JP4532999B2 - カラーフィルタ、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法、及び、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物セット - Google Patents

カラーフィルタ、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法、及び、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物セット Download PDF

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Description

本発明はカラー液晶表示装置などのようなカラーフィルタを用いる機器における色(画像)表示技術に関するものである。
カラー液晶表示装置などでは、カラーフィルタを用いて色(画像)表示を行っている。カラーフィルタは、一般に、ガラスなどの透明基板又はシリコンなどの不透明基板上に、3色の着色透明微細パターン(画素と呼ばれる)をそれぞれ形成することにより、製造されている。前記3色としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色が採用されることが多い。
この液晶表示装置では、液晶を介して対向する一対の偏光板を通る光を3原色画素のカラーフィルタによって着色することによって種々の色(画像)を再現しており、具体的には全ての画素において光を最大限に透過させた場合(白表示)から、全ての画素において光を最小限に遮断した場合(黒表示)に至るまで、種々の色を再現している。このような液晶表示装置においては、消費電力の改善のために白表示時のカラーフィルタの輝度を向上させることが求められており、また輝度を低下させることなく色再現性を高めることも求められている。そのため例えばカラーフィルタの各色画素を形成するための樹脂組成物について種々の改良が加えられている。例えば、白表示時の刺激値Y(輝度)を十分に大きくした青色カラーフィルタ用感放射線性組成物が開発されており、このような青色組成物を用いれば、色再現範囲を高めるために顔料濃度を高めても、液晶表示装置の輝度の低下を防止できるとされている(例えば特許文献1参照)。また可視光領域の光透過率を高めた緑色カラーフィルタ用塗料組成物も開発されており、このような緑色組成物を用いれば、液晶表示装置の色再現性及び輝度を高めることができるとされている(例えば特許文献2参照)。また顔料の平均粒径サイズを所定の範囲に調整したカラーフィルタ用組成物も開示されており、この組成物を用いれば透過率及びコントラストを改善できるとされている(例えば特許文献3参照)。
またカラーフィルタの点でも改良が加えられており、例えば特許文献4では、赤色画素、青色画素、及び緑色画素の透過率と色純度を高めたカラーフィルタが提案されており、このようなカラーフィルタを用いれば低消費電力と高い色再現性を達成できるとしている。また特許文献5では赤色画素の透過率と緑色画素の透過率を所定の範囲に調整したカラーフィルタを提案しており、光透過時(白表示時)の色温度を高めることができるとしている。
特開2001―147315号公報(第2頁左欄第2行〜第3頁右欄第14行) 特開平10―160928号公報(第2頁左欄第2行〜右欄第21行) 特開平9―197118号公報(第2頁左欄第2行〜第3頁左欄第35行) 特開2001―272523号公報(第2頁左欄第2行〜第3頁左欄第9行) 特開2001―116918号公報(第2頁左欄第2行〜右欄第27行)
ところで液晶表示装置の要求特性は、上述したような白表示時の輝度(又は白表示の色温度)、色再現性に限られない。すなわち白表示から黒表示に至るまでの間で色度のズレが少ないことも重要である。このような要求特性は、白表示から黒表示に至るいずれか1点での表示特性で評価することはできず、従来、液晶表示素子の構造に関する技術、駆動回路の特性に関する技術などをフルに利用することによって満たしており、例えば偏光フィルムによる調整や各色画素ごとの微妙な調整が必要であった。しかし偏光フィルムによる調整は液晶表示装置のコントラストを低下させ、また各色画素ごとに微妙な調整を行うことは極めて煩雑である。
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、液晶表示装置における偏光フィルムによる調整や各色画素ごとの調整を軽減することのできる技術を提供する点にある。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、白表示から黒表示に至るまでの間での色度のズレを低減するには液晶表示装置における偏光フィルムの調整や各色画素ごとの調整に頼るしかないという従来の常識の枠を超えることに成功した。すなわち、色が異なる3つの感光性樹脂組成物が特定の条件を満足するようにしてこれら樹脂組成物間のバランスを適切にとり、このような3つの感光性樹脂組成物(セット)からカラーフィルタを製造すれば、液晶表示装置における偏光フィルムの調整や各色画素ごとの調整を軽減できることを見出し、本発明を完成した。
本発明に係るカラーフィルタは、第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜を有するカラーフィルタであり、以下の要件を満たす。すなわち、このカラーフィルタの各色の樹脂組成物膜を一対の偏光板に挟み、各偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定したとき、下記式によって求まる白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)が座標P1(0.18、0.52)、座標Q1(0.25、0.52)、座標R1(0.23、0.42)、座標S1(0.15、0.42)の四座標を結ぶ直線の範囲内となる。
u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
white=(X1,parallel+X2,parallel+X3,parallel)/3
white=(Y1,parallel+Y2,parallel+Y3,parallel)/3
white=(Z1,parallel+Z2,parallel+Z3,parallel)/3
black=(X1,orthogonal+X2,orthogonal+X3,orthogonal)/3
black=(Y1,orthogonal+Y2,orthogonal+Y3,orthogonal)/3
black=(Z1,orthogonal+Z2,orthogonal+Z3,orthogonal)/3
また、式中、「X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallel」は第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallel」、及び「X3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X1,orthogonal、Y1,orthogonal、Z1,orthogonal」、「X2,orthogonal、Y2,orthogonal、Z2,orthogonal」、「X3,orthogonal、Y3,orthogonal、Z3,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
このようなカラーフィルタによれば、白表示と黒表示のバランスが適切となっており、白表示から黒表示に至るまでの間で色度のズレが少なくなっており、液晶表示装置において偏光フィルムの調整や各色画素ごとの調整を軽減することができる。
ここで、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光Cの色度座標を(u’C,v’C)とすると、下記式
座標間距離dC=[(u’C−u’white2+(v’C−v’white20.5+[(u’C−u’black2+(v’C−v’black20.5
によって算出される座標間距離dCが75×10−3以下であることが好ましい。
また、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65の色度座標を(u’D65,v’D65)とすると、下記式
座標間距離dD65=[(u’D65−u’white2+(v’D65−v’white20.5+[(u’D65−u’black2+(v’D65−v’black20.5
によって算出される座標間距離dD65が60×10−3以下であることも好ましい。
また、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光Cの逆数相関色温度をRCとし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、(|Rwhite−RC|+|Rblack−RC|)≦90MK−1を満たすことも好ましい。
さらに、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65の逆数相関色温度をRD65とし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、(|Rwhite−RD65|+|Rblack−RD65|)≦90MK−1を満たすことも好ましい。
これらによれば、色度のズレがより少なくなる。
また、X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallelにより定められる第1色の色度座標、X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallelにより定められる第2色の色度座標、及びX3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallelにより定められる第3色の色度座標をCIE 1976のUCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積は、NTSCのRGB の色度座標を前記UCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積に対して、70〜215%であることも好ましい。これによれば、色再現性の高い表示装置を実現できる。
また、このカラーフィルタは、白表示座標(u’white,v’white)から黒表示座標(u’black,v’black)への軌跡が黒体軌跡と略平行となるものであることが好ましい。
また、このカラーフィルタは、黒表示座標(u’black,v’black)の相関色温度が5000K以上25000K以下となるものであると好ましい。
また、第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜のうちの少なくとも一つの樹脂組成物膜は、着色顔料を含有することが好ましい。この場合、着色顔料に加えて、さらに、さらに体質顔料を含有することも好ましい。
さらに、第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜のうちの少なくとも一つの樹脂組成物膜は、蛍光を発する成分を含有しても好ましい。
また、本発明に係るカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法は、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物を有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法であって、各色の感光性樹脂組成物を製膜して各色の樹脂組成物膜を得る製膜工程と、樹脂組成物膜をそれぞれ一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定する測定工程と、白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)を次式により取得する色度取得工程と、第1色の色度座標、第2色の色度座標及び第3色の色度座標を変更することなく白色表示座標と黒色表示座標との間の距離が75×10 −3 以下となるように少なくとも何れかの感光性樹脂組成物の成分の調整をする調整工程と、を含む。
u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
white=(X1,parallel+X2,parallel+X3,parallel)/3
white=(Y1,parallel+Y2,parallel+Y3,parallel)/3
white=(Z1,parallel+Z2,parallel+Z3,parallel)/3
black=(X1,orthogonal+X2,orthogonal+X3,orthogonal)/3
black=(Y1,orthogonal+Y2,orthogonal+Y3,orthogonal)/3
black=(Z1,orthogonal+Z2,orthogonal+Z3,orthogonal)/3
式中、「X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallel」は第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallel」、及び「X3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X1,orthogonal、Y1,orthogonal、Z1,orthogonal」、「X2,orthogonal、Y2,orthogonal、Z2,orthogonal」、「X3,orthogonal、Y3,orthogonal、Z3,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
このような調整方法によれば、製膜すれば上述の発明のようなカラーフィルタを形成可能な感光性樹脂組成物の組み合わせとなるように、感光性樹脂組成物セットの各感光性樹脂組成物を容易に調整することができる。
本発明に係る他のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調製方法は、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物を有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調製方法であって、少なくとも製膜工程、測定工程、コントラスト取得工程及び調整工程を有する。
製膜工程では、各色の感光性樹脂組成物を製膜して各色の樹脂組成物膜を得る。
測定工程では、樹脂組成物膜をそれぞれ一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値の内のYを測定する。
コントラスト取得工程では、各樹脂組成物膜についてのコントラストT,T,Tを次式により取得する。
=Y1,parallel/Y1,orthogonal
=Y2,parallel/Y2,orthogonal
=Y3,parallel/Y3,orthogonal
式中、Y1,parallelは第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値の内のYを、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。Y2,parallel及びY3,parallelは、偏光軸が互いに平行するときにおける、第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値の内のYを前記第1色の場合と同様にして測定したときの値をそれぞれ示す。Y1,orthogonal、Y2,orthogonal、Y3,orthogonalは、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値の内のYを前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
調整工程では、第1色の色度座標、第2色の色度座標及び第3色の色度座標を変更することなく、各樹脂組成物膜間におけるコントラストのバランスを向上させるように少なくとも何れかの感光性樹脂組成物の成分の調整を、上述の白色表示座標及び黒色表示座標が上述の座標P ,Q ,R ,S の4座標を結ぶ直線の範囲内となるように、する。
このような調整方法によれば、製膜すれば上述の発明のようなカラーフィルタを形成可能な感光性樹脂組成物の組み合わせとなるように、感光性樹脂組成物セットの各感光性樹脂組成物を容易に調整することができる。
ここで、調整工程の好ましい具体的としては、例えば、各樹脂組成物膜の内最もコントラストが低い樹脂組成物膜に対応する感光性樹脂組成物が着色顔料を含んでいる場合には、その着色顔料の平均粒径を小さくすることができる。
また、例えば、各樹脂組成物膜の内最もコントラストが高い樹脂組成物膜に対応する感光性樹脂組成物が着色顔料を含んでいる場合には、その着色顔料の平均粒径を大きくすることもできる。
また、例えば、各樹脂組成物膜の内最もコントラストが高い樹脂組成物膜に対応する感光性樹脂組成物が着色顔料を含んでいる場合には、この着色顔料を含む感光性樹脂組成物にさらに体質顔料を添加することもできる。
また、例えば、各樹脂組成物膜の内最もコントラストが高い樹脂組成物膜に対応する感光性樹脂組成物に対して、さらに蛍光を発する成分を添加することもできる。
本発明に係る感光性樹脂組成物セットは、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物からなり、これらはフィルタとしたときの透過光を互いに組み合わせることによって色画像を表示可能であり、しかも該感光性樹脂組成物セットは、下記特性(1)を備えている点に要旨を有するものである。
特性(1)
各色の感光性樹脂組成物をそれぞれ製膜して一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定したとき、下記式によって求まる白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)が座標P1(0.18、0.52)、座標Q1(0.25、0.52)、座標R1(0.23、0.42)、座標S1(0.15、0.42)の四座標を結ぶ直線の範囲内となるものであること
u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
white=(X1,parallel+X2,parallel+X3,parallel)/3
white=(Y1,parallel+Y2,parallel+Y3,parallel)/3
white=(Z1,parallel+Z2,parallel+Z3,parallel)/3
black=(X1,orthogonal+X2,orthogonal+X3,orthogonal)/3
black=(Y1,orthogonal+Y2,orthogonal+Y3,orthogonal)/3
black=(Z1,orthogonal+Z2,orthogonal+Z3,orthogonal)/3
式中、「X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallel」は第1色の膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallel」、及び「X3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の膜及び第3色の膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X1,orthogonal、Y1,orthogonal、Z1,orthogonal」、「X2,orthogonal、Y2,orthogonal、Z2,orthogonal」、「X3,orthogonal、Y3,orthogonal、Z3,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の膜、第2色の膜、及び第3色の膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
ここで、本発明の感光性樹脂組成物セットは、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光Cの色度座標を(u’C,v’C)とすると、下記式
座標間距離dC=[(u’C−u’white2+(v’C−v’white20.5+[(u’C−u’black2+(v’C−v’black20.5
によって算出される座標間距離dCが75×10−3以下であることが好ましい。
また、この感光性樹脂組成物セットは、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65の色度座標を(u’D65,v’D65)とすると、下記式
座標間距離dD65=[(u’D65−u’white2+(v’D65−v’white20.5+[(u’D65−u’black2+(v’D65−v’black20.5
によって算出される座標間距離dD65が60×10−3以下であることも好ましい。
また、この感光性樹脂組成物セットは、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光Cの逆数相関色温度をRCとし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、(|Rwhite−RC|+|Rblack−RC|)≦90MK−1を満たすことも好ましい。
また、この感光性樹脂組成物セットは、CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65の逆数相関色温度をRD65とし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、(|Rwhite−RD65|+|Rblack−RD65|)≦90MK−1を満たすことも好ましい。
また、この感光性樹脂組成物セットは、X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallelにより定められる第1色の色度座標、X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallelにより定められる第2色の色度座標、及びX3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallelにより定められる第3色の色度座標をCIE 1976のUCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積は、NTSCのRGB の色度座標を前記UCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積に対して、70〜215%であることも好ましい。
なお本発明の感光性樹脂組成物セットは、好ましくは白表示座標(u’white,v’white)から黒表示座標(u’black,v’black)への軌跡が黒体軌跡と略平行となるものであり、黒表示座標(u’black,v’black)の相関色温度が5000K以上25000K以下となるものである。
前記感光性樹脂組成物セットは、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物、及び第3色の感光性樹脂組成物のうち少なくとも1つの感光性樹脂組成物が、感光性樹脂組成物セットとしての白表示座標(u’white,v’white)及び黒表示座標(u’black,v’black)を測定したときにこれらが上記特性(1)、好ましくはさらに上述の他の特性を示すように着色材料が調整されている。例えば、平均粒径が調整された着色顔料を配合することによって着色材料を調整してもよく、着色顔料と体質顔料とを組み合わせることによって着色材料を調整してもよく、着色顔料と蛍光を発する成分とを併用することによって着色材料を調整してもよい。
また、このカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットにおいて、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物のうちの少なくとも一つの感光性樹脂組成物が、着色顔料を含有することが好ましい。この場合には、この感光性樹脂組成物はさらに体質顔料を含有することができる。
また、このカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットにおいて、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物のうちの少なくとも一つの感光性樹脂組成物が、蛍光を発する成分を含有することも好ましい。
本発明には、上記第1色、第2色、及び第3色の感光性樹脂組成物を、任意の順番で順次、基板に現像することによって得られるパターン、該パターンを含むカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを備えた液晶表示装置も含まれる。
以下、赤色系感光性樹脂組成物、緑色系感光性樹脂組成物、青色系感光性樹脂組成物からなる3原色系の感光性樹脂組成物セットを例にとって本発明を説明するが、本発明の感光性樹脂組成物セットはこれら3原色系のものに限定される訳ではない。すなわちシアン、マゼンダ、イエローなどの補色系のもの、3原色系又は補色系をベースとしながらも色をシフトさせたものなども本発明に含まれる。
本発明のカラーフィルタによれば、樹脂組成物膜間のバランスが適切にとられているため、カラーフィルタとしたときの画素間のバランスを適切にとることができ、液晶表示の色調節が簡便となる。またとりわけテレビジョン用のカラーフィルタとして好ましく用いることができる。
本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セット及びその調整方法によれば、感光性樹脂組成物セットにおいて組成物間のバランスが適切にとられているため、カラーフィルタとしたときの画素間のバランスを適切にとることができ、液晶表示の色調節が簡便となる。またとりわけテレビジョン用のカラーフィルタに好ましく用いることができる。
そして、これらの本発明によれば、液晶表示装置における偏光フィルムによる調整や各色画素ごとの調整を軽減することができる。
本発明に係るカラーフィルタは、複数の樹脂組成物膜(詳しくは後述)を有し、これらの樹脂組成物膜は、次のようなカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットにおける各感光性樹脂組成物をそれぞれ製膜してなるものである。このカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットは、フィルタとしたときの透過光を互いに組み合わせることによって色画像を表示するためのものであり、例えば赤色系感光性樹脂組成物(第1色の感光性樹脂組成物)、緑色系感光性樹脂組成物(第2色の感光性樹脂組成物)、及び青色系感光性樹脂組成物(第3色の感光性樹脂組成物)からなるものである。そしてこの感光性樹脂組成物セットは、以下の(1)の特性を満足するものである。また、この感光性樹脂組成物セットは、(1)の特性に加えて、さらに、(2)〜(8)のいずれかの特性、または、これらの任意の組み合わせの特性を満足することが好ましい。
特性(1)
各色の感光性樹脂組成物それぞれを製膜して一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の膜毎にCIE1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定したとき、下記式によって求まる白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)が座標P1(0.18、0.52)、座標Q1(0.25、0.52)、座標R1(0.23、0.42)、座標S1(0.15、0.42)の四座標を結ぶ直線の範囲内となること(図2参照)。
u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
なお前記式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
white=(Xred,parallel+Xgreen,parallel+Xblue,parallel)/3
white=(Yred,parallel+Ygreen,parallel+Yblue,parallel)/3
white=(Zred,parallel+Zgreen,parallel+Zblue,parallel)/3
black=(Xred,orthogonal+Xgreen,orthogonal+Xblue,orthogonal)/3
black=(Yred,orthogonal+Ygreen,orthogonal+Yblue,orthogonal)/3
black=(Zred,orthogonal+Zgreen,orthogonal+Zblue,orthogonal)/3
前記「Xred,parallel、Yred,parallel、Zred,parallel」は赤色系(第1色)の膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「Xgreen,parallel、Ygreen,parallel、Zgreen,parallel」、及び「Xblue,parallel、Yblue,parallel、Zblue,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの緑色系(第2色)の膜及び青色系(第3色)の膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記赤色系膜の場合と同様にして測定したときの値を示す。「Xred,orthogonal、Yred,orthogonal、Zred,orthogonal」、「Xgreen,orthogonal、Ygreen,orthogonal、Zgreen,orthogonal」、「Xblue,orthogonal、Yblue,orthogonal、Zblue,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの赤色系の膜、緑色系の膜、及び青色系の膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
この特性(1)に関してさらに詳細に説明すると、前記三刺激値「X、Y、Z」は国際照明委員会(CIE:Commission Internationale del'Eclairage)が定めたものである。また前記白色座標(u’white,v’white)及び黒色座標(u’black,v’black)はCIEが1976年に定めたUCS(uniform chromaticity scale)色度図における座標(u’,v’)の意味である。そして白色表示座標(u’white,v’white)は、偏光軸を平行にした場合における赤色系膜透過光、緑色系膜透過光、及び青色系膜透過光を均等に混合したとき(白表示)の色座標に対応しており、黒色表示座標(u’black,v’black)は、偏光軸を互いに直交させた場合における赤色系膜透過光、緑色系膜透過光、及び青色系膜透過光を均等に混合したとき(黒表示)の色座標に対応している。
上記特性(1)を示すような感光性樹脂組成物セットを用いると、カラーフィルタとした段階で白表示と黒表示のバランスが適切となっており、白表示から黒表示に至るまでの間で色度のズレが少なくなっており、液晶表示装置において偏光フィルムの調整や各色画素ごとの調整を軽減することができる。
白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)は、好ましくは座標P2(0.18、0.51)、座標Q2(0.24、0.51)、座標R2(0.22、0.43)、座標S2(0.16、0.43)の四座標を結ぶ直線の範囲内であり、さらに好ましくは座標P3(0.19、0.51)、座標Q3(0.23、0.51)、座標R3(0.21、0.44)、座標S3(0.17、0.44)の四座標を結ぶ直線の範囲内である(図2参照)。
なお色度ズレ防止を簡便にする観点からは座標間距離=[(u’black−u’white2+(v’black−v’white20.5は短いほど望ましいものの、黒色表示の色温度を高める場合には座標間距離は短すぎないことが推奨される。この場合、該座標間距離は、1×10-3以上程度、好ましくは5×10-3以上程度、さらに好ましくは10×10-3以上程度であることが推奨される。
本発明の感光性樹脂組成物セットは、さらに下記特性(2)を備えているのが好ましい。
特性(2)
特性(1)と同様にして白表示座標(u’white,v’white)と黒表示座標(u’black,v’black)を求めたとき、該白表示座標(u’white,v’white)と黒表示座標(u’black,v’black)とを結ぶ軌跡(CIE 1976 UCS色度図上の軌跡)が黒体軌跡と略平行(完全な平行を含む)となること。
感光性樹脂組成物セットがこの特性(2)を示す場合には、色度ズレの防止がさらに簡便となる。
また本発明の感光性樹脂組成物セットは、上記特性(2)と共に、又は上記特性(2)に代えて下記特性(3)を備えていてもよい。
特性(3)
特性(1)と同様にして黒表示座標(u’black,v’black)を求めたとき、該黒表示座標(u’black,v’black)の相関色温度が5000K以上、好ましくは5500K以上、さらに好ましくは6000K以上であること。なお相関色温度は、25000K以下(特に20000K以下)程度であることが多い。
従来の感光性樹脂組成物セットは、コントラストが最も高くなるように設定されているが、このような感光性樹脂組成物セットを用いると黒表示座標(u’black,v’black)が白表示座標(u’white,v’white)からみて紫色方向(黒体軌跡と概略直交する方向)に大きくシフトし、黒色表示座標(u’black,v’black)の相関色温度が高くならない。特性(3)を有するような樹脂組成物セットを用いれば、黒色表示座標の相関色温度をも向上できる。
なお本発明の感光性樹脂組成物セットは、従来の感光性樹脂組成物セットと比べても、輝度Ywhiteが低下する心配はない。
また、本発明の感光性樹脂組成物セットは、さらに、以下の特性(4)及び/又は特性(5)を備えることが好ましい。
特性(4)
CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光C(CIE Standard illuminant C)の色度座標を(u’C,v’C)とすると、下記式
座標間距離dC=[(u’C−u’white2+(v’C−v’white20.5+[(u’C−u’black2+(v’C−v’black20.5
によって算出される座標間距離dCが75×10−3以下である。ここで、(u’C,v’C)=(0.200886,0.460892)である。
特性(5)
CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65(CIE Standard illuminant D65)の色度座標を(u’D65,v’D65)とすると、下記式
座標間距離dD65=[(u’D65−u’white2+(v’D65−v’white20.5+[(u’D65−u’black2+(v’D65−v’black20.5
によって算出される座標間距離dD65が60×10−3以下である。 ここで、(u’D65,v’D65)=(0.197845,0.468369)である。
これらの特性(4)や(5)を備えると、白表示から黒表示に至るまでの間で色度のズレが一層少なくなる。
また、本発明の感光性樹脂組成物セットは以下の特性(6)及び/又は(7)を備えることが好ましい。
特性(6)
CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光C(CIE Standard illuminant C)の逆数相関色温度をRCとし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、(|Rwhite−RC|+|Rblack−RC|)≦90MK−1を満たす。ここで、RC[MK-1]=10/6774である。
特性(7)
CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65(CIE Standard illuminant D65)の逆数相関色温度をRD65とし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、(|Rwhite−RD65|+|Rblack−RD65|)≦90MK−1を満たす。
ここで、RD65[MK-1]=10/6504である。
なお、特性(6),(7)において、各色度座標に対応する逆数相関色温度Rwhite、Rblackは、まず色度座標に対応する相関色温度を求め、この相関色温度の逆数に10を乗することにより容易に求めることができる。相関色温度は、各色度座標から公知の線図や近似式によって求めたり、三刺激値X,Y,Zを介して次式等によって容易に求めることができる。
ここで、逆数相関色温度は、106を相関色温度で割った値であり、約5.5MK-1程度異なれば色温度の違いを識別可能であるといわれている。ここで相関色温度は、下記式によって求めることができる。
T=−437n3+3601n2−6861n+5514.31
上記式中、nは、式n=(x−0.332)/(y−0.1858)によって求まる値である。また前記x及びyは、三刺激値「X、Y、Z」に基づいて下記式によって求まる値である。
x=X/(X+Y+Z)
y=Y/(X+Y+Z)
上記逆数相関色温度の差が小さいほど、色度ズレの防止がさらに簡便となる。
これらの特性(6)や(7)を備えると、白表示から黒表示に至るまでの間で色度のズレが一層少なくなる。
また、本発明の感光性樹脂組成物セットは以下の特性(8)を備えることが好ましい。
特性(8)
red,parallel、Yred,parallel、Zred,parallelにより定められる赤色の色度座標、Xgreen,parallel、Ygreen,parallel、Zgreen,parallelにより定められる緑色の色度座標、及びXblue,parallel、Yblue,parallel、Zblue,parallelにより定められる青色の色度座標をCIE 1976のUCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積は、NTSC(National Television System Committee)のRGB の各色の色度座標を前記UCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積に対して、70〜215%、好ましくは、80〜180%である(図3参照)。
ここで、各色の色度座標(u’,v’)は、
u’=4X/(X+15Y+3Z)
v’=9Y/(X+15Y+3Z)
により求めることができる。
このような特性(8)を有すると、極めて色再現性のよい液晶テレビジョンディスプレイ等のカラー表示装置を提供することができる。
上記のような特性(1)〜(8)を示す感光性樹脂組成物セット(赤色系感光性樹脂組成物、緑色系感光性樹脂組成物、及び青色系感光性樹脂組成物のセット)は、少なくとも1つの感光性樹脂組成物の着色材料等を、残りの感光性樹脂組成物に合わせて調整することによって得ることができる。
具体的には、例えば、各色の感光性樹脂組成物を製膜して各色の樹脂組成物膜を得、樹脂組成物膜をそれぞれ一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定し、白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)を上式により取得し、第1色に対応する赤色の色度座標(色度)、第2色に対応する緑色の色度座標(色度)及び第3色に対応する青色の色度座標(色度)を変更することなく、白色表示座標と黒色表示座標との間の距離が小さくなるように少なくとも何れかの感光性樹脂組成物の成分の調整をすればよい。各色度座標は特性(8)の場合と同様にして定められる。成分の調整方法は特に限定されないが、例えば、着色顔料の種類の変更や、着色顔料の配合比の変更等が挙げられる。
また、次のような方法により調整することも好適である。具体的には、この調整方法は、製膜工程と、測定工程と、コントラスト取得工程と、調整工程とを含んでいる。
製膜工程では、第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物を有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの各色の感光性樹脂組成物を製膜して各色の樹脂組成物膜を得る。
測定工程では、樹脂組成物膜をそれぞれ一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X、Y、Z」の内のYを測定する。
コントラスト取得工程では、各樹脂組成物膜についてのコントラストTred,Tgreen,Tblueを次式
red=Yred,parallel/Yred,orthogonal
green=Ygreen,parallel/Ygreen,orthogonal
blue=Yblue,parallel/Yblue,orthogonal
により取得する。
最後に、調整工程では、第1色としての赤色の色度座標(色度)、第2色としての緑色の色度座標(色度)及び第3色としての青色の色度座標(色度)を変更することなく、各樹脂組成物膜間におけるコントラストのバランスを向上させるように少なくとも何れかの感光性樹脂組成物の成分の調整をする。各色度座標は特性(8)の場合と同様にして定められる。
成分の調整とは、具体的には、感光性樹脂組成物における着色材料の調整、感光性樹脂組成物への体質顔料の追加、感光性樹脂組成物への蛍光を発する成分の添加等が挙げられる。
より具体的には、例えば、上記特性(1)を示すように少なくとも1つの感光性樹脂組成物Xの着色材料を調整した後、必要に応じて特性(2)〜(8)の特性を示すように少なくとも1つの感光性樹脂組成物Yの着色材料を調整する。なお調整対象とする前記感光性樹脂組成物Xと感光性樹脂組成物Yは同じであってもよく異なっていてもよい。
具体的な着色材料の調整手段は種々挙げられ、特に限定されるものではないが、例えば、感光性樹脂組成物間のコントラストのバランスをとるように着色材料を調整(調製)することが推奨される。コントラストのバランスをとれば、上記特性(1)〜(8)を達成できる。
コントラストのバランスをとる場合、着色材料の種類に応じて種々の方法が採用できる。例えば着色材料が少なくとも着色顔料で構成されている場合、該着色顔料の平均粒径を調整することによってコントラストのバランスをとってもよく、着色顔料と体質顔料(無着色顔料)とを組み合わせることによってコントラストのバランスをとってもよく、着色顔料に加えて蛍光を発する成分も含有させることによってコントラストのバランスをとってもよい。また着色材料が着色染料のみで構成されている場合であっても、蛍光を発する成分を含有させることによってコントラストのバランスをとることができる。なお前記平均粒径の調整、体質顔料の併用、蛍光を発する成分の併用は、いずれか一つを採用してもよく、複数を適宜組み合わせて採用してもよい。以下、それぞれの手段についてさらに詳細に説明する。
[平均粒径の調整]
コントラストを極力高くすることを目的とする従来の感光性樹脂組成物セットでは、各色の平均粒径も小さいものとなっていたが、平均粒径が比較的大きめの着色顔料を使用することによってコントラストのバランスをとることができる。具体的には、例えば、最もコントラストが高い膜に対応する感光性樹脂組成物についてその着色顔料の平均粒径を大きくする。これにより、その感光性樹脂組成物を製膜してなる樹脂組成物膜のコントラストが低下するので、各膜間のコントラストのバランスをとることができる。なお平均粒径が大きくなりすぎると、カラーフィルタとしたときの全体のコントラストが著しく低下してしまうため、樹脂組成物間(画素間)のコントラストのバランスと、カラーフィルタとしたときの全体のコントラストを両立できる範囲で、平均粒径を調整することが推奨される。
一方、カラーフィルタ全体のコントラストTall(後述)を高くする観点からは、最もコントラストが低い膜に対応する感光性樹脂組成物についてその着色顔料の平均粒径を小さくすることが極めて好ましい。こうすると、その感光性樹脂組成物を製膜してなる感光性樹脂組成膜のコントラストが向上し、これにより各膜間のコントラストのバランスをとることができる。
なお平均一次粒径の調整には、平均粒径が異なる着色顔料[カラーインデックス(C.I.;color index)番号が同一のもの同士であってもよい]を混合するのが簡便である。平均粒径もまた、組成物特性(1)〜(8)のいずれを達成するか、体質顔料や蛍光を発する成分の併用の有無、混合する着色顔料の数などに応じて適宜設定されるが、例えば、2つの着色顔料を混合する場合、平均粒径が50〜200nm程度(好ましくは53〜150nm程度、さらに好ましくは55〜100nm程度)の着色顔料と、平均粒径が100〜300nm程度(好ましくは105〜200nm程度、さらに好ましくは110〜150nm程度)の着色顔料とを混合することが多い。
なお平均粒径は、粒子の短軸長と長軸長の平均を意味する。具体的には、透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真からランダムに顔料粒子を50個選択し、これら選択粒子の短軸長の平均及び長軸長の平均を求め、該平均短軸長と平均長軸長の平均を算出することによって求めることができる。
[体質顔料(無着色顔料)の併用]
コントラストを極力高くすることを目的とする従来の感光性樹脂組成物セットでは、コントラストを低下するような体質顔料の併用は行われていなかったが、体質顔料を併用することによってコントラストのバランスをとることができる。具体的には、例えば、最もコントラストが高い膜に対応する感光性樹脂組成物について、さら体質顔料を添加すればよい。これにより、その感光性樹脂組成物を製膜してなる樹脂組成物膜のコントラストが低下するので、各膜間のコントラストのバランスをとることができる。このとき、体質顔料の効果を発揮するためには、体質顔料が添加される感光性樹脂組成物は着色顔料を含んでいることが好ましい。
体質顔料の粒径は、ミー(Mie)散乱を引き起こす程度の粒径から選択でき、例えば緑色系組成物に配合する場合には100nm以上(好ましくは150nm以上、さらに好ましくは200nm以上)、400nm以下(好ましくは300nm以下、さらに好ましくは280nm以下)程度の範囲から選択できる。
体質顔料の配合量は、組成物特性(1)〜(8)のいずれを達成するか、平均粒径を調整するか否か、蛍光を発する成分の併用の有無、体質顔料の粒径などに応じて適宜設定されるが、体質顔料の配合量は、樹脂組成物中の固形分量を100質量部としたとき、例えば0.01%以上(好ましくは0.015%以上、さらに好ましくは0.02%以上)程度の範囲から選択することが多い。なお体質顔料の配合量が多くなりすぎると、カラーフィルタとしたときの全体のコントラストが著しく低下してしまうため、樹脂組成物間(画素間)のコントラストのバランスと、カラーフィルタとしたときの全体のコントラストを両立できる範囲で、体質顔料量の上限を設定することが推奨される。体質顔料の配合量は、樹脂組成物中の固形分量を100質量部としたとき、例えば0.1%以下(好ましくは0.08%以下、さらに好ましくは0.05%以下)程度とすることが多い。
なお体質顔料としては、公知の種々の体質顔料が使用できるが、例えば後述する無機顔料のうち無着色のもの(酸化アルミニウム、二酸化チタンなど)が使用できる。
[蛍光を発する成分]
コントラストを極力高くすることを目的とする従来の感光性樹脂組成物セットでは蛍光を発する成分は使用されていなかったが、蛍光を発する成分を併用することによってコントラストのバランスをとることができる。具体的には、例えば、最もコントラストが高い膜に対応する感光性樹脂組成物について、さら蛍光を発する成分を添加すればよい。これにより、その感光性樹脂組成物を製膜してなる樹脂組成物膜のコントラストが低下するので、各膜間のコントラストのバランスをとることができる。
蛍光を発する成分としては、蛍光顔料、蛍光染料などが挙げられる。蛍光顔料は、色素型、樹脂型のものなどが使用でき、該色素型のものとしては、アゾ系色素顔料、フタロシアニン系色素顔料、アントラキノン系色素顔料、キナクリドン系色素顔料、イソインドリノン系色素顔料、チオインジゴ系色素顔料、ペリレン系色素顔料、ジオキサジン系色素顔料(好ましくはアゾ系色素顔料、イソインドリノン系色素顔料)から選択できる。色素型の好ましい蛍光顔料は、C.I.ピグメントイエロー139、185などである。
樹脂型のものとしては、樹脂マトリックス中に蛍光染料が分散又は溶解しているものが使用できる。前記熱硬化樹脂としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、アリルスルホン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。好ましい樹脂型蛍光顔料は、熱硬化性樹脂のマトリックス中に蛍光染料が溶解しているものである。樹脂可溶性の蛍光染料としては、ローダミンB、ローダミン6Gなどのキサンテン系色素、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルリン)−4H−ピラン(CMD)などのシアニン系色素、1−エチル−2−(4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル)ピリジウム−パーコラレイト(ピリジン1)などのピリジン系色素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサザール系色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−及びトリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素などが挙げられる。好ましい蛍光染料は、ローダミンB、ローダミン6Gなどのキサンテン系色素、クマリン系色素、ナフタルイミド系色素などである。
蛍光を発する成分の配合量は、組成物特性(1)〜(8)のいずれを達成するか、平均粒径の調整の有無、体質顔料の併用の有無、蛍光を発する成分の種類などに応じて適宜設定されるが、着色成分全体を100質量部としたとき、例えば、0.05質量部以上(好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.5質量部以上)程度の範囲から選択することが多い。なお蛍光を発する成分の配合量が多くなりすぎると、カラーフィルタとしたときの全体のコントラストが著しく低下してしまうため、樹脂組成物間(画素間)のコントラストのバランスと、カラーフィルタとしたときの全体のコントラストを両立できる範囲で、蛍光を発する成分の量の上限を設定することが推奨される。蛍光を発する成分の配合量は、着色成分全体を100質量部としたとき、例えば、3質量部以下(好ましくは2質量部以下、さらに好ましくは1.5質量部以下)程度とすることが多い。
なお本発明で使用する各感光性樹脂組成物(赤色系感光性樹脂組成物、緑色系感光性樹脂組成物、青色系感光性樹脂組成物)は、いずれも、上記特徴を有する以外は顔料を分散した公知のレジスト形成用感光性樹脂組成物と同一の特徴を有していてもよく、通常は、着色材料(特に着色顔料。染料が含まれていても良い)、バインダー樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、及び必要により他の添加剤が配合されている。なお上述したように本発明の感光性樹脂組成物では、さらに体質顔料が配合されている場合もあれば、蛍光を発する成分が配合されている場合もある。またこれら各成分は、溶剤に溶解又は分散されている。
前記着色顔料としては、有機顔料(以下、着色有機顔料という)、無機顔料(以下、着色無機顔料という)などが含まれ、顔料分散レジストに通常用いられるものを使用するのが簡便である。なお無機顔料としては、一般に、金属酸化物や金属錯塩などの金属化合物が使用され、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモンなどの金属の酸化物又は複合金属酸化物などが挙げられるが、これらのうち着色しているものを着色無機顔料として使用する。
着色有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists 出版)で、ピグメント(Pigment)に分類されている化合物が
挙げられる。具体的には、以下のようなカラーインデックス(C.I.)番号の化合物が例示できるが、これらに限定されるわけではない。
C.I.ピグメントイエロー 20,24,31,53,83,86,93,94,109,110,117,125,137,138,139,147,148,150,153,154,166,173,180および185など;
C.I.ピグメントオレンジ 13,31,36,38,40,42,43,51,55,59,61,64,65および71など;
C.I.ピグメントレッド 9,97,105,122,123,144,149,166,168,176,177,180,192,215,216,224,242,254,255および264など;
C.I.ピグメントバイオレット 14,19,23,29,32,33,36,37および38など;
C.I.ピグメントブルー 15(15:3,15:4,15:6など),21,22,28,60,64および76など;
C.I.ピグメントグリーン 7,10,15,25,36および47など; C.I.ピグメントブラウン 28など;
C.I.ピグメントブラック 1および7など。
前記着色顔料を含む着色材料は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。着色材料は、感光性樹脂組成物中の全固形分量を基準に、通常5〜60質量%、好ましくは10〜55質量%の範囲で用いられる。着色材料が、前記所定範囲内にあれば、薄膜にしても画素の色濃度が十分であり、現像時に非画素部の抜け性が低下することがないため、残渣が発生しにくい傾向があり、好ましい。
バインダー樹脂としては、アルカリ溶解性を有し、また着色材料の分散媒として作用するものを使用できる。好ましいバインダー樹脂は、不飽和カルボン酸類(酸無水物を含む意である)を構成モノマーとする重合体が挙げられ、不飽和カルボン酸類の共重合体が特に好ましい。
前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸などが好適に使用される。これらアクリル酸およびメタクリル酸は、単独で又は両者を組み合わせて用いることができる。またこれらアクリル酸やメタクリル酸に加えて、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの他の不飽和カルボン酸(又はその酸無水物)を併用してもよい。さらにα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸などのように同一分子中にヒドロキシル基およびカルボキシル基を有するモノマーも併用できる。
バインダー樹脂のうち不飽和カルボン酸類に由来する構成単位の存在量は、通常10〜50質量%、好ましくは15〜40質量%程度である。不飽和カルボン酸類に由来する構成単位が前記所定の範囲内であれば、現像液への溶解性が十分となるため、未露光部の基板上に残渣が発生することなく、また現像時に露光部の画素部分の膜減りが生じることがなく画素全体が剥離することがない傾向にあり、好ましい。
前記不飽和カルボン酸類と共に共重合体を構成するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、具体的には、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、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよびアミノエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸の置換又は無置換アルキルエステル;
シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘプチル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、メンチル(メタ)アクリレート、シクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキセニル(メタ)アクリレート、シクロヘプテニル(メタ)アクリレート、シクロオクテニル(メタ)アクリレート、メンタジエニル(メタ)アクリレート、シクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ピナニル(メタ)アクリレート、トリシクロデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデシルオキシエチル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、ノルボルネニル(メタ)アクリレート、ピネニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートおよびジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどの脂環式基を有する(メタ)アクリル酸エステル;
オリゴエチレングリコールモノアルキル(メタ)アクリレートなどの鎖状エーテル基を有する(メタ)アクリル酸エステル;
グリシジル(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレートなどの環状エーテル基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。好ましいモノマーには、(メタ)アクリル酸の無置換又は置換アルキルエステル、脂環式基を有する(メタ)アクリル酸エステルが含まれ、特にメチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが含まれる。
なお前記不飽和カルボン酸類と共に共重合体を構成するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステルが好ましいものの、該(メタ)アクリル酸エステルと共に又は該(メタ)アクリル酸エステルに代えて、他のモノマーを使用してもよい。かかる他のモノマーとしてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;
酢酸ビニルおよびプロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル;
(メタ)アクリロニトリルおよびα−クロロアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物;
N−フェニルマレイミドなどのマレイミド化合物などが挙げられる。これら他のモノマーは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
バインダー樹脂のポリスチレン換算重量平均分子量は、例えば、5,000〜100,000、好ましくは7,000〜100,000、より好ましくは7,000〜50,000、とりわけ好ましくは7,000〜30,000であるのが望ましい。バインダー樹脂の重量平均分子量が前記所定範囲内にあると、現像時に膜減りが生じにくく、また現像時に非画素部分の抜け性が良好である傾向にあり、好ましい。
バインダー樹脂は、感光性樹脂組成物中の全固形分量に対して、通常、5〜90質量%、好ましくは10〜70質量%の範囲で含有される。バインダー樹脂量が前記所定範囲内であると、現像液への溶解性が十分であり、非画素部分の基板上に現像残渣が発生しにくく、また現像時に露光部の画素部分の膜減りが生じにくく、非画素部分の抜け性が良好な傾向にあり、好ましい。
光重合性化合物としては、光および後述する光重合開始剤の作用で重合しうる限り特に限定されず、例えば、単官能モノマーの他、2官能モノマー、3官能以上のモノマーなどが使用できる。
単官能モノマーとしては、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
2官能モノマーとしては、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
3官能以上のモノマーとしては、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、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)アクリレートなどが挙げられる。
好ましい光重合性化合物は、2官能以上のモノマーである。
光重合性化合物は、感光性樹脂組成物中のバインダー樹脂および光重合性化合物の合計100質量部に対して、通常1〜60質量部、好ましくは5〜50質量部の範囲で含有される。光重合性化合物の量が前記範囲であると、画素部の強度や平滑性が良好になる傾向があり、好ましい。
光重合開始剤としては、トリアジン化合物、ケトン化合物(アセトフェノン化合物など)又はその誘導体、ビイミダゾール化合物、オキシム系化合物及び多官能チオール化合物の少なくとも一種を含んでなる開始剤系が好適に使用される。これら開始剤を用いて得られる感光性樹脂組成物は高感度となり、また形成される膜はその画素部の強度や表面平滑性が良好となる。光重合開始剤は、単独でも複数を組み合わせて使用しても差し支えない。
前記トリアジン化合物としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ピペロニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(フラン−2−イル)エテニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル]−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。
前記ケトン化合物又はその誘導体としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−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−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−(4−メチルベンジル)−2−モルホリノ−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパン−1−オンのオリゴマーなどが例示できる。また2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−,2−(o−ベンゾイルオキシム)なども使用できる。
また前記ビイミダゾール化合物としては、例えば、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2、3−ジクロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール[例えば特開平9−197118号公報(特許文献3)及び特開2001−116918号公報(特許文献5)参照]、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラ(アルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラ(ジアルコキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラ(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール(例えば特開平6−75372号公報及び特開平6−75373号公報参照)、4,4’5,5’−位のフェニル基がカルボアルコキシ基により置換されているイミダゾール化合物(特公昭48−38403号公報参照)などが挙げられる。好ましいビイミダゾール化合物は、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2、3−ジクロロフェニル)―4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾールなどである。
オキシム化合物としては、O−アシルオキシム系化合物が挙げられ、その具体例としては、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−ブタン−1,2−ジオン2−オキシム−O−ベンゾアート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−オクタン−1,2−ジオン 2−オキシム−O−ベンゾアート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−オクタン−1−オンオキシム−O−アセタート、1−(4−フェニルスルファニル−フェニル)−ブタン−1−オンオキシム−O−アセタート等が挙げられる。
前記多官能チオール化合物は、分子中にチオール基を複数有する化合物であり、特に脂肪族炭素にチオール基が結合する脂肪族多官能チオール化合物が好ましい。本発明に使用される脂肪族多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチーオル、デカンジチオール、1,4−ジメチルメルカプトベンゼンなど;ブタンジオールビスチオプロピオネート、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、トリメチロールプロパントリスチオグリコレ−ト、ブタンジオ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、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、トリスヒドロキシエチルトリスチオプロピオネートなどの多価ヒドロキシ化合物の多価チオグリコレート又は多価チオプロピオネートなどが挙げられる。好ましい脂肪族多官能チオールには、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など、とりわけペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートが含まれる。
また本発明の効果を損なわない程度であれば、この分野で通常用いられている光重合開始剤等を併用することができ、例えば、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、アントラセン系、およびその他の開始剤が挙げられる。これらその他の開始剤は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
前記ベンゾイン系光重合開始剤としては、例えば、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、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、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(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。
チオキサントン系光重合開始剤としては、例えば、2−イソプロピルチオキサントン、4−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、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。
アントラセン系光重合開始剤としては、例えば、9,10−ジメトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジエトキシアントラセンなどが挙げられる。
その他の光重合開始剤としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアントラキノン、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物などが挙げられる。
また光重合開始剤は、光重合開始助剤と組み合わせて使用することもできる。光重合開始助剤を併用すると、得られる着色感光性樹脂組成物は更に高感度となり、これを用いてカラーフィルタを形成する際の生産性が向上するので、より好ましい。光重合開始助剤としては、例えば、アミン系化合物、アルコキシアントラセン系化合物、チオキサントン系化合物などが挙げられ、これら光重合性開始助剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
アミン系化合物としては、例えば、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(通称ミヒラーズケトン)、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が挙げられ、中でも4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
アルコキシアントラセン系化合物としては、例えば、9,10−ジメトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジエトキシアントラセンなどが挙げられる。
チオキサントン系化合物としては、例えば、2−イソプロピルチオキサントン、4−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、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。
また光重合開始助剤として市販のものを用いることもでき、例えば、商品名「EAB−F」(保土谷化学工業(株)製)などが挙げられる。
光重合開始剤および光重合開始助剤の組み合わせとしては、ジエトキシアセトフェノン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン−1−オン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパン−1−オンのオリゴマー/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−(4−メチルベンジル)−2−モルホリノ−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−,2−(o−ベンゾイルオキシム)/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンの組み合わせなどが挙げられ、好ましくは2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン/4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンの組み合わせが挙げられる。
光重合開始剤の量は、バインダー樹脂および光重合性化合物の合計100質量部に対して、通常0.1〜40質量部、好ましくは1〜30質量部程度である。また光重合開始助剤の量は、バインダー樹脂および光重合性化合物の合計100質量部に対して、通常0.1〜50質量部、好ましくは1〜40質量部程度であ
る。光重合開始剤の量が前記の範囲にあると、着色感光性樹脂組成物が高感度となり、前記の着色感光性樹脂組成物を用いて形成した画素部の強度や、前記の画素の表面における平滑性が良好になる傾向があり、好ましい。しかも光重合開始助剤の量が前記の範囲にあると、得られる着色感光性樹脂組成物の感度がさらに高くなり、前記の着色感光性樹脂組成物を用いて形成するカラーフィルタの生産性が向上する傾向にあり、好ましい。
溶剤としては、この分野で用いられている各種の溶剤が使用できる。具体的には、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エチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類;
ジ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エチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル類;
メチルセロソルブアセテートおよびエチルセロソルブアセテートのようなエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;
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、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、メトキシペンチルアセテートなどのアルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類;
メチルエチルケトン、アセトン、メチルアミルケトン、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;
エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類;
3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチルなどのエステル類;
γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などが挙げられる。
これら溶剤は、それぞれ単独で又は2種類以上混合して用いることができる。
溶剤の使用量は、該溶剤を含む感光性樹脂組成物全体の量を基準に、通常60〜90質量%、好ましくは70〜85質量%程度である。溶剤の含有量が前記の範囲であると、塗布性が良好になる傾向があり、好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じて、多の添加剤(例えば、充填剤、高分子化合物、顔料分散剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止材など)を使用してもよい。
充填剤としては、ガラス、シリカ、アルミナなどが例示できる。
高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリフルオロアルキルアクリレートなどが例示できる。またエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリエステル、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂なども使用できる。
顔料分散剤としては、市販の界面活性剤を用いることができ、例えば、シリコーン系、フッ素系、エステル系、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性などの界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて用いられる。該界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類等のウレタン類、ポリエチレンイミン類等のほか、商品名でKP[信越化学工業(株)製]、ポリフロー[共栄化学(株)製]、エフトップ(トーケムプロダクツ社製)、メガファックス[大日本インキ化学工業(株)製]、フロラード[住友スリーエム(株)製]、アサヒガード、サーフロン[以上、旭硝子(株)製]、ソルスパース[ゼネカ(株)製]、EFKA(EFKA CHEMICALS社製)、PB821[味の素(株)製]なども使用できる。
密着促進剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(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、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールなどが挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、2−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
また凝集剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムが使用できる。
本発明の各感光性樹脂組成物(赤色系感光性樹脂組成物、緑色系感光性樹脂組成物、青色系感光性樹脂組成物)は、いずれも、例えば以下のようにして調製することができる。すなわち着色材料を予め溶剤と混合し、着色材料の平均粒子径が0.2μm以下程度となるまで、ビーズミルなどを用いて分散させる。この際バインダー樹脂の一部又は全部を配合してもよく、必要に応じて顔料分散剤を使用してもよい。得られた分散液(ミルベース)に、バインダー樹脂の残り、光重合性化合物、光重合開始剤、及び必要に応じて使用されるその他の成分、さらには必要により追加の溶剤を、所定の濃度となるように添加し、目的の感光性樹脂組成物を得る。
(カラーフィルタ)
上記のようにして得られる感光性樹脂組成物セットは、各感光性樹脂組成物を任意の順番で基板に現像してパターンを形成することにより、カラーフィルタとすることができる。すなわち、本実施形態に係るカラーフィルタは、上述の感光性樹脂組成物セットの各感光性樹脂組成物を所定の形状に製膜することにより形成されるものである。具体的には、例えば、このカラーフィルタ1は、図4に示すように、基板3と、基板3上に形成された複数の開口を有した格子状のブラックマトリクスBMと、ブラックマトリクスBMの各開口内に順番に形成された透明赤色の樹脂組成物膜R、透明緑色の樹脂組成物膜G及び透明青色の樹脂組成物膜Bとを有している。透明赤色の樹脂組成物膜Rは上述のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットにおける赤色系感光性樹脂組成物を所望の形状に製膜したものであり、透明緑色の樹脂組成物膜Gは上述のセットにおける緑色系感光性樹脂組成物を所定の形状に製膜したものであり、透明青色の樹脂組成物膜Bは上述のセットにおける青色系感光性樹脂組成物を所定の形状に製膜したものである。このようなカラーフィルタは上述の感光性樹脂組成物セットを用いて形成されているので、このカラーフィルタの各樹脂組成物膜は前述の特性(1)における樹脂組成物膜の性質を満足する。さらに、このカラーフィルタの各樹脂組成物膜は、好ましくは、前述の特性(2)〜特性(8)における樹脂組成物膜の性質の少なくとも一つまたはこれらの組合せを満足する。
ここで、各感光性樹脂組成物を基板上に現像、すなわち所定形状に製膜する方法としては、公知乃至慣用の方法をそのまま又は適当に修正して採用でき、例えば、以下のようにするのが望ましい。
すなわち一の感光性樹脂組成物を基板(通常はガラス)上にスピンコートし、加熱乾燥(プリベーク)することにより溶剤を除去して、平滑な塗膜を得る。このときの塗膜の厚さは、およそ1〜3μm程度である。このようにして得られた塗膜に、目的の画像を形成するためのネガマスクを介して紫外線を照射して露光部を硬化した後、非露光部を現像液に溶解させて現像する。以上の操作を残りの感光性樹脂組成物についても同様にして行うことによって、目的とする画素(パターン)としての各色の樹脂組成物膜を形成できる。なお塗布方法としては通常スピンコート法が用いられるが、スリットコート法や、スリット・アンド・スピンコート法も用いることができる。
なお紫外線照射に際しては、露光部全体に均一に平行光線が照射され、かつマスクと基板の正確な位置合わせが行われるよう、マスクアライナーなどの装置を使用するのが好ましい。また現像後は、必要に応じて150〜230℃で10〜60分程度の後硬化(ポストベーク)を施すこともできる。
前記現像液としては、通常、希アルカリ溶液(アルカリ性化合物と界面活性剤を含む水溶液など)を使用する。前記アルカリ性化合物は、無機物および有機物のいずれでもよい。無機アルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸二水素ナトリウム、燐酸水素二アンモニウム、燐酸二水素アンモニウム、燐酸二水素カリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、アンモニアなどが挙げられる。
有機アルカリ性化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エタノールアミンなどが挙げられる。
これらの無機および有機アルカリ性化合物は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。現像液中のアルカリ性化合物の好ましい濃度は、0.01〜10質量%の範囲であり、より好ましくは0.03〜5質量%である。
また現像液中の界面活性剤は、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤又はカチオン系界面活性剤のいずれでもよい。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルなどのポリオキシエチレン誘導体;オキシエチレン/オキシプロピレンブロックコポリマー;ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウム、オレイルアルコール硫酸エステルナトリウムなどの高級アルコール硫酸エステル塩類;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウムなどのアルキル硫酸塩類;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩類などが挙げられる。
カチオン系界面活性剤としては、例えば、ステアリルアミン塩酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどのアミン塩又は第四級アンモニウム塩などが挙げられる。
これらの界面活性剤は、それぞれ単独で用いることも、また2種以上組み合わせて用いることもできる。
現像液中の界面活性剤の濃度は、通常0.01〜10質量%の範囲、好ましく
は0.05〜8質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。
このようにして本発明の感光性樹脂組成物セットから製造されるカラーフィルタは、面内の膜厚差が小さく、例えば1〜3μmの膜厚で、面内膜厚差を0.15μm以下、さらには0.05μm以下とすることができる。すなわち本発明のカラーフィルタは、平滑性および透明性に優れたものであり、またこれをカラー液晶表示装置に組み込むことにより、優れた品質の液晶パネルを高い歩留りで製造することができる。
そして本発明のカラーフィルタを用いて液晶表示装置を形成すると、このカラーフィルタは特定の感光性樹脂組成物セットから製造されており、樹脂組成物間(画素間)のバランスが適切にとられているため、白表示から黒表示に至るまでの間での色度のズレを簡便に防止できる。しかも樹脂組成物間(画素間)のバランスが適切にとられているため、白表示のみならず黒表示の色温度をも簡便に高くすることができる。
なお液晶表示装置のバックライトとしては、白色光源が有利に採用でき、例えば、2波長型光源、3波長型光源などを採用できる。2波長型光源としては、青色LED(Light Emitting Diode)と黄色蛍光体又は黄緑色蛍光体とを組み合わせて白色光を発するLED光源が挙げられる。3波長型光源としては、3波長蛍光管(図1に示した光源など);紫外LEDと、赤色、青色、及び緑色蛍光体とを組み合わせた白色LED光源;赤、青、緑各色のLEDを組み合わせた白色LED光源;有機エレクトロルミネッセンス光源などが挙げられる。なおバックライトとしては、前述のもの以外に、CIEが定めるC光源、D光源なども使用できる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
なお下記実施例中、含有量ないし使用量を表す%および部は、特にことわらないかぎり質量基準である。
実験例1〜5
下記表1〜3に示す配合の赤色系感光性樹脂組成物、緑色系感光性樹脂組成物、及び青色系感光性樹脂組成物からなる樹脂組成物セットを調製した。なお各樹脂組成物は、着色顔料及び体質顔料並びに顔料分散剤の全量を、溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの部分量と混合し、ビーズミルを用いて着色顔料を十分に分散させた。この分散液に残りのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと残りの成分を加えて混合することによって調製した。
Figure 0004532999
Figure 0004532999
Figure 0004532999
[樹脂組成物の評価]
上記実験例で得られた樹脂組成物のセットとしての色特性を、以下のようにして求めた。
[三刺激値]
2インチ(5.1cm)角のガラス基板(コーニング社製「#1737」)を、中性洗剤、水およびアルコールで順次洗浄してから乾燥することによって予め表面を清浄化しておいた。
実験例で得られた感光性樹脂組成物(赤色感光性樹脂組成物、緑色感光性樹脂組成物、青色感光性樹脂組成物)を別々に上記ガラス基板上にスピンコートし、次にクリーンオーブン中、温度100℃で3分間プリベークすることによって感光性着色材層(カラーレジスト)を調製した。冷却後、このレジスト塗布基板を、超高圧水銀ランプ[ウシオ電機(株)製]を用いて大気雰囲気下、露光量100mJ/cm2で光照射した。その後、非イオン系界面活性剤0.12%と水酸化カリウム0.04%を含む水系現像液に上記塗膜を室温で所定時間浸漬して現像し、水洗後、温度220℃で30分間ポストベークを行い、試験用カラー基板(赤色系基板、緑色系基板、青色系基板)を調製した。
得られた試験用カラー基板は、一対の偏光板[ガラス基板面(コーニング社製「#1737」、厚さ0.7mm)に偏光膜[住友化学工業(株)製 「ハイコンSKW832AP1−Q3」]を貼り付けたもの]の間に、偏光軸が互いに直交するように又は互いに平行となるように挟み込むことにより、偏光軸直交型試験板(光遮断タイプ)及び偏光軸平行型試験板(光透過タイプ)を作製した。
図1に示す3波長管光源をバックライトとして偏光軸直交型試験板を透過する光を受光機[(株)TOPCON製 「色彩輝度計BM−5A」]で測定することによって、光遮断時の三刺激値「Xorthogonal、Yorthogonal、Zorthogonal」を求めた。
また同様にして偏光軸平行型試験板を透過する光を測定し、光透過時の三刺激値「Xparallel、Yparallel、Zparallel」を求めた。
[色度座標]
赤色系基板、緑色系基板、青色系基板それぞれの光遮断時のX値(Xred,orthogonal、Xgreen,orthogonal、Xblue,orthogonal)を平均することによって黒表示のときのX値(Xblack)を求めた。同様に光遮断時のY値(Yred,orthogonal、Ygreen,orthogonal、Yblue,orthogonal)又はZ値(Zred,orthogonal、Zgreen,orthogonal、Zblue,orthogonal)を平均することによって黒表示のときのY値(Yblack)及びZ値(Zblack)を求めた。これら黒表示のときの三刺激値(Xblack,Yblack,Zblack)から、下記式に基づいて、黒表示のときのCIE 1976 UCS色度座標(u’black,v’black)を求めた。
u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
また光透過時の場合についても、光遮断時の場合と同様に処理することによって、白表示のときのCIE 1976 UCS色度座標(u’white,v’white)を求めた。
[座標間距離]
標準の光C(CIE Standard illuminant C)の色度座標(u’C,v’C)を(0.200886,0.460892)とし、下記式
座標間距離dC=[(u’C−u’white2+(v’C−v’white20.5+[(u’C−u’black2+(v’C−v’black20.5
により座標間距離dCを得た。
また、標準の光D65(CIE Standard illuminant D65)の色度座標(u’D65,v’D65)を(0.197845,0.468369)とし、下記式
座標間距離dD65=[(u’D65−u’white2+(v’D65−v’white20.5+[(u’D65−u’black2+(v’D65−v’black20.5
によって座標間距離dD65を得た。
[相関色温度]
下記式に基づいて、黒表示のときの相関色温度Tblack(K)を求めた。
black=−437n3+3601n2−6861n+5514.31
上記式中、nは、式n=(xblack−0.332)/(yblack−0.1858)によって求まる値である。また前記xblack及びyblackは、下記式によって求まる値である。
black=Xblack/(Xblack+Yblack+Zblack
black=Yblack/(Xblack+Yblack+Zblack
また白表示のときの相関色温度Twhite(K)も、黒表示の場合と同様にして求めた。
[逆数相関色温度差]
標準の光Cの逆数相関色温度RCを(10/6774)MK−1とし、相関色温度Twhiteから逆数相関色温度Rwhiteを取得し、相関色温度Tblackから逆数相関色温度Rblackを取得し、(|Rwhite−RC|+|Rblack−RC|)を取得した。
さらに、標準の光D65の逆数相関色温度RD65を(10/6504)MK−1とし、(|Rwhite−RD65|+|Rblack−RD65|)を取得した。
[NTSC比]
また、Xred,parallel、Yred,parallel、Zred,parallelにより定められる赤色の色度座標、Xgreen,parallel、Ygreen,parallel、Zgreen,parallelにより定められる緑色の色度座標、及びXblue,parallel、Yblue,parallel、Zblue,parallelにより定められる青色の色度座標をCIE 1976のUCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積の、NTSCのRGB の色度座標を前記UCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積に対する比、すなわち、NTSC比を求めた。
[コントラスト]
各色の膜について、Yred,parallel/Yred,orthogonal、Ygreen,parallel/Ygreen,orthogonal、Yblue,parallel/Yblue,orthogonalによりそれぞれコントラストTred, Tgreen, Tblueを求めた。また、黒表示のときの輝度(Yblack)及び白表示のときの輝度(Ywhite)から、コントラストTall (=Ywhite/Yblack)を求めた。
結果を表4〜6に示すと共に、CIE 1976 UCS色度図の部分拡大図である図2にも示す。なお図2中、白抜き(□、◇、△、○、☆)は白表示のときの色度座標を示し、黒塗り(■、◆、▲、●、★)は黒表示のときの色度座標を示す。
Figure 0004532999
Figure 0004532999
Figure 0004532999
表1〜6から明らかなように、実験例4の感光性樹脂組成物セットでは、緑色系樹脂組成物のコントラストが高すぎて赤色系樹脂組成物及び青色系樹脂組成物とのバランスを欠いている。具体的には、黒表示したときの色度座標が白表示のときの色度座標から紫色方向(黒体軌跡と概略直交する方向)に大きくシフトするような組み合わせとなっている。このような樹脂組成物セットを用いて液晶用カラーフィルタを製造すると、液晶表示素子の構造、駆動回路の特性などを調製しても、液晶表示の色調節が困難となる。
これに対して実験例1の感光性樹脂組成物セットでは、蛍光を示す顔料(C.I.ピグメントイエロー185)を緑色系樹脂組成物に配合することによって赤色系、緑色系、青色系の各樹脂組成物間のバランスを適切に保っている。また実験例2の感光性樹脂組成物セットでは、平均粒径の大きな顔料を配合することによって赤色系、緑色系、青色系の各樹脂組成物間のバランスを適切に保っている。実験例3の感光性樹脂組成物セットでは、体質顔料を配合することによって赤色系、緑色系、青色系の各樹脂組成物間のバランスを適切に保っている。このように、実施例1〜3では、他の色に比べてコントラストが飛びぬけて高くなりやすい緑色系の樹脂組成物膜のコントラストを下げ、これにより、3色の樹脂組成物膜間のコントラストのバランスを適切に保つようにし、これにより、上述の各特性を実現している。
さらに、実施例5では、蛍光を示す顔料を配合することによって緑色系樹脂組成物膜のコントラストTgreenを低下させると共に、赤色系樹脂組成物膜の着色顔料の平均粒径を小さくすることにより、他の色と比べてコントラストが最も低くなりやすい赤色系樹脂組成物膜のコントラストTredを高くしている。したがって、各色間のコントラストのバランスを適切に保ちつつ、かつ、全体のコントラストTallも高くできるので特に好ましい。
さらに、具体的には、これら実験例1〜3、5では、黒表示したときと白表示したときの色度座標が近接するような組み合わせとなっており、さらには黒表示の相関色温度も高くなるような組み合わせとなっている。加えて白表示の輝度(平均のY値)が高くなるような組み合わせとなっている。また実験例1では白表示から黒表示への色度座標の軌跡が黒体軌跡と概略平行となるような組み合わせとなっている。そのためこのような樹脂組成物セットを用いて液晶用カラーフィルタを製造すると、カラーフィルタの段階で既にバランスが適切に保たれているため、液晶表示の色調節が簡便となる。
また、実験例1〜3、5では、座標間距離dCが75×10−3以下であり、座標間距離dD65が60×10−3以下であり、(|Rwhite−RC|+|Rblack−RC|)≦90MK−1を満たし、(|Rwhite−RD65|+|Rblack−RD65|)≦90MK−1を満たし、NTSC比は70〜215%以内である。
図1は実施例で用いる光源の特性を示すグラフである。 図2は実施例の結果を示すグラフである。 図3はu’v’色度図におけるNTSC再現領域を示すグラフである。 図4は本実施形態に係るカラーフィルタを示す概略構成図である。

Claims (16)

  1. 第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜を有するカラーフィルタであって、
    前記各色の樹脂組成物膜を一対の偏光板に挟み、各偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定したとき、下記式によって求まる白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)が座標P1(0.18、0.52)、座標Q1(0.25、0.52)、座標R1(0.23、0.42)、座標S1(0.15、0.42)の四座標を結ぶ直線の範囲内となるカラーフィルタ。
    u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
    v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
    u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
    v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
    式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
    white=(X1,parallel+X2,parallel+X3,parallel)/3
    white=(Y1,parallel+Y2,parallel+Y3,parallel)/3
    white=(Z1,parallel+Z2,parallel+Z3,parallel)/3
    black=(X1,orthogonal+X2,orthogonal+X3,orthogonal)/3
    black=(Y1,orthogonal+Y2,orthogonal+Y3,orthogonal)/3
    black=(Z1,orthogonal+Z2,orthogonal+Z3,orthogonal)/3
    式中、「X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallel」は第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallel」、及び「X3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X1,orthogonal、Y1,orthogonal、Z1,orthogonal」、「X2,orthogonal、Y2,orthogonal、Z2,orthogonal」、「X3,orthogonal、Y3,orthogonal、Z3,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
  2. CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光Cの色度座標を(u’C,v’C)とすると、下記式によって算出される座標間距離dCが75×10−3以下である請求項1記載のカラーフィルタ。
    座標間距離dC=[(u’C−u’white2+(v’C−v’white20.5+[(u’C−u’black2+(v’C−v’black20.5
  3. CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65の色度座標を(u’D65,v’D65)とすると、下記式によって算出される座標間距離dD65が60×10−3以下である請求項1又は2記載のカラーフィルタ。
    座標間距離dD65=[(u’D65−u’white2+(v’D65−v’white20.5+[(u’D65−u’black2+(v’D65−v’black20.5
  4. CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光Cの逆数相関色温度をRCとし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、
    (|Rwhite−RC|+|Rblack−RC|)≦90MK−1を満たす請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタ。
  5. CIE(国際照明委員会)で定められた標準の光D65の逆数相関色温度をRD65とし、白色表示座標(u’white,v’white)に対応する逆数相関色温度をRwhiteとし、黒色表示座標(u’black,v’black)に対応する逆数相関色温度をRblackとしたときに、
    (|Rwhite−RD65|+|Rblack−RD65|)≦90MK−1を満たす請求項1〜4のいずれかに記載のカラーフィルタ。
  6. 1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallelにより定められる第1色の色度座標、X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallelにより定められる第2色の色度座標、及びX3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallelにより定められる第3色の色度座標をCIE 1976のUCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積は、NTSCのRGB の色度座標を前記UCS色度図上にプロットして作成した三角形の面積に対して、70〜215%である請求項1〜5のいずれかに記載のカラーフィルタ。
  7. 黒表示座標(u’black,v’black)の相関色温度が5000K以上25000K以下となるものである請求項1〜6のいずれかに記載のカラーフィルタ。
  8. 前記第1色の樹脂組成物膜、前記第2色の樹脂組成物膜及び前記第3色の樹脂組成物膜のうちの少なくとも一つの樹脂組成物膜は、着色顔料を含有する請求項1〜7のいずれかに記載のカラーフィルタ。
  9. 前記樹脂組成物膜は前記着色顔料に加えてさらに体質顔料を含有する請求項8に記載のカラーフィルタ。
  10. 前記第1色の樹脂組成物膜、前記第2色の樹脂組成物膜及び前記第3色の樹脂組成物膜のうちの少なくとも一つの樹脂組成物膜は、蛍光を発する成分を含有する請求項1〜9のいずれかに記載のカラーフィルタ。
  11. 第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物を有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法であって、
    前記各色の感光性樹脂組成物を製膜して各色の樹脂組成物膜を得る製膜工程と、
    前記樹脂組成物膜をそれぞれ一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定する測定工程と、
    白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)を次式により取得する色度取得工程と、
    前記第1色の色度座標、前記第2色の色度座標及び前記第3色の色度座標を変更することなく、前記白色表示座標と前記黒色表示座標との間の距離が75×10 −3 以下となるように少なくとも何れかの感光性樹脂組成物の成分の調整をする調整工程と、
    を含むカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法。
    u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
    v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
    u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
    v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
    式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
    white=(X1,parallel+X2,parallel+X3,parallel)/3
    white=(Y1,parallel+Y2,parallel+Y3,parallel)/3
    white=(Z1,parallel+Z2,parallel+Z3,parallel)/3
    black=(X1,orthogonal+X2,orthogonal+X3,orthogonal)/3
    black=(Y1,orthogonal+Y2,orthogonal+Y3,orthogonal)/3
    black=(Z1,orthogonal+Z2,orthogonal+Z3,orthogonal)/3
    式中、「X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallel」は第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallel」、及び「X3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X1,orthogonal、Y1,orthogonal、Z1,orthogonal」、「X2,orthogonal、Y2,orthogonal、Z2,orthogonal」、「X3,orthogonal、Y3,orthogonal、Z3,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
  12. 第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物を有するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法であって、
    前記各色の感光性樹脂組成物を製膜して各色の樹脂組成物膜を得る製膜工程と、
    前記樹脂組成物膜をそれぞれ一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の樹脂組成物膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値の内のYを測定する測定工程と、
    前記各樹脂組成物膜についてのコントラストT,T,Tを次式により取得するコントラスト取得工程と、
    前記第1色の色度座標、前記第2色の色度座標及び前記第3色の色度座標を変更することなく、前記各樹脂組成物膜間における前記コントラストのバランスを向上させるように少なくとも何れかの感光性樹脂組成物の成分の調整を下記の条件(A)を満たすようにする調整工程と、
    を含むカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セットの調整方法。
    =Y1,parallel/Y1,orthogonal
    =Y2,parallel/Y2,orthogonal
    =Y3,parallel/Y3,orthogonal
    式中、Y1,parallelは第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値の内のYを、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。Y2,parallel及びY3,parallelは、偏光軸が互いに平行するときにおける、第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値の内のYを前記第1色の場合と同様にして測定したときの値をそれぞれ示す。Y1,orthogonal、Y2,orthogonal、Y3,orthogonalは、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値の内のYを前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。

    条件(A)
    下記式によって求まる白色表示座標(u’ white ,v’ white )及び黒色表示座標(u’ black ,v’ black )が、座標P 1 (0.18、0.52)、座標Q 1 (0.25、0.52)、座標R 1 (0.23、0.42)、座標S 1 (0.15、0.42)の四座標を結ぶ直線の範囲内である。
    u’ white =4X white /(X white +15Y white +3Z white
    v’ white =9Y white /(X white +15Y white +3Z white
    u’ black =4X black /(X black +15Y black +3Z black
    v’ black =9Y black /(X black +15Y black +3Z black
    式中、X white 、Y white 、Z white 、X black 、Y black 、Z black は下記式によって求まる値である。
    white =(X 1,parallel +X 2,parallel +X 3,parallel )/3
    white =(Y 1,parallel +Y 2,parallel +Y 3,parallel )/3
    white =(Z 1,parallel +Z 2,parallel +Z 3,parallel )/3
    black =(X 1,orthogonal +X 2,orthogonal +X 3,orthogonal )/3
    black =(Y 1,orthogonal +Y 2,orthogonal +Y 3,orthogonal )/3
    black =(Z 1,orthogonal +Z 2,orthogonal +Z 3,orthogonal )/3
    式中、「X 1,parallel 、Y 1,parallel 、Z 1,parallel 」は第1色の樹脂組成物膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X 2,parallel 、Y 2,parallel 、Z 2,parallel 」、及び「X 3,parallel 、Y 3,parallel 、Z 3,parallel 」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の樹脂組成物膜及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X 1,orthogonal 、Y 1,orthogonal 、Z 1,orthogonal 」、「X 2,orthogonal 、Y 2,orthogonal 、Z 2,orthogonal 」、「X 3,orthogonal 、Y 3,orthogonal 、Z 3,orthogonal 」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の樹脂組成物膜、第2色の樹脂組成物膜、及び第3色の樹脂組成物膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
  13. 第1色の感光性樹脂組成物、第2色の感光性樹脂組成物及び第3色の感光性樹脂組成物からなり、フィルタとしたときの透過光を互いに組み合わせることによって色画像を表示するための3色系の感光性樹脂組成物セットであって、
    この感光性樹脂組成物セットは、各色の感光性樹脂組成物をそれぞれ製膜して一対の偏光板に挟み、偏光板の偏光軸が互いに平行となる場合と互いに直交する場合とに分けて各色の膜毎にCIE(国際照明委員会)1931表色系の三刺激値「X,Y,Z」を測定したとき、下記式によって求まる白色表示座標(u’white,v’white)及び黒色表示座標(u’black,v’black)が座標P1(0.18、0.52)、座標Q1(0.25、0.52)、座標R1(0.23、0.42)、座標S1(0.15、0.42)の四座標を結ぶ直線の範囲内となるものであることを特徴とするカラーフィルタ用感光性樹脂組成物セット。
    u’white=4Xwhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
    v’white=9Ywhite/(Xwhite+15Ywhite+3Zwhite
    u’black=4Xblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
    v’black=9Yblack/(Xblack+15Yblack+3Zblack
    式中、Xwhite、Ywhite、Zwhite、Xblack、Yblack、Zblackは下記式によって求まる値である。
    white=(X1,parallel+X2,parallel+X3,parallel)/3
    white=(Y1,parallel+Y2,parallel+Y3,parallel)/3
    white=(Z1,parallel+Z2,parallel+Z3,parallel)/3
    black=(X1,orthogonal+X2,orthogonal+X3,orthogonal)/3
    black=(Y1,orthogonal+Y2,orthogonal+Y3,orthogonal)/3
    black=(Z1,orthogonal+Z2,orthogonal+Z3,orthogonal)/3
    式中、「X1,parallel、Y1,parallel、Z1,parallel」は第1色の膜を偏光軸が互いに平行する一対の偏光板に挟んだときの透過光の三刺激値「X、Y、Z」を、図1に示す3波長管光源をバックライトとして使用して測定したときの測定結果を示す。「X2,parallel、Y2,parallel、Z2,parallel」、及び「X3,parallel、Y3,parallel、Z3,parallel」は、偏光軸が互いに平行するときの第2色の膜及び第3色の膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記第1色の場合と同様にして測定したときの値を示す。「X1,orthogonal、Y1,orthogonal、Z1,orthogonal」、「X2,orthogonal、Y2,orthogonal、Z2,orthogonal」、「X3,orthogonal、Y3,orthogonal、Z3,orthogonal」は、偏光軸が互いに直交するときの第1色の膜、第2色の膜、及び第3色の膜の三刺激値「X、Y、Z」を前記平行の場合と同様にして測定したときの値を示す。
  14. 請求項13に記載の第1色、第2色、及び第3色の感光性樹脂組成物を、任意の順番で順次、基板に現像することによって得られるパターン。
  15. 請求項14に記載のパターンを含むカラーフィルタ。
  16. 請求項15に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4788992B2 (ja) * 2004-04-21 2011-10-05 大日本印刷株式会社 カラーフィルター及びそれを備えた液晶表示装置
JP4897270B2 (ja) * 2005-11-01 2012-03-14 富士フイルム株式会社 感光性樹脂組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに液晶表示装置
JP4551904B2 (ja) * 2006-01-13 2010-09-29 東洋インキ製造株式会社 カラーフィルタおよび液晶表示装置
TWI360670B (en) * 2006-03-01 2012-03-21 Toyo Ink Mfg Co Color filter and liquid crystal display device
KR20090126991A (ko) 2008-06-05 2009-12-09 삼성전자주식회사 색필터 및 색필터를 가지는 표시 장치
WO2011018987A1 (ja) * 2009-08-12 2011-02-17 住友化学株式会社 表示装置
KR101556817B1 (ko) * 2011-03-23 2015-10-01 주식회사 엘지화학 입체 영상 표시 장치
KR101978275B1 (ko) 2011-10-12 2019-05-14 토요잉크Sc홀딩스주식회사 컬러 필터용 착색 조성물 및 컬러 필터
KR102007049B1 (ko) * 2013-10-18 2019-08-02 동우 화인켐 주식회사 착색제 분산액
TWI518384B (zh) * 2014-05-30 2016-01-21 友達光電股份有限公司 彩色濾光片
KR102329974B1 (ko) * 2015-08-20 2021-11-23 동우 화인켐 주식회사 색변환층용 형광 염료분산액 및 자발광 감광성 수지 조성물
CN113496683B (zh) * 2020-04-01 2022-10-21 敦泰电子股份有限公司 车用显示器的显示调整方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116918A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Fuji Photo Film Co Ltd 透過型液晶ディスプレイ用カラーフィルター
JP2001194658A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP2002350831A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 透過型液晶表示パネル
JP2003253148A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Dainippon Printing Co Ltd 表面改質顔料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116918A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Fuji Photo Film Co Ltd 透過型液晶ディスプレイ用カラーフィルター
JP2001194658A (ja) * 2000-01-07 2001-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP2002350831A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 透過型液晶表示パネル
JP2003253148A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Dainippon Printing Co Ltd 表面改質顔料

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