説明

カラーフィルタ用着色組成物、及びカラーフィルタ

【課題】本発明の目的は、高度に微細化された顔料を容易に一次粒子に解砕し、高いコントラスト比を有するカラーフィルタ用着色組成物およびそれを使用したカラーフィルタを提供することである。
【解決手段】少なくとも着色剤(A)、分散剤(B)及び透明樹脂(C)を含有するカラーフィルタ用着色組成物において、該着色剤(A)が20℃での蒸気圧が0.01mmHg以下でかつ融点が40℃以下の水酸基を有する多価アルコール類(D)で処理された有機顔料(E)であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用着色組成物、及びこれを用いて形成されてなるフィルタセグメントを備えるカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、2枚の偏光板に挟まれた液晶層が、1枚目の偏光板を通過した光の偏光度合いを制御して、2枚目の偏光板を通過する光量をコントロールすることにより表示を行う表示装置であり、ツイストネマチック(TN)型液晶を用いるタイプが主流となっている。この液晶表示装置は、2枚の偏光板の間にカラーフィルタを設けることによりカラー表示が可能となった。そのため液晶表示装置は、テレビやパソコンモニタ用途への展開が進んでいる。
【0003】
カラーフィルタは、ガラス等の透明な基板の表面に2種以上の異なる色相の微細な帯(ストライプ)状のフィルタセグメント(画素)を平行又は交差して配置したもの、あるいは微細なフィルタセグメントを縦横一定の配列で配置したものからなっている。フィルタセグメントは、数ミクロン〜数100ミクロンと微細であり、しかも色相毎に所定の配列で整然と配置されている。
【0004】
カラー液晶表示装置に用いられているカラーフィルタの上には、一般に液晶を駆動させるための透明電極が蒸着あるいはスパッタリングにより形成され、さらにその上に液晶を一定方向に配向させるための配向膜が形成されている。これらの透明電極及び配向膜の性能を充分に得るには、その形成工程を一般に200℃以上、好ましくは230℃以上の高温で行う必要がある。
【0005】
カラーフィルタに要求される品質項目としては、コントラスト比と明度が挙げられる。コントラスト比が低いカラーフィルタを用いると、液晶が制御した偏光度合いを乱してしまい、光を遮断しなければならないとき(OFF状態)に光が漏れたり、光を透過しなければならないとき(ON状態)に透過光が減衰したりするため、ぼやけた画面となってしまう。そのため高品質な液晶表示装置を実現するためには、高コントラスト化が不可欠である。
【0006】
明度が低いカラーフィルタを用いると、光の透過率が低いため、暗い画面となってしまい、明るい画面とするためには、光源であるバックライトの数を増量する必要がある。そのため消費電力の増大を抑制する観点から、カラーフィルタの高明度化がトレンドとなっている。
【0007】
また、C−MOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)などに代表されるカラー撮像管素子は、その受光素子上にB(青)、G(緑)、R(赤)の加法混合の原色のフィルタセグメントを具備するカラーフィルタをそれぞれ配設して色分解するのが一般的である。近年、カラー撮像管素子に用いられるカラーフィルタにおいても透過率すなわち明度や、広い色再現領域など、カラーフィルタに対する色特性の要求が高まっている。
【0008】
カラーフィルタの製造方法には、着色剤として染料、造塩染料を使った染色法、染料分散法や、着色剤として顔料を使った顔料分散法、印刷法、電着法などがある。このうち染色法、あるいは染色分散法は着色剤が染料であることから、耐熱性や耐光性にやや劣る欠点がある。よってカラーフィルタの着色剤としては耐熱性や耐光性に優れる顔料が用いられ、製造方法としては形成方法の精度や安定性から顔料分散法を用いる場合が多い。
【0009】
顔料分散法は、透明樹脂中に着色剤である顔料粒子を分散させたものに感光剤や添加剤などを混合・調合することによってカラーレジスト化し、このカラーレジストを基板上にスピンコーターなどの塗布装置により塗膜形成し、アライナーやステッパー等によりマスクを介して選択的に露光を行い、アルカリ現像、熱硬化処理をすることによりパターニングし、この操作を繰り返すことによってカラーフィルタを作製する方法である。
【0010】
一般に顔料粒子に微細化処理を行い、その微細化された顔料を極限まで一次粒子に近づけた着色組成物を作成することによって、顔料による光の散乱が抑制され、高コントラスト化が達成できる。また分散体の透明度も向上するため、分散体の分光スペクトルが高透過率を持ち、高明度化が実現する。この分散体をカラーレジストに用いることにより、高コントラスト、高明度をもつカラーフィルタが得られる。
【0011】
しかしながら高度に微細化された顔料は、表面積が著しく増大するため粒子間の凝集が強くなり、分散で一次粒子のサイズまで解砕することは困難を伴う。メディアによる分散によりある程度凝集を解すことは可能であるが、多大なエネルギーを必要とし、多くの場合凝集が解せず微細化しているにもかかわらずコントラストが低下する。
【0012】
また、溶剤置換により乾燥凝集を防ぐ方法やフラッシングにより乾燥工程を経ずに顔料の分散体にする方法も報告されているが、前者は大量の溶剤を必要とするため効率が悪く、後者はフラッシングする条件を見出すことが困難な上に、分散体に水が残留する懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】特開2003−89756公報
【特許文献2】特開2007−2077公報
【特許文献3】特開2007−191699公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は、高度に微細化された顔料を容易に一次粒子に解砕し、高いコントラスト比を有するカラーフィルタ用着色組成物およびそれを使用したカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明者らは前記諸問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、少なくとも着色剤中に20℃での蒸気圧が0.01mmHg以下でかつ融点が40℃以下の水酸基を有するアルコール類もしくはグリコール類である化合物を添加することで課題が解決することを見出した。
【0016】
すなわち本発明は、少なくとも着色剤(A)、分散剤(B)及び透明樹脂(C)を含有するカラーフィルタ用着色組成物において、該着色剤(A)が20℃での蒸気圧が0.01mmHg以下でかつ融点が40℃以下の水酸基を有する多価アルコール類(D)で処理された有機顔料(E)であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物に関する。
【0017】
また、本発明は、多価アルコール類(D)がグリセリンであることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
【0018】
また、本発明は、多価アルコール類(D)が重量平均分子量1500以下のポリエチレングリコールであること特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
【0019】
また、本発明は、着色剤(A)に含まれる多価アルコール類(D)の比率が着色剤(A)中の有機顔料(E)に対して0.01重量%から7重量%であることを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
【0020】
また、本発明は、有機顔料(E)を多価アルコール類(D)で湿式処理することを特徴とする上記カラーフィルタ用着色組成物の製造方法に関する。
【0021】
また、本発明は、少なくとも1つの赤色フィルタセグメント、少なくとも1つの青色フィルタセグメント、および少なくとも1つの緑色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタであって、少なくとも1つのフィルタセグメントが、上記カラーフィルタ用着色組成物から形成されているカラーフィルタに関する。
【発明の効果】
【0022】
本発明のカラーフィルタは、高度に微細化された顔料に顔料への親和性が高く揮発性の低い物質を乾燥前に添加することにより、一次粒子の凝集が解砕しやすい易分散化処理を行うことができ顔料の性能を十分に引き出すことで高コントラスト化を可能にした。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、少なくとも着色剤(A)、分散剤(B)及び透明樹脂(C)を有するカラーフィルタ用着色組成物において、該着色剤(A)が20℃での蒸気圧が0.01mmHg以下でかつ融点が40℃以下の水酸基を有する多価アルコール類(D)で処理された有機顔料(E)である化合物を含む着色成分を使用するカラーフィルタ用着色組成物である。
【0024】
<着色剤(A)>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物における着色剤(A)は、有機顔料(E)と多価アルコール類(D)からなる。本発明で用いる有機顔料(E)としては例えば、アゾ系、アンサンスロン系、アンスラピリミジン系、アントラキノン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、インダンスロン系、キサンテン系、キナクリドン系、キノフタロン系、サブフタロシアニン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、チアジン系、チオインジゴ系、トリフェニルメタン系、ピランスロン系、フタロシアニン系、フラバンスロン系、ペリノン系、ペリレン系、ベンズイミダゾロン系などの有機顔料や染料が挙げられる。
【0025】
好ましくは、黄色顔料としてはC.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、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、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、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、185、187、188、191、193、194、198、199、213、214等を挙げることができる。
【0026】
赤顔料としてはC.I.ピグメントレッド4、5、7、9、14、23、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、52、53、57、81:1、81:2、81:3、97、112、122、144、146、147、149、150、166、168、169、170、176、177、178、179、184、185、187、200、202、206、207、208、209、210、214、220、221、226、238、242、246、254、255、262、264、270、272、273、274、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287等を挙げることができる。
【0027】
青色顔料としてはC.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79、80等を挙げることができる。
【0028】
緑色顔料としてはC.I.ピグメントグリーン7、10、36、37、58等を挙げることができる。
【0029】
オレンジ顔料としてはC.I.ピグメントオレンジ13、36、37、38、43、51、55、59、61、64、71、74等を挙げることができる。
【0030】
紫顔料としてはC.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、55:1、14、15、16、19、23、25、27、29、30、31、32、37、39、40、42、44、47、49、50等を挙げることができる。
【0031】
多価アルコール類(D)としては顔料への親和性が高く、凝集を防ぐ効果を持続するため揮発性が極端に低い物質が適しており、20℃での蒸気圧が0.01mmHg以下のものを用いる。また、有機顔料(E)と均一に混合するために融点が40℃以下のものを用いる。融点が40℃を超える物質は固体であるため、均一性が悪くなり凝集を防ぐという観点からは適さない。
【0032】
多価アルコール類(D)として例えば、1,5−ペンタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、2−メチル−1,3−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール200、ポリエチレングリコール300、ポリエチレングリコール400、ポリエチレングリコール600、ポリエチレングリコール1000、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。
【0033】
蒸気圧の測定法としては静止法、気体流通法、沸点測定法などがあるが、特に蒸気圧の低い物質の測定には気体流通法が適している。
【0034】
多価アルコール類(D)を有機顔料(E)に添加する方法は、有機顔料(E)が乾燥していない状態で混合するのが好ましく、水ペーストの状態が特に好ましい。具体的には顔料合成後、溶剤もしくは水で洗浄し不純物を除去した状態や、顔料を酸に溶解もしくは分散させて水中に投入し再析出させるアシッドペースト法もしくはアシッドスラリー法で微細化処理を行った後水洗により酸を除去した顔料の水ペーストや、ソルベントミリングによる微細化後、水洗で水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去した顔料の水ペーストの状態が最も効果が期待できる。
【0035】
処理後の水ペーストは乾燥により水分を除去することで着色剤(A)を得ることが出来る。乾燥温度は高温の方が速く水分を除去できるが、多価アルコール類(D)が揮発して乾燥凝集が起こる可能性があるため20℃以上、100℃以下が好ましい。
【0036】
多価アルコール類(D)の添加量は有機顔料(E)に対して0.01重量%から7重量%の間が好ましく、0.01重量%から5重量%の間が更に好ましく、0.05重量%から3重量%の間が特に好ましい。添加量が0.01重量%未満の場合は顔料の凝集を防ぐ効果が発揮できず難分散となってしまい、7重量%より多い場合はレジストの乾燥性や耐溶剤性に悪影響を及ぼす。
【0037】
多価アルコール類(D)の含有量の測定は、水溶性の添加剤の場合は水で抽出、非水溶性の場合は溶剤で抽出した抽出液をクロマトグラフィーで分析すればよい。この時、エチレングリコールやジエチレングリコール等はガスクロマトグラフィーで、ポリエチレングリコール等の揮発性の低い溶剤は液体クロマトグラフィーで定量できる。液体クロマトグラフィーで測定する場合は示唆屈折検出器等で定量を行なうが、感度が低いため検出しにくい場合はエバポレーター等を用いて抽出液を濃縮し測定することができる。
【0038】
<顔料の微細化>
本発明の着色組成物に使用する顔料は、ソルトミリング処理を行い微細化することができる。顔料の一次粒子径は、着色剤担体中への分散が良好なことから、20nm以上であることが好ましい。また、コントラスト比が高いフィルタセグメントを形成できることから、100nm以下であることが好ましい。特に好ましい範囲は、25〜85nmの範囲である。なお、顔料の一次粒子径は、顔料のTEM(透過型電子顕微鏡)による電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で行った。具体的には、個々の顔料の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、平均をその顔料粒子の粒径とした。次に、100個以上の顔料粒子について、それぞれの粒子の体積を求めた粒径の立方体と近似して求め、体積平均粒径を平均一次粒子径としている。
【0039】
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル等の混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料が破砕される。顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。
【0040】
水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化バリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いることができるが、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)を用いるのが好ましい。水溶性無機塩は、処理効率と生産効率の両面から、顔料の全重量を基準(100重量%)として、50〜2000重量%用いることが好ましく、300〜1000重量%用いることが最も好ましい。
【0041】
水溶性有機溶剤は、顔料及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。例えば、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、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、液状のポリプロピレングリコール等が用いられる。水溶性有機溶剤は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、5〜1000重量%用いることが好ましく、50〜500重量%用いることが最も好ましい。
【0042】
顔料をソルトミリング処理する際には、必要に応じて樹脂を添加してもよい。用いられる樹脂の種類は特に限定されず、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等を用いることができる。用いられる樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ上記有機溶剤に一部可溶であることがさらに好ましい。樹脂の使用量は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、5〜200重量%の範囲であることが好ましい。例えば、ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、水素化ロジン、ロジンエステル、ロジンアミン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン、ロジン金属塩、ロジン変性フェノール樹脂およびロジン変性マレイン樹脂などのロジン系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂およびポリアミド樹脂などの合成樹脂、繊維素およびゴムなどから誘導された変性樹脂などがあげられるが、特に添加効果と価格の面からロジン系樹脂が好ましい。
【0043】
着色剤(A)の含有量は、着色組成物の全重量を基準(100重量%)として、7〜20重量%であり、好ましくは8〜18重量%であり、10〜15重量%の間が更に好ましい。
【0044】
<分散剤(B)>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物に使用できる分散剤としては色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤などを使用することが出来る。
【0045】
《色素誘導体》
本発明においては、分散性向上のため色素誘導体を使用することが出来る。色素誘導体の構造としては、下記一般式(1)で示される化合物である。
【0046】

P−Lm 一般式(1)
【0047】
(ただし、
P:有機顔料残基、アントラキノン残基、アクリドン残基またはトリアジン残基
L:塩基性置換基、酸性置換基、または置換基を有していても良いフタルイミドメチル基m:1〜4の整数である)
【0048】
Pの有機顔料残基を構成する有機顔料としては、例えば、ジケトピロロピロール系顔料;アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料;銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料;アミノアントラキノン、ジアミノジアントラキノン、アントラピリミジン、フラバントロン、アントアントロン、インダントロン、ピラントロン、ビオラントロン等のアントラキノン系顔料;キナクリドン系顔料;ジオキサジン系顔料;ペリノン系顔料;ペリレン系顔料;チオインジゴ系顔料;イソインドリン系顔料;イソインドリノン系顔料;スレン系顔料;キノフタロン系顔料;ジオキサジン系顔料;金属錯体系顔料等が挙げられる。
【0049】
色素誘導体は、例えば、特開昭63−305173号公報、特公昭57−15620号公報、特公昭59−40172号公報、特公昭63−17102号公報、特公平5−9469号公報等に記載されているものを使用できる。
【0050】
色素誘導体の配合量は、分散性向上の点から、着色剤(A)の全量を基準(100重量%)として、0.5重量%以上、好ましくは1重量%以上、さらに好ましくは3重量%以上である。この範囲であれば、カラーフィルタ製造時の高熱を伴う工程を経ても、コントラスト比の低下が起こさないので好ましい。また、耐熱性、耐光性の観点から、着色剤(A)の全量を基準(100重量%)として、40重量%以下、好ましくは35重量%以下である。この範囲を超えるとカラーフィルタ製造時の高熱を伴う工程を経ると色相の変化が起こり好ましくない。
【0051】
《樹脂型分散剤》
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着する性質を有する着色剤親和性部位と、着色剤担体と相溶性のある部位とを有し、着色剤に吸着して着色剤の着色剤担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
【0052】
市販の樹脂型分散剤としては、ビックケミー社製のDisperbyk−101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、2020、2025、2050、2070、2095、2150、2155、Anti−Terra−U、203、204、BYK−P104、P104S、220S、6919、Lactimon、Lactimon−WS、Bykumen等、日本ルーブリゾール社製のSOLSPERSE−3000、9000、13000、13240、13650、13940、16000、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32550、33500、32600、34750、35100、36600、38500、41000、41090、53095、55000、76500等、エフカケミカルズ社製のEFKA−46、47、48、452、4008、4009、4010、4015、4020、4047、4050、4055、4060、4080、4400、4401、4402、4403、4406、4408、4300、4310、4320、4330、4340、450、451、453、4540、4550、4560、4800、5010、5065、5066、5070、7500、7554、1101、120、150、1501、1502、1503、等、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPA111、PB711、PB821、PB822、PB824等が挙げられる。
【0053】
《界面活性剤》
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレート等のノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物等のカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0054】
樹脂型分散剤、界面活性剤を添加する場合には、着色剤(A)の全量を基準(100重量%)とし、好ましくは0.1〜55重量%、さらに好ましくは0.1〜45重量%である。樹脂型分散剤、界面活性剤の配合量が、0.1重量%未満の場合には、添加した効果が得られ難く、配合量が55重量%より多いと、過剰な分散剤により分散に影響を及ぼすことがある。
【0055】
<透明樹脂(C)>
本発明の緑色着色組成物に用いる透明樹脂(C)は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であることが好ましい。透明樹脂(C)は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および光硬化性樹脂のいずれであってもよく、着色剤(A)の全重量を基準として、30〜500重量%の量で用いる。30重量%未満では、成膜性および諸耐性が不十分となり、500重量%より多いと顔料濃度が低く、色特性を発現できない。
【0056】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【0057】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【0058】
光硬化性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基、及びカルボキシル基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
【0059】
着色組成物を、アルカリ現像型着色レジスト材の形態で用いる場合は、(メタ)アクリル酸共重合体樹脂(アルカリ可溶性アクリル樹脂)等の酸性基を有するアルカリ可溶性樹脂を使用することが好ましい。顔料を好ましく分散させるためには、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は10,000〜100,000の範囲が好ましく、より好ましくは30,000〜80,000の範囲である。また数平均分子量(Mn)は5,000〜50,000の範囲が好ましく、Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。
【0060】
本発明において透明樹脂(C)の重量平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
【0061】
<モノマー>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物にはモノマーを含有させることができる。モノマーには、紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で、または2種以上混合して用いることができる。モノマーの配合量は、着色剤(A)の全重量を基準(100重量%)として、5〜400重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜300重量%であることがより好ましい。
【0062】
紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマー、オリゴマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、ト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、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(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、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0063】
<光重合開始剤>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物を紫外線照射により硬化させ、フォトリソグラフ法によりフィルタセグメントを形成する場合は、光重合開始剤等が添加される。
【0064】
光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−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−モルフォリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、又は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)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物;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、又はベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、又は3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、又は2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−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−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−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−メトキシ−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−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、又は2,4−トリクロロメチル−(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物;1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、又はO−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、又は2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物; ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が用いられる。
【0065】
これらの光重合開始剤は1種または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。これらの光重合開始剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の着色剤(A)の全量を基準(100重量%)として、5〜200重量%であることが好ましく、光硬化性及び現像性の観点から10〜150重量%であることがより好ましい。
【0066】
<増感剤>
さらに、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、増感剤を含有させることができる。増感剤としては、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,又は4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
【0067】
さらに具体的には、大河原信ら編、「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編、「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、及び「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、その他、紫外から近赤外域にかけての光に対して吸収を示す増感剤を含有させることもできる。
【0068】
増感剤は、必要に応じて任意の比率で二種以上用いてもかまわない。増感剤を使用する際の配合量は、着色組成物中に含まれる光重合開始剤の全重量を基準(100重量%)として、3〜60重量%であることが好ましく、光硬化性、現像性の観点から5〜50重量%であることがより好ましい。
【0069】
<溶剤>
本発明の着色組成物には、着色剤を充分に着色剤担体中に分散させ、ガラス基板等の基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。
【0070】
溶剤としては、例えば1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、ベンジルアルコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3−メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、m−キシレン、m−ジエチルベンゼン、m−ジクロロベンゼン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、n−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、o−キシレン、o−クロロトルエン、o−ジエチルベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−クロロトルエン、p−ジエチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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エチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、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ヘキシルエーテル、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メチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、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メチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジ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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、二塩基酸エステル等が挙げられる。
【0071】
中でも、本発明の着色剤の分散性や溶解性が良好なことから、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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類、シクロヘキサノン等のケトン類及びベンジルアルコール等の芳香族アルコール類を用いることが好ましい。
【0072】
溶剤は、1種を単独で、若しくは2種以上を混合して用いることができる。また溶剤は、着色組成物を適正な粘度に調節し、目的とする均一な膜厚のフィルタセグメントを形成できることから、着色剤(A)の全重量を基準(100重量%)として、400〜4000重量%の量で用いることが好ましい。
【0073】
<アミン系化合物>
また、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、溶存している酸素を還元する働きのあるアミン系化合物を含有させることができる。
【0074】
このようなアミン系化合物としては、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、及びN,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。
【0075】
<レベリング剤>
本発明の着色組成物には、透明基板上での組成物のレベリング性をよくするため、レベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤としては、主鎖にポリエーテル構造又はポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333などが挙げられる。主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370などが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとは、併用することもできる。レベリング剤の含有量は通常、着色組成物の全重量を基準(100重量%)として、0.003〜0.5重量%用いることが好ましい。
【0076】
レベリング剤として特に好ましいものとしては、分子内に疎水基と親水基を有するいわゆる界面活性剤の一種で、親水基を有しながらも水に対する溶解性が小さく、着色組成物に添加した場合、その表面張力低下能が低いという特徴を有し、さらに表面張力低下能が低いにも拘らずガラス板への濡れ性が良好なものが有用であり、泡立ちによる塗膜の欠陥が出現しない添加量において十分に帯電性を抑止できるものが好ましく使用できる。このような好ましい特性を有するレベリング剤として、ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンが好ましく使用できる。ポリアルキレンオキサイド単位としては、ポリエチレンオキサイド単位、ポリプロピレンオキサイド単位があり、ジメチルポリシロキサンは、ポリエチレンオキサイド単位とポリプロピレンオキサイド単位とを共に有していてもよい。
【0077】
また、ポリアルキレンオキサイド単位のジメチルポリシロキサンとの結合形態は、ポリアルキレンオキサイド単位がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位中に結合したペンダント型、ジメチルポリシロキサンの末端に結合した末端変性型、ジメチルポリシロキサンと交互に繰り返し結合した直鎖状のブロックコポリマー型のいずれであってもよい。ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンは、東レ・ダウコーニング株式会社から市販されており、例えば、FZ−2110、FZ−2122、FZ−2130、FZ−2166、FZ−2191、FZ−2203、FZ−2207が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0078】
レベリング剤には、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、または両性の界面活性剤を補助的に加えることも可能である。界面活性剤は、2種以上混合して使用しても構わない。 レベリング剤に補助的に加えるアニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどが挙げられる。
【0079】
レベリング剤に補助的に加えるカオチン性界面活性剤としては、アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。レベリング剤に補助的に加えるノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどの;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤、また、フッ素系やシリコーン系の界面活性剤が挙げられる。
【0080】
<硬化剤、硬化促進剤>
また本発明の着色組成物には、熱硬化性樹脂の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤などを含んでいてもよい。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。前記硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂全量に対し、0.01〜15重量%が好ましい。
【0081】
<その他の添加剤成分>
本発明の着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
【0082】
貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸及びそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色組成物中の着色剤100重量部に対して、0.1〜10重量部の量で用いることができる。
【0083】
密着向上剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、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、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等のシランカップリング剤が挙げられる。密着向上剤は、着色組成物中の着色剤100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部の量で用いることができる。
【0084】
<着色組成物の製法>
本発明の着色組成物は、着色剤(A)と、分散剤(B)と、透明樹脂(C)および/または有機溶剤などの着色剤担体とを混合したものを、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて着色剤(A)を微細に樹脂溶剤液中に分散し、製造することができる(着色組成物)。また、本発明の着色組成物は、数種類の着色剤を別々に着色剤担体に分散したものを混合して製造することもできる。着色組成物は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型カラーフィルタ用緑色着色組成物(レジスト材)として調製することができる。溶剤現像型あるいはアルカリ現像型カラーフィルタ用着色組成物は、前記着色組成物に、モノマー、光重合開始剤、必要に応じてその他の樹脂、溶剤、分散剤及び添加剤等を混合して調整することができる。
【0085】
<粗大粒子の除去>
本発明の着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子及び混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。
【0086】
<カラーフィルタ>
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、少なくとも1つの赤色フィルタセグメント、少なくとも1つの緑色フィルタセグメント、及び少なくとも1つの青色フィルタセグメントを備えるカラーフィルタであって、少なくとも1つの緑色フィルタセグメントが、本発明カラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されてなるものである。
【0087】
<カラーフィルタの製造方法>
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、製造することができる。
【0088】
印刷法によるフィルタセグメントの形成は、印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度及び平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。
【0089】
フォトリソグラフィー法によりフィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジストの重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
【0090】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
【0091】
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができるが、本発明の着色組成物はいずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめフィルタセグメントを形成しておき、このフィルタセグメントを所望の基板に転写させる方法である。
【0092】
透明基板又は反射基板上にフィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成しておくと、液晶表示パネルのコントラストを一層高めることができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウム等の無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。又、前記の透明基板又は反射基板上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成しておき、その後にフィルタセグメントを形成することもできる。TFT基板上にフィルタセグメントを形成することにより、液晶表示パネルの開口率を高め、輝度を向上させることができる。
【実施例】
【0093】
以下に本発明の有機色素誘導体を用いた実施例を示し説明する。各例において、特に指定しない限り「部」とは重量部を、「%」とは重量%をそれぞれ表す。
【0094】
<顔料の微細化>
工程例1
環流管を付けた1Lのステンレス製反応容器に、窒素雰囲気下、脱水したtert−アミルアルコール450g、金属ナトリウム30gを添加し、90℃に加熱した。1時間後100℃以上に加熱して還流させ、溶融した金属ナトリウムを激しく攪拌しながら10時間継続し、金属ナトリウムを溶解させアルコラート溶液を調整した。一方で、500mlのガラス製フラスコに、脱水したtert−アミルアルコール120g、コハク酸ジイソプロピル88g、p−クロロベンゾニトリル100gを加え、攪拌しながら90℃に加熱して溶解させ、これらの混合物の溶液を調整した。この混合物の加熱溶液を、100℃に加温したアルコラート溶液中に、激しく攪拌しながら、2時間かけて一定の速度でゆっくりと滴下した。滴下終了後、90℃にて2時間、加熱攪拌を継続し、ジクロロジケトピロロピロール顔料のアルカリ金属塩溶液を得た。
【0095】
3Lのガラス製ジャケット付き反応容器に、メタノール600g、水600g、酢酸117gを加え、0℃に冷却した。この冷却した混合物を、激しく攪拌しながら、この中に、先に得られた90℃のジクロロジケトピロロピロール顔料のアルカリ金属塩溶液を、10℃以下の温度を保つように冷媒を用いて冷却しながら、少量ずつ添加すると濃赤色の懸濁液が生成した。この懸濁液を10分間激しく攪拌した後、ヌッチェを用いて濾別し、次いで、10℃に冷却したメタノール300g、水1000mlをふりかけて洗浄し、Pigment Red254の水ペーストを得た。
【0096】
工程例2
98%硫酸600部に、Pigment Red177を100部添加し、10℃で2時間撹拌して完全に溶解させた後、1000部の水中に撹拌しながら注入した。30分撹拌後、濾過・水洗して顔料の水ペーストを得た。
【0097】
工程例3
Pigment Green36を100部、塩化ナトリウム1000部、ジエチレングリコール200部を3000容量部の双腕型ニーダーに仕込み、70℃で稠密な塊状(ドウ)に保持しながら10時間混練した。磨砕後70℃の1%硫酸水溶液2000部に取り出し、1時間保温攪拌後、濾過、水洗し顔料の水ペーストを得た。
【0098】
精製水10部に乾燥した工程例1で得たPigment Green36を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをGCで分析したところ、ジエチレングリコールは検出されなかった。
【0099】
工程例4
Pigment Blue15:6を100部、塩化ナトリウム1000部、ジエチレングリコール200部を3000容量部の双腕型ニーダーに仕込み、70℃で稠密な塊状(ドウ)に保持しながら10時間混練した。磨砕後70℃の1%硫酸水溶液2000部に取り出し、1時間保温攪拌後、濾過、水洗し顔料の水ペーストを得た。
【0100】
精製水10部に乾燥した工程例1で得たPigment Blue15:6を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをGCで分析したところ、ジエチレングリコールは検出されなかった。
【0101】
工程例5
98%硫酸600部に、Pigment Violet23を100部添加し、10℃で2時間撹拌して完全に溶解させた後、1000部の水中に撹拌しながら注入した。30分撹拌後、濾過・水洗して顔料の水ペーストを得た。
【0102】
<顔料の処理>
工程例6
工程例1で作製したPigment Red254の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。ポリエチレングリコール200を6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Red254を得た。
【0103】
精製水10部に工程例7で得たPigment Red254を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをエバポレーターで10倍に濃縮してから、検出器として示唆屈折検出器を用いたHPLCで分析したところ、顔料中に1%のポリエチレングリコール200が存在することが分かった。
【0104】
工程例7
工程例2で作製したPigment Red177の水ペースト(固形分20%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。グリセリンを0.7部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分50%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Red177を得た。
【0105】
精製水10部に工程例6で得たPigment Red177を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをGCで分析したところ、顔料中に1%のグリセリンが存在することが分かった。
【0106】
工程例8
工程例3で作製したPigment Green36の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。グリセリンを6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Green36を得た。
【0107】
精製水10部に工程例6で得たPigment Green36を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをGCで分析したところ、顔料中に1%のグリセリンが存在することが分かった。
【0108】
工程例9
工程例4で作製したPigment Blue15:6の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。グリセリンを6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Blue15:6を得た。
【0109】
精製水10部に工程例6で得たPigment Blue15:6を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをGCで分析したところ、顔料中に1%のグリセリンが存在することが分かった。
【0110】
工程例10
工程例5で作製したPigment Violet23の水ペースト(固形分20%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。グリセリンを0.7部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分50%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Violet23を得た。
【0111】
精製水10部に工程例6で得たPigment Violet23を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをGCで分析したところ、顔料中に1%のグリセリンが存在することが分かった。
【0112】
工程例11
Pigment Red242の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。ポリエチレングリコール600を6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Red242を得た。
【0113】
精製水10部に工程例7で得たPigment Red242を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをエバポレーターで10倍に濃縮してから、検出器として示唆屈折検出器を用いたHPLCで分析したところ、顔料中に1%のポリエチレングリコール600が存在することが分かった。
【0114】
工程例12
Pigment Yellow138の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。ポリエチレングリコール600を6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Yellow138を得た。
【0115】
精製水10部に工程例7で得たPigment Yellow138を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをエバポレーターで10倍に濃縮してから、検出器として示唆屈折検出器を用いたHPLCで分析したところ、顔料中に1%のポリエチレングリコール600が存在することが分かった。
【0116】
工程例13
Pigment Yellow139の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。ポリエチレングリコール200を6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Yellow139を得た。
【0117】
精製水10部に工程例7で得たPigment Yellow139を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをエバポレーターで10倍に濃縮してから、検出器として示唆屈折検出器を用いたHPLCで分析したところ、顔料中に1%のポリエチレングリコール200が存在することが分かった。
【0118】
工程例14
Pigment Yellow150の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。ポリエチレングリコール1000を6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Yellow150を得た。
【0119】
精製水10部に工程例7で得たPigment Yellow150を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをエバポレーターで10倍に濃縮してから、検出器として示唆屈折検出器を用いたHPLCで分析したところ、顔料中に1%のポリエチレングリコール1000が存在することが分かった。
【0120】
工程例15
Pigment Green58の水ペースト(固形分70%)を100部と水200部をリスラリーし均一な状態で攪拌した。ポリエチレングリコール200を6部加え、3時間攪拌を続けた。余剰の水分をろ過して固形分70%まで下げて乾燥し、易分散処理されたPigment Green58を得た。
【0121】
精製水10部に工程例7で得たPigment Green58を1部加え、超音波で1時間分散して上澄みをエバポレーターで10倍に濃縮してから、検出器として示唆屈折検出器を用いたHPLCで分析したところ、顔料中に1%のポリエチレングリコール200が存在することが分かった。
【0122】
<アクリル樹脂溶液の調製>
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン70.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりn−ブチルメタクリレート13.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸4.3部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに3時間反応を継続し、重量平均分子量26000のアクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにメトキシプロピルアセテートを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
【0123】
ここで、アクリル樹脂の重合平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
【0124】
<着色組成物1の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物1を作製した。

工程例6で製造したポリエチレングリコール200 1%処理PR254 :12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :56.0部
樹脂型分散剤(Disperbyk−161 BYK社製 固形分30%):12.0部
【0125】
着色組成物一覧(1)
【表1】

【0126】
<着色組成物2から11の作製>
着色組成物1の着色組成物を表1の着色組成物に変更し、着色組成物1と同様に作製した。
【0127】
<着色組成物12の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物12を作製した。

工程例7で製造したグリセリン 1%処理PR177 :12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :56.0部
樹脂型分散剤(Disperbyk−161 BYK社製 固形分30%):12.0部
【0128】
着色組成物一覧(2)
【表2】

【0129】
<着色組成物13から16の作製>
着色組成物12の着色組成物を表2の着色組成物に変更し、着色組成物12と同様に作製した。
【0130】
<着色組成物17の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物17を作製した。
工程例11で製造したポリエチレングリコール600 1%処理PR242:12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :64.0部
樹脂型分散剤(PB−821 味の素ファインテクノ社製) : 4.0部
【0131】
着色組成物一覧(3)
【表3】

【0132】
<着色組成物18から21の作製>
着色組成物17の着色組成物を表3の着色組成物に変更し、着色組成物17と同様に作製した。
【0133】
<着色組成物22の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物22を作製した。

工程例8で製造したグリセリン 1%処理PG36 :12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :50.0部
シクロヘキサノン :14.0部
樹脂型分散剤(PB−821 味の素ファインテクノ社製) : 4.0部
【0134】
着色組成物一覧(4)
【表4】

【0135】
<着色組成物23から32の作製>
着色組成物22の着色組成物を表4の着色組成物に変更し、着色組成物22と同様に作製した。
【0136】
<着色組成物33の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物33を作製した。

工程例9で製造したグリセリン 1%処理PB15:6 :12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :40.0部
シクロヘキサノン :14.0部
樹脂型分散剤(Disperbyk−161 BYK社製 固形分30%):12.0部
【0137】
着色組成物一覧(5)
【表5】

【0138】
<着色組成物34から44の作製>
着色組成物33の着色組成物を表5の着色組成物に変更し、着色組成物33と同様に作製した。
【0139】
<着色組成物45の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物45を作製した。

工程例12で製造したポリエチレングリコール600 1%処理PY138:12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :64.0部
樹脂型分散剤(PB−821 味の素ファインテクノ社製) : 4.0部
【0140】
着色組成物一覧(6)
【表6】

【0141】
<着色組成物46から49の作製>
着色組成物45の着色組成物を表6の着色組成物に変更し、着色組成物45と同様に作製した。
【0142】
<着色組成物50の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物50を作製した。

工程例13で製造したポリエチレングリコール200 1%処理PY139:12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :64.0部
樹脂型分散剤(PB−821 味の素ファインテクノ社製) : 4.0部
【0143】
着色組成物一覧(7)
【表7】

【0144】
<着色組成物51から54の作製>
着色組成物50の着色組成物を表7の着色組成物に変更し、着色組成物50と同様に作製した。
【0145】
<着色組成物55の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物55を作製した。

工程例14で製造したポリエチレングリコール1000 1%処理PY150:12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :56.0部
樹脂型分散剤(Disperbyk−161 BYK社製 固形分30%):12.0部
【0146】
着色組成物一覧(8)
【表8】

【0147】
<着色組成物55から65の作製>
着色組成物55の着色組成物を表8の着色組成物に変更し、着色組成物55と同様に作製した。
【0148】
<着色組成物66の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物66を作製した。

工程例10で製造したグリセリン 1%処理PV23 :12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :40.0部
シクロヘキサノン :14.0部
樹脂型分散剤(Disperbyk−161 BYK社製 固形分30%):12.0部
【0149】
着色組成物一覧(9)
【表9】

【0150】
<着色組成物67から70の作製>
着色組成物66の着色組成物を表9の着色組成物に変更し、着色組成物66と同様に作製した。
【0151】
<着色組成物71の作製>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し着色組成物71を作製した。

工程例15で製造したポリエチレングリコール200 1%処理PG58 :12.0部
アクリル樹脂溶液 :20.0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(PGMAC) :62.0部
樹脂型分散剤(Disperbyk6919 BYK社製 固形分60%): 6.0部
【0152】
着色組成物一覧(10)
【表10】

【0153】
<着色組成物72から75の作製>
着色組成物71の着色組成物を表10の着色組成物に変更し、着色組成物71と同様に作製した。
【0154】
[実施例1]
<レジスト材1の調整>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過して、アルカリ現像型レジスト材1を得た。

着色組成物1 :70.0部
アクリル樹脂溶液 :11.0部
トリメチロールプロパントリアクリレート : 4.2部
(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)
光重合開始剤(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー907」) : 1.2部
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) : 0.4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(PGMAC):23.2部
【0155】
[実施例2〜60、比較例1〜14]
<レジスト材2〜74の調整>
以下、着色組成物1を着色組成物2〜74に変えた以外は、レジスト材1と同様にしてアルカリ現像型レジスト材2〜74を得た。
【0156】
<レジスト材の評価>
実施例および比較例で得られたレジスト材1〜74のコントラスト比測定を下記の方法で行った。
【0157】
[コントラスト比]
各カラーフィルタ用着色組成物を10cm×10cmのガラス基板上にスピンコーターで塗工し、70℃のオーブン内に15分間静置、余剰の溶剤を除去乾燥させ、約2.0μmの厚さのカラーフィルタ用着色組成物が塗布されたガラス基板を作成し、下記の方法でコントラスト比を測定した。
【0158】
カラーフィルタ用着色組成物塗布基板を2枚の偏光板の間に挟み、一方の偏光板側から液晶ディスプレー用バックライトユニットを用いて光を照射する。バックライトユニットから出た光は、1枚目の偏光板を通過して偏光され、ついでカラーフィルタ用着色組成物塗布基板を通過し、2枚目の偏光板に到達する。1枚目の偏光板と2枚目の偏光板の偏光面が平行であれば、光は1枚目の偏光板を透過するが、偏光面が直行している場合には光は2枚目の偏光板により遮断される。しかし、1枚目の偏光板によって偏光された光が、カラーフィルタ用着色組成物塗布基板を通過するときに、顔料粒子による散乱等が起こり偏光面の一部にずれを生じると、偏光板が平行のときは2枚目の偏光板を透過する光量が減り、偏光板が直行のときは2枚目の偏光板を光の一部が透過する。この透過光の輝度を偏光板上の輝度計にて測定し、偏光板が平行のときの輝度と直行のときの輝度との比をコントラスト比とする。
【0159】

コントラスト比=(平行のときの輝度)/(直行のときの輝度)
【0160】
カラーフィルタ用着色組成物塗布膜中の顔料により散乱が起こると、平行のときの輝度が低下し、かつ直行のときの輝度が増加するため、コントラスト比が低くなる。なお、輝度計は株式会社トプコン社製「色彩輝度計BM−5A」、偏光板はサンリツ社製「偏光フィルムLLC2−92−18」を用いた。なお、測定に際しては、不要光を遮断するために、測定部分に1cm角の孔を開けた黒色のマスクを当てた。
【0161】
Pigment Red 254評価結果
【表11】

【0162】
Pigment Red 177評価結果
【表12】

【0163】
Pigment Red 242評価結果
【表13】

【0164】
Pigment Green 36評価結果
【表14】


【0165】
Pigment Blue 15:6評価結果
【表15】

【0166】
Pigment Yellow 138評価結果
【表16】

【0167】
Pigment Yellow 139評価結果
【表17】

【0168】
Pigment Yellow 150評価結果
【表18】

【0169】
Pigment Violet 23評価結果
【表19】

【0170】
Pigment Green 58評価結果
【表20】

【産業上の利用可能性】
【0171】
本発明により、高度に微細化された顔料に顔料への親和性が高く揮発性の低い物質を乾燥前に添加することで、一次粒子の凝集が解砕しやすい易分散化処理を行うことができ顔料の性能を十分に引き出すことで高コントラスト化を可能にした。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも着色剤(A)、分散剤(B)及び透明樹脂(C)を含有するカラーフィルタ用着色組成物において、該着色剤(A)が20℃での蒸気圧が0.01mmHg以下でかつ融点が40℃以下の水酸基を有する多価アルコール類(D)で処理された有機顔料(E)であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項2】
多価アルコール類(D)がグリセリン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用着色組成物。
【請求項3】
多価アルコール類(D)が重量平均分子量1500以下のポリエチレングリコール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用着色組成物。
【請求項4】
着色剤(A)に含まれる多価アルコール類(D)の比率が着色剤(A)中の有機顔料(E)に対して0.01重量%から7重量%であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項5】
有機顔料(E)を多価アルコール類(D)で湿式処理することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のカラーフィルタ用着色組成物の製造方法。
【請求項6】
少なくとも1つの赤色フィルタセグメント、少なくとも1つの青色フィルタセグメント、および少なくとも1つの緑色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタであって、前記少なくとも1つのフィルタセグメントが、請求項1〜4いずれかに記載の着色組成物から形成されているカラーフィルタ。

【公開番号】特開2012−177718(P2012−177718A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−39148(P2011−39148)
【出願日】平成23年2月25日(2011.2.25)
【出願人】(000222118)東洋インキSCホールディングス株式会社 (2,229)
【Fターム(参考)】