JP2000066017A

JP2000066017A - カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、カラーフィルターならびに液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000066017A
Application number: JP10233286A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Nakada; 邦彦中田; Masahiro Yoshioka; 正裕吉岡; Akiko Nomura; 章子野村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】保存安定性が良好で、１液化することが可能な
カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、表面平坦
性に優れるカラーフィルターおよび液晶表示装置を提供
する。【解決手段】カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成
物を、密閉した容器内で、１０１．３２５ｋＰａ、２０
℃の条件で７日間保存した場合の粘度変化率が０〜３％
の範囲とし、また該カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶
液組成物により透明保護膜を形成したカラーフィルタ
ー、該カラーフィルターを用いた液晶表示装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体用バッファ
コート、層間絶縁膜、パッシベーション膜等に適用でき
るカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、カラー
フィルターおよび液晶表示装置に関するものであり、特
に液晶表示装置におけるカラーフィルターなどの透明保
護膜を形成するのに好適であり、一液で使用可能なエポ
キシ系カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、平
坦性に優れたカラーフィルターおよび該カラーフィルタ
ーを使用した液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶素子に色分解用カラーフィル
ターを組み合わせたカラー液晶表示素子が多々提案され
ている。ここで、カラーフィルターとは、光透過性基板
上に形成された赤、緑、青の３原色の画素を一絵素とし
た多数の絵素から構成され、各画素間には、表示コント
ラストを高めるために、一定の幅をもつ遮光領域（ブラ
ックマトリクス）が設けられているものであり、必要に
応じて、透明保護膜や透明電極を配しているものもあ
る。透明保護膜には、カラーフィルターの表面を平坦化
する能力（平坦化特性）、下層を構成する光透過性基
板、画素、および、ブラックマトリクスとの接着性、上
層を構成する透明電極などとの接着性、液晶セルを構成
するための封止剤との接着性、画素不純物成分の遮断
性、平滑性、耐光性、耐湿熱性、耐溶剤性、耐薬品性、
耐熱性、および液晶セルを製造する際の基板貼り合わせ
工程における耐圧性、強靱性等の幅広い特性が要求され
る。

【０００３】とくに、液晶表示装置に、高視野角化、高
速応答化などの高性能化が要求される場合には、カラー
フィルターの平坦性が重要となるため、透明保護膜の平
坦化特性の向上が望まれる。

【０００４】このような透明保護膜として、従来、シロ
キサンポリマー、シリコーンポリイミド、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂等が使用されてきたが、平坦化特性に
優れていることからエポキシ樹脂が使用される場合が多
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】エポキシ樹脂は、反応
性に富んだエポキシ化合物の硬化反応により生成する。
その硬化反応は、エポキシ化合物それ自身の開環重合に
よるホモポリマーの生成と、硬化剤との重付加によるコ
ポリマーの生成に区別される。前者は、硬化促進剤を作
用した重合により硬化が進行するのに対し、後者は、硬
化促進剤が存在する、または存在しない条件で、硬化剤
とエポキシ樹脂を重付加させることにより、硬化が促進
する。いずれの硬化反応においても、室温において反応
が徐々に進むため、粘度が上昇するなど保存安定性に問
題があり、使用直前にエポキシ化合物と硬化促進剤、あ
るいは、硬化剤を混合する２液型の溶液として使用され
る必要があった。

【０００６】本発明はかかる従来技術の欠点を改良し、
極めて保存安定性がよく一液化して保存することが可能
なカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、および
該カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物により形
成される透明保護膜を使用した平坦性に優れたカラーフ
ィルター、該カラーフィルターを使用した液晶表示装置
を提供することをその目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は次のような構成をとる。

【０００８】すなわち、密閉した容器内で、１０１．３
２５ｋＰａ、２０℃の条件で７日間保存した場合の粘度
変化率が０〜３％の範囲にあることを特徴とするカラー
フィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物である。

【０００９】特に上記カラーフィルター用熱硬化性樹脂
溶液組成物が、一液であること、エポキシ化合物と、硬
化促進剤と、硬化抑制剤とからなること、エポキシ化合
物として、脂環式エポキシ化合物を含有すること、脂環
式エポキシ化合物の硬化反応が、カチオン開環重合であ
ること、硬化促進剤として、酸発生剤を含有すること、
硬化促進剤として、スルホニウム塩類、シラノール類、
金属キレート化合物の少なくとも１種を含有すること、
硬化促進剤が、エポキシ化合物１００重量部に対して
０．１〜２０重量部含有されること、硬化促進剤が、次
の一般式（１）で表されるオルガノアルコキシシラン類
あるいは該オルガノアルコキシシラン類の加水分解物、
および／または、加水分解縮合物と金属キレート化合物
の組合せであること、Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n （１）（ここで、Ｒ¹は、アルキル基、ビニル基、フェニル
基、γ−グリシドキシプロピル基から選ばれる有機基で
あり、Ｒ²は、水素、アルキル基から選ばれる有機基で
あり、ｎは１〜３の整数を示す。）、硬化促進剤が、一
般式（１）で表されるオルガノアルコキシシラン類ある
いは該オルガノアルコキシシラン類の加水分解物および
／または加水分解縮合物１００重量部、金属キレート化
合物０．１〜２０重量部からなること、硬化抑制剤とし
て、β−ジケトン、β−ケト酸エステル類、塩基性化合
物の少なくとも１種を含有すること、硬化促進剤が、一
般式（１）で表されるオルガノアルコキシシラン類ある
いは該オルガノアルコキシシラン類の加水分解物、およ
び／または、加水分解縮合物と金属キレート剤の組合せ
であり、硬化促進剤１重量部に対し硬化抑制剤を０．０
９〜１０重量部含むことが好ましい。

【００１０】また、本発明のカラーフィルターは、少な
くとも、遮光部となるブラックマトリクスと、開口部に
画素を形成する３原色の着色層および透明保護膜から構
成されるカラーフィルターにおいて、透明保護膜が上記
カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物を用いて形
成されたものである。

【００１１】上記各カラーフィルターにおいて、ブラッ
クマトリクス上の一部に３原色のすべて、あるいは一部
からなる着色層の積層により形成された複数個のドット
状スペーサーを有すること、透明電極層が透明保護膜を
介して着色層上に設けられること、配向膜が最上層に設
けられること、画素の長軸方向の中心部において、着色
層がブラックマトリックスと重なった部分と、開口部の
最も低い部分との高低差が０．１５μｍ以下で、かつ着
色層がブラックマトリクスと重なった部分から開口部へ
向かう傾斜の最大角度が２゜以下であること、カラーフ
ィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物がエポキシ化合物
と、硬化促進剤と、硬化抑制剤とからなり、エポキシ化
合物として用いられる脂環式エポキシ化合物の硬化反応
がカチオン開環重合であり、画素の長軸方向の中心部に
おいて、着色層がブラックマトリックスと重なった部分
と、開口部の最も低い部分との高低差が０．１２μｍ以
下で、かつ着色層がブラックマトリクスと重なった部分
から開口部へ向かう傾斜の最大角度が１．５゜以下であ
ること、ブラックマトリクスが、遮光剤を樹脂中に分散
したものであること、ブラックマトリクスあるいは着色
層の樹脂成分がポリイミドからなることが好ましい。

【００１２】本発明の液晶表示装置は、上記カラーフィ
ルターを使用したことを特徴とするものであり、特に薄
膜トランジスタにより液晶を駆動することが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルター用熱硬
化性樹脂溶液組成物は、密閉した容器内で、１０１．３
２５ｋＰａ、２０℃の条件で７日間保存した場合の粘度
変化率が０〜３％の範囲にあることを特徴とするもので
ある。粘度変化率が３％を超えると、保存安定性が悪
く、一液で使用可能な熱硬化性樹脂溶液組成物とはなら
ず、本発明の目的は達成されない。

【００１４】このようなカラーフィルター用熱硬化性樹
脂溶液組成物としては、エポキシ化合物と、硬化促進剤
と硬化抑制剤から構成されるものが好ましく挙げられ
る。

【００１５】ここで、エポキシ化合物としては、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポ
キシ化合物、フェノールノボラックエポキシ化合物、ク
レゾールノボラックエポキシ化合物、トリスヒドロキシ
フェニルメタン型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合
物、グリシジルエステル系エポキシ化合物、グリシジル
アミン系エポキシ化合物、複素環式エポキシ化合物など
が使用できるが、低分子量化が平坦化特性向上には重要
であることから考えて、エポキシ当量が２００以下のエ
ポキシ化合物を主に用いることが好ましい。ここで、エ
ポキシ当量とは、エポキシ基１モル当たりのグラム数を
表すものであり、エポキシ当量が小さい化合物ほど、分
子量が低いことを意味する。

【００１６】また、エポキシ化合物としては、上記エポ
キシ当量が２００以下のエポキシ化合物のみを使用する
ことが可能であるが、塗膜の接着性、強靱性などの観点
から、エポキシ当量が２００より大きいエポキシ化合物
を含んでいても良い。しかしながら、平坦化特性を良好
に保つため、エポキシ当量が２００より大きいエポキシ
化合物の含有量は、エポキシ化合物全体の４０％以下と
するのが好ましく、３０％以下とするとより好ましい。

【００１７】平坦性、膜硬度、耐溶剤性、耐昇華性など
の観点から、エポキシ化合物として脂環式エポキシ化合
物を使用することが好ましく、特に該脂環式エポキシ化
合物がカチオン開環重合により硬化するものであること
が好ましい。

【００１８】また硬化促進剤は、カラーフィルター用熱
硬化性樹脂溶液組成物中、０．１〜１０重量％、より好
ましくは０．３〜５重量％、さらに好ましくは０．３〜
３重量％含まれることが好ましい。添加量が少なすぎる
と透明保護膜の硬化が十分に進行しない。添加量が多す
ぎると硬化促進剤が析出し膜が白濁したり、着色した
り、塗膜表面が荒れる等の問題が生じる。硬化促進剤と
しては、特に限定はなく、通常エポキシ樹脂の硬化に際
して用いられるものをそのまま使用することができる。

【００１９】具体的には、塩酸等の無機酸、酢酸、シュ
ウ酸等の有機酸、トリエチルアミン等の第３級アミン、
２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−
２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリフ
ェニルホスフィン等のホスフィン類、スルホニウム塩
類、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メトキシシラ
ン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のシラ
ノール類、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、
アルミニウムトリスエチルアセトネート等の有機アルミ
ニウム化合物類、テトラブチルジルコネート、ブトキシ
トリスアセチルアセトナートジルコニウム等の有機ジル
コニウム類、ジブチルスズラウリレート、ジブチルスズ
オクチエート、ジブチルスズアセテート、ジオクチルス
ズラウレート等の有機スズ化合物類の金属キレート化合
物、ＢＦ₃等ルイス酸またはルイス塩基等が挙げられ
る。エポキシ化合物のカチオン開環重合は収縮が小さく
て、平坦化能が高くなるので、硬化促進剤は酸発生剤で
あることが好ましい。酸発生剤の中でも、本発明のカラ
ーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物を、カラーフィ
ルター用透明保護膜に使用する場合、可視光領域におい
て高い透過率が要求されるため、スルホニウム塩類、シ
ラノール類、金属キレート化合物の少なくとも１種を使
用することが好ましい。

【００２０】さらに本発明者らは、透明保護膜の平坦化
特性を向上させるために、カラーフィルター用熱硬化性
樹脂溶液組成物の構成成分を低分子量化すること、およ
び、硬化反応での塗膜収縮を小さくすることが重要であ
ることに着目し、検討を重ねた結果、本発明において、
特に硬化促進剤としてオルガノアルコキシシランを使用
することが、構成成分を低分子量化すると共に、エポキ
シ化合物の開環付加反応による硬化反応で、硬化収縮の
抑制を達成し、高い平坦化特性を有する透明保護膜を与
えるカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物を提供
できる点で好ましいことを見い出した。

【００２１】この時、オルガノアルコキシシランとして
は、次の一般式（１）で表されるオルガノアルコキシシ
ラン類、あるいは該オルガノアルコキシシラン類の加水
分解物および／または加水分解縮合物が挙げられ、金属
キレート化合物と組合せて用いることが好ましい。

【００２２】Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n （１）（ここで、Ｒ¹は、アルキル基、ビニル基、フェニル
基、γ−グリシドキシプロピル基から選ばれる有機基で
あり、Ｒ²は、水素、アルキル基から選ばれる有機基で
あり、ｎは１〜３の整数を示す。）オルガノアルコキシ
シラン類の具体的な例としては、メチルトリメトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキ
シシラン、トリメチルエトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、フェニルト
リメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェ
ニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン
などが挙げられるが、これらに限定されない。また、エ
ポキシ化合物との相溶性を高めるために、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、γ−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシランなどのエポキシ基含有オルガノア
ルコキシシランを使用することができる。これらのオル
ガノアルコキシシランは、単独で、または、複数のもの
を併用して使用することができる。また、これらのオル
ガノアルコキシシラン類は、そのままの状態で使用でき
るが、加水分解物、加水分解縮合物の状態でも使用でき
る。加水分解は、オルガノアルコキシシラン類に水を加
えて、低温で反応させることにより行い、加水分解縮合
は、オルガノアルコキシシラン類に水を加えて、加熱す
ることにより、水とアルコールを留去することにより行
う。ここで、加水分解、加水分解縮合には、酸触媒を添
加してもよい。

【００２３】これらのオルガノアルコキシシランの中
で、カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物の溶剤
中に、水、アルコールなどの低沸点溶剤が残存しないと
いう点から、加水分解縮合物を使用することが好まし
い。

【００２４】特に硬化促進剤が、上記オルガノアルコキ
シシラン類、あるいは該オルガノアルコキシシラン類の
加水分解物および／または加水分解縮合物１００重量部
と金属キレート化合物０．１〜２０重量部の割合で構成
されることが好ましい。金属キレート化合物が多すぎる
と、粘度変化率が高くなり、かつ塗膜の透明性を損な
う。少なすぎると塗膜の硬化が十分でない。

【００２５】また、本発明のカラーフィルター用熱硬化
性樹脂溶液組成物における、エポキシ化合物と硬化促進
剤の混合比率は、エポキシ化合物１００重量部に対し
て、オルガノアルコキシシラン０．１〜２０重量部、好
ましくは、０．５〜１５重量部、より好ましくは、１〜
１０重量部である。オルガノアルコキシシランが少なす
ぎると、エポキシ化合物の硬化が不十分およびガラス基
板との密着性が弱くなり、また、多すぎると、塗膜の強
靱性が低下するため、好ましくない。

【００２６】また、硬化抑制剤としては、β−ジケトン
類、β−ケト酸エステル類および塩基性化合物が好まし
く挙げられ、硬化促進剤１重量部に対して、０．０９〜
１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部、さらに
好ましくは３〜４重量部含まれることが好ましい。添加
量が少なすぎると保存安定性が十分でなく、多すぎると
逆に平滑性、透明性等膜物性の低下を引き起こす。これ
らの硬化抑制剤が、室温または低温領域では、硬化促進
剤として本発明のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液
組成物に含まれる酸発生剤に配位し、超強酸の発生を防
ぐとともに、熱を加えると、酸発生剤に配位している硬
化抑制剤が揮発し、超強酸が発生し急激に硬化が促進す
る。

【００２７】ここでβ−ジケトン類、β−ケト酸エステ
ル類の具体例としては、アセチルアセトン、ベンゾイル
アセトン、ジベンゾイルアセトン、メチルアセトアセテ
ート、エチルアセトアセテート、ベンゾイルアセトアセ
テート、エチルベンゾイルアセテート、メチルベンゾイ
ルアセテートなどが挙げられ、塩基性化合物の具体例と
しては炭酸カルシウム、アルミナなどのフィラー、アミ
ン変性物などが挙げられる。特に硬化促進剤として、ス
ルホニウム塩類、シラノール類を使用した場合、塩基性
化合物が、金属キレート化合物を使用した場合、β−ジ
ケトン類、β−ケト酸エステル類が有効である。

【００２８】さらに本発明のカラーフィルター用熱硬化
性樹脂溶液組成物には、溶剤として、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの
ケトン類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、
テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール
ジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエー
テル類、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、３−メトキシ−
３−メチルブチルアセテート、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モノエ
チルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチ
ルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、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モノエチ
ルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトンなどのエス
テル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミドなどのアミド類、２−ピロリドン、Ｎ
−メチルピロリドンなどのピロリドン類などを含むこと
ができる。これらの中で、エステル系高沸点溶剤が透明
保護膜の平坦化特性の点から好ましく、単独で、また
は、２種類以上を混合して使用することができる。特
に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの溶
剤が高沸点、かつ、保存安定性の観点から好ましい。ま
た、本発明のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成
物の固形分（樹脂成分）濃度については、塗布方法や溶
解性の観点から、１０〜７０％が好ましく、より好まし
くは１５〜６０％、さらに好ましくは２０〜５０％であ
る。

【００２９】また、本発明のカラーフィルター用熱硬化
性樹脂溶液組成物には、塗布性、および、乾燥性を良好
にする目的で、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、樹脂１００重量部に対して
０．０１〜１０重量部であり、好ましくは０．０３〜１
重量部である。添加量が少なすぎると、塗布性、乾燥性
の改良効果がなく、多すぎると逆に塗布性の不良や、塗
膜の強靱性低下を引き起こす。

【００３０】界面活性剤の具体例としては、ジメチルシ
リコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなど
のシリコーンオイル類、アルキル、フッ素変性シリコー
ンオイル、ポリエーテル、アルコール変性シリコーンオ
イル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリ
コーンオイル、フェノール、カルボキシ、メルカプト変
性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイル類、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、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、上記のような界面活性剤を１種、ま
たは、２種以上組み合わせて用いることができる。

【００３１】さらに、本発明のカラーフィルター用熱硬
化性樹脂溶液組成物には、塗膜の強靱性および屈折率を
向上させる目的で、無機酸化物微粒子、無機金属アルコ
キシド、無機金属キレートなどを含有していてもよい。

【００３２】無機酸化物微粒子の具体例としては、Ｔｉ
Ｏ₂、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ
₅、ＰｂＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＭｎＯ₂、Ｈ
ｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、Ｔｌ₂Ｏ、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｇｅ
Ｏ₂、ＴｅＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｃｅ₂Ｏ₃、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂
Ｏ₃等が挙げられるが、保存安定性、着色性の点から、
ＴｉＯ₂、Ｓｂ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂が好
ましい。

【００３３】これらの無機酸化物微粒子の粒径は、透明
保護膜の透明性の点から、可視光の波長よりも小さいこ
とが必要であり、粒径の好適な範囲は、５〜２００ｎ
ｍ、好ましくは５〜１００ｎｍ、より好ましくは１０〜
５０ｎｍである。

【００３４】また、無機金属アルコキシド、無機金属キ
レートとしては、チタンイソプロピレート、チタンブチ
レート、チタンアセチルアセトネート、チタンアルキル
アセトアセテート、ジルコニウムイソプロピレート、ジ
ルコニウムブチレート、ジルコニウムアセチルアセトネ
ート、ジルコニウムアルキルアセトアセテート、タンタ
ルイソプロピレート、タンタルブチレート、タンタルア
セチルアセトネート、タンタルアルキルアセトアセテー
ト、ハフニウムイソプロピレート、ハフニウムブチレー
ト、ハフニウムアセチルアセトネート、ハフニウムアル
キルアセトアセテート等が挙げられるがこれらに限定さ
れない。

【００３５】無機酸化物微粒子、無機金属アルコキシ
ド、無機金属キレートの含有量が少なすぎると強靱性向
上が十分でなく、多すぎると透明性、平坦化特性の点か
ら好ましくない。したがって、これらの添加物の含有量
の好適な範囲は、樹脂１００重量部に対し、３〜１００
重量部、好ましくは３〜７０重量部、より好ましくは５
〜５０重量部である。

【００３６】また、これらの無機物の導入により、本発
明のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物により
形成されるカラーフィルター用透明保護膜と、ガラス基
板や透明電極との熱膨張率の相違が小さくなるため、カ
ラーフィルター用透明保護膜と透明電極との接着力が向
上する。従って、カラーフィルター用透明保護膜と透明
電極との間にＳｉＯ₂膜の様な無機中間膜を設ける必要
がなくなり、カラーフィルターの製造時間の短縮やコス
トの低減が図れる利点もある。

【００３７】次にカラーフィルターについて説明する。
本発明のカラーフィルターは、少なくとも、遮光部とな
るブラックマトリクスと、開口部に画素を形成する３原
色の着色層および透明保護膜から構成されるカラーフィ
ルターであり、透明保護膜が、上記カラーフィルター用
熱硬化性樹脂溶液組成物により形成されるものである。

【００３８】特に、ブラックマトリクス上の一部に３原
色のすべて、あるいは一部からなる着色層の積層により
形成された複数個のドット状スペーサーを有することが
好ましい。ドット状スペーサーは、液晶表示装置製造工
程上のスペーサー散布を不要にするものであり、歩留ま
り向上に大きく寄与する。

【００３９】また、画素の長軸方向の中心部において、
着色層がブラックマトリックスと重なった部分と、開口
部の最も低い部分との高低差（以下、高低差と略する）
が０．１５μｍ以下で、かつ着色層がブラックマトリク
スと重なった部分から開口部へ向かう傾斜の最大角度
（以下、最大傾斜角と略する）が２゜以下であることが
好ましい。

【００４０】本発明のカラーフィルターの一例について
図を用いて説明する。

【００４１】図１（ａ）は、本発明のカラーフィルター
の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図を
示す。本発明のカラーフィルターは、ガラス４上に形成
されたブラックマトリクス１と着色層２と透明保護膜５
から構成されており、ブラックマトリクスには、開口部
３が存在する。

【００４２】図１において、Ａ−Ａ’断面、すなわち、
開口部に形成された画素の長軸方向の中心部の断面にお
いて、高低差６が０．１５μｍ以下で、かつ、最大傾斜
角７が２゜以下であれば、液晶表示装置において、カラ
ーフィルターの表面の凹凸に基ずく表示不良は観察され
ない。高低差が０．１５μｍより大きくなれば、液晶表
示装置の２枚の基板の間隔（セルギャップ）を制御する
ビーズスペーサーの支持が不安定となり、ビーズスペー
サーの移動などにより、表示不良が引き起こされること
がある。一方、最大傾斜角が２゜より大きくなれば、液
晶のプレチルト角が乱れ、表示不良が発生することがあ
る。

【００４３】このようなカラーフィルター表面の平坦性
は、カラーフィルターの構成に関係なく必要とされるも
のである。

【００４４】特に、カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶
液組成物がエポキシ化合物と、硬化促進剤と、硬化抑制
剤とからなり、エポキシ化合物として用いられる脂環式
エポキシ化合物の硬化反応がカチオン開環重合であり、
画素の長軸方向の中心部において、高低差が０．１２μ
ｍ以下で、かつ最大傾斜角が１．５゜以下であることが
より好ましい。

【００４５】さらにカラーフィルターが、透明保護膜を
介して着色層上に透明電極層が設けられたものであるこ
と、また配向膜が最上層に設けられたものであることが
好ましい。

【００４６】次に本発明のカラーフィルターの各構成要
素について詳しく述べる。

【００４７】ブラックマトリクスは画素間の遮光領域で
あり、液晶表示装置のコントラスト向上などの役割を果
たすものであるが、微細なパターンからなる金属薄膜よ
り形成されることが多い。金属としては、Ｃｒ、Ｎｉ、
Ａｌなどが使用される。金属薄膜の形成方法としては、
スパッタ法や真空蒸着法などが広く用いられている。ま
た、微細なパターンについては、金属薄膜上に、フォト
リソグラフィ法によりフォトレジストのパターンを形成
した後、このレジストパターンをエッチングマスクとし
て金属薄膜のエッチングを行うことにより得られる。

【００４８】ところが、金属薄膜により形成されたブラ
ックマトリクスは、製造コストが高く、カラーフィルタ
ーそのものの価格を引き上げる原因となっている。さら
に、ブラックマトリクス用金属薄膜として一般的に用い
られているＣｒは、反射率が高いため、外光の強い場所
ではＣｒの反射光により表示品位が著しく低下するとい
う問題をもつ。また、ブラックマトリクスの反射率を低
減するために、Ｃｒと光透過性基板の間に酸化クロムの
層を設ける方法が提案されているが、製造コストの面か
らみて、好ましくない。

【００４９】そのため、樹脂ブラックマトリクスとして
は、遮光剤を樹脂中に分散した樹脂ブラックマトリクス
を使用することが好ましい。

【００５０】樹脂ブラックマトリクスに使用される遮光
剤としては、カーボンブラックや、酸化チタン、四酸化
鉄などの金属酸化物粉や、金属硫化物粉や、金属粉の他
に、赤、青、緑色の顔料混合物などを用いることができ
る。この中でも、とくにカーボンブラックは、遮光性に
優れており、好ましい。

【００５１】遮光剤としてカーボンブラックを使用する
場合、色調を無彩色とするため、カーボンブラックの補
色の顔料を混合することが好ましい。補色用の顔料とし
ては、青色顔料および紫色顔料を、それぞれ単独で、あ
るいは両者を混合して使用することができる。

【００５２】遮光剤として、カーボンブラックとカーボ
ンブラックに対して補色の顔料を用いた場合には、高い
遮光性を得るために、遮光剤中にしめるカーボンブラッ
クの割合を、５０重量％以上にするのが好ましく、より
好ましくは６０重量％以上、さらに好ましくは７０重量
％以上である。

【００５３】カーボンブラックの補色として使用する代
表的な顔料の例をカラーインデックスナンバーで示す。
青色顔料の例としては、ピグメントブルー１５、１５：
１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、
２１、２２、６０、６４などが挙げられるが、とくにピ
グメントブルー１５、１５：１、１５：２、１５：６が
好ましい。紫色顔料の例としては、ピグメントバイオレ
ット１９、２３、２９、３１、３２、３３、３６、３
７、３９、４３、５０などが挙げられるが、とくに、ピ
グメントバイオレット２３、３１、３３、４３、５０が
好ましい。

【００５４】これ以外にも、緑色顔料、黄色顔料、オレ
ンジ色顔料なども適宜添加しても構わないが、遮光剤中
にしめる割合としては、１０重量％以下が好ましい。こ
れ以上にすると、ブラックマトリクスの膜厚あたりの遮
光性が低下して好ましくない。

【００５５】樹脂ブラックマトリクスに使用される樹脂
としては、アクリル系、エポキシ系などの透明樹脂を使
用することができるが、塗膜の耐熱性、耐光性、耐溶剤
性からみて、ポリマーとしては、ポリイミドを使用する
ことが好ましい。

【００５６】ポリイミドは、ポリアミック酸を加熱する
ことなどにより得ることができる。従って樹脂ブラック
マトリクス用溶液においては、ポリマーとしてポリアミ
ック酸を使用することが好ましい。

【００５７】ポリアミック酸は、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。

【００５８】このとき用いられ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、耐熱性の良好な膜に変換しうるポリアミ
ック酸を得ることができ、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膜に変換
しうるポリアミック酸を得ることができ、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）ジフタル酸無水物などが挙げられる。なお、本発明
においては、これらに限定されず、テトラカルボン酸二
無水物を１種または２種以上用いることができる。

【００５９】また、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、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
性の良好な膜に変換しうるポリアミック酸を得ることが
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膜に変換しうるポリ
アミック酸を得ることができ、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。

【００６０】また、ジアミンの一部として、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。シロキサンジアミンの具体例と
しては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシ
ロキサンなどが挙げられる。

【００６１】本発明においては、これらに限定されず、
ジアミンを１種または２種以上用いることができる。

【００６２】ポリアミック酸の合成は、極性有機溶媒中
でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを混合して反応
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
れるポリアミック酸の重合度を調節することができる。

【００６３】このほか、テトラカルボン酸ジクロライド
とジアミンを極性有機溶媒中で反応させて、その後、塩
酸と溶媒を除去することによってポリアミック酸を得る
など、ポリアミック酸を得るには種々の方法がある。

【００６４】このようにして得られる樹脂ブラックマト
リクスは、遮光性を確保するために、１μｍ程度の膜厚
が必要である。したがって、樹脂ブラックマトリクスを
使用したカラーフィルターにおいては、樹脂ブラックマ
トリクスの膜厚に基づくカラーフィルター表面段差を低
減し、平坦性を向上させるため、透明保護膜が設けられ
る。該透明保護膜を、本発明のカラーフィルター用熱硬
化性樹脂溶液組成物から得られる塗膜とすることによ
り、本発明の目的とするカラーフィルター表面の平坦性
を達成することが可能となる。

【００６５】一方、３原色の着色層については、色素を
樹脂中に分散したものを用いることができる。使用でき
る色素としては、赤、橙、黄、緑、青、紫などの顔料や
染料が挙げられるが、これらに限定されず、３原色を表
すために適当なものを組み合わせて使用することができ
る。また、樹脂としては、アクリル系、エポキシ系など
の透明樹脂を使用することができるが、塗膜の耐熱性、
耐光性、耐溶剤性からみて、ポリイミドを使用すること
が好ましい。

【００６６】また、透明電極層は、通常、インジウム・
錫酸化物（ＩＴＯ）が使用される。なお透明電極層は、
液晶を駆動させるために必要なものであるが、横電界駆
動の表示方式の液晶表示装置では、透明電極層はカラー
フィルター側には必要でないため、透明電極を設けない
カラーフィルターが使用される。

【００６７】配向膜を形成する場合は、ポリイミド、ポ
リアミド、ポリビニルアルコール等の有機樹脂膜をラビ
ングしたものでよい。

【００６８】本発明のカラーフィルターは、基板上に樹
脂ブラックマトリックスを形成した後、着色層を形成し
さらにその上に透明保護膜を形成することにより製造さ
れる。

【００６９】この時、樹脂ブラックマトリックス、着色
層は、塗液を基板上に、ディップ法、ロールコータ法、
スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる
方法などによって塗布し、オーブンやホットプレートを
用いて加熱乾燥および硬化を行い、こうして得られた塗
布膜に、フォトリソグラフィーなどの方法を用いてパタ
ーン加工し形成される。透明保護膜は、本発明のカラー
フィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物を前記カラーフィ
ルター上にディップ法、ロールコータ法、スピナー法、
ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などによ
り塗布し、加熱乾燥および硬化を行い形成される。

【００７０】本発明の液晶表示装置は、本発明のカラー
フィルターを使用したことを特徴とするものである。ま
た、本発明のカラーフィルターは、カラー液晶表示装置
に用いられることから、本発明の液晶表示装置の駆動に
は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用することが好ま
しい。

【００７１】

【実施例】以下に、実施例により、本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

【００７２】（実施例１）ビニルトリメトキシシラン
５６２．０７ｇをプロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート７００ｇに溶解したのち、水２０
４．８９ｇ、シュウ酸０．０５ｇを加えた。得られた混
合物を、１２０℃で２時間加熱し、水とメタノールを留
去して、加水分解縮合を進行させた。その後、エバポレ
ーターで水とメタノールをさらに留去した。得られた加
水分解縮合物９．６ｇ（固形分濃度３０％）にセロキサ
イド２０２１Ｐ（ダイセル化学製）２２．４ｇとプロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート４８
ｇ、アルミニウムトリスアセチルアセトネート０．３２
ｇ、アセチルアセトン０．９６ｇを加えて、カラーフィ
ルター用熱硬化性樹脂溶液組成物（Ａ１）を得た。得ら
れた溶液を東機産業製（ＲＥ１１０Ｌ）粘度計によって
２５℃、２０ｒｐｍの条件で測定された粘度は２．７０
ｃｐｓであった。１０１．３２５ｋＰａ、２０℃の密閉
容器内で７日間放置した後、粘度を測定すると、２．７
５ｃｐｓであった。粘度変化率は１．８％／７日であっ
た。得られた溶液を、孔径０．２μｍのメンブレンフィ
ルターで濾過した後、スピナーを用いてガラス基板上に
塗布し、１５０℃の恒温槽にて１０分間、２３０℃の恒
温槽にて３０分間加熱処理し、塗膜を硬化させた。得ら
れた塗膜の表面は極めて平滑であり、ピンホールなどは
全く見られなかった。

【００７３】Ａ１を透明保護膜として用いたカラーフィ
ルターの作成方法を以下に示す。

【００７４】（樹脂ブラックマトリクス層の作成）温度
計、乾燥窒素導入口、温水・冷却水による加熱・冷却装
置、および、攪拌装置を付した２０Ｌの反応釜に、γ−
ブチロラクトン１６６４４．１ｇ、４，４’−ジアミ
ノジフェニルエーテル６００．７ｇ（３．０ｍｏ
ｌ）、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン６７
０．２ｇ（２．７ｍｏｌ）、ビス−３−（アミノプロピ
ル）テトラメチルシロキサン７４．６ｇ（０．３ｍｏ
ｌ）を投入し、釜を３０℃に加熱した。３０分後、３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物６４４．４ｇ（２．０ｍｏｌ）、ピロメリット酸
二無水物６４１．３ｇ（２．９４ｍｏｌ）、３，
３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
２９４．２ｇ（１．０ｍｏｌ）を投入し、釜を５８℃
に加熱した。３時間後、無水マレイン酸１１．８ｇ
（０．１２ｍｏｌ）を添加し、５８℃でさらに１時間加
熱することにより、ポリアミック酸のＮＭＰ溶液（Ｐ
１）を得た。

【００７５】カーボンブラック４．６ｇ、ポリアミッ
ク酸溶液（Ｐ１）２４．０ｇ、Ｎ−メチルピロリドン
６１．４ｇをガラスビーズ９０ｇとともにホモジナ
イザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、
ガラスビーズを濾過により除去し、カーボンブラックミ
ルベースを得た。

【００７６】また、ピグメントブルー１５：６２．２
ｇ、ポリアミック酸溶液（Ａ３）２４．０ｇ、Ｎ−メチ
ルピロリドン６３．８ｇをガラスビーズ９０ｇとと
もにホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間
分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、青顔料
ミルベースを得た。

【００７７】得られた両ミルベースを全量混合すること
により、樹脂ブラックマトリクス用ペーストを得た。

【００７８】樹脂ブラックマトリクス用ぺーストを無ア
ルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上にスピンコート
し、５０℃で１０分間、９０℃で１０分間、１１０℃で
２０分間オーブンを用いて空気中で加熱乾燥して、膜厚
１．３μｍのポリイミド前駆体着色膜を得た。この膜上
にポジ型フォトレジスト（東京応化社製ＯＦＰＲ−８０
０）を塗布し、８０℃で２０分間加熱乾燥して膜厚１μ
ｍのレジスト膜を得た。キャノン社製紫外線露光機ＰＬ
Ａ−５０１Ｆを用い、クロム製のフォトマスクを介し
て、波長３６５ｎｍでの強度が５０ｍＪ／ｃｍ²の紫外
線を照射した。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２．３８ｗｔ％の水溶液からなる現像
液に浸漬し、フォトレジストおよびポリイミド前駆体着
色被膜の現像を同時に行った。エッチング後、不要とな
ったフォトレジスト層をメチルセロソルブアセテートで
剥離した。さらにこのようにして得られたポリイミド前
駆体着色被膜を窒素雰囲気中で３００℃で３０分間熱処
理し、膜厚１．０μｍのポリイミド着色パターン被膜を
得た。

【００７９】（着色層の作成）次に、赤、緑、青の顔料
として、それぞれ、ピグメントレッド１７７、ピグメン
トグリーン３６、ピグメントブルー１５：６を用意し、
ポリアミック酸溶液（Ａ３）と混合分散し、赤、青、緑
の３種類の着色ペーストを得た。

【００８０】得られた赤ペーストを樹脂ブラックマトリ
クス基板上にスピンコートし、５０℃で１０分間、９０
℃で１０分間、１１０℃で２０分間オーブンを用いて空
気中で加熱乾燥して、膜厚１．２μｍのポリイミド前駆
体着色膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト（東
京応化社製ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、８０℃で２０
分間加熱乾燥して膜厚１．１μｍのレジスト膜を得た。
キャノン社製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用い、ク
ロム製のフォトマスクを介して、波長３６５ｎｍでの強
度が５０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射した。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
ｗｔ％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォトレジス
トおよびポリイミド前駆体着色被膜の現像を同時に行っ
た。エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメ
チルセロソルブアセテートで剥離した。さらに、このよ
うにして得られたポリイミド前駆体着色被膜を窒素雰囲
気中で３００℃で３０分間熱処理し、膜厚１．０μｍの
ポリイミド赤色パターン被膜を得た。

【００８１】その後、同様にして、緑ペースト、青ペー
ストのパターンを形成し、赤、緑、青の３原色を有する
カラーフィルターを得た。

【００８２】（透明保護膜の作成）得られたカラーフィ
ルターにカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物
（Ａ１）をスピンコートし、１００℃で５分、２５０℃
で３０分加熱することにより、厚さ１．０μｍの透明保
護膜とした。

【００８３】東京精密（製）サーフコム１５００Ａを用
いて、得られたカラーフィルターの表面形状を観察した
結果、高低差は０．１３μｍ、最大傾斜角は１．７゜で
あった。

【００８４】（液晶表示装置の作成）さらに、得られた
カラーフィルターを中性洗剤で洗浄した後、ポリイミド
樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、ホットプレ
ートで２５０℃、１０分間加熱した。膜厚は０．０７μ
ｍであった。この後、カラーフィルター基板をラビング
処理し、シール剤をディスペンス法により塗布、ホット
プレートで９０℃、１０分間加熱した。

【００８５】一方、ガラス上にＴＦＴアレイを形成した
基板も同様に洗浄した後、配向膜を塗布、加熱する。そ
の後、直径５．５μｍの球状スペーサーを散布し、前記
カラーフィルター基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧
しながら１６０℃で９０分間加熱して、シール剤を硬化
させる。このセルを１２０℃、１３．３Ｐａで４時間、
続いて、窒素中で０．５時間放置した後に、再度真空下
において液晶注入を行った。液晶注入は、セルをチャン
バーに入れて、室温で１３．３Ｐａまで減圧した後、液
晶注入口を液晶に漬けて、窒素を用いて常圧に戻すこと
により行った。液晶注入後、紫外線硬化樹脂により、液
晶注入口を封口した。次に、偏光板をセルの２枚のガラ
ス基板の外側に貼り付け、セルを完成させた。さらに、
得られたセルをモジュール化して、横電界駆動の液晶表
示装置を完成させた。得られた液晶表示装置を観察した
結果、表示不良はないことがわかった。

【００８６】（比較例１）アセチルアセトンを添加しな
い以外は実施例１と同様に行った。実施例１と同様に粘
度を測定すると、２．７０ｃｐｓから０．３日後にはゲ
ル化し、一液で保存することはできなかった。

【００８７】（実施例２）実施例１で得られたビニルト
リメトキシシランの加水分解縮合物９．６ｇに、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ化合物（エポキシ当量１８０〜１
９０）９．６ｇ、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化
学製）１２．８ｇとプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート４８ｇ、アルミニウムトリスアセチ
ルアセトネート０．３２g、アセチルアセトン０．９６
ｇを加えてカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物
（Ａ２）を得た。実施例１と同様に粘度を測定すると、
３．４０ｃｐｓから７日後３．４５ｃｐｓに変化した。
粘度変化率は１．５％／７日であった。Ａ２を透明保護
膜として実施例１と同様にカラーフィルターを作成し
た。実施例１と同様に得られたカラーフィルターの表面
形状を観察した結果、高低差は０．０８μｍ、最大傾斜
角は１．２゜で、実施例１と同様に液晶表示装置を作成
し、観察した結果、表示不良はないことがわかった。

【００８８】（比較例２）アセチルアセトンを添加しな
い以外は実施例２と同様に行った。実施例１と同様に粘
度を測定すると、３．４ｃｐｓから０．５日後にはゲル
化し、一液で保存することはできなかった。

【００８９】（実施例３）実施例１で得られたビニルト
リメトキシシランの加水分解縮合物９．６ｇに、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ化合物（エポキシ当量１８０〜１
９０）９．６ｇ、スチレンオキサイド（ダイセル化学
製）１２．８ｇとプロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート４８ｇ、アルミニウムトリスアセチル
アセトネート０．３２ｇ、アセチルアセトン０．９６ｇ
を加えてカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物
（Ａ３）を得た。実施例１と同様に粘度を測定すると、
３．１ｃｐｓから７日後３．１９ｃｐｓに変化した。粘
度変化率は２．９％／７日であった。Ａ３を透明保護膜
として実施例１と同様にカラーフィルターを作成した。
実施例１と同様に得られたカラーフィルターの表面形状
を観察した結果、高低差は０．１３μｍ、最大傾斜角は
１．６゜で、実施例１と同様に液晶表示装置を作成し、
観察した結果、表示不良はないことがわかった。

【００９０】（実施例４）実施例１で得られたビニルト
リメトキシシランの加水分解縮合物９．６ｇに、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ化合物（エポキシ当量１８０〜１
９０）９．６ｇ、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化
学製）６．４ｇ、スチレンオキサイド（ダイセル化学
製）１２．８ｇとプロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート４８ｇ、アルミニウムトリスアセチル
アセトネート０．３２ｇ、アセチルアセトン０．９６ｇ
を加えてカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物
（Ａ４）を得た。実施例１と同様に粘度を測定すると、
３．１ｃｐｓから７日後３．１９ｃｐｓに変化した。粘
度変化率は２．９％／７日であった。Ａ４を透明保護膜
として実施例１と同様にカラーフィルターを作成した。
実施例１と同様に得られたカラーフィルターの表面形状
を観察した結果、高低差は０．１１μｍ、最大傾斜角は
１．３゜で、実施例１と同様に液晶表示装置を作成し、
観察した結果、表示不良はないことがわかった。

【００９１】（実施例５）実施例１で得られたビニルト
リメトキシシランの加水分解縮合物９．６ｇに、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ化合物（エポキシ当量１８０〜１
９０）９．６ｇ、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化
学製）６．４ｇ、固形分濃度３０％のＳｂ₂Ｏ₅メタノー
ルゾル溶液２１．３ｇとプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート３３．１ｇ、アルミニウムトリ
スアセチルアセトネート０．３２ｇ、エチルアセトアセ
テート０．９６ｇを加えてカラーフィルター用熱硬化性
樹脂溶液組成物（Ａ５）を得た。実施例１と同様に粘度
を測定すると、４．２０ｃｐｓから７日後４．３１ｃｐ
ｓに変化した。粘度変化率は２．６％／７日であった。
Ａ５を透明保護膜として実施例１と同様にカラーフィル
ターを作成した。実施例１と同様に得られたカラーフィ
ルターの表面形状を観察した結果、高低差は０．０８μ
ｍ、最大傾斜角は１．２゜であった。

【００９２】（透明電極層の作成）さらにこの後、スパ
ッタリング法により、透明保護膜上にＩＴＯを製膜した
ところ、膜厚が１４００オングストロームで、表面抵抗
が１５Ω／□のＩＴＯが得られた。

【００９３】また、得られたカラーフィルターを使用し
て、実施例１と同様の手順により、液晶表示装置を作成
したが、表示不良はなかった。

【００９４】（比較例３）エチルアセトアセテートを添
加しない以外は実施例５と同様に行った。実施例１と同
様に粘度を測定すると４．２０ｃｐｓから０．５日後に
はゲル化した。一液で保存することはできなかった。

【００９５】（実施例６）γ−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン２０ｇを１５℃に冷却し、０．
０１Ｎの塩酸水溶液２．９１ｇを加え、３０分間攪拌し
た。得られた溶液に、ビスフェノールＡ型エポキシ化合
物（エポキシ当量１８０〜１９０）１３３．６ｇと、フ
ェノールノボラック型エポキシ化合物（エポキシ当量１
７２〜１７８）１３３．６ｇとプロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート５７２．６ｇ、アルミニ
ウムトリスアセチルアセトネート１．０ｇにエチルアセ
トアセテート１１．４ｇを加えて溶解し、カラーフィル
ター用熱硬化性樹脂溶液組成物（Ａ６）を得た。実施例
１と同様に粘度を測定すると、７．４０ｃｐｓから７日
後７．５３ｃｐｓに変化した。粘度変化率は１．７６％
／７日であった。Ａ６を透明保護膜として実施例１と同
様にカラーフィルターを作成した。実施例１と同様に得
られたカラーフィルターの表面形状を観察した結果、高
低差は０．１４μｍ、最大傾斜角は１．７゜で、実施例
５と同様に液晶表示装置を作成し、観察した結果、表示
不良はないことがわかった。

【００９６】（比較例４）エチルアセトアセテートを添
加しない以外は実施例６と同様に行った。実施例１と同
様に粘度を測定すると、７．４０ｃｐｓから７日後には
８．７３ｃｐｓになった。粘度変化率は１８％／７日で
あった。

【００９７】（実施例７）エチルアセトアセテートの代
わりにメチルアセトアセテートを添加する（Ａ７）以外
は実施例６と同様に行った。実施例１と同様に粘度を測
定すると、７．３ｃｐｓから７．４３ｃｐｓに変化し
た。粘度変化率は１．８１％／７日であった。Ａ７を透
明保護膜として実施例１と同様にカラーフィルターを作
成した。実施例１と同様に得られたカラーフィルターの
表面形状を観察した結果、高低差は０．１３μｍ、最大
傾斜角は１．６゜で、実施例５と同様に液晶表示装置を
作成し、観察した結果、表示不良はないことがわかっ
た。

【００９８】（実施例８）チタンアセチルアセトネート
２ｇを実施例６で得られた溶液に添加する（Ａ８）以外
は同様に行った。粘度を測定すると、６．８０ｃｐｓか
ら７日後６．９２ｃｐｓに変化した。粘度変化率は１．
７４％／７日であった。Ａ８を透明保護膜として実施例
１と同様にカラーフィルターを作成した。実施例１と同
様に得られたカラーフィルターの表面形状を観察した結
果、高低差は０．１４μｍ、最大傾斜角は１．７゜で、
実施例５と同様に液晶表示装置を作成し、観察した結
果、表示不良はないことがわかった。

【００９９】（実施例９）ジルコニウムベンゾイルアセ
トネート２ｇを実施例６で得られた溶液に添加する（Ａ
９）以外は同様に行った。粘度を測定すると、６．７２
ｃｐｓから７日後６．８３ｃｐｓに変化した。粘度変化
率は１．６８％／７日であった。Ａ９を透明保護膜とし
て実施例１と同様にカラーフィルターを作成した。実施
例１と同様に得られたカラーフィルターの表面形状を観
察した結果、高低差は０．１４μｍ、最大傾斜角は１．
７゜で、実施例５と同様に液晶表示装置を作成し、観察
した結果、表示不良はないことがわかった。

【０１００】（実施例１０）実施例９で作製したＡ９を
用いて透明保護膜を形成し、実施例１と同様にしてカラ
ーフィルターを作成した。この時、着色層の膜厚をすべ
て１．８μmとし、さらに、各着色層の形成と同時に樹
脂ブラックマトリクス上にスペーサーを形成した。な
お、形成したスペーサーは３原色が積層された形態をと
っている。実施例１と同様に得られたカラーフィルター
の表面形状を観察した結果、高低差は０．１３μｍ、最
大傾斜角は１．６゜で、実施例５と同様に液晶表示装置
を作成し、観察した結果、表示不良はないことがわかっ
た。

【０１０１】

【発明の効果】本発明のカラーフィルター用熱硬化性樹
脂溶液組成物は、密閉した容器内で、１０１．３２５ｋ
Ｐａ、２０℃の条件で７日間保存した場合の粘度変化率
が０〜３％の範囲にあることを特徴とするものであるた
め、極めて保存安定性が良好で、１液化することが可能
であり、該カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物
を用いて得られるカラーフィルターは表面の平坦性に優
れ、該カラーフィルターを用いた液晶表示装置は表示品
位に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明のカラーフィルターの一例を示す
平面図、（ｂ）上記平面図のＡ−Ａ’断面図である。

【符号の説明】

１：ブラックマトリクス２：着色層３：開口部４：ガラス５：透明保護膜６：高低差７：最大傾斜角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA47 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FB03 FB12 FB13 GA06 GA08 GA11 GA13 GA16 LA12 LA13 4J002 CD021 CD031 DE147 DE237 EC076 EE037 EE047 EH027 EV296 EX036 EX046 EX066 FD010 FD156 FD207 FD310 GQ00 4J036 AC02 AD08 AF06 AF08 AJ08 DA10 DB16 DB18 DC05 DC41 DD07 FA10 FA13 GA03 GA09 GA15 GA16 GA19 JA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉した容器内で、１０１．３２５ｋＰ
ａ、２０℃の条件で７日間保存した場合の粘度変化率が
０〜３％の範囲にあることを特徴とするカラーフィルタ
ー用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項２】一液であることを特徴とする請求項１に
記載のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項３】エポキシ化合物と、硬化促進剤と、硬化
抑制剤とからなることを特徴とする請求項１または２に
記載のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項４】エポキシ化合物として、脂環式エポキシ
化合物を含有することを特徴とする請求項３に記載のカ
ラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項５】脂環式エポキシ化合物の硬化反応が、カ
チオン開環重合であることを特徴とする請求項４に記載
のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項６】硬化促進剤として、酸発生剤を含有する
ことを特徴とする請求項３〜５いずれか１項に記載のカ
ラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項７】硬化促進剤として、スルホニウム塩類、
シラノール類、金属キレート化合物の少なくとも１種を
含有することを特徴とする請求項３〜５いずれか１項に
記載のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項８】硬化促進剤を、エポキシ化合物１００重
量部に対して、０．１〜２０重量部含有することを特徴
とする請求項７に記載のカラーフィルター用熱硬化性樹
脂溶液組成物。
【請求項９】硬化促進剤が、次の一般式（１）で表さ
れるオルガノアルコキシシラン類あるいは該オルガノア
ルコキシシラン類の加水分解物、および／または、加水
分解縮合物と金属キレート化合物の組合せであることを
特徴とする請求項３〜８いずれか１項に記載のカラーフ
ィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n （１）（ここで、Ｒ¹は、アルキル基、ビニル基、フェニル
基、γ−グリシドキシプロピル基から選ばれる有機基で
あり、Ｒ²は、水素、アルキル基から選ばれる有機基で
あり、ｎは１〜３の整数を示す。）
【請求項１０】硬化促進剤が、次の一般式（１）で表
されるオルガノアルコキシシラン類あるいは該オルガノ
アルコキシシラン類の加水分解物、および／または、加
水分解縮合物１００重量部、金属キレート化合物０．１
〜２０重量部の組み合わせからなることを特徴とする請
求項８に記載のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組
成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n （１）（ここで、Ｒ¹は、アルキル基、ビニル基、フェニル
基、γ−グリシドキシプロピル基から選ばれる有機基で
あり、Ｒ²は、水素、アルキル基から選ばれる有機基で
あり、ｎは１〜３の整数を示す。）
【請求項１１】硬化抑制剤として、β−ジケトン、β
−ケト酸エステル類、塩基性化合物の少なくとも１種を
含有することを特徴とする請求項３〜１０いずれか１項
に記載のカラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物。
【請求項１２】硬化促進剤が、一般式（１）Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n （１）（ここで、Ｒ¹は、アルキル基、ビニル基、フェニル
基、γ−グリシドキシプロピル基から選ばれる有機基で
あり、Ｒ²は、水素、アルキル基から選ばれる有機基で
あり、ｎは１〜３の整数を示す。）で表されるオルガノ
アルコキシシラン類あるいは該オルガノアルコキシシラ
ン類の加水分解物、および／または、加水分解縮合物と
金属キレート剤の組合せであり、硬化促進剤１重量部に
対し硬化抑制剤を０．０９〜１０重量部含むことを特徴
とする請求項１１に記載のカラーフィルター用熱硬化性
樹脂溶液組成物。
【請求項１３】少なくとも、遮光部となるブラックマ
トリクスと、開口部に画素を形成する３原色の着色層お
よび透明保護膜から構成されるカラーフィルターにおい
て、透明保護膜が、密閉した容器内で、１０１．３２５
ｋＰａ、２０℃の条件で７日間保存した場合の粘度変化
率が０〜３％の範囲にあるカラーフィルター用熱硬化性
樹脂溶液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ー。
【請求項１４】ブラックマトリクス上の一部に３原色
のすべて、あるいは、一部からなる着色層の積層により
形成された複数個のドット状スペーサーを有することを
特徴とする請求項１３に記載のカラーフィルター。
【請求項１５】透明電極層が透明保護膜を介して着色
層上に設けられたことを特徴とする請求項１３または１
４に記載のカラーフィルター。
【請求項１６】配向膜が最上層に設けられたことを特
徴とする請求項１３〜１５いずれか１項に記載のカラー
フィルター。
【請求項１７】画素の長軸方向の中心部において、着
色層がブラックマトリックスと重なった部分と、開口部
の最も低い部分との高低差が０．１５μｍ以下で、かつ
着色層がブラックマトリクスと重なった部分から開口部
へ向かう傾斜の最大角度が２゜以下であることを特徴と
する請求項１３〜１６いずれか１項に記載のカラーフィ
ルター。
【請求項１８】カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液
組成物がエポキシ化合物と、硬化促進剤と、硬化抑制剤
とからなり、エポキシ化合物として用いられる脂環式エ
ポキシ化合物の硬化反応がカチオン開環重合であり、画
素の長軸方向の中心部において、着色層がブラックマト
リックスと重なった部分と、開口部の最も低い部分との
高低差が０．１２μｍ以下で、かつ着色層がブラックマ
トリクスと重なった部分から開口部へ向かう傾斜の最大
角度が１．５゜以下であることを特徴とする請求項１３
〜１６いずれか１項に記載のカラーフィルター。
【請求項１９】ブラックマトリクスが、遮光剤を樹脂
中に分散したものであることを特徴とする請求項１３〜
１８いずれか１項に記載のカラーフィルター。
【請求項２０】ブラックマトリクスあるいは着色層の
樹脂成分がポリイミドからなることを特徴とする請求項
１３〜１９いずれか１項に記載のカラーフィルター。
【請求項２１】少なくとも、遮光部となるブラックマ
トリクスと、開口部に画素を形成する３原色の着色層お
よび透明保護膜から構成されるカラーフィルターにおい
て、透明保護膜が、密閉した容器内で、１０１．３２５
ｋＰａ、２０℃の条件で７日間保存した場合の粘度変化
率が０〜３％の範囲にあるカラーフィルター用熱硬化性
樹脂溶液組成物を用いて形成されたカラーフィルターか
らなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２２】薄膜トランジスタにより液晶を駆動す
ることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置。