JP2001288385A - カラーフィルター用青色インキ組成物、それを用いたカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルター - Google Patents
カラーフィルター用青色インキ組成物、それを用いたカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルターInfo
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Abstract
用カラーフィルターの青色着色層を形成でき、また、そ
のための顔料の分散安定性、流動性、粘性の経時安定性
やコーティング適性、塗布膜の均一性、フォトリソグラ
フィー特性などの性能の向上したカラーフィルター用青
色インキ組成物の提供。 【解決手段】 青色顔料組成物、カチオン性高分子分散
剤、皮膜形成用樹脂および液体媒体からなるカラーフィ
ルター用青色インキ組成物において、青色顔料組成物が
銅フタロシアニン、カルバゾールジオキサジンバイオレ
ットおよび銅フタロシアニンの誘導体を混合して、非芳
香族系溶媒中で湿式摩砕して得たアニオン荷電性の青色
顔料組成物であり、カチオン性高分子分散剤が分子中に
アミノ基および/または第4級アンモニウム塩基を有す
る重合体である青色インキ組成物。
Description
用青色インキ組成物、それを用いたカラーフィルターの
製造方法およびカラーフィルターに関する。さらに詳し
くは、本発明により、カラーフィルターの青色着色層の
形成に、赤味鮮明なε型銅フタロシアニンを主成分とす
る顔料組成物からなるインキ組成物を用いることによ
り、彩度、鮮明性の低下、透過率の減少を起こすことな
く、従来のε型銅フタロシアニンブルー顔料より赤味の
色相を呈するカラーフィルターが得られる。また、上記
インキ組成物は、顔料の液体媒体中で分散安定性、流動
性、粘性の経時安定性やカラーフィルター形成工程にお
けるコーティング特性、塗布膜の均一性、フォトリソグ
ラフィー特性などの性能が向上しており、該インキ組成
物を用いることにより、優れたカラーフィルターが提供
される。
る顔料の中でも特に安定で、各種耐性に優れており、多
くの結晶形態を持っている。そのなかで実際に工業化さ
れている主なものとしてはα型、β型およびε型が知ら
れている。緑味のブルーの用途にはβ型を、赤味のブル
ーの用途にはα型を使用するのが一般的であるが、さら
に赤味のブルーの要求があるときにはε型銅フタロシア
ニンブルーが使用されている。
晶ディスプレイ用カラーフィルターの用途において、さ
らに一層赤味の色相が要求されているが、ε型銅フタロ
シアニン単独ではこのような色相は実現できないため、
通常、ε型銅フタロシアニンと銅フタロシアニンより赤
味の他種の顔料を混合して使用せざるを得ないのが実情
である。しかし、異種顔料同士を粉体混合したり、着色
剤の状態で配合して使用する場合は、混合物の発色は減
色混合発色となり、どうしても彩度や鮮明性の低下、透
過率の減少は避けられなかった。
り得られた粗大顔料を微細化して顔料としての性能を出
すための顔料化工程で、銅フタロシアニンに異種顔料を
混合することにより単独の顔料に類似の挙動を示すよう
な工夫がなされてきた。例えば、銅フタロシアニンと異
種顔料とを乾式摩砕して顔料混合物を得る方法がある。
しかしながら、この方法で得られた顔料混合物では、銅
フタロシアニンは多くの場合、全てα型となってしま
い、色相がε型より緑味となり、また、着色力や鮮明性
が不足している。
酸中に溶解して顔料の硫酸塩とし、これを水中で再沈さ
せる方法も知られているが、この方法で得られた顔料組
成物では銅フタロシアニンは全てα型となってしまうた
め、同様に基本となる銅フタロシアニンそのものの色が
ε型より緑味となるため、結果的に目的の赤味鮮明性の
発色は得られない。
処理方法を行うにしても基本となる処理された銅フタロ
シアニン顔料の結晶型は、唯一赤紫味の青色の色調を示
すε型の結晶型を生成する方法でなければ本発明の目的
は達成されない。
ス基板上にスピンコーターで非常に薄く塗布して形成さ
れるか、熱転写方式の場合にはポリエステルフィルムな
どの上に同様に薄く塗布して形成しなければならない。
そのため、使用される着色インキ組成物は液体媒体中で
顔料の分散安定性が高く、粘度が低く安定であり、粘性
の経時安定性が高く、また、カラーフィルター形成工程
における塗布液の流動性などのコーティング特性に優
れ、塗布膜の均一性、着色層のパターン形成性などのフ
ォトリソグラフィー特性などの性能に優れることが要求
される。
が解消され、赤味鮮明で、透過率の高いカラーフィルタ
ーの青色着色層を形成でき、また、そのための分散安定
性、流動性、粘性の経時安定性やコーティング適性、塗
布膜の均一性、フォトリソグラフィー特性などの性能の
向上したカラーフィルター用青色インキ組成物およびそ
れを用いたカラーフィルターを提供することである。
究の結果、赤味鮮明で、透過率の高い青色着色層を形成
させる青色顔料組成物については、α型銅フタロシアニ
ンとカルバゾールジオキサジンバイオレット顔料との顔
料混合物中で、α型銅フタロシアニンをε型銅フタロシ
アニンに結晶転移させることにより、より高密度な混合
体の形をとったε型銅フタロシアニンを主成分とした顔
料組成物となり、これに銅フタロシアニンのスルホン酸
誘導体を加えることにより、アニオン荷電性の青色顔料
組成物とし、さらにカチオン性高分子分散剤と合わせて
使用することにより、優れた青色インキ組成物およびカ
ラーフィルターの青色着色層を形成させることができる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。これは、結
晶転移が生ずる際に、ε型銅フタロシアニンとカルバゾ
ールジオキサジンバイオレットとが相互に部分溶解し、
再結晶の段階を経るため、より高密度な顔料混合体が得
られるものと考えられる。
明によって達成される。即ち、本発明は、青色顔料組成
物、カチオン性高分子分散剤、皮膜形成用樹脂および液
体媒体とからなるカラーフィルター用青色インキ組成物
において、青色顔料組成物が、銅フタロシアニン(C.
I.ピグメントブルー15)およびカルバゾールジオキ
サジンバイオレット(C.I.ピグメントバイオレット
23)、銅フタロシアニンのモノ−またはジ−フタルイ
ミドメチル誘導体(以下フタルイミドメチル化銅フタロ
シアニンと称する)および銅フタロシアニンのモノ−ま
たはジ−スルホン酸誘導体(以下スルホン化銅フタロシ
アニンと称する)を混合して、非芳香族系溶媒中で湿式
摩砕して得たε型銅フタロシアニンを主成分とするアニ
オン荷電性の青色顔料組成物であり、カチオン性高分子
分散剤が、分子中にアミノ基および/またはアンモニウ
ム塩基を有する重合体であることを特徴とするカラーフ
ィルター用青色インキ組成物、それを用いたカラーフィ
ルターの製造方法およびカラーフィルターを提供する。
ましくはε型銅フタロシアニン100重量部に対して、
カルバゾールジオキサジンバイオレット(成分B)をお
よそ0.1〜50重量部、第三成分としてフタルイミド
メチル化銅フタロシアニン(成分C)をおよそ0.1〜
10重量部、および第四成分としてスルホン化銅フタロ
シアニン(成分D)をおよそ0.1〜30重量部の割合
で含んでいる青色顔料組成物であるであることが好まし
い。
本発明をさらに詳しく説明する。本発明で使用する顔料
組成物は、ε型銅フタロシアニン、カルバゾールジオキ
サジンバイオレットおよびフタルイミドメチル化銅フタ
ロシアニンおよびスルホン化銅フタロシアニンを含むも
のであり、α型銅フタロシアニンなどとカルバゾールジ
オキサジンバイオレットとの混合系の中で、α型銅フタ
ロシアニンなどを結晶転移させてε型銅フタロシアニン
とすることで製造される。
タロシアニン(成分A)、成分B、成分Cおよび/また
は成分Dを非芳香族系溶媒中で湿式摩砕(ミリング)す
る方法、成分A、成分B、成分Cおよび/または成分D
の各成分の少なくとも一部を乾式摩砕し、非芳香族系溶
剤中で湿式摩砕する方法、予め、結晶型を問わない銅フ
タロシアニンを成分Bあるいはさらに成分Cおよび/ま
たは成分Dとともに濃度が60重量%以上の硫酸水溶液
に添加して顔料の硫酸塩とし、これを水中に注入して銅
フタロシアニンをα型とし、必要によりさらに成分Cお
よび/または成分Dを加えて非芳香族系溶媒中で湿式摩
砕する方法などがある。フタルイミドメチル化銅フタロ
シアニンおよびスルホン化銅フタロシアニンの添加は、
上記のε型銅フタロシアニンへの結晶形態の転移の容易
さ、結晶形態の安定性についてのバランスに効果的であ
る。
ドペースト法、アシッドスラリー法やソルトミリング法
などの従来公知の乾式摩砕方法で処理して得られ、製造
方法は特に限定されない。カルバゾールジオキサジンバ
イオレットは色相がブルーに近い紫色であるのでε型銅
フタロシアニンをさらに赤味にするのに好ましい。
性を付与し、カラーフィルター用顔料インキ組成物のカ
チオン性高分子分散剤との相互作用で、皮膜形成用樹脂
とともに液体媒体中で顔料の分散安定性、流動性、粘性
の経時安定性や、カラーフィルター形成工程におけるコ
ーティング特性、塗布膜の均一性、フォトリソグラフィ
ー特性などの性能向上に寄与するものである。本発明で
使用する青色顔料組成物がアニオン荷電性であること
は、電気泳動装置で顔料組成物がプラス極側に移動する
ことによって確認された。
剤は、分子中にアミノ基および/または第4級アンモニ
ウム塩基を有する重量平均分子量が1,000〜10
0,000の重合体であることが好ましい。具体的に
は、例えば、アミノ基あるいはアンモニウム塩基が1級
アミン、2級アミン、3級アミンおよび第4級アンモニ
ウム塩基から選ばれた1種または2種以上のカチオン性
重合体が使用される。
媒としては、例えば、グリセリン、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、
カルビトール系溶媒、セロソルブ系溶媒、ケトン系溶媒
などが挙げられる。溶媒は芳香族性が強くなるほど顔料
の結晶転移は容易になるが、強過ぎると制御が困難とな
りβ型が発生してしまうので注意が必要となる。特に好
ましいのは、ジエチレングリコールなどの粘性の高い多
価アルコールである。非芳香族系溶媒の使用量は、通
常、上記の成分の合計重量の5〜10倍量程度の量で使
用されるが、この量に限定されるものではない。
ニンをシード(結晶種)として加えると、結晶の転移を
容易にし、時間を大幅に短縮させることができるので好
ましい。シードとしてのε型銅フタロシアニンの使用割
合は各成分の全量に対しておよそ0.5〜20重量%が
好ましい。
サンドミル、縦型あるいは横型の連続媒体分散機、ニー
ダー、アトライターなどの従来から摩砕に使用されてい
る装置がいずれも使用できる。摩砕装置は温度調節がで
き、強力な剪断力をかけ得るものならばいかなる装置で
もよい。湿式摩砕に際しては、摩砕助剤は使用しなくて
もよいが、最終的な顔料組成物の粒子を調整するために
必要ならば使用しても差し支えない。摩砕助剤として
は、従来公知の食塩、重炭酸ソーダ、芒硝などの水溶性
無機塩が使用可能である。湿式摩砕は、通常、60〜1
80℃の温度、好ましくは80〜150℃で行われる。
により形成されたε型銅フタロシアニン顔料と成分B、
成分Cおよび/または成分Dを含む顔料組成物は、分散
メディア(これを使用した場合には)は、非芳香族系溶
媒から従来公知の方法で顔料組成物が分離され、精製、
水洗、乾燥される。また、成分Cおよび成分Dは、上記
の各製造方法における何れの工程で追加して添加するこ
とができる。また、上記の各製造工程で成分Cおよび成
分Dの一部を使用した場合には、それらの成分の残部は
何れかの後工程で追加して添加することができる。
色インキ組成物中において、好ましくは、ε型銅フタロ
シアニン100重量部に対して、成分Bをおよそ0.1
〜50重量部、成分Cをおよそ0.1〜10重量部およ
び成分Dをおよそ0.1〜30重量部の割合で含むもの
である。
に、従来のε型フタロシアニンよりも低波長側(420
〜440nm)での透過率が高く、しかも従来のε型銅
フタロシアニン顔料の本来の透過率の減少を招かないこ
とが特徴である。このため色相が赤味鮮明なブルーであ
り、かかる色相が要求されるカラーフィルターの青色着
色層の青色顔料として適切である。
は、従来公知のカラーフィルター用着色インキ組成物に
使用され、着色層を形成する皮膜形成用樹脂が使用され
る。カラーフィルター用青色インキ組成物が、転写フィ
ルム状で使用される場合には液体媒体は乾燥されている
ので含有していない。カラーフィルター用青色インキ組
成物が液状の青色インキ組成物の場合に、使用される液
体媒体としては、従来公知のカラーフィルター用青色イ
ンキ組成物に使用される液体媒体が使用される。
らに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。なお、文中、部または%とある
のは特に断りのない限り重量基準である。 実施例1(顔料組成物の調製例) 公知の方法で得たα型銅フタロシアニン100部と、フ
タルイミドメチル銅フタロシアニン3部、スルホン化銅
フタロシアニン1部、カルバゾールジオキサジンバイオ
レット3部、シードとしてε型銅フタロシアニン顔料1
0部、食塩300部およびジエチレングリコール110
部を、ニーダー中で内容物の温度を100〜110℃に
保って20時間摩砕を行った。
加熱処理し、ろ過、水洗し、銅フタロシアニンを主成分
として含む顔料組成物のプレスケーキを得た。上記で得
られた銅フタロシアニンはX線回折のブラッグ角よりε
型であることが確認された。さらに、上記のε型銅フタ
ロシアニンを含む顔料組成物のプレスケーキとスルホン
化銅フタロシアニンのプレスケーキを固形分(重量比)
で91:9になるように配合し、水を加えてホモミキサ
ーで解膠し、5%水懸濁液とし、1時間攪拌後、ろ過、
水洗、乾燥、粉砕し、ε型銅フタロシアニンを主成分と
して含む赤味青色顔料組成物を得た。この顔料組成物
0.2gとエタノール50mlを5分間超音波分散した
溶液を、電気泳動装置にて測定したところ、上記顔料組
成物はアニオン荷電性であることを示した。これはスル
ホン化銅フタロシアニンに起因する性質である。
0部、フタルイミドメチル銅フタロシアニン3部、スル
ホン化銅フタロシアニン1部、シードとしてε型銅フタ
ロシアニン顔料10部、食塩300部、およびジエチレ
ングリコール110部を、ニーダー中で内容物の温度を
100〜110℃に保って15時間摩砕を行った。得ら
れた内容物を2%の希硫酸水溶液中で加熱処理し、ろ
過、水洗、乾燥することによってε型銅フタロシアニン
を含む顔料組成物を得た。
し、下記表1の配合処方にて顔料組成物を分散させ、カ
ラーフィルター用青色組成物(ベースカラー)を作製し
た。表1で使用したカチオン性高分子分散剤は、重量平
均分子量10,000の塩基性3級アミンを有する重合
体の40%プロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート溶液である。また、アクリル酸樹脂溶液はスチ
レン−メタクリル酸メチル−アクリル酸の共重合体で、
重量平均分子量15,000、酸価75の40%プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液であ
る。
する以外は実施例2と同様の方法で青色ベースカラーを
作製した。
オキサジンバイオレットに代えて湿式分散させて作製し
た紫色のベースカラーと、比較例2の青色ベースカラー
とを、ε型銅フタロシアニン110部に対するバイオレ
ット顔料の量が3.0部となるように混合して調色青色
ベースカラーを得た。
ぞれをスピンコーターにてガラス基板に塗布し、プリベ
ークした。得られた各塗布パネルを大日精化工業(株)
製コンピューターカラーマッチングシステムの測定器
「カラコムC」で光透過特性を測色したところ、下記表
2に示す値が得られた。
性が認められた。比較例2は、透過率は高いが赤味が不
足しており、比較例3は、赤味ではあるが透過率が低
い。
記の各塗布パネルを250℃の加熱雰囲気中に1時間放
置後、測色した。耐熱性の指標として耐熱性試験前後の
色差(ΔEab*(耐熱性))を求めた。また、塗布パ
ネルの耐光性を評価するために、実施例2および比較例
2、3のベースカラーのそれぞれをスピンコーターにて
ガラス基板に塗布し、プリベーク後、測色した。その各
塗布パネルをメタルハライドランプ90mW雰囲気に1
2時間放置後、測色した。耐光性の指標としてメタルハ
ライドランプ照射前後の色差(ΔEab*(耐光性))
を求めた。以上の結果を表3に示した。
の青色ベースカラーに比較して、耐熱性および耐光性に
ついて明らかな優位性が認められた。
ブルーベースカラーを使用し、下記表4の配合処方にて
Bの感光性顔料分散液を得た。
おいて、顔料として実施例1で作製した顔料組成物を使
用する代わりに、赤色顔料(C.I.ピグメントレッド
177)および黄色顔料(C.I.ピグメントイエロー
83)を使用する以外は実施例2と同様の方法で作製し
たレッドベースカラーを使用し、下記表4の配合処方に
てRの感光性顔料分散液を得た。
(C.I.ピグメントグリーン36)および黄色顔料
(C.I.ピグメントイエロー83)を使用する以外は
実施例2と同様の方法で作製したグリーンベースカラー
を使用し下記、下記表4の配合処方にてGの感光性顔料
分散液を得た。
ーを得るために、シランカップリング剤処理を行ったガ
ラス基板をスピンコーターにセットし、上記Rのカラー
フィルター用感光性顔料分散液を最初300rpmで5
秒間、次いで1,200rpmで5秒間の条件でスピン
コートした。次いで80℃で10分間プリベークを行
い、モザイク状のパターンを有するフォトマスクを密着
させ、超高圧水銀灯を用い100mJ/cm2の光量で
露光を行った。次いで専用現像液および専用リンスで現
像および洗浄を行い、ガラス基板上に赤色のモザイク状
パターンを形成させた。
青色モザイク状パターンを、上記のGおよびBのカラー
フィルター用感光性顔料分散液を用いて上記の方法に準
じて塗布および焼付けを行って形成し、R、G、Bのカ
ラーフィルターを得た。上記で得られたカラーフィルタ
ーは優れた分光カーブ特性を有し、耐光性や耐熱性など
の堅牢性に優れ、また、光の透過性にも優れた性質を有
し、特に青色が鮮明な赤味青色の色調および高透過性の
特長を有する液晶カラーディスプレイ用カラーフィルタ
ーとして優れた性質を有した。
ニン顔料を主成分とするアニオン荷電性の青色顔料組成
物とカチオン性高分子分散剤、皮膜形成用樹脂および液
体媒体とからなるカラーフィルター用青色インキ組成物
は、彩度、鮮明性の低下、透過率の減少を起こすことな
く、従来のε型銅フタロシアニンよりも赤味の色相を呈
するとともに、耐熱性、耐溶剤、耐光性や耐候性が向上
したカラーフィルター用青色インキ組成物およびそれを
用いたカラーフィルターを提供することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 青色顔料組成物、カチオン性高分子分散
剤、皮膜形成用樹脂および液体媒体とからなるカラーフ
ィルター用青色インキ組成物において、青色顔料組成物
が、銅フタロシアニン(C.I.ピグメントブルー1
5)およびカルバゾールジオキサジンバイオレット
(C.I.ピグメントバイオレット23)、銅フタロシ
アニンのモノ−またはジ−フタルイミドメチル誘導体お
よび銅フタロシアニンのモノ−またはジ−スルホン酸誘
導体を混合して、非芳香族系溶媒中で湿式摩砕して得た
ε型銅フタロシアニンを主成分とするアニオン荷電性の
青色顔料組成物であり、カチオン性高分子分散剤が、分
子中にアミノ基および/または第4級アンモニウム塩基
を有する重合体であることを特徴とするカラーフィルタ
ー用青色インキ組成物。 - 【請求項2】 青色顔料組成物の、ε型銅フタロシアニ
ン、カルバゾールジオキサジンバイオレット、銅フタロ
シアニンのモノ−またはジ−フタルイミドメチル誘導体
および銅フタロシアニンのモノ−またはジ−スルホン酸
誘導体の重量割合が100:0.1〜50:0.1〜1
0:0.1〜30である請求項1に記載のカラーフィル
ター用青色インキ組成物。 - 【請求項3】 カチオン性高分子分散剤のアミノ基ある
いはアンモニウム塩基が、1級アミン、2級アミン、3
級アミンおよび第4級アンモニウム塩から選ばれた1種
または2種以上である請求項1に記載のカラーフィルタ
ー用青色インキ組成物。 - 【請求項4】 カチオン性高分子分散剤の重量平均分子
量が、1,000〜100,000である請求項1に記
載のカラーフィルター用青色インキ組成物。 - 【請求項5】 カラーフィルターの青色着色層を、請求
項1〜4のいずれか1項に記載のカラーフィルター用青
色インキ組成物を使用して形成することを特徴とするカ
ラーフィルターの製造方法。 - 【請求項6】 カラーフィルターの青色着色層が、請求
項5に記載の方法によって形成されてなることを特徴と
するカラーフィルター。
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