(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の画素を最小画素単位として具備するカラーフィルターにおいて、Ｇ（緑）画素が、ピグメントイエローＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）および主鎖および／または側鎖にイミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマを含む着色層から構成されたカラーフィルター。
【請求項２】
イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマが、イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するジアミンから誘導されたポリマおよび／またはオリゴマである請求項１記載のカラーフィルター。
【請求項３】
イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマが、イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させてなるポリマおよび／またはオリゴマである請求項２記載のカラーフィルター。
【請求項４】
着色層がオルガノシラン化合物の加水分解物または縮合物を含む請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項５】
Ｇ（緑）画素がピグメントグリーンＰＧ−７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：７４２６０）および／またはピグメントグリーンＰＧ−３６（Ｃ．Ｉ．ナンバー：７４２６５）とピグメントイエローＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）からなる着色層である請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項６】
Ｇ（緑）画素がピグメントグリーンＰＧ−３６（Ｃ．Ｉ．ナンバー：７４２６５）とピグメントイエローＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）からなる着色層である請求項５記載のカラーフィルター。
【請求項７】
Ｇ（緑）画素がピグメントグリーンＰＧ−７（Ｃ．Ｉナンバー：７４２６０）および／またはピグメントグリーンＰＧ−３６（Ｃ．Ｉ．ナンバー：７４２６５）とピグメントイエローＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）からなる着色層であって、Ｇ（緑）画素を構成する全顔料に対して前記ピグメントイエローＰＹ−１７が１０〜７０重量％である請求項５記載のカラーフィルター。
【請求項８】
着色層が顔料と樹脂から構成された着色塗膜からなる請求項１〜７のいずれかに記載のカラーフィルター。
【請求項９】
樹脂がポリイミド樹脂である請求項８記載のカラーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に液晶ディスプレイに用いられる、カラーフィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイをカラー化するために、透明基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の画素を、ライン状またはモザイク状に配置したカラ−フィルターが用いられている。たとえば、現在広く普及しているＴＦＴ（薄膜トランジスター）カラー液晶ディスプレイは、カラーフィルターが形成された透明ガラス基板とＴＦＴが形成された透明ガラス基板の間に液晶を封入したパネルと、バックライトと称される光源から構成される。バックライトから発する光が液晶パネルを通る際、その透過率を液晶への印加電圧により制御することによって、画像が表示される。画像の視認性を向上させるには、画像を明るくする必要がある。
【０００３】
画像を明るくするために、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の画素の色純度を維持し、透過率を上げる研究が行われている。従来、Ｇ（緑）画素の場合を例にあげるとピグメントグリーンＰＧ−７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：７４２６０）やピグメントグリーンＰＧ−３６（Ｃ．Ｉ．ナンバー：７４２６５）とピグメントイエローＰＹ−８３（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０８）の組合せや、ピグメントイエローＰＹ−１３９（Ｃ．Ｉ．ナンバー：５６２９８）の組合せでＧ（緑）の色度が調製されていた。しかし、これらの黄色着色剤を用いた場合、透過率を上げると色純度が低下するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたもので、その目的とするところは、高色純度で高透過率のカラーフィルターを作製し、色彩が鮮やかで明るい画像が得られる液晶ディスプレイを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、基板上に形成されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の画素を最小画素単位として具備するカラーフィルターにおいて、Ｇ（緑）画素が、ピグメントイエローＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）および主鎖および／または側鎖にイミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマを含む着色層から構成されたカラーフィルターによって達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のカラーフィルターはＧ（緑）画素は、黄色顔料であるピグメントイエローＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）と主鎖および／または側鎖にイミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマを含む着色層から構成される。
【０００７】
本発明の着色層とは、蒸着法、電着法、印刷法、顔料分散フォトリソ法などの方法で形成された着色層のことをいう。製造の容易さ、高精細化の点で、顔料分散フォトリソ法が望ましい。
【０００８】
本発明で用いられるＧ（緑）画素はＣＲＴ蛍光体の色度特性に類似させる必要があるため、顔料はバックライトと液晶表示素子の光線透過特性に合うよう、黄色顔料ＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）と緑色顔料を一定の割合で調色されて用いられるのが好ましい。黄色顔料と緑色顔料の調色は、黄色顔料の着色層と緑色顔料の着色層の二層を積層により、形成して行うか、あるいは黄色顔料と緑色顔料を一定の割合で混合して実施される。工程数が少ない後者の方法が一般に採用されている。緑色顔料の例としてはＰＧ−７、ＰＧ−１０、ＰＧ−３６、ＰＧ−４７などが挙げられる。とくに耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れたＰＧ−７、ＰＧ−３６が好ましい。またＰＧ−７とＰＧ−３６を併用して用いることも好ましい。
【０００９】
高色純度で高透過率のＧ（緑）画素を形成するためには、黄色顔料ＰＹ−１７と緑色顔料の割合は全顔料に対してＰＹ−１７が１０〜７０重量％の範囲が好ましい。緑色顔料がＰＧ−７の場合はＰＹ−１７が３０〜６０重量％の範囲がより好ましい。さらに緑色顔料がＰＧ−３６の場合はＰＹ−１７が１５〜５０重量％の範囲がより好ましい。
【００１０】
本発明で用いられる黄色顔料ＰＹ−１７は色度特性を損なわない範囲で、他の黄色顔料を添加しても良い。代表的な黄色顔料の具体的な例をＰＹ−ナンバーで示す。ピグメントイエロー（ＰＹ−）２０、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１７３、１８５などが挙げられる。
【００１１】
とくに、色度の観点から、ＰＹ−１８５（Ｃ．Ｉ．ナンバー：５６２８０）が好ましい。上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理が施されているものを使用してもよい。
【００１２】
黄色顔料ＰＹ−１７単独または黄色顔料ＰＹ−１７と緑色顔料の混合物を分散する場合、イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマは分散剤として作用し、顔料が凝集せず、安定な分散液が得られるので、画素の表面あらさやコントラストが向上する効果がある。したがって、上記着色層は、イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマを含有する。
【００１３】
ここでイミノ基はＮ置換体も含み、置換基は炭素数２０個以下の有機基とすることが好ましく、イミノカルボニル基はＮ置換体も含み、置換基は炭素数２０個以下の有機基とすることが好ましい。イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマとは、ポリマまたはオリゴマの主鎖および／または側鎖にイミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するものをいう。ここでポリマとは重量平均分子量が５０００以上の重合体、オリゴマとは重量平均分子量が５００〜５０００の重合体をいう。
【００１４】
イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するポリマおよび／またはオリゴマの例として、ポリエチレンイミンやポリフェニレンイミンなどのポリイミン類、芳香族および脂肪族ポリアミド類、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸、無水マレイン酸とジアミンを反応させ得られるポリアミド酸アミン、ポリアミドイミドの前駆体であるポリアミドアミド酸およびポリアミドイミドなどポリイミドの前駆体類があげられるが、これらに限定されない。分子量調節はポリアミド類、ポリイミドの前駆体類の場合を例に挙げると、酸成分またはアミン成分のいずれかを過剰にするか、単官能性の酸またはアミン成分を添加することにより実施される。分散剤として使用されるイミノ基（Ｎ置換体も含む。置換基は炭素数２０個以下の有機基）および／またはイミノカルボニル基（Ｎ置換体も含む。置換基は炭素数２０個以下の有機基）を有するポリマおよび／またはオリゴマは、顔料を分散保持する樹脂との相溶性などの観点から選択するのが好ましい。
【００１５】
顔料を分散保持する樹脂がポリアミド類、ポリイミド類の場合、ジアミン成分にイミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するモノマを用いた、ポリマおよび／またはオリゴマを使用すると分散効果をより一層高くすることができる。イミノ基および／またはイミノカルボニル基を有するジアミンの例として、４，４´−ジアミノジフェニルアミン、３，４´−ジアミノジフェニルアミン、３，３´−ジアミノジフェニルアミン、２，４’−ジアミノジフェニルアミン、４，４´−ジアミノジベンジルアミン、２，２´−ジアミノジベンジルアミン、３，４´−ジアミノジベンジルアミン、３，３´−ジアミノジベンジルアミン、Ｎ，Ｎ´−ビス−（４−アミノ−３−メチルフェニル）エチレンジアミン、３，３´−ジアミノジプロピルアミン、４，４´−ジアミノベンズアニリド、３，４´−ジアミノベンズアニリド、３，３´−ジアミノベンズアニリド、４，３´−ジアミノベンズアニリド、２，４’−ジアミノベンズアニリド、Ｎ，Ｎ´−ｐ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ｐ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ｍ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ｍ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ジメチル−Ｎ，Ｎ´−ｐ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ジメチル−Ｎ，Ｎ´−ｐ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ｐ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ｐ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、などがあげられるが、これらに限定されない。
【００１６】
本発明では、顔料を分散保持する樹脂については、一般にカラーフィルターに使用される樹脂であれば特に限定されず、どのようなものも使用が可能である。たとえば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなど種々の樹脂を用いることができる。なお、カラーフィルターの耐熱性の面からは、特にポリイミドの使用が好ましい。
【００１７】
本発明においてポリイミド前駆体とは上記ポリイミドの前駆体類をいう。
【００１８】
ポリイミド前駆体は、熱または化学的処理により、イミド環を形成する。
【００１９】
ポリイミド前駆体としては、ポリアミド酸およびそのエステル化物が通常用いられる。ここで言うポリアミド酸は、次の一般式（１）で表される。
【００２０】
【化１】
0003765135.tif 000002
（ここでＲ1 は炭素数２〜２２の４価の有機基、Ｒ2 は炭素数１〜２２の２価の有機基を示し、ｎは１および／または２で、重量平均分子量が最低２０００をもつ重合体である）。
【００２１】
ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより得ることができる。テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、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、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−Ｃ］フラン−１，３−ジオンなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組成物を得ることができ、その具体的な例として、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレン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、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良好なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組成物を得ることができ、その具体的な例として、４，４´−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物などが挙げられる。なお、本発明は、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水物が１種または２種以上用いられる。
【００２２】
本発明ではジアミンとして、たとえば、脂肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その具体的な例として、エチレンジアミン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルなどが挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組成物を得ることができ、その具体的な例として、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、３，４´−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、４，４´−ジアミノジフェニルサルファイド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ベンジジン、３，３´−ジメチルベンジジン、３，３´−ジメトキシベンジジン、ｏ−トリジン、４，４”−ジアミノターフェニル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３´−ジメチル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エ−テル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンなどが挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良好なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組成物を得ることができ、その具体的な例として、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。
【００２３】
また、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサンに代表されるシロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する。本発明は、これらに限定されずにジアミンが１種または２種以上用いられる。
【００２４】
ポリアミド酸の合成は、極性有機溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより行うのが一般的である。この時、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の混合比により得られるポリアミド酸の重合度を調節することができる。また、上記のポリアミド酸のエステル化物などの誘導体に対しても適用が可能である。溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒が使用される。Ｇ（緑）画素用のポリアミド酸は顔料の分散効果を高めるため、ラクトン類が主成分もしくはラクトン類単独からなる溶媒中で合成するのが望ましい。ここでラクトン類が主成分もしくはラクトン類単独からなる溶媒とはラクトン類が５０重量％以上含有されていることをいう。ラクトン類以外の溶媒としては上記アミド系極性溶媒の他にメチルセロソルブ、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などを挙げることができる。
【００２５】
ラクトン類とは脂肪族環状エステルで炭素数３〜１２の化合物をいう。具体的な例として、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトンなどが挙げられるがこれらに限定されない。とくにポリアミド酸の溶解性の点で、γ−ブチロラクトンが好ましい。
【００２６】
本発明のカラーフィルターを作製するには、通常、水または有機溶媒にマトリクス樹脂が溶解した溶液に顔料が分散されたカラーペーストが用いられる。
【００２７】
上記カラーペーストに用いられる溶媒に特に制限はない。水および一般的な有機溶媒を用いることができる。画素のマトリクスの成分として、ポリイミドを用いる場合、カラーぺーストに用いられる溶媒は、ポリイミド前駆体を溶解する溶媒であることが望ましい。ポリイミド前駆体を溶解する溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのピロリドン類などの極性有機溶媒が挙げられる。また、通常、単独ではポリイミド前駆体を溶解しない、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、メチル−３−メトキシブタノールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのプロピレングリコール誘導体類等の有機溶媒をポリイミド前駆体を溶解する溶媒と混合して用いることができるが、顔料の分散効果を高めるため、ラクトン類が主成分の溶媒が好ましい。
【００２８】
カラーペーストは、分散機を用いて樹脂溶液中に直接顔料を分散させる方法や、分散機を用いて水または有機溶媒中に顔料を分散して顔料分散液を作製し、その後樹脂溶液と混合する方法などにより製造される。顔料の分散方法には特に限定はなく、ボールミル、サンドグラインダー、３本ロールミル、高速度衝撃ミルなど、種々の方法がとりうる。
【００２９】
上記カラーぺーストにおいて、樹脂成分と顔料は、通常、重量比で２：８〜９：１、好ましくは３：７〜８：２、より好ましくは４：６〜７：３の範囲で混合して用いられる。樹脂成分の量が少なすぎると、着色被膜の基板との接着性が不良となり、逆に顔料の量が少なすぎると着色度が問題となる。
【００３０】
カラーぺーストの塗布性および着色塗膜の表面の均一性を良好にする目的で、あるいは、顔料の分散性を良好にする目的で、カラーぺーストに界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の添加量は通常、顔料の０．００１〜１０ｗｔ％、好ましくは０．０１〜１ｗｔ％である。添加量が少なすぎると塗布性、着色塗膜表面の均一性の改良、あるいは顔料の分散性の改良の効果がなく、多すぎると逆に塗布性が不良となったり、顔料の凝集が起こる。界面活性剤の具体例としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤、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ステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレートなどの非イオン界面活性剤などが挙げられる。本発明では、これらに限定されずに、界面活性剤が１種または２種以上用いることができる。界面活性剤の添加は、顔料の分散工程中またはその工程の前後のどの時点でも行うことができる。しかし、添加の時点により顔料の分散性が変わる場合があるので、注意を要する。
また着色層がオルガノシラン化合物の加水分解物または部分縮合物を含むと、とくに黄色顔料の耐熱性を向上させる効果があり、一層好ましい。オルガノシラン化合物としてはアミノ基やエポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基またはエポキシ基を有するアルコキシシランを多価カルボン酸および／または多価カルボン酸無水物と反応させたものがあげられる。アミノ基やエポキシ基を有するアルコキシシランの例としてγーアミノプロピルメチルジメトキシシラン、γーアミノプロピルメチルジエトキシシラン、γーアミノプロピルメチルジプロポキシシラン、γーアミノプロピルメチルジブトキシシラン、γーアミノプロピルプロピルジメトキシシラン、γーアミノプロピルプロピルジエトキシシラン、γーアミノプロピルプロピルジプロポキシシラン、γーアミノプロピルプロピルジブトキシシラン、γーアミノプロピルフェニルジメトキシシラン、γーアミノプロピルフェニルジエトキシシラン、γーアミノプロピルフェニルジプロポキシシラン、γーアミノプロピルフェニルジブトキシシラン、γーアミノエチルメチルジメトキシシラン、γーアミノエチルメチルジエトキシシラン、γーアミノエチルメチルジプロポキシシラン、γーアミノエチルメチルジブトキシシラン、γーアミノエチルエチルジメトキシシラン、γーアミノエチルエチルジエトキシシラン、γーアミノエチルエチルジプロポキシシラン、γーアミノエチルエチルジブトキシシラン、γーアミノエチルプロピルジメトキシシラン、γーアミノエチルプロピルジエトキシシラン、γーアミノエチルプロピルジプロポキシシラン、γーアミノエチルプロピルジブトキシシラン、γーアミノエチルフェニルジメトキシシラン、γーアミノエチルフェニルジエトキシシラン、γーアミノエチルフェニルジプロポキシシラン、γーアミノエチルフェニルジブトキシシラン、γーアミノブチルメチルジメトキシシラン、γーアミノブチルジエトキシシラン、γーアミノブチルメチルジプロポキシシラン、γーアミノブチルメチルジブトキシシラン、γーアミノブチルエチルジメトキシシラン、γーアミノブチルエチルジエトキシシラン、γーアミノブチルエチルジプロポキシシラン、γーアミノブチルエチルジブトキシシラン、γーアミノブチルプロピルジメトキシシラン、γーアミノブチルプロピルジエトキシシラン、γーアミノブチルプロピルジプロポキシシラン、γーアミノブチルプロピルジブトキシシラン、γーアミノブチルブチルジメトキシシラン、γーアミノブチルブチルジエトキシシラン、γーアミノブチルブチルジプロポキシシラン、γーアミノブチルブチルジブトキシシラン、γーアミノブチルフェニルジメトキシシラン、γーアミノブチルフェニルジエトキシシラン、γーアミノブチルフェニルジプロポキシシラン、γーアミノブチルフェニルジブトキシシラン、γーアミノプロピルトリメトキシシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン、γーアミノプロピルトリプロポキシシラン、γーアミノプロピルトリブトキシシラン、γーアミノエチルトリメトキシシラン、γーアミノエチルトリエトキシシラン、γーアミノエチルトリプロポキシシラン、γーアミノエチルトリブトキシシラン、γーアミノブチルトリメトキシシラン、γーアミノブチルトリエトキシシラン、��ーアミノブチルトリプロポキシシラン、γーアミノブチルトリブトキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γーグリシドキシプロピルプロピルジメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルプロピルジエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルプロピルジプロポキシシラン、γーグリシドキシプロピルプロピルジブトキシシラン、γーグリシドキシプロピルフェニルジメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルフェニルジエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルフェニルジプロポキシシラン、γーグリシドキシプロピルフェニルジブトキシシラン、γーグリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、γーグリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、γーグリシドキシエチルメチルジプロポキシシラン、γーグリシドキシエチルメチルジブトキシシラン、γーグリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、γーグリシドキシエチルエチルジエトキシシラン、γーグリシドキシエチルエチルジプロポキシシラン、γーグリシドキシエチルエチルジブトキシシラン、γーグリシドキシエチルプロピルジメトキシシラン、γーグリシドキシエチルプロピルジエトキシシラン、γーグリシドキシエチルプロピルジプロポキシシラン、γーグリシドキシエチルプロピルジブトキシシラン、γーグリシドキシエチルフェニルジメトキシシラン、γーグリシドキシエチルフェニルジエトキシシラン、γーグリシドキシエチルフェニルジプロポキシシラン、γーグリシドキシエチルフェニルジブトキシシラン、γーグリシドキシブチルメチルジメトキシシラン、γーグリシドキシブチルジエトキシシラン、γーグリシドキシブチルメチルジプロポキシシラン、γーグリシドキシブチルメチルジブトキシシラン、γーグリシドキシブチルエチルジメトキシシラン、γーグリシドキシブチルエチルジエトキシシラン、γーグリシドキシブチルエチルジプロポキシシラン、γーグリシドキシブチルエチルジブトキシシラン、γーグリシドキシブチルプロピルジメトキシシラン、γーグリシドキシブチルプロピルジエトキシシラン、γーグリシドキシブチルプロピルジプロポキシシラン、γーグリシドキシブチルプロピルジブトキシシラン、γーグリシドキシブチルブチルジメトキシシラン、γーグリシドキシブチルブチルジエトキシシラン、γーグリシドキシブチルブチルジプロポキシシラン、γーグリシドキシブチルブチルジブトキシシラン、γーグリシドキシブチルフェニルジメトキシシラン、γーグリシドキシブチルフェニルジエトキシシラン、γーグリシドキシブチルフェニルジプロポキシシラン、γーグリシドキシブチルフェニルジブトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γーグリシドキシエチルトリメトキシシラン、γーグリシドキシエチルトリエトキシシラン、γーグリシドキシエチルトリプロポキシシラン、γーグリシドキシエチルトリブトキシシラン、γーグリシドキシブチルトリメトキシシラン、γーグリ���ドキシブチルトリエトキシシラン、γーグリシドキシブチルトリプロポキシシラン、γーグリシドキシブチルトリブトキシシラン、などが挙げられるが、特にこれらに限定されない。多価カルボン酸無水物としては、上述のテトラカルボン酸無水物が例として挙げられるが、特にこれらに限定されない。
【００３１】
オルガノシラン化合物の加水分解、部分縮合物は、オルガノシラン化合物を溶媒に溶解し、攪拌下に水を添加して２０〜１５０℃の温度で加水分解および／あるいは加水分解縮合を進行させることにより、製造できる。
【００３２】
溶媒としては、上記のポリイミド前駆体を溶解する溶媒が好ましく、とくに、メチル−３−メトキシブタノールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのプロピレングリコール誘導体類等とγ−ブチロラクトンの混合溶媒が、顔料の分散効果を高めるため好ましい。
【００３３】
オルガノシラン化合物の加水分解物、部分縮合物の添加量は、樹脂成分の１〜５０ｗｔ％が好ましく、３〜３０ｗｔ％がさらに好ましい。添加量が大きすぎれば、現像特性が低下し、添加量が小さすぎれば、着色塗膜の耐熱性を向上させる効果が発揮されない。該部分縮合物の濃度はオルガノシラン化合物と水をモノマとし、モノマ濃度で表した。
【００３４】
カラーぺーストを基板上に塗布する方法としては、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、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板をカラーペースト中に浸漬する方法、カラーペーストを基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。基板としては通常、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの透明基板や、シリコン、ガリウム−ひ素などの半導体基板などが用いられるが、特にこれらに限定されない。なお、基板上にカラーペーストを塗布する場合、シランカップリング剤などの接着助剤で基板表面を処理しておくと、着色塗膜と基板の接着力を向上させることができる。
【００３５】
カラーぺーストを用いて形成した着色塗膜は、液晶ディスプレイや撮像素子のカラーフィルターのほか、光学素子の遮光膜、光ファイバーの被覆膜などに用いられる。たとえば、光ファイバーをカラーぺーストを用いて着色塗膜で被覆したものは、高温下での光学センサーとして利用することができる。
【００３６】
カラーペーストを用いて形成される着色塗膜の厚みには特に制限は無いが、通常、０．１〜１０μｍ、好ましくは、０．５〜５μｍである。膜厚が小さすぎれば、光の吸収が小さくなりすぎ、カラーフィルターとしての光学特性が満足されない。膜厚が大きすぎる場合は、逆に光の吸収が大きくなりすぎるなどの問題が生じ、カラーフィルターとしての光学特性が満足されないおそれがある。。
【００３７】
次に本発明のカラーフィルターの代表的な用途である液晶ディスプレイ用カラーフィルターを例に、画素のマトリクスの樹脂成分としてポリイミドを、その前駆体としてポリアミド酸を使用した場合の、カラーフィルターの作製法（顔料分散フォトリソ法）の一例を説明する。
【００３８】
カラーぺーストを、前記のような方法で透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、ポリイミド前駆体着色塗膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲、より好ましくは８０〜１２０℃で３０秒〜３時間行う。温度が低すぎる場合、溶媒がなかなか蒸発せず、逆に温度が高すぎると現像液への溶解性が低下する。このようにして得られたポリイミド前駆体着色塗膜に、通常の湿式エッチングによりパターンを形成する。まず、ポリイミド前駆体着色塗膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形成する。続いて該フォトレジスト被膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。露光後、ポジ型フォトレジスト用アルカリ現像液により、フォトレジスト被膜とポリイミド前駆体着色塗膜のエッチングを同時に行う。エッチング後、不要となったフォトレジスト被膜を剥離する。
【００３９】
ポリイミド前駆体着色塗膜は、その後、加熱処理することによって、ポリイミド着色塗膜に変換される。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜４５０℃、好ましくは１８０〜３５０℃、より好ましくは２００〜３２０℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。以上の工程をＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色のカラーぺーストおよび必要に応じてブラックのカラーぺーストについて行うと、液晶ディスプレイ用カラーフィルターが作製できる。
【００４０】
＜測定法＞
コントラスト：バックライト（明拓システム）上で色彩輝度計（゛トプコン゛ＢＭ−５Ａ）にて２度視野で試料の平行ニコルの輝度と直行ニコルの輝度を測定し、平行ニコルの輝度と直行ニコルの輝度との比をコントラストとした。
【００４１】
表面荒さ（Ｒａ）、膜厚：東京精密（株）製、サーフコム１５００Ａにて測定した。
【００４２】
色度：大塚電子（株）製，ＭＣＰＤ−２０００にて測定した。測定はJIS Z 8701に従っておこない、ｘ、ｙ、ｚは表色計による色の表示方法を示す。Ｙは視感透過率を示し、１００％表示で表わす。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００４４】
比較例１〜７
Ａ．ポリアミド酸の合成
３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 144.1ｇをγ−ブチロラクトン525ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン 220ｇと共に仕込み、４，４´−ジアミノジフェニルエ−テル 5.10ｇおよびビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン 6.20ｇを添加し、７０℃で３時間反応させた後、無水フタル酸 2.96ｇを添加し、さらに７０℃で１時間反応させ、粘度３００ポアズ（２５℃）の２５％ポリアミド酸溶液（ＰＡＡ１）を得た。
【００４５】
Ｂ．分散液の作製
ピグメントグリーンＰＧ−３６ 4.32ｇ（80wt% ）とピグメントイエローＰＹ−１７ 1.08 ｇ（20wt% ）およびγ−ブチロラクトン61.4ｇ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール 20.5ｇをガラスビーズ90ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、7000rpm で５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにして分散液６％溶液（Ｇ−１）を得た。同様に表１に示した割合で顔料ＰＧ−３６とＰＹ−１７からなる分散液６％溶液（Ｇ−２〜Ｇ−４）を得た。また、ピグメントグリーンＰＧ−３６をピグメントグリーンＰＧ−７に置き換え表１に示した割合で顔料ＰＧ−７とＰＹ−１７からなる分散液６％溶液（Ｇ−５〜Ｇ−７）を得た。ここでＧ−１〜Ｇ−７は比較例１〜７に用いた分散液の番号を示す。
【００４６】
Ｃ．カラーペーストの作製
分散液（Ｇ−１〜Ｇ−７）58.3ｇにポリマ溶液（ＰＡＡ１） 26ｇをγ−ブチロラクトン55.3ｇで希釈した溶液を添加混合し、カラーペースト（Ｃ−１〜Ｃ−７）を得た。ここでＣ−１〜Ｃ−７は比較例１〜７に用いたカラーペーストの番号を示す。
【００４７】
Ｄ．着色塗膜の作製と評価
ガラス基板上に仕上がりの色度ｙが0.52になるようにスピンナーでカラーペースト（Ｃ−１〜Ｃ−７）を塗布、１２０℃で２０分乾燥し、この上にポジ型フォトレジスト（東京応化（株）製OFPR-800）を塗布し、９０℃で１０分乾燥した。キャノン（株）製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、クロム製のフォトマスクを介して５０ｍＪ／ｃｍ2 （365nm の紫外線強度）露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体の着色塗膜のエッチングを同時におこなった。エッチング後不要となったフォトレジスト層をアセトンで剥離した。さらにポリイミド前駆体の着色塗膜を２４０℃で３０分熱処理し、ポリイミドに転換した。この様にして得られた着色塗膜の色度を表１に示す。
【００４８】
【表１】
0003765135.tif 000003
【００４９】
比較例８〜９
ピグメントイエローＰＹ−１７をピグメントイエローＰＹ−８３に換え、比較例１〜７と同様に表２に示した割合で顔料ＰＧ−３６とＰＹ−８３からなる着色塗膜を作製した。着色塗膜の色度を表２に示す。
【００５０】
比較例１〜７と比較例８〜９の比較より、同じ色度（ｘ，ｙ）でも比較例１〜７の方が比較例８〜９より、Ｙが大きいことが判る。すなわち、同じ色純度でも視感透過率が高い。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
実施例１〜６
Ｅ．オリゴマ分散剤の合成
４，４´−ジアミノベンズアニリド 11.36ｇをγ−ブチロラクトン47ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン31.3ｇと共に仕込み、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物11.76ｇを添加、６０℃で２時間反応させた後、無水フタル酸2.96 ｇを添加し、さらに６０℃で２時間反応させ、オリゴマ分散剤の２５％溶液（Ｏ−１）を得た。
【００５３】
Ｆ．ポリマ分散剤の合成
４，４´−ジアミノベンズアニリド 161.93 ｇ、３，３´−ジアミノジフェニルスルホン176.70ｇ，およびビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン 18.64ｇをγ−ブチロラクトン2667ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン 527ｇと共に仕込み、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 439.09 ｇを添加、７０℃で３時間反応させた後、無水フタル酸 2.22 ｇを添加し、さらに７０℃で２時間反応させ、粘度８５ポアズ（２５℃）のポリマ分散剤の２０％溶液（Ｐ−１）を得た。
【００５４】
Ｇ．オルガノシラン化合物の加水分解、部分縮合物の合成
γーアミノプロピルメチルジエトキシシラン191.35ｇをγ−ブチロラクトン567 ｇ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール 568ｇ、水 9ｇと共に仕込み、６０℃で３時間反応させ、オルガノシラン化合物の加水分解、部分縮合物溶液、濃度１５％（Ｓ−１）を得た。
【００５５】
Ｈ．オリゴマ分散液の作製
ピグメントグリーンＰＧ−３６  3.78ｇとピグメントイエローＰＹ−１７  1.62ｇおよびγ−ブチロラクトン61.4ｇ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール 20.5 ｇとオリゴマ分散剤（Ｏ−１）2.16ｇをガラスビーズ90ｇとともに仕込み、ホモジナイザ−を用い、7000rpm で５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにして分散液６％溶液（Ｇ−８）を得た。
【００５６】
Ｉ．ポリマ分散液の作製
ピグメントグリーンＰＧ−３６  3.78ｇとピグメントイエローＰＹ−１７  1.62ｇおよびγ−ブチロラクトン46.08 ｇ、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール  11.52 ｇとポリマ分散剤（Ｐ−１）27ｇをガラスビーズ90ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、7000rpm で５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにして分散液６％溶液（Ｇ−９）を得た。
【００５７】
Ｊ．カラーペーストの作製分散液（Ｇ−８）58.3ｇにポリマ溶液（ＰＡＡ１）26ｇをγ−ブチロラクトン55.3ｇで希釈した溶液を添加混合し、カラーペースト（Ｃ−８）を得た。分散液（Ｇ−９）58.3ｇにポリマ溶液（ＰＡＡ１） 12ｇをγ−ブチロラクトン69.3ｇで希釈した溶液を添加混合し、カラーペースト（Ｃ−９）を得た。 分散液（Ｇ−９）58.3ｇにポリマ分散剤溶液（Ｐ−１）15ｇをγ−ブチロラクトン 66.3ｇで希釈した溶液を添加混合し、カラーペースト（Ｃ−１０）を得た。また、カラーペーストＣ−８〜Ｃ−１０に、オルガノシラン化合物の加水分解物、部分縮合物溶液（Ｓ−１）を各々8.22ｇ添加混合し、カラーペースト（Ｃ−１１〜Ｃ−１３）を得た。ここで、Ｃ−８〜Ｃ−１３は実施例１〜６に用いたカラーペーストの番号を示す。
【００５８】
Ｋ．着色塗膜の作製と評価
ガラス基板上に仕上がりの色度ｙが0.52になるようにスピンナーでカラーペースト（Ｃ−１１〜Ｃ−１３）を塗布、１２０℃で２０分乾燥し、この上にポジ型フォトレジスト（東京応化（株）製OFPR-800）を塗布し、９０℃で１０分乾燥した。キャノン（株）製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、クロム製のフォトマスクを介して５０ｍＪ／ｃｍ2 （365nm の紫外線強度）露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.38％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体の着色塗膜のエッチングを同時におこなった。エッチング後不要となったフォトレジスト層をアセトンで剥離した。黄色顔料の耐熱性を調べるため、ポリイミド前駆体の着色塗膜を２４０℃で３０分熱処理から２７０℃で３０分熱処理と強化し、ポリイミドに転換した。この様にして得られた着色塗膜の表面荒さとコントラストを表３に示す。表３より、分散剤を添加すると顔料の微分散、安定化が達成され、表面荒さとコントラストが向上している。また、オルガノシラン化合物の加水分解、部分縮合物を添加すると黄色顔料の昇華によって生じる微細な針状結晶を抑制できるので、塗膜のコントラストも向上している事が判る。なお、いずれの試料も色度はｙが0.52のときｘが0.31〜0.32、Ｙが67〜68の範囲にあった。
【００５９】
【表３】
0003765135.tif 000005
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、上述したように、Ｇ（緑）画素がカラーインデクスＰＹ−１７（Ｃ．Ｉ．ナンバー：２１１０５）を含む着色層から構成されたことにより、従来の技術より、同じ色純度で視感透過率が高い、すなわち高透過率のカラーフィルターを作製できた。また、特定の分散剤を添加すると、顔料が凝集せず、安定な分散液が得られるので、画素の表面あらさとコントラストが向上する効果がある。このカラ−フィルターを具備する液晶表示装置によって、色彩が鮮やかで明るい画像が得られる液晶ディスプレイを提供できる。