(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも感光性樹脂成分と顔料と分散剤とを含有し、前記顔料の少なくとも一部は塩基性処理を施したものであり、前記分散剤はスチレン／ブチルスチレン共重合物、長鎖ポリアミノアマイド燐酸塩、ポリアマイド、高分子量ポリカルボン酸塩、酢酸オレイルアミン、テトラアルキルアンモニウム塩、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸アミノオレエート、リン酸エステル塩、および、アルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、前記分散剤の含有量は前記顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ用の感光性組成物。
【請求項２】
塩基性処理を施したグリーン顔料としてフタロシアニン顔料を含有し、さらに、イエロー顔料を含有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用の感光性組成物。
【請求項３】
透明基板と、該透明基板上に１色または２色以上の着色パターンからなる着色層とを備え、前記着色層の少なくとも１色は請求項１または請求項２に記載の感光性組成物を用いて形成されたものであることを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は感光性樹脂組成物とカラーフィルタに係り、特に輝度の高い光源を使用する液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタと、このカラーフィルタに使用できる感光性樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタには、光源からの光を青反射用、緑反射用、赤反射用の各ダイクロイックミラーでＲ，Ｇ，Ｂの３色に分光し、次に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３枚の液晶パネル（ライトバルブ）でそれぞれ変調を受けた光を３本の投射レンズによりスクリーン上に直接投影合成する３板式と、カラーフィルタ付きの液晶パネルを１枚使用し投射する単板式とがある。
【０００３】
３板式は、ダイクロイックミラーで３原色を作るため色再現性が良好であり、また、スクリーンの１画素内でＲ，Ｇ，Ｂの色合成を行うため明るい画像を得ることができるという利点がある。しかし、液晶パネル（ライトバルブ）を３枚使用するため製造コストが高く、また、光学系が複雑であるという欠点がある。
【０００４】
一方、単板式は、３画素で１絵素を作成するため３板式よりも画面が暗く、色再現性に劣るという欠点があるが、使用する液晶パネル（ライトバルブ）が１枚で済むため、光学系が単純であり低価格化が可能であるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような単板式の液晶プロジェクタにおいて、表示品質の向上を図るためには、液晶パネルの高精細化とともに光源の高輝度化が必要である。このため、光源としてメタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の光源が使用されている。
【０００６】
しかしながら、単板式では３板式と異なって３色すべての光が１枚の液晶パネル（ライトバルブ）に集中し、かつ、上記のような照射光量の大きい光源が使用されるため、カラーフィルタへの入射光束が大きく、カラーフィルタが退色し色再現性が低下するという問題がある。これは、カラーフィルタを構成する着色層に含有される顔料の耐光性が不十分であることに起因するものであり、特に、カラーフィルタを構成する緑色の着色層における退色の程度が大きい。このため、耐光性に優れる緑色顔料、例えば、フタロシアニン系グリーンとジスアゾ系あるいはイソインドリン系イエローからなる顔料が使用されるが、これらの高耐光性の顔料も液晶プロジェクタの光源に対しての耐光性は不十分であった。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高い耐光性を有する着色層の形成を可能とする感光性組成物と、高輝度の光源に対して良好な耐性を有するカラーフィルタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の感光性組成物は、少なくとも感光性樹脂成分と顔料と分散剤とを含有し、前記顔料の少なくとも一部は塩基性処理を施したものであり、前記分散剤はスチレン／ブチルスチレン共重合物、長鎖ポリアミノアマイド燐酸塩、ポリアマイド、高分子量ポリカルボン酸塩、酢酸オレイルアミン、テトラアルキルアンモニウム塩、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸アミノオレエート、リン酸エステル塩、および、アルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、前記分散剤の含有量は前記顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲であるような構成とした。
また、本発明の他の態様として、塩基性処理を施したグリーン顔料としてフタロシアニン顔料を含有し、さらに、イエロー顔料を含有するような構成とした。
【００１１】
本発明のカラーフィルタは、透明基板と、該透明基板上に１色または２色以上の着色パターンからなる着色層とを備え、前記着色層の少なくとも１色は上述の感光性組成物を用いて形成されたような構成とした。
【００１２】
このような本発明では、感光性組成物に含有される塩基性処理を施した顔料が優れた耐光性を有し、また、顔料に対して所定の範囲で含有された分散剤が顔料表面を被覆して顔料の耐光性を向上させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、第１の発明である感光性組成物について説明する。この感光性組成物は、少なくとも感光性樹脂成分と顔料と分散剤とを含有し、顔料の少なくとも一部は塩基性処理を施したものである。
【００１５】
感光性樹脂成分としては、例えば、▲１▼バインダー樹脂成分として、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、スチレンスルホン酸などの酸性基を有するモノマーと、スチレン、α−メチルスチレン、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリルアミド等のモノマーとを共重合させた共重合体が挙げられる。また、▲２▼光重合開始剤として、ハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、紫外線により光重合性モノマーの重合性基を重合させるラジカルを発生させることができる化合物であり、単独または複数組み合わせて使用される。さらに、▲３▼光重合性モノマーとして、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ステアリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、３−メトキシブチルアクリレート等が挙げられる。▲４▼溶剤として、ジイソプロピルエーテル、ｎ−ペンタン、ジエチルエーテル、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メチルエーテルアセテート、３−エトキシプロピオン酸メチル、ジグライム、ブチルカルビトール等の有機溶剤が挙げられる。
【００１６】
また、第１の発明の感光性組成物に含有させる塩基性処理を施した顔料としては、ジスアゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン系顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン系顔料等の有機顔料の１種または２種以上を使用することができる。また、上記の塩基性処理を施した顔料と併用できる無処理あるいは他の処理を施した顔料として、ジスアゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン系顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン系顔料等を挙げることができる。このような重料を併用する場合、塩基性処理を施した顔料１００重量部に対して５〜２００重量部の範囲で含有させることができる。
【００１７】
さらに、第１の発明の感光性組成物に含有される分散剤としては、スチレン／ブチルスチレン共重合物、長鎖ポリアミノアマイド燐酸塩、ポリアマイド、高分子量ポリカルボン酸塩、酢酸オレイルアミン、テトラアルキルアンモニウム塩、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸アミノオレエート、リン酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等を挙げることができる。このような分散剤は、顔料１００重量部に対して３０〜１００重量部の範囲で含有させることができる。
【００１８】
尚、第１の発明の感光性組成物は、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、難燃剤等を含有してもよい。
【００１９】
次に、第２の発明である感光性組成物について説明する。この感光性組成物は、少なくとも感光性樹脂成分と顔料と分散剤とを含有し、分散剤の含有量が顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲である。
【００２０】
このような感光性組成物に使用できる感光性樹脂成分としては、上述の感光性樹脂成分を挙げることができる。
【００２１】
感光性組成物に含有させる顔料としては、ジスアゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン系顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、キナクリドン顔料、ペリレン系顔料などの有機顔料等の１種または２種以上を使用することがでる。
【００２２】
また、第２の発明の感光性組成物に含有される分散剤としては、上述の第１の発明の感光性組成物に使用できる分散剤を挙げることができる。この分散剤の含有量が３０重量部未満であると十分な耐光性が得られず、また、１５０重量部を超えると感光性組成物のパターニング適性が低下するので好ましくない。
【００２３】
尚、第２の発明の感光性組成物は、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、難燃剤等を含有してもよい。
【００２４】
次に、第３の発明である感光性組成物について説明する。この感光性組成物は、少なくとも感光性樹脂成分と顔料と分散剤とを含有し、顔料の少なくとも一部は塩基性処理を施したものであり、かつ、分散剤の含有量が顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲である。
【００２５】
このような感光性組成物に使用できる感光性樹脂成分としては、上述の第１の感光性組成物に使用できる感光性樹脂成分を挙げることができる。
【００２６】
また、感光性組成物に含有させる塩基性処理を施した顔料としては、上述の第１の発明の感光性組成物と同様の顔料を使用することができる。さらに、このような塩基性処理を施した顔料１００重量部に対して、塩基性処理が施されてない顔料を５〜２００重量部の範囲で含有させることができる。この塩基性処理が施されてない顔料は、上述の第１の発明の感光性組成物の説明で挙げた無処理あるいは他の処理を施した顔料と同じものを使用することができる。
【００２７】
さらに、第３の発明の感光性組成物に含有させる分散剤としては、上述の第１の発明の感光性組成物に使用できる分散剤を挙げることができる。分散剤の含有量が３０重量部未満であると十分な耐光性が得られず、また、１５０重量部を超えると感光性組成物のパターニング適性が低下するので好ましくない。
【００２８】
尚、第３の発明の感光性組成物は、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、難燃剤等を含有してもよい。
【００２９】
次に、本発明のカラーフィルタを説明する。図１は本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す概略構成図である。図１においてカラーフィルタ１は、透明基板２と、この透明基板２上に所定のパターンで形成された複数の着色パターン３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからなる着色層３と、ブラックマトリックス４とを備えている。カラーフィルタ１の透明基板２としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有するフレキシブル材を用いることができる。
【００３０】
着色層３は、感光性樹脂成分に着色剤として顔料を分散させた感光性組成物を透明基板２上に塗布し、この塗布膜を所定形状のマスクを介して露光・現像して所望の着色パターンを形成する操作を３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）分行って形成することができる。そして、本発明のカラーフィルタは、少なくとも１色の着色層、例えば、最も耐光性の低い緑色顔料を使用する着色層が、上述の本発明の感光性組成物を用いて形成されている。これにより、本発明のカラーフィルタは、高輝度の光源に対する高い耐光性を具備したものとなる。
【００３１】
ブラックマトリックス４は、蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法により金属クロム等を成膜することにより形成したもの、感光性樹脂成分にカーボンブラック等の遮光性粒子を分散させた感光性組成物を塗布してブラックマトリックス用のマスクを介して露光し現像することにより形成したもの等、いずれの方法により形成したものであってもよい。また、透明基板２上に透明電極を形成しておき、電着法によりブラックマトリックス４を形成してもよい。
【００３２】
本発明のカラーフィルタでは、着色層３およびブラックマトリックス４を覆うように保護層を設けてもよい。このような保護層は、カラーフィルタ１の表面平滑化、信頼性の向上および液晶プロジェクタ等において使用する際の液晶層への汚染防止等を目的とするものであり、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明樹脂、あるいは二酸化ケイ素等の透明無機化合物等を用いて形成することができる。このような保護層の厚さは１．０〜２．０μｍ程度が好ましい。そして、この保護層上に透明共通電極として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜等を形成することができる。ＩＴＯ膜は蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法により形成することができ、厚さは１０００〜１５００Å程度が好ましい。
【００３３】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００３４】
まず、下記に示される組成からなる８種（Ａ〜Ｈ）の緑色感光性組成物を調製した。
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次に、スピンコート法によりコーニング（株）製１７３７ガラス基板上に上記の８種の緑色感光性組成物をそれぞれ塗布し、ホットプレートで９０℃、３分間のプリベークを行った後、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光（露光量３００ｍＪ／ｃｍ2 ）した。その後、アルカリ現像を行い、洗浄後、１８０℃、４５分間の条件でポストべークを行って緑色の着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【００３５】
次いで、上記のように形成した着色層を覆うように、保護層用塗料（日本合成ゴム（株）製オプトマーＳＳ６０００）を用いてスピンコート法でガラス基板上に保護層（厚み１μｍ）を形成した。さらに、この保護層を覆うように、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜（厚み１５００Å）を形成して、緑色の着色層を備えたカラーフィルタを作製した。
【００３６】
次に、上述のように作製した各カラーフィルタについて、下記の照射条件で分光透過率を測定し、３２０時間経過後の色差変化（△Ｅ* ａｂ）を下記の表１に示した。
（照射条件）
・光  源  ：  メタルハライドランプ
・照  度  ：  ２００万〜２２０万ルクス
・試料温度：  ４０〜４５℃
【００３７】
【表１】
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表１に示されるように、塩基性処理を施したグリーン顔料を含有する感光性組成物（Ａ、Ｂ）、無処理のグリーン顔料を含有するものの、分散剤を顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲で含有する感光性組成物（Ｃ、Ｄ、Ｅ）、および、塩基性処理を施したグリーン顔料を含有し、かつ、分散剤を顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲で含有する感光性組成物（Ｆ）を使用して作製したカラーフィルタは、いずれも３２０時間経過後の色差変化が１８〜４２と小さいものであり、高輝度の光源に対する高い耐光性を具備することが確認された。
【００３８】
これに対して、無処理のグリーン顔料を含有し、分散剤を顔料１００重量部に対して３０重量部未満の範囲で含有する感光性組成物（Ｇ）を使用して作製したカラーフィルタは、３２０時間経過後の色差変化が６０と大きく、高輝度の光源に対する耐性が不十分であった。また、無処理のグリーン顔料を含有し、分散剤を顔料１００重量部に対して１５０重量部を超えて含有する感光性組成物（Ｈ）を使用して作製したカラーフィルタは、３２０時間経過後の色差変化が３３で小さいものの、着色層のパターン精度が悪く実用に供し得ないものであった。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば感光性組成物を少なくとも感光性樹脂成分と顔料と分散剤とを含有したものとし、この感光性組成物において、含有する顔料の少なくとも一部を塩基性処理を施した顔料とすることにより顔料に優れた耐光性を付与し、および／または、顔料１００重量部に対して３０〜１５０重量部の範囲で分散剤を含有させることにより分散剤で顔料表面が被覆されて耐光性が向上し、これにより高い耐光性を有する着色層の形成が可能となる。
【００４０】
また、透明基板上に所定のパターンで形成された１色または２色以上の着色パターンからなる着色層を備えたカラーフィルタの少なくとも１色の着色層、例えば、最も耐光性の低い着色顔料を使用する着色層を上記感光性組成物を用いて形成することにより、高輝度の光源に対する高い耐光性をカラーフィルタに付与することができ、このようなカラーフィルタを使用することにより、例えば、表示品質の良好な単板式の液晶プロジェクタが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルタ
２…透明基板
３…着色層
４…ブラックマトリックス
【図１】
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