JP2008225128A - 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

Abstract

【課題】本発明は、ピンムラを低減した着色組成物、及びこれを用いて形成されるフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備す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、色素と、溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物において、レベリング剤の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希釈溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍ以下である着色組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタを構成する各色フィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスの形成に使用される着色組成物、および該着色組成物を用いたカラーフィルタに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、カラー撮像管素子（ＣＣＤ）等を構成するカラーフィルタは、塗布液（着色組成物）を透明基板上に塗布・乾燥し、厚さが約１〜３μｍの各色フィルタセグメントを形成することにより製造される。また、塗布工程、乾燥工程の間には基板の輸送工程があり、基板を金属製のピンで支えることにより輸送を行っている。しかしながら、基板を金属製のピンで支えることにより輸送することによって、基板中において金属製のピンに接している部分とそうでない部分で温度差が生じ、対流が生じることによりピンに接している部分とそうでない部分との間に膜厚差が生じるという問題がある（上記現象をピンムラと呼ぶ）。

特許文献１には、上述の塗布工程における塗布性（塗膜均一性）を改良するために着色組成物中に界面活性剤を添加し、着色組成物の表面張力を２５．５ｍＮ／ｍ以上２９．０ｍＮ／ｍ以下にする方法が開示されている。

特許文献２には、上述の塗布工程における塗布性（塗膜均一性）を改良するために着色組成物の動的表面張力を好ましい範囲にするシリコン系レベリング剤が開示されている。
特開２００４−１２６５４９号公報 特開２００６−２１５１６０号公報

本発明は、ピンムラを低減した着色組成物、及びこれを用いて形成されるフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備するカラーフィルタの提供を目的とする。

本発明の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、色素と、溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物であって、該レベリング剤がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートでレベリング剤の固形分を１重量％に希釈した溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍ以下であるものであることを特徴とする。

本発明の着色組成物は、レベリング剤のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１％希釈溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍ以下であるためピンムラを低減することができる。

本発明のカラーフィルタは、ピンムラが低減されて膜厚が均一なフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備するので、良好な品質を有する。

まず、本発明における着色組成物について具体的に説明する。
本発明の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、色素と、溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物において、レベリング剤の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希釈溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍ以下であることを特徴とするものである。

レベリング剤の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希釈溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍより大きい場合は、塗布基板の移送の際に金属製のピンに接している部分とそうでない部分で温度差が生じ、対流が生じることを抑えることが出来ず、その結果ピンムラを低減することができない。

また、本発明の着色組成物に含まれる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希釈溶液の１０Hzでの比誘電率は１５以下であることが好ましく、比誘電率が１５より高い場合は、着色組成物の帯電を防止する効果が少ないため、塗布基板の移送の際に金属製のピンによる電気的な影響を受け易くなり、ピンに接する部分とそれ以外の部分で電位差が生じるので、塗布膜の凹凸が出来る原因となり、その結果としてピンムラとなり易い。

本発明の着色組成物に含まれるレベリング剤としては、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンが好適に用いられる。

市販されているポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの例としては、ビックケミー社のBYK-３００、BYK-３０６、BYK-３０７、BYK-３２０、BYK-３３０、BYK-３３１、BYK-３３３、BYK-３３７、BYK-３４４が挙げられ、BYK-３３０、BYK-３３３がより好ましく使用出来る。

レベリング剤は、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。
レベリング剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜５重量部を量で用いることができる。

本発明の着色組成物に含まれる色素担体は、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。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が挙げられ、その前駆体としては、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挙げられ、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。

色素担体は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を色素担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、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、フェノール樹脂等が挙げられる。

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物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。

透明樹脂の前駆体である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、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。

本発明の着色組成物に含まれる色素としては、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料のなかでは、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。

以下に、本発明の着色組成物に好ましく使用できる有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。

赤色フィルタセグメントを形成するための赤色着色組成物には、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。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。

イエロー色フィルタセグメントを形成するためのイエロー色着色組成物には、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。

オレンジ色フィルタセグメントを形成するためのオレンジ色着色組成物には、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ための緑色着色組成物には、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ための青色着色組成物には、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。

シアン色フィルタセグメントを形成するためのシアン色着色組成物には、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ためのマゼンタ色着色組成物には、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。

ブラックマトリックスを形成するための黒色着色組成物には、例えばカーボンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、具体的には C.I. ピグメントブラック１、６、７、１２、２０、３１等を用いることができる。黒色着色組成物には、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料の混合物を用いることもできる。黒色顔料としては、価格、遮光性の大きさからカーボンブラックが好ましく、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。また、色調を調整するため、黒色着色組成物には、青色顔料や紫色顔料を併用することができる。

また、無機顔料としては、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉や、金属硫化物粉や、金属粉等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、有機顔料と組み合わせて用いられる。

本発明の着色組成物には、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。

本発明の着色組成物に含まれる有機溶剤としては、２−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノン、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、酢酸ｎ−アミル、メチルイソブチルケトン、ｎ−ブチルアルコール（、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ジエチルエーテル、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プロピルエーテル、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メチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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エチルエーテル、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アセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１，２，３−トリクロロプロパン、ｏ−クロロトルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ジイソブチルケトン、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ヘキシルエーテル、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ジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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ジアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、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ジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ｐ−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジエチルベンゼン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種以上混合して用いられる。有機溶剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。

本発明の着色組成物には、該組成物を紫外線等の光照射により硬化する場合には、光重合開始剤が添加される。

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。光重合開始剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。

上記光重合開始剤は、単独でまたは２種以上混合して用いることができるが、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。増感剤は、着色組成物中の光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量で用いることができる。

本発明の着色組成物は、１種または２種以上の色素を、レベリング剤、および必要に応じて上記光重合開始剤と共に、色素担体および有機溶剤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、アトライタ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。レベリング剤は、色素を色素担体および有機溶剤中に分散した後で添加してもよい。また、２種以上の色素を含む着色組成物は、各色素を別々に色素担体および有機溶剤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。色素を色素担体および有機溶剤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および有機溶剤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。分散助剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、好ましくは０．１〜３０重量部の量で用いることができる。

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する樹脂であり、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や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなど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。

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。このような有機色素には、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。

本発明の着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。

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。貯蔵安定剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の量で用いることができる。

シランカップリング剤としては、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜５重量部の量で用いることができる。

本発明の着色組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ、水無し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として調製することができる。溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材は、色素担体である熱可塑性樹脂、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、有機溶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。

本発明の着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子、さらに好ましくは０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
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、本発明の着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメント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する加法混色型、または少なくとも１つのマゼンタ色フィルタセグメント、少なくとも１つのシアン色フィルタセグメント、および少なくとも１つのイエロー色フィルタセグメントを具備する減法混色型のものがある。

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、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。

フォトリソグラフィー法による各色フィルタセグメントを形成は、下記の方法で行う。すなわち、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感光性着色組成物を、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、印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。

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、紫外線露光による感光性を上げるために、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。

本発明のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法の他に、電着法、転写法などにより製造することができる。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。

以下に、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」および「％」とは「重量部」および「重量％」をそれぞれ意味する。
まず、実施例および比較例で用いたアクリル樹脂溶液の調製について説明する。樹脂の分子量は、GPC（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。

（アクリル樹脂溶液の調製）
反応容器にシクロヘキサノン３７０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
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
アゾビスイソブチロニトリル ４．０部

滴下後さらに１００℃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部で溶解させたものを添加し、さらに１００℃で１時間反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、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％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。

［赤色顔料分散体の調整］
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合し、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赤色顔料分散体を作製した。
ジケトピロロピロール系顔料(C.I. Pigment Red 254) １０．０部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガフォーレッドＢ−ＣＦ」）
アントラキノン系顔料(C.I. Pigment Red 177) １．６部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）
アントラキノン系顔料(C.I. Pigment Yellow 199) ０．４部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールエローＧＴ-ＡＤ」）
分散助剤（日本ルーブリゾール社製「ソルスパース２００００」） ２．４部
アクリル樹脂溶液 ２８．０部
シクロヘキサノン ２０．０部

［緑色顔料分散体の調整］
顔料を下記顔料に変更した以外は、赤色顔料分散体と同様にして緑色顔料分散体を作製した。
銅フタロシアニン系顔料(C.I. Pigment Green 36) ７．０部
（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）
ニッケルアゾ系顔料(C.I. Pigment Yellow 150) ５．０部
（ランクセス社製「Ｅ４ＧＮ」）

[青色顔料分散体の調整］
顔料を下記顔料に変更した以外は、赤色顔料分散体と同様にして青色顔料分散体を作製した。
銅フタロシアニン系顔料(C.I. Pigment Blue 15：6) １２．０部
（東洋インキ製造社製「リオノールブルーES」）

［着色組成物の調整］
[実施例１]
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、赤色レジスト材として調整した着色組成物を得た。

赤色顔料分散体 ４５．０部
アクリル樹脂溶液 １２．５部
トリメチロールプロパントリアクリレート ４．８部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュアー９０７」）
２．５部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２部
シリコン系レベリング剤
（ビックケミー社製「ＢＹＫ−３３０：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン」の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希釈溶液）
１．０部
シクロヘキサノン ３４．０部

［実施例２］
シリコン系レベリング剤をビックケミー社製「ＢＹＫ−３３３：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン」の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希釈溶液に変更した以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。

［実施例３］
赤色顔料分散体を緑色顔料分散体に変更した以外は、実施例１と同様にして着色組成物を得た。

［実施例４］
赤色顔料分散体を緑色顔料分散体に変更し、シリコン系レベリング剤をビックケミー社製「ＢＹＫ−３３３：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン」の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希釈溶液に変更した以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。

［実施例５］
赤色顔料分散体を青色顔料分散体に変更した以外は、実施例１と同様にして着色組成物を得た。

［実施例６］
赤色顔料分散体を青色顔料分散体に変更し、シリコン系レベリング剤をビックケミー社製「ＢＹＫ−３３３：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン」の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希釈溶液に変更した以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。

［比較例１］
シリコン系レベリング剤をビックケミー社製「ＢＹＫ−３２２：アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン」の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希釈溶液に変更した以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。

［比較例２］
赤色顔料分散体を緑色顔料分散体に変更し、シリコン系レベリング剤をビックケミー社製「ＢＹＫ−３２２：アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン」の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希釈溶液に変更した以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。

［比較例３］
赤色顔料分散体を青色顔料分散体に変更し、シリコン系レベリング剤をビックケミー社製「ＢＹＫ−３２２：アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン」の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希釈溶液に変更した以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。

（静的表面張力測定）実施例１〜６および比較例１〜３で用いたシリコン系レベリング剤の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希釈溶液の静的表面張力を協和界面科学株式会社製自動表面張力計（CBVP-Z型）を用いて測定した。結果を表１に示す。

（比誘電率測定）また、実施例１〜６および比較例１〜３で用いたシリコン系レベリング剤の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希釈溶液の１０Hzでの比誘電率をソーラトロン社製の１２６０型インピーダンスアナライザーを用いて測定した。結果を表１に示す。

（ピンムラ評価）
まず、９０℃に加熱したホットプレート上に金属製の画鋲を３個三角形に配置し、充分に画鋲が加熱した。その後、透明ガラス基板上にレジスト材を膜厚が２．０μｍとなるように塗布し、得られた塗布基板を画鋲の上にのせ３分間放置した。
上記塗布基板について、白色透過光にてピンムラ評価を行った。目視によってピンムラがない場合を○、ピンムラがわずかに観察された場合を△、ピンムラがハッキリと観察された場合を×とした。ピンムラ評価の結果を表２に示す

表２に示すように、レベリング剤の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希釈溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍ以下であるレベリング剤を有する着色組成物を用いた実施例１〜６の塗布基板は、ピンムラが良好であったのに対し、比較例１〜３の塗布基板は、ピンムラが不良であった。

Claims (4)

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、色素と、溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物において、該レベリング剤がプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートでレベリング剤の固形分を１重量％に希釈した溶液の静的表面張力が２５．０ｍN/ｍ以下であるものであることを特徴とする着色組成物。
2. プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートでレベリング剤の固形分を１重量％に希釈した溶液の１０Hzでの比誘電率が１５以下である請求項１に記載の着色組成物。
3. レベリング剤がポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の着色組成物。
4. 請求項１ないし３いずれかに記載の着色組成物から形成されるフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備することを特徴とするカラーフィルタ。