０、２２９、３５４、３５６。
【００２０】
黄色染料としては例えばＣ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２、３、７、１２、１３、１４、１６、１８、１９、２１、２５、２５：１、２７、２８、２９、３０、３３、３４、３６、４２、４３、４４、４７、５６、６２、７２、７３、７７、７９、８１、８２、８３、８３：１、８８、８９、９０、９３、９４、９６、９８、１０４、１０７、１１４、１１６、１１７、１２４、１３０、１３１、１３３、１３５、１４１、１４３、１４５、１４６、１５７、１６０：１、１６１、１６２、１６３、１６７、１６９、１７２、１７４、１７５、１７６、１７９、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８９、１９０、１９１、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７、２３、２５、３６、３８、４２、４４、７２、７８、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｙｅｌｌｏｗ  １１、２３、２５、２８、４１、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、２、４、１４、１６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２６、２７、２８、３３、４４、５０、８６、１４２、Ｃ．Ｉ．Ｓｕｌｐｈｕｒ  Ｙｅｌｌｏｗ  ４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３、４、５、７、２３、３３、４２、６０、６４、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２、１２、２０、３３。
【００２１】
橙色染料としては例えばＣ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  １、２、３、４、５、７、１１、１４、２０、２３、２５、３１、４０：１、４１、４５、５４、５６、５８、６０、６２、６３、７０、７５、７７、８０、８１、８６、９９、１０２、１０３、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ２６、２９、３４、３７、７２、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ２、５、１１、１５、１８、２０、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｏｒａｎｇｅ  １、４、７、１３、１６、２０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｏｒａｎｇｅ  １３、２９、３０。
【００２２】
紫色染料としては例えば、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ５１、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ１  ３、１８、３９、６６、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２、８、９、１１、１３、１４、２１、２１：１、２６、３１、３６、３７、３８、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、Ｃ．Ｉ．Ｓｕｌｐｈｕｒ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２、３、４、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｖｉｏｌｅｔ  ２、４、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、３、９、１３、１５、１６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、６、１２、２６、２７、２８。
【００２３】
青色染料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２、３、４、５、７、１８、２５、２６、３５、３６、３７、３８、４３、４４、４５、４８、５１、５８、５９、５９：１、６３、６４、６７、６８、６９、７０、７８、７９、８３、９４、９７、９８、１００、１０１、１０２、１０４、１０５、１１１、１１２、１２２、１２４、１２８、１２９、１３２、１３６、１３７、１３８、１３９、１４３、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
Ｂｌｕｅ  ２２、２５、４０、７８、９２、１１３、１２９、１６７、２３０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ７１、７８、９８、１０６、１０８、１９２、２０１、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ３、７、９、１７、４１、６６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ
Ｂｌｕｅ  ３、２４、７９、８２、８７、１０６、１２５、１６５、１８３、Ｃ．Ｉ．Ｓｕｌｐｈｕｒ  Ｂｌｕｅ  ２、３、７、９、１３、１５、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｂｌｕｅ  １、２、７、１９、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｂｌｕｅ  ６、１４、２６、３０。
【００２４】
緑色染料としては、例えばＣ．Ｉ．ＡｃｉｄＧｒｅｅｎ  ２５、２７、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｇｒｅｅｎ  ３、４、Ｃ．Ｉ．Ｓｕｌｐｈｕｒ  Ｇｒｅｅｎ  ２、３、６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｇｒｅｅｎ  ２６、２８、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  １、３、４、５、７、２８、２９、３２、３３、３４、３５、Ｃ．Ｉ．Ｖａｔ  Ｇｒｅｅｎ
３、５、８。
【００２５】
その他色調調整用染料としては、例えばＣ．Ｉ．Ａｚｏｉｃ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２、３、４、５、７、８、９、１０、１１、１３、３２、３７、４１、４８、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｒｏｗｎ  １、３、４、５、１２、２０、２２、２８、３８、４１、４２、４３、４４、５２、５３、５９、６０、６１、６２、６３、Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌａｃｋ３、５、５：２、７、１３、２２、２２：１、２６、２７、２８、２９、３４、３５、４３、４５、４６、４８、４９、５０。
【００２６】
これらの染料は、所望の分光スペクトルを発現させるために単独で用いることも、２種類以上組み合わせて用いることもできる。
【００２７】
着色組成物中における染料の質量濃度は、好ましくは０．１％乃至２０％、より好ましくは０．５％乃至１８％、更に好ましくは０．５％乃至１５％である。染料の濃度が０．１％未満では、染料濃度が薄いため、カラーフィルタとして十分な色の着色画素を形成するためには、着色画素の膜厚を非常に厚くしなくてはならないため、画素形成が困難であり、生産性も悪化するため実用上難点がある。また、２０％を越えると、濃度が高すぎるため、染料が十分に溶解せず、結晶が析出する恐れがあり、更に着色画素の形成のために着色組成物を基板上に塗布し、有機溶剤を乾燥する際にも、染料が析出する恐れがある。
【００２８】
本発明に係るカラーフィルタ用着色組成物は上記染料の他に顔料を含めても良く、着色組成物中における顔料の質量濃度は、好ましくは０．１％乃至５０％、より好ましくは０
．５％〜４０％、更に好ましくは０．５％〜３０％である。０．１％未満では、顔料濃度が薄いため、カラーフィルタとして十分な色の着色画素を形成するためには、着色画素の膜厚を非常に厚くしなくてはならないため、画素形成が困難であり、生産性も悪化するため実用上難点があり、５０％を越えると、顔料を分散化するための樹脂の量が少なくなり、不安定になり、顔料の凝集による増粘やコントラスト低下の原因となる。
【００２９】
該顔料は、特に限定しないが公知の顔料を特に制限なく使用することができる。例えば、赤色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４２、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等が挙げられるが、特にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ１７７、２４２、２５４が好適に用いられる。
【００３０】
黄色顔料としては例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、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、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、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、１９９、２１３、２１４等が挙げられるが、特にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ１３８、１３９１５０が好適に用いられる。
【００３１】
橙色顔料としては例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられるが、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ３６が好適に用いられる。
【００３２】
緑色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ７、１０、３６、３７、５８等の緑色顔料を用いることができるが、特にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ７、３６、５８が好適に用いられる。
【００３３】
青色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等が挙げられるが、特にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：６を用いることができる。
【００３４】
また、紫色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等が用いられるが、特にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３が好適に用いられる。
【００３５】
また、無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（III））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。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。
【００３６】
着色組成物に含まれる顔料は、カラーフィルタの高輝度化、高コントラスト化を実現させるため、微細化処理されていることが好ましく、また一次粒子径が小さいことが好ましい。顔料の一次粒子径は、顔料を透過型電子顕微鏡で撮り、その写真の画像解析を行い算出した。ここで言う一次粒子径は、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の５０％に相当する粒子径（円相当径）を表す。
【００３７】
顔料の一次粒子径は、４０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下であり、更に好ましくは２０ｎｍ以下である。また、一次粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
顔料の一次粒子径が上限値より大きい場合には、液晶表示装置の黒表示時の視認性が悪い。また、下限値より小さい場合は、顔料分散が難しくなり、着色組成物としての安定性を保ち、流動性を確保することが困難になる。その結果、カラーフィルタの輝度、色特性が悪化する。
【００３９】
顔料の一次粒子径を制御する手段としては、顔料を機械的に粉砕して一次粒子径を制御する方法（磨砕法と呼ぶ）、良溶媒に溶解したものを貧溶媒に投入して所望の一次粒子径の顔料を析出させる方法（析出法と呼ぶ）、及び合成時に所望の一次粒子径の顔料を製造する方法（合成析出法と呼ぶ）等がある。使用する顔料の合成法や化学的性質等により、個々の顔料について適当な方法を選択して行うことができる。
【００４０】
以下にそれぞれの方法について説明するが、本発明に用いる着色組成物に含まれる顔料の一次粒子径の制御方法は、上記方法のいずれを用いてもよい。磨砕法は、顔料をボールミル、サンドミル又はニーダーなどを用いて、食塩等の水溶性無機塩などの磨砕剤及びそれを溶解しない水溶性有機溶剤とともに機械的に混練（以下、この処理をソルトミリングと呼ぶ）した後、無機塩と有機溶剤を水洗除去し、乾燥することにより所望の一次粒子径の顔料を得る方法である。
【００４１】
ただし、ソルトミリング処理により、顔料が結晶成長する場合があるため、処理時に上記有機溶剤に少なくとも一部溶解する固形の樹脂や顔料分散剤を加えて、結晶成長を防ぐ方法が有効である。
【００４２】
顔料と無機塩の比率は、無機塩の比率が多くなると顔料の微細化効率は良くなるが、顔料の処理量が少なくなるために生産性が低下する。一般的には、顔料が１重量部に対して無機塩を１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部用いるのが良い。また、上記水溶性有機溶剤は、顔料と無機塩とが均一な固まりとなるように加えるもので、顔料と無機塩との配合比にもよるが、通常は顔料１重量部に対して０．５〜３０重量部の量で用いられる。
【００４３】
上記磨砕法について更に具体的には、顔料と水溶性の無機塩の混合物に湿潤剤として少量の水溶性有機溶剤を加え、ニーダー等で強く練り込んだ後、この混合物を水中に投入し、ハイスピードミキサー等で攪拌しスラリー状とする。次に、このスラリーを濾過、水洗して乾燥することにより、所望の一次粒子径の顔料を得ることができる。
【００４４】
析出法は、顔料を適当な良溶媒に溶解させたのち、貧溶媒と混ぜ合わせて、所望の一次粒子径の顔料を析出させる方法で、溶媒の種類や量、析出温度、析出速度などにより一次粒子径の大きさが制御できる。一般に顔料は溶媒に溶けにくいため、使用できる溶媒は限られるが、例として濃硫酸、ポリリン酸、クロロスルホン酸などの強酸性溶媒又は液体アンモニア、ナトリウムメチラートのジメチルホルムアミド溶液などの塩基性溶媒などが知られている。
【００４５】
本法の代表例としては、酸性溶剤に顔料を溶解させた溶液を他の溶媒中に注入し、再析出させて微細粒子を得るアシッドペースティング法がある。工業的にはコストの観点から硫酸溶液を水に注入する方法が一般的である。硫酸濃度は特に限定されないが、９５〜１００重量％が好ましい。顔料に対する硫酸の使用量は特に限定されないが、少ないと溶液粘度が高くハンドリングが悪くなり、逆に多すぎると顔料の処理効率が低下するため、顔料に対して３〜１０重量倍の硫酸を用いることが好ましい。
【００４６】
なお、顔料は完全溶解している必要はない。溶解時の温度は０〜５０℃が好ましく、これ以下では硫酸が凍結する恐れがあり、かつ溶解度も低くなる。高温になると副反応が起こりやすくなる。注入される水の温度は１〜６０℃が好ましく、この温度以上で注入を始めると硫酸の溶解熱で沸騰して作業が危険である。これ以下の温度では凍結してしまう。注入にかける時間は顔料１部に対して０．１〜３０分が好ましい。時間が長くなるほど一次粒子径は大きくなる傾向がある。
【００４７】
顔料の一次粒子径の制御は、アシッドペースティング法などの析出法とソルトミリング法などの磨砕法を組み合わせた手法を選択することにより、顔料の整粒度合を考慮しつつ行うことができ、更にはこの時分散体としての流動性も確保できることからより好ましい。
【００４８】
ソルトミリング時あるいはアシッドペースティング時には、一次粒子径制御に伴う顔料の凝集を防ぐために、下記に示す色素誘導体や樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等の分散助剤を併用することもできる。また、一次粒子径制御を２種類以上の顔料を共存させた形で行うことにより、単独では分散が困難な顔料であっても安定な分散体として仕上げることができる。
【００４９】
特殊な析出法としてロイコ法がある。フラバントロン系、ペリノン系、ペリレン系、インダントロン系等の建染染料系顔料は、アルカリ性ハイドロサルファイトで還元すると、キノン基がハイドロキノンのナトリウム塩（ロイコ化合物）になり水溶性になる。この水溶液に適当な酸化剤を加えて酸化することにより、水に不溶性の一次粒子径の小さな顔料を析出させることができる。
【００５０】
合成析出法は、顔料を合成すると同時に所望の一次粒子径の顔料を析出させる方法である。しかし、生成した微細顔料を溶媒中から取り出す場合、顔料粒子が凝集して大きな二次粒子になっていないと一般的な分離法である濾過が困難になるため、通常、二次凝集が起きやすい水系で合成されるアゾ系等の顔料に適用されている。
【００５１】
更には、顔料の一次粒子径を制御する手段として、顔料を高速のサンドミル等で長時間分散すること（顔料を乾式粉砕する、いわゆるドライミリング法）により、顔料の一次粒子径を小さくすると同時に分散することも可能である。
【００５２】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物に含まれる顔料担体としてのバインダー樹脂は、顔料を分散させるものであり、透明樹脂、その前駆体又はそれらの混合物により構成される。透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍ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。
【００５３】
透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び感光性樹脂が含まれ、その前駆体には、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマー若しくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で又は２種以上混合して用いることができる。
【００５４】
バインダー樹脂は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物中の顔料１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
【００５５】
バインダー樹脂としては、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が８０％以上、好ましくは９５％以上の樹脂である。バインダー樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び活性エネルギー線硬化性樹脂が含まれ、その前駆体には、活性エネルギー線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマー若しくはオリゴマーが含まれ、これらを単独又は２種以上混合して用いることができる。
【００５６】
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、ポリスチレン、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、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
【００５７】
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、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。中でも透明性の観点からアクリル系樹脂が好適に用いられる。
【００５８】
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基などの反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。
【００５９】
また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα-オレフィン-無水マレイン酸共重合物などの酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートなどの水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
【００６０】
バインダー樹脂を生成するモノマー及びオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２-ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β-カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、トリエチレングリコールジ（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、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、１，６-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（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、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレートなどの各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ-ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ-ビニルホルムアミド、アクリロニトリルなどが挙げられる。これらは、単独又は２種類以上混合して用いることができる。
【００６１】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布するために1種または２種類以上の有機溶剤を用いることができる。有機溶剤は、着色組成物を塗布する際の塗布性、乾燥性、膜厚均一性、濡れ性などの観点から粘度、表面張力、沸点、溶解度パラメータなどを考慮して選択される。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、１-エトキシ-２-プロピルアセテート、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メチルエーテルアセテート、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸メチル、エチルベンゼン、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、酢酸イソアミル、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、石油系溶剤などが挙げられるが、これらに限らない。有機溶剤は、着色組成物中の色材の合計１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００６２】
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-オンなどのアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４-ベンゾイル-４’-メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’-テトラ（ｔ-ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２-クロルチオキサントン、２-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４-ジイソプロピルチオキサントン、２，４-ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物、２，４，６-トリクロロ-ｓ-トリアジン、２-フェニル-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-（ｐ-メトキシフェニル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-（ｐ-トリル）-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジン、２-ピペロニル-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-トリアジンなどのトリアジン系化合物、１，２-オクタンジオン，１-〔４-（フェニルチオ）-，２-（Ｏ-ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ-（アセチル）-Ｎ-（１-フェニル-２-オキソ-２-（４’-メトキシ-ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミンなどのオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６-トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィン系化合物、９，１０-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノンなどのキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物などが用いられる。これらの光重合開始剤は１種又は２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤は、着色組成物中の顔料の合計１００重量部に対して、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００６３】
上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上混合して用いるか、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４-ジメチルアミノ安息香酸メチル、４-ジメチルアミノ安息香酸エチル、４-ジメチルアミノ安息香
酸イソアミル、安息香酸２-ジメチルアミノエチル、４-ジメチルアミノ安息香酸２-エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ-ジメチルパラトルイジン、４，４’-ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’-ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’-ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノンなどのアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種又は２種以上混合して用いることができる。増感剤は、着色組成物中の光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量で用いることができる。
【００６４】
更に、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４-ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３-メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２-ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４-ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６-トリメルカプト-ｓ-トリアジン、２-（Ｎ，Ｎ-ジブチルアミノ）-４，６-ジメルカプト-ｓ-トリアジンなどが挙げられる。これらの多官能チオールは、１種又は２種以上混合して用いることができる。多官能チオールの含有量は、着色組成物中の顔料の合計１００重量部に対して、０．０５〜１００重量部が好ましく、好ましくは０．１〜６０重量部の量で用いることができる。
【００６５】
光重合性モノマーは、光照射により光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸などによって重合し得る化合物である。光重合性モノマーとしては、例えば、重合性の炭素−炭素不飽和結合を有する化合物などが挙げられる。
【００６６】
光重合性モノマーとしては、公知の光重合性モノマーを特に制限なく、用いることができる。光重合性モノマーとしては、少なくとも１つの付加重合可能なエチレン性二重結合を有し、常圧下での沸点が１００℃以上である化合物が好ましい。（メタ）アクリル化合物であることがより好ましい。感度と高硬化の観点から、前記光重合性モノマーが多官能（メタ）アクリル化合物であることが更に好ましい。
【００６７】
光重合性モノマーの例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、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ペンタ（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、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリス（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に（メタ）アクリレート化したものなどが挙げられる。
【００６８】
本実施形態に係るカラーフィルタ着色組成物には、組成物の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、また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤などの密着向上剤を含有させることもできる。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及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、亜リン酸塩などが挙げられる。
【００６９】
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β-メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどの（メタ）アクリルシラン類、β-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β-（３，４-エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β-（３，４-エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β-（３，４-エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン類、Ｎ-β（アミノエチル）γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ-β（アミノエチル）γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ-β（アミノエチル）γ-アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ-フェニル-γ-アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン類、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのチオシラン類などが挙げられる。
【００７０】
本発明に係るカラーフィルタは、必要に応じて赤色画素、緑色画素及び青色画素を含み、更に必要に応じて黄色画素、シアン色画素、マゼンタ色画素、及び透明画素等、他の画素色を含んでいてもよい。本発明に係る着色画素以外は、色顔料を含有する、色染料を含有する、もしくは、色顔料及び色染料の両方を含有する、公知の着色組成物を用いて形成して構わない。
【００７１】
本実施形態に係るカラーフィルタにおいて、着色画素は、好ましくは０．１μｍ乃至５．０μｍ、より好ましくは０．５μｍ乃至４．０μｍ、更に好ましくは１．０μｍ乃至３．５μｍの膜厚を有する。すなわち、本発明に係わる青色画素をフォトリソグラフィー法で形成する場合、膜厚が０．１μｍ未満であると画素の形成が困難になり、また、膜厚が５μｍより厚くなると、組成物を塗膜として塗布形成するのが困難となるためである。
【００７２】
本実施形態に係るカラーフィルタは、透明基板上に、上述したカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成された着色塗膜からなる着色画素を具備するものである。即ち、カラーフィルタは、ガラス等の透明基板上に、遮光膜であるブラックマトリクス、及び着色画素を備えている。着色画素は、上述した青色着色組成物を用いて形成された青色画素、赤色画素、及び緑色画素からなる。
【００７３】
透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、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。また、本発明に係わるカラーフィルタを液晶表示装置に組み込む場合、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。
【００７４】
本発明の第二の実施形態は上述の着色組成物を透明基板上に硬化して着色画素を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。各色着色画素の形成は、例えば、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィー法等により行うことができる。
【００７５】
印刷法による各色着色画素の形成は、上記各種の印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。
【００７６】
更に、印刷技術の発展により高い寸法精度及び平滑度を有する微細パターンの印刷を行
うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。
【００７７】
インクジェット法を用いたカラーフィルタの製造方法として、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成し、インクジェット印刷装置を用いてブラックマトリクスの開口部にインクを付与して着色部を形成する方法が提案されている。更に、この方法において、インクが所定の開口部に正確に充填され、隣接する着色部間でインクが混じり合う混色が発生しないように、ブラックマトリクスを構成する材料にフッ素化合物やケイ素化合物等の撥水材を含ませてもよい。
【００７８】
インクジェットに用いる装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式がある。また、インクジェット装置におけるインクの粒子化周波数は、５〜１００ＫＨｚ程度である。また、インクジェット装置におけるノズル径は５〜８０μｍ程度が望ましい。また、インクジェット装置はヘッドを複数個配置し、１ヘッドにノズルを６０〜５００個程度組み込んだものを用いることができる。
【００７９】
インクジェット法により着色部パターンを形成した後は、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレートなどを使用して、加熱処理し、着色層パターンを形成する。インクジェット法によれば、複数色のインキを同時に塗布することができることから、簡易なプロセスで安価にカラーフィルタを製造することが可能である。
【００８０】
フォトリソグラフィー法により各色着色画素を形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、透明基板上に、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０．２〜１０μｍとなるように塗布する。塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレートなどを使用してもよい。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パターン露光用フォトマスクを介して膜に紫外線露光を行う。
【００８１】
その後、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するか若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て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。着色組成物の現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなど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などの有機アルカリを用いることもできる。
【００８２】
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。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬)現像法、パドル（液盛り)現像法などを適用することができる。
【００８３】
なお、紫外線露光時の膜の感度を上げるために、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂などを塗布乾燥し、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。
【００８４】
電着法は、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色着色画素を透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。転写法は、剥離性の転写ベースシートあるいは転写胴の表面に、あらかじめ着色画素を形成しておき、この着色画素を所望の透明基板に転写させる方法である。
【００８５】
透明基板あるいは反射基板上に各色着色画素を形成する前に、あらかじめブラックマトリックスを形成しておくと、表示パネルのコントラストを一層高めることができる。ブラックマトリックスとしては、クロムやクロム／酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜を用いることもできる。
【００８６】
なお、いずれの方法を用いても、着色画素の形成後、着色画素の硬化を促進するために、ベーク工程を施す必要がある（フォトリソ法においては現像工程後）。ベーク工程における焼成温度は１５０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１８０℃以上２１０℃以下であり、更に好ましくは１８０℃以上２００℃以下である。
【００８７】
焼成温度が１５０℃未満では着色画素の焼成が十分に進まずに、後述する透明導電膜の成膜における焼成工程で着色画素と透明導電膜との間に発生する膜応力によってシワの発生を誘発する。一方、２２０℃を越える温度で焼成工程を実施すると多くの染料は熱による分解あるいは酸化反応によって変色や退色が起きる。
【００８８】
更に、熱硬化性化合物は２２０℃を超える温度で焼成すると黄変するため、透過率の低下を招く。焼成時間は５分以上６０分以下であることが好ましく、より好ましくは１０分以上４０分以下、更に好ましくは１５分以上３０分以下である。
【００８９】
なお、この焼成時間は、フォトリソ法の場合は、各色のベーク工程における焼成時間である。例えば、３色のカラーフィルタであれば、最初に入色した着色画素は、その後、色の着色画素のベーク工程における焼成も入るので３回分の焼成が入り、２色目は２回分の焼成が入る。この場合、各色のベーク工程の条件は必ずしも一致した条件で実施する必要がなく、必ずしも前述の範囲の温度・時間である必要はない。
【００９０】
例えば、１色目、２色目は顔料分散型着色組成物（本発明に係らないレジスト）を使用し、３色目に本発明に係る着色組成物を使用する場合、１色目、２色目は上述の範囲外の温度・時間で焼成しても構わず、３色目の本発明に係る着色組成物を使用する場合に前述の範囲の温度・時間で焼成すればよい。
【００９１】
透明導電膜の材料は特に制限なく公知のものを用いることができる。中でも特にＩＴＯが好適に用いられる。透明導電膜の多くはスパッタ法などでカラーフィルタ上に成膜されるが、多くは加熱しながら成膜するか、成膜後にアニール工程が必要となる。
【００９２】
透明導電膜を成膜する際の加熱は、スパッタリングの際に同時に加熱する方法（加熱スパッタリング）とスパッタリング後の後加熱する方法（アニーリング）があると前述したが、この両方を用いる方法もある。即ち、加熱スパッタリングにより透明導電膜を形成し、その後に更にアニールングを実施する方法である。
【００９３】
また、本発明に係わるカラーフィルタを液晶表示装置に組み込む場合、前記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）をあらかじめ形成しておき、その後に着色画素を形成することもできる。ＴＦＴ基板上に着色画素を形成することにより、液晶表示パネルの開口率を高め、輝度を向上させることができる。本実施形態に係るカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、液晶配向膜などを形成して構わない。
【実施例】
【００９４】
次に、実施例を用いて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例における「部」は、「重量部
」を表す。また、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。また、顔料の記号はカラーインデックスナンバーを示し、例えば、「ＰＲ２５４」は「Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４」を、「ＰＢ１５：６」は「Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ１５：６」を表す。以下に染料及び顔料の製造例を示す。
【００９５】
ａ）赤色着色組成物
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
【００９６】
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４                        １８部（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド  Ｂ-ＣＦ」）
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ１７７                            ２部（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド  Ａ２Ｂ」）
分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」）                ２部
アクリルワニス（固形分２０％）                                          ５０部その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色着色組成物を得た。
【００９７】
上記分散体                                                              ７２部
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                ８部
（日本化薬（株）製「カヤラッドＤＰＣＡ−３０」）
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                                １０部
（日本化薬（株）製「カヤラッドＤＰＨＡ」）
（三和ケミカル（株）製「ＭＷ３０」）
光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュアー９０７」）  ３部
増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ‐Ｆ」）                          １部
シクロヘキサノン                                                      ２５３部赤色染料
アクリル樹脂                                                        １０ｗｔ％
多官能アクリルモノマー（東亞合成（株）製  アロニックスＭ‐３００）    ６ｗｔ％
赤色染料（田岡化学工業（株）製  Ｏｌｅｏｓｏ  Ｆａｓｔ  Ｒｅｄ  ＢＬ）５ｗｔ％
光重合開始剤（２，４，６‐トリス（トリクロロメチル）‐ｓ‐トリアジン）１ｗｔ％
シラン化合物（信越シリコーン（株）製  ＫＢＭ５０３）                  ３ｗｔ％
シクロヘキサノン                                                    ７５ｗｔ％
ｂ）緑色着色組成物
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
【００９８】
緑色顔料Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３６                        １６部
（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン  ６ＹＫ」）
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０                  ８部
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー  Ｙ-５６８８」）
分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ‐１６３」）                  ２部
アクリルワニス（固形分２０％）                                        １０２部その後、上記分散体を１２８部用い、さらに下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色着色組成物を得た。
【００９９】
トリメチロールプロパントリアクリレート                                  １４部
新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュアー９０７」）  ４部
増感剤（保土ヶ谷化学工業（株）製「ＥＡＢ‐Ｆ」）                          ２部
シクロヘキサノン                                                      ２５７部緑色染料＞
アクリル樹脂                                                        １０ｗｔ％
多官能アクリルモノマー（東亞合成（株）製アロニックスＭ‐３００）      ６ｗｔ％
緑色染料                                                              ３ｗｔ％
（オリヱント化学工業(株)製・Ｏｉｌ  Ｇｒｅｅｎ  ５０２）
光重合開始剤                                                          １ｗｔ％
シラン化合物（信越シリコーン（株）製ＫＢＭ５０３）                    ３ｗｔ％
シクロヘキサノン                                                    ７７ｗｔ％
ｃ）青色着色組成物
青色顔料（ＰＢ１５：６（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ）  ２００部塩化ナトリウム                                                        １６００部ジエチレングリコール（東京化成社製）                                    １００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１９８部のソルトミリング処理顔料を得た。
青色染料（ＢＢ７（東京化成工業社製）                                  ５．１４部水                                                                      ５００部に溶解し、攪拌しながら
１−ナフタレンスルホン酸ナトリウム                                    ４．６０部を加え、室温で１時間攪拌した。氷冷し、沈殿を濾取し、水で洗浄した。ケーキを風乾したのち、減圧乾燥して染料を得た。
【０１００】
それぞれ作製した顔料と染料を、重量比６５：３５の割合で混合調整し、青色着色組成物を得た。
【０１０１】
感光性樹脂組成物は、バインダー樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、界面活性剤、有機溶剤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調整される。表１に、光重合成モノマーに対する光重合開始剤の含有率（Ｉ／Ｍ比）、バインダー樹脂に対する光重合成モノマーの含有率（Ｍ／Ｐ比）を変えて作製した感光性着色組成物の水準ａ〜ｊを示す。
【０１０２】
【表１】
2013160831.tif 000002
透明樹脂はアクリル樹脂溶液からなっており、調整は、反応容器に
シクロヘキサノン                                                    ３７０．０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に過熱して、同温度で下記モノマー及び熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。組成は
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部である。
【０１０３】
滴下終了後、更に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
シクロヘキサノン                                                      ５０．０部に溶解させたものを添加し、更に８０℃で１時間反応を続行して、アクリル樹脂の溶液を得た。このアクリル樹脂の質量平均分子量Ｍｗは、約４００００であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃で２０分間過熱乾燥し、不揮発分を測定し、測定結果に基づき、先に合成したアクリル樹脂溶液に不揮発分が３０％になるようにシクロヘキサノンを添加して、アクリル樹脂溶液を調整した。
【０１０４】
また光重合成モノマーは、ポリオールポリアクリレート（東亞合成社製「アロニックスＭ４０２」）を、開始剤はチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「イルガキュア３７９」／保土ヶ谷化学製「ＥＡＢ‐Ｆ」を、界面活性剤は東レ・ダウコーニング社製「ＦＺ‐２１２２」を、有機溶剤はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート／酢酸イソペンチル／シクロヘキサノンを用いて感光性樹脂組成物を得た。
【０１０５】
＜評価基板の作成方法＞光重合成モノマーに対する光重合開始剤の含有率、樹脂に対する光重合成モノマーの含有率を変更した感光性樹脂組成物を、硬化後の膜厚が２μｍとなるように、スピンコート法によりガラス基板１００ｍｍ×１００ｍｍ、０．７ｍｍ厚）に塗布し、乾燥した後、１３０μｍのストライプパターンのネガ像を有するフォトマスクを介して超高圧水銀ランプを用いて紫外線で露光した。その後、２３℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。その後、クリーンオーブン中で、２３０℃で２０分のポストベークを行い、各組成の着色膜パターンを有するガラス基板を得た。
【０１０６】
その後、透明導電膜としてＩＴＯ（インジウム-スズ酸化物）をスパッタリング法で蒸着して作製した。ＩＴＯ膜厚は１４００Åであった。その後にＩＴＯ膜のアニールを２００℃で１時間行い、ＩＴＯ付着色膜パターン基板を得た。
【０１０７】
＜シワ外観評価＞光学顕微鏡で接眼レンズ１０倍、対物レンズ２０倍の倍率２００倍で上述のアニール後のＩＴＯ付着色膜パターン基板を観察した。着色膜パターンにシワなどが発生した場合を×、異常がない場合を○として評価した。結果を表２に示す。
【０１０８】
【表２】
2013160831.tif 000003
実施例の水準ａ〜ｆの内、光重合成モノマーに対する光重合開始剤の含有率（Ｉ／Ｍ比）に対しては低い水準の０．１倍で、かつバインダー樹脂に対する光重合成モノマーの含有率（Ｍ／Ｐ比）に対しては高い水準の１．０〜１．５倍でシワが発生はなく、異常無しとなった。即ち光重合成モノマー比率が多いことで、着色組成物のより内部まで光硬化が進行することにより改善されたと考えられる。