JP2008250357A - カラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置で、配向分割垂直配向方式（ＭＶＡ方式）の液晶表示装置において、ある形状の模様を長時間表示しておくと、その後全体に均一な表示をしようとしても先の模様が残って見えてしまう表示焼き付きといった現象が発生する不具合を、その液晶表示装置に用いるカラーフィルタの構造を工夫することで改善する、信頼性に優れたカラーフィルタを提供すること。
【解決手段】液晶の配向を制御するためのカラーフィルタの突起物を形成する感光性材料の硬化物の誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下であることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルタに関するものであり、特に配向分割垂直配向方式（ＭＶＡ方式）の液晶表示装置用に表示焼き付きなどの発生しない信頼性に優れた配向制御用突起物を有するカラーフィルタを提供する。

液晶表示装置は、携帯電話・デジタルカメラ等の小面積のものからパーソナルコンピュータ、ワークステーションの表示装置・テレビ画像表示装置などの大面積のものまで広く使用されており、近年特にテレビ画像表示装置としての使用が急速に拡大している。

その中にあって、配向分割垂直配向方式（ＭＶＡ方式）の液晶表示装置は、一般的な捻れネマチック方式（ＴＮ方式）の液晶表示装置と比較してコントラスト比が高く、視野角が非常に広くとれるという特徴を有するため、テレビ画像表示装置に用いる液晶表示装置としては最適のものであり、使用量の大幅な拡大が見込まれているものである。図１に配向分割垂直配向方式の液晶表示装置の模式図を示す。

この配向分割垂直配向方式の液晶表示装置には、電極の対向基板にあたるカラーフィルタ２上に液晶の配向を分割するための微小な突起物４が設けられている。この突起物４は液晶の配向を分割し視野角を広くするためには必要不可欠なものであるが、この突起物を形成する材料の種類によっては、配向分割垂直配向方式の液晶表示装置に特有の不具合を生ずることがあった。

不具合の代表例としては、ある形状の模様を長時間表示しておくと、その後全体に均一な表示をしようとしても先の模様が残って見えてしまう表示焼き付きといった現象であり、信頼性を確保する上での大きな課題となっている。この現象は信号を入力し続けていた部分だけ印加電圧に対する透過率の応答特性、すなわちＶ−Ｔ特性が本来の特性からずれてしまったことによって引き起こされており、このＶ−Ｔ特性のずれは信号を入力していた部分に電界が残留する、残留ＤＣと呼ばれる現象が発生していることによるものである。

この表示焼き付き現象を解決するために、これまでに、特開２００１−８３５２１（特許文献１）にあるように突起物形成材料の比抵抗をρとし、液晶材料の比抵抗をρ_LCとするときにρ_LC×１０^-3Ω・ｃｍ＜ρ＜ρ_LCΩ・ｃｍとすること、または特開２００３−３５９０５（特許文献３）にあるように突起物形成材料の比誘電率を１１以下、かつ、導電率を３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上とすること、などが提案されている。いずれの提案も残留ＤＣの原因となる電荷を短い時間で緩和することを目的に、突起物形成材料に微量のカーボンブラックもしくは金属微粒子などを混合してある程度の導電性を付与することを試みている。

しかしながら、この方法では特開２００１−８３５２１で述べているように導電性を付与しすぎると特性を悪化させることになるため、良好な結果が得られるためには突起物形成材料に比較的限られた範囲内の導電性を付与する必要がある。このように比較的限られた範囲の導電性を微量のカーボンブラック・金属微粒子などを混合することで得るのは、混合量と導電性の関係が必ずしも直線的でないため一般的には難しい。また、混合物の量だけではなく分散状態なども導電性に影響を与えるため、安定して同一の導電性を得ることが比較的難しいという問題点がある。

また、特開２００３−３５９０５で述べられているように導電性を付与するための混合物は比誘電率を同時に増大させることになるため、先にも述べた理由から、比誘電率が所定の値以下かつ導電率が所定の値以上、という特性を安定的に得ることはさらに難しい。

さらに、突起物は液晶表示装置内において液晶材料と非常に接近した位置にあるため、突起物形成材料に微量であってもカーボンブラック・金属微粒子などを混合することは液晶に対する有機物の溶出、イオン性物質などの溶出の懸念がある。

さらに大きな問題点としては、突起物材料に導電性を付与することは発生した残留ＤＣを短い時間で緩和することには有効であるが、残留ＤＣの発生そのものを防ぐことはできず、根本的な解決方法とは言えないということがあげられる。

また、特開２００１−３２４７１５（特許文献２）では液晶材料の時定数をτLC（３０Ｈｚ）とし、突起物材料の時定数をτ_RIB（３０Ｈｚ）としたときに０．１×τ_LC＜τ_RIB＜１０×τ_LCとすることが提案されている。時定数を液晶材料と突起物材料で近い値とすることは残留ＤＣの発生を防ぐために効果的であるが、液晶表示装置には液晶材料以外にも配向膜材料が存在するため、液晶材料の特性以外に配向膜材料の特性も考慮する必要がある。また、この特性を実現する具体的な材料・手段などが述べられていない問題点も指摘できる。

以下に公知文献を記す。
特開２００１−８３５２１号公報 特開２００１−３２４７１５号公報 特開２００３−３５９０５号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、配向分割垂直配向方式（ＭＶＡ方式）の液晶表示装置用に表示焼き付きなどの発生しない信頼性に優れたカラーフィルタを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液晶の配向を制御するための突起物を有する液晶表示装置用のカラーフィルタにおいて、該突起物の誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下であることを特徴とするカラーフィルタとしたものである。

また、本発明は、前記突起物が、１０〜５０Ｈｚの周波数範囲における誘電正接が０．００２〜０．００４の液晶の配向を制御するための突起物であることを特徴とする上記のカラーフィルタである。

本発明は液晶の配向を制御するための突起物を形成するための感光性材料において、その硬化物の誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下であることを特徴とする感光性材料であるので、配向分割垂直配向方式（ＭＶＡ方式）の液晶表示装置用において、表示焼き付きなどの発生しない極めて優れた結果を得られる。

また、本発明は上記の感光性材料で、液晶配向制御用突起物を形成する感光性材料が少なくともアルカリ可溶性樹脂、多官能重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、かつ感光性材料の光照射部が硬化するネガ型であるので、フォトリソグラフィーによる製品作
製工程上でフォトマスクの微小な異物や傷による同一不良の発生が少なく有利である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明者らは、配向分割垂直配向方式（ＭＶＡ方式）の液晶表示装置用に表示焼き付きなどの発生しない信頼性に優れたカラーフィルタを得るために、液晶の配向を制御するための突起物の特性について検討した結果、突起物材料の誘電体としての性質、特に誘電正接に着目し、突起物材料の誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下であると、表示焼き付きなどが発生しない極めて優れた結果を得られることを見出した。

突起物材料の誘電正接が配向分割垂直配向方式の液晶表示装置の表示焼き付きに与える影響について以下に詳しく述べる。

液晶表示装置の表示焼き付き現象は、表示装置のある部分にだけ信号を入力し続けると、その後全体に均一の信号を入力しても全体に均一に表示されず、以前に信号を入力していた部分の形が残って見えてしまう現象である（図２参照）。

この現象は、先にも述べたように信号を入力し続けていた部分だけ印加電圧に対する透過率の応答特性、すなわちＶ−Ｔ特性が本来の特性からずれてしまったことによって引き起こされており、このＶ−Ｔ特性のずれは信号を入力していた部分に電界が残留する、残留ＤＣと呼ばれる現象が発生していることによるものである。

液晶表示装置における液晶セルは数種類の誘電体を積層したコンデンサと見なすことができる。そこで、数種類の誘電体を積層したコンデンサに、液晶表示装置駆動のモデルとして図３のような振幅Ｖ0、周期２Ｔの信号を長時間与えた後、両端を短絡させたときの挙動について考える。

まず、簡単のために、図４のように２種類の誘電体が積層されたコンデンサについて考えてみる。

それぞれの誘電体に図５のような並列等価回路を仮定し、それぞれの誘電体のＲ_p，Ｃ_pをＲ₁，Ｃ₁，Ｒ₂，Ｃ₂とおくと、図３のような信号を長時間与えた時のそれぞれの誘電体に蓄積される電荷ｑ₁，ｑ₂はＲ₁，Ｃ₁，Ｒ₂，Ｃ₂などにより

のように表すことができる。

すなわち、このコンデンサに図３のような信号を十分長い時間与えると、それぞれの誘電体にはＲ_pとＣ_pの積に比例した電荷量が蓄積されることになる。なお、Ｒ_pとＣ_pの積は誘電緩和の時定数と呼ばれる物理量で、誘電体内に蓄積された電荷量が１／ｅ（約０．３６７）まで減衰するのにかかる時間である。

次に、両端の電極を短絡させると、互いに誘電体内に蓄積された電荷量が等しい、すなわち互いの誘電体について誘電緩和の時定数（＝Ｒ_p×Ｃ_p）が等しい場合は、電荷は互いに打ち消し合い全て消滅してコンデンサ内に電荷は残らない。しかし、互いに蓄積された電荷量が異なる、すなわちＲ_p×Ｃ_pが互いに異なる誘電体であった場合は、いずれかの誘電体内に隣の誘電体の電荷量との差に応じた分だけ電荷が残留することになり、コンデンサは完全には放電しきらないことになる。

すなわち短絡させた際、それぞれの誘電体内の電荷量をｑ₁（ｓｈｏｒｔ）とｑ₂（ｓｈ
ｏｒｔ）とおくと、

と表される。すなわち、それぞれの誘電体の緩和の時定数の差に比例した電荷がいずれかの誘電体内に残留することになる。

以上のことは、図６のようにｎ種類の誘電体を積層したコンデンサについても同様に成り立つ。

すなわち、図６における誘電体ｉのＲ_p，Ｃ_pをＲ_i，Ｃ_iとおいて、信号を長時間入力したときの蓄積される電荷量をｑ_iとすれば、

のように表され、やはりそれぞれの誘電体にはそれぞれのＲ_pとＣ_pの積に比例した電荷量が蓄積されることになる。例えば、ｎ＝４のとき誘電体ｉに蓄積される電荷量は

となる。
したがって、同様に両端を短絡させた場合を考えれば、全ての誘電体について蓄積された電荷量が等しい、つまり全ての誘電体について誘電緩和の時定数Ｒ_p×Ｃ_pが等しい場合は、電荷は互いに打ち消し合い全て消滅してコンデンサ内に電荷は残らない。

しかし、蓄積された電荷量が異なる誘電体が存在する、すなわちＲ_p×Ｃ_pが異なる誘電体が存在する場合は、いずれかの誘電体内に周囲の誘電体の電荷量との差に応じた分だけ電荷が残留することになり、コンデンサが完全には放電しきらないことになる。

これらの誘電体をそれぞれ液晶材料、液晶配向制御用突起物材料、配向膜材料と対応させてやれば、この現象がいわゆる液晶表示装置における残留ＤＣと呼ばれる現象に対応することになる。すなわち、液晶材料、液晶配向制御用突起物材料、配向膜材料のＲ_p×Ｃ_pは互いに一致していることが液晶表示装置の残留ＤＣを防ぐために必要な条件となる。

誘電緩和の時定数Ｒ_p×Ｃ_pは、誘電体材料の材料特性として一般的な誘電正接ｔａｎδと信号の周期(この場合は２Ｔ)を用いて

のように表すことができるため、材料の特性として議論する場合は誘電正接ｔａｎδを指標として用いる方がわかりやすい。誘電正接と誘電緩和の時定数の関係は数式（５）からわかるように信号の周期に依存する。したがって、どの程度の周波数での誘電正接を材料特性として測定するのが適切か決める必要があるが、液晶表示装置の信号は１パルスが６０Ｈｚ程度、すなわち図３のような形の信号においてＴ＝１／６０（秒）であることから、周期２Ｔ＝１／３０（秒）すなわち周波数で３０Ｈｚ近辺、おおむね１０〜５０Ｈｚの周波数での誘電正接を測定するのが適当である。

一般に配向膜材料はポリイミドが用いられており、ポリイミドの誘電正接は非常に小さく１０〜５０Ｈｚの周波数において０.００３〜０．００４程度以下であり、また液晶材料についても同様の周波数範囲で０．００２〜０．００４程度であり、これらの材料の誘電正接は比較的小さい値で互いに近い値を示している。

したがって、突起物材料の誘電正接が残留ＤＣの発生、すなわち液晶表示装置の表示焼き付きの発生に大きな影響を与えることになり、これら配向膜材料・液晶材料と組み合わ
せても残留ＤＣを発生しないためには、液晶配向制御用突起物材料も同等程度の誘電正接であることが望ましい。具体的には少なくとも１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下、好ましくは０．０１０以下、さらに好ましくは０．００６以下であることが必要である。

また、突起物は液晶表示装置の画素内の液晶配向を分割するために設けられることから、高度な位置精度・寸法精度が要求されるため、突起物はフォトマスクなどを介したパターン露光の後現像を行うといった、いわゆるフォトリソグラフィーの技術を用いて形成するのが一般的であり、そのため突起物材料は感光性の材料であることが必要である。さらに、突起物は液晶表示装置の画素内の液晶配向を分割するために設けられることから、液晶表示装置の開口を損なわないために微小な寸法でのパターンの形成が要求される。

したがって、例えば感光性材料のうち感光部が溶解するいわゆるポジ型の感光性材料を用いた場合、フォトマスクはその面積のほとんどが開口部となる。このように面積が非常に広い開口部を持つフォトマスクを使用したフォトリソグラフィー工程はフォトマスクに微小な傷・異物がつくことにより、大量の同一不良パターンを形成することになり製品作製上非常に不利になる。このことから、突起物を形成する感光性材料は感光部が硬化するいわゆるネガ型の感光性材料であることが望ましい。

本発明者らは、これらの誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下、好ましくは０．０１０以下、さらに好ましくは０．００６以下であり、かつ感光部が硬化するネガ型の感光性材料である材料を実現するために検討を重ねた結果、突起物の材料に、芳香環が重量比で２５％以上含まれている樹脂、更にはその芳香環が主鎖に含まれている樹脂、もしくは脂環式炭化水素が重量比で２５％以上含まれている樹脂、更にはその主鎖に芳香環構造が含まれている樹脂を用いることによって非常に良好な結果が得られることを見出した。

また、フォトリソグラフィーによって突起物を形成する際の現像は、有機溶剤を用いても構わないが、環境的な配慮から水あるいはアルカリ水溶液を用いることが好ましい。しかし、水現像では用いる樹脂の親水性が高いために作製した突起物の耐水性が弱いなどの欠点を有する。従って、一般的にはアルカリ水溶液によって行われ、それに適した樹脂および感光性材料組成にするのが一般的である。

アルカリ水溶液には、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩の水溶液、ヒドロキシテトラメチルアンモニウム、ヒドロキシテトラエチルアンモニウムなどの有機塩の水溶液を用いることができる。これらを単独または２種以上組み合わせて用いてもよい。また、このような感光部が硬化するネガ型のアルカリ現像可能な感光性材料は、一般にアルカリ可溶性樹脂、多官能重合性モノマー、光重合開始剤を主成分とする組成に、必要に応じてレベリング剤、溶剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、粘度調整剤などの添加剤を加えて調整することができる。

本発明で使用することのできるアルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ可溶性でそれを用いて作製した感光性材料の硬化物の誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下であれば用いることができる。具体的に本発明で用いる樹脂としては、芳香環が重量比で２５％以上含まれていること、あるいはそれらの芳香環構造が樹脂の主鎖に含まれているものが好ましい。このような樹脂は、東亞合成（株）製のＭ−１０１、Ｍ−１０２、Ｍ−１１０、ベンジルメタクリレートあるいはスチレンと（メタ）アクリル酸との共重合体を挙げることができる。これらの共重合においては、密着性、成膜性、耐薬品性などを付与する目的で、その他の重合性モノマーを添加し３元共重合体あるいはそれ以上の多元重合体としてもよい。

その他、以下の化学構造式（化１）から（化４）等で示される芳香環含有エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などに、有機酸を反応させエポキシ基を開環させた後、酸無水物と反応させてモノエステル化してアルカリ可溶性にしたものを挙げることができる。

但し、ｍは０以上の整数を、ｎは１以上の整数を、Ｒ₁〜Ｒ₈はそれぞれ独立にあるいはハロゲン原子を意味する。また、Ｒ₉、Ｒ₁₀は、ＨまたはＣＨ₃である。さらに、Ｅは下記（化５）で示される結合基を意味する。

これらは、エポキシ基の開環を行う際に、有機酸として（メタ）アクリル酸を用いることによって側鎖に重合性二重結合を導入することができる。これによって、感光性材料とした時に感度を高くすることも可能である。

また、下記構造式（化６）、（化７）あるいは（化８）等で示されるようなカルド系化合物やビスフェノールＡ系化合物などに酸無水物を反応させることによって本発明で用いることができる芳香環含有樹脂を得ることができる。

但し、ｎは１以上の整数を、Ｒ₁₁またはＲ₁₂はＨまたはＣＨ₃を意味する。また、Ｒ₁₃またはＲ₁₄は、それぞれ独立にＨ、ＣＨ₃またはハロゲン原子を示す。

また、本発明で用いる樹脂としては、脂環式炭化水素が重量比で２５％以上含まれていること、あるいはそれらの脂環式炭化水素が樹脂の主鎖に含まれているものが好ましい。これらの具体例としては、大阪有機化学工業（株）製のＩＢＸＡ、Ｖ＃１５５、三菱レイヨン（株）製のＣＨ、日立化成（株）製のＦＡ−５１１Ａ、ＦＡ−５１２Ａ、ＦＡ−５１３Ｍ、ＦＡ−５４４ＡあるいはＦＡ−５１３Ｍと（メタ）アクリル酸との共重合体を挙げることができる。これらの共重合においては、密着性、成膜性、耐薬品性などを付与する目的で、その他の重合性モノマーを添加し３元共重合体あるいはそれ以上の多元重合体としてもよい。

その他、以下の化学構造式（化９）、（化１０）等で示される脂環式炭化水素含有エポキシ系樹脂などに、有機酸を反応させエポキシ基を開環させた後、酸無水物と反応させてモノエステル化してアルカリ可溶性にしたものを挙げることができる。

但し、ｍは０以上の整数を、ｎは１以上の整数を、Ｒ₁₅、Ｒ₁₆はＨまたはＣＨ₃を、Ｒ₁₇
はＨまたはＣＨ₃あるいはハロゲン原子を意味する。また、Ｅは下記（化１１）で示される結合基を意味する。

また、下記構造式（化１２）等で示されるような水添ビスフェノールＡ系化合物などに酸無水物を反応させることによって本発明で用いることができる芳香環含有樹脂を得ることができる。

但し、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉はＨまたはＣＨ₃を意味する。

また、本発明で用いることのできる多官能重合性モノマーとしては、さらには、脂肪族ポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングルコール、ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，１０−デカンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトールなどのジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステル類等やジメチロールトリシクロデカンモノアクリレートやジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等の脂環式モノマーや芳香族ポリヒドロキシ化合物、例えばヒドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、ビスフェノールＡ等のジあるいはポリ（メタ）アクリル酸エステルなどが挙げられる。

また、これらの多官能重合性モノマーは２種類以上混合して用いてもよいし、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレートなどの単官能重合性モノマーと併用しても構わない。

さらに、本発明で使用することのできる光重合開始剤としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のＩｒｇａｃｕｒｅ６５１、１８４、１１７３、９０７、３６９、８１９、ＣＧＩ１２４やＢＡＳＦ社製のＴＰＯ、日本化薬（株）製のＫａｙａｃｕｒｅ ＤＴＥＸ、あるいは４，４’-ジエチルアミノベンゾフェノン、４，４’-ジメチルアミノベンゾフェノンのようなベンゾフェノン類の他に、ビイミダゾール化合物、トリアジン化合物などを挙げることができる。

以下に実施例をもってより詳細に本発明を説明するが、この内容に限定されるものではない。

［樹脂の合成］
（合成例Ａ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、ベンジルメタクリレート６５ｇ、メタクリル酸２０ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００ｇを仕込み、窒素雰囲気下でＡＩＢＮ２ｇを添加し、８０〜８５℃で８時間反応させて、樹脂Ａ（樹脂濃度２０％）を得た。芳香環含有率は重量比で２９％である。

（合成例Ｂ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、ビスフェノールフルオレンジヒドロキシエチルエーテル２６３．１ｇとビフェニルテトラカルボン酸二無水物７２．４ｇ、無水フタル
酸１０．５ｇ、及びテトラエチルアンモニウムブロミド０．６ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３４６ｇを仕込み、１１５〜１２０℃で２０時間反応させ、樹脂Ｂ（樹脂濃度５０％）を得た。芳香環含有率は重量比で６７％である。

（合成例Ｃ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、ＥＰＰＮ−５０１Ｈ（日本化薬（株）製、エポキシ当量１６８）１６８ｇ、アクリル酸７２ｇ、メトキノン０．０５ｇ、及びテトラエチルアンモニウムブロミド１．１ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２８５ｇを仕込み、９５〜１００℃で３０時間反応させた。次いで、更に無水フタル酸４５ｇを仕込み、９５〜１００℃で２０時間反応させて、樹脂Ｃ（樹脂濃度５０）を得た。芳香環含有率は重量比で３６％である。

（合成例Ｄ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、ＥＰＰＮ-２０１（日本化薬（株）製、エポキシ当量１９０）１９０ｇ、アクリル酸７２ｇ、メトキノン０．０５ｇ及びテトラエチルアンモニウムブロミド１．１ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２６７ｇを仕込み、９５〜１００℃で３０時間反応させた。次いで、更に無水フタル酸５０ｇを仕込み、９５〜１００℃で２０時間反応させて、樹脂Ｄ（樹脂濃度５０％）を得た。芳香環含有率は重量比で３１％である。

（合成例Ｅ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、シクロヘキシルメタクリレート６５ｇ、メタクリル酸２０ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００ｇを仕込み、窒素雰囲気下でＡＩＢＮ２ｇを添加し、８０〜８５℃で８時間反応させて、樹脂Ｅ（樹脂濃度２０％）を得た。脂環式炭化水素含有率は重量比で３２％である。

（合成例Ｆ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、ｎ−ブチルメタクリレート６５ｇ、メタクリル酸２０ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００ｇを仕込み、窒素雰囲気下でＡＩＢＮ２ｇを添加し、８０〜８５℃で８時間反応させて、樹脂Ｆ（樹脂濃度２０％）を得た。芳香環含有率・脂環式炭化水素は０％である。

（合成例Ｇ）
内容量が1リットルの５つ口反応容器に、ｎ−ブチルメタクリレート５０ｇ、メチルメタクリレート１５ｇ、メタクリル酸２０ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００ｇを仕込み、窒素雰囲気下でＡＩＢＮ２ｇを添加し、８０〜８５℃で８時間反応させて、樹脂Ｇ（樹脂濃度２０％）を得た。芳香環・脂環式炭化水素含有率は０％である。

［突起物形成感光性材料作製］
下表に示すアルカリ可溶性樹脂、多官能重合性モノマー、および光重合開始剤を、固形分重量で、
アルカリ可溶性樹脂 １００重量部
多官能重合性モノマー １００重量部
光重合開始剤 １０重量部
で、２５重量％になるようにシクロヘキサノンで希釈した。

各突起物形成感光性材料の硬化物の３０Ｈｚにおける誘電正接はそれぞれ表１に示した
ようであった。

（実施例１）
［着色材料作製］
カラーフィルタ作製に用いる着色材料を着色する着色剤には以下のものを使用した。

赤色用顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）およびＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）
緑色用顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（東洋インキ製造製「リオノールグリーン ６ＹＫ」）、およびＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Ｙ−５６８８」）
青色用顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５（東洋インキ製造製「リオノールブルーＥＳ」）Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３（ＢＡＳＦ社製「パリオゲンバイオレット ５８９０」）。

それぞれの顔料を用いて赤色・緑色・青色の着色材料を作製した。
・赤色着色材料
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ １８重量部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ ２重量部
アクリルワニス（固形分２０％） １０８重量部。

その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色着色材料を得た。
上記分散体 １５０重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート １３重量部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光開始剤 ３重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） １重量部
シクロヘキサノン ２５３重量部。

・緑色着色材料
組成がそれぞれ下記組成となるように、赤色着色材料と同様の方法で作製した。
緑色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６ １６重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０ ８重量部
アクリルワニス（固形分２０％） １０２重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート １４重量部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光開始剤 ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２重量部
シクロヘキサノン ２５７重量部。

・青色着色材料
組成がそれぞれ下記組成となるように，赤色着色材料と同様の方法で作製した。
青色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５ ５０重量部
紫色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３ ２重量部
分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」） ６重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２００重量部
トリメチロールプロパントリアクリレート １９重量部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光開始剤 ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ２重量部
シクロヘキサノン ２１４重量部。

［着色層形成および透明導電膜形成］
得られた着色材料を用いて着色層を形成した。
ガラス基板に、赤色着色材料をスピンコートにより膜厚２μｍとなるように塗布した。９０℃５分間乾燥の後、着色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ²照射し、アルカリ現像液にて９０秒間現像して、ストライプ形状の赤色の着色層を得た。なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
炭酸ナトリウム １．５重量％
炭酸水素ナトリウム ０．５重量％
陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ） ８．０重量％
水 ９０重量％。

次に、緑色着色材料も同様にスピンコートにて膜厚が２μｍとなるように塗布。乾燥後、前述の赤色着色層とはずらした場所に露光し現像することで、前述赤色着色層と隣接した緑色着色層を得た。

さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色材料についても膜厚２μｍで赤色、緑色の着色層と隣接した青色着色層を得た。これで、透明基板上に赤、緑、青の３色のストライプ状の着色層を持つカラーフィルタが得られた。このカラーフィルタに酸化インジウム−スズ（ＩＴＯ）を一般的なスパッタリング法により１５００オングストローム形成した。

［突起物形成］
突起物形成感光性材料（１）を上述のＩＴＯ付きカラーフィルタ上にコート膜厚が２μｍになるようにスピンコートし、９０℃で５分間乾燥した。突起形成用のフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を１００ｍＪ／ｃｍ²照射した。その後、カラーフィルタの作製と同様の現像液を用いて、現像をした。水洗を施したのち、２３０℃３０ポストベークして液晶配向制御用突起物をカラーフィルタ上に形成した。

（実施例２）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（２）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例３）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（３）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例４）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（４）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例５）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（５）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例６）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（６）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例７）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（７）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例８）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（８）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例９）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（９）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例１０）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（１０）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

＜比較例＞
（比較例１）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（１１）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（比較例２）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（１２）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（比較例３）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（１３）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（比較例４）
ＩＴＯ付きカラーフィルタを得るまでは実施例１と全く同様の方法によった。
［突起物形成］
突起物形成感光性材料（１４）を用いて、実施例１と同様の方法によって上記ＩＴＯ付きカラーフィルタ上に液晶配向制御用の突起物を形成した。

（実施例および比較例の評価結果）
以上の実施例１から１０および比較例１から４で作製したカラーフィルタを液晶表示装置で評価した結果を以下に示す。評価は図７に示したように、矩形パターンを４８時間表示しておき、その後全面５１／２５５階調のグレー表示にした際の、図中のＡ部とＢ部の輝度比により行った。Ａ部とＢ部の輝度比が１に近いほど表示焼き付きがない良好な結果であると言える。

表２に示したように実施例で作製したカラーフィルタによる液晶表示装置では表示焼き付きが全く発生していないのに対し、比較例で作製したカラーフィルタによる液晶表示装置では全て表示焼き付きが発生していた。

配向分割垂直配向方式カラー液晶表示装置の断面の模式説明図である。 配向分割垂直配向方式カラー液晶表示装置における表示焼き付き現象を模式的に表した説明図である。 液晶表示装置駆動の信号のモデルを示す図である。 ２種類の誘電体を積層したコンデンサを示す説明図である。 誘電体のＲＣ並列等価回路を示した図である。 ｎ種類の誘電体を積層したコンデンサを示す説明図である。 実施例および比較例で作製したカラーフィルタを用いた配向分割垂直配向方式カラー液晶表示装置の表示焼き付き発生を評価するための条件を示した説明図である。

符号の説明

１ 基板
２ カラーフィルタ
３ 透明電極（共通電極）
４ 突起物
５ 液晶層
６ 画素電極
７ 偏光板

Claims (2)

1. 液晶の配向を制御するための突起物を有する液晶表示装置用のカラーフィルタにおいて、該突起物の誘電正接が１０〜５０Ｈｚの周波数範囲において０．０１４以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 前記突起物が、１０〜５０Ｈｚの周波数範囲における誘電正接が０．００２〜０．００４の液晶の配向を制御するための突起物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。