JP2015106032A - カラーフィルタ基板および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】顔料と染料を含有するハイブリッド着色膜においても、染料由来の不純物イオンの溶出を抑え、液晶表示装置に用いた場合でも、液晶を汚染することが少なく、表示ムラが発生しにくいカラーフィルタ基板、および液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】透明基板１上に、複数の着色層、オーバーコート層６を順次積層した構成であり、前記着色層のうち青色着色層が顔料と染料を含有したカラーフィルタ基板１１であって、前記オーバーコート層６が少なくとも、エポキシ化合物、エポキシ硬化剤からなり、前記エポキシ化合物のエポキシ等量の平均値が８００ｇ／ｅｑ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、不純物イオンの溶出量の少ないカラーフィルタ基板および液晶表示装置に関する。

カラー液晶表示装置は、一般に、図２に示すように、カラーフィルタ基板１１とＴＦＴ素子９との間に液晶８を封入して構成される。カラーフィルタ基板１１は、透明基板１を構造的支持体として備え、多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位にはブラックマトリクス層２が設けられ、画素領域のそれぞれには着色画素３〜５が配置されている。

着色画素３〜５は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の三色の着色画素の配列からなる。尚、ブラックマトリクス層２は、これら各色に着色された透過光の混色を防止するものである。

近年、カラー液晶表示装置は、さらなる高画質化、低消費電力化、および低コストが求められており、カラーフィルタの要求特性としては高輝度化・高コントラスト化の表示特性に加えて、不純物が液晶中に溶出すると画像の焼き付き（可変すべき画像が従前の画像のまま固定的に表示されてしまうこと）や表示ムラを引き起こすことから、不純物が液晶に溶出しないことが求められている。

このような液晶汚染の問題に対しては、着色画素の上に保護層（オーバーコート６）を設けることで解決できることが知られている。すなわち、顔料およびその分散体を含む、液晶を汚染しやすい感光性着色組成物で形成された着色画素３の上にオーバーコート６を形成し、該着色画素からの汚染物質が液晶８中に溶出しないようにブロックする技術である。

しかし、顔料と染料を含有するハイブリッド着色膜では染料由来のイオンが液晶中に溶出し、液晶表示装置の表示焼き付きや表示ムラなどの表示不良が生じていた。

溶出物による液晶汚染の影響については、実際に液晶に混ぜて溶出処理を行い、その液晶を用いて簡易セルを作製しての電圧保持率測定や残留ＤＣ測定を行うことで評価できることが知られている。しかし、この方法では、溶出物のみの影響を直接定量できないことや、評価までの工程が長く、時間を要するという問題があった。

それ以外の評価方法としては、配向膜形成工程で用いられる配向膜材料の主溶剤であるＮ−メチルピロリドンに対する溶出処理を行い、その溶出液をイオンクロマトグラフで測定する方法があり、溶出イオンを定量する場合には後者が好適に用いられる。

特開２０１０−０４４２７３号公報

本発明は、顔料と染料を含有するハイブリッド着色膜においても、染料由来の不純物イオンの溶出を抑え、液晶表示装置に用いた場合でも、液晶を汚染することが少なく、表示
ムラが発生しにくいカラーフィルタ基板、および液晶表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、透明基板上に、複数の着色層、オーバーコート層を順次積層した構成であり、前記着色層のうち青色着色層が顔料と染料を含有したカラーフィルタ基板であって、
前記オーバーコート層が少なくとも、エポキシ化合物、エポキシ硬化剤からなり、前記エポキシ化合物のエポキシ等量の平均値が８００ｇ／ｅｑ以下であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。

また、請求項２に記載の発明は、前記カラーフィルタ基板をＮ-メチルピロリドンで溶出したときのＣｌイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下、Ｎａイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下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基板である。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明によれば、透明基板上に、ブラックマトリックス層、複数の着色層、オーバーコート層をこの順に形成してなる液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、前記着色層のうち青色着色層が顔料と染料を含有した、ハイブリッド着色膜であっても、本発明の、エポキシ等量の平均値が８００ｇ／ｅｑ以下オーバーコート層を用いることにより、Ｎ-メチルピロリドンで溶出したときのＣｌイオン溶出量を３ｎｇ／ｃｍ^２以下、Ｎａイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下の抑えたカラーフィルタ基板を提供することができ、カラーフィルタ基板から溶出する染料由来の不純物イオンの溶出をブロックし、表示不良のない液晶表示装置を提供することができる。

実施形態のカラーフィルタ基板を示す断面模式図である。 本発明に係わる液晶表示装置の部分断面図である。

以下本発明を実施するための形態を、に説明する。本発明に用いる透明基板上に、ブラックマトリックス層、複数の着色層、オーバーコート層をこの順に形成してなる液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、前記着色層のうち青色着色層が顔料と染料を含有し、前記オーバーコート層が少なくとも、エポキシ化合物からなるバインダ樹脂、多価カルボン酸類および多価カルボン酸類の酸無水物から選ばれる１種以上の多価カルボン酸化合物からなる硬化剤、および硬化促進剤、を含む熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなり、前記エポキシ化合物のエポキシ等量の平均値が８００ｇ／ｅｑ以下であり、前記カラーフィルタ基板をＮ-メチルピロリドンで溶出したときのＣｌイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下、Ｎａイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする。

前記エポキシ化合物のエポキシ等量の平均値が８００ｇ／ｅｑより大きいと、Ｎ-メチルピロリドンで溶出したときのＣｌイオン、Ｎａイオン溶出量を充分にブロックできず、表示ムラが発生しやすい。信頼性の観点より、より好ましくは５００ｇ／ｅｑ以下である。

Ｎ-メチルピロリドンで溶出したときのＣｌイオン、Ｎａイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２より大きいと、汚染物質を充分ブロックできず、表示ムラが発生しやすい。信頼性の観点より、より好ましくは１ｎｇ／ｃｍ^２以下である。

本発明に用いる前記オーバーコート層は、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光透過率が９５％以上であることが好ましい。光透過率が９５％未満の場合、画像が不明瞭な印象になること、および明度が低いため電力の消費量が大きくなってしまう。

＜ブラックマトリクス層２および着色層＞
透明基板上にカラーフィルタやブラックマトリックス層を形成する方法としては顔料分散法が主流となっている。顔料分散法は、有機顔料などの色材を分散した着色感光性樹脂の塗布層を公知のフォトリソグラフィー法によってパターニングすることによりカラーフィルタを、複数の着色層（赤色、緑色、青色など）の画素に形成する方法である。ブラックマトリックス層や複数の着色層の入色順を限定するものでないが、アライメントの都合からブラックマトリクス層２のパターン形成後に着色層の塗布、露光。現像等により着色画素（赤色画素、緑色画素、青色画素など）を順次形成することが望ましい。

ブラックマトリックス層の厚さは１〜３μｍ、幅は５〜１５０μｍの範囲で、また、赤色画素・緑色画素・青色画素の膜厚（厚さ）は１．０〜３．５μｍ、オーバーコート層の厚さは０．５〜３μｍ（着色感光性樹脂の組成や塗布方法で大きく左右されるが、ブラックマトリクス層２の膜厚を２．０μｍ各画素の膜厚をおよそ２．５μｍ、オーバーコート層の膜厚を１．５μｍで形成した場合に、例えばブラックマトリックス上に形成する赤色層の厚さは１．８６μｍ程度、緑色層の厚さは１．５４μｍ、青色層の膜厚は１．２３μｍオーバーコート層の膜厚は０．３μｍ程度と薄く形成される傾向にある）、および液晶表示装置としての液晶セルギャップは、およそ２μｍ〜５μｍが適用できる範囲である。

ブラックマトリックス層は、黒色樹脂を用いて形成された、液晶表示装置のコントラストアップのために画素間に形成する遮光パターンである。ブラックマトリックス層を形成する方法としては、黒色非感光性樹脂を用いフォトリソグラフィー法によってマトリックス状に形成する方法、或いは黒色感光性樹脂を用いフォトリソグラフィー法によってマトリックス状に形成する方法がある。黒色の色材としては、カーボンブラックや複数の有機顔料を用いることができる。

ブラックマトリックス層およびカラーフィルタの形成に用いる黒色感光性樹脂および着色感光性樹脂は、例えば、樹脂バインダに顔料を、分散剤を用いて分散させ、この分散液にモノマー、開始剤、増感剤、溶剤などを添加して調製される。

本実施形態においては、ブラックマトリックス層およびカラーフィルタ基板の形成に用いる黒色感光性樹脂および着色感光性樹脂は、樹脂バインダと開始剤を主成分として、樹脂バインダが光重合、又は熱重合、或いは光重合および熱重合を経て、三次元架橋される。

ブラックマトリックス層およびカラーフィルタ基板の樹脂バインダを三次元架橋させることによって、パネル組み立て工程における荷重によりブラックマトリックス層およびカラーフィルタの厚みが減じるのを抑制することができる。

光重合に適合する樹脂バインダとしては、例えば、アクリレート樹脂、熱重合に適合する樹脂バインダとしては、例えば、エポキシ樹脂、光重合および熱重合に適合する樹脂バインダとしては、例えば、エポキシアクリレート樹脂が挙げられる。

赤色画素には、例えば、色材として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。

黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。

橙色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。

赤色画素が、これら顔料のなかでジケトピロロピロール系赤色顔料、アントラキノン系赤色顔料のうち１種類以上を含む場合には、任意のＲｔｈ（リタデーションの値）を得ることが容易になるため、好ましい。

なぜなら、ジケトピロロピロール系赤色顔料は、その微細化処理を工夫することにより、Ｒｔｈを正負のどちらにすることも可能であり、その絶対値もある程度制御可能であり、また、アントラキノン系赤色顔料は、微細化処理に関わらず０に近いＲｔｈを得やすいためである。

その使用量は、顔料の合計重量を基準として、ジケトピロロピロール系赤色顔料を１０〜９０重量％、アントラキノン系赤色顔料を５〜７０重量％とすることが、画素の色相や明度、膜厚、コントラスト等の点から好ましく、特に、コントラストに着目した場合、ジケトピロロピロール系赤色顔料を２５〜７５重量％、アントラキノン系赤色顔料を３０〜６０重量％とすることがより好ましい。

緑色画素には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７、５８等の緑色顔料を用いることができ、黄色顔料を併用することもできる。黄色顔料としては、赤色画素に用いる顔料として挙げたものと同様のものが使用可能である。

青色画素には、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができる。また、前記染料としては、シアニン染料、アントラキノン染料、トリアリールメタン染料、キサンテン染料、フタロシアニン染料、ジアリールメタン染料、アクリジン染料、アジン染料、チアジン染料、オキサジン染料、アザメチン染料およびアゾ染料等が挙げられる。中でも、シアニン染料、トリアリールメタン染料、キサンテン染料およびアントラキノン染料が挙げられる。例えば、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ３、７、２５０、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ７７、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｙｅｌｌｏｗ １、３５、４０、９５．Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｒｅｄ １−１、１３、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｖｉｏｌｅｔ ７、１１：１、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｏｒａｎｇｅ ２２、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｂｌｕｅ ７、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｇｒｅｅｎ１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ １２１、８２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ １１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ５８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ ７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｙｅｌｌｏｗ １１、２４、２６、
８５、１００、１４７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｏｒａｎｇｅ ８、１３、２６、２９：１、４６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｒｅｄ １、９、１７、２３９、２４０、２４２、２５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｌｕｅ ２２、 Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ Ｇｒｅｅｎ ６、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７、４４、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ ４９、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ５、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｒｅｄ ５１、５２、８７、９２、９４、２８９、３８８、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｖｉｏｌｅｔ９、３０、１０２、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｒｅｄ １、８、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ Ｖｉｏｌｅｔ １０、 Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ ２１８、Ｃ．Ｉ．Ｍｏｒｄａｎｔ Ｒｅｄ ２７、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ ３６、特開２０１２−２３３１６０号公報に記載の染料等が挙げられる。また、調色の観点から黄色顔料も併用することができる。

青色画素が、これら顔料のなかで金属フタロシアニン系青色顔料と、紫色染料のうち１種類以上を含む場合には、０に近い位相差を得ることが容易になる。その使用量は、顔料の合計重量を基準として、金属フタロシアニン系青色顔料を４０〜１００重量％、ジオキサジン系紫色染料を１〜５０重量％とすることが、画素の色相や明度、膜厚等の点から好ましく、更に、金属フタロシアニン系青色顔料を５０〜９８重量％、紫色染料を２〜２５重量％とすることがより好ましい。

＜オーバーコート層用樹脂組成物＞
オーバーコート用樹脂組成物に用いることのできる樹脂組成物としては１つには、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含有するものである。また、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ、ジヒドロキシビフェニル型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシなどが挙げられる。

樹脂組成物にエポキシ化合物を含有させる場合は、公知のエポキシ硬化剤を配合することがよく、エポキシ硬化剤としてはカルボン酸類、フェノール類、アミン類などがあるが、好ましくは多価カルボン酸類、多価フェノール類やその酸無水物、カルボン酸をキャップしたブロック酸などがあり、具体的にはトリメリット酸、ピロメリット酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸類、テトラヒドロフタル酸等の脂環族多価カルボン酸類、アジピン酸、こはく酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸類、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和脂肪族多価カルボン酸類などが挙げられる。

また、本発明に使用される硬化促進剤としては、加熱されたとき、触媒活性を発揮し、硬化反応を促進するものである。６０℃以上の温度で酸触媒活性を示すものが好ましく、このようなものとしてプロトン酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸をルイス塩基で中和した化合物、ルイス酸とトリアルキルホスフェートの混合物、スルホン酸エステル類、オニウム化合物類等が挙げられ、前記特開平４−２１８５６１号公報に記載されているような各種の化合物を使用することができる。具体的には、（イ）ハロゲノカルボン酸類、スルホン酸類、リン酸モノおよびジエステル類などを、アンモニア、モノメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、エタノールアミン類などの各種アミン若しくはトリアルキルホスフィン等で中和した化合物、（ロ）ＢＦ_３、ＦｅＣｌ_３、ＳｎＣｌ_４、ＡｌＣｌ_３、ＺｎＣｌ_２などのルイス酸を前述のルイス塩基で中和した化合物、（ハ）メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などと第一級アルコール、第二級アルコールとのエステル化合物、（ニ）第一級アルコール類、第二級アルコール類のリン酸モノエステル化合物、リン酸ジエステル化合物等を挙げることができる。また、オニウム化合物としては、アンモニウム化合物 ［Ｒ３ＮＲ’］＋Ｘ−、スルホニウム化合物［Ｒ３ＳＲ‘］＋Ｘ−、オキソニウム化合物［Ｒ３ＯＲ’］＋Ｘ−等を挙げることができる。尚
、ここでＲおよびＲ’はアルキル、アルケニル、アリール、アルコキシ等である。

垂直配向の液晶やＯＣＢと呼ばれる液晶、強誘電性液晶、ＥＣＢと呼ばれる液晶など透明電極による液晶セルギャップの厚み方向の電界駆動が必要な液晶では、着色層と積層部を形成する工程と透明保護層を形成する工程の後に、透明導電膜を形成する工程を入れることもできる。この場合には積層部上の透明電極の上か対向基板のスペーサが接触する部位に絶縁層を形成することもできる透明導電膜を形成する方法は、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングと呼ばれる真空成膜の手法が一般的である。透明導電膜には、インジウム、スズ、ガリウム、亜鉛などの金属酸化物の複合酸化物を用いることができる。

カラーフィルタ基板として透明導電膜形成が不必要な、例えばＩＰＳ（横電界）方式の液晶表示装置の場合はこれを省くことができる。

＜感光性黒色組成物の作製＞
黒色着色組成物は、以下の組成の混合物を混合攪拌して作製した（固形分中の顔料濃度：３０．７％）。
カーボンブラック分散液：ＴＰＢＫ−２０１６（御国色素社製） ８．５重量部樹脂：Ｖ２５９−ＭＥ（新日鐵化学社製）固形分５６．１重量％ １０．３重量部モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製） ２．５８重量部開始剤：ＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．８６重量部溶剤： ９２．０重量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
エチル−３−エトキシプロピオネート
レベリング剤 １．３重量部である。

＜樹脂ブラックマトリクス層の形成＞
透明基板上に黒色着色組成物をスピンコートにより膜厚１．５μｍとなるように塗布した。１００℃で３分乾燥の後、露光機にて格子状のパターン露光を２００ｍＪし、アルカリ現像液にて６０秒間現像、２３０℃で６０分加熱処理をして定着、格子状のブラックマトリクス層を透明基板上に形成した。尚、アルカリ現像液は以下の組成からなる。以下、実施例および比較例ではこのアルカリ現像液を用いて現像を行う。
炭酸ナトリウム １．５重量部炭酸水素ナトリウム ０．５重量部陰イオン系界面活性剤：ペリレックスＮＢＬ（花王社）製 ８．０重量部水 ９０重量部である。

＜赤色着色組成物の作製＞
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
イルガーフォーレッド Ｂ-ＣＦ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ ２重量部
クロモフタールレッド Ａ２Ｂ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
分散剤：アジスパーＰＢ８２１（味の素ファインテクノ社製） ２重量部アクリルワニス（固形分２０％ ５０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組成物を得た。
上記分散体 ７２重量部カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ８重量部
カヤラッドＤＰＣＡ−３０（日本化薬社製）
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート １０重量部
カヤラッドＤＰＨＡ（日本化薬社製）
メチル化メラミン樹脂：ＭＷ３０（三和ケミカル社製） １０重量部光開始剤：イルガキュアー９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ３重量部増感剤：ＥＡＢ‐Ｆ（保土ヶ谷化学工業社製） １重量部溶剤：シクロヘキサノン ２５３重量部である。

＜緑色着色組成物の作製＞
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緑色顔料の分散体を作製した。
緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６ １６重量部
リオノールグリーン６ＹＫ（東洋インキ製造社製
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０ ８重量部
ファ：Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ‐１６３（ビックケミー社製） ２重量部アクリルワニス（固形分２０％） １０２重量部その後、上記分散体を１２８部用い、更に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緑色着色組成物を得た。
トリメチロールプロパントリアクリレート： １４重量部
ＮＫエステルＡＴＭＰＴ（新中村化学社製）
光開始剤：イルガキュアー９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ４重量部増感剤：ＥＡＢ‐Ｆ（保土ヶ谷化学工業社製） ２重量部溶剤：シクロヘキサノン ２５７重量部である。

＜青色着色組成物の作製＞
冷却管および攪拌装置を備えたフラスコに、
化式（１）で表される化合物および化式（２）で表される化合物の混合物： １５重量部
商品名Ｃｈｕｇａｉ Ａｍｉｎｏｌ Ｆａｓｔ Ｐｉｎｋ Ｒ（中外化成社製）
クロロホルム １５０重量部Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド ８．９重量部を投入し、攪拌下２０℃以下を維持しながら、
塩化チオニル １０．９重量部を滴下して加えた。

滴下終了後、５０℃に昇温し、同温度で５時間維持して反応させ、その後２０℃に冷却した。冷却後の反応溶液を、攪拌下２０℃以下に維持しながら、
２−エチルヘキシルアミン１２．５部およびトリエチルアミン ２２．１重量部の混合液を滴下して加えた。その後、同温度で５時間攪拌して反応させた。次いで得られた反応混合物をロータリーエバポレーターで溶媒留去した後、メタノールを少量加えて激しく攪拌した。この混合物をイオン交換水３７５部の混合液中に攪拌しながら加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾別し、イオン交換水でよく洗浄し、６０℃で減圧乾燥して、キサンテン染料Ａ（化式（３）〜化式（１０）で表される化合物の混合物）を１１．３部得た。

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青色顔料の分散体を作製した。青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５ ３０重量部
リオノールブルーＥＳ（東洋インキ製造社
キサンテン染料Ａ： ２重量部分散剤：ソルスバーズ２００００（ゼネカ社製） ６重量部アクリルワニス（固形分２０％） ２００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青色着色組成物を得た。
上記分散体 ２３８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
ＮＫエステルＡＴＭＰＴ（新中村化学社製）
光開始剤：イルガキュアー９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ４重量部増感剤：ＥＡＢ‐Ｆ（保土ヶ谷化学工業社製） ２重量部溶剤：シクロヘキサノン ２１４重量部である。

＜着色層の形成＞
得られた赤色着色組成物、緑色着色組成物、青色着色組成物を用いて下記の要領で画素となる着色層を形成した。前述の樹脂ブラックマトリクス層を形成した透明基板上に、赤色着色組成物をスピンコートにより膜厚２μｍとなるように塗布した。乾燥の後、露光機にてストライプ状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて９０秒間現像、２３０℃で２０分加熱して定着、ストライプ状の赤色着色層を透明基板上に形成した。

次に、緑色着色組成物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、露光機にてストライプ状の着色層を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形成した。

更に、赤色、緑色と全く同様にして、青色着色組成物についても膜厚２μｍで赤色着色層、緑色着色層と隣接した青色着色層を形成した。

＜オーバーコート層形成＞
サンプル瓶（２００ml）に回転子を入れ、マグネチックスターラーに設置した。
シクロヘキサノン ３７ｇジエチレングリコールジメチルエーテル ５２ｇをサンプル瓶に入れた。
攪拌しながら、
エポキシ樹脂；ＥＳＦ−３００（新日鐡化学社製） ６ｇ
ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂（エポキシ当量２３１ｇ／ｅｑ）
エポキシ樹脂；ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製） ２ｇ
脂環式固形エポキシ樹脂：分子中のエポキシ基数９個
エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ）
エポキシ樹脂；ＥＯＣＮ−１０２０（日本化薬社製） １４ｇ
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ）
を加え、完全に溶解させた。引き続き、
硬化剤：無水トリメリット酸
硬化促進剤：ジメチルシクロヘキシルアミン ０．１０ｇ加え、更に、
シランカップリング剤：Ｓ−５１０（チッソ社製） ３．０ｇ界面活性剤：フロラードＦＣ−４３０（住友スリーエム社製） ０．１２ｇを加えて十分に攪拌、溶解後、これをろ過してエポキシ等量の平均値が２０５ｇ／ｅｑのオーバーコート層形成用樹脂組成物Ａを得た。

ガラス基板上にブラックマトリクス層、着色層を形成したカラーフィルタ基板に前記オーバーコート層形成用樹脂組成物を塗布膜厚が1．5umになるよう塗布し、１３３Ｐａにて６０秒間乾燥後９０℃１２０秒間プレベークを行い、更に２３０℃３０分焼成することで、オーバーコート層を形成した。

＜スペーサ形成用感光性樹脂組成物の作製＞
樹脂の合成は、内容量が２リットルの５つ口反応容器内に、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＡｃ） ６８６ｇグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ） ３３２ｇアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ） ６．６ｇを加え、窒素を吹き込みながら８０℃で６時間加熱し、ＧＭＡのポリマー溶液を得た。

次いで、得られたＧＭＡのポリマー溶液に、
アクリル酸（ＡＡ） １６８ｇメトキノン（ＭＱ） ０．０５ｇトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ） ０．５ｇを加え、空気を吹き込みながら１００℃で２４時間加熱し、ＧＭＡ樹脂のアクリル酸付加物溶液を得た。

次に、得られたＧＭＡ樹脂のアクリル酸付加物溶液に、
テトラヒドロフタル酸無水物 １８６ｇを加え、７０℃で１０時時間加熱し、樹脂溶液を得た。

感光性樹脂組成物の調整
ペンタエリスリトールトリアクリレート：ＰＥＴ−３０（日本化薬社製） ８０重量部上記樹脂溶液 ２０重量部光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製「イルガキュア９０７」） １４重量部を、レジスト中の固形分が３０重量％になるようにシクロヘキサノンで希釈し、感光性樹脂組成物を調製した。

＜スペーサの形成＞
スペーサ形成用感光性樹脂組成物を用いてスペーサを形成した。前述の、樹脂ブラックマトリクス層、着色層、透明導電層を形成した透明基板上に、感光性樹脂組成物を仕上り膜厚が４μｍになるようにスピンコートし、９０℃で２分間乾燥した。次いで、マスク開口直径が８μｍφの円形のフォトスペーサ形成用のフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を１００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で照射した。尚、フォトマスクと基板との間隔（露光ギャップ）を１００μｍとして露光した。その後、樹脂ブラックマトリクス層および着色層の形成と同様のアルカリ現像液を用いて現像し、水洗を施したのち、２３０℃で３０分フォトベークして、フォトスペーサを形成し、図１に示す構成のカラーフィルタ基板を得た。

＜液晶表示装置の作製＞
更に、得られたカラーフィルタ基板１を中性洗剤で洗浄した後、ポリイミド樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、ホットプレートで２５０℃、１０分間加熱した。膜厚は０．０７μｍであった。この後、カラーフィルタ基板１をラビング処理し、シール剤をディスペンス法により塗布、ホットプレートで９０℃、１０分間加熱した。

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

オーバーコート層形成用樹脂組成物を、下記の組成にした以外は、実施例１と同じとした。サンプル瓶（２００ml）に回転子を入れ、マグネチックスターラーに設置した。
シクロヘキサノン ３７ｇジエチレングリコールジメチルエーテル ５２ｇをサンプル瓶に入れた。攪拌しながら、
エポキシ樹脂；エピコート１００７（ジャパンエポキシレジン社製） ６ｇ
エポキシ当量約２，０００ｇ／ｅｑ、ビスフェノールＡ重合型エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂；ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製） ２ｇ
脂環式固形エポキシ樹脂 分子中のエポキシ基数９個、
エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ
エポキシ樹脂；ＥＯＣＮ−１０２０（日本化薬社製） １４ｇ
オルソクレゾールノボラック型エ
硬化剤：無水トリメリット酸 ２０ｇ加え、十分に攪拌溶解した後、
硬化促進剤：ジメ
シランカップリング剤：Ｓ−５１０（チッソ社製） ３．０ｇ界面活性剤：フロラードＦＣ−４３０（住友スリーエム社製） ０．１２ｇを加えて十分に攪拌、溶解後、これをろ過して、実施例２に用いたエポキシ等量の平均値が６８８ｇ／ｅｑのオーバーコート層形成用樹脂組成物Ｂを得た。

＜比較例１＞
オーバーコート層形成用樹脂組成物を、下記の組成にした以外は、実施例１と同じとした。サンプル瓶（２００ml）に回転子を入れ、マグネチックスターラーに設置し、
シクロヘキサノン ３７ｇジエチレングリコールジメチルエーテル ５２ｇをサンプル瓶に入れた。攪拌しながら、
エポキシ樹脂：エピコート１００７（ジャパンエポキシレジン社製） ８ｇ
エポキシ当量約２，０００ｇ／ｅｑ、ビスフェノールＡ重合型エポキシ樹脂
エポキシ樹脂：ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業社製） ２ｇ
脂環式固形エポキシ樹脂、分子中のエポキシ基数９個
エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ）
エポキシ樹脂：ＥＯＣＮ−１０２０（日本化薬社製） １２ｇ
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ）
を加え、完全に溶解させた。引き続き、
硬化剤：無水トリメリット酸 ２０ｇを加え、十分に攪拌溶解した後、
硬化促進剤：ジメチルシクロヘキシルアミン ０．１０ｇを加えた。更に、
シランカップ：フロラードＦＣ−４３０（住友スリーエム社製） ０．１２ｇを加えて十分に攪拌、溶解後、これをろ過して、エポキシ等量の平均値が８５１ｇ／ｅｑのオーバーコート層形成用樹脂組成物Ｃを得た。

＜比較例２＞
青色着色組成物としてとして下記の組成にした以外は、実施例１と同じとした。
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のフィルタでろ過して青色顔料の分散体を作製し、
青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５ ３０重量部
リオノールブルーＥＳ（東洋インキ製造社製）
紫色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３ ２重量部
パリオゲンバイオレット５８９０（ＢＡＳＦ社製）
分散剤：ソルスバーズ２００００（ゼネカ社製） ６重量部アクリルワニス（固形分２０％） ２００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青色着色組成物を得た。
上記分散体 ２３８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
ＮＫエステルＡＴＭＰＴ（新中村化学社）
光開始剤：イルガキュアー９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ４重量部増感剤：ＥＡＢ‐Ｆ（保土ヶ谷化学工業社製） ２重量部溶剤：シクロヘキサノン ２１４重量部比較例２に用いた青色着色組成物を得た。

＜イオン溶出評価＞
前述の方法で作製した塗膜を１５０℃のホットプレート上で加熱し、基板上にＮ−メチルピロリドン（関東化学製サルファ処理瓶入りＥＬグレード：濃度９９．１３％）を０.５ｍリットル滴下する。その上にあらかじめ自然酸化膜を除去したＳｉウエハーをかぶせ、５０℃にて１５分加熱する。Ｓｉウエハーおよび塗膜表面のＮ−メチルピロリドンを４．５ｍlの超純水で回収し、エタノール（関東化学製サルファ処理瓶入りＥＬグレード）５．０ｍlで希釈しイオンクロマトグラフ（ＤＩＯＮＥＸ社製ＤＸ−５００）を用い、常温（２３℃）にて、ＮａイオンおよびＣｌイオンｍｐ分析を行った。得られたＮａイオンおよびＣｌイオンの濃度から、単位面積当りのイオン溶出量（ｎｇ／ｃｍ^２を求め、判定基準をＮａイオンおよびＣｌイオンとも
○：３ｎｇ／ｃｍ^２以下
×：３ｎｇ／ｃｍ^２を超えたもの
とした。

＜表示不良の有無＞
得られた液晶表示装置を作動させ、表示ムラを確認し判定基準を
○：不良ないもの
×：表示ムラが発生したもの
とした。

実施例１，２および比較例１、２のカラーフィルタ基板に対する評価結果および液晶表示装置の作動試験の結果を表１に示す。

本発明のカラーフィルタ基板を適用した液晶表示装置では、表示ムラの不良がなかった。それに対し、エポキシ等量の平均値が８５１ｇ／ｅｑの比較例1では、Ｎａイオン（５．２ｎｇ／ｃｍ^２）、Ｃｌイオン（４．０ｎｇ／ｃｍ^２）と溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２より大きく、表示ムラが発生した。

このことにより、透明基板上に、ブラックマトリックス層、複数の着色層、オーバーコート層をこの順に形成してなる液晶表示装置用カラーフィルタ基板において、前記着色層のうち青色着色層が顔料と染料を含有し、前記オーバーコート層が少なくとも、エポキシ化合物からなるバインダ樹脂、多価カルボン酸類および多価カルボン酸類の酸無水物から選ばれる１種以上の多価カルボン酸化合物からなる硬化剤、および硬化促進剤、を含む熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなり、前記エポキシ化合物のエポキシ等量の平均値が、２０５ｇ／ｅｑ、６８８ｇ／ｅｑと、８００ｇ／ｅｑ以下のときに、前記カラーフィルタ基板をＮ-メチルピロリドンで溶出したときに、Ｃｌイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下、Ｎａイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下であるときに、液晶の表示不良のないカラーフィルタ基板および液晶表示装置を提供することができた。

１・・・透明基板
２・・・ブラックマトリクス層
３・・・着色画素（Ｒｅｄ）
４・・・着色画素（Ｇｒｅｅｎ）
５・・・着色画素（Ｂｌｕｅ）
６・・・オーバーコート層
７・・・スペーサ
８・・・液晶
９・・・ＴＦＴ素子
１０・・・画素電極
１１・・・カラーフィルタ基板

Claims (3)

1. 透明基板上に、複数の着色層、オーバーコート層を順次積層した構成であり、前記着色層のうち青色着色層が顔料と染料を含有したカラーフィルタ基板であって、
   前記オーバーコート層が少なくとも、エポキシ化合物、エポキシ硬化剤からなり、前記エポキシ化合物のエポキシ等量の平均値が８００ｇ／ｅｑ以下であることを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 前記カラーフィルタ基板をＮ-メチルピロリドンで溶出したときのＣｌイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下、Ｎａイオン溶出量が３ｎｇ／ｃｍ^２以下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基板。
3. 請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。