JP2008516262A - カラーフィルター、カラーフィルターの製造方法、及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
液晶表示装置のカラー画像の形成は、カラーフィルターを通過した光がそのままカラーフィルターを構成する各画素の色に着色されて、それらの色の光が合成されてカラー画像を形成する。そして、現在はRGBの3色の画素でカラー画像を形成している。カラーフィルターを構成する材料としては、耐熱性、耐光性の要求から、アクリルなどの樹脂に有機顔料を分散させた材料が主に使用されている。しかしながら、有機顔料の使用により、このようなカラーフィルターには、顔料粒子の光散乱に起因して偏光解消いわゆる消偏効果が発生し、コントラストの低下を招いている。
本発明の第2の態様は、(1)アルカリ可溶性樹脂と、(2)モノマー又はオリゴマーと、(3)光重合開始剤又は光重合開始剤系と、(4)顔料粒子と、を含む着色感光性樹脂組成物から樹脂層を形成することを含む、第1の態様のカラーフィルターの製造方法を提供することである。
本発明の第3の態様は、第1の態様のカラーフィルターを有することを特徴とする液晶表示装置を提供することである。
本発明の第4の態様は、バックライトと、偏光板と、少なくとも2枚の基板と、該基板に挟持された液晶層と、該基板の少なくとも1部に設けられた電極と、該基板の少なくとも1部に設けられたカラーフィルター層とを含む液晶表示装置であって、前記カラーフィルター層は、第1の態様のカラーフィルターであり、前記偏光板は、偏光度が99.95以上であり、かつ400nmにおける直交透過率が0.05%以下であることを特徴とする液晶表示装置を提供することである。
本発明のカラーフィルター層は、少なくとも2色以上の着色画素を有するカラーフィルターであり、前記着色画素のそれぞれが少なくとも顔料粒子を含み、前記各着色画素のコントラストが何れも2000以上であり、かつ前記2色以上の着色画素のうち、最も低いコントラストの着色画素と最も高いコントラストの着色画素のコントラストの差が600以内であることを特徴とする。
本発明のカラーフィルターの各着色画素のコントラストはいずれも2000以上としており、より好ましくは2800以上、更に好ましくは3000以上であり、最も好ましくは3400以上である。カラーフィルターを構成する各着色画素のコントラストが2000未満であると、これを有する液晶表示装置の画像を観察すると、全体に白っぽい印象となり、見難く好ましくない。また、最も低いコントラストの着色画素のコントラストと最も高いコントラストの着色画素のコントラストとの差は600以内であり、より好ましくは410以内であり、更に好ましくは350以内、最も好ましくは200以内である。最も低いコントラストの着色画素のコントラストと最も高いコントラストの着色画素のコントラストの差が600を超えると、黒表示時における各着色画素部からの光漏れ量が大きく相違する為、液晶表示装置白表示時の色特性に基づいて色調節を実施しても、黒表示には色バランスが崩れるという現象が生じ、色再現性が劣化し、好ましくない。
コントラストの測定方法は次の通りである。被測定物の両側に偏光板を重ねて、偏光板の偏光方向を互いに平行にした状態で、一方の偏光板の側からバックライトを当てて、他方の偏光板を通過した光の輝度Y1を測定する。次に偏光板を互いに直交させた状態で、一方の偏光板の側からバックライトを当てて、他方の偏光板を通過した光の輝度Y2を測定する。得られた測定値を用いて、コントラストはY1/Y2で算出される。ここで、偏光板としては、日東電工G1220DUNを用い、測定機は色彩輝度計BM−5(トプコン社製)を用いることができる。尚、コントラスト測定に用いる偏光板は、該カラーフィルターを使用する液晶表示装置に用いる偏光板と同一のものとする。
本発明のカラーフィルターの着色画素は、着色樹脂組成物から形成される。本発明のカラーフィルターを形成している着色画素の少なくとも1色が、着色剤としてC.I.ピグメント・レッド254、又は、C.I.ピグメント・グリーン36又は、C.I.ピグメント・ブルー15:6を含有することが好ましい。これらの着色剤を含有することで、高コントラストのカラーフィルターを作製することができる。
本発明において、着色剤としては、(i)R(レッド)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・レッド254が、(ii)G(グリーン)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・グリーン36が、(iii)B(ブルー)の着色樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・ブルー15:6が好適なものとして挙げられる。
上記(i)におけるC.I.ピグメント・レッド254の含有量は、着色樹脂組成物を1.0〜3.0μmの膜厚で塗布した乾膜おいて、0.80〜0.96g/m2であることが好ましく、0.82〜0.94g/m2であることがより好ましく、0.84〜0.92g/m2であることが特に好ましい。
上記(ii)におけるC.I.ピグメント・グリーン36の含有量は、着色樹脂組成物を1.0〜3.0μmの膜厚で塗布した乾膜おいて、0.90〜1.34g/m2であることが好ましく、0.95〜1.29g/m2であることがより好ましく、1.01〜1.23g/m2であることが特に好ましい。
上記(iii)におけるC.I.ピグメント・ブルー15:6の含有量は、着色樹脂組成物を1.0〜3.0μmの膜厚で塗布した乾膜おいて、0.59〜0.67g/m2であることが好ましく、0.60〜0.66g/m2であることがより好ましく、0.61〜0.65g/m2であることが特に好ましい。
着色樹脂組成物には、必要に応じ前記着色剤(顔料)に加えて、公知の着色剤(染料、顔料)を添加することができる。該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、着色樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が0.1μm以下、特には0.08μm以下であることが好ましい。
C.I.ピグメント・グリーン7、C.I.ピグメント・グリーン36
C.I.ピグメント・ブラウン23、C.I.ピグメント・ブラウン25
C.I.ピグメント・ブラック1、C.I.ピグメント・ブラック7等が挙げられる。
また、最も低いコントラストの着色画素のコントラストと最も高いコントラストの着色画素のコントラストの差を600以内にするには、顔料粒径を調節して、所望のコントラストとすればよい。
以下、これら(1)〜(3)の成分について説明する。
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂(以下、単に「バインダー」ということがある。)としては、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基などの極性基を有するポリマーが好ましい。その例としては、特開昭59−44615号公報、特公昭54−34327号公報、特公昭58−12577号公報、特公昭54−25957号公報、特開昭59−53836号公報及び特開昭59−71048号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができ、またこの他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。また、特に好ましい例として、米国特許第4139391号明細書に記載のベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸との共重合体や、ベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダーポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよく、着色樹脂組成物の全固形分に対する含有量は20〜50質量%が一般的であり、25〜45質量%が好ましい。
本発明におけるモノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を2個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後(メタ)アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
これらの中で、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テトラ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、この他、特開平11−133600号公報に記載の「重合性化合物B」も好適なものとして挙げることができる。
これらのモノマー又はオリゴマーは、単独でも、2種類以上を混合して用いてもよく、着色樹脂組成物の全固形分に対する含有量は5〜50質量%が一般的であり、10〜40質量%が好ましい。
本発明における光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、米国特許第2367660号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第2448828号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第2722512号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3046127号明細書及び同第2951758号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第3549367号明細書に記載のトリアリールイミダゾール二量体とp−アミノケトンの組み合わせ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−s−トリアジン化合物、米国特許第4239850号明細書に記載されているトリハロメチル−トリアジン化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル−s−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール及びトリアリールイミダゾール二量体が好ましい。
また、本発明に適用できる光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、特開2004−317898号公報(段落番号0026)、特開2003−131378号公報(段落番号0064〜0087)に記載されている。
また、この他、特開平11−133600号公報に記載の「重合開始剤C」も好適なものとしてあげることができる。
これらの光重合開始剤又は光重合開始剤系は、単独でも、2種類以上を混合して用いてもよいが、特に2種類以上を用いることが好ましい。少なくとも2種の光重合開始剤を用いると、表示特性、特に表示のムラが少なくできる。
着色樹脂組成物の全固形分に対する光重合開始剤又は光重合開始剤系の含有量は、0.5〜20質量%が一般的であり、1〜15質量%が好ましい。
−溶媒−
本発明において、着色樹脂組成物には、上記成分の他に、更に有機溶媒を用いてもよい。有機溶媒の例としては、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム等を挙げることができる。
従来用いられてきたカラーフィルターにおいては、高い色純度を実現する為に各画素の色が濃くなり、画素の膜厚のムラが、そのまま色ムラとして認識されるという問題があった。そのため、画素の膜厚に直接影響する、樹脂層の形成(塗布)時の、膜厚変動の良化が求められていた。
本発明のカラーフィルターにおいては、均一な膜厚に制御でき、塗布ムラ(膜厚変動による色ムラ)を効果的に防止するという観点から、該着色樹脂組成物中に適切な界面活性剤を含有させることが好ましい。
上記界面活性剤としては、特開2003−337424号公報、特開平11−133600号公報に開示されている界面活性剤が、好適なものとして挙げられる。
本発明において、着色樹脂組成物は、熱重合防止剤を含むことが好ましい。該熱重合防止剤の例としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4'−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジン等が挙げられる。また、該熱重合防止剤の例としては、特開2004−317898号公報(段落番号0029)に記載されている。
本発明において、着色樹脂組成物には、必要に応じて紫外線吸収剤を含有させることができる。紫外線吸収剤としては、特開平5−72724号公報記載の化合物のほか、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
具体的には、フェニルサリシレート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3',5'−ジ−t−4'−ヒドロキシベンゾエート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−t−ブチル−5'−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2,2'−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、ニッケルジブチルジチオカーバメート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピリジン)−セバケート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、サルチル酸フェニル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン縮合物、コハク酸−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリデニル)−エステル、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、7−{[4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−5−トリアジン−2−イル]アミノ}−3−フェニルクマリン等が挙げられる。
また、詳細は、特開2003−5382号公報(段落番号0080〜0081)に記載されている。
本発明のカラーフィルターは、樹脂転写材料(感光性樹脂転写材料)を転写して作製することができる。樹脂転写材料は、特開平5−72724号公報に記載されている樹脂転写材料、すなわち一体型となったフイルムを用いて形成することが好ましい。該一体型フイルムの構成の例としては、仮支持体/熱可塑性樹脂層/中間層/樹脂層/保護フイルムを、この順に積層した構成が挙げられる。
尚、本発明においては、前述の着色樹脂組成物を用いることによって樹脂転写材料の樹脂層を設けることができる。
上記樹脂転写材料の仮支持体としては、可撓性を有し、加圧又は、加圧及び加熱下においても著しい変形、収縮若しくは伸びを生じないことが好ましい。そのような支持体の例としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等を挙げることができ、中でも2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましい。
仮支持体の厚さに特に制限はないが、5〜200μmの範囲が一般的で、特に10〜150μmの範囲のものが取扱易さ、汎用性などの点から有利であり好ましい。また、仮支持体は、透明でもよいし、染料化ケイ素、アルミナゾル、クロム塩、ジルコニウム塩などを含有していてもよい。
熱可塑性樹脂層に用いる成分としては、特開平5−72724号公報に記載されている有機高分子物質が好ましく、ヴイカーVicat法(具体的にはアメリカ材料試験法エーエステーエムデーASTMD1235によるポリマー軟化点測定法)による軟化点が約80℃以下の有機高分子物質より選ばれることが特に好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル或いはそのケン化物の様なエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステル或いはそのケン化物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニル及びそのケン化物の様な塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なスチレン共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なビニルトルエン共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、N−アルコキシメチル化ナイロン、N−ジメチルアミノ化ナイロンの様なポリアミド樹脂等の有機高分子が挙げられる。その他、特開2004−205732号公報(段落番号0038〜0044)の記載を参照することができる。
前記樹脂転写材料においては、複数の塗布層の塗布時、及び塗布後の保存時における成分の混合を防止する目的から、中間層を設けることが好ましい。該中間層としては、特開平5−72724号公報に「分離層」として記載されている、酸素遮断機能のある酸素遮断膜を用いることが好ましく、この場合、露光時感度がアップし、露光機の時間負荷が減り、生産性が向上する。
該酸素遮断膜としては、低い酸素透過性を示し、水又はアルカリ水溶液に分散又は溶解するものが好ましく、公知のものの中から適宜選択することができる。中間層に用いることができる樹脂としては、特開2005−17521号公報(段落番号0095〜0101)に記載を参照することができ、これらの内、特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの組み合わせである。
熱可塑性樹脂層の上には、貯蔵の際の汚染や損傷から保護する為に薄い保護フイルムを設けることが好ましい。保護フイルムは仮支持体と同じか又は類似の材料からなってもよいが、熱可塑性樹脂層から容易に分離されねばならない。保護フイルム材料としては例えばシリコーン紙、ポリオレフィン若しくはポリテトラフルオロエチレンシートが適当である。
前記樹脂転写材料は、仮支持体上に熱可塑性樹脂層の成分を溶解した塗布液(熱可塑性樹脂層用塗布液)を塗布し、乾燥することにより熱可塑性樹脂層を設け、その後熱可塑性樹脂層上に熱可塑性樹脂層を溶解しない溶剤からなる中間層材料の溶液を塗布、乾燥し、その後着色樹脂組成物の樹脂層を、中間層を溶解しない溶剤で塗布、乾燥して設けることにより作製することができる。
また、前記の仮支持体上に熱可塑性樹脂層及び中間層を設けたシート、及び保護フイルム上に樹脂層を設けたシートを用意し、中間層と樹脂層が接するように相互に貼り合わせることによっても、更には、前記の仮支持体上に熱可塑性樹脂層を設けたシート、及び保護フイルム上に樹脂層及び中間層を設けたシートを用意し、熱可塑性樹脂層と中間層が接するように相互に貼り合わせることによっても、作製することができる。
尚、前記樹脂転写材料において、着色樹脂組成物の樹脂層の膜厚としては、1.0〜5.0μmが好ましく、1.0〜4.0μmがより好ましく、1.0〜3.0μmが特に好ましい。
また、特に限定されるわけではないが、その他の各層の好ましい膜厚としては、熱可塑性樹脂層は2〜30μm、中間層は0.5〜3.0μm、保護フイルムは4〜40μmが、一般的に好ましい。
上記樹脂転写材料は、着色樹脂組成物を、公知の塗布方法により塗布し乾燥することによって形成することができるが、本発明においては、液が吐出する部分にスリット状の穴を有するスリット状ノズルによって塗布することが好ましい。具体的には、特開2004−89851号公報、特開2004−17043号公報、特開2003−170098号公報、特開2003−164787号公報、特開2003−10767号公報、特開2002−79163号公報、特開2001−310147号公報等に記載のスリット状ノズル、及びスリットコーターが好適に用いられる。
(樹脂層)
本発明のカラーフィルターは、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の各樹脂層が、それぞれ、着色剤として、少なくともC.I.ピグメント・レッド254を用いた前記着色樹脂組成物、少なくともC.I.ピグメント・グリーン36を用いた前記着色樹脂組成物、少なくともC.I.ピグメント・ブルー15:6を用いた前記着色樹脂組成物、によって形成されたものであることが好ましい。
上記の着色剤を用いることは、高コントラストを有し、特に大画面の液晶表示装置等に用いた場合であっても、高い色純度、広い色再現性を実現することに有効である。
上記の製造方法において、基板上に上記樹脂層を形成する方法としては、(a)上記の各着色樹脂組成物を公知の塗布装置等によって塗布する方法、及び(b)前述の樹脂転写材料を用い、ラミネーターによって貼り付ける方法などが挙げられる。
本発明のカラーフィルターの製造方法における、着色樹脂組成物の塗布には、公知の塗布方法、例えば、スピンコート法、カーテンコート法、スリットコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、或いは、米国特許第2681294号明細書に記載のポッパーを使用するエクストルージョンコート法等により塗布することができる。中でも特に、既に<樹脂転写材料>の項において説明した、スリットコーターが好適に用いることができる。尚、スリットコーターの好ましい具体例等は、前記と同様である。樹脂層を塗布により形成する場合、その膜厚としては、1.0〜3.0μmが好ましく、1.0〜2.5μmがより好ましく、1.0〜2.0μmが特に好ましい。
前記樹脂転写材料を用い、フイルム状に形成した樹脂層を、後述する基板上に加熱及び/又は加圧したローラー又は平板で圧着又は加熱圧着することによって、貼り付けることができる。具体的には、特開平7−110575号公報、特開平11−77942号公報、特開2000−334836号公報、特開2002−148794号公報に記載のラミネーター及びラミネート方法が挙げられるが、低異物の観点で、特開平7−110575号公報に記載の方法を用いるのが好ましい。尚、樹脂層を前記樹脂転写材料により形成する場合の、その好ましい膜厚は、<樹脂転写材料>の項において記載した好ましい膜厚と同様である。
本発明において、カラーフィルターが形成される基板としては、例えば、透明基板が用いられ、表面に酸化ケイ素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス板等の公知のガラス板、或いは、プラスチックフィルム等を挙げることができる。
また、上記基板は、予めカップリング処理を施しておくことにより、着色樹脂組成物、又は樹脂転写材料との密着を良好にすることができる。該カップリング処理としては、特開2000−39033号公報記載の方法が好適に用いられる。尚、特に限定されるわけではないが、基板の膜厚としては、700〜1200μmが一般的に好ましい。
本発明のカラーフィルターを製造するに当たり、着色樹脂組成物の塗布によって樹脂層を形成する場合においては、該樹脂層上に更に酸素遮断膜を設けることができ、これにより、露光感度をアップすることができる。該酸素遮断膜としては、既に<樹脂転写材料>の(中間層)の項において説明したものと同様のものが挙げられる。尚、特に限定されるわけではないが、酸素遮断膜の膜厚としては、0.5〜3.0μmが好ましい。
上記基板上に形成された樹脂層の上方に所定のマスクを配置し、その後該マスク、熱可塑性樹脂層、及び中間層を介してマスク上方から露光し、次いで現像液による現像を行う、という工程を色の数だけ繰り返すことにより、カラーフィルターを得ることができる。
ここで、前記露光の光源としては、樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射できるものであれば適宜選定して用いることができる。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。露光量としては、通常5〜200mJ/cm2程度であり、好ましくは10〜100mJ/cm2程度である。
水と混和性を有する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、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−n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。該有機溶剤の濃度は0.1質量%〜30質量%が好ましい。
また、上記現像液には、更に公知の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の濃度は0.01質量%〜10質量%が好ましい。
ここで、上記シャワー現像について説明すると、露光後の樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、現像の前に樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。
洗浄液としては公知のものを使用できるが、(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名「T−SD1(富士写真フイルム製)」、或いは、炭酸ナトリウム・フェノキシオキシエチレン系界面活性剤含有、商品名「T−SD2(富士写真フイルム製)」)が好ましい。
現像液の液温度は20℃〜40℃が好ましく、また、現像液のpHは8〜13が好ましい。
着色樹脂組成物を順次塗布して重ねる場合は、塗布液のレベリングの為重ねる毎に膜厚が薄くなってしまう。このため、K(ブラック)・R・G・Bの4色を重ね、更に分割配向用突起を重ねることが好ましい。一方、熱可塑性樹脂層を有する転写材料を用いる場合は、厚みが一定に保たれる為、重ねる色は3又は2色とすることが好ましい。
また上記土台のサイズは、転写材料を重ねてラミネートする際の樹脂層の変形を防止し一定の厚みを保持する観点から、25μm×25μm以上が好ましく、30μm×30μm以上が特に好ましい。
<液晶表示装置>
本発明の液晶表示装置は、各着色画素のコントラストが何れも2000以上であり、かつ前記2色以上の着色画素のうち、最も低いコントラストの着色画素と最も高いコントラストの着色画素のコントラストの差が600以内である本発明のカラーフィルターを備えるものであれば、特に限定するものではなく、ECB(Electrically Controlled Birefringence )、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Super Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、GH(Guest Host)のような様々な表示モードが採用できる。前述したようなカラーフィルターを用いることを特徴とし、これにより、高い色純度を実現すると共に、高い表示品位を実現することができ、ノートパソコン用ディスプレイやテレビモニター等の大画面の液晶表示装置等にも好適に用いることができる。
ある実施形態において、本発明の液晶表示装置は、バックライトと、偏光板と、少なくとも2枚の基板と、該基板に挟持された液晶層と、該基板の少なくとも1部に設けられた電極と、該基板の少なくとも1部に設けられたカラーフィルター層とを含む液晶表示装置であって、前記カラーフィルター層は本発明のカラーフィルターであり、前記偏光板は、偏光度が99.95以上であり、かつ400nmにおける直交透過率が0.05%以下である。コントラストの高い画素とコントラストの高い偏光板との組み合わせにより、コントラストが高く鮮やかな画像を表示し、RGB各画素のコントラストのバランスがとれ、黒表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
本発明のある実施形態において偏光板は、偏光度が99.95以上であり、偏光度が99.97以上であることがより好ましく、偏光度が99.99以上であることが最も好ましい。偏光度が99.95未満である場合、カラーフィルター層のコントラストを2000以上に高めたとしても、偏光板による光漏れが生じ、黒の表示濃度が下がり好ましくない。
偏光度は以下のように定義される:
偏光度=((Tp - Tc)/(Tp + Tc))0.5 × 100
Tp:偏光板を平行に組み合わせた場合の透過率
Tc:偏光板を直角に組み合わせた場合の透過率
本発明に係る液晶層は、ECB(Electrically Controlled Birefringence )、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、GH(Guest Host)のような様々な液晶モードが使用できる。これらの中で、好ましくはTN、MVA、IPS、PVA、OCBなどの液晶モードに用いられる液晶の層である。より好ましくは動画表示性が高く、視野角依存性が小さな、MVA、IPS(スーパーIPS)、PVA、OCBのモードが良く、黒のコントラストの高いPVAモード、配向制御突起付近の光漏れの対策を施したMVA、コントラストを高めたIPS(スーパーIPS)が最も好ましい。
本発明に係る電極は、液晶層の液晶分子に電界をかける電極を言う。TN、MVA、PVA、OCBなどの液晶モードの場合、液晶層を挟持する2枚の基板の液晶側に形成される。またIPSモードの場合、液晶を挟持する2枚の基板のうち少なくとも1方側に設けられる。材質としては酸化インジウム(ITO)などが用いられる。
本発明は、画面サイズが大きいほど効果が顕著に表れる。従って、本発明の液晶表示装置は、画面サイズが好ましくは10インチ以上、より好ましくは15インチ以上、最も好ましくは20インチ以上である。
本発明において、バックライトは、冷陰極管(CCFL)、外部電極冷陰極管(EEFL)、FFL、LED等を利用することができる。
冷陰極管(CCFL)としては、一般に、赤、緑、青の波長領域に発光波長を持つ冷陰極管を光源とし、この冷陰極管からの発光を導光板により白色面光源化したものが用いられている。冷陰極管の発光体のうち、赤色発光体としてはY2O3:Eu系蛍光体、緑色発光体としてはLaPO4:Ce,Tb系蛍光体、青色発光体としてはBaMgAl10O17:Eu系蛍光体、Sr10(PO4)6Cl2:Eu系蛍光体が一般的に用いられている。これらの蛍光体をホワイトバランスを考慮して適当な配合比で混合した蛍光体膜を設けた封体内に電極を装着し、希ガスを封入した蛍光ランプがバックライト用光源として用いられている。
即ち、赤色(R)LED、緑色(G)LED、及び青色(B)LEDを含み、該赤色(R)LEDのピーク波長が610nm以上であり、該緑色(G)LEDのピーク波長が530±10nmの範囲内であり、該青色(B)LEDのピーク波長が480nm以下であるLEDバックライトが好適に用いられる。特に、該緑色(G)LEDのピーク波長が、520〜540の範囲であることにより、本発明の液晶表示装置の緑色の再現領域を広くすることが可能となる。本発明においては、該緑色(G)LEDのピーク波長は、好ましくは520〜540nmの範囲内、より好ましくは525〜535nmの範囲内である。
ピーク波長が上記範囲内の緑色(G)LEDの種類としては、例えば、DG1112H(スタンレー電気(株)製)、UG1112H(スタンレー電気(株)製)、E1L51−3G(豊田合成(株)製)、E1L49−3G(豊田合成(株)製)、NSPG500S(日亜化学工業(株)製)等が挙げられる。
該赤色(R)LEDの具体例としては、例えばFR1112H(スタンレー電気(株)製)、FR5366X(スタンレー電気(株)製)、NSTM515AS(R)(日亜化学工業(株)製)、GL3ZR2D1COS(シャープ(株)製)、GM1JJ35200AE(シャープ(株)製)等が挙げられる。
該青色(B)LEDの具体例としては、DB1112H(スタンレー電気(株)製)、DB5306X(スタンレー電気(株)製)、E1L51−3B(豊田合成(株)製)、E1L4E−SB1A(豊田合成(株)製)、NSPB630S(日亜化学工業(株)製)、NSPB310A(日亜化学工業(株)製)等が挙げられる。
ここに記載したピーク波長は、大塚電子製分光測光装置MCPD−2000を用いたスペクトル測定値から求めたものである。
特願2004−296385号及び特願2005−58015号の内容を参照により本明細書に取り入れたものとする。
実施例1〜8および9a〜16aおよび比較例1および2
−感光性樹脂転写材料の作製−
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方P1から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記表1記載の処方K1の組成よりなる着色感光性樹脂組成物K1を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が14.6μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2.4μmの感光性樹脂層を設け、保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となった感光性樹脂転写材料を作製し、サンプル名を感光性樹脂転写材料K1とした。
・メタノール 11.1部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.36部
・メチルエチルケトン 52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジル
メタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=55/11.7/4.5/28.8、重量平均分子量=10万、Tg≒70℃)
5.83部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=63/37、重量平均分子量=1万、Tg≒100℃) 13.6部
・ビスフェノールAにペンタエチレングリコールモノメタクリートを2当量脱水縮合した化合物(商品名:2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン、新中村化学(株)製) 9.1部
・界面活性剤1(大日本インキ化学工業製、商品名:メガファックF780F)
0.54部
・PVA205(ポリビニルアルコール、(株)クラレ製、
鹸化度=88%、重合度550) 32.2部
・ポリビニルピロリドン(アイエスピー・ジャパン(株)製、K−30) 14.9部
・蒸留水 524部
・メタノール 429部
無アルカリガラス基板に、25℃に調整した洗浄液(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名:T−SD1 富士写真フイルム(株)製を純水で10倍に希釈したもの)をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(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0.3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃2分加熱して次のラミネーターに送った(なお、ここで洗浄液としてT−SD1のかわりにT−SD2を用いてもよい)。
仮支持体を熱可塑性樹脂層との界面で剥離後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)で、基板とマスク(画像パターンを有する石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量70mJ/cm2でパターン露光した。
引き続き洗浄剤(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名:T−SD1、富士写真フイルム(株)製)を純水で10倍に希釈して用い、33℃20秒、コーン型ノズル圧力0.02MPaでシャワーで吹きかけ、更にナイロン毛を有する回転ブラシにより形成された画像を擦って残渣除去を行い、ブラック(K)の画像を得た(なお、ここで洗浄液としてT−SD1のかわりにT−SD2を用いても良い)。
その後、該基板に対して両面から超高圧水銀灯で500mJ/cm2の露光量でポスト露光後、220℃、15分熱処理した。
このKの画像を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
前記感光性樹脂転写材料R1を用い、ブラック(K)の画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料K1と同様の工程で、レッド(R)の画素を得た。但し露光量は40mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は35℃35秒とした。
このRの画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
前記感光性樹脂転写材料G1を用い、前記レッド(R)画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料R1と同様の工程で、グリーン(G)の画素を得た。但し露光量は40mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は34℃45秒とした。また、前記グリーン(G)画素の形成方法と同様の方法で、無アルカリガラス基板上にグリーン(G)の着色層を形成し、コントラスト測定試験評価用単色基板とした。
該感光性樹脂層G1の膜厚は2.0μmであり、顔料C.I.ピグメント・グリーン36及びC.I.ピグメント・イエロー150の塗布量はそれぞれ、1.12及び0.48g/m2であった。
RとGの画像を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
前記感光性樹脂転写材料B1を用い、前記レッド(R)画素とグリーン(G)画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料R1と同様の工程で、ブルー(B)の画素を得た。但し露光量は30mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は36℃40秒とした。また、前記ブルー(B)画素の形成方法と同様の方法で、無アルカリガラス基板上にブルー(B)の着色層を形成し、コントラスト測定試験評価用単色基板とした。
該感光性樹脂層B1の膜厚は2.0μmであり、顔料C.Iピグメント・ブルー15:6及びC.I.ピグメント・バイオレット23の塗布量はそれぞれ、0.63及び0.07g/m2であった。
このR、G及びBの画素を形成した基板再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
このR、G、B画素及びKの画像を形成した基板を240℃で50分ベークして、目的のカラーフィルターを得た。
着色感光性樹脂組成物K1は、まず表1に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、メチルエチルケトン、バインダー1、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpmで30分間攪拌することによって得られる。
K顔料分散物1の組成は、
・カーボンブラック(商品名:Nipex 35、デグサ ジャパン(株)製)
13.1部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド 0.65部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 6.72部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 79.53部
R顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.R.254(商品名:Irgaphor Red B−CF、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 8部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド 0.8部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 8部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 83.2部
・C.I.P.R.177(商品名:Cromophtal Red A2B、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 18部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 12部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 70部
である。
上記組成物を、モーターミルM−50(アイガー・ジャパン(株)製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで27時間分散し、顔料分散組成物を調製した。この時の顔料の数平均粒径を表2に示す。
G顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.G.36(商品名:Rionol Green 6YK、東洋インキ製造(株)製) 14部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 23部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル]−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド 1.4部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 61.6部
である。
・C.I.P.Y.150(商品名:Bayplast Yellow 5GN 01、バイエル株式会社製) 15部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 9部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド 1.5部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 74.5部
である。上記組成物を、モーターミルM−50(アイガー・ジャパン(株)製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで28時間分散し、顔料分散組成物を調製した。この時の顔料の数平均粒径を表3に示す。
B顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.B.15:6(商品名:Rionol Blue ES、東洋インキ製造(株)製) 11.28部
・C.I.P.V.23 (商品名:Hostaperm Violet RL−NF、クラリアントジャパン(株)製) 0.72部
・EFKA−745(EFKA ADDITIVES B.V.社製) 0.6部
・ディスパロンDA−725(楠本化成株式会社製) 0.75部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 86.65部
である。上記組成物を、モーターミルM−50(アイガー・ジャパン(株)製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで27時間分散し、顔料分散組成物を調製した。この時の顔料の数平均粒径を表3に示す。
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート =38/25/37モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.8万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート
=36/22/42モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.8万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
である。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ500ppm含有、日本化薬株式会社製、商品名:KAYARAD DPHA) 76部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24部
である。
・C6F13CH2CH2OCOCH=CH2 40部と
H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH2 55部と
H(OCH2CH2)7OCOCH=CH2 5部との共重合体、
重量平均分子量3万 30部
・メチルエチルケトン30%溶液、 70部
である。
実施例1と同様の処方、作製方法にて、分散時間を表2に記載の時間に変更して目的のカラーフィルターを作製した。
実施例1において用いた着色感光性樹脂組成物G1、B1をそれぞれ下記表1に記載のG2、B2に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて目的のカラーフィルターを作製した。
着色感光性樹脂組成物G2は、まず表1に記載の量のG顔料分散物2、Y顔料分散物2、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、表1に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、バインダー1、DPHA液、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3−ブロモフェニル]−s−トリアジン、フェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150rpmで30分間攪拌し、更に、表1に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30rpmで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ♯200で濾過することによって得られた。
G顔料分散物2は、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製の「商品名:GT−2」を用いた。
B顔料分散物2は(御国色素(株)製、商品名:CFブルーEX3357)を用いた。B顔料分散物3は(御国色素(株)製、商品名:CFブルーEX3383)を用いた。
<カラーフィルターの作製(スリット状ノズルを用いた塗布による作製)>
−ブラック(K)画像の形成−
無アルカリガラス基板を、UV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。該基板を120℃3分熱処理して表面状態を安定化させた。
該基板を冷却し23℃に温調後、スリット状ノズルを有するガラス基板用コーター(平田機工(株)製)にて、上記表1に記載の組成よりなる上記着色感光性樹脂組成物K1を塗布した。引き続きVCD(真空乾燥装置:東京応化工業(株)製)で30秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性をなくした後、120℃3分間プリベークして膜厚2.4μmの感光性樹脂層K1を得た。
超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)で、基板とマスク(画像パターンを有する石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量300mJ/cm2でパターン露光した。
次に純水をシャワーノズルにて噴霧して、該感光性樹脂層K1の表面を均一に湿らせた後、KOH系現像液(KOH、ノニオン界面活性剤含有、商品名:CDK−1、富士フイルムエレクトロマテリアルズ(株)製)にて23℃80秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像し、パターニング画像を得た。引き続き、超純水を、超高圧洗浄ノズルにて9.8MPaの圧力で噴射して残渣除去を行い、更に超純水をシャワーノズルで両面から吹き付けて、付着している現像液や前記感光性樹脂層溶解物を除去し、エアーナイフにて液切りを行い、ブラック(K)の画像を得た。引き続き、220℃で30分間熱処理した。
前記Kの画像を形成した基板に、上記表2に記載の組成よりなる上記着色感光性樹脂組成物R3aを用い、前記ブラック(K)画像の形成と同様の工程で、熱処理済みR画素を形成した。
該感光性樹脂層R3aの膜厚は1.6μmであり、顔料C.I.ピグメント・レッド254及びC.I.ピグメント・レッド177の塗布量はそれぞれ、0.88、0.22g/m2であった。
また、前記レッド(R)画素の形成方法と同様の方法で、無アルカリガラス基板上にレッド(R)の着色層を形成し、コントラスト測定試験評価用単色基板とした。
前記Kの画像とRの画素を形成した基板に、上記表2に記載の組成よりなる上記着色感光性樹脂組成物G3aを用い、前記ブラック(K)画像の形成と同様の工程で、熱処理済みG画素を形成した。
該感光性樹脂層G3aの膜厚は1.6μmであり、顔料C.I.ピグメント・グリーン36及びC.I.ピグメント・イエロー150の塗布量はそれぞれ、1.12及び0.48g/m2であった。
また、前記グリーン(G)画素の形成方法と同様の方法で、無アルカリガラス基板上にグリーン(G)の着色層を形成し、コントラスト測定試験評価用単色基板とした。
前記Kの画像、R及びGの画素を形成した基板に、上記表2に記載の組成よりなる上記着色感光性樹脂組成物B3aを用い、前記ブラック(K)画像の形成と同様の工程で、熱処理済みB画素を形成した。
該感光性樹脂層B3aの膜厚は1.6μmであり、顔料C.I.ピグメント・ブルー15:6及びC.I.ピグメント・バイオレット23の塗布量はそれぞれ、0.63及び0.07g/m2であった。
また、前記ブルー(B)画素の形成方法と同様の方法で、無アルカリガラス基板上にブルー(B)の着色層を形成し、コントラスト測定試験評価用単色基板とした。
上記R3a、G3a、B3aの着色感光性樹脂組成物の分散時間と顔料の数平均粒径を表4に示す。
実施例9aと同様の処方、作製方法にて、分散時間を表4に記載の時間に変更して目的のカラーフィルターを作製した。
実施例9aにおいて用いた着色感光性樹脂組成物G3a、B3aをそれぞれG4a、B4aに変更した以外は、実施例9aと同様の方法にて目的のカラーフィルターを作製した。
尚、着色感光性樹脂組成物G4a及びB4aの調製方法は、それぞれ前記着色感光性樹脂組成物G2及びB2の調製方法に準ずる。
−コントラストの測定−
上記より得られたカラーフィルターを構成している、各着色画素のコントラストを下記の測定方法により測定し、該各着色画素のコントラストの差を算出した。結果を表3および4に示す。
(コントラストの測定方法)
バックライトとして3波長冷陰極管光源(東芝ライテック(株)製FWL18EX−N)に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(日東電工(株)製G1220DUN)の間にカラーフィルター、または、単色基板を設置し、偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の色度のY値を、クロスニコルに設置したときに通過する光の色度のY値で割ることでコントラストを求めた。色度の測定には色彩輝度計((株)トプコン製BM−5)を用いた。
2枚の偏光板、カラーフィルター、色彩輝度計の設置位置は、バックライトから13mmの位置に偏光板を、40mmから60mmの位置に直径11mm長さ20mmの円筒を設置し、この中を透過した光を、65mmの位置に設置した測定サンプルに照射し、透過した光を、100mmの位置に設置した偏光板を通して、400mmの位置に設置した色彩輝度計で測定した。色彩輝度計の測定角は2°に設定した。バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの輝度が1280cd/m2になるように設定した。
実施例1〜8および9a〜16a、比較例1、2で作製したカラーフィルターの画素上に、ITO(Indium TinOxide)の透明電極層を形成し、更にその上にポリイミドの配向膜を設けた。カラーフィルターの画素群の周囲に設けられたブラックマトリックスの外枠に相当する位置に、スペーサ粒子を含有するエポキシ樹脂のシール剤を印刷し、カラーフィルター基板を対向基板と10kg/cmの圧力で貼り合わせた。次いで、貼り合わされたガラス基板を150℃、90分で熱処理し、シール剤を硬化させ、2枚のガラス基板の積層体を得た。このガラス基板積層体を真空下で脱気し、その後大気圧に戻して2枚のガラス基板の間隙に液晶を注入し、液晶セルを得た。
実施例1〜8および9a〜16a、比較例1、2で作製したカラーフィルターを用いた液晶表示パネルを黒表示させ、この時の色度を測定し、無彩色色度を(x,y,Y=0.333,0.333,0.08)と定義し、この色との色差を算出した。その結果を表3および4に示した。黒表示時の色度は以下の方法で測定した。バックライトとして3波長冷陰極管光源を用い、偏光板(日東電工社製G1220DUN)を2枚クロスニコルになるように設置し、その偏光板の間にカラーフィルターを設置し、漏れてくる光の色度を色彩輝度計((株)トプコン製BM−5)を用いて測定した。無彩色点との色差は5以下が好ましい。5を超えると黒表示が着色してしまうため好ましくない。
実施例1〜8および9a〜16a、比較例1、2で作製したカラーフィルターを用いた液晶表示パネルを黒表示させたバックに赤、緑、青色のベタ色を表示したときの鮮やかさを被験者50人による官能評価を実施した。鮮やかさの高い順に5段階で評価し、その平均値を評価値とした。
実施例1〜8および比較例1、2についての結果を表3に示す。実施例9a〜16aについての結果を表4に示す。表3および4において、Aは4以上5以下、Bは3以上4未満、Cは3未満を示す。
実施例9、25
〈カラーフィルターの作製(スリット状ノズルを用いた塗布による作製)〉
−ブラック(K)画像の形成−
無アルカリガラス基板を、UV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。該基板を120℃3分熱処理して表面状態を安定化させた。
該基板を冷却し23℃に温調後、スリット状ノズルを有するガラス基板用コーター(エフ・エー・エス・ジャパン社製、商品名:MH−1600)にて、下記表5に記載の組成よりなる着色感光性樹脂組成物K2を塗布した。引き続きVCD(真空乾燥装置;東京応化社製)で30秒間、溶媒の1部を乾燥して塗布層の流動性を無くした後、EBR(エッジ・ビード・リムーバー)にて基板周囲の不要な塗布液を除去し、120℃3分間プリベークして膜厚2.4μmの感光性樹脂層K2を得た。
前記Kの画像を形成した基板に、上記表5に記載の組成よりなる下記着色感光性樹脂組成物R3を用い、前記ブラック(K)画像の形成と同様の工程で、前記ブラック(K)画像を形成した基板上に熱処理済みレッド(R)画素と、前記ブラック(K)画像上に、25×25μmの角形のレッド(R)パターンを形成した。但し露光量は150mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は23℃60秒とした。
形成したレッド(R)画素の膜厚は1.6μm、C.I.P.R.254及びC.I.P.R.177の塗布量はそれぞれ0.88g/m2、0.22g/m2であった。
前記Kの画像とRの画素を形成した基板に、上記表5に記載の組成よりなる下記着色感光性樹脂組成物G3を用い、前記ブラック(K)画像の形成と同様の工程で前記ブラック(K)画像とレッド(R)画素を形成した基板上に熱処理済みグリーン(G)画素と、前記ブラック(K)画像とレッド(R)パターンによって形成されたスペーサーの土台上に、グリーン(G)のパターンを形成した。但し露光量は150mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は23℃60秒とした。
形成したグリーン(G)画素の膜厚は1.6μm、C.I.P.G.36及びC.I.P.Y.150の塗布量はそれぞれ1.12g/m2、0.48g/m2であった。
前記Kの画像と、R及びGの画素とを形成した基板に、上記表5に記載の組成よりなる下記着色感光性樹脂組成物B3を用い、前記ブラック(K)画像の形成と同様の工程で、前記ブラック(K)画像とレッド(R)、及び、グリーン(G)画素を形成した基板上に熱処理済みブルー(B)画素と、前記ブラック(K)画像とレッド(R)及び、グリーン(G)パターンで形成したスペーサーの土台上に、ブルー(B)のパターンを形成し、目的のカラーフィルターを得た。但し露光量は150mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は23℃60秒とした。
形成したブルー(B)画素の膜厚は1.6μm、C.I.P.B.15:6及びC.I.P.V.23の塗布量はそれぞれ0.63g/m2、0.07g/m2であった。
着色感光性樹脂組成物K2は、まず表5に記載の量のK顔料分散物2、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpm10分間攪拌し、次いで、表5に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー1、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA液、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチル)−3−ブロモフェニル]−s−トリアジン、界面活性剤2をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpm30分間攪拌することによって得られた。
*K顔料分散物2の組成は、
・カーボンブラック(デグッサ社製、商品名Special Black 250) 13.1部
・5−[3−オキソ−2−[4−[3,5-ビス(3−ジエチルアミノプロピルアミノカルボニル)フェニル]アミノカルボニル]フェニルアゾ]−ブチロイルアミノベンズイミダゾロン 0.65部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 6.72部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 79.53部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比のランダム共重合物、重量平均分子量4万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
*DPHA液の組成は、
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ500ppm含有、日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA) 76部
・プロピレングリコールモノメチルエーテル 24部
*界面活性剤2の組成は、
・C6F13CH2CH2OCOCH=CH2:40部と
H(O(CH3)CHCH2)7OCOCH=CH2:55部と
H(OCH2CH2)7OCOCH=CH2:5部と
の共重合体、重量平均分子量3万 30部
・メチルイソブチルケトン 70部
*R顔料分散物3の組成は、
・C.I.ピグメント・レッド254 8.0部
・5−[3−オキソ−2−[4−[3,5-ビス(3−ジエチルアミノプロピルアミノカルボニル)フェニル]アミノカルボニル]フェニルアゾ]−ブチロイルアミノベンズイミダゾロン 0.8部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 8.0部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 83.2部
*R顔料分散物4の組成は、
・C.I.ピグメント・レッド177 18部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 12部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 70部
*バインダー5の組成は、
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート=38/25/37モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3万 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
*G顔料分散物3の組成は、
・C.I.ピグメント・グリーン36 18部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 12部
・シクロヘキサノン 35部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 35部
*Y顔料分散物3(御国色素社製、商品名:CFエローEX3393)
*B顔料分散物4(御国色素社製、商品名:CFブルーEX3357)
*B顔料分散物5(御国色素社製、商品名:CFブルーEX3383)
*バインダー6の組成は、
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート=
36/22/42モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3万 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
である。
実施例9において用いた着色感光性樹脂組成物R3、G3、B3の組成を、それぞれ前記表5に記載の着色感光性樹脂組成物R4、G4、B4の組成に変更し、モーターミルM−50(アイガー社製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで分散し、顔料分散組成物を調製した以外は、実施例9と同様の方法にて目的のカラーフィルターを作製した。この時の顔料の数平均粒径と組成物の分散時間を表8及び9に示す。
*G顔料分散物4の組成は、
・C.I.ピグメント・グリーン36 14部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 23部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−[4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ]−イソフタルアミド 1.4部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 61.6部
*Y顔料分散物4の組成は、
・C.I.ピグメント・イエロー150 15部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、重量平均分子量3.7万) 9部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−[4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ]−イソフタルアミド 1.5部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 74.5部
*B顔料分散物6の組成は、
・C.I.ピグメント・ブルー15:6 11.28部
・C.I.ピグメント・バイオレット23 0.72部
・EFKA−745(EFKA ADDITIVES B.V.社製) 0.6部
・ディスパロンDA−725(楠本化成株式会社製) 0.75部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 86.65部
である。
(PVA表示モード)(リブなし)
上記で作製したカラーフィルター層上にITO膜を形成した(実施例27はその上にスペーサーを形成した。)。
以上の液晶表示装置を図1に示す。図1は、以上の実施例に係る液晶表示装置10を示す模式断面図である。図1において、12は偏光板、14は基板、16はITO膜、18は配向膜、20は液晶、22は配向膜、24はITO膜、26はカラーフィルター、28は基板、30は偏光板、32はバックライト、34はスペーサーである。
−感光性樹脂転写材料の作製−
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方H2からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方P2から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、上記表5に記載の組成よりなる着色感光性樹脂組成物K2を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が14.6μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2.4μmの感光性樹脂層を設け、保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となった感光性樹脂転写材料を作製し、サンプル名を感光性樹脂転写材料K2とした。
・メタノール 11.1部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.36部
・メチルエチルケトン 52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジル
メタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=55/30/10/5、重量平均分子量=10万、Tg≒70℃) 5.83部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=65/35、重量平均分子量=1万、Tg≒100℃) 13.6部
・ビスフェノールAにペンタエチレングリコールモノメタクリートを
2当量脱水縮合した化合物(新中村化学(株)製、BPE−500) 9.1部
・界面活性剤2(大日本インキ化学工業製、商品名:メガファックF780F)0.54部
・PVA205(ポリビニルアルコール、クラレ(株)製、
鹸化度=88%、重合度550) 32.2部
・ポリビニルピロリドン(BASF社製、K−30) 14.9部
・蒸留水 524部
・メタノール 429部
無アルカリガラス基板を、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(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0.3%水溶液、商品名:KBM603、信越化学)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃2分加熱した。
保護フイルムを剥離後、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立電子エンジニアリング株式会社製)で、基板とマスク(画像パターンを有する石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量70mJ/cm2でパターン露光した。
前記感光性樹脂転写材料R5を用い、ブラック(K)画像を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料K2と同様の工程で、レッド(R)の画素と、28×28μmの角形のレッド(R)パターンを形成した。但し露光量は40mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は35℃35秒、熱処理は220℃、15分間とした。
該感光性樹脂層R5膜厚は2.0μmであり、顔料C.I.ピグメント・レッド254及びC.I.ピグメント・レッド177の塗布量はそれぞれ、0.88g/m2、0.22 g/m2であった。
このRの画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
前記感光性樹脂転写材料G5を用い、前記レッド(R)画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料K2と同様の工程で、グリーン(G)の画素と、前記レッド(R)パターン上にレッド(R)パターン全体を覆うようにグリーン(G)パターンを形成した。但し露光量は40mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は34℃45秒、熱処理はは220℃、15分間とした。
該感光性樹脂層G5膜厚は2.0μmであり、顔料C.I.ピグメント・グリーン36及びC.I.ピグメント・イエロー150の塗布量はそれぞれ、1.12g/m2、0.48g/m2であった。
Rの画素とGの画素とを形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
前記感光性樹脂転写材料B5を用い、前記レッド(R)画素とグリーン(G)画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料K2と同様の工程で、ブルー(B)の画素を得た。但し露光量は30mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は36℃40秒とした。
該感光性樹脂層B5膜厚は2.0μmであり、顔料C.I.ピグメント・ブルー15:6及びC.I.ピグメント・バイオレット23の塗布量はそれぞれ、0.63g/m2、0.07g/m2であった。
このR、G、及びBの画素とKの画像とを形成した基板を240℃で50分ベークして、目的のカラーフィルターを作製した。
ここで、表6に記載の着色感光性樹脂組成物G5、B5の調製方法は、着色感光性樹脂組成物G3、B3の調製方法に準ずる。
実施例17において用いた着色感光性樹脂組成物R5、G5、B5の組成を、それぞれ前記表6に記載の着色感光性樹脂組成物R6、G6、B6の組成に変更し、モーターミルM−50(アイガー社製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで分散し、顔料分散組成物を調製した以外は、実施例17と同様の方法にて目的のカラーフィルターを得た。この時の顔料の数平均粒径と組成物の分散時間を表8及び9に示す。
上記で作製したカラーフィルター層上にITO膜を形成した(実施例28は、その上にスペーサーを形成した。)。
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体上に上記処方H2からなる塗液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が15μmの熱可塑性樹脂層を設けた。
次に、前記熱可塑性樹脂層上に上記処方P2からなる塗液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が1.6μmの中間層を設けた。
前記中間層上に、下記処方Aからなる突起感光性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が2.0μmの液晶配向制御用突起用感光性樹脂層を設けた。
・ポジ型レジスト液 53.3部
(富士フイルムエレクトロマテリアルズ(株)製FH−2413F)
・メチルエチルケトン 46.7部
・界面活性剤1 0.04部
上記より得た突起用感光性転写材料からカバーフィルムを剥がし、その感光性樹脂層の表面と前記カラーフィルター側基板のITO膜が設けられた側の表面とを重ね合わせ、ラミネーター(株式会社日立インダストリイズ社製(LamicII型))を用いて、線圧100N/cm2、温度130℃、搬送速度2.2m/分の条件下で貼り合わせた。その後、転写材料の仮支持体のみを熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、除去した。この状態では、カラーフィルター側基板上に、感光性樹脂層、中間層、熱可塑性樹脂層がこの順に積層されている。
次に、最外層である熱可塑性樹脂層の上方に、フォトマスクが感光性樹脂層の表面から100μmの距離となるようにプロキシミティー露光機を配置し、該フォトマスクを介して超高圧水銀灯により照射エネルギー70mJ/cm2でプロキシミティー露光した。その後、1%トリエタノールアミン水溶液を、シャワー式現像装置にて30℃で30秒間基板に噴霧して、熱可塑性樹脂層及び中間層を溶解除去した。この段階では、感光性樹脂層は実質的に現像されていなかった。
この液晶セルの両面に、CCFLのバックライトを構成し、上記偏光板を付与した液晶セルの背面側に設置し、液晶表示装置とした。
以上の液晶表示装置を図2に示す。図2は、以上の実施例に係る液晶表示装置10Aを示す模式断面図である。図2において図1と同じ構成要素は同一の符号を付している。12は偏光板、14は基板、16はITO膜、18は配向膜、20は液晶、22は配向膜、24はITO膜、26はカラーフィルター、28は基板、30は偏光板、34はスペーサー、36は突起である。
スペーサーを、各画素を積層して形成しないこと以外は、実施例9と同様の方法でカラーフィルターを形成した。
[液晶表示装置の作製]
上記実施例27で作製したカラーフィルター上に透明電極膜をITOのスパッタリングにより形成した後、下記の方法でスペーサーを形成した。
メタクリル酸/アリルメタクリレート共重合体(モル比=20/80、重量平均分子量=4万)3.0質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート1.8質量部、シリカゾルの30質量%メチルイソブチルケトン分散物(MIBK−ST、日産化学製)7.1質量部、フェノチアジン0.001質量部、2,4−ビス−(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N-ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3−ブロモフェニル]−s−トリアジン0.17質量部、ビクトリア・ピュアーブルーBOHM 0.02質量部、界面活性剤2を0.01質量部、メチルエチルケトン7.4質量部、1−メトキシ−2−プロピルアセテート8.6質量部、及びメタノール0.5質量部からなるスペーサー用感光性樹脂組成物Sを、前記着色感光性樹脂組成物R3の調製方法に準じて調製した。
次に、作製したスペーサー用感光性樹脂転写材料Sを用い、前記、ITOをスパッタしたカラーフィルター基板上に、実施例9のブラック(K)画像形成方法と同様の工程で、スペーサーを形成した。但し露光量は40mJ/cm2、実施例9で用いたKOH系現像液を100倍に薄めたものによる現像は23℃80秒、熱処理は230℃30分間とした。
実施例9のカラーフィルターを用いた液晶表示装置と比較し、表示特性は同様に良好であったが、製造の工程数の少ない低コストで作製できた実施例9の方が好ましい。
以上の液晶表示装置を図3に示す。図3は、以上の実施例27に係る液晶表示装置10Bを示す模式断面図である。図3において図2と同じ構成要素は同一の符号を付している。12は偏光板、14は基板、16はITO膜、18は配向膜、20は液晶、22は配向膜、24はITO膜、26はカラーフィルター、28は基板、30は偏光板、34Aは着色感光性樹脂組成物によるスペーサー、36は突起である。
各画素を積層してスペーサーの土台を形成しない以外は、実施例17と同様の方法でカラーフィルターを形成した。
上記実施例28で作製したカラーフィルター上に透明電極膜をITOのスパッタリングにより形成した。
実施例17のカラーフィルターを用いた液晶表示装置と比較し、表示特性は同様に良好であったが、製造の工程数の少ない低コストで作製できた実施例17の方が好ましい。
−コントラストの測定−
上記より得られたカラーフィルターを構成している、各着色画素のコントラストを下記の測定方法により測定し、該各着色画素のコントラストの差を算出した。結果を表8及び9に示す。
−粒子径の測定−
顔料の数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(日本電子(株)、JEM−2010−エレクトロマイクロスコープ)を用いて、顔料粒子の写真画像を撮影し、その画像を同面積の円としたときの直径を粒子径とし、これを100個の粒子について測定し、その平均値を求めた。
バックライトとして3波長冷陰極管光源を用い、2枚の偏光板(日東電工社製G1220DUN)の間にカラーフィルターを設置し、偏光板を平行に設置した時に通過する光の色度のY値を、クロスニコルに設置した時に通過する光の色度のY値で割ることでコントラストを求めた。色度の測定には色彩輝度計(トプコン社製 BM−5)を用いた。
実施例9〜28、比較例3〜10で作製したカラーフィルターを用いた液晶表示装置を黒表示させ、この時の色度を測定し、無彩色色度を(x,y,Y=0.333,0.333,0.08)と定義し、この色との色差ΔEを算出した。その結果を表8及び9に示した。黒表示時の色度は以下の方法で測定した。バックライトと偏光板は、測定対象の液晶表示装置に用いたバックライトと偏光板を用い、偏光板を2枚クロスニコルになるように設置し、その偏光板の間にカラーフィルターを設置し、漏れてくる光の色度を色彩輝度計(トプコン社製 BM−5)を用いて測定した。無彩色点との色差は5以下が好ましい。5を超えると黒表示が着色してしまう為好ましくない。
実施例9〜28、比較例3〜10で作製したカラーフィルターを用いた液晶表示装置を黒表示させたバックに赤、緑、青色のベタ色を表示した時の鮮やかさを被験者50人による官能評価を実施した。鮮やかさの高い順に5段階で評価し、その平均値を評価値とした。その結果を表8及び9に示した。Aは4以上5以下、Bは3以上4未満、Cは3未満を示す。
−総合評価−
液晶表示装置としての表示品位の総合評価を以下の表7の示す基準で行った。結果を表8及び9に示した。
また、本発明によれば、コントラストの高い画素とコントラストの高い偏光板との組み合わせにより、コントラストが高く鮮やかな画像を表示し、RGB各画素のコントラストのバランスがとれ、黒表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
Claims (14)
- 少なくとも2色以上の着色画素を有するカラーフィルターであって、前記着色画素のそれぞれが少なくとも顔料粒子を含み、前記各着色画素のコントラストがいずれも2000以上であり、かつ前記2色以上の着色画素の内、最も低いコントラストの着色画素と最も高いコントラストの着色画素のコントラストの差が600以内であることを特徴とするカラーフィルター。
- 前記顔料粒子の数平均粒径が、0.001〜0.1μmであることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルター。
- 前記着色画素の少なくとも1色が、C.I.ピグメント・レッド254を含むことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルター。
- 前記着色画素の少なくとも1色が、C.I.ピグメント・グリーン36を含むことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルター。
- 前記着色画素の少なくとも1色が、C.I.ピグメント・ブルー15:6を含むことを特徴とする、請求項1記載のカラーフィルター。
- (1)アルカリ可溶性樹脂と、(2)モノマー又はオリゴマーと、(3)光重合開始剤又は光重合開始剤系と、(4)顔料粒子と、を含む着色感光性樹脂組成物から樹脂層を形成することを含む、請求項1記載のカラーフィルターの製造方法。
- 樹脂層を形成することが、前記着色感光性樹脂組成物をスリット状ノズルにより塗布することを含む請求項6記載のカラーフィルターの製造方法。
- 樹脂層を形成することが、仮支持体上に着色感光性樹脂組成物の樹脂層を設けた樹脂転写材料を、ラミネーターにより基板に貼り付けることを含む請求項6記載のカラーフィルターの製造方法。
- 請求項1記載のカラーフィルターを有することを特徴とする液晶表示装置。
- バックライトと、偏光板と、少なくとも2枚の基板と、該基板に挟持された液晶層と、該基板の少なくとも1部に設けられた電極と、該基板の少なくとも1部に設けられたカラーフィルター層とを含む液晶表示装置であって、
前記カラーフィルター層は、請求項1記載のカラーフィルターであり、
前記偏光板は、偏光度が99.95以上であり、かつ400nmにおける直交透過率が0.05%以下であることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記顔料粒子の数平均粒径が、0.001〜0.1μmであることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
- 前記着色画素の少なくとも1色が、C.I.ピグメント・レッド254を含むことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
- 前記着色画素の少なくとも1色が、C.I.ピグメント・グリーン36を含むことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
- 前記着色画素の少なくとも1色が、C.I.ピグメント・ブルー15:6を含むことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
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