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技術 緑色感光性樹脂組成物、カラーフィルタ、及び表示装置

出願人 凸版印刷株式会社
発明者 大中希百瀬賢次檜林保浩
出願日 2016年6月28日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-127495
公開日 2018年1月11日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2018-004735
状態 未査定
技術分野 フォトリソグラフィー用材料 液晶4(光学部材との組合せ)
主要キーワード 本願技術 黄色色材 透過率アップ 単色パターン 隣接画素間距離 カウンタイオン 顔料分散樹脂溶液 注入用開口
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この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
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課題

画素間距離が30μm以下である高精細カラーフィルタにおいて、隣接画素からの移染により、カラーフィルタの透過率が低下してしまう問題を解決し、透過率変化の小さい高透過率なカラーフィルタを提供する。

解決手段

画素間距離が30μm以下であるカラーフィルタにおける緑色画素が、緑色単色パターンに比べて、透過率低下率5%以内となることを特徴とする緑色画素であり、前記緑色画素は、少なくとも(a)C.I.Pigment 58の緑色顔料、(b)透明樹脂、(c)光重合性モノマー、(d)光重合開始剤、(e)熱硬化性モノマー、(f)溶剤を含有する緑色感光性樹脂組成物であって、(e)熱硬化性モノマーに多官能エポキシ化合物を含むことを特徴とする緑色感光性樹脂組成物を硬化してなる。

概要

背景

現在、液晶表示装置は、テレビはもちろんコンピュータ端末モバイル端末でもテレビ画像の配信や、地上デジタル放送開始などにより情報量が増大し、携帯電話デジタルカメラ等をはじめとするモバイル用途の液晶表示装置の高解像度化が急速に進んでいる。液晶表示装置を構成する部材であるカラーフィルタにおいても、さらなる高明度化高色再現性、高コントラスト化、高解像度化などが望まれている。

カラーフィルタは、ガラス基板等の透明基板の表面に、2種以上の異なる色の画素、及びそれらを区画するブラックマトリックスを有しており、TFT(薄膜トランジスタ)等のアクティブ素子を有する基板と対向して貼り合わせ、空隙部に液晶注入した後に偏光板バックライトユニットと組み合わせることで、カラー表示装置一種である表示装置を提供する。

高解像度化に伴い、カラーフィルタの開口率が下がるため、カラー液晶表示装置輝度が損なわれてしまう。そのため、液晶表示装置の輝度向上のために、カラーフィルタにはブラックマトリクス細線化着色画素透過率アップが求められている。しかしながら、開口幅が狭くなると隣接画素間距離が近くなり、隣接画素からの影響を受け、透過率が低下することにより、液晶表示装置の輝度低下が発生するという問題が生じている。

近年、カラーフィルタの高透過率化に向け、着色画素形成に使用する色材には透過率に優れる染料の検討が進んでいる。例えば、青色画素形成に使用する染料として、トリアリールメタン系染料キサンテン系染料が提案されており、着色画素の耐熱性耐光性耐溶剤性の向上について検討されている。(特許文献1〜2)
しかしながら、カラーフィルタを形成する際に透過率低下が起こる問題が発生している。カラーフィルタは多色であり、画素を形成した後に他の色の着色画素を形成する。このとき先に形成された画素上に他の色の着色感光性樹脂組成物を塗布し、先に得られた画素とは異なる場所に次色の着色感光性樹脂組成物によるパターンを形成する。しかし先に得られた画素上に次色の着色感光性組成物浸透(以下、「移染」と称する。)したり、残渣として残ったりすることにより、単色パターンでの透過率に比べて、カラーフィルタの着色画素の透過率が低下してしまうため、改善が望まれている。(特許文献3〜5)

概要

画素間距離が30μm以下である高精細カラーフィルタにおいて、隣接画素からの移染により、カラーフィルタの透過率が低下してしまう問題を解決し、透過率変化の小さい高透過率なカラーフィルタを提供する。画素間距離が30μm以下であるカラーフィルタにおける緑色画素が、緑色単色パターンに比べて、透過率低下率5%以内となることを特徴とする緑色画素であり、前記緑色画素は、少なくとも(a)C.I.Pigment 58の緑色顔料、(b)透明樹脂、(c)光重合性モノマー、(d)光重合開始剤、(e)熱硬化性モノマー、(f)溶剤を含有する緑色感光性樹脂組成物であって、(e)熱硬化性モノマーに多官能エポキシ化合物を含むことを特徴とする緑色感光性樹脂組成物を硬化してなる。なし

目的

液晶表示装置を構成する部材であるカラーフィルタにおいても、さらなる高明度化や高色再現性、高コントラスト化、高解像度化などが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

少なくとも、(a)C.I.Pigment58の緑色顔料、(b)透明樹脂、(c)光重合性モノマー、(d)光重合開始剤、(e)多官能エポキシ化合物である熱硬化性モノマー、(f)溶剤を含有してなるカラーフィルタ用の緑色感光性樹脂組成物において、該緑色感光性樹脂組成物を用いて着色画素画素間距離が30μm以下のカラーフィルタの緑色画素を形成し、あわせて他色感光性樹脂組成物により該カラーフィルタの他色画素を形成したときに、該緑色画素のD65光源による色度(x,y)が、(0.170,0.570)、(0.260, 0.650)、(0.330, 0.620)、(0.364, 0.565)、(0.190, 0.500)の5点で囲まれる領域内にあり、該緑色画素の中心部の透過率と、該緑色画素と同じ膜厚で同じ線幅に前記緑色感光性樹脂組成物で形成された緑色単色パターンの中心部の透過率との差が5%以内であることを特徴とする緑色感光性樹脂組成物。

請求項2

前記多官能エポキシ化合物のエポキシ当量が95〜220であり、前記緑色感光性樹脂組成物の固形分中に占める前記多官能エポキシ化合物の割合が3〜15%である請求項1に記載の緑色感光性樹脂組成物。

請求項3

請求項1又は2に記載の緑色感光性樹脂組成物を用いて形成された緑色画素を有し、該緑色画素のD65光源による色度(x,y)が、(0.170,0.570)、(0.260, 0.650)、(0.330, 0.620)、(0.364, 0.565)、(0.190, 0.500)の5点で囲まれる領域内にあり、該緑色画素の中心部の透過率と、該緑色画素と同じ膜厚で同じ線幅に請求項1又は2に記載の緑色感光性樹脂組成物で形成された緑色単色パターンの中心部の透過率との差が5%以内であり、着色画素の画素間距離が30μm以下であることを特徴とするカラーフィルタ。

請求項4

請求項3に記載のカラーフィルタを具備する表示装置

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置やEL(エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置に用いられるカラーフィルタに使用される緑色感光性樹脂組成物、それを用いたカラーフィルタ及び表示装置に関する。

背景技術

0002

現在、液晶表示装置は、テレビはもちろんコンピュータ端末モバイル端末でもテレビ画像の配信や、地上デジタル放送開始などにより情報量が増大し、携帯電話デジタルカメラ等をはじめとするモバイル用途の液晶表示装置の高解像度化が急速に進んでいる。液晶表示装置を構成する部材であるカラーフィルタにおいても、さらなる高明度化高色再現性、高コントラスト化、高解像度化などが望まれている。

0003

カラーフィルタは、ガラス基板等の透明基板の表面に、2種以上の異なる色の画素、及びそれらを区画するブラックマトリックスを有しており、TFT(薄膜トランジスタ)等のアクティブ素子を有する基板と対向して貼り合わせ、空隙部に液晶注入した後に偏光板バックライトユニットと組み合わせることで、カラー表示装置一種である表示装置を提供する。

0004

高解像度化に伴い、カラーフィルタの開口率が下がるため、カラー液晶表示装置輝度が損なわれてしまう。そのため、液晶表示装置の輝度向上のために、カラーフィルタにはブラックマトリクス細線化着色画素透過率アップが求められている。しかしながら、開口幅が狭くなると隣接画素間距離が近くなり、隣接画素からの影響を受け、透過率が低下することにより、液晶表示装置の輝度低下が発生するという問題が生じている。

0005

近年、カラーフィルタの高透過率化に向け、着色画素形成に使用する色材には透過率に優れる染料の検討が進んでいる。例えば、青色画素形成に使用する染料として、トリアリールメタン系染料キサンテン系染料が提案されており、着色画素の耐熱性耐光性耐溶剤性の向上について検討されている。(特許文献1〜2)
しかしながら、カラーフィルタを形成する際に透過率低下が起こる問題が発生している。カラーフィルタは多色であり、画素を形成した後に他の色の着色画素を形成する。このとき先に形成された画素上に他の色の着色感光性樹脂組成物を塗布し、先に得られた画素とは異なる場所に次色の着色感光性樹脂組成物によるパターンを形成する。しかし先に得られた画素上に次色の着色感光性組成物浸透(以下、「移染」と称する。)したり、残渣として残ったりすることにより、単色パターンでの透過率に比べて、カラーフィルタの着色画素の透過率が低下してしまうため、改善が望まれている。(特許文献3〜5)

先行技術

0006

特開2010−243960号公報
特許第3183423号公報
特許第5743588号公報
国際公開第2015/122285号
特許第5609229号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の目的は、多色の膜形成をする場合、隣接画素からの移染を抑制することができ
緑色画素を形成しうる、緑色感光性樹脂組成物を提供し、高透過率で高精細のカラーフィルタを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明者は、前述の課題を解決するべく鋭意検討の結果、以下の本発明に至った。

0009

すなわち、本発明に係る請求項1に記載の発明は、少なくとも、(a)C.I.Pigment Green58の緑色顔料、(b)透明樹脂、(c)光重合性モノマー、(d)光重合開始剤、(e)多官能エポキシ化合物である熱硬化性モノマー、(f)溶剤を含有してなるカラーフィルタ用の緑色感光性樹脂組成物において、該緑色感光性樹脂組成物を用いて着色画素の画素間距離が30μm以下のカラーフィルタの緑色画素を形成し、あわせて他色感光性樹脂組成物により該カラーフィルタの他色画素を形成したときに、該緑色画素のD65光源による色度(x,y)が、(0.170,0.570)、(0.260, 0.650)、(0.330, 0.620)、(0.364, 0.565)、(0.190, 0.500)の5点で囲まれる領域内にあり、該緑色画素の中心部の透過率と、該緑色画素と同じ膜厚で同じ線幅に前記緑色感光性樹脂組成物で形成された緑色単色パターンの中心部の透過率との差が5%以内であることを特徴とする緑色感光性樹脂組成物である。

0010

請求項2に係る発明は、前記多官能エポキシ化合物のエポキシ当量が95〜220であり、前記緑色感光性樹脂組成物の固形分中に占める前記多官能エポキシ化合物の割合が3〜15%である請求項1に記載の緑色感光性樹脂組成物である。

0011

請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の緑色感光性樹脂組成物を用いて形成された緑色画素を有し、該緑色画素のD65光源による色度(x,y)が、(0.170,0.570)、(0.260, 0.650)、(0.330, 0.620)、(0.364, 0.565)、(0.190, 0.500)の5点で囲まれる領域内にあり、該緑色画素の中心部の透過率と、該緑色画素と同じ膜厚で同じ線幅に請求項1又は2に記載の緑色感光性樹脂組成物で形成された緑色単色パターンの中心部の透過率との差が5%以内であり、着色画素の画素間距離が30μm以下であることを特徴とするカラーフィルタである。

0012

請求項4に係る発明は、請求項3に記載のカラーフィルタを具備する表示装置である。

0013

本発明者は、上記課題を解決するために検討した結果、着色画素の硬化密度が低い場合、染料含有着色組成物を塗布すると、着色組成物中の染料が着色画素へ移染し、透過率が低下することを確認した。

0014

そのため、緑色画素形成に使用する緑色感光性樹脂組成物において、エポキシ化合物を使用すると、膜の硬化密度が向上し、隣接画素形成材料として用いる顔料や染料の移染を抑制し、カラーフィルタ化した際の透過率低下の問題を解消できることを見出した。

発明の効果

0015

本発明の緑色感光性樹脂組成物を用いることにより、多色の膜形成をする場合、隣接画素からの移染を抑制し、高透過率な高精細カラーフィルタを提供することができる。

0016

以下に、本発明を実施するための代表的な形態を記すが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

0017

本発明におけるカラーフィルタは、透明基板上に、少なくともブラックマトリクスと、複数の着色画素を有する、画素間距離が30μm以下のカラーフィルタであって、前記カ
ラーフィルタの緑色画素の透過率と単色パターン基板の透過率との差が5%以内である。カラーフィルタを形成する際に、他色からの影響を受け、透過率が低下してしまうが、緑色単色パターンの透過率と比べて、5%以上低下すると、単独で透過率の高い材料を用いた優位性が薄れてしまう。そのため、緑色単色パターンの透過率から、5%以内の低下率に抑制することが必要である。画素間距離とは、平面視、矩形状画素の中央での画素ピッチ同義である。長辺と短辺から構成される矩形状画素では、短辺方向の画素ピッチを画素間距離とする。

0018

移染による画素中央透過率変化は、画素サイズが小さいもので顕著である。画素間距離が、30μm以下である小さい画素が、本願技術の対象となる。大きな画素と小さい画素が混在する場合においても、短辺方向の画素間距離が、30μm以下の画素が本願技術の対象となる。

0019

カラーフィルタを形成する際の、他色からの影響を受けづらくするには、着色層の膜の架橋密度を上げることが必要となる。架橋密度を上げるためには、熱硬化性モノマーとして、多官能エポキシ化合物を含むことが有効である。

0020

以下、本発明において用いられる緑色感光性樹脂組成物の具体例、該緑色画素を用いたカラーフィルタの形成法について詳細に説明する。

0021

本発明の緑色感光性樹脂組成物は、その必須成分として(a)色材、(b)透明樹脂、(c)光重合性モノマー、(d)光重合開始剤、(e)熱硬化性モノマー、(f)溶剤を含有するものである。また、分散剤樹脂型分散剤色素誘導体界面活性剤光増感剤連鎖移動剤貯蔵安定剤などの添加剤を含有するものであっても良い。

0022

(a)色材
本発明の緑色感光性樹脂組成物に用いることのできる着色顔料としては、C.I.Pigment Green 7、10、36、37、58、59等の緑色顔料を用いることができる。特に、C.I.Pigment Green 58に代表される臭素化亜鉛フタロシアニン顔料は高透過率化に有効である。

0023

本発明の緑色感光性樹脂組成物には色相を調整するために、黄色顔料黄色染料を併用することが好ましい。

0024

本発明の緑色感光性樹脂組成物に用いることのできる黄色顔料は例えば、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等を用いることができる。この中でも高輝度化の観点からはキノフタロン系顔料であるC.I.Pigment Yellow 138やC.I.Pigment Yellow 150を使用することが好ましい。

0025

本発明の緑色着色組成物に用いることのできる黄色染料は例えば、C.I.SolventYellow 2、3、7、12、13、14、16、18、19、21、25、25:1、27、28、29、30、33、34、36、42、43、44、47、56、62、72、73、77、79、81、82、83、83:1、88、89、90、93、94、96、98、104、107、114、116、117、124、130、131、133、135、141、143、145、146、157、160:1、161、162、163、167、169、172、174、175、176、179、180、181、182、183、184、185、186、187、189、190、191、C.I.BasicYellow 11、23、25、28、41、C.I.DirectYellow 26、27、28、33、44、50、86、142、C.I.SulphurYellow 4、C.I.ReactiveYellow 1、2、4、14、16、C.I.VatYellow 2、12、20、33、C.I.DisperseYellow 3、4、5、7、23、33、42、60、64等が挙げられる。

0026

また、本発明の緑色感光性樹脂組成物には、色相を調整するために、青色顔料青色染料赤色顔料赤色染料など、緑色、黄色以外の着色成分を併用しても良い。

0027

緑色、黄色以外の着色成分としては、例えばC.I.Pigment Red 7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272、279、C.I.Pigment Orange 43、71、73、C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、C.I.Direct Blue 1、2、6、8、15、22、25、41、71、76、77、78、80、86、90、98、106、108、120、158、160、163、165、168、192、193、194、195、196、199、200、201、202、203、207、225、226、236、237、246、248、249、C.I.Acid Blue 1、7、9、15、22、23、25、27、29、40、41、43、45、54、59、60、62、72、74、78、80、82、83、90、92、93、100、102、103、104、112、113、117、120、126、127、129、130、131、138、140、142、143、151、154、158、161、166、167、168、170、171、175、182、183、184、187、192、199、203、204、205、229、234、236、C.I.Basic Blue 1、3、5、7、9、19、21、22、24、25、26、28、29、40、41、45、47、54、58、59、60、64、65、66、67、68、Sovent Blue 4、5、35、45、59、67、70、90、97、101、104、122、C.I.SolventOrange 1、2、3、4、5、7、11、14、20、23、25、31、40:1、41、45、54、56、58、60、62、63、70、75、77、80、81、86、99、102、103、105、106、107、108、109、110、111、112、113、C.I.SolventRed 1、2、3、4、8、16、17、18、19、23、24、25、26、27、30、33、35、41、43、45、48、49、52、68、69、72、73、83:1、84:1、89、90、90:1、91、92、106、109、110、111、118、119、122、124、125、127、130、132、135、141、143、145、146、149、150、151、155、160、161、164、164:1、165、166、168、169、172、175、179、180、181、182、195、196、197、198、207、208、210、212、214、215、218、222、223、225、227、229、230、233、234、235、236、238、239、240、241、242、243、244、245、247、248、C.I.AcidRed 6、11、26、60、88、111、186、215、C.I.AcidYellow 17、23、25、36、38、42、44、72、78、C.I.BasicRed 1、2、13、14、22、27、29、39、C.I.DirectRed 4、23、31、75、76、79、80、81、83、84、149、224、C.I.DirectOrange 26、29、34、37、72、C.I.SulphurRed 5、6、7、C.I.VatRed 13、21、23、28、29、48、C.I.VatOrange 2、5、11、15、18、20、C.I.ReactiveRed 8、22、46、120、C.I.ReactiveOrange 1、4、7、13、16、20、C.I.DisperseRed 4、11、54、55、58、65、73、127、129、141、196、210、229、354、356、C.I.DisperseOrange 13、29、30等が挙げられる。

0028

前記緑色画素のD65光源による色度(x,y)が、xy色度図で(0.170,0.570)、(0.260, 0.650)、(0.330, 0.620)、(0.364, 0.565)、(0.190, 0.500)の5点で囲まれる領域内にあることが好ましい。

0029

緑色色材黄色色材質量比は、100:5〜100:80が好ましく、100:15〜100:65がより好ましい。この範囲において、色純度がさらに高くなり、かつ、十分な着色力を得ることができる。

0030

本発明の緑色感光性樹脂組成物に含有される顔料の総含有量としては、全固形分中、20部〜80部であることが好ましく、25部〜50部がより好ましい。顔料の総含有量を上記範囲とすることで、緑色感光性樹脂組成物によりカラーフィルタを作製した際に、適度な色度が得られる。また、膜硬化が充分に進み、膜としての強度を維持することができる。

0031

なお、本発明で感光性樹脂組成物の全固形分とは、感光性樹脂組成物の全組成から有機溶剤を除いた成分の総質量をいう。

0032

本発明に用いる顔料分散剤としては、顔料分散剤は、1種または2種以上の分散剤と併用してもよく、使用可能な分散剤は特に限定されない。

0034

市販の樹脂型顔料分散剤としては、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、またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、またはLactimon、Lactimon−WSまたはBykumen等、アビシア社製のSOLSPERSE−3000、9000、13240、13650、13940、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32600、34750、36600、38500、41000、41090、53095等、エフカケカルズ社製のEFKA−46、47、48、452、LP4008、4009、LP4010、LP4050、LP4055、400、401、402、403、450、451、453、4300、4540、4550、LP4560、120、150、1501、1502、1503、BASF社製EFKA4300等が挙げられる。

0035

顔料分散組成物を調製するための溶剤(分散溶剤)としては、有機溶剤が好ましく用いられる。有機溶剤としては、後述する感光性着色組成物を調製するために希釈溶剤として用いられる有機溶剤を用いることができる。上記分散溶剤は、顔料1に対して通常は1〜10重量部、好ましくは2〜9重量部の割合で用いる。

0036

本発明において顔料分散組成物は、従来公知の顔料分散組成物の調製手順において、本発明の顔料分散剤を一部又は全量使用することにより調製できる。すなわち、(a)色材、上記顔料分散剤、及び必要に応じてその他の成分として顔料分散樹脂を、任意の順序で溶剤に混合し、ニーダーロールミルアトライタスーパーミルディゾルバ、ホモミキサーサンドミル等の公知の分散機を用いて分散させることによって顔料分散組成物を調製することができる。

0037

(b)透明樹脂
本発明の緑色感光性樹脂組成物に用いることのできる透明樹脂は、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%以上のものを用いることができる。透明樹脂には熱可塑性樹脂熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、これらを単独で用いても、2種以上を混合して用いても良い。

0038

また、透明樹脂の分子量は、3,000〜100,000の範囲であることが望ましい。透明樹脂の分子量が3,000未満では、現像の際にカラーフィルタパターン直線性が悪化し、膜減り率が増大し、カラーフィルタパターンの断面形状が悪くなる。逆に、100,000以上であれば、現像時間が遅くなり、生産性が低下する。したがって、より好ましくは、20,000〜60,000の範囲が良い。

0040

また、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、フェノール樹脂メラミン樹脂尿素樹脂ポリイミド樹脂等が挙げられ、メラミン樹脂あるいはエポキシ樹脂が好ましい。但し、これらの樹脂はアルカリ可溶性を示さないものがほとんどである。

0041

感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する(メタアクリル化合物ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基カルボキシル基アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基アルデヒド基エポキシ基等が例示できる。

0042

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、感光性樹脂として使用できる。

0043

光硬化の生じやすさを示す、感光性透明樹脂中に水酸基などを介して導入されるエチレン性不飽和二重結合の量は、得られる感光性透明樹脂の「二重結合当量」により示される。感光性透明樹脂の二重結合当量は200〜1200であることが好ましく、300〜900であることがより好ましい。感光性透明樹脂の二重結合当量が200未満の場合は、エチレン性不飽和二重結合を導入させる反応性の置換基を有するエチレン性不飽和単量体比率が高くなり、諸特性を維持するのに十分な量の他のエチレン性不飽和単量体を共重合させることができない。1200を越える場合は、エチレン性不飽和二重結合の数が少ないため十分な感度を得ることができない。

0044

本発明の緑色感光性樹脂組成物においては、光照射時のフタロシアニン分子光反応を抑制する観点から、電子供与性の成分となるウレタン結合部やアミノ基の導入を避けることが好ましく、カルボキシル基と不飽和二重結合を有する単量体および該単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体に、エポキシ基と不飽和二重結合を有する単量体を付加させることにより重合性不飽和結合を有する単位構造を含有する感光性樹脂が好適に用いられる。

0045

(c)光重合性モノマー
本発明の緑色感光性樹脂組成物に用いられる光重合性モノマーは、エチレン性不飽和二重結合を1分子中に1個以上含む。また、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和二重結合を含むことが好ましい。これらの光重合性モノマーは単独で用いても、2種以上を混合して用いても良い。

0046

光重合性モノマーとしては、例えば、1,4−ブタンジオールジ(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、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールビスβ−(メタ)アクリロイルオキシプロピネート、トリメチロールエタントリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(2−ヒドロキシエチルイソシアネートジ(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、2,3−ビス(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシメチル[2.2.1]ヘプタンポリ1,2−ブタジエンジ(メタ)アクリレート、1,2−ビス(メタ)アクリロイルオキシメチルヘキサンノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカンエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、10−デカンジオール(メタ)アクリレート、3,8−ビス(メタ)アクリロイルオキシメチルトリシクロ[5.2.10]デカン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニルプロパン、1,4−ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)シクロヘキサン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(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールジアクリレートプロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールBジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールBジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールBジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールEジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールEジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールEジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールFジアクリレート等の各種アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル等が代表例として挙げられる。光重合性モノマーは、必要であれば光重合性モノマー同士を共重合させたものを用いてもよい。

0047

なお、本発明において「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示している。また、「(メタ)アクリロイル基」とは「アクリロイル基」と「メタクリロイル基」の両方を示している。たとえば、「ウレタン(メタ)アクリレート」は「ウレタンアクリレート」と「ウレタンメタクリレート」の両方を示している。

0048

光重合性モノマーの配合量は、顔料100重量部に対し、5〜400重量部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重量部であることがより好ましい。

0049

(d)光重合開始剤
本発明の緑色感光性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤としては、オキシムエステル系光重合開始剤アセトフェノン系化合物ベンゾイン化合物ベンゾフェノン系化合物チオキサンソン系化合物、トリアジン系化合物ホスフィン系化合物、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チタノセン系化合物等が挙げられる。特に好ましいオキシムエステル系光重合開始剤としては、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]等が挙げられる。アセトフェノン系化合物としては、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、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−オン等が挙げられる。また、ベンゾイン系化合物としては、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が挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、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が挙げられる。チオキサンソン系化合物としては、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が挙げられる。トリアジン系化合物としては、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−トリアジン等が挙げられる。ホスフィン系化合物としては、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、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が挙げられる。また、キノン系化合物としては、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が挙げられる。

0050

これらの光重合開始剤は、1種を単独で、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。

0051

(e)熱硬化性モノマー
熱硬化性モノマーとしては、二官能以上の多官能エポキシ化合物を使用することが好ましい。例えば、ビスフェノール型エポキシ化合物及びグリシジルエーテル類を用いることができる。

0052

上記ビスフェノール型エポキシ化合物としては、アルキリデンビスフェノールポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を用いることができる他、例えば、水添ビスフェノール型エポキシ化合物等のビスフェノール型エポキシ化合物も用いることができる。具体的には、ビスフェノールA型としては、エポトートYD−115、YD−118T、YD−127、YD−128、YD−134、YD−8125、YD−7011R、ZX−1059、YDF−8170、YDF−170など(以上東都化成製)、デナコールEX−1101、EX−1102、EX−1103など(以上ナガセケムテクス製)、プラクセルGL−61、GL−62、G101、G102(以上ダイセル製)の他に、これらの類似のビスフェノールF型、ビスフェノールS型も挙げることができる。またEbecryl3700、3701、600(以上ダイセルユーシービー製)などのエポキシアクリレートも使用可能である。

0053

中でも2官能エポキシは、焼成時の黄変が少なく、着色画素の透過率への影響が少ないため好ましい。

0054

上記グリシジルエーテル類としては、エチレングリコールジグリシジルエーテルプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8−オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10−デカンジオールジグリシジルエーテル、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,1,1−トリ(グリシジルオキシメチル)プロパン、1,1,1−トリ(グリシジルオキシメチル)エタン、1,1,1−トリ(グリシジルオキシメチル)メタン、1,1,1,1−テトラ(グリシジルオキシメチル)メタンが挙げられる。具体的には、ナガセケムテックス製EX−810、EX−830、EX−611、EX−421、EX−512、EX−521、EX−611、EX−614、EX−622、EX−314、EX−321、EX−411が挙げられる。

0055

これらの中で好ましいのはエポキシ当量が95〜220であり、エポキシ当量が小さいと、硬化時の収縮が大きく、また大きすぎると硬化性不足し、信頼性に欠けたり、平坦性が悪くなるためである。

0056

具体的な好ましい多官能エポキシ化合物としては、ナガセケムテックス製EX−201、EX−252、EX−313、EX−314、EX−321、EX−411、EX−421、EX−512、EX−521、EX−810、EX−830、EX−611、EX−612、EX−614、EX−622、EX−731、EX−991L(以上ナガセケムテックス製)、セロサイド2021、2081、エホリードGT−302、GT−403、EHPE−3150(以上ダイセル製)、TEPIC−L、TEPIC-UC、TEPIC−PASB22(以上日産化学製)などが挙げられる。

0057

これらのエポキシ化合物は単独で用いても、2種以上を混合して用いても良い。

0058

本発明の緑色感光性樹脂組成物の固形分中に占める(e)熱硬化性モノマーとして用い
る多官能エポキシ化合物の割合は、3〜15%であることが好ましく、より好ましくは、5〜10%である。割合が少ないと、着色画素の強度が十分に得られず、多すぎると、現像性や安定性が悪化する。

0059

(f)溶剤
本発明の緑色感光性樹脂組成物には、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、感光性樹脂組成物の粘度を適正化すると共に、色材を十分に感光性樹脂組成物中に均一に分散させるために、溶剤を用いることもできる。溶剤としては、水、有機溶剤等が利用できる。

0060

有機溶剤としては、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、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン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、3,5,5−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、N−メチルピロリドンo−キシレン、o−クロトルエン、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トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリ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二塩基酸エステル等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、着色材100重量部に対して、好ましくは800〜4000重量部、より好ましくは1000〜2500重量部の量で用いることができる。

0061

(分散剤)
適宜、樹脂型顔料分散剤、色素誘導体、界面活性剤等の分散剤を用いることができる。
分散剤は、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、分散剤を用いて顔料を感光性樹脂組成物中に分散してなる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。分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、着色顔料100質量部に対して、好ましくは0.1〜40質量部、より好ましくは0.1〜30質量部、さらに好ましくは1〜10質量部の量で用いることができる。

0062

(樹脂型分散剤)
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、感光性透明樹脂および非感光性透明樹脂と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の感光性樹脂組成物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が用いられる。また、(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、エチレンオキサイドプロピレンオキサイド付加物等も用いられる。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。

0063

市販の樹脂型顔料分散剤としては、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、またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、またはLactimon、Lactimon−WSまたはBykumen等、アビシア社製のSOLSPERSE−3000、9000、13240、13650、13940、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32600、34750、36600、38500、41000、41090、53095等、エフカケミカルズ社製のEFKA−46、47、48、452、LP4008、4009、LP4010、LP4050、LP4055、400、401、402、403、450、451、453、4540、4550、LP4560、120、150、1501、1502、1503、BASF社製EFKA4300等が挙げられる。

0064

(色素誘導体)
色素誘導体は、有機色素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。

0065

(界面活性剤)
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ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体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ソルビタンモノステア
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。

0066

(光増感剤)
本発明の緑色感光性着色組成物には、重合開始剤に加えて光増感剤を添加することができる。光増感剤としては、アミン系化合物を例示することができる。例えば、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、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等である。

0067

また、α−アシロキシムエステル、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)ベンゾフェノン等を増感剤として使用することもできる。これら増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として0.5〜60質量%が好ましく、より好ましくは3〜40質量%である。

0068

(連鎖移動剤)
本発明の緑色感光性着色組成物にはさらに、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、1種を単独で、または2種以上を混合して用いることができる。多官能チオールの含有量は、顔料100質量部に対して0.05〜100質量部が好ましく、より好ましくは0.1〜60質量部である。

0069

(貯蔵安定剤)
本発明の緑色感光性樹脂組成物は、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。貯蔵安定剤は、感光性樹脂組成物中の顔料100質量部に対して、0.1〜10質量部の量で用いることができる。

0070

以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。本発明のカラーフィルタは、少なくとも透明基板上に複数色の着色画素を備えており、本発明の緑色感光性樹脂組成物を用いて形成された緑色画素を有するカラーフィルタである。カラーフィルタには、少なくとも1つの赤色画素、少なくとも1つの緑色画素、および少なくとも1つの青色画素を具備する加法混色型、および少なくとも1つのマゼンタ色画素、少なくとも1つのシアン色画素、および少なくとも1つのイエロー色画素を具備する減法混色型のものがある。

0071

赤色画素は、通常の赤色感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。赤色感光性樹脂組成物は、例えばC.I.Pigment Red 7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272、279等の赤色顔料を用いて得られる組成物である。赤色感光性樹脂組成物には、C.I.Pigment Orange 43、71、73等の橙色顔料を併用することができる。

0072

前記赤色画素のD65光源による色度(x,y)が、xy色度図で(0.634,0.298)、(0.640,0.342)、(0.655,0.344)、(0.683,0.316)、(0.675,0.307)の5点で囲まれる領域内にあることが望ましい。前述の色度点を満たす場合、C.I.Pigment Red254、177を使用することが高い透過率を得る上では望ましく、赤色感光性樹脂組成物に含有される顔料の総含有量としては、全固形分中、20部〜80部であることが好ましく、25部〜50部がより好ましい。顔料の総含有量を上記範囲とすることで、赤色感光性樹脂組成物によりカラーフィルタを作製した際に、適度な色度が得られる。また、膜硬化が充分に進み、膜としての強度を維持することができる。

0073

緑色画素は、本発明の緑色感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。

0074

また、青色画素は、通常の青色感光性樹脂組成物を用いて形成することができる。青色感光性樹脂組成物は緑色顔料の代わりに、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、紫色顔料またはキサンテン系染料やローダミン系染料を併用することもできる。紫色顔料としては、C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等が挙げられる。

0075

キサンテン系染料としては、キサンテン系酸性染料を用いることが好ましく、特にキサンテン系酸性染料を、カウンタイオンとしてはたらくカウンタ成分である四級アンモニウム塩化合物を用いて造塩化した化合物、キサンテン系酸性染料をスルホンアミド化したスルホン酸アミド化合物を用いることが耐熱性、耐光性が優れているため好ましい。キサンテン系染料の中でも、ローダミン系染料は発色性耐性にも優れているために好ましい。

0076

キサンテン系酸性染料として、C.I.アシッドレッド51(エリスロシン食用赤色3号))、C.I.アシッド レッド 52(アシッドローダミン)、C.I.アシッド レッド 87(エオシンG(食用赤色103号))、C.I.アシッド レッド 92(アシッドフロキシンPB(食用赤色104号))、C.I.アシッド レッド 289、C.I.アシッド レッド 388、ローズベンガルB(食用赤色5号)、アシッドローダミンG、C.I.アシッドバイオレット9を用いることが好ましい。中でも、耐熱性、耐光性の面で、キサンテン系酸性染料であるC.I.アシッド レッド 87、C.I.アシッド レッド 92、C.I.アシッド レッド 388、あるいは、ローダミン系酸性染料であるC.I.アシッド レッド 52(アシッドローダミン)、C.I.アシッド レッド 289、アシッドローダミンG、C.I.アシッド バイオレット 9を用いることがより好ましい。

0077

この中でも特に、発色性、耐熱性、耐光性に優れる点において、ローダミン系酸性染料であるC.I.アシッドレッド52、C.I.アシッド レッド 289を用いることが最も好ましい。

0078

前記青色画素のD65光源による色度(x,y)が、xy色度図で(0.132,0.150)、(0.133,0.107)、(0.146,0.045)、(0.165,0.095)の4点で囲まれる領域内にあることが望ましい。前述の色度点を満たす場合、青色感光性樹脂組成物に含有される顔料の総含有量としては、全固形分中、8部〜40部であることが好ましく、10部〜35部がより好ましい。顔料の総含有量を上記範囲とすることで、青色感光性樹脂組成物によりカラーフィルタを作製した際に、良好な耐熱性、耐光性を維持し、膜としての強度を得ることができる。

0079

本発明のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法により、透明基板上に各色の着色画素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、可視光に対してある程度の透過率を有するものを用いることができる。ガラス板や、ポリカーボネート、ポ
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。遮光パターンを用いる場合は、あらかじめ透明基板上にクロム等の金属薄膜遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。

0080

透明基板上への各色画素の形成は、フォトリソグラフィー法により下記の方法で行う。すなわち、感光性樹脂組成物を、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又は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。スリットコーターカーテンコータなどスピンレスコート方式が膜厚均一性の観点で好ましい。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所望のパターンを形成したのち、感光性着色組成物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、印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。

0081

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、上記感光性樹脂組成物を塗布乾燥後水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、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。

0082

以上の一連の工程を、感光性樹脂組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色パターンすなわち複数色の着色画素を形成することができる。最後に透明樹脂組成物を用いて成膜露光、現像、焼成を行うことにより、本発明のカラーフィルタを得ることができる。

0083

(液晶表示装置)
このように作製したカラーフィルタ基板駆動回路を有する基板とをシール剤を用いて貼り合わせ、液晶を注入することにより、本発明の液晶表示装置を作製することができる。

0084

有機EL表示装置
作製したカラーフィルタ基板と有機EL素子基板を対向するように配置し、不活性ガス中においてカラーフィルタの周縁部をシール剤により封止することにより、本発明の有機EL表示装置を作製することができる。

0085

以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。

0086

まず実施例及び比較例に用いた樹脂型分散剤溶液と透明樹脂溶液顔料分散体、感光性樹脂組成物の調製方法について説明する。

0087

[樹脂型分散剤溶液の調製]
市販の樹脂型分散剤(BASF社製EFKA4300)と、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用いて不揮発分40重量%溶液に調製し、樹脂型分散剤溶液として使用した。

0088

顔料分散樹脂溶液の調製]
セパラブル口フラスコ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370部を入れ、容器窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメタクリル酸(MAA)23部、2−ヒドロキシエチルメタクリレートHEMA)17部、n−ブチルメタクリレート(BMA)25部、ベンジルメタクリ
ート(BzMA)22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(東亞合成株式会社社製「アロニックスM110」)13部、および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル12.0部の混合物を1時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、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3.0部をシクロヘキサノン50部に溶解させた溶液を加え、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。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質量%になるようにシクロヘキサノンを添加して、顔料分散樹脂を調製した。

0089

[透明樹脂溶液の調製]
反応容器にシクロヘキサノン70部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でベンジルメタクリレート12.3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5.3部、(b)光重合性モノマーとして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(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、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0.2部をシクロヘキサノン10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、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約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、先に合成した非感光性透明樹脂溶液に不揮発分が40重量%になるようにシクロヘキサノンを添加して非感光性樹脂溶液を調製し透明樹脂溶液を得た。得られた透明樹脂の重量平均分子量Mwは20000であった。

0090

[顔料分散体の調製]
赤色顔料分散体PR
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mm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、5μmのフィルタで濾過し、赤色顔料分散体PRを調製した。
赤色顔料1:C.I.Pigment Red 254 7.5部
(BASF社製「イルガフォーレッドB−CF」)
赤色顔料2:C.I.Pigment Red 177 1.2部
(BASF社製「クロモフタールレッド A2B」)
黄色顔料1:C.I.Pigment Yellow 150 1.0部
ランクセス社製「E4GN」)
ジケトピロロピロール系顔料誘導体2.3部
樹脂型分散剤溶液3.0部
顔料分散樹脂溶液34.0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51.0部

0091

緑色顔料分散体PG−1
下記組成の混合物を使用し、赤色顔料分散体PRと同様にして、緑色顔料分散体PG−1を調製した。
緑色顔料1:C.I.Pigment Green58 9.0部
DIC社製ファストゲングリーンA110」)
黄色顔料1:C.I.Pigment Yellow 150 3.0部
(BASF社製「PALIOTOL YELLOW K0 961HD」)
樹脂型分散剤溶液3.0部
顔料分散樹脂溶液34.0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51.0部

0092

・緑色顔料分散体PG−2
下記組成の混合物を使用し、赤色顔料分散体PRと同様にして、緑色顔料分散体PG−2を調製した。
緑色顔料1:C.I.Pigment Green 58 9.0部
(DIC社製「ファストゲングリーンA110」)
黄色顔料2:C.I.Pigment Yellow 138 3.0部
(BASF社製「PALIOTOL YELLOW K0 961HD」)
樹脂型分散剤溶液3.0部
顔料分散樹脂溶液34.0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51.0部

0093

青色顔料分散体PB
下記組成の混合物を使用し、赤色顔料分散体PRと同様にして、青色顔料分散体PBを調製した。
青色顔料1:C.I.Pigment Blue 15:6 9.8部
(BASF製「ヘリオゲンブルーL−6700F」)
紫色染料:キサンテン系染料2.2部
樹脂型分散剤溶液2.4部
顔料分散樹脂溶液25.6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60.0部

0094

[赤色感光性樹脂組成物R−1の調製]
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して赤色感光性樹脂組成物を調整した。
・顔料分散体:赤色顔料分散体PR 45.0部
・透明樹脂:透明樹脂溶液10.0部
・光重合性モノマー1 :東亞合成社製「アロニックスM520」 4.0部
・光重合開始剤1 :BASF社製「イルガキュアーOXE02 1.2部
・光重合開始剤2 :BASF社製「イルガキュアー379」 0.6部
・界面活性剤界面活性剤:ビックケミー社製「BYK330」 1.0部
2%シクロヘキサノン溶液
・有機溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート38.2部

0095

[緑色感光性樹脂組成物の調製]
<緑色感光性樹脂組成物G−1>
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して緑色感光性樹脂組成物G−1を調製した。
・顔料分散体:緑色顔料分散体PG−1 60.0部
・透明樹脂:透明樹脂溶液11.1部
・光重合性モノマー2:東亞合成社製「アロニックスM402」 1.7部
・光重合開始剤1 :BASF社製「イルガキュアーOXE02」 0.7部
・熱硬化性モノマー6:ナガセケムテックス社製「EX−946」 1.0部
・界面活性剤1 :ビックケミー社製「BYK330」
2%シクロヘキサノン溶液1.0部
・有機溶剤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24.5部

0096

<緑色感光性樹脂組成物G−2〜10>
表1に示す混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して、各感光性樹脂組成物を得た。

0097

表1に記した組成物の具体的内容を以下に示す。
・光重合性モノマー2 :東亞合成社製「アロニックスM402」
・光重合開始剤1 :BASF社製「イルガキュアーOXE02」
・熱硬化性モノマー1 :ナガセケムテックス社製「EX−313」
・熱硬化性モノマー2 :ナガセケムテックス社製「EX−201」
・熱硬化性モノマー3 :ナガセケムテックス社製「EX−252」
・熱硬化性モノマー4 :ダイセル社製「EHPE−3150」
・熱硬化性モノマー5 :ナガセケムテックス社製「EX−121」
・熱硬化性モノマー6 :ナガセケムテックス社製「EX−946」

0098

0099

青色感光性着色組成物B−1の調製]
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して青色感光性樹脂組成物を調整した。
・顔料分散体:青色顔料分散体PB 30.0部
・透明樹脂:透明樹脂溶液15.0部
・光重合性モノマー2:東亞合成社製「アロニックスM402」 4.0部
・光重合開始剤3 :BASF社製「イルガキュアー907」 2.2部
・界面活性剤1 :ビックケミー社製「BYK330」 1.0部
2%シクロヘキサノン溶液
・有機溶剤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48.8部

0100

[カラーフィルタの作製]
<実施例1〜6、比較例1〜4>
得られた感光性樹脂組成物を用いて着色画素を形成した。各着色画素形成に用いた緑色感光性樹脂組成物(G−1〜10)の組み合わせは表2に示した。

0101

あらかじめストライプ状の樹脂ブラックマトリクス(膜厚1.2μm)が形成してあるガラス基板に、赤色感光性組成物(R−1)をスピンレスコートにより仕上り膜厚が2.5μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥の後、赤色画素形成用のストライプ状フォトマスクを介して、高圧水銀灯の光を50mJ/cm2照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像して、ストライプ形状の赤色画素を。その後、230℃で20分処理して硬膜した。

0102

次に、緑色感光性樹脂組成物(G−1〜10)も同様にスピンレスコートにより仕上り膜厚が2.5μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥した後、前述の赤色画素と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像して、ストライプ形状の緑色画素を得た。その後、230℃で20分処理して硬膜した。

0103

さらに、赤色、緑色と全く同様にして、青色感光性組成物(B−1)についても同様にスピンレスコートにより仕上り膜厚が2.5μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥した後、赤色、緑色の画素と隣接した位置にパターンが形成されるようにフォトマスクを通して露光し現像することで、青色画素を得た。これで、透明基板上に赤、緑、青3色のストライプ状の画素を有するカラーフィルタが得られた。

0104

なお、アルカリ現像液は以下の組成からなる。
炭酸ナトリウム1.5重量%
炭酸水素ナトリウム0.5重量%
陰イオン系界面活性剤(花王・ペリレックスBL) 8.0重量%
水 90.0重量%

0105

[緑色単色パターンの作製]
透明基板であるガラス基板に、得られた緑色感光性樹脂組成物(G−1〜10)をスピンレスコートにより仕上り膜厚が2.5μmとなるように塗布した。90℃で5分間乾燥の後、ストライプ状フォトマスクを介して、高圧水銀灯の光を50mJ/cm2照射し、アルカリ現像液にて60秒間現像して、ストライプ形状の緑色単色パターンを得た。その後、230℃で40分処理して硬膜した。緑色単色パターンの幅、膜厚は、前記緑色画素と同様である。

0106

[色度・透過率測定
得られたカラーフィルタの緑色画素及び緑色単色パターンの中心部を、顕微分光光度計ラムダビジョン製 LVmicroZ2)を用いて、D65光源での分光特性評価を行い、色度、透過率を算出した。なお、測定の際のリファレンスには板厚0.7mmの無アルカリガラスを用いた。透過率評価の判定基準については、単色緑色パターン及びカラーフィルタの緑色画素の色度を同じyに色合わせした際の、緑色単色パターンとカラーフィルタの緑色画素の透過率の差ΔYが、ΔY≦5%の場合は○、ΔY>5%の場合は×とした。透過率評価の結果を表2に示す。

0107

なお、表2は、赤色画素と青色画素で挟持される緑色画素の透過率の差であるが、この透過率の差は熱履歴加算で大きくなる傾向にある。表2の透過率の差は、青画素形成時の熱処理の影響が大きい。オーバーコート呼称される透明樹脂層の積層、さらには、液晶パネル工程での配向膜形成、シール部形成(封止)などの熱処理が加算されると、透過率の差は大きくなる傾向にある。後工程熱処理が重畳されることが多いという観点で、本願技術の提案はさらに重要となる。

0108

0109

実施例1〜6および比較例1〜4で作製したカラーフィルタの明度評価の結果を表2に示す。実施例1〜4、比較例1〜4で作製した緑色画素の色度(x,y)は、(0.278,0.611)、実施例5の緑色画素の色度(x,y)は(0.265,0.640)、実施例6の緑色画素の色度(x,y)は(0.289,0.582)となし、色度(x,y)が、(0.170,0.570)、(0.260, 0.650)、(0.330, 0.620)、(0.364, 0.565)、(0.190, 0.500)の5点で囲まれる領域内にあることを確認できた。また、実施例1〜6では、単色緑色パターンとカラーフィルタでの緑色画素の透過率の差が5%以内となり、隣接画素からの移染の影響を受けず、高透過率のカラーフィルタを得ることができた。測定部は、いずれも画素の中心部(平面視で中央の部分)である。
一方、比較例1ではエポキシを添加しなかったため、比較例2では単官能エポキシを用いたため、比較例3ではエポキシ当量が大きすぎ、効果が小さくなったため、比較例4では、多官能エポキシの添加量が固形分中3%未満であったため、カラーフィルタを形成した際に、緑色画素の透過率が5%以上低下し、高い透過率を得ることができなかった。

0110

[液晶表示装置の作製]
得られたカラーフィルタの着色組成物側に、オーバーコート層を形成し、その上にポリイミド配向層を形成した。そして、このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。他方、別の(第2の)板厚0.7mmの無アルカリガラス基板の一方の表面にTFTアレイおよび画素電極を形成した。

0111

このようにして準備された2つのガラス基板を電極層同士が対面するよう対向させ、ス
ペーサビーズを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置合わせし、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲をLCD用シール剤「フォトレックS」を用いて封止した。次いで、開口部から用液晶組成物を注入し、開口部を封止した。その後、クリーンオーブンにて190℃で60分加熱し、液晶表示装置を得た。

0112

得られた液晶表示パネル広視野角表示が可能なように最適化された光学補償層を設けた。さらに、バックライトユニットと組み合わせて液晶表示装置を得た。

実施例

0113

得られた液晶表示装置のバックライト点灯し、外観観察をした結果、色表示特性は良好であった。

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