JP2010146021A - 着色レジスト材セット、およびこれを用いたカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれの着色レジストにおいて、当該着色レジストの光透過率を低下させることない光重合開始剤のセットを提供することを目的とする。
【解決手段】赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材の３色の着色レジスト材を少なくとも有し、各レジスト材が、それぞれ、反応性モノマーと、光重合開始剤と、染料および／または顔料とを含有する着色レジスト材セットにおいて、前記赤色レジスト材に含有される光重合開始剤が、５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、前記緑色レジスト材に含有される光重合開始剤が、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、前記青色レジスト材に含有される光重合開始剤が、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、さらに、前記光重合開始剤が、少なくとも２種類以上の光重合開始剤を用いていることを特徴とする着色レジスト材セットとする。
【選択図】なし

Description

本発明は、カラーテレビ、液晶表示素子、カメラ等に好適に使用されるカラーフィルタにおける３色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ））の着色レジストを形成するために用いられる着色レジスト材セット、および前記着色レジスト材セットにより着色レジストを形成したカラーフィルタに関する。

近年、パーソナルコンピュータの発達、特に携帯用のパーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。

このような、カラーフィルタにおいては、通常赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の３原色の着色レジストを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれのレジストを光が通過してカラー表示が行われるものである。

このようなカラーフィルタの製造方法の一つに、各色ごとに透明基板上に光重合開始剤を含有するレジスト材（感光性樹脂）を塗布し、着色すべき領域だけを透明にしたマスクを当接し、光を照射することにより、光の照射された部分と照射されない部分との間に溶解性の差を生じさせて、つまり前記光重合開始剤の作用により光が照射された部分のレジスト材のみを硬化させて（露光工程）、次に現像してパターンを形成し（現像工程）、その後これをポストベークすることにより（硬膜工程）、単色のレジストパターンを形成し、これをＲ、Ｇ、およびＢのそれぞれ３回繰り返すことにより、着色層を形成する方法がある。

この方法における光重合開始剤にあっては、より短時間でレジスト材を硬化することができるもの、つまり光重合開始材が吸収する光の波長領域がより広いものが使用されていた。

しかしながら、当該光重合開始剤は、レジスト材が硬化した後においても当該レジスト内に残存し続けるものであるため、その結果以下のような問題が生じることがあった。

例えば、４４０ｎｍより短波長の光を吸収することによりレジスト材を硬化する、つまり光吸収領域が４４０ｎｍより短波長側にある光重合開始剤が含有されたレジスト材を用いて、赤色（Ｒ）レジスト、緑色（Ｇ）レジスト、および青色（Ｂ）レジストのそれぞれを形成した場合には、形成された３色のレジスト内における光重合開始剤は、レジスト形成後においても、つまりカラーフィルタとして機能する場合であっても、４４０ｎｍより短波長の光を吸収することになる。

ここで、一般には約４００〜５７０ｎｍの波長を有する光を青色光とし、約４６０〜６５０ｎｍの波長を有する光を緑色光とし、また５７０〜７００ｎｍの波長を有する光を赤色光としている。

したがって、上記の光重合開始剤（４４０ｎｍより短波長の光を吸収するもの）を使用して３色（Ｒ、Ｇ、およびＢ）のレジストを形成した場合において、赤色（Ｒ）レジスト、および緑色（Ｇ）レジストにあっては、当該光重合開始剤が含有されていても、当該レジストの光透過率に影響を及ぼすことはないが（当該光重合開始剤はもともと４４０ｎｍより長波長を吸収するものではないから）、青色（Ｂ）レジストにあっては、当該レジストを透過しようとする青色光の一部を光重合開始剤が吸収してしまうことになり、結果として青色レジストの光透過率を低下せしめる原因となるのである。

そして、青色レジストの光透過率の低下は、画素全体のホワイトバランス（Ｒ、Ｇ、Ｂの色度および／または輝度バランス）を崩すこととなり、液晶ディスプレイ等の輝度や色味に問題を生じさせることとなる。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、それぞれの着色レジストにおいて、当該着色レジストの光透過率を低下させることない光重合開始剤のセットを提供することを目的とし、また当該セットを用いることにより着色レジストで光透過率が低下しないカラーフィルタを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１において、赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材の３色の着色レジスト材を少なくとも有し、各レジスト材が、それぞれ、反応性モノマーと、光重合開始剤と、染料および／または顔料とを含有する着色レジスト材セットにおいて、前記赤色レジスト材に含有される光重合開始剤が、５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、前記緑色レジスト材に含有される光重合開始剤が、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、前記青色レジスト材に含有される光重合開始剤が、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、さらに、前記光重合開始剤が、少なくとも２種類以上の光重合開始剤を用いており、前記赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材は、一つのカラーフィルタの製造に用いられることを特徴とする着色レジスト材セットを提供する。

本発明は各色レジスト材に用いる光重合開始剤をそれぞれの色の波長に合わせて組み合わせて用いている。つまり、各レジスト材の硬化に用いる光重合開始剤の光吸収領域は、各色（Ｒ、Ｇ、およびＢ）の波長より短波長側にあるため、レジストの形成後において当該レジストの光透過率を低下させることがなく、液晶ディスプレイ等の輝度や色味を最大限のものとすることができる。

また、前記請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載するように、前記赤色レジスト材と緑色レジスト材とに含有される光重合開始剤が同一の光重合開始剤であり、かつ、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であることが好ましい。

現在使用されている光重合開始剤は、短波長側に光吸収領域を有するものが多いため、３原色の中で最も短波長である青色光が当該光重合開始剤の影響を受けることが多い。したがって、このように青色レジスト材に含有する光重合開始剤のみを４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤とし、他の２色のレジスト材に含有する光重合開始剤を同一で、かつ４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤としたものであっても本発明の効果、つまりそれぞれのレジストの光透過率を低下させることがなく、液晶ディスプレイ等の輝度や色味を最大限のものとすることができる。

さらに、請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載するように、赤色レジスト材および緑色レジスト材に含有される光重合開始剤が、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１であり、前記青色レジスト材に含有される光重合開始剤が、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンであることが好ましい。

２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１は、商品名イルガーキュア３６９（チバスペシャルティケミカルズ製）として、また２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンは、商品名イルガーキュア９０７（チバスペシャルティケミカルズ製）として市販されているものであるため、容易に入手することが可能であり、また簡便に用いることができるからである。

さらに請求項４に記載するように、請求項１〜３の何れか一項に記載の着色レジスト材セットを用い、青色レジスト材をカラーフィルタ用基板に塗布する塗布工程と、その後に、所定の着色パターン用フォトマスクを用いつつ露光してレジスト材を硬化する露光工程と、その後に、現像液にて現像を行う現像工程と、その後に、洗浄を行う洗浄工程と、からなる青色レジスト形成段階と、前記青色レジスト形成段階終了後に、青色レジスト材を緑色レジスト材に変えて前記各工程を行う緑色レジスト形成段階と、前記緑色レジスト形成段階終了後に、青色レジスト材を赤色レジスト材に変えて前記各工程を行う緑色レジスト形成段階と、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明の着色レジスト材セットを用いて着色レジストが形成されたカラーフィルタは、着色レジストにおいて光透過率が低下することがなく、画素全体のホワイトバランスも崩れることなく、液晶ディスプレイ等の輝度や色味を向上することができる。

本発明により、レジスト材の硬化に用いる光重合開始剤の光吸収領域は、各色（Ｒ、Ｇ、およびＢ）の波長より短波長側にあるため、レジストの形成後において当該レジストの光透過率を低下させることがなく、液晶ディスプレイ等の輝度や色味を最大限のものとすることができる。

以下に、本発明の着色レジスト材セットについて具体的に説明する。

本発明の着色レジスト材セットとは、カラーフィルタに備えられている３色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ））の着色レジストを形成する際に用いられるものであり、赤色レジストを形成するための赤色レジスト材と、緑色レジストを形成するための緑色レジスト材と、青色レジストを形成するための青色レジスト材を少なくとも有するものである。

そして、これら３色の着色レジスト材は、それぞれ以下に示す成分から構成されている。

［１］赤色レジスト材
（１） 反応性モノマー
（２） ５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤
（３） 染料および／または顔料
（４） 分散剤等の添加剤

［２］緑色レジスト材
（１） 反応性モノマー
（２） ４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤
（３） 染料および／または顔料
（４） 分散剤等の添加剤

［３］青色レジスト材
（１） 反応性モノマー、
（２） ４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤、
（３） 染料および／または顔料
（４） 分散剤等の添加剤

本発明の着色レジスト材セットを構成する３色の着色レジスト材は、上記のようにそれぞれ、反応性モノマーと、光重合開始剤と、染料および／または顔料と、必要であれば分散剤等の添加物とから構成されるものであり、そして、それぞれの光重合開始剤に特徴を有している。以下に本発明の着色レジスト材の各構成成分について詳しく説明する。

（１） 反応性モノマー
着色レジスト材に含有される反応性モノマーとは、後述する光重合開始剤が光を吸収することにより発生するラジカルによって重合が誘発されるモノマーのことをいい、本発明においては当該性質を有するモノマーであればいかなるモノマーも使用可能であり、少なくとも１つの重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物を用いることができる。具体的には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクレリート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリストールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、メタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。

これらを使用することができるモノマーの一例であり、これらに限定されるものではない。また、このようなモノマーの含有量は、樹脂組成物の不揮発成分の１０〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％の範囲が望ましい。

上記プリポリマーおよびモノマーは単独で用いてもよいし、２種以上を混合してもよい。中でも３官能以上の多官能アクリレートモノマーは、特に好適に用いることが可能である。

（２） 光重合開始剤
本発明の着色レジスト材に含有される光重合開始剤とは、光を吸収することによりラジカルを発生し、前記の反応性モノマーの重合反応を開始させるためのものである。

そして、本発明は、それぞれの着色レジスト材に含有される光重合開始剤を、当該光重合開始剤の光吸収領域の違いにより使い分けたことに特徴を有するものである。つまり、赤色レジスト材にあっては、５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤を含有し、緑色レジスト材にあっては、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤を含有し、青色レジスト材にあっては、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤を含有していることが特徴である。

一般に人間の目は、波長が４００〜７００ｎｍの光を認識できるとされており、この内約４００〜５７０ｎｍの波長を有する光を青色光、約４６０〜６５０ｎｍの波長を有する光を緑色光、さらに５７０〜７００ｎｍの波長を有する光を赤色光としている。

従って、液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタにおける３色の着色レジストにおいて、青色レジストであれば、青色光である約４００〜５７０ｎｍの波長の光をできるだけ多く透過するものが好ましく、緑色レジストであれば、緑色である約４６０〜６５０ｎｍの波長の光をできるだけ多く透過するものが好ましく、また赤色レジストであれば、赤色光である約５７０〜７００ｎｍの波長の光をできるだけ多く透過するものであることが好ましい。これらの波長域の光をより多く透過するほど液晶ディスプレイの輝度や色味を向上することができるからである。

本発明において、赤色レジスト材に含有される光重合開始剤は５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものであるため、つまり５７０ｎｍ以上の波長の光については吸収することがないため、本発明の赤色レジスト材を使用して赤色レジストを使用しても、輝度や色味に影響を及ぼすことがないのである。同様にして、緑色レジスト材に含有される光重合開始剤にあっては、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものであり、青色レジスト材に含有される光重合開始剤にあっては、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものとすることにより、輝度や色味に対する影響を防止することができる。

そして、本発明の着色レジストセットは、上記それそれの色（Ｒ、Ｇ、およびＢ）に影響を及ぼすことがない光重合開始剤が含有されているため、当該セットにより着色レジストを形成し、当該着色レジストを含んだ画素部により液晶ディスプレイ等を形成することにより、従来のそれよりも輝度や色味をよいものとすることができる。

本発明において用いることができる光重合開始剤については、上述した光吸収領域を有し、前記の反応性モノマーが重合するために必要なラジカルを発生するものであれば特に限定するものではない。

本発明のレジストセットに使用できる開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、Ｎ，Ｎ'テトラメチル−４，４'−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４'−ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４'−ジエチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルチアゾール化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３−ブタジエニル）−Ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−ブトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン等のハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン、１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、イルガキュア−３６９（チバスペシャルティケミカルズ製）、イルガキュア−６５１（チバスペシャルティケミカルズ製）、イルガキュア−９０７（チバスペシャルティケミカルズ製）等の光重合開始剤が挙げられる。本発明では、これらの光重合開始剤を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。

このような光重合開始剤の添加量は、樹脂組成物の不揮発成分１００重量部に対して５〜４０重量部、好ましくは１０〜２０重量部の範囲で設定することができる。

例えば青色レジスト材に含有せしめる光重合開始剤としては、上記開始剤のうち、芳香族ケトン類、ベンゾインエーテル類、ベンゾイン類、イミダゾール２量体類、ハロメチルチアゾール化合物、ハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、ベンゾフェノン、［４−（メチルフェニルチオ）フェニル］フェニルメタノン、エチルアントラキノン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−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、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、メチルベンゾインホルメート、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン、２−［（２−ジメチルアミノエチル）アミノ］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン−ジメチル硫酸塩、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、Ｏｃｔｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製ＱＵＡＮＴＡＣＵＲＥ ＩＴＸ，ＡＢＱ，ＣＰＴＸ，ＢＭＳ，ＥＰＤ，ＤＭＢ，ＭＣＡ，ＥＨＡ、みどり化学製ＴＡＺ−１００，１０１，１０２，１０４，１０６，１０７，１０８、などを用いることが可能である。

また、緑色レジスト材に含有せしめる光重合開始剤としては、上記青色レジスト材用開始剤、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，２−［２−（フラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、２−［２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドやビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド、Ｏｃｔｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製ＱＵＡＮＴＡＣＵＲＥ ＱＴＸ、みどり化学製ＴＡＺ−１１０，１１３，１１８，１２０，１２１，１２２，１２３、Ｌａｍｂｅｒｔｉ製ＥＳＡ ＣＵＲＥ ＫＴＯ４６などを用いることが可能である。

そして、赤色レジスト材に含有せしめる光重合開始剤としては、上記緑色レジスト用開始剤、ビス（η⁵−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウムやη⁵−シクロペンタジエニル−η⁶−クメニル−アイアン（１＋）−ヘキサフルオロフォスフェイト（１−）等のメタロセン、２−［２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−トリアジン、みどり化学製ＴＡＺ−１１４などを用いることが可能である。

そして、本発明の着色レジスト材セットの特徴は、上記のような光重合開始剤を少なくとも２種類以上組み合わせて用いていることである。この組合わせのパターンについては以下の３つを挙げることができる。

<１> 赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材のそれぞれに適合する３種類の光重合開始剤（５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤）を用いるパターン
<２> 赤色レジスト材および緑色レジスト材に含有される光重合開始剤を同一のものとし（４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤）、青色レジスト材に含有される光重合開始剤には、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものを用いるパターン
<３> 赤色レジスト材に含有される光重合開始剤には、５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤を用い、緑色レジスト材および青色レジスト材に含有される光重合開始剤を同一のもの（４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するもの）とするパターン

上記の中でも、本発明においては、青色レジスト材に含有される光重合開始剤にあっては、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものであり、緑色レジスト材に含有される光重合開始剤および赤色レジスト材に含有される光重合開始剤にあっては、ともに４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものとすることが好ましい（上記<２>のパターン）。

現在使用されている光重合開始剤は、短波長側に光吸収領域を有するものが多いため、３原色の中で最も短波長である青色光が当該光重合開始剤の影響を受けることが多い。従って、光重合開始剤を３色全てについて異なるものとする必要はなく、青色レジスト材に含有される光重合開始剤のみを４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有するものとすることにより、青色光にあっても当該光重合開始剤の影響を受けることがないようにすることができるとともに、使用する光重合開始剤の種類を２種類とすることができるため、３色のレジスト材を製造する際のコストを節約することもできる。

また、上記本発明のレジスト材に光を照射する際に使用するランプについても、各レジスト材に含有される光重合開始剤が最も吸収する光を発するランプを使用することにより、生産効率を向上せしめることができ好ましい。

例えば、上記の赤色レジスト材および緑色レジスト材に含有することが可能な光重合開始剤の１つであるイルガーキュア３６９（チバスペシャルティケミカルズ製）は、約２９０〜３６５ｎｍの波長の光を最も多く吸収するため、当該範囲の光を発光するランプ（例えば水銀ランプ）を用いることが好ましく、また青色レジスト材に含有することが可能な光重合開始剤の１つであるイルガーキュア９０７（チバスペシャルティケミカルズ製）は、約２６０から３３０ｎｍの波長の光を最も多く吸収するため、当該範囲の光を発光するランプを用いることが好ましい。

（３） 染料および／または顔料
本発明の着色レジスト材セットにおける各着色レジスト材（赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材）に含有される染料および／または顔料とは、当該レジスト材を着色するためのものであり、公知の染料や顔料を用いることが可能である。すなわち化学構造としてはアントラキノン系、イソインドリン系、イソインドリノン系、アゾ系、ピロロピロール系、キノフタロン系、フタロシアニン系、スレン系、トリフエニルメタン系、トリアリルメタン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ペリレン系、ペリノン系およびこれらの金属錯体等をあげることができる。これら有機色素は耐光性、耐熱性の観点から顔料形態のものが、カラーフィルタ用途として好ましい。さらにカラーフィルタとしての色相の点で好ましい顔料は、赤顔料としては、ＰＲ１７７、ＰＲ２５４、ＰＲ４８：１、黄顔料としてはＰＹ８３、ＰＹ１３９、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０、緑顔料としてはＰＧ７、ＰＧ３６、青顔料としてはＰＢ１５：３、１５：６などの１５番台の顔料、ＰＢ６０、ＰＢ６１、ＰＢ１、ＰＢ１９、紫顔料としてはＰＶ２３である。またこれらの顔料を混合して、開始剤の光吸収波長域と画素の主たる光透過波長域がぎりぎりに重ならないように透過率スペクトルを調整することで、色相の制御および明度の向上が可能である。混合する顔料の好ましい組合せとしては、
赤画素用の組合せ：ＰＲ１７７＋ＰＹ１３９、ＰＲ１７７＋ＰＹ８３、ＰＲ２５４＋ＰＹ１３９、ＰＲ２５４＋ＰＹ８３、
緑画素用の組合せ：ＰＧ７＋ＰＹ８３、ＰＧ３６＋ＰＹ１５０、ＰＧ３６＋ＰＹ１３８、
青画素用の組合せ：ＰＢ１５：６＋ＰＶ２３、ＰＢ１５：３＋ＰＶ２３、ＰＢ１５：６＋ＰＢ６０である。

（４） 分散剤等の添加剤
本発明の着色レジスト材セットにおける各着色レジスト材（赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材）においては、分散剤等の添加剤や溶剤等を添加することができる。例えば、上記の染料および／または顔料がレジスト内で均一に分散するようにするために用いられる分散剤を挙げることができる。このような分散剤としては、従来から用いられている公知の分散剤を使用することができ、例えば変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、変性ポリエステル、変性ポリアミド等の高分子分散剤、リン酸エステル、ポリエーテル、アルキルアミン等の界面活性剤、有機色素誘導体等を使用できる。有機色素誘導体としては、フタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン等の有機色素（顔料、染料など）の骨格にカルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基、カルボニル基、スルホニル基等を付加したもの、および、その塩等をあげることができる。

また、必要に応じてバインダー樹脂や溶剤とを含有せしめることも可能である。具体的には、バインダー樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェーノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリルレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。

また、上記のコポリマーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を付加させたポリマー党が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

上記のバインダー樹脂のなかで、合わせて使用するモノマーとの相溶性等の観点から、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルローストリアセテート等を好ましく使用することができる。特に好ましくは、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル酸とスチレン、グリシジルメタクリレートとの共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、および、これらの変性物を使用することができる。

特に、バインダー樹脂としては好ましいエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、または、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリレートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキシ化合物等を挙げることができる。

このようなバインダー樹脂の含有量は、樹脂組成物の不揮発成分の１０〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％の範囲が望ましい。

また溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭素化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。

本発明のカラーフィルタは、前述してきた本発明の着色レジスト材セットを用いて着色レジストが形成されているため、着色レジスト中の光重合開始剤に起因する光透過率の低下を生じることがない。また、画素全体のホワイトバランス（Ｒ、Ｇ、Ｂの色度および／または輝度バランス）を崩すこともないため、液晶ディスプレイ等の輝度や色味に問題が生じることもない。

本発明のカラーフィルタの製造方法については、従来から用いられている公知の方法を用いることが可能であり、中でも顔料分散法が好ましい。

以下の表１〜３に示す着色レジスト材セットを用い、カラーフィルタを形成した。

（１）使用した着色レジスト材セット
［１］赤色レジスト材

［２］緑色レジスト材

［３］青色レジスト材

（２）カラーフィルタ形成方法
カラーフィルタ用の基板として、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍでありブラックマトリクスが形成されたガラス基板を準備した。次に上記組成の着色レジストセットを用いて着色層を形成した。すなわち、基板上に前記青色レジスト材をスピンコート法により塗布し（塗布工程）、プリベーク（９０℃、３分間）を行った（プリベーク工程）。その後、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて青色レジスト層をアライメン露光して光が照射された部分のレジスト材のみを硬化させた（露光工程）。次に現像液 （０．０５％ＫＯＨ水溶液）にて現像を行い（現像工程）、次いで、ポストベーク（２００℃、３０分間）を行って（硬膜工程）、次いで、純水洗浄を行い（洗浄工程）、ブラックマトリクスパターンに対して所定の位置に厚み１．５μｍの青色パターンを形成した。なお露光には水銀ランプを使用した。

上記と同様の方法で緑色レジストパターンを形成し、最後に赤色レジストパターンを形成した。

（３）結果
本発明にかかる上記の着色レジスト材セットを用いてカラーフィルタを作成し、従来のもの（１種類の光重合開始剤のみを使用しているもの）と比較を行なった。この比較は、青画素のＹ値（ＹとはＸＹＺ三刺激値のうちのＹであり輝度に相当する）とホワイトの色温度（色温度はホワイトの色度に相当し、色温度が低いと黄色味を帯び色温度が高いと青味を帯びる）について行なった。評価用光源としてはＦ１０光源を用いた。

この結果、青画素のy=0.160におけるＹ値は、従来品１４、本発明品１５となり輝度が向上した。ここでｙとは色度座標（ｘ，ｙ）のｙである。またホワイトの色温度は、従来品４６００ケルビン、本発明品４７００ケルビンであった。これは、従来品は黄色味を帯びたホワイトであったが、本発明では黄色味を低減できたことを意味している。これによりディスプレイ用のカラーフィルタとして、従来に比べ好ましい白色を得ることができた。

Claims (4)

1. 赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材の３色の着色レジスト材を少なくとも有し、各レジスト材が、それぞれ、反応性モノマーと、光重合開始剤と、染料および／または顔料とを含有する着色レジスト材セットにおいて、
   前記赤色レジスト材に含有される光重合開始剤が、５７０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、
   前記緑色レジスト材に含有される光重合開始剤が、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、
   前記青色レジスト材に含有される光重合開始剤が、４００ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であり、
   さらに、前記光重合開始剤が、少なくとも２種類以上の光重合開始剤を用いており、
   前記赤色レジスト材、緑色レジスト材、および青色レジスト材は、一つのカラーフィルタの製造に用いられることを特徴とする着色レジスト材セット。
2. 前記赤色レジスト材と緑色レジスト材とに含有される光重合開始剤が、同一の光重合開始剤であり、かつ、４６０ｎｍより短波長側に光吸収領域を有する光重合開始剤であることを特徴とする請求項１に記載の着色レジスト材セット。
3. 赤色レジスト材および緑色レジスト材に含有される光重合開始剤が、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１であり、
   前記青色レジスト材に含有される光重合開始剤が、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンであることを特徴とする請求項２に記載の着色レジスト材セット。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の着色レジスト材セットを用い、
   青色レジスト材をカラーフィルタ用基板に塗布する塗布工程と、その後に、所定の着色パターン用フォトマスクを用いつつ露光してレジスト材を硬化する露光工程と、その後に、現像液にて現像を行う現像工程と、その後に、洗浄を行う洗浄工程と、からなる青色レジスト形成段階と、
   前記青色レジスト形成段階終了後に、青色レジスト材を緑色レジスト材に変えて前記各工程を行う緑色レジスト形成段階と、
   前記緑色レジスト形成段階終了後に、青色レジスト材を赤色レジスト材に変えて前記各工程を行う緑色レジスト形成段階と、
   を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。