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技術 カラーフィルタ用青色着色組成物およびカラーフィルタ

出願人 東洋インキSCホールディングス株式会社凸版印刷株式会社
発明者 水野佳奈子永田絵理子糸井健谷瑞仁
出願日 2003年3月14日 (17年8ヶ月経過) 出願番号 2003-069121
公開日 2004年10月7日 (16年1ヶ月経過) 公開番号 2004-279617
状態 特許登録済
技術分野 光学フィルタ 染料
主要キーワード 青色塗膜 樹脂質 紫色色素 色素担体 ペリレン系黒色顔料 焼結フィルタ オフセット印刷インキ 黒色色素
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年10月7日)のものです。
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課題

青の明度を調整することにより、3色の色度を変更することなくホワイト目標色温度に調整することが可能なカラーフィルタ用青色着色組成物、および該組成物を用いて形成されるカラーフィルタの提供。

解決手段

透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および色素の全量を基準として0.01〜10重量%の黄色色素または黒色色素、または青色色素および色素の全量を基準として0.01〜30重量の赤色色素を含むカラーフィルタ用青色着色組成物、および少なくとも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および少なくとも1つの青色フィルタセグメント具備し、該少なくとも1つの青色フィルタセグメントが前記青色着色組成物から形成されているカラーフィルタ。

概要

背景

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微細な帯(ストライプ)状のフィルタセグメントを平行また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。

概要

青の明度を調整することにより、3色の色度を変更することなくホワイト目標色温度に調整することが可能なカラーフィルタ用青色着色組成物、および該組成物を用いて形成されるカラーフィルタの提供。透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および色素の全量を基準として0.01〜10重量%の黄色色素または黒色色素、または青色色素および色素の全量を基準として0.01〜30重量の赤色色素を含むカラーフィルタ用青色着色組成物、および少なくとも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および少なくとも1つの青色フィルタセグメント具備し、該少なくとも1つの青色フィルタセグメントが前記青色着色組成物から形成されているカラーフィルタ。なし

目的

ホワイトの色特性は、各色での色度と明度により規定されることから、従来は、ホワイトの色温度を調整するために3色の色度を変更する必要があった。その結果、ホワイトを目標の色温度とするために、各色の色度の目標が達成できなくなっていた。
そこで、本発明は、青の明度を調整することにより、3色の色度を変更することなくホワイトを目標の色温度に調整することが可能なカラーフィルタ用青色着色組成物、および該組成物を用いて形成されるカラーフィルタを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

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請求項1

透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黄色色素を含み、黄色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜10重量%であることを特徴とするカラーフィルタ用青色着色組成物

請求項2

透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および赤色色素を含み、赤色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜30重量%であることを特徴とするカラーフィルタ用青色着色組成物。

請求項3

透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黒色色素を含み、黒色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜10重量%であることを特徴とするカラーフィルタ用青色着色組成物。

請求項4

さらに、紫色色素を含有することを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項に記載のカラーフィルタ用青色着色組成物。

請求項5

紫色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜15重量%であることを特徴とする請求項4記載のカラーフィルタ用青色着色組成物。

請求項6

青色色素が、C.I.PigmentBlue15:6であることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載のカラーフィルタ用青色着色組成物。

請求項7

紫色色素が、C.I.PigmentViolet23であることを特徴とする請求項4ないし6いずれか1項に記載のカラーフィルタ用青色着色組成物。

請求項8

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および少なくとも1つの青色フィルタセグメント具備し、該少なくとも1つの青色フィルタセグメントが請求項1ないし7いずれか1項に記載の青色着色組成物から形成されていることを特徴とするカラーフィルタ

技術分野

0001

本発明は、カラー液晶表示装置固体撮像素子に用いられるカラーフィルタ用青色着色組成物、およびこの青色着色組成物を用いて形成されるカラーフィルタに関する。

0002

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微細な帯(ストライプ)状のフィルタセグメントを平行また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。

0003

カラー液晶表示装置に用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。これらの透明電極およ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。
このため、現在、カラーフィルタの製造方法としては、耐光性耐熱性に優れる顔料着色剤とする顔料分散法が主流となっている。

0004

一般的なカラーフィルタでは、透明基板上に光の3原色である青、緑、赤のフィルタセグメントが配置されているが、単一の顔料だけでそれぞれ目的のカラーフィルタとしての分光スペクトルを得るのが困難な場合には、顔料を2種以上用いて分光スペクトルを調整することが多い。青については、一般に耐性に優れた銅フタロシアニンブルー顔料が用いられているが、銅フタロシアニンブルー顔料のみでは所望の分光スペクトルが得られない。そのため、銅フタロシアニンブルー顔料の有する高い明度および色純度を損なわない範囲で様々な色の顔料を混合して色味を調整している(例えば、特許文献1参照。)。

0005

また、このような光の3原色のフィルタセグメントが配置されているカラーフィルタにおいて、近年では、透過度、すなわち明度や色純度といった色特性の向上についての要求が高まっている。色特性については、各単色だけでなく、3色を点灯させて得られるホワイトについても各用途に応じた要求があり、色度色温度によって管理されている。

背景技術

0006

【特許文献1】
特開2001−164142号公報

発明が解決しようとする課題

0007

ホワイトの色特性は、各色での色度と明度により規定されることから、従来は、ホワイトの色温度を調整するために3色の色度を変更する必要があった。その結果、ホワイトを目標の色温度とするために、各色の色度の目標が達成できなくなっていた。
そこで、本発明は、青の明度を調整することにより、3色の色度を変更することなくホワイトを目標の色温度に調整することが可能なカラーフィルタ用青色着色組成物、および該組成物を用いて形成されるカラーフィルタを提供することを目的とする。

0008

本発明におけるカラーフィルタ用青色着色組成物は、青色色素と、黄色色素赤色色素または黒色色素とを特定の比率で含むことにより青色フィルタセグメントの明度を調整し、3色の色度を変更することなくホワイトを目標の色温度に調整することが可能となったものである。

0009

すなわち、本発明におけるカラーフィルタ用青色着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黄色色素を含み、黄色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜10重量%であるカラーフィルタ用青色着色組成物である。
また、本発明におけるカラーフィルタ用青色着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および赤色色素を含み、赤色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜30重量%であるカラーフィルタ用青色着色組成物である。
また、本発明におけるカラーフィルタ用青色着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黒色色素を含み、黒色色素の含有量が、色素の全量を基準として0.01〜10重量%であるカラーフィルタ用青色着色組成物である。

課題を解決するための手段

0010

本発明の青色着色組成物は、さらに紫色色素を含有することも可能であり、その場合の紫色色素の含有量は、色素の全量を基準として0.01〜15重量%であることが好ましい。
また、本発明におけるカラーフィルタは、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具備し、該少なくとも1つの青色フィルタセグメントが上記の青色着色組成物から形成されているカラーフィルタである。

0011

まず、本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物について説明する。
本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黄色色素、または青色色素および赤色色素、または青色色素および黒色色素を含有する。カラーフィルタ用青色着色組成物は、所望の分光スペクトルを達成するために、さらに紫色色素を含有することができる。
色素担体は、形成される青色フィルタセグメントにおいて、樹脂質バインダーを提供する。

0012

カラーフィルタ用青色着色組成物に用いられる青色色素としては、例えばC.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、81等の顔料が挙げられ、中でもC.I. Pigment Blue 15:6が好ましい。
紫色色素としては、例えばC.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の顔料が挙げられ、中でもC.I. Pigment Violet 23が好ましい。

0013

黄色色素としては、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、185、187、188、193、194、198、199、213、214等の顔料が挙げられ、中でもC.I. Pigment Yellow 13、150、185が好ましい。

0014

カラーフィルタ用青色着色組成物が青色色素および黄色色素を含む場合、黄色色素の含有量は、色素の全量を基準として0.01〜10重量%であり、0.01〜5重量%であることが好ましい。黄色色素の含有量が10重量%を越える場合には、明度が小さくなりすぎるとともにx値が小さくなるため、目的の青の色相に合わせにくくなる。0.01重量%未満の場合には、明度の変化が小さすぎて目的の明度に達しない。
また、カラーフィルタ用青色着色組成物が、さらに紫色色素を含む場合には、各色素の含有量は、色素の全量を基準として青色色素75〜99.98重量%、紫色色素0.01〜15重量%、黄色色素0.01〜10重量%であることが好ましく、青色色素80重量%〜99.99重量%、紫色色素0.01重量%〜15重量%、黄色色素0.01重量%〜5重量%であることがより好ましい。紫色色素の含有量が15重量%を越える場合には、x値が大きくなりすぎて目的の青の色相に合わせにくくなり、0.01重量%未満の場合には、色相の変化が小さすぎて目的の青の色相に合わせにくくなる。

0015

赤色色素としては、例えばC.I. Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、C.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等の顔料が挙げられ、中でもC.I. Pigment Red 48:3、254が好ましい。

0016

カラーフィルタ用青色着色組成物が青色色素および赤色色素を含む場合、赤色色素の含有量は、色素の全量を基準として0.01〜30重量%であり、1〜20重量%であることが好ましい。赤色色素の含有量が30重量%を越える場合には、明度が小さくなりすぎるとともにx値が大きくなるため、目的の青の色相に合わせにくくなる。0.01重量%未満の場合には、明度の変化が小さすぎて目的の明度に達しない。
また、カラーフィルタ用青色着色組成物が、さらに紫色色素を含む場合には、青色色素55〜99.98重量%、紫色色素0.01〜15重量%、赤色色素0.01〜30重量%であることが好ましく、青色色素65〜98.99重量%、紫色色素0.01〜15重量%、赤色色素1〜20重量%であることがより好ましい。紫色色素の含有量が15重量%を越える場合には、x値が大きくなりすぎて目的の青の色相に合わせにくくなり、0.01重量%未満の場合には、色相の変化が小さすぎて目的の青の色相に合わせにくくなる。

0017

黒色色素としては、例えばカーボンブラックチタンブラックアニリンブラックアントラキノン黒色顔料ペリレン系黒色顔料、具体的にはC.I. Pigment Black 1、6、7、12、20、31、32等が挙げられ、中でもカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックは、樹脂などで表面処理されていてもよい。

0018

カラーフィルタ用青色着色組成物が青色色素および黒色色素を含む場合、黒色色素の含有量は、色素の全量を基準として0.01〜10重量%であり、0.01〜5重量%であることが好ましい。黒色色素の含有量が10重量%を越える場合には、明度が小さくなりすぎ、0.01重量%未満の場合には明度の変化が小さすぎるため目的の明度に達しない。
また、カラーフィルタ用青色着色組成物が、さらに紫色色素を含む場合には、青色色素75〜99.98重量%、紫色色素0.01〜15重量%、黒色色素0.01〜10重量%であることが好ましく、青色色素75重量%〜99.89重量%、紫色色素0.01重量%〜15重量%、黒色色素0.1重量%〜10重量%であることがより好ましい。紫色色素の含有量が15重量%を越える場合には、x値が大きくなりすぎて目的の青の色相に合わせにくくなり、0.01重量%未満の場合には、色相の変化が小さすぎて目的の青の色相に合わせにくくなる。

0019

色素を分散させる色素担体は、上述したように、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物により構成される。透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において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。透明樹脂には、熱可塑性樹脂熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、その前駆体には、放射線照射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。
カラーフィルタ用青色着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化するときには、光重合開始剤等が添加される。

0021

感光性樹脂としては、水酸基カルボキシル基アミノ基等の反応性置換基を有する線状高分子イソシアネート基アルデヒド基エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタアクリル化合物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。

0022

モノマーおよびオリゴマーとしては、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、ポリエチレングリコールジ(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、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)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、(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、アクリロニトリル等が挙げられる。

0023

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−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光重合開始剤、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ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、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等のベンゾフェノン系光重合開始剤チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、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、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光重合開始剤ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。

0024

上記光重合開始剤は、単独であるいは2種以上混合して用いるが、増感剤として、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’−ジエチルイソフタフェノン、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、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。

0025

カラーフィルタ用青色着色組成物は、青色色素と、黄色色素、赤色色素または黒色色素と、必要に応じて紫色色素とを、必要に応じて上記開始剤と共に、色素担体中に三本ロールミル二本ロールミルサンドミルニーダー等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。 また、カラーフィルタ用青色着色組成物は、各色素を別々に色素担体中に微細に分散したものを混合して製造することもできる。色素を色素担体中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤界面活性剤色素誘導体トリアジン誘導体等の分散助剤を含有させることができる。分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて顔料を色素担体中に分散してなる青色着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。

0026

樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、色素担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の色素担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料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など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などの油性分散剤;(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などの水溶性樹脂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、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。

0027

界面活性剤としては、ラウリル硫酸ソーダ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ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体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など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など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が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。

0028

色素誘導体およびトリアジン誘導体は、有機色素またはトリアジンに置換基を導入した化合物である。有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、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、これらは単独でまたは2種類以上を混合して用いることができる。

0029

さらに、カラーフィルタ用青色着色組成物には、色素を充分に色素担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布して青色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。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン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、1−メトキシ−2−プロピルアセテートジエチレングリコールジメチルエーテルエチルベンゼンエチレングリコールジエチルエーテルキシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトンプロピレングリコールモノメチルエーテルトルエンメチルエチルケトン酢酸エチルメタノールエタノールイソプロピルアルコールブタノールイソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

0030

また、カラーフィルタ用青色着色組成物には、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。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およ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。

0031

カラーフィルタ用青色着色組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ水無オフセット印刷インキシルクスクリーン印刷用インキ、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材の形態で調製することができる。着色レジスト材は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。

0032

青色色素と、黄色色素または赤色色素または黒色色素と、必要に応じて用いられる紫色色素とは、青色フィルタセグメントをフォトリソグラフ法により形成する場合には、合計して青色着色組成物中に1.5〜7重量%の割合で含有されることが好ましい。また、青色フィルタセグメントを印刷法により形成する場合には、合計して青色着色組成物中に1.5〜40重量%の割合で含有されることが好ましい。いずれにせよ、色素は、最終青色フィルタセグメント中に好ましくは10〜40重量%の割合で含有され、その残部は、色素担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。

0033

カラーフィルタ用青色着色組成物は、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以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。

0034

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および少なくとも1つの青色フィルタセグメントを具備し、ここで、青色フィルタセグメントは本発明の青色着色組成物を用いて形成される。赤色フィルタセグメントおよび緑色フィルタセグメントは、通常の赤色の着色組成物および通常の緑色の着色組成物を用いてそれぞれ形成することができる。

0035

赤色の着色組成物は、青色色素等の代わりに、例えばC.I. Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、C.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等の赤色顔料、および必要に応じ調色用として、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、185、187、188、193、194、198、199、213、214等を用いて得られる組成物である。

0036

また、緑色の着色組成物は、青色色素等の代わりに、例えばC.I. Pigment Green 7、10、36、37等の緑色顔料、および必要に応じ調色用として上記黄色顔料を用いて得られる組成物である。

0037

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、本発明の着色組成物を用いて透明基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造することができる。
透明基板としては、ガラス板や、ポリカーボネートポリメタクリル酸メチルポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。

0038

印刷法による各色フィルタセグメントの形成は、上記各種の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およ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、分散剤体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。

0039

フォトリソグラフィー法により各色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材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、着色レジスト材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。

0040

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、上記着色レジスト材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。

0041

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、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子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、転写法は剥離性転写ベースシートの表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の透明基板に転写させる方法である。

0042

【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。
まず、実施例および比較例に用いたアクリル樹脂溶液について説明する。

0043

(アクリル樹脂溶液の調製)
反応容器にシクロヘキサノン450部を入れ、容器窒素ガス注入しながら80℃に加熱して、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸20.0部
メチルメタクリレート10.0部
ブチルメタクリレート55.0部
ヒドロキシエチルメタクリレート15.0部
アゾビスイソブチロニトリル4.0部
滴下後さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けてアクリル樹脂溶液を得た。アクリル樹脂重量平均分子量は、約40000であった。
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%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。

0044

[実施例1]
下記組成の混合物を均一に分散撹拌混合した後、1μmのフィルタ濾過してアルカリ現像型青色着色組成物を作製した。
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15:6 4.30部
東洋インキ製造社製「リオノールブルーES」)
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 0.10部
(東洋インキ製造社製「リオノゲンバイオレットRL」)
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 0.10部
(Bayer社製「E4GN−GT」)
分散剤(ゼネカ社製「ソルスパーズ20000」) 1.00部
アクリル樹脂溶液24.00部
トリメチロールプロパントリアクリレート5.40部
(新中化学社製「NKエステルATMPT」)
光重合開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.30部
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 0.20部
シクロヘキサノン64.60部

0045

[実施例2〜3および比較例1〜2]
顔料およびその配合量を表1に示すよう変更した以外は、実施例1と同様にしてアルカリ現像型青色着色組成物を得た。

0046

【表1】

0047

実施例1〜3および比較例1〜2で得られた青色着色組成物と、顔料およびその配合量を表1に示すよう変更した以外は実施例1と同様にして作製した赤色着色組成物および緑色着色組成物とを、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、70℃で20分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量150mJで紫外線露光を行った。塗布基板を230℃で1時間加熱、放冷後、得られた塗膜C光源での色度(Y,x,y)を顕微分光光度計オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて測定した。各色のフィルタについての色度の測定結果を表2に、3色のフィルタを組み合わせたときのホワイトについての色度の測定結果を表3に示す。

0048

【表2】

0049

【表3】

発明を実施するための最良の形態

0050

表2、表3に示すように、本発明の青色着色組成物を用いて形成された青色塗膜の色度は良好であり、該青色塗膜をフィルタセグメントとして具備するカラーフィルタは、ホワイトについても好ましい色度および色温度を達成していた。これに対して、比較例1で得られた青色着色組成物を用いて青色フィルタセグメントを形成した場合は、ホワイトの色温度が高すぎ、ホワイトは青みがかっていた。また、比較例2で得られた青色着色組成物を用いて青色フィルタセグメントを形成した場合には、希望する色度が得られなかった。
また、本発明の青色着色組成物を用いて形成された青色塗膜の外観は良好であった。

発明の効果

0051

本発明の青色着色組成物を用いて形成される青色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタは、カラー液晶表示装置のホワイトバランスについても良好な値を付与することができ、透過型反射型のカラー液晶表示装置ならびに固体撮像素子の色分解用カラーフィルタとして好適である。

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