JP2010079247A - カラーフィルタ用着色剤、それを用いたカラーフィルタ用着色組成物、及びカラーフィルタ - Google Patents

カラーフィルタ用着色剤、それを用いたカラーフィルタ用着色組成物、及びカラーフィルタ Download PDF

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Abstract

【課題】
本発明は、明度が高い、カラーフィルタ用着色剤、それを用いたカラーフィルタ用着色組成物、及びそれを含有するセグメントを有するカラーフィルタの提供を目的とする。
【解決手段】
前記課題は、特定の置換基、および特定のCuKα線によるX線回折パターンを有するシロキシアルミニウムフタロシアニン化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色剤、更に、黄色色素を含有することを特徴とする前記カラーフィルタ用着色剤、前記緑色カラーフィルタ用着色剤と、樹脂及び/又は樹脂の前駆体と、を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物、並びに、前記カラーフィルタ用着色剤を含有するセグメントを有することを特徴とするカラーフィルタにより解決される。
【選択図】図1

Description

本発明は、カラーフィルタ用着色剤、それを用いたカラーフィルタ用着色剤組成物、及び、それを含有するセグメントを有するカラーフィルタに関する。
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス等の透明基板上に赤、緑、及び青の3色のセグメントが縦横一定の配列されたものであり、緑色のセグメントを形成するためには、一般に、着色剤として、緑色顔料が使用されている。
緑色顔料として、種々のフタロシアニン系化合物を使用したカラーフィルタ用組成物が提案されている。
特許文献1には、緑色着色剤として、少なくとも4個のハロゲン原子で置換されたハロゲン化フタロシアニン化合物を、用いたカラーフィルタ用組成物が提案されている。
特許文献2には、緑色顔料として、塩素化銅フタロシアニン顔料C.I.ピグメントグリーン7(以下、PG7と略記。)及び/又は臭素化フタロシアニン顔料C.I.ピグメント36(以下、PG36と略記)を、使用することにより長波長の最大吸収波長を有するカラーフィルタ用組成物が提案されている。
特許文献3には、緑色顔料として、中心金属の無いフタロシアニン系化合物、及び銅以外の中心金属を有するフタロシアニン系化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上フタロシアニン系化合物を、使用するカラーフィルタ用組成物が提案されている。
特許文献4には、緑色顔料として、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料及び中心金属が、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ge、及びSnからなる群から選ばれる少なくとも1 種のハロゲン化異種金属フタロシアニン顔料からなる緑色着色剤を含むことを特徴とするカラーフィルタ用組成物が提案されている。
特許文献5には、緑色顔料として、1分子中に臭素原子を14個以上有するハロゲン化銅フタロシアニンを35〜95mol%含有することを特徴とするカラーフィルタ用組成物が提案されている。
特許文献6には、透明基板上に赤色、緑色及び青色の各画素部を有するカラーフィルタにおいて、前記緑色画素部が、フタロシアニン分子1個当たり8〜16個のハロゲン原子がフタロシアニン分子のベンゼン環に結合したハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有し、かつ、可視光の全域での分光透過スペクトルにおいて、520〜590nmに最大透過率を示すことを特徴とするカラーフィルタが提案されている。
特許文献7には、電子写真現像剤及び光電気泳動画像形成法用で有用なシロキシキを介したアルミニウムフタロシアニンダイマーが開示されている。
いずれも、高明度カラーフィルタや高明度カラーフィルタを作成するための材料であるが、近年、高明度への要求は更に高くなり、様々な色相が求められるようになってきており、これら提案されている緑色着色剤及びそれを用いた組成物では不十分であった。
特開2002−131521号公報 特開2002−162515号公報 特開2003−161821号公報 特開2002−250812号公報 特開2001−342374号公報 特開2003−161827号公報 特公平2−45661号公報
本発明は、明度が高い、カラーフィルタ用着色剤、それを用いたカラーフィルタ用着色組成物、及びそれを含有するセグメントを有するカラーフィルタの提供を目的とする。
前記課題は、CuKα線によるX線回折パターンにおいてブラック角2θ(±0.2)=6.0°、7.5°、8.4°、9.8°、13.1°、15.1°、16.3°、18.5°、20.2°、21.3°、22.8°、および26.8°にピークを示すシロキシアルミニウムフタロシアニン化合物、および/またはCuKα線によるX線回折パターンにおいてブラック角2θ(±0.2)=6.1°、8.0°、9.5°、10.7°、12.6°、13.6°、14.1°、14.8°、17.2°、18.3°、18.8°、19.2°、20.4°、22.1°、23.8°、24.6°、26.3°、および27.8°にピークを示すシロキシアルミニウムフタロシアニン化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色剤により解決される。
すなわち、本発明は、シロキシアルミフタロシアニン化合物を含有してなるカラーフィルタ用着色剤に関する。
また、本発明は、シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物のCuKα線によるX線回折パターンが、ブラック角2θ(±0.2)=6.0°、7.5°、8.4°、9.8°、13.1°、15.1°、16.3°、18.5°、20.2°、21.3°、22.8°、および26.8°にピークを有するものである上記カラーフィルタ用着色剤に関する。
また、本発明は、シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物のCuKα線によるX線回折パターンが、ブラック角2θ(±0.2)=6.1°、8.0°、9.5°、10.7°、12.6°、13.6°、14.1°、14.8°、17.2°、18.3°、18.8°、19.2°、20.4°、22.1°、23.8°、24.6°、26.3°、および27.8°にピークを有するものである上記カラーフィルタ用着色剤に関する。
また、本発明は、さらに黄色色素を含有することを特徴とする上記カラーフィルタ用着色剤に関する。
また、本発明は、上記カラーフィルタ用着色剤と、樹脂及び/又は樹脂の前駆体と、を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物に関する。
また、本発明は、上記カラーフィルタ用着色組成物を用いてなるセグメントを有することを特徴とするカラーフィルタに関する。
本発明のカラーフィルタ用着色剤、及び、それを用いたカラーフィルタ用緑色組成物を、カラーフィルタのセグメントに用いることで、明度の高いカラーフィルタを呈することが出来る。
本発明のカラーフィルタ用着色剤に使用されるシロキシアルミフタロシアニン顔料(着色剤1)のCuKα線によるX線回折パターンを示す図である。 本発明のカラーフィルタ用着色剤に使用されるシロキシアルミフタロシアニン顔料(着色剤2)のCuKα線によるX線回折パターンを示す図である。
まず、本発明のカラーフィルタ用着色剤、それを用いたカラーフィルタ用着色組成物、及びそれを含有するセグメントを有するカラーフィルタの各種構成成分について説明する。
なお、本願では、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、及び「(メタ)アクリロイルオキシ」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、及び「アクリロイルオキシ及び/又はメタクリロイルオキシ」を表すものとする。
本発明のシロキシアルミニウムフタロシアニン化合物は、下記一般式(1)で表すことが出来る。
一般式(1):
Figure 2010079247
一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基、又は環の数が4以下の芳香族基である。アルキル基の炭素数が18を超えたり、芳香族環の数が4を超えると、分子量が増大し、単位重量あたりの吸光係数が小さくなるため、着色組成物中の顔料濃度が高くせざるを得なくなり、好ましくない。
一般式(1)中、R1,R2,及びR3のアルキル基は、直鎖の他、分岐しても、環状になっていても良く、ヘテロ原子数が合計で3以下の範囲で、官能基を有していても良い。例示すると、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、及び3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。
一般式(1)中、R1,R2,及びR3の芳香族基は、芳香族環にヘテロ原子を含んでいてもよく、各芳香族環にヘテロ原子数2以下の範囲で、官能基を有していても良い。例示すると、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、テトラフェニレニル基、及びコロネニル基等が挙げられる。
一般式(1)中、Y、及びZは、それぞれ独立に、互いに独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、シアノ基、ニトロ基、−OR4、−COR4、−COOR4、又は、−NR45で表される置換基である。
ただし、R4とR5は、互いに独立に、水素原子、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。又はR4とR5とで一体となって更なる窒素、酸素若しくは硫黄原子を含む複素環を形成してもよい。
一般式(1)中、Y,Z,R4,及びR5の置換基を有していても良いアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基、4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、及び3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。
一般式(1)中、Y,Zの置換基を有していても良いアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、及びオバレニル基等が挙げられる。
一般式(1)中、mは0〜16の整数、nは0〜16の整数で、m+nは0〜16の整数である。
本発明に用いる黄色色素には、一般に市販されている種々の有機又は無機色素を用いることができる。有機顔料としては、例えば、アゾ系、アンサンスロン系、アンスラピリミジン系、アントラキノン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、インダンスロン系、キナクリドン系、キノフタロン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、チアジンインジゴ系、チオインジゴ系、ピランスロン系、フラバンスロン系、ペリノン系、ペリレン系、及びベンズイミダゾロン系等が挙げられる。
より具体的には、C.I.Pigment Yellow1、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、199、198、213、及び214等の黄色顔料を用いることができる。400nmから700nmに向けて波長を走査し、透過率を測定したときに、急激に透過率が高くなり始める波長が450nmから480nmである黄色顔料が好ましく、特に、C.I.Pigment Yellow 138(以下、PY138と略記する。)、及びC.I.Pigment Yellow1 150(以下、PY150と略記する。)が好ましい。
有機染料としては、ニトロ系、アゾ 系、ナフタレンアゾ 系、複素環アゾ系、スチルベン 系、カルポニウム系、キサンテン系、キノリン系、メチン ポリメチン系、アゾメチン系、チアゾール系、キノンイミン系、アントラキノン 系、インジドイド系、及びフタロシアニン系があげられる。
又、無機顔料としては、例えば、黄鉛、カドミウムイエロー、が挙げられる。これらの顔料は、併用してもかまわない。
これらは1種でも2種以上の顔料を組み合わせて用いることも出来る。
又、色相の調整の目的で、シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物以外の緑色色素、又は黄色色素以外の色素を添加することもできる。シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物以外の緑色色素としては、例えば、C.I.Pigment Green 7、10、36、37、及び58等の緑色顔料が挙げられる。
特に、黄色色素としてハロゲン含まない有機顔料および無機顔料を用いることにより、本発明はハロゲンフリー材料を達成することができる。特に、C.I.Pigment Yellow1 150が好ましい。
以下のハロゲンフリー材料について説明する。
従来、多くの電気製品や部品には火災の防炎策としてハロゲン系難燃剤が使われていたが、ダイオキシン問題やオゾン層破破壊防止などの環境に配慮するため、近年、電子部品業界ではハロゲンフリーと呼ばれる代替材料の開発などにより非ハロゲン化の動きが広がっている。ハロゲン系の化学物質は通常の使用に関しては何の問題もないが、不適切に焼却されると、化合物の酸化によるダイオキシンの生成やフロンに代表されるオゾン層破破壊物質の生成が生じる。
ハロゲンフリーとは、塩素、臭素などのハロゲン原子やハロゲン化合物を全く含んでいないこと、あるいは含有量が極微量の場合をいう。社団法人日本電子回路工業会ではハロゲンフリープリント配線板用銅張積層板の定義を塩素(Cl)、臭素(Br)の含有率がそれぞれ0.09wt%(900ppm)以下で、その含有率総量が0.15wt%(1500ppm)と定義している。
カラーフィルタを構成するカラーフィルタ用着色組成物、並びにカラーフィルタ用着色剤も例外ではなく、塩素、臭素などのハロゲン原子を含まないハロゲンフリー材料を使用することが望まれており、本発明の着色剤を使用することで達成することが可能である。
これら有機顔料は、必要に応じて、ソルベントソルトミリング、ドライミリング、又は、アシッドペースティング等の方法により、顔料粒子の微細化を施すことにより、緑色カラーフィルタ用着色剤として使用することができる。
例えば、有機顔料をソルベントソルトミリングにより微細化する場合には、有機顔料、水溶性無機塩及び水溶性溶剤から成る混合物をニーダー等の混練機を用いて強力に混練する。次に、混練した混合物を水中に注入し、各種攪拌機により攪拌してスラリー状態とする。これを濾過することにより無機塩及び溶剤を除去する。以上の工程を経て、微細化された有機顔料を得ることが出来る。この顔料微細化法においては、顔料は単一でも二種類以上の混合物の何れであってもよい。
上記の微細化工程における水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、及び塩化カリウム等を使用することができる。これらの無機塩は有機顔料の重量に対して等倍乃至30倍の範囲で用いる。用いる無機塩が少ない場合には十分な微細化が行われず、無機塩が多い場合には無機塩の除去に労力を要し、かつ処理効率の低下により生産性の点で好ましくない。
水溶性溶剤としては、安全性の点から、沸点が120乃至250℃の範囲の溶剤を用いることが好ましい。このような性質を有する溶剤の例としては、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、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モノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びジプロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、着色剤担体として、樹脂及び/又は樹脂の前駆体を含有している。カラーフィルタセグメントの形成方法や、硬化方法により、樹脂及び/又は樹脂の前駆体の種類や、樹脂と樹脂前駆体の重量比率は異なる。
本発明に用いる樹脂及び/又は樹脂の前駆体は、合計で、着色組成物中の着色剤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。20重量部より少ないと、強固なカラーフィルタ膜が形成されず、700重量部より多いと、顔料濃度が少なくなり、色特性を発現できなくなる。
本発明で使用する樹脂としては、 熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び感光性樹脂等が挙げられる。
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、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド系樹脂、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、石油樹脂、及びポリイミド樹脂等が挙げられる。
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、及びフェノール樹脂等が挙げられる。
感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、又は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、又はカルボキシル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等を反応させて、(メタ)アクリロイル基や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、並びに、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樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂及び/又は樹脂の前駆体は、必用に応じて組み合わせて使用することができ、カラーフィルタのセグメントを形成するパターニング方法(印刷方式、インクジェット方式、及びフォトリソグラフィー方式等)によって異なる。
本発明の着色組成物は、着色剤が、樹脂及び/又は樹脂の前駆体中に、長期にわたって凝集することなく均一に分散されていなければならない。又、本発明の着色組成物を、カラーフィルタセグメントのパターニング方法に応じて、塗液として使用する場合には、着色剤(場合によっては樹脂及び/又は樹脂の前駆体)が、溶剤中に、長期にわたって凝集することなく均一に分散されていなければならない。
本発明の着色剤を、樹脂及び/又は樹脂の前駆体に分散する方法、あるいは、溶剤に分散する方法としては、混合するだけでも十分な分散効果が得られる場合もあるが、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、ニーダー、ロールミル、アトライター、及びサンドミル等の各種粉砕機を用いて機械的に混合する方法が好ましい。本発明のように、シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物、黄色色素、及び、必要に応じて、後述する色素誘導体等、複数の色素を溶剤に共分散する場合には、粉体で混合しても、それぞれ別々に、溶剤の懸濁液あるいは溶液を作成して後、それらを混合して分散してもよいし、各々分散してから混合しても分散体を得ることができる。
又、インキ等の塗液として本発明の着色組成物を用いる場合には、本発明の着色剤と、樹脂及び/又は樹脂の前駆体と、溶剤との混合物を各種分散機で分散して調整することができる。その際、顔料分散剤、分散助剤、各種添加剤を添加した後分散しても良い。
調製の際に、顔料と顔料分散剤は、予め混合して得られた顔料組成物として添加してもよく、それぞれ別々に添加した後に分散してもよい。各原料の添加順序、添加方法については特に限定されない。
インキ等の塗液として本発明の着色組成物に用いる場合に使用する有機溶剤は、特に限定されない。一般的に溶剤として用いられるものは全て使用可能である。
本発明の着色組成物に使用する有機溶剤として、例えば、
n−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;
トルエン、m−キシレン、o−キシレン、m−ジエチルベンゼン、o−ジエチルベンゼン、p−ジエチルベンゼン、n−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、及びtert−ブチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤;
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン(別名イソホロン)、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、及びシクロヘキサノン等のケトン系溶剤;
酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、二塩基酸エステル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、及びシクロヘキシルアセテート等のエステル系溶剤;
n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、
3−メトキシブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、ダイアセトンアルコール、
エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール(別名1,3−ブタンジオール)、テトラメチレングリコール(別名1,4−ブタンジオール)、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,3−ブチレングリコール、ヘキサメチレンジオール(別名1,6−ヘキサンジオール)、
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エチルエーテル、エチレングリコールモノn−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n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリブチルエーテル、エチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、
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モノn−プロピルエーテル、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n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノターシャリブチルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、
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エチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノn−イソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノターシャリブチルエーテル、プロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、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n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノターシャリブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテル、
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、及びトリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル等のアルコール系溶剤;
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、エチレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノn−ブ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ブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノn−ヘキシ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アセテート、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n−プロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールn−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ターシャリブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノn−ヘキシ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、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノターシャリブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテルアセテート、
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アセテート、ジプロピレングリコールモノn−プロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノターシャリブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノn−ヘキシルエーテルアセテート、
及び3−メトキシブチルアセテート等のグリコール類のモノアルキルエーテルアセテート系溶剤;
エチレングリコールジメチルエーテル、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ジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリメチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルメチルエーテル、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ジエチルエーテル等のグリコール類のジアルキルエーテル系溶剤;
エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、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ジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート(別名1,3−ブタンジオールジアセテート)、テトラメチレングリコールアセテート(別名1,4−ブタンジオールジアセテート)、1,5−ヘプタンジオールジアセテート、及びヘキサメチレングリコールジアセテート(別名1,6−ヘキサンジオールジアセテート)等のグリコール類のジアセテート系溶剤;
グリセリントリアセテート(別名トリアセチン)等のトリアセテート系溶剤;
1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、γ―ブチロラクトン、及び 等のその他の酸素原子を有する環状化合物系溶剤;
N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、及びアセトニトリル等の窒素原子を有する化合物系溶剤;並びに、
N−メチルピロリドン、N−メチルオキサゾリジノン、及びN−エチルオキサゾリジノン等の窒素原子を有する環状化合物系溶剤等が挙げられるが、これらに限定されることなく、単独で又は2種以上混合して用いられる。有機溶剤は、着色組成物の着色剤100重量部に対して、800〜4,000重量部、好ましくは1,000〜2,500重量部の量で用いることができる。
本発明の着色組成物を分散する為に使用する分散機は特に指定されないが、例えば横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、マイクロフルイタイザー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ロールミル、石臼式ミル、超音波分散機、及びペイントコンディショナー等が挙げられる。通常、各種分散体を調製する際に使用されるあらゆる分散機や混合機を使用することができる。又、各種分散機により分散を行う前に、ニーダー、及び3本ロールミル等の練肉混合機による前分散、あるいは2本ロールミル等による固形分散等の処理を施してもよい。又、各種分散機で分散した後、30〜80℃の加温状態にて数時間乃至1週間程度保存する後処理、超音波分散機や衝突型ビーズレス分散機を用いて処理する工程等は、分散体に分散安定性を付与する為には効果的である。
本発明の着色成物を分散する際には、適宜、樹脂型分散剤、界面活性剤、及び色素誘導体等の分散剤(分散助剤も含む。)を含有させることができる。分散剤は、顔料等の着色剤の分散に優れた効果を発揮し、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて分散したカラーフィルタ用着色組成物を用いたい場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。
分散剤は、着色組成物中の色素100重量部に対して、1〜30重量部、好ましくは5〜15重量の量で用いることができる。樹脂型顔料分散剤は、着色剤担体として使用する前記樹脂の一部として機能しても構わない。
樹脂型顔料分散剤としては、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、色素担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の色素担体への分散を安定化する働きをするものである。
樹脂型分散剤は、ポリビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ホルマリン縮合系、シリコーン系、及びこれらの複合系ポリマーが挙げられ、
顔料親和性部位としては、カルボキシル基、ヒドロキシル基、燐酸基、燐酸エステル基、スルフォン酸基、ヒドロキシル基、アミノ基、四級アンモニウム塩基、及びアミド基等の極性基、並びに、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合系等の親水性ポリマー鎖等が挙げられ、
色素担体と相溶性のある部位としては、長鎖アルキル鎖、ポリビニル鎖、ポリエーテル鎖、及びポリエステル鎖等が挙げられる。
樹脂型顔料分散剤として具体的には、
スチレン−無水マレイン酸共重合物、オレフィン−無水マレイン酸共重合物、ポリ(メタ)アクリル酸塩、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体、(メタ)アクリル酸−ポリビニル系マクロマー共重合体、燐酸エステル基含有アクリル樹脂、芳香族カルボキシル基含有アクリル樹脂、ポリスチレンスルフォン酸塩、アクリルアミド−(メタ)アクリル酸共重合物、カルボキシメチルセルロース、カルボキシル基を有するポリウレタン、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、及びアルギン酸ソーダ等のアニオン系樹脂型顔料分散剤;
ポリビニルアルコール、ポリアルキレンポリアミン、ポリアクリルアミド、及びポリマー澱粉等のノニオン系樹脂型顔料分散剤;並びに、
ポリエチレンイミン、アミノアルキル(メタ)アクリレート共重合物、ポリビニルイミダゾリン、アミノ基を有するポリウレタン、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物、及びサトキンサン等のカチオン系樹脂型顔料分散剤が挙げられ、これらを単独又は2種以上を混合して用いることができる。
市販の樹脂型顔料分散剤としては、
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、2020、2090、2091、2164、及び2163、並びに、Anti−Terra−U、203、及び204、並びに、BYK−P104、P104S、及び220S、並びに、Lactimon、Lactimon−WS、及びBykumen等のビックケミー社製樹脂型顔料分散剤;
SOLSPERSE−3000、9000、13240、13650、13940、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32600、34750、36600、38500、41000、41090、及び53095等の日本ルーブリゾール社製樹脂型顔料分散剤;並びに、
EFKA−46、47、48、452、LP4008、4009、LP4010、LP4050、LP4055、400、401、402、403、450、451、453、4540、4550、LP4560、120、150、1501、1502、及び1503等のエフカケミカルズ社製樹脂型顔料分散剤等が挙げられるが、これらに限定されることなく任意の樹脂型顔料分散剤が使用でき、これらを単独又は2種以上を混合して用いることもできる。
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等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等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等のカオチン性界面活性剤;並びに、
アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、及びアルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
色素誘導体とは、有機色素に置換基を導入した化合物であり、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、トリアジ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、及び特公平5−9469号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。
特に、塩基性官能基を有する色素誘導体、及び塩基性官能基を有するトリアジン誘導体は、顔料の分散効果が大きいため、好適に用いられる。色素誘導体が有する塩基性官能基として具体的には、下記一般式(2)、(3)、(4)及び(5)で表される置換基が挙げられる。
一般式(2):
Figure 2010079247
一般式(3):
Figure 2010079247
一般式(4):
Figure 2010079247
一般式(5):
Figure 2010079247
〔一般式(2)〜(5)中、
11は、SO2、CO、CH2NHCOCH2、CH2、又は直接結合であり、
11は、1〜10の整数であり、
11、及びR12は、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1〜36のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜36のアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基であり、又はR11 とR12とで一体となって複素環を形成してもよく、
13は、置換されていてもよい炭素数1〜36のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜36のアルケニル基、又は置換されていてもよいフェニル基であり、
14、R15、R16、及びR17は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1〜36のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜36のアルケニル基、又は置換されていてもよいフェニル基であり、
11は、−NR18−Z11−NR19−、又は直接結合を表す。
18、及びR19は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数1〜36のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜36のアルケニル基、又は置換されていてもよいフェニル基であり、
11は、置換されていてもよい炭素数1〜36のアルキレン基、置換されていてもよい炭素数2〜36のアルケニレン基、又は置換されていてもよいフェニレン基であり、
11は、一般式(6)で表される置換基、又は一般式(7)で表される置換基であり、
11は、水酸基、アルコキシル基、一般式(6)で表される置換基、又は一般式(7)で表される置換基であり、
一般式(6)、及び一般式(7)において、R11〜R17及びn11は、一般式(2)〜一般式(4)におけるR11〜R17及びn11と同じである。
一般式(6):
Figure 2010079247
一般式(7):
Figure 2010079247
塩基性官能基を有する色素誘導体を構成する有機色素としては、例えば、ジケトピロロピロール系色素、アゾ、ジスアゾ、及びポリアゾ等のアゾ系色素; フタロシアニン系色素; 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、及びビオラントロン等のアントラキノン系色素;
ジオキサジン系色素; ペリノン系色素; ペリレン系色素; チオインジゴ系色素;
イソインドリン系色素; イソインドリノン系色素; キノフタロン系色素; スレン系色素;並びに、金属錯体系色素が挙げられる。又、先に例示した有機顔料でもよい。
塩基性基を有する色素誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、有機色素に、下記式(8)〜(11)で表される置換基を導入した後、該置換基と反応して一般式(2)〜(5)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、又は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。
有機色素がアゾ系色素である場合は、一般式(2)〜(5)で表される置換基をあらかじめジアゾ成分又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官能基を有するアゾ系顔料誘導体を製造することもできる。
一般式(8): −SO2Cl
一般式(9): −COCl
一般式(10):−CH2NHCOCH2Cl
一般式(11):−CH2Cl
一般式(2)〜(5)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、イソニペコチン酸メチル、イソニペコチン酸エチル、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、及び1−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
色素誘導体としては、表1〜9に示す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、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。
Figure 2010079247
MAT
Figure 2010079247
MAT
Figure 2010079247
MAT
Figure 2010079247
Figure 2010079247
Figure 2010079247
Figure 2010079247
Figure 2010079247
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、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメントを具備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、及び少なくとも1つの青色フィルタセグメントを具備する加法混色型、少なくとも1つのマゼンタ色フィルタセグメント、及び少なくとも1つのシアン色フィルタセグメント、及び少なくとも1つのイエロー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。
前記、青色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、及びシアン色フィルタセグメントが、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成できる。
本発明のカラーフィルタは、印刷法、インキジェット方式、又はフォトリソグラフィー法により、本発明の着色組成物及び上記各色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。
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、及び272等の赤色顔料、顔料担体(樹脂及び/又は樹脂の前駆体)、必要に応じて、溶剤、及び各種添加剤(分散剤、光重合開始剤、レベリング剤等)等を含有してなる赤色着色組成物である。赤色着色組成物には、後に例示する黄色顔料や、C.I.Pigment Orenge 36、43、51、55、59、及び61等のオレンジ顔料を併用することができる。
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は、例えば、C.I.Pigment Green 7、10、36、37等の緑色顔料と、顔料担体(樹脂及び/又は樹脂の前駆体)、必要に応じて、溶剤、及び各種添加剤(分散剤、光重合開始剤、レベリング剤等)等を含有してなる緑色着色組成物である。緑色着色組成物には、後で例示する黄色顔料を併用することができる。本発明では、必要に応じて、前記緑色顔料の替わりに、本発明の着色剤を使用する。
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は、例えば、C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16
、22、60、及び64等の青色顔料、顔料担体(樹脂及び/又は樹脂の前駆体)、必要に応じて、溶剤、及び各種添加剤(分散剤、光重合開始剤、レベリング剤等)等を含有してなる青色着色組成物である。青色着色組成物には、C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、及び50等の紫色顔料を併用することができる。本発明では、必用に応じて、前記青色顔料の替わりに、本発明の着色剤を使用する。
イエローフィルタセグメントを形成するための黄色着色組成物は、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、及び199等の黄色顔料と、顔料担体(樹脂及び/又は樹脂の前駆体)、必要に応じて、溶剤、及び各種添加剤(分散剤、光重合開始剤、レベリング剤等)等を含有してなる黄色着色組成物である。
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は、例えば、C.I.Pigment Violet 1、及び19等の紫色顔料、並びに/又は、C.I.Pigment Red 4、146、177、169、及び81等の赤色顔料、顔料担体(樹脂及び/又は樹脂の前駆体)、必要に応じて、溶剤、及び各種添加剤(分散剤、光重合開始剤、レベリング剤等)等を含有してなるマゼンタ色着色組成物である。マゼンタ色着色組成物には、前記黄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は、例えば、C.I.Pigment Blue 15:1、15:2、15:4、15:3、15:6、16、及び81等の青色顔料、顔料担体(樹脂及び/又は樹脂の前駆体)、必要に応じて、溶剤、及び各種添加剤(分散剤、光重合開始剤、レベリング剤等)等を含有してなる青色着色組成物である。本発明では、必用に応じて、前記青色顔料の替わりに、本発明の着色剤を使用する。
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、及びポリエチレンテレフタレート等の樹脂板が用いられる。
印刷法又はインクジェット方式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。更に、印刷技術の発展により高い寸法精度及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、印刷の板上にて、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。又、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。
着色組成物としてのインキの構成は、例えば、着色剤(顔料等)、樹脂及び樹脂の前駆体、溶剤、及びその他の添加剤である。樹脂の一部として、樹脂型分散剤を、添加剤の一部として、色素誘導体を、それぞれ任意に、使用することができる。
又、例えば、熱硬化性のインキの場合、樹脂として、熱硬化性樹脂を、樹脂の前駆体として、樹脂の官能基に応じて、アルキルエーテル化メチロールメラミン化合物、アルキルエーテル化メチロールベンゾグアナミン化合物、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキセタン化合物、フェノール化合物、ベンゾオキジン化合物、ブロック化カルボン酸化合物、ブロック化イソシアネート化合物、(メタ)アクリレート系モノマー、及びシランカップリング剤等の熱反応性化合物を、添加剤として、熱反応触媒を、それぞれ任意に、使用することができる。
又、例えば、活性エネルギー線硬化型のインキの場合、樹脂として、感光性樹脂を、樹脂の前駆体として、(メタ)アクリレート系モノマー等の活性エネルギー線硬化性単量体を、添加剤として、活性エネルギー線重合開始剤が、それぞれ任意に、使用することができる。
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、溶剤又はアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレー等により現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。更に、着色レジスト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。
着色組成物としてのレジストの構成は、例えば、着色剤(顔料等)、樹脂及び樹脂の前駆体、溶剤、及びその他の添加剤である。樹脂の一部として、樹脂型分散剤を、添加剤の一部として、色素誘導体を、それぞれ任意に、使用することができる。
又、レジストの場合は、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ため、樹脂として、アルカリ可溶性樹脂を、樹脂の前駆体として、活性エネルギー線硬化性単量体を、添加剤として、活性エネルギー線重合開始剤を、それぞれ任意に、使用することができる。
又、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を、アルカリ現像型着色レジストの形態で使用する場合は、アルカリ可溶性樹脂として、(メタ)アクリル酸等の酸性基を有するエチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性ビニル系樹脂を、その前駆体として、以下に挙げるエチレン性不飽和単量体を、添加剤として、以下に挙げる活性エネルギー線重合開始剤を、使用するのが好ましい。
樹脂の前駆体であるモノマー及びオリゴマー、即ち、エチレン性不飽和単量体としては、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)、ターシャリブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、及びイソステアリル(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート類;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ターシャリブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、及びイソボルニル(メタ)アクリレート等の環状アルキル(メタ)アクリレート類;
トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、及びテトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフルオロアルキル(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリロキシ変性ポリジメチルシロキサン(シリコーンマクロマー)類;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、及び3−メチル−3−オキセタニル(メタ)アクリレート等の複素環を有する(メタ)アクリレート類;
ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、及びノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(メタ)アクリレート類;
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、及びポリエチレングリコールモノステアリルエーテル(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリル酸、アクリル酸ダイマー、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタレート、エチレンオキサイド変性コハク酸(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、及びω-カルボキシポリカプロラクトン(メタ)アクリレー
ト等のカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート類;
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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチル(メタ)フタレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、及びグリセロール(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレート類;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート,ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、及び2−エチル,2−ブチル−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類、
ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ジアクリル酸亜鉛、エチレンオキサイド変性リン酸トリアクリレート、及びグリセロールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等の三級アミノ基を有する(メタ)アクリレート類;
グリセロールトリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の三官能以上の多官能(メタ)アクリレート;
グリセロールトリグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、グリセロールジグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、1,6−ブタンジオールジグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、アリルグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、フェニルグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、スチレンオキサイド−(メタ)アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、プロピレンオキサド変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、ビスフェノールFジグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、エピクロルヒドリン変性フタル酸―(メタ)アクリル酸付加物、エピクロルヒドリン変性ヘキサヒドロフタル酸―(メタ)アクリル酸付加物、エチレングリコールジグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル−(メタ)アクリル酸付加物、プロピレングリコールジグリシジルエーテル―(メタ)アクリル酸付加物、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル―(メタ)アクリル酸付加物、フェノールノボラック型エポキシ樹脂−(メタ)アクリル酸付加物、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂−(メタ)アクリル酸付加物、その他のエポキシ樹脂−(メタ)アクリル酸付加物等のエポキシ(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリロイル変性イソシアヌレート、(メタ)アクリロイル変性ポリウレタン、(メタ)アクリロイル変性ポリエステル、(メタ)アクリロイル変性メラミン、(メタ)アクリロイル変性シリコーン、(メタ)アクリロイル変性ポリブタジエン、及び(メタ)アクリロイル変性ロジン等の(メタ)アクリロイル変性樹脂オリゴマー類;
スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸ビニル、及び(メタ)アクリル酸アリル等のビニル類;
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、及びペンタエリスリトールトリビニルエーテル等のビニルエーテル類;
(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、及びN−ビニルホルムアミド等のアミド類;並びに、
アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独で又は2種類以上混合して用いることができる。
アルカリ可溶解性樹脂は、これらの前駆体の内、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレート類と、カルボキシル基を有しない単官能の(メタ)アクリレート類及び/又はビニル類とを共重合することによって得られる。
又、活性エネルギー線硬化性単量体としては、これらの前駆体の内、多官能の(メタ)アクリレート類及び/又はビニル類を使用するのが好ましい。
活性エネルギー線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−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、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、及び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化合物;
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、及びベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;
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、及び3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;
チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、及び2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;
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−ピペロニル−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、及び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化合物;
1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、及びO−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物;
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、及び
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のホスフィン系化合物;
9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、及びエチルアントラキノン等のキノン系化合物;
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;並びに、
チタノセン系化合物等が用いられる。
これらの活性エネルギー線重合開始剤は1種又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。これらの活性エネルギー線重合開始剤は、カラーフィルタ用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。
更に、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、増感剤を含有させることができる。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。
増感剤としては、カルコン誘導体やジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、及びミヒラーケトン誘導体等が挙げられる。
更に、具体例には、大河原信ら編、「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編、「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、及び「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではない。又、その他、紫外から近赤外域にかけての光に対して吸収を示す増感剤を含有させることもできる。
増感剤は、必要に応じて任意の比率で二種以上用いてもかまわない。
又、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、溶存している酸素を還元する働きのあるアミン系化合物を含有させることができる。
このようなアミン系化合物としては、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、及びN,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、その他に、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、又、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アンモニウムクロライド、及びジエチルヒドロキシアミン等の4級アンモニウムクロライド類;
乳酸、及びシュウ酸等の有機酸類;
前記有機酸のメチルエステル類;
t−ブチルピロカテコール等のカテコール類;
トリフェニルホスフィン、テトラエチルホスフィン、及びテトラフェニルフォスフィン等の有機ホスフィン類;並びに、
亜リン酸塩類等が挙げられる。
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、及びビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類;
γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、及びγ−(メタ)アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン等の(メタ)アクリロキシシラン類;
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、及び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、及び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;並びに、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及び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、カラーフィルタ用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。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、その他添加剤として、連鎖移動剤、可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤消泡剤、粘度調整剤、ワックス、レベリング剤等を加えることができる。
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。又、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、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥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、上記方法の他に電着法、転写法等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。又、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、本発明を更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」及び「%」は、それぞれ、「重量部」及び「重量%」を表す。
(例示化合物1の合成)
ニトリル法に従い、DBU(1,8−Diazabicyclo[5.4.0]undec−7−ene)を触媒として、フタロジニトリル、塩化アルミニウム無水物より、クロロアルミニウムフタロシアニンを得た。クロロアルミニウムフタロシアニン100部をゆっくり濃硫酸2000部に、室温にて加えた。40℃、2時間撹拌して、3℃の冷水80000部に硫酸溶液を注入した。析出した、青色物をろ過、水洗、乾燥して、ヒドロキシアルミニウムフタロシアニンを得た。
得られたヒドロキシアルミニムフタロシアニン100部とトリフェニルシラノール54.6部をトルエン400部に加えた。加熱還流を4時間続けた。ろ過して、メタノールで洗浄後、乾燥して、119部の下記一般式(12)に示す例示化合物1を得た。精密質量分析、元素分析により例示化合物1の構造を確認した。結果は表9にまとめた。
一般式(12):
Figure 2010079247
(比較化合物1の合成)
例示化合物1の合成中間体として得られたヒドロキシアルミニムフタロシアニン100部をニトロベンゼン1500部に加えた。加熱還流を6時間続けた。ろ過して、メタノールで洗浄後、乾燥して、98部の下記一般式(20)に示す比較化合物1を得た。精密質量分析、元素分析によりμ―オキソアルミニウムフタロシアニンダイマーである比較化合物1の構造を確認した。結果は表9にまとめた。
一般式(20):
Figure 2010079247
Figure 2010079247
(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、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、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、更に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、更に、80℃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40,000であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
(着色剤の調整)
〔実施例1〕
例示化合物1:36部、塩化ナトリウム:360部、及びジエチレングリコール:46部をステンレス製0.6Lニーダー(井上製作所製)に仕込み、30℃で7時間混練した。次にこの混練物を3リットルの70℃温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、33部の着色剤1を得た。得られたシロキシアルミニウムフタロシアン顔料のCuKα線によるX線回折パターンを測定したところ、図1に示すように、ブラック角2θ(±0.2)=6.1°、8.0°、9.5°、10.7°、12.6°、13.6°、14.1°、14.8°、17.2°、18.3°、18.8°、19.2°、20.4°、22.1°、23.8°、24.6°、26.3°、および27.8°にピークにピークを有していた。
〔実施例2〕
例示化合物1:32.4部、ヒドキシアルミニウムフタロシアニン:3.6部、塩化ナトリウム:360部、及びジエチレングリコール:46部をステンレス製0.6Lニーダー(井上製作所製)に仕込み、30℃で7時間混練した。次にこの混練物を3リットルの70℃温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、33部の着色剤2を得た。得られたシロキシアルミニウムフタロシアン顔料のCuKα線によるX線回折パターンを測定したところ、図2に示すように、ブラック角2θ(±0.2)=6.0°、7.5°、8.4°、9.8°、13.1°、15.1°、16.3°、18.5°、20.2°、21.3°、22.8°、および26.8°にピークを有していた。
比較化合物1を、そのまま比較着色剤1とした。
(着色組成物の調整及び評価)
〔実施例3〕
下記組成の混合物を均一に分散して、5μmのフィルターでろ過し、着色組成物1を作成した。
着色剤1 2.50部
黄色顔料C.I.Pigment Yellow 150 2.50部
(ランクセス社製Yellow Pigment E4GN−GT)
色素誘導体A−14 1.0部
アクリル樹脂溶液 45.0部
トリメチロールプロパントリアクレート 7.30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」) 0.10部
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 0.10部
シクロヘキサン 41.5部
続いて、スピンコーターを用いて、F10光源を用いたときの色度がx=0.29となる膜厚に、ガラス基板上に着色組成物1を塗工した。70℃、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、カラーフィルタを作成した。分光光度計(日立製作所社製「U−3500」)を用いて分光透過率を測定した。545nmの透過率により、明度の優劣を評価した。結果は表10にまとめた。
〔実施例4、比較例2〜6〕
着色剤1を、着色剤2、比較着色剤1、アルミニウムフタロシアニンである山陽色素社製Cyanine Blue A−13Y、C.I.Pigment Blue 15:6(東洋インキ製造社製「リオノール BLUE E」)、緑色顔料C.I.Pigment Green 36(東洋インキ製造社製「リオノールグリーン6YK」)、あるいはC.I.Pigment Green 58(DIC社製「A110」)に変えた以外は、実施例3と同様にして、着色組成物2、比較着色組成物1〜5を得た。実施例3同様に評価し、結果を表10にまとめた。
〔実施例5〕
下記組成の混合物を均一に分散して、5μmのフィルターでろ過し、着色組成物3を作成した。
着色剤1 2.50部
黄色顔料C.I.Pigment Yellow 138 2.50部
(BASF社製Palioto Gelb K0961HD)
色素誘導体A−14 1.0部
アクリル樹脂溶液 45.0部
トリメチロールプロパントリアクレート 7.30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」) 0.10部
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 0.10部
シクロヘキサン 41.5部
続いて、スピンコーターを用いて、F10光源を用いたときの色度がx=0.29となる膜厚に、ガラス基板上に着色組成物3を塗工した。70℃、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、カラーフィルタを作成した。分光光度計(日立製作所社製「U−3500」)を用いて分光透過率を測定した。545nmの透過率により、明度の優劣を評価した。結果は表10にまとめた。
〔実施例6、比較例7〜11〕
着色剤1を、着色剤2、比較着色剤1、アルミニウムフタロシアニンである山陽色素社製Cyanine Blue A−13Y、C.I.Pigment Blue 15:6(東洋インキ製造社製「リオノール BLUE E」)、緑色顔料C.I.Pigment Green 36(東洋インキ製造社製「リオノールグリーン6YK」)、あるいはC.I.Pigment Green 58(DIC社製「A110」)に変えた以外は、実施例5と同様にして、着色組成物4、比較着色組成物6〜10を得た。実施例5同様に評価し、結果を表10にまとめた。
Figure 2010079247
本発明の特定のCuKα線によるX線回折パターンを有するシロキシアルミニウムフタロシアニンを含有する着色剤1、2(実施例1〜2)を用いた着色組成物1〜2(実施例3〜6)は、μ―オキソアルミニウムフタロシアニンダイマー(比較例1)、アルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、又はハロゲン化亜鉛フタロシアニンを含有する比較着色組成物1〜10(比較例2〜11)に比べて、545nmの透過率が高く、本発明の着色剤を含有する緑色セグメントを有するカラーフィルタは、明度が高くなることが示された。

Claims (6)

  1. シロキシアルミフタロシアニン化合物を含有してなるカラーフィルタ用着色剤。
  2. シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物のCuKα線によるX線回折パターンが、ブラック角2θ(±0.2)=6.0°、7.5°、8.4°、9.8°、13.1°、15.1°、16.3°、18.5°、20.2°、21.3°、22.8°、および26.8°にピークを有するものである請求項1記載のカラーフィルタ用着色剤。
  3. シロキシアルミニウムフタロシアニン化合物のCuKα線によるX線回折パターンが、ブラック角2θ(±0.2)=6.1°、8.0°、9.5°、10.7°、12.6°、13.6°、14.1°、14.8°、17.2°、18.3°、18.8°、19.2°、20.4°、22.1°、23.8°、24.6°、26.3°、および27.8°にピークを有するものである請求項1記載のカラーフィルタ用着色剤。
  4. さらに黄色色素を含有することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のカラーフィルタ用着色剤。
  5. 請求項1〜4いずれかに記載のカラーフィルタ用着色剤と、樹脂及び/又は樹脂の前駆体と、を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
  6. 請求項5記載のカラーフィルタ用着色組成物を用いてなるセグメントを有することを特徴とするカラーフィルタ。
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