JP2004233727A - カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されているカラーフィルタ用着色組成物、およびコントラスト比が高くかつ諸耐性に優れた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顔料担体と顔料とを含むカラーフィルタ用着色組成物において、前記顔料が、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することにより得られる加工顔料であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物、および基板上に、前記着色組成物を用いて形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【選択図】 なし
【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顔料担体と顔料とを含むカラーフィルタ用着色組成物において、前記顔料が、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することにより得られる加工顔料であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物、および基板上に、前記着色組成物を用いて形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶カラーディスプレー、ビデオカメラ等に使用される、光学的カラーフィルタの製造に使用される着色組成物およびこの着色組成物を用いて作成されるカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
一般的に、カラー液晶表示装置では、カラーフィルタの上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。これらの透明電極および配向膜の性能を充分に得るには、その形成を一般に２００℃以上、好ましくは２３０℃以上の高温で行う必要がある。
【０００３】
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を着色剤とする顔料分散法と呼ばれる方法が主流となっており、主に下記の２通りの方法でカラーフィルタが製造されている。
第１の方法では，感光性透明樹脂溶液中に顔料を分散したもの（顔料レジスト）をガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、次いで未露光部を現像工程で除去して１色目のパターンを形成、必要に応じて加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。
【０００４】
第２の方法では、透明樹脂溶液中に顔料を分散したものをガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、その塗膜上にポジ型レジスト等のレジストを塗布し、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、現像してレジストパターンを形成し、これをエッチングレジストとして、レジストパターンの付着していない顔料分散塗膜をエッチング液で除去し，レジスト塗膜を剥離して１色目のパターンを形成、必要により加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。なお、レジストの現像と顔料分散塗膜のエッチングを同時に行うこともできる。
【０００５】
一方、液晶ディスプレーは、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、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を可能にしているが、一般に有機顔料を分散したカラーフィルタは、顔料粒子による光の散乱等により、液晶が制御した偏光度合いを乱してしまうという問題がある。すなわち、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）に透過光が減衰するという現象があり、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のディスプレー上の輝度の比をコントラスト比と呼んでいる。
【０００６】
一般に、微細な顔料粒子をワニスのような着色料担体に分散させ、安定な分散体を得ることは難しく、分散体中の顔料粒子は、往々にして経時で凝集する。顔料粒子が凝集した分散体を用いて形成されたカラーフィルタは、コントラスト比を著しく低下させるため、顔料には、凝集することなく安定な微細粒子であり、かつ取り扱いが容易な性状であることが望まれている。
顔料同士の凝集を抑制する方法としては、ウェットケーキ顔料等の顔料の水性懸濁物を樹脂と溶剤を含むワニスで処理し、顔料を水相から樹脂相へ転相処理することにより、顔料を微細に分散された状態で樹脂などの分散安定剤で包含処理する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１８８５７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法で水性懸濁物中の顔料を樹脂相へ転相処理する場合には、流動性および転相効率を向上させるために樹脂への溶剤添加が不可欠になり、処理後の固形分管理の必要性や揮発溶剤の作業環境への影響などの懸念が生じる。また、処理後に完全に溶剤分を揮発させた場合には、インキ化などの際の溶剤への再分散に長時間を要する等の課題があった。
更に、溶剤単独での処理および溶剤含有率の高い樹脂での処理においては、顔料が樹脂相に転相した後に結晶成長を起こす等の問題が生じていた。
そこで、本発明は、顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されており、コントラスト比が高くかつ諸耐性に優れたカラーフィルタを作成できるカラーフィルタ用着色組成物、コントラスト比が高くかつ諸耐性に優れたおよびカラーフィルタの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物は、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することで得られる加工顔料を用いることにより、顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されたものである。
すなわち、本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と顔料とを含むカラーフィルタ用着色組成物において、前記顔料が、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することにより得られる加工顔料であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物である。
そして、本発明におけるカラーフィルタは、基板上に、上記着色組成物を用いて形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物について説明する。
カラーフィルタ用着色組成物に用いられる顔料は、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することで得られる加工顔料である。
上記加工顔料を含むカラーフィルタ用着色組成物は、熱重合開始剤や光重合開始剤を添加し、熱または紫外線等の活性エネルギー線を用いて硬化させることができ、重合開始剤を添加することなく電子線を用いて硬化させることができる。したがって、上記加工顔料を用いることで、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材を容易に調整することができる。
【００１１】
有機顔料の水性懸濁物としては、有機顔料を合成後の未精製の水性懸濁液、これを一旦濾過、洗浄して得られるウェットケーキ顔料、ウェットケーキ顔料に水を添加して再び水性懸濁液としたものを用いることができる。また、有機顔料の水性懸濁物には、合成時に顔料を微細粒子とするための表面処理剤、界面活性剤、分散剤や顔料誘導体等が添加されていてもよい。
有機顔料の水性懸濁物の顔料濃度は、顔料の種類によって異なるが、一般には１０重量％以上であり、８０重量％以下であれば、常温で流動性を有する非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することで顔料を水相からモノマーまたはオリゴマー相へ転相することができる。有機顔料の水性懸濁物の顔料濃度は、２５重量％以上６０重量％以下であることが好ましい。この範囲は、顔料を効率的に水相からモノマーまたはオリゴマー相へ転相できる水分量に基づいている。
【００１２】
有機顔料としては、カラーフィルタに用いられている公知の顔料を単独で、または２種類以上を混合して用いることができる。
以下に、加工顔料の製造に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
カラーフィルタ用着色組成物を用いて赤色フィルタセグメントを形成する場合には、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等の赤色顔料を用いることができる。また、赤色着色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。
【００１３】
イエロー色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ 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、１９３、１９４、１９９等の黄色顔料を用いることができる。
【００１４】
オレンジ色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１等のオレンジ色顔料を用いることができる。
緑色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
青色フィルタセグメントを形成する場合には、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。青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。
【００１５】
シアン色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：１、１５：２、１５：４、１５：３、１５：６、１６、８１等の青色顔料を用いることができる。
マゼンタ色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１４４、１４６、１７７、１６９、８１等の紫色顔料および赤色顔料を用いることができる。マゼンタ色着色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
【００１６】
常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーとは、有機顔料の水性懸濁液を処理する時の温度範囲、概ね０℃〜４０℃の温度範囲の中で流動性を有し、水に溶解しないものである。分子量が１００００以下であっても常温で流動性を有しないモノマーまたはオリゴマーを用いた場合は、有機顔料の水性懸濁液と長時間撹拌混合しても転相は起こらない。ここで、流動性を有するとは、上記温度範囲での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下の状態である。顔料を転相させるためには、常温で流動性を有するモノマーまたはオリゴマーを使用する必要がるが、粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下のモノマーまたはオリゴマーに、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えるモノマーまたはオリゴマー、あるいは流動性のないモノマーまたはオリゴマーを溶解させて、全体の粘度を１００００ｍＰａ・ｓ以下の状態とした、モノマーまたはオリゴマーの組成物を用いることも可能である。
【００１７】
また、非水溶性モノマーまたはオリゴマーの分子量は、２００から１００００でなければならない。なお、オリゴマーの分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定法による重量平均分子量である。
分子量１００００を越えるモノマーまたはオリゴマーは、顔料を水相からモノマーまたはオリゴマー相へ転相する速度が非常に遅いため使用できない。一方、分子量２００未満のモノマーまたはオリゴマーは、モノマーまたはオリゴマー相中で顔料が結晶成長するため使用できない。
加工顔料の溶剤や顔料担体に対する分散の速度は、モノマーまたはオリゴマーの分子量が低い方が良好であり、上記の転相性、結晶成長の抑制などの効果と併せて考慮すると、非水溶性モノマーまたはオリゴマーの分子量は、２００から２０００であることが好ましい。
【００１８】
非水溶性モノマーとしては、ブチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等の単官能モノマー、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシレーテッドトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシレーテッドトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシレーテッドグリセリントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。
【００１９】
非水溶性オリゴマーとしては、上記モノマーの低重合体であって、重量平均分子量１００００以下のものを用いることができる。非水溶性モノマーは、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基等を有していてもよい。
市販の非水溶性モノマーまたはオリゴマーとしては、ＢＡＳＦ社製のアクリル系オリゴマーＬａｒｏｍｅｒシリーズ、ダイセルのＥｂｅｃｒｙｌシリーズ、荒川化学社製のビームセットシリーズ、東亞合成社製のアロニクスシリーズ、昭和高分子社製のリポキシシリーズ、日本化薬社製のカヤラッドシリーズ、共栄社化学社製のライトアクリレートシリーズなどが挙げられる。
【００２０】
水酸基を有するオリゴマーとしては、綜研化学社製のＳＫオリゴマーのＵＴ−２００（粘度：２５００〜３０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９８％以上、分子量２０００）、ＵＴ−３００（粘度：３０００〜４０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２０００）、ＵＭＢ−１００１（粘度：２００〜４００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量８５０）、ＵＭＢ−２００５（粘度：２０００〜２５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量１１００）等が挙げられる。
カルボキシル基を有するオリゴマーとしては、綜研化学社製のＳＫオリゴマーのＣＢ−３００（粘度：１５００〜３５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２５００）、ＣＢＢ−３０１（粘度：１８０００〜２１０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２６００）、ＣＢＬＥ−３０１（粘度：２５０００〜２８０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２６００）等が挙げられる。
【００２１】
加工顔料は、有機顔料の水性懸濁物および非水溶性モノマーまたはオリゴマーを、撹拌混合装置によって処理することにより得られる。撹拌混合装置とは、有機顔料の水性懸濁物と非水溶性モノマーまたはオリゴマーを撹拌混合して混練できる装置であり、撹拌混合装置内で水性懸濁物中の顔料が混練されて水相からモノマーまたはオリゴマー相中に転相することが可能な装置であればよい。撹拌混合装置としては、ディスパー、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ニーダー等が挙げられる。
有機顔料の水性懸濁物を非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理する際には、顔料の水性懸濁液中の顔料１００重量部に対し、非水溶性モノマーまたはオリゴマー５００重量部以下、特に５０重量部以上２００重量部以下を用いることが好ましい。非水溶性モノマーまたはオリゴマーの使用量が５００重量部を越えると、非水溶性モノマーまたはオリゴマーが乳化し易くなり、加工顔料を水と分離し取り出すのが困難となる。
【００２２】
カラーフィルタ用着色組成物に用いられる顔料担体は、上記加工顔料を分散させる担体であり、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、活性エネルギー線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーまたはオリゴマーが含まれ、これらを単独または２種類以上混合して用いることができる。
カラーフィルタ用着色組成物には、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。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンー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、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。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、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
【００２４】
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体やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体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。
【００２５】
モノマーおよびオリゴマーとしては、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、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、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、メラミン（メタ）アクリレート、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、これらを単独または２種類以上混合して用いることができる。
【００２６】
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および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。
【００２７】
上記光重合開始剤は、単独あるいは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’−ジエチルイソフタロフェノン、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。
【００２８】
カラーフィルタ用着色組成物は、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整することができる。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、光重合開始剤を含有する組成物中に上記加工顔料を分散させたものであり、上記加工顔料または２種以上の上記加工顔料顔料からなる加工顔料組成物を、必要に応じて光重合開始剤と共に、顔料担体中に、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、カラーフィルタ用着色組成物は、数種類の加工顔料を別々に顔料担体に分散したものを混合して製造することもできる。
【００２９】
カラーフィルタ用着色組成物を製造する際には、多品種の着色組成物を容易に製造するため、まず顔料濃度の高い分散体を製造し、ついでこの分散体を樹脂溶液、溶剤等で希釈する工程を経ることが一般的であるが、上記加工顔料を用いて製造される顔料濃度の高い分散体は、粘度安定性がよいのが特徴である。顔料濃度の高い分散体の粘度安定性がよいことは、カラーフィルタ用着色組成物の生産工程上好ましい。
【００３０】
カラーフィルタ用着色組成物は、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。
上記加工顔料を顔料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、色素誘導体等の分散助剤を用いることができる。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、分散助剤を用いて上記加工顔料を顔料担体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。また、カラーフィルタ用着色組成物には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
【００３１】
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、顔料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顔料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、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等が用いられる。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。特に、塩基性基を有する顔料誘導体または塩基性基を有するトリアジン誘導体が、顔料の分散効果が大きいため好適に用いられる。
【００３４】
色素誘導体が有する塩基性基として具体的には、下記一般式（１）、（２）、（３）及び（４）で表される置換基が挙げられる。
式（１）
【化１】
式（２）
【化２】
式（３）
【化３】
式（４）
【化４】
【００３５】
Ｘ：−ＳＯ２−、−ＣＯ−、−ＣＨ２ＮＨＣＯＣＨ２−、−ＣＨ２−または直接結合を表す。
ｎ：１〜１０の整数を表す。
Ｒ１、Ｒ２：それぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基、またはＲ１ とＲ２ とで一体となって更なる窒素、酸素または硫黄原子を含む置換されていてもよい複素環を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜１０が好ましい。
Ｒ３：置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜１０が好ましい。
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７：それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜５が好ましい。
【００３６】
Ｙ：−ＮＲ８−Ｚ−ＮＲ９−または直接結合を表す。
Ｒ８、Ｒ９：それぞれ独立に水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜５が好ましい。
Ｚ：置換されていてもよいアルキレン基、置換されていてもよいアルケニレン基または置換されていてもよいフェニレン基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜８が好ましい。
Ｐ：式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。
Ｑ：水酸基、アルコキシル基、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。
【００３７】
式（５）
【化５】
式（６）
【化６】
【００３８】
塩基性基を有する顔料誘導体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、フタロシアニン系顔料、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、キノフタロン系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料等である。また、後述する、カラーフィルタ用着色組成物に用いられる顔料でもよい。
【００３９】
また、塩基性基を有するトリアジン誘導体を構成するトリアジンは、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等のアルキルアミノ基、ニトロ基、水酸基またはメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、塩素等のハロゲンまたはメチル基、メトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニル基またはメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ニトロ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニルアミノ基等の置換基を有していてもよい１，３，５−トリアジンである。
【００４０】
本発明の塩基性基を有する顔料誘導体およびイソインドリン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、有機顔料またはイソインドリンに、下記式（７）〜式（１０）で表される置換基を導入した後、該置換基と反応して式（１）〜式（４）で表される置換基を形成するアミン成分、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−メチルピペラジン、ジエチルアミンまたは４−［４−ヒドロキシ−６−［３−（ジブチルアミノ）プロピルアミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ］アニリン等を反応させることによって得られる。
式（７） −ＳＯ２Ｃｌ
式（８） −ＣＯＣｌ
式（９） −ＣＨ２ＮＨＣＯＣＨ２Ｃｌ
式（１０） −ＣＨ２Ｃｌ
【００４１】
有機顔料がアゾ系顔料である場合は、一般式（１）〜（４）で表される置換基をあらかじめジアゾ成分またはカップリング成分に導入し、その後カップリング反応を行うことによって塩基性基を有するアゾ系顔料誘導体を製造することもできる。
また、本発明の塩基性基を有するトリアジン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、塩化シアヌルを出発原料とし、塩化シアヌルの少なくとも１つの塩素に一般式（１）〜（４）で表される置換基を形成するアミン成分、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミンまたはＮ−メチルピペラジン等を反応させ、次いで塩化シアヌルの残りの塩素と種々のアミンまたはアルコール等を反応させることによって得られる。
【００４２】
一般式（１）〜（６）で表される置換基を形成するために使用されるアミン成分としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ｓｅｃ−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジーｓｅｃ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−イソブチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジ（２−エチルへキシル）アミン、ジオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、Ｎ，Ｎ−エチル−１，２−ジメチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアミルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオレイルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、２−ピペコリン、３−ピペコリン、４−ピペコリン、２，４−ルペチジン、２，６−ルペチジン、３，５−ルペチジン、３−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、２−ピペリジンエタノール、ピロリジン、３−ヒドロキシピロリジン、Ｎ−アミノエチルピペリジン、Ｎ−アミノエチル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノエチルモルホリン、Ｎ−アミノプロピルピペリジン、Ｎ−アミノプロピル−２−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピルモルホリン、Ｎ−メチルピペラジン、Ｎ−ブチルピペラジン、Ｎ−メチルホモピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
【００４３】
色素誘導体としては、下記のものを用いることができるが、これらに限定されるわけではない。色素誘導体は、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。
【００４４】
【化７】
【００４５】
【化８】
【００４６】
【化９】
【００４７】
【化１０】
【００４８】
【化１１】
【００４９】
【化１２】
【００５０】
【化１３】
【００５１】
【化１４】
【００５２】
【化１５】
【００５３】
カラーフィルタ用着色組成物には、上記加工顔料を充分に顔料担体中に分散させ、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。
【００５４】
また、カラーフィルタ用着色組成物には、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。
顔料は、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、顔料は、最終フィルタセグメント中に好ましくは１０〜４０重量％、より好ましくは２０〜４０重量％の割合で含有され、その残部は、顔料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。
【００５５】
次に、カラーフィルタについて説明する。
本発明におけるカラーフィルタは、透明あるいは反射基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のフィルタセグメントが形成されたものや、Ｙ（エロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色のフィルタセグメントが形成されたもの等である。各色のフィルタセグメントは、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形成することができる。
【００５６】
透明基板としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどのガラス板や、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。
反射基板としては、シリコンや、前記の透明基板上にアルミニウム、銀、銀／銅／パラジウム合金薄膜などを形成したものが用いられる。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
透明基板あるい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比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、窒化チタニウムなどの無機膜や、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。また、前記の透明基板あるい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。
【００６２】
本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、透明導電膜、液晶配向膜などが形成される。
また、カラーフィルタは、偏光解消度が小さいことが好ましく、偏光解消度の評価は、カラーフィルタのコントラスト比を測定することにより行うことができる。かかるコントラスト比は、カラーフィルタを２枚の偏光フィルムの間に挟み、偏光フィルムの偏光軸が平行な場合と垂直な場合の透過光の輝度を測定し、その比を計算することにより求めることができる。
【００６３】
かかるコントラスト比が大きいほど偏光解消度が小さい。カラーフィルタの偏光解消度が小さいほど、換言すれば、カラーフィルタのコントラスト比が大きいほど、液晶表示パネルのコントラスト比が大きくなり、視認性が良好となる。このため、カラーフィルタのコントラスト比は大きければ大きいほど好ましく、具体的には好ましくは１０００以上、より好ましくは１２００以上、さらに好ましくは１５００以上である。
【００６４】
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）、スーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）、イン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）、ヴァーティカリー・アライメント（ＶＡ）、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド（ＯＣＢ）などのカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
【００６５】
【実施例】
次に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は、「重量部」を表す。
【００６６】
実施例に先立ち、レジスト材塗布基板のコントラスト比の測定法について説明する。
レジスト材塗布基板を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、ついでレジスト材塗布基板を通過し、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２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、レジスト材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、偏向板が直行のときは２枚目の偏光板を光の一部が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、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。
コントラスト比＝（平行のときの輝度）／（直行のときの輝度）
従って、レジスト材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て測定を行った。
【００６７】
次に、加工顔料を分散するための樹脂溶液の製造例を下記に示す。
（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、容器に窒素ガスを注入しながら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
ｎ−ブチルメタクリレート ５５．０部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部
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、重量平均分子量が約４００００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。
【００６８】
［実施例１］
ε型銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６）（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）の含有量が４５重量％のウェットケーキ１００部に対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（粘度：９０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、有効成分：９９重量％以上、分子量３３８）９０部を加え、プラネタリーミキサーを用いて６０℃で顔料分の樹脂相への転相処理を行った。このときの一次排水をデカンテーションにより除き、ついで二次排水として真空脱水を行い、トリメチロールプロパントリアクリレート中にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６顔料が分散された加工顔料１（固形分１００重量％）１３５部を得た。
【００６９】
ついで、下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し銅フタロシアニン分散体を作製した。
加工顔料１ ２５．０部
フタロシアニン系顔料誘導体（誘導体４８） １．０部
リン酸エステル系顔料分散剤 １．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」）
アクリル樹脂溶液 ４０．０部
シクロヘキサノン ３３．０部
【００７０】
さらに、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、青色レジスト材を得た。
銅フタロシアニン分散体 ５４．０部
アクリル樹脂溶液 １５．０部
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ２．０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン ２８．８部
【００７１】
［比較例１］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し銅フタロシアニン分散体を作製した。
ε型銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６） １０．０部
（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
フタロシアニン系顔料誘導体（誘導体４８） １．０部
リン酸エステル系顔料分散剤 １．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」）
アクリル樹脂溶液 ４０．０部
シクロヘキサノン ４８．０部
ついで、下記組成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、青色レジスト材を得た。
銅フタロシアニン分散体 ４５．０部
アクリル樹脂溶液 １５．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ９．０部
（新中村化学社製「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」） ２．０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン ２８．８部
【００７２】
［実施例２］
フタロシアニン系緑色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ ３６）（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）の含有量が３５重量％のウェットケーキ１００部に対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（粘度：９０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、有効成分：９９重量％以上、分子量３３８）４２部を加え、ニーダーを用いて６０℃で顔料分の樹脂相への転相処理を行った。このときの一次排水をデカンテーションにより除き、ついで二次排水として真空脱水を行い、トリメチロールプロパントリアクリレート樹脂中にＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ ３６顔料が分散された加工顔料２（固形分１００重量％）７７部を得た。
【００７３】
ついで、下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し緑顔料分散体を作製した。
加工顔料２ １２．８部
イソインドリン系黄色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５） ３．２部
（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１１５５」）
分散剤（誘導体４５） １．０部
アクリル樹脂溶液 ５０．０部
シクロヘキサノン ３３．０部
さらに、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、緑色レジスト材を得た。
緑顔料分散体 ６４．２部
アクリル樹脂溶液 １１．０部
光重合開始剤（チバガイギー社製「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
シクロヘキサノン ２３．２部
【００７４】
［比較例２］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し緑顔料分散体を作製した。
フタロシアニン系緑色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６） ５．８部
（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）
イソインドリン系黄色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５） ３．２部
（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１１５５」）
分散剤（誘導体４５） １．０部
アクリル樹脂溶液 ５０．０部
シクロヘキサノン ４０．０部
ついで、下記組成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、緑色レジスト材を得た。
緑顔料分散体 ６０．０部
アクリル樹脂溶液 １１．０部
光重合開始剤（チバガイギー社製「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
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」）
シクロヘキサノン ２３．２部
【００７５】
実施例１、比較例１及び実施例２、比較例２で得られたレジスト材を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍの回転数で塗布し、膜厚が異なる３種の塗布基板を得た。レジスト材塗布基板を、７０℃で２０分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて積算光量１５０ｍＪで紫外線露光を行い、２３０℃で１時間加熱、放冷後、コントラスト比を測定した。ついで、塗膜の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。３組のコントラスト比および色度測定結果から、実施例１および比較例１で得られたレジスト材塗布基板についてはｙ＝０．１４におけるコントラスト比を、実施例２および比較例２で得られたレジスト材塗布基板についてはｙ＝０．６０におけるコントラスト比を近似法を用いて求めた。
【００７６】
ついで、実施例１、比較例１及び実施例２、比較例２で得られた顔料分散体とレジスト材の粘度を、調整直後および４０℃のオーブン内で１週間経持させたものについてＥ型粘度計（東機産業社製）を用いて測定した。顔料分散体の測定にはＥＭＬ形、レジスト材の測定にはＥＬＤ形を用いた。
以上の結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
実施例１、２で得られたレジスト材は、比較例１、２で得られたレジスト材と比べ、コントラスト比が高くなっている。また、実施例１、２で得られた顔料分散体は、比較例１、２で得られた顔料分散体と比べ、安定性が良いことが分かる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されているカラーフィルタ用着色組成物が得られる。
そして、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いることにより、染料より諸耐性が優れ、コントラスト比が高いカラーフィルタを提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶カラーディスプレー、ビデオカメラ等に使用される、光学的カラーフィルタの製造に使用される着色組成物およびこの着色組成物を用いて作成されるカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
一般的に、カラー液晶表示装置では、カラーフィルタの上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。これらの透明電極および配向膜の性能を充分に得るには、その形成を一般に２００℃以上、好ましくは２３０℃以上の高温で行う必要がある。
【０００３】
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を着色剤とする顔料分散法と呼ばれる方法が主流となっており、主に下記の２通りの方法でカラーフィルタが製造されている。
第１の方法では，感光性透明樹脂溶液中に顔料を分散したもの（顔料レジスト）をガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、次いで未露光部を現像工程で除去して１色目のパターンを形成、必要に応じて加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。
【０００４】
第２の方法では、透明樹脂溶液中に顔料を分散したものをガラス等の透明基板に塗布し、乾燥により溶剤を除去した後、その塗膜上にポジ型レジスト等のレジストを塗布し、一つのフィルタ色のパターン露光を行い、現像してレジストパターンを形成し、これをエッチングレジストとして、レジストパターンの付着していない顔料分散塗膜をエッチング液で除去し，レジスト塗膜を剥離して１色目のパターンを形成、必要により加熱等の処理を加えた後、同様の操作を全フィルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタを製造することができる。なお、レジストの現像と顔料分散塗膜のエッチングを同時に行うこともできる。
【０００５】
一方、液晶ディスプレーは、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、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を可能にしているが、一般に有機顔料を分散したカラーフィルタは、顔料粒子による光の散乱等により、液晶が制御した偏光度合いを乱してしまうという問題がある。すなわち、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）に透過光が減衰するという現象があり、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のディスプレー上の輝度の比をコントラスト比と呼んでいる。
【０００６】
一般に、微細な顔料粒子をワニスのような着色料担体に分散させ、安定な分散体を得ることは難しく、分散体中の顔料粒子は、往々にして経時で凝集する。顔料粒子が凝集した分散体を用いて形成されたカラーフィルタは、コントラスト比を著しく低下させるため、顔料には、凝集することなく安定な微細粒子であり、かつ取り扱いが容易な性状であることが望まれている。
顔料同士の凝集を抑制する方法としては、ウェットケーキ顔料等の顔料の水性懸濁物を樹脂と溶剤を含むワニスで処理し、顔料を水相から樹脂相へ転相処理することにより、顔料を微細に分散された状態で樹脂などの分散安定剤で包含処理する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１８８５７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法で水性懸濁物中の顔料を樹脂相へ転相処理する場合には、流動性および転相効率を向上させるために樹脂への溶剤添加が不可欠になり、処理後の固形分管理の必要性や揮発溶剤の作業環境への影響などの懸念が生じる。また、処理後に完全に溶剤分を揮発させた場合には、インキ化などの際の溶剤への再分散に長時間を要する等の課題があった。
更に、溶剤単独での処理および溶剤含有率の高い樹脂での処理においては、顔料が樹脂相に転相した後に結晶成長を起こす等の問題が生じていた。
そこで、本発明は、顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されており、コントラスト比が高くかつ諸耐性に優れたカラーフィルタを作成できるカラーフィルタ用着色組成物、コントラスト比が高くかつ諸耐性に優れたおよびカラーフィルタの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物は、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することで得られる加工顔料を用いることにより、顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されたものである。
すなわち、本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と顔料とを含むカラーフィルタ用着色組成物において、前記顔料が、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することにより得られる加工顔料であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物である。
そして、本発明におけるカラーフィルタは、基板上に、上記着色組成物を用いて形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明におけるカラーフィルタ用着色組成物について説明する。
カラーフィルタ用着色組成物に用いられる顔料は、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することで得られる加工顔料である。
上記加工顔料を含むカラーフィルタ用着色組成物は、熱重合開始剤や光重合開始剤を添加し、熱または紫外線等の活性エネルギー線を用いて硬化させることができ、重合開始剤を添加することなく電子線を用いて硬化させることができる。したがって、上記加工顔料を用いることで、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材を容易に調整することができる。
【００１１】
有機顔料の水性懸濁物としては、有機顔料を合成後の未精製の水性懸濁液、これを一旦濾過、洗浄して得られるウェットケーキ顔料、ウェットケーキ顔料に水を添加して再び水性懸濁液としたものを用いることができる。また、有機顔料の水性懸濁物には、合成時に顔料を微細粒子とするための表面処理剤、界面活性剤、分散剤や顔料誘導体等が添加されていてもよい。
有機顔料の水性懸濁物の顔料濃度は、顔料の種類によって異なるが、一般には１０重量％以上であり、８０重量％以下であれば、常温で流動性を有する非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することで顔料を水相からモノマーまたはオリゴマー相へ転相することができる。有機顔料の水性懸濁物の顔料濃度は、２５重量％以上６０重量％以下であることが好ましい。この範囲は、顔料を効率的に水相からモノマーまたはオリゴマー相へ転相できる水分量に基づいている。
【００１２】
有機顔料としては、カラーフィルタに用いられている公知の顔料を単独で、または２種類以上を混合して用いることができる。
以下に、加工顔料の製造に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
カラーフィルタ用着色組成物を用いて赤色フィルタセグメントを形成する場合には、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等の赤色顔料を用いることができる。また、赤色着色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。
【００１３】
イエロー色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ 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、１９３、１９４、１９９等の黄色顔料を用いることができる。
【００１４】
オレンジ色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１等のオレンジ色顔料を用いることができる。
緑色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
青色フィルタセグメントを形成する場合には、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。青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。
【００１５】
シアン色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：１、１５：２、１５：４、１５：３、１５：６、１６、８１等の青色顔料を用いることができる。
マゼンタ色フィルタセグメントを形成する場合には、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１４４、１４６、１７７、１６９、８１等の紫色顔料および赤色顔料を用いることができる。マゼンタ色着色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
【００１６】
常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーとは、有機顔料の水性懸濁液を処理する時の温度範囲、概ね０℃〜４０℃の温度範囲の中で流動性を有し、水に溶解しないものである。分子量が１００００以下であっても常温で流動性を有しないモノマーまたはオリゴマーを用いた場合は、有機顔料の水性懸濁液と長時間撹拌混合しても転相は起こらない。ここで、流動性を有するとは、上記温度範囲での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下の状態である。顔料を転相させるためには、常温で流動性を有するモノマーまたはオリゴマーを使用する必要がるが、粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下のモノマーまたはオリゴマーに、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えるモノマーまたはオリゴマー、あるいは流動性のないモノマーまたはオリゴマーを溶解させて、全体の粘度を１００００ｍＰａ・ｓ以下の状態とした、モノマーまたはオリゴマーの組成物を用いることも可能である。
【００１７】
また、非水溶性モノマーまたはオリゴマーの分子量は、２００から１００００でなければならない。なお、オリゴマーの分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定法による重量平均分子量である。
分子量１００００を越えるモノマーまたはオリゴマーは、顔料を水相からモノマーまたはオリゴマー相へ転相する速度が非常に遅いため使用できない。一方、分子量２００未満のモノマーまたはオリゴマーは、モノマーまたはオリゴマー相中で顔料が結晶成長するため使用できない。
加工顔料の溶剤や顔料担体に対する分散の速度は、モノマーまたはオリゴマーの分子量が低い方が良好であり、上記の転相性、結晶成長の抑制などの効果と併せて考慮すると、非水溶性モノマーまたはオリゴマーの分子量は、２００から２０００であることが好ましい。
【００１８】
非水溶性モノマーとしては、ブチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等の単官能モノマー、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシレーテッドトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシレーテッドトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシレーテッドグリセリントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。
【００１９】
非水溶性オリゴマーとしては、上記モノマーの低重合体であって、重量平均分子量１００００以下のものを用いることができる。非水溶性モノマーは、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基等を有していてもよい。
市販の非水溶性モノマーまたはオリゴマーとしては、ＢＡＳＦ社製のアクリル系オリゴマーＬａｒｏｍｅｒシリーズ、ダイセルのＥｂｅｃｒｙｌシリーズ、荒川化学社製のビームセットシリーズ、東亞合成社製のアロニクスシリーズ、昭和高分子社製のリポキシシリーズ、日本化薬社製のカヤラッドシリーズ、共栄社化学社製のライトアクリレートシリーズなどが挙げられる。
【００２０】
水酸基を有するオリゴマーとしては、綜研化学社製のＳＫオリゴマーのＵＴ−２００（粘度：２５００〜３０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９８％以上、分子量２０００）、ＵＴ−３００（粘度：３０００〜４０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２０００）、ＵＭＢ−１００１（粘度：２００〜４００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量８５０）、ＵＭＢ−２００５（粘度：２０００〜２５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量１１００）等が挙げられる。
カルボキシル基を有するオリゴマーとしては、綜研化学社製のＳＫオリゴマーのＣＢ−３００（粘度：１５００〜３５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２５００）、ＣＢＢ−３０１（粘度：１８０００〜２１０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２６００）、ＣＢＬＥ−３０１（粘度：２５０００〜２８０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、固形分：９９％以上、分子量２６００）等が挙げられる。
【００２１】
加工顔料は、有機顔料の水性懸濁物および非水溶性モノマーまたはオリゴマーを、撹拌混合装置によって処理することにより得られる。撹拌混合装置とは、有機顔料の水性懸濁物と非水溶性モノマーまたはオリゴマーを撹拌混合して混練できる装置であり、撹拌混合装置内で水性懸濁物中の顔料が混練されて水相からモノマーまたはオリゴマー相中に転相することが可能な装置であればよい。撹拌混合装置としては、ディスパー、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ニーダー等が挙げられる。
有機顔料の水性懸濁物を非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理する際には、顔料の水性懸濁液中の顔料１００重量部に対し、非水溶性モノマーまたはオリゴマー５００重量部以下、特に５０重量部以上２００重量部以下を用いることが好ましい。非水溶性モノマーまたはオリゴマーの使用量が５００重量部を越えると、非水溶性モノマーまたはオリゴマーが乳化し易くなり、加工顔料を水と分離し取り出すのが困難となる。
【００２２】
カラーフィルタ用着色組成物に用いられる顔料担体は、上記加工顔料を分散させる担体であり、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、活性エネルギー線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーまたはオリゴマーが含まれ、これらを単独または２種類以上混合して用いることができる。
カラーフィルタ用着色組成物には、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。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンー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、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。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、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
【００２４】
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体やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体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。
【００２５】
モノマーおよびオリゴマーとしては、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、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、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、メラミン（メタ）アクリレート、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、これらを単独または２種類以上混合して用いることができる。
【００２６】
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および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。
【００２７】
上記光重合開始剤は、単独あるいは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’−ジエチルイソフタロフェノン、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。
【００２８】
カラーフィルタ用着色組成物は、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整することができる。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、光重合開始剤を含有する組成物中に上記加工顔料を分散させたものであり、上記加工顔料または２種以上の上記加工顔料顔料からなる加工顔料組成物を、必要に応じて光重合開始剤と共に、顔料担体中に、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、カラーフィルタ用着色組成物は、数種類の加工顔料を別々に顔料担体に分散したものを混合して製造することもできる。
【００２９】
カラーフィルタ用着色組成物を製造する際には、多品種の着色組成物を容易に製造するため、まず顔料濃度の高い分散体を製造し、ついでこの分散体を樹脂溶液、溶剤等で希釈する工程を経ることが一般的であるが、上記加工顔料を用いて製造される顔料濃度の高い分散体は、粘度安定性がよいのが特徴である。顔料濃度の高い分散体の粘度安定性がよいことは、カラーフィルタ用着色組成物の生産工程上好ましい。
【００３０】
カラーフィルタ用着色組成物は、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。
上記加工顔料を顔料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、色素誘導体等の分散助剤を用いることができる。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、分散助剤を用いて上記加工顔料を顔料担体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。また、カラーフィルタ用着色組成物には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。
【００３１】
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、顔料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顔料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、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等が用いられる。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。特に、塩基性基を有する顔料誘導体または塩基性基を有するトリアジン誘導体が、顔料の分散効果が大きいため好適に用いられる。
【００３４】
色素誘導体が有する塩基性基として具体的には、下記一般式（１）、（２）、（３）及び（４）で表される置換基が挙げられる。
式（１）
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
Ｘ：−ＳＯ２−、−ＣＯ−、−ＣＨ２ＮＨＣＯＣＨ２−、−ＣＨ２−または直接結合を表す。
ｎ：１〜１０の整数を表す。
Ｒ１、Ｒ２：それぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基、またはＲ１ とＲ２ とで一体となって更なる窒素、酸素または硫黄原子を含む置換されていてもよい複素環を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜１０が好ましい。
Ｒ３：置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜１０が好ましい。
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７：それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜５が好ましい。
【００３６】
Ｙ：−ＮＲ８−Ｚ−ＮＲ９−または直接結合を表す。
Ｒ８、Ｒ９：それぞれ独立に水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜５が好ましい。
Ｚ：置換されていてもよいアルキレン基、置換されていてもよいアルケニレン基または置換されていてもよいフェニレン基を表す。アルキル基およびアルケニル基の炭素数は１〜８が好ましい。
Ｐ：式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。
Ｑ：水酸基、アルコキシル基、式（５）で示される置換基または式（６）で示される置換基を表す。
【００３７】
式（５）
【化５】
【化６】
塩基性基を有する顔料誘導体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、フタロシアニン系顔料、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、キノフタロン系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料等である。また、後述する、カラーフィルタ用着色組成物に用いられる顔料でもよい。
【００３９】
また、塩基性基を有するトリアジン誘導体を構成するトリアジンは、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等のアルキルアミノ基、ニトロ基、水酸基またはメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、塩素等のハロゲンまたはメチル基、メトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニル基またはメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ニトロ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニルアミノ基等の置換基を有していてもよい１，３，５−トリアジンである。
【００４０】
本発明の塩基性基を有する顔料誘導体およびイソインドリン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、有機顔料またはイソインドリンに、下記式（７）〜式（１０）で表される置換基を導入した後、該置換基と反応して式（１）〜式（４）で表される置換基を形成するアミン成分、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−メチルピペラジン、ジエチルアミンまたは４−［４−ヒドロキシ−６−［３−（ジブチルアミノ）プロピルアミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ］アニリン等を反応させることによって得られる。
式（７） −ＳＯ２Ｃｌ
式（８） −ＣＯＣｌ
式（９） −ＣＨ２ＮＨＣＯＣＨ２Ｃｌ
式（１０） −ＣＨ２Ｃｌ
【００４１】
有機顔料がアゾ系顔料である場合は、一般式（１）〜（４）で表される置換基をあらかじめジアゾ成分またはカップリング成分に導入し、その後カップリング反応を行うことによって塩基性基を有するアゾ系顔料誘導体を製造することもできる。
また、本発明の塩基性基を有するトリアジン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、塩化シアヌルを出発原料とし、塩化シアヌルの少なくとも１つの塩素に一般式（１）〜（４）で表される置換基を形成するアミン成分、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミンまたはＮ−メチルピペラジン等を反応させ、次いで塩化シアヌルの残りの塩素と種々のアミンまたはアルコール等を反応させることによって得られる。
【００４２】
一般式（１）〜（６）で表される置換基を形成するために使用されるアミン成分としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ｓｅｃ−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジーｓｅｃ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−イソブチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジ（２−エチルへキシル）アミン、ジオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、Ｎ，Ｎ−エチル−１，２−ジメチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアミルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオレイルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、２−ピペコリン、３−ピペコリン、４−ピペコリン、２，４−ルペチジン、２，６−ルペチジン、３，５−ルペチジン、３−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、２−ピペリジンエタノール、ピロリジン、３−ヒドロキシピロリジン、Ｎ−アミノエチルピペリジン、Ｎ−アミノエチル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノエチルモルホリン、Ｎ−アミノプロピルピペリジン、Ｎ−アミノプロピル−２−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピルモルホリン、Ｎ−メチルピペラジン、Ｎ−ブチルピペラジン、Ｎ−メチルホモピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
【００４３】
色素誘導体としては、下記のものを用いることができるが、これらに限定されるわけではない。色素誘導体は、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。
【００４４】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
カラーフィルタ用着色組成物には、上記加工顔料を充分に顔料担体中に分散させ、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。
【００５４】
また、カラーフィルタ用着色組成物には、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。
顔料は、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、顔料は、最終フィルタセグメント中に好ましくは１０〜４０重量％、より好ましくは２０〜４０重量％の割合で含有され、その残部は、顔料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。
【００５５】
次に、カラーフィルタについて説明する。
本発明におけるカラーフィルタは、透明あるいは反射基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のフィルタセグメントが形成されたものや、Ｙ（エロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色のフィルタセグメントが形成されたもの等である。各色のフィルタセグメントは、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形成することができる。
【００５６】
透明基板としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどのガラス板や、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。
反射基板としては、シリコンや、前記の透明基板上にアルミニウム、銀、銀／銅／パラジウム合金薄膜などを形成したものが用いられる。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
透明基板あるい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比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、窒化チタニウムなどの無機膜や、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。また、前記の透明基板あるい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。
【００６２】
本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、透明導電膜、液晶配向膜などが形成される。
また、カラーフィルタは、偏光解消度が小さいことが好ましく、偏光解消度の評価は、カラーフィルタのコントラスト比を測定することにより行うことができる。かかるコントラスト比は、カラーフィルタを２枚の偏光フィルムの間に挟み、偏光フィルムの偏光軸が平行な場合と垂直な場合の透過光の輝度を測定し、その比を計算することにより求めることができる。
【００６３】
かかるコントラスト比が大きいほど偏光解消度が小さい。カラーフィルタの偏光解消度が小さいほど、換言すれば、カラーフィルタのコントラスト比が大きいほど、液晶表示パネルのコントラスト比が大きくなり、視認性が良好となる。このため、カラーフィルタのコントラスト比は大きければ大きいほど好ましく、具体的には好ましくは１０００以上、より好ましくは１２００以上、さらに好ましくは１５００以上である。
【００６４】
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）、スーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）、イン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）、ヴァーティカリー・アライメント（ＶＡ）、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド（ＯＣＢ）などのカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
【００６５】
【実施例】
次に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は、「重量部」を表す。
【００６６】
実施例に先立ち、レジスト材塗布基板のコントラスト比の測定法について説明する。
レジスト材塗布基板を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、ついでレジスト材塗布基板を通過し、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２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、レジスト材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、偏向板が直行のときは２枚目の偏光板を光の一部が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、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。
コントラスト比＝（平行のときの輝度）／（直行のときの輝度）
従って、レジスト材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て測定を行った。
【００６７】
次に、加工顔料を分散するための樹脂溶液の製造例を下記に示す。
（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、容器に窒素ガスを注入しながら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
ｎ−ブチルメタクリレート ５５．０部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部
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、重量平均分子量が約４００００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。
【００６８】
［実施例１］
ε型銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６）（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）の含有量が４５重量％のウェットケーキ１００部に対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（粘度：９０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、有効成分：９９重量％以上、分子量３３８）９０部を加え、プラネタリーミキサーを用いて６０℃で顔料分の樹脂相への転相処理を行った。このときの一次排水をデカンテーションにより除き、ついで二次排水として真空脱水を行い、トリメチロールプロパントリアクリレート中にＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６顔料が分散された加工顔料１（固形分１００重量％）１３５部を得た。
【００６９】
ついで、下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し銅フタロシアニン分散体を作製した。
加工顔料１ ２５．０部
フタロシアニン系顔料誘導体（誘導体４８） １．０部
リン酸エステル系顔料分散剤 １．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」）
アクリル樹脂溶液 ４０．０部
シクロヘキサノン ３３．０部
【００７０】
さらに、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、青色レジスト材を得た。
銅フタロシアニン分散体 ５４．０部
アクリル樹脂溶液 １５．０部
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ２．０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン ２８．８部
【００７１】
［比較例１］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し銅フタロシアニン分散体を作製した。
ε型銅フタロシアニン顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６） １０．０部
（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
フタロシアニン系顔料誘導体（誘導体４８） １．０部
リン酸エステル系顔料分散剤 １．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」）
アクリル樹脂溶液 ４０．０部
シクロヘキサノン ４８．０部
ついで、下記組成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、青色レジスト材を得た。
銅フタロシアニン分散体 ４５．０部
アクリル樹脂溶液 １５．０部
トリメチロールプロパントリアクリレート ９．０部
（新中村化学社製「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」） ２．０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シクロヘキサノン ２８．８部
【００７２】
［実施例２］
フタロシアニン系緑色顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ ３６）（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）の含有量が３５重量％のウェットケーキ１００部に対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（粘度：９０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、有効成分：９９重量％以上、分子量３３８）４２部を加え、ニーダーを用いて６０℃で顔料分の樹脂相への転相処理を行った。このときの一次排水をデカンテーションにより除き、ついで二次排水として真空脱水を行い、トリメチロールプロパントリアクリレート樹脂中にＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ ３６顔料が分散された加工顔料２（固形分１００重量％）７７部を得た。
【００７３】
ついで、下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し緑顔料分散体を作製した。
加工顔料２ １２．８部
イソインドリン系黄色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５） ３．２部
（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１１５５」）
分散剤（誘導体４５） １．０部
アクリル樹脂溶液 ５０．０部
シクロヘキサノン ３３．０部
さらに、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、緑色レジスト材を得た。
緑顔料分散体 ６４．２部
アクリル樹脂溶液 １１．０部
光重合開始剤（チバガイギー社製「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
シクロヘキサノン ２３．２部
【００７４】
［比較例２］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し緑顔料分散体を作製した。
フタロシアニン系緑色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６） ５．８部
（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）
イソインドリン系黄色顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５） ３．２部
（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１１５５」）
分散剤（誘導体４５） １．０部
アクリル樹脂溶液 ５０．０部
シクロヘキサノン ４０．０部
ついで、下記組成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、緑色レジスト材を得た。
緑顔料分散体 ６０．０部
アクリル樹脂溶液 １１．０部
光重合開始剤（チバガイギー社製「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
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」）
シクロヘキサノン ２３．２部
【００７５】
実施例１、比較例１及び実施例２、比較例２で得られたレジスト材を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍの回転数で塗布し、膜厚が異なる３種の塗布基板を得た。レジスト材塗布基板を、７０℃で２０分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて積算光量１５０ｍＪで紫外線露光を行い、２３０℃で１時間加熱、放冷後、コントラスト比を測定した。ついで、塗膜の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。３組のコントラスト比および色度測定結果から、実施例１および比較例１で得られたレジスト材塗布基板についてはｙ＝０．１４におけるコントラスト比を、実施例２および比較例２で得られたレジスト材塗布基板についてはｙ＝０．６０におけるコントラスト比を近似法を用いて求めた。
【００７６】
ついで、実施例１、比較例１及び実施例２、比較例２で得られた顔料分散体とレジスト材の粘度を、調整直後および４０℃のオーブン内で１週間経持させたものについてＥ型粘度計（東機産業社製）を用いて測定した。顔料分散体の測定にはＥＭＬ形、レジスト材の測定にはＥＬＤ形を用いた。
以上の結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
実施例１、２で得られたレジスト材は、比較例１、２で得られたレジスト材と比べ、コントラスト比が高くなっている。また、実施例１、２で得られた顔料分散体は、比較例１、２で得られた顔料分散体と比べ、安定性が良いことが分かる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、顔料が凝集することなく安定に顔料担体に分散されているカラーフィルタ用着色組成物が得られる。
そして、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いることにより、染料より諸耐性が優れ、コントラスト比が高いカラーフィルタを提供することができる。
Claims (3)
- 透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と顔料とを含むカラーフィルタ用着色組成物において、前記顔料が、有機顔料の水性懸濁物を、常温で流動性を有する分子量２００から１００００の非水溶性モノマーまたはオリゴマーを用いて処理することにより得られる加工顔料であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
- 加工顔料が、有機顔料の水性懸濁物中の顔料１００重量部に対し、非水溶性モノマーまたはオリゴマー５００重量部以下を、撹拌混合装置によって処理することにより得られる加工顔料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。
- 基板上に、請求項１または２記載の着色組成物を用いて形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
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