(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接して配置された異なる分光特性を有する複数の着色層を備え、該複数の着色層のうちの少なくとも１つの着色層はポリマー鎖に化学的に結合した染料を含有し、該ポリマー鎖に化学的に結合した染料が下記式（１）で示される重合性トリフェニルメタン染料を含むポリマーであるカラーフィルター。
【化１】
0003736221.tif 000010
（式（１）において、Ｒ1 は、それぞれ独立に、ＣＨ2 ＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｒ2 −、
ＣＨ2 ＝Ｃ（ＣＨ3 ）−ＣＯＯ−Ｒ2 −、ＣＨ2 ＝ＣＨ−Ｐｈ−ＣＨ2 −およびＣＨ2 ＝ＣＨ−ＣＯ−からなる群の中から選ばれる重合性基、水素原子、または１ないし８個の炭素原子を有するアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基を表し、Ｒ1 の少なくとも１つは、上記重合性基であり、Ｘ-はアニオンを表し、Ｐｈは、フェニルを表し、Ｒ2 は、２ないし４個の炭素原子を有するアルキレン基を表す。）
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルターを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルターおよびこれを備えた液晶表示装置に係り、特には、染料が結合したポリマーを含有する着色層を備えるカラーフィルターおよびこれを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置用のカラーフィルターは様々なものがあるが、ここでは液晶ディスプレイ用カラーフィルターを代表例として説明する。液晶ディスプレイは、時計・カメラ等の小面積のものから、コンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置等の大面積のものまで広く使用されており、近年大面積の液晶ディスプレイを中心としてカラー表示化が急速に進んでいる。カラーフィルターは液晶ディスプレイのカラー表示化には必要不可欠で、カラー液晶ディスプレイの性能を決める重要な部品であり、高精細な画像を表示するために様々な形に微細パターニングされたものが用いられている。従来のカラーフィルターの製造方法としては、例えば染色法やインクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィー法が知られている。
【０００３】
染色法は、所定のフィルターパターンを形成した後、各色の染色浴中でフィルターパターンを染色する工程と防染処理工程とを各々赤、緑、青の三色に対して繰り返すことによってカラーフィルターを作製する技術である。この方法は、その工程が煩雑な上、総工程数が多いことが難点である。これに対して、より工程数が少なく、効率のよいカラーフィルターの製造方法が提案されている。例えば、インクジェット装置を用いて、インクを基板となる透明な基材に噴出、固定することによって着色するインクジェット法、および印刷機を用いてインクを基板となる透明な基材に転写する印刷法等の技術がこれに該当する。これらの方法では、パターンの位置合わせはインクジェットのヘッドまたは印刷機および印刷版で行うため、着色層をパターニングする工程を必要としない。しかしながら、これらの方法では高精細のフィルターを形成することが困難である。
【０００４】
フォトリソグラフィー法には、直接法と間接法（エッチング法）とがある。直接フォトリソグラフィー法は、着色剤と感光性高分子とを溶剤に溶解または分散した着色液を用い、それを基板上に塗布、製膜した後、着色層を光照射によりパターニング、現像することにより一色の着色パターンを形成するものである。この方法では、染色法と同様に、各色毎にこれら一連の工程を繰り返し行うが、染色工程および防染処理を必要としないため、工程数が染色法のそれに比べて少なくなるばかりでなく、分光特性のコントロール、再現性が容易に得られる。さらに、フォトリソグラフィー法を利用しているため、解像度が大きく、印刷法やインクジェット法では困難なより高精細なカラーフィルターを作製することが可能であり、近年、液晶ディスプレイ用のカラーフィルターの製造において、主流になっている方法である。
【０００５】
エッチング法は、感光性を持たない着色層の上に感光性を有するフォトレジストを塗布、乾燥した後、光照射により、パターン形成した後、着色層だけを除去するような溶媒で処理し、続いてレジストを除去するものであり、この一連の工程を繰り返すことによってカラーフィルターを製造するものである。エッチング法も高精細の画素を形成することでは有望な手法である。
【０００６】
このようなフォトリソグラフィー技術を用いた方法では、従来、一般に耐熱性、耐光性また耐薬品性に優れるという理由から、着色剤として顔料が使用されている。しかし、顔料は一定の粒経を有するため、消偏（depolarization）作用を伴い、カラー液晶装置の表示コントラスト比が劣化することが知られている。また、高い光透過性を得ることが困難でありカラーフィルターの明度を向上させるには限界がある。
【０００７】
これに対して、染料は、一般に、溶剤やポリマーに可溶であり、カラーフィルター着色液中でも凝集等を起さずに安定している。また、この染料を分散させた着色液を用いて得られるカラーフィルターは、染料が分子レベルで分散しているため消偏作用がなく、光透過性も優れる。しかしながら、顔料分散カラーフィルターに比べ染料分散カラーフィルターは耐熱性、耐光性、また耐薬品性に劣るといった欠点を有する。
【０００８】
この耐熱性、耐光性、耐薬品性を改善するために、ポリイミド前駆体、分散性染料、油溶性染料を溶剤で溶かしたカラーフィルター着色液を用い、エッチング法によりパターンを形成する方法（特公平４−２４３号）、ポジ型レジストと架橋剤および染料からなるカラーフィルター用着色液を用い、エッチング法でパターンを形成する方法（特開平４−３０１８０２号、特開平６−３５１８３号）等が提案されている。これらのいずれの方法も、顔料の代りに染料を樹脂に単に分散した着色組成物を使用しており、現像の際の染料の溶出あるいは加熱時の染料の昇華といった問題がある。
【０００９】
溶出や昇華の問題を解決する手段として、染料にアクリロイル基を共有結合させ、他の重合性モノマーと共重合させることが一部の染料で提案されている。しかしながら、上記提案は、学術的な研究での特定染料に関するものであり、染料一般に関しての具体的な記載はされていない。また、カラーフィルター用に提案されているものではないため、アクリロイル基等の置換基を導入する際の多少の色相変化も考慮されていない。
【００１０】
このように、フォトリソグラフィー技術により製造されるカラーフィルターにおいて、染料を用いることによる高コントラスト比、高精細、高透明性、高色純度を有し、しかも耐熱性、耐光性、耐薬品性、耐昇華性に優れた実用性のあるカラーフィルターは得られていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、染料の昇華を防ぎ、顔料のみを用いたカラーフィルターに比べて、分光特性、コントラスト比に優れ、しかも耐熱性、耐光性、耐薬品性の高い染料含有カラーフィルターを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明によれば、隣接して配置された異なる分光特性を有する複数の着色層を備え、該複数の着色層のうちの少なくとも１つの着色層は以下に示すポリマー鎖に化学的に結合した染料を含有するカラーフィルターにより達成される。
【００１３】
本発明において、ポリマー鎖に結合した染料は、下記式（１）で示される重合性トリフェニルメタン染料を含むポリマーである。
【００１４】
【化２】
0003736221.tif 000002
【００１５】
式（１）において、Ｒ1 は、それぞれ独立に、ＣＨ2 ＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｒ2 −、
ＣＨ2 ＝Ｃ（ＣＨ3 ）−ＣＯＯ−Ｒ2 −、ＣＨ2 ＝ＣＨ−Ｐｈ−ＣＨ2 −およびＣＨ2 ＝ＣＨ−ＣＯ−からなる群の中から選ばれる重合性基、水素原子、または１ないし８個の炭素原子を有するアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基を表し、Ｒ1 の少なくとも１つは、上記重合性基であり、Ｘ-はアニオンを表し、Ｐｈは、フェニルを表し、Ｒ2 は、２ないし４個の炭素原子を有するアルキレン基を表す。
【００１６】
また、本発明は、本発明のカラーフィルターを備える液晶表示装置を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、隣接して配置された異なる分光特性を有する複数の着色層を含むカラーフィルターに関する。本発明において、複数の着色層のうち、少なくとも１つの着色層は、ポリマー鎖に結合した染料（ポリマー染料）を含有する。
【００１８】
本発明のポリマー染料は、以後詳述するように、重合性染料モノマーの単独重合反応または該染料モノマーと他の重合性モノマー（コモノマー）との共重合反応によって得ることができる。本発明において、ポリマー染料が重合性染料モノマーのホモポリマーである場合、そのホモポリマーには、二量体、三量体、オリゴマーが含まれる。
【００１９】
本発明の重合性染料のモノマーは、官能基を有する染料の基本骨格に一般的な有機合成手法によって重合性部位を導入するか、染料の合成原料に重合性部位を導入した後に、染料を合成することによって得ることができる。例えば、染料の基本骨格がヒドロキシル基を有する場合、これに重合性基を有するカルボン酸クロライドを反応させて両者をエステル結合させることにより所望の重合性染料モノマーを製造することができる。いずれにおいても、重合性部位は複数導入しても構わない。
【００２０】
重合性トリフェニルメタン染料モノマーは、下記一般式（１）で示される。
【００２１】
【化３】
0003736221.tif 000003
【００２２】
式（１）において、Ｒ1 は、それぞれ独立に、ＣＨ2 ＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｒ2 −、
ＣＨ2 ＝Ｃ（ＣＨ3 ）−ＣＯＯ−Ｒ2 −、ＣＨ2 ＝ＣＨ−Ｐｈ−ＣＨ2 −およびＣＨ2 ＝ＣＨ−ＣＯ−からなる群の中から選ばれる重合性基、水素原子、または１ないし８個の炭素原子を有するアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基を表し、Ｒ1 の少なくとも１つは、上記重合性基であり、Ｘ-はアニオンを表し、Ｐｈは、フェニルを表し、Ｒ2 は、２ないし４個の炭素原子を有するアルキレン基を表す。
【００２３】
式（１）において、Ｒ1 で表される１〜８個の炭素原子を有するアルキル基には、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第二ブチル、第三ブチル、イソブチル、アミル、第三アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、第三オクチル、２−エチルヘキシルが含まれる。また、Ｒ1 で表される１〜８個の炭素原子を有するヒドロキシルアルキル基には、例えば、上記アルキル基の水素原子をヒドロキシル基で置換したヒドロキシアルキル基が含まれる。Ｒ2 で表される２〜４個の炭素原子を有するアルキレン基には、例えば、エチレン、トリメチレン、テトラメチレンが含まれる。
【００２４】
式（１）において、Ｘ-で表されるアニオンには、例えば、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、フッ素アニオンのようなハロゲンアニオン、過塩素酸アニオン、チオシアン酸アニオン、六フッ化リンアニオン、六フッ化アンチモンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン等の無機アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオンのような有機スルホン酸アニオン、オクチルリン酸アニオン、ドデシルリン酸アニオン、オクタデシルリン酸アニオン、フェニルリン酸アニオン、ノニルフェニルリン酸アニオンのような有機リン酸アニオンが含まれる。
【００２５】
式（１）で示される色素単量体の代表例として、下記の青色の色相の式（２）の化合物が挙げられる。ただし、本発明は下記の例示化合物により何ら限定されるものではない。なお、以下の例示では、アニオンを省いた染料モノマーのカチオンの形態で示してある。
【００２６】
【化４】
0003736221.tif 000004
【００２７】
本発明の染料モノマーと共重合させて本発明のポリマー染料を生成するコモノマーは、染料モノマーと重合可能なものであれば、いずれの好適な重合性コモノマーであってよい。これらコモノマーには、スチレン系化合物、カルボン酸モノマー、特にα，β−不飽和モノもしくはポリカルボン酸、およびそのエステル、アミド、イミドまたは無水物、ビニル化合物が含まれる。スチレン系化合物の例を挙げると、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、ｐ−クロロメチルスチレン、ｍ−クロロメチルスチレンである。α，β−不飽和カルボン酸の例を挙げると、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、１−ブチン−２，３，４−トリカルボン酸である。不飽和カルボン酸のエステルの例を挙げると、上記α，β−不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、２−ヒドロキシエチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、ドデシルエステル、２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジルエステル、１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルエステル、２−〔３−（２−ベンゾトリアゾリル）−４−ヒドロキシフェニル〕エチルエステルである。不飽和カルボン酸のアミドの例を挙げると、上記α，β−不飽和カルボン酸のメチルアミド、ジメチルアミド、エチルアミド、ジエチルアミド、プロピルアミド、ジプロピルアミド、ブチルアミド、ジブチルアミド、ヘキシルアミド、オクチルアミド、フェニルアミドなどであり、不飽和カルボン酸のイミドの例を挙げると、マレイミド、イタコンイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−オクチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミドである。ビニル化合物の例を挙げると、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルピロリドンである。
【００２８】
上記染料を有するホモポリマーまたはコポリマーは通常の重合方法によって容易に得ることができる。本発明の染料モノマーとコモノマーとの共重合体は、通常、本発明の染料モノマー１００ｇに対して、コモノマーを５〜１０００００ｇの割合で反応させることによって製造することができる。
【００２９】
本発明の染料を有する高分子を用いることによって、耐熱性、耐光性、耐薬品性等を備え、かつ高透明で高色純度なカラーフィルターを得ることができる。このカラーフィルターの分光特性をさらに改善するため、顔料を併用して使用してもよい。また、分光特性を整えるために、調色剤として他の染料を合わせて使用しても構わない。
【００３０】
そのような顔料の具体例を挙げると、Pigment Red９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、Pigment Blue １５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、Pigment Green７、３６、Pigment Yellow ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、Pigment Orange３６、 Pigment Violet２３であるが、これらに限定されるものではない。さらに、これらの染料や顔料は要望の色相を得るために２種類以上を混合して用いても構わない。
【００３１】
調色剤として用いることのできる染料の具体例を挙げると、Acid Red ５２、８７、９２、１２２、４８６、Solvent Red ８、２４、８３、１０９、１２５、１３２、Disperse Red ６０、７２、８８、２０６、Basic Red１２、２７、Acid Blue ９、４０、８３、１２９、２４９、Solvent Blue ２５、３５、３６、５５、６７、７０、Disperse Blue ５６、８１、６０、８７、１４９、１９７、２１１、２１４、Basic Blue １、７、２６、７７、Acid Green １８、Solvent Green３、Basic Green １、Acid Yellow ３８、９９、Solvent Yellow ２５、８８、８９、１４６、Disperse Yellow ４２、６０、８７、１９８、Basic Yellow ２１であるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
本発明のポリマー染料を含有する着色層には、可溶性ポリマーをさらに含有することができる。そのような可溶性ポリマーは、有機溶剤、アルカリ水溶液、水等によって溶解可能なものであればよく、特に限定されるものではない。可溶性ポリマーは、一般に（メタ）アクリル酸と２−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンやアンモニウム塩を有するモノマー等に代表されるような親水性のモノマーや（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、Ｎ- ビニルカルバゾール等に代表されるような親油性のモノマーとを好適な混合比で既知の手法で共重合させることによって得ることができる。
【００３３】
さらに、本発明の染料モノマーを含有する着色層は、光照射時に重合してその場で（in situ）形成された重合性モノマーのポリマーを含有することができる。そのような重合性モノマーは、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも１個以上含むもので、１官能であるビニルモノマーや多官能ビニルモノマーが含まる。その具体例を挙げると、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の高沸点ビニルモノマー、さらには、脂肪族ポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングルコール、ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール等のジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル類等やジメチロールトリシクロデカンモノアクリレートやジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等の脂環式モノマーや、芳香族ポリヒドロキシ化合物、例えばヒドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、ビスフェノールＡ等のジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル、イソシアヌル酸のエチレンオキシド変性（メタ）アクリル酸エステル等の他に２−フェノキシエチルアクリレート、２−フェノキシエチルメタクリレート、フェノールエトキシレートモノアクリレート、ｐ-クロロフェニルアクリレート、KAYARAD R551（日本化薬（株）製アクリルモノマーの商品名）、KAYARAD DPHA（日本化薬（株）製アクリルモノマーの商品名）であるが、これらに限定されるものではない。これら重合性モノマーのうち、常温、常圧で液体でかつ常圧で沸点が１００℃以上であるものがより好ましい。また、これら重合性モノマーは必要に応じて２種類以上を混合して用いても構わない。なお、KAYARAD R551は、下記式で示される。
【００３４】
【化５】
0003736221.tif 000005
【００３５】
また、KAYARAD DPHAは、下記式で示される化合物であって、ａ＝５であってｂ＝１であるものと、ａ＝６であってｂ＝０であるものとの混合物の形態にある。
【００３６】
【化６】
0003736221.tif 000006
【００３７】
上記重合性モノマーを重合させるための重合開始剤の例を挙げると、tert−ブチルペルオキシ−iso−ブタレ−ト、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ベンゾイルジオキシ）ヘキサン、１,４−ビス［α−（tert−ブチルジオキシ）−iso−プロポキシ］ベンゼン、ジ−tert−ブチルペルオキシド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（tert−ブチルジオキシ）ヘキセンヒドロペルオキシド、α−（iso−プロピルフェニル）−iso−プロピルヒドロペルオキシド、２,５−ビス（ヒドロペルオキシ）−２,５−ジメチルヘキサン、tert−ブチルヒドロペルオキシド、１, １−ビス（tert−ブチルジオキシ）−３,３,５−トリメチルシクロヘキサン、ブチル−４,４−ビス（ｔ−ブチルジオキシ）バレレート、シクロヘキサノンペルオキシド、２,２',５,５'−テトラ（tert−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３,３',４,４'−テトラ（tert−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３,３',４,４'−テトラ（tert−アミルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３,３',４,４'−テトラ（tert−ヘキシルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３,３'−ビス（tert−ブチルペルオキシカルボニル）−４,４'−ジカルボキシベンゾフェノン、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、ジ−tert−ブチルジペルオキシイソフタレート等の有機過酸化物や、９,１０−アンスラキノン、１−クロロアンスラキノン、２−クロロアンスラキノン、オクタメチルアンスラキノン、１,２−ベンズアンスラキノン等のキノン類や、ベンゾインメチル、ベンゾインエチルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン等のベンゾイン誘導体である。
【００３８】
また、重合開始剤として、Macromolecules，１０，１３０７（１９７７）に記載の化合物、例えば、トリアリールホスホニウム塩化合物、ジアリールヨードニウム塩化合物、さらに鉄アレーン錯体等を使用することができる。
【００３９】
トリアリールホスホニウム塩化合物の例としては、トリフェニルホスホニウム クロリド、トリフェニルホスホニウム ブロミド、トリ（４−メトキシフェニル）ホスホニウム テトラフルオロボレート、トリ（ｐ−メトキシフェニル）ホスホニウム ヘキサフルオロホスホネート、トリ（４−エトキシフェニル）ホスホニウム テトラフルオロボレート等が挙げられる。
【００４０】
ジアリールヨードニウム塩化合物の例としては、ジフェニルヨードニウムクロライド、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムメシレート、ジフェニルヨードニウムメシレート、ジフェニルヨードニウムトシレート、ジフェニルヨードニウムブロミド、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス（ｐ−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（ｐ−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムメシレート、ビス（ｐ−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムトシレート、ビス（ｐ−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス（ｐ−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス（ｐ−tert−ブチルフェニル）ヨードニウムクロリド、ビス（ｐ−クロロフェニル）ヨードニウムクロライド、ビス（ｐ−クロロフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレート等が挙げられる。
【００４１】
さらに、本発明のポリマー染料は、これに感光性を付与するために、感光性材料と混合することもできる。そのような感光性材料には、露光により現像液溶解性が低下する材料と露光により現像液溶解性が増大する材料とが含まれる。
露光によりその現像液溶解性能が低下する感光性材料としては、例えば、光重合性モノマーと、光照射によりこれらモノマーを重合させる重合開始剤との組み合わせが例示できる。
【００４２】
光重合性モノマーとしては、２官能、３官能、多官能モノマーが含まれ、２官能モノマーとしては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート等が例示でき、３官能モノマーとして、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等が例示でき、多官能モノマーとして、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等が例示できる。光重合性モノマーの添加量は、特に限定されるものではないが、本発明のポリマー染料１重量部に対して０．５ないし２重量部の割合で配合することが好ましい。
【００４３】
上記光重合性モノマーのための重合開始剤には、トリアジン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ジアゾ系化合物、アジド系化合物が含まれる。トリアジン系化合物としては、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−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−クロロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−イソアミロキシカルボニルメチル−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−（２”−メトキシ−１”−メチルエトキシカルボニルメチル）−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−シクロヘキシロキシカルボニルメチル−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メチルチオフェニル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３−クロロフェニル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンを例示することができる。
【００４４】
アセトフェノン系化合物としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、２ーヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル（４−ドデシル）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−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オンなどがある。チオキサントン系化合物としては、２−メチルチオキサントン、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−ジイソプロピルチオキサントンなどがある。ベンゾイン系化合物としては、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタールなどがある。ベンゾフェノン系化合物としては、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどがある。ジアゾ系化合物としては、ｐ−ジアゾジフェニルアミンのホルムアルデヒド縮合物とヘキサフルオロリン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、過塩素酸塩、パラトルエンスルホン酸、もしくは、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸との反応により生成されたジアゾニウム塩がある。アジド系化合物としては、４，４’−ジアジドスチルベン、４，４’−ジアジドベンゾフェノン、４，４’−ジアジドカルコン，４，４’−ジアジドジフェニルメタン，ｐ−フェニレンｂｉｓ−アジドを例示することができる。
【００４５】
上記のような感光剤は増感剤とともに用いることができる。そのような増感剤にはチオキサントン類、キサントン類が含まれる。
【００４６】
上記感光性材料を利用するときには、本発明のポリマー染料と感光性材料に加えて、さらに解像度向上性樹脂及び溶剤を混合して感光性着色組成物とすることができる。そして、この感光性着色組成物は、例えば、スピンコート法により基材に塗布して被膜を形成することができる。また、塗布形成された被膜は、これを露光することにより、その溶剤溶解性が低下する。このため、前記被膜に所望の開口部又は透明部を有するマスクを重ね、このマスクを通して露光した後、現像液で現像することにより、その露光部位の被膜を選択的に基板上に残存させてパターン化することが可能である。
【００４７】
上記解像度向上性樹脂としては（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ｐーヒドロキシスチレンのようなフェノール性化合物またはその共重合体を例示することができる。この樹脂の分子量は、好ましくは３０００〜１５００００であり、さらに好ましくは１００００〜８００００である。分子量が３０００以下では、感度が不足し、１５００００以上では現像性が低下する。
【００４８】
また、溶剤としては、以後詳述する溶剤（水を除く）を使用することができる。
【００４９】
上記感光性材料を利用するときには、本発明のポリマー染料２５〜６０重量％、光重合性モノマー１０〜５０重量％、重合開始剤５〜２０重量％、樹脂２〜３０重量％の割合で混合した固形分１０〜５０重量％に溶剤５０〜９０重量％を加え、感光性着色組成物とすればよい。
【００５０】
また、露光によりその現像液溶解性能が低下する感光性材料としては、樹脂、光照射により酸を発生する光酸発生剤、及び発生した酸の存在下に加熱により上記樹脂を架橋させる架橋剤の組み合わせが例示できる。
【００５１】
樹脂としては、アルコール性ヒドロキシル基を有する単量体、フェノール系水酸基を有する単量体、カルボキシル基を有する単量体、またはアルコール性ヒドロキシル基およびカルボキシル基を有する単量体の共重合体を用いることができる。
【００５２】
アルコール性ヒドロキシル基を有する単量体としては、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、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートのε−カプロラクトン付加物、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、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの２塩基酸無水物およびエチレンオキサイド付加物、（メタ）アクリル酸のフェニルグリシジルエーテル付加物、グリシジル（メタ）アクリレートのモノカルボン酸付加物、アリルアルコール、アリロキシエタノール等が挙げられる。フェノール系水酸基を有する単量体としては、フェノールノボラック、ｐ−ヒドロキシスチレン、に代表されるフェノール類モノマーが挙げられる。この単量体は共重合において５〜５０重量％の範囲で用いることが望ましく、５重量％未満であると感度が低下し、５０重量％を越えると膨潤、現像性のバランスが取れなくなる。
【００５３】
カルボン酸基を有する単量体としては、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、ビニル安息香酸または（メタ）アクリル酸のカプロラクトン付加物、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートに無水フタル酸等の酸無水物を付加させたもの等が挙げられる。この単量体は共重合において５〜５０重量％の範囲で用いることが好ましく、５重量％未満であると感度が低下し、５０重量％を越えると現像性のバランスが取れなくなる。
【００５４】
アルコール性ヒドロキシル基およびカルボン酸基を有する単量体、またはアルコール性ヒドロキシル基またはカルボン酸基を有する単量体と共重合可能な他の単量体としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の脂肪族（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等の芳香族含有（メタ）アクリレート、スチレンおよびスチレン誘導体、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のＮ置換マレイミド等が挙げられる。この単量体は１種類でも、それ以上でも構わない。
【００５５】
これら樹脂（共重合体）の分子量は、好ましくは３０００〜１５００００であり、さらに好ましくは１５０００〜８００００である。分子量が３０００以下では、感度が不足し、１５００００以上では現像性が低下する。
【００５６】
光酸発生剤としてはトリアジン系化合物、オニウム塩系化合物がある。トリアジン系化合物としては、上記記載のトリアジン系重合開始剤が含まれる。
【００５７】
オニウム塩系化合物としては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネートなどが挙げられる。
【００５８】
架橋剤としては、Ｎ−メチロール構造を有するものが用いられ、たとえばメチロール化尿素、尿素樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン、メチロール化グアナミンあるいはこれらの化合物のアルキルエーテルを用いることができ、熱安定性が高いという点からアルキルエーテル化物がより好ましい。このアルキルエーテルのアルキル基としては炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。特に、このアルキルエーテル化物としては、感度の点からヘキサメチロールメラミンのアルキルエーテル化物がより好ましい。
【００５９】
この感光性材料を利用するときには、本発明のポリマー染料と感光性材料に加えて、さらに溶剤を混合して感光性着色組成物とすることができる。そして、この感光性着色組成物は、例えば、スピンコート法により基材に塗布して被膜を形成することができる。また、塗布形成された被膜は、これを露光することにより酸発生剤から酸が発生し、この露光に引き続いて加熱することにより上記樹脂と架橋剤とが架橋して、その溶剤溶解性が低下する。このため、前記被膜に所望の開口部又は透明部を有するマスクを重ね、このマスクを通して露光・加熱した後、現像液で現像することにより、その露光部位の被膜を選択的に基板上に残存させてパターン化することが可能である。溶剤としては、以後詳述する溶剤（水を除く）を使用することができる。
【００６０】
この感光性材料を利用するときには、前記本発明のポリマー染料２５〜６０重量％、光酸発生剤５〜２０重量％、架橋剤２〜３０重量％、樹脂２〜５０重量％の割合で混合した固形分１０〜５０重量％に溶剤５０〜９０重量％を加え、感光性着色組成物とすればよい。
【００６１】
次に、露光によりその現像液溶解性能が増大する感光性材料としては、例えば、樹脂と、光照射によりこの樹脂を分解又は変性させて、その現像液溶解性を増大させる感光剤との組み合わせが例示できる。
【００６２】
このような樹脂としては、ノボラック樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキルエーテル、スチレンとアクリル酸との共重合体、メタクリル酸とアルキルエステルとの共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエート、ポリビニルヒドロキシベンザルを例示することができる。
【００６３】
感光剤には１，２−ナフトキノン化合物が含まれる。その例を挙げると、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸のエステル、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノジアジド−５−スルホン酸のエステル、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸のエステル、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸のエステル、２，２’，３，４，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホン酸のエステル、２，２’，３，４，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸のエステルである。
【００６４】
この感光性材料を利用するときには、本発明のポリマー染料と感光性材料に加えて、さらに溶剤を混合して感光性着色組成物とすることができる。そして、この感光性着色組成物は、例えば、スピンコート法により基材に塗布して被膜を形成することができる。また、塗布形成された被膜は、これを露光することにより、樹脂が分解又は変性され、その溶剤溶解性が低下する。このため、前記被膜に所望の開口部又は透明部を有するマスクを重ね、このマスクを通して露光・加熱した後、現像液で現像することにより、その非露光部位の被膜を選択的に基板上に残存させてパターン化することが可能である。溶剤としては、以後詳述する溶剤（水を除く）を使用することができる。
【００６５】
この感光性材料を利用するときには、本発明のポリマー染料２５〜６０重量％、感光剤５〜２０重量％、樹脂２〜５０重量％の割合で混合した固形分１０〜５０重量％に溶剤５０〜９０重量％を加え、感光性着色組成物とすればよい。
【００６６】
本発明のカラーフィルターは、本発明のポリマー染料を含有する着色液を基板上に塗布した後、エッチング法または直接フォトリソグラフィー法によって作製される。着色液は、本発明のポリマー染料または重合性染料モノマーを溶剤中に含有し、さらに上記いずれかの重合性モノマー、感光性材料、重合開始剤（光開始剤）、および／または架橋剤を含有し得る。
【００６７】
使用する基板は、透明で、ある程度の強度および着色液に侵されないものであればいずれのものでも使用することができ、具体的には、ガラス板やポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板、ポリエステルフィルム等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、着色液を基板に塗布する際には、スピンコーター、ロールコータ、バーコーター等を用いて行うことができる。
【００６８】
なお、着色液を塗布する際は、必要に応じて適当な溶剤で希釈してもよいが、その場合には基板上に塗布した後に、乾燥を要する。着色液を調製する際に用いることのできる溶剤は、塗布する基板が溶解、膨潤、白濁および侵食等の影響を受けないようなものであればよく、一般に使用されている有機溶剤のほとんどを使用することができる。具体的には、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、２−メチルプロピルアルコール、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン、エチルメチルケトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤なら用いることができる。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。
【００６９】
着色液には、バインダー樹脂を混合することができる。バインダーとしては、任意の樹脂が使用できるが、塗布工程により基板上に被膜を形成できること、こうして形成された被膜を精度良くパターン化できることが必要である。そのようなバインダーとしては、ポリイミド樹脂が好適に使用できる。すなわち、ポリイミド樹脂の前駆体を前記着色液に混合して塗料とし、スピンコート法等の方法により基板上に塗布し、乾燥することにより、基板上に被膜を形成することが可能である。そして、この被膜上に感光性樹脂を塗布し、更に所望の開口部又は透明部を有するマスクを重ね、このマスクを通して露光し、現像して、上記被膜を部分的に露出させ、この露出部位の被膜をエッチングして除去することにより、上記被膜を所望のパターンに精度良く加工することができる。なお、このパターン化の後加熱処理を施すことにより上記前駆体を重合させ、基板と被膜とを強固に接着させることが可能である。
【００７０】
このようなポリイミド前駆体は酸二無水物とジアミノ化合物とを反応させて製造することが可能である。
【００７１】
ポリイミド前駆体を合成するための酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’４，４’−ジフェニルスルホン酸テトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、などがある。これらの酸無水物は二種類以上組み合わせて用いることもできる。
【００７２】
ポリイミド前駆体を合成するためのジアミノ化合物としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス−（４−アミノフェニル）テトラメチルジシロキサンなどがある。これらのジアミノ化合物は２種類以上組み合わせて用いることもできる。
【００７３】
以下、本発明のカラーフィルターを得る手順について説明する。
【００７４】
図１は本発明のカラーフィルターの断面図である。ガラス基板等の透明基板１上には複数の着色層（例えば、Ｒ層３、Ｇ層４、Ｂ層５）が形成され、これら着色層は種々の形にレリーフ状にパターニングされ、全体として２種以上の色によるパターンを構成している。各々の着色された透明レリーフパターン３、４、５の間には遮光のために遮光パターン２（いわゆるブラックマトリックス）が設けられていることも多い。この遮光パターン２は、あらかじめ該透明基板１上にクロムまたは酸化クロムまたは樹脂によるパターンを公知の方法で形成することができる。また、レリーフパターンにはいろいろな種類があるが、代表的なものに図２（平面図）に示すようなストライプ状のパターンがある。
【００７５】
まず初めに、透明基板上に着色液を塗布し、プリベークを行う。プリベークは５０〜１２０℃で１〜２０分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率等を考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で１μｍ程度である。
【００７６】
この後、第一の製造方法としてエッチング法がある。この方法は、上記のようにして得られた着色層上にさらにフォトレジストを一層設ける。また、この時フォトレジスト層と着色層とのインターミックスを防止するために中間層を設けても構わない。これに、マスクを介してパターン状の光を照射した後、有機溶剤、水或いはアルカリ水溶液で現像を行う。水もしくは適当な有機溶剤によりリンスを施した後、乾燥することでフォトレジストのパターンが形成される。このパターンを介して、レジストを侵さない有機溶剤、水あるいはアルカリ水溶液で着色層を選択的に除去し、続いてレジストを剥離することで着色層がパターニングされる。
【００７７】
第二の製造方法として直接フォトリソグラフィー法がある。この方法は、フォトレジスト層を設けず、例えば上記重合性モノマーおよび重合開始剤を含有する着色液を塗布し、プリベークした後、得られた膜にマスクを介してパターン状の光を照射する。着色層の光の照射された部分において重合を開始させる活性種が生成し、その部分において着色層は硬化する。続いて現像を行うことで、着色層のパターンが得られる。
【００７８】
いずれの製造方法においても、上記の一連の工程を、着色剤およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンを得ることができる。
【００７９】
また、パターン形成後、パターン中に残存する重合可能な官能基を完全に反応させるため、後加熱を行ってもよい。加熱は、各々の色をパターン付けした毎に行ってもよいし、全ての色についてのパターン付けが終わった後に行ってもよく、１５０〜２００℃の範囲で３０分〜２時間行うことが望ましい。
【００８０】
こうして得られたカラーフィルターは高いコントラスト比、透明性、高色純度を有し、かつ耐熱性、耐光性、耐薬品性、耐昇華性にも優れる。
【００８１】
本発明の液晶表示（ＬＣＤ）装置は、使用するカラーフィルターを除けば、従来既知の構造を有するものであり、基本的に、一対の透明基板間に充填された液晶を備え、一方の透明電極には画素電極が設けられ、他方の透明基板上には、カラーフィルターを介して対向画素電極が設けられている。いうまでもなく、各透明基板上に形成された画素電極同士が対面するように各透明基板が配置される。
【００８２】
図３は、このような本発明のカラーフィルターを組み込んだＬＣＤ装置の一例を示す。図３に示すＬＣＤ装置は、一対のガラス基板等の透明基板１１、２１の間に液晶ＬＣが封入されているものである。液晶ＬＣとしては、通常、ねじれネマチック（twisted nematic）液晶や超ねじれネマチック（super-twisted nematic）液晶が使用され、それぞれの駆動モードに応じて９０°〜２７０°の範囲で液晶分子がねじれて配向される。
【００８３】
一方の透明基板１１の下面には、画素電極１２が形成され、その上にラビング等の配向処理が施された配向膜１３が設けられている。透明基板１１の上面には、偏光板１４が設けられている。
【００８４】
他方の透明基板２１の上面には、ブラックマトリックス２３（図１、図２の層遮光パターン２に相当）を介して赤着色層２２１（図１、図２の層３に相当）、緑色着色層２２２（図１、図２の層４に相当）、および青色着色層２２３（図１、図２の層５に相当）を含む本発明のカラーフィルター２２が設けられている。このカラーフィルター２２上には、対向電極２４が設けられ、その上に配向膜１３と同様に配向処理が施された配向膜２５が設けられている。さらに、透明基板２１の下面には、偏光板２６が設けられている。なお、この偏光板２６は、透明基板２１の上面に直接設け、その上にカラーフィルター２２、対向画素電極２４、配向膜２５を設けるようにしてもよい。これにより、視野角依存性が少なく、高画質の表示が可能となる。
【００８５】
【実施例】
以下にフォトリソグラフィー法により作製されたカラーフィルターの実施例をもって、より詳細に本発明を示すが、それらに限定されるものではない。
【００８６】
合成例１：式（２）の化合物の合成
１−アミルナフタレン１１．５ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン１２０ｇに溶解し、室温で攪拌しながら、ナトリウムアミド３．７４ｇを加えた。さらに、触媒としてヨウ化ナトリウム１．２０ｇ、重合禁止剤として２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン０．８９ｇを加えた後、ｐ−クロロメチルスチレン１３．４ｇを３０分掛けて添加し、そのまま室温で２時間攪拌した。クロロホルム２００ｍｌを加えて溶解し、３回水洗を行った。クロロホルム層を溶媒留去し、残留物をカラムクロマトグラフィーで精製して中間体であるｐ−ビニルベンジルナフチルアミン１１．６ｇを得た。
【００８７】
得られた中間体１１．６ｇ、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン１８．７ｇ、重合禁止剤として２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン０．５３ｇ及びトルエン１５０ｇを溶媒として加え、窒素気流下４５℃まで加熱し、オキシ塩化リン８．８３ｇを１０分掛けて滴下した。滴下終了後１時間掛けて１００℃まで昇温し、１００℃で１時間攪拌した。冷却後、トルエンを留去し、クロロホルム２００ｍｌを加えて溶かし水で洗浄した。クロロホルム層を溶媒留去し、カラムクロマトグラフィーで精製して式（２）の化合物のＣｌ-塩２０．１ｇを得た。
【００８８】
これを５．００ｇ、過塩素酸ナトリウム（一水和物）５．８３ｇ及び重合禁止剤として２，５−ブチルヒドロキノン０．０９ｇ及びメタノール３０ｇに溶かし、６０℃で１時間攪拌した。冷却後、２００ｍｌの水で希釈し、析出した結晶を濾別して乾燥することで式（２）の化合物のＣｌＯ4-塩４．５１ｇを得た。
【００８９】
実施例１
式（２）で表される染料モノマーのＣｌＯ4-塩３０ｇ、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸１３ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４６ｇ、メタクリル酸１１ｇ、および２８重量％アンモニア水４ｇ、更に重合触媒としてアゾビスイソブチロニトリル５ｇを加え、メチルセロソルブを溶媒として、９５℃で５時間反応させた。溶媒を留去し、得られた共重合体（以下ポリマーＡと呼ぶ）は数平均分子量１３３００、重量平均分子量１８２００であった。
【００９０】
ポリイミド前駆体は以下のように作製した。シクロヘキサノン７７．５ｇを３つ口フラスコにとる。これに４，４’−ジアミノジフェニルエーテル９．１ｇとビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン０．５ｇを５０℃で撹拌しながら加え、溶解する。次に、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物１２．９ｇを少しずつ添加し、５０℃で３時間反応させた。
【００９１】
ポリマーＡ１３．０ｇをシクロヘキサノン６１．０ｇに溶解した。これにポリイミド前駆体２２．０ｇを混合し、着色組成物とした。
【００９２】
得られた着色組成物をスピンコート（膜厚１．２μｍ）し乾燥させた。その後、１２０℃で２０分間加熱した、その上にポジ型レジストであるマイクロポジットＳ１４００（シプレイ社製）をスピンコートで塗布し、１００℃で１０分間加熱した。次に、画素サイズ３０μｍ×１００μｍのマスクを用いて高圧水銀灯で露光した（３ｋＷ、２００mJ/cm2）。その後、現像液（水酸化ナトリウム０．４重量％、炭酸ナトリウム０．５重量％の水溶液）でエッチングし、３０℃のエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート中でレジストを剥離し、さらに、２００℃で１時間加熱し、パターンを定着させた。耐熱性試験として分光透過率を測定（OSP-SP200：OLYMPUS製）し、ポストベーク前後の色差を表１に示す。また、ポストベーク後の透過率を表２に示す。耐候性試験として、キセノンランプ（１０万ルクス）に被爆させ、分光変化の測定を行い、その結果を表３に示す。
【００９３】
実施例２
ポリマーＡのシクロヘキサノン溶液（固形分濃度２０重量％）２０．６ｇに対して、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン１．３ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２．７ｇ、アクリル系樹脂（（ａ）メタクリル酸５．０ｇ、（ｂ）２−ヒドロキシエチルメタクリレート３．７ｇ、（ｃ）メチルメタクリレート２．５ｇ、（ｄ）ブチルメタクリレート１３．７ｇをエチルセロソルブ７４．８ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾイソブチロニトリル０．３ｇを加えて７０℃、５時間反応させることにより得られたバインダー樹脂）３．２ｇ、およびシクロヘキサノン７２．２ｇを加えてよく撹拌し、感光性着色組成物Ａとした。
【００９４】
感光性着色組成物Ａをスピンコート（膜厚１．２μｍ）し乾燥させた。７０℃で２０分間プリベーク後、画素サイズ３０μｍ×１００μｍのマスクを用いて露光した（露光量は２００mJ/cm2）。その後、１重量％炭酸ナトリウム溶液で現像後よく水洗しその後、ポストベーク２３０℃／１ｈｒ行い、パターンを定着させた。各種評価は実施例１と同様に行った。
【００９５】
実施例３
ポリマーＡのシクロヘキサノン溶液（固形分濃度２０重量％）３０ｇに対して、樹脂溶液（ヒドロキシエチルメタクリレート１８．８ｇ、メチルメタクリレート１２．５ｇ、ブチルメタクリレート６８．８ｇをエチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾイソブチロニトリル０．７５ｇを加えて７０℃、５時間反応させることにより得られたバインダー樹脂の２０％溶液）２４．２ｇ、アルキル化メラミン樹脂ＭＷ−３０Ｍ（三和ケミカル（株））０．３９２ｇ、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン０．６７ｇ、シクロヘキサノン２２．２ｇを加えて良く撹拌し感光性着色組成物Ｂとした。以下、実施例２と同様にサンプル作成、評価を行った。
【００９６】
実施例４
２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノンと１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸のエステル化物３．０ｇをエチルセロソルブアセテート３９．５ｇに溶解させる、また、クレゾールノボラック樹脂（重量平均分子量９０００）１２．０ｇをエチルセロソルブアセテート４４．８ｇに溶解させる。上記二つの溶液とｐ−トルエンスルホン酸０．７ｇを６０℃１０分で完全に溶解させた。この溶液１００ｇにポリマーＡ２０ｇを攪拌溶解し、感光性着色組成物Ｃとした。
【００９７】
感光性着色組成物Ｃをスピンコート（膜厚１．２μｍ）し乾燥させた。７０℃で２０分間プリベーク後、画素サイズ３０μｍ×１００μｍのマスクを用いて露光した（露光量は２００mJ/cm2）。その後、現像液（水酸化ナトリウム０．４重量％、炭酸ナトリウム０．５重量％の水溶液）で現像後よく水洗しその後、ポストベーク２３０℃／１ｈｒ行い、パターンを定着させた。各種評価は実施例１と同様に行った。
【００９８】
比較例１：色剤として顔料を用いたカラーフィルターの調製
アクリル系樹脂を樹脂濃度２０％になるようにエチルセロソルブで希釈した。この希釈樹脂９０．１ｇに対し、C. I. Pigment Blue 15を８．９１ｇ、C. I. Pigment Violet 19を０．０９ｇ、ソルスパース（ゼネカ（株）商品名）を０．９ｇを添加して、３本ロールで十分混練して、青色着色樹脂を作製した。
【００９９】
この青色着色樹脂３０ｇに対して、アクリル系樹脂２４．２ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート５．１３ｇ、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン１．０３ｇ、シクロヘキサノン４７．４ｇを加えて良く撹拌し感光性着色組成物とした。この感光性着色組成物を実施例２と同様な方法にてカラーフィルターを作成した。各種評価は実施例１と同様に行った。
【０１００】
比較例２：色剤として染料を用いたカラーフィルター
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド４０重量％、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量％、ビニルピロリドン１５重量％、メチルメタクリレート８重量％、メチルアクリレート１２重量％、ジメチルアミノアクリルアミド１０重量％のモノマーを公知の溶液重合法にて重合し、ポリマーを得た。
【０１０１】
このポリマー１０．０重量％に４、４’−ジアジドカルコン０．２重量％、ビスアジド化合物０．６重量％、シランカプラーＫＢＭ６０３（信越化学工業（株））０．２重量％、エチルセロソルブ４５．０重量％、ジエチレングリコールジエチルエーテル４５．０重量％をよく攪拌し、感光性組成物とした。
【０１０２】
この感光性組成物をガラス板にスピンコートし、乾燥させた。その後、６０℃で２０分間プリベーク後、画素サイズ３０μｍ×１００μｍのマスクを用いて露光した。露光量は８０mJ/cm2であった。その後、０．０５重量％ポリエチレングリコールノニルフェノールエーテル水溶液で現像を行い、パターンを形成する。
【０１０３】
このガラス板をＢｌｕｅ４３Ｐ（日本化薬（株）カラーフィルター用色素）０．１％溶液で６０℃、１０分間染色を行った。各種評価は実施例１と同様に行った。
【０１０４】
評価結果を表１ないし表３に示す。これら表に示すように、本発明のポリマー染料を含有するカラーフィルターは、ポリマーに結合していない染料を含有するカラーフィルター（比較例２）よりもはるかに優れた耐熱性および耐候性を示し、その耐熱性および耐候性は、顔料を含有するカラーフィルター（比較例１）に匹敵する。
【０１０５】
【表１】
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【０１０６】
【表２】
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【０１０７】
【表３】
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【０１０８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるカラーフィルターは、分子内に染料を有するポリマーを着色剤として含有することにより、該染料の昇華性、低耐熱性、低耐光性の欠点を補い、かつ色純度、透明性における長所を保持することによって、従来のフォトリソグラフィー技術を用いたカラーフィルターの製造にあたり、顔料のみを用いたカラーフィルターに比べて、分光特性、コントラスト比に優れ、かつ耐熱性、耐光性、耐薬品性の高いカラーフィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のカラーフィルターの一例を示す断面図。
【図２】  図１に示すカラーフィルターの平面図。
【図３】  本発明のカラーフィルターを備えた液晶表示装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１…透明基板
２…遮光パターン
３，４，５…着色層
１１，２１…透明基板
１２，２４…画素電極
１３，２５…配向膜
１４，２６…偏光板
２２…カラーフィルター
２２１，２２２，２２３…着色層
２３…ブラックマトリックス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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