JP2010282047A - 緑色感光性着色組成物およびカラーフィルタ - Google Patents

緑色感光性着色組成物およびカラーフィルタ Download PDF

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Abstract

【課題】VA(垂直配向)方式やIPS(水平配向)方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色剤の含有濃度が高い緑色着色組成物を用いた場合でも、着色層の電気的特性が液晶の配向に悪影響を与えることがなく、カラーフィルタ上に保護層を設けなくても十分な表示性能を確保できる緑色感光性着色組成物、及びそれを用いたカラーフィルタを提供する。
【解決手段】少なくとも、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)着色剤、(d)光重合開始剤、(e)溶剤を含有する感光性着色組成物であって、前記着色剤(c)は緑色顔料及び黄色顔料で構成されるとともに主たる緑色顔料が、ハロゲン化金属フタロシアニン顔料であり、かつ、前記感光性着色組成物における全固形分中の緑色顔料の濃度が30〜40質量%であり、該感光性着色組成物を硬膜した塗膜の体積抵抗率が5×1014Ω・cm以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、緑色感光性着色組成物、及びそれを用いた液晶表示装置用のカラーフィルタに関する。
カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化に不可欠な構成部品であり、液晶表示装置は、携帯電話・デジタルカメラ等の小面積のものからパーソナルコンピュータの表示装置、テレビ画像表示装置などの大面積のものまで広く普及が進んでいる。近年、これらの液晶表示装置については、輝度、コントラスト、視野角、色再現性等すべての特性において高次元にバランスのとれた表示品位が求められており、それら要求特性の向上を図った新しい方式の液晶表示装置が出現してきている。
その中にあって、透明導電膜である画素電極に開口部を形成し、それによって形成されるフリンジフィールドを利用することで液晶の配向を制御する垂直配向方式(PVA:Patterned Vertical Alignment方式)の液晶表示装置は、従来の垂直配向方式(VA:Vertically Aligned)の液晶表示装置よりも、視野角、輝度、コントラスト比、応答速度などの表示品位に優れている。また、液晶を基板面と水平に配向し、横方向に電界をかけるIPS(In−Plane Switching)方式の液晶表示装置も、視野角、輝度、コントラスト比、応答速度などの表示品位に優れている。
ただし、このPVA方式は表示品位において優れた特性を持っている反面、画素電極上に切開パターンを有しているため、液晶分子の配向が、剥き出しになっている着色層の電気的特性の影響を受けてしまうという問題がある。実際、従来の着色層材料を使用した場合、PVA方式の液晶表示装置では着色層の電気的特性に起因する液晶の配向乱れなどの表示不良が起こっていた。IPS方式の液晶表示装置では、電界の影響をさらに強く受けるため、着色層の電気的特性は重要である。なお、IPS方式の液晶表示装置は、TFT基板側の画素電極にて横方向に電界をかける方式であるため、対向する基板側に形成するカラーフィルタ上に透明導電膜(ITOに代表される透明電極)を形成しなくても良い。
この着色層の電気的特性は、主として顔料の性質によるものであり、特に緑色顔料を用いた緑色画素部において配向不良が発生しやすい。この電気的特性を向上する方法としては、顔料の濃度を一定以下とする、あるいは、誘電特性の良好な樹脂を含有する着色組成物を用いて着色層を形成するといったことが報告されている。例えば、特許文献1には、少なくとも1色の画素を構成する着色層の誘電正接(tanδ)が周波数10〜100Hzの範囲で0.03以下と刷る技術が開示されている。しかし、近年求められているカラーフィルタの色再現領域の拡大という観点では、上記特許文献1で質的に緑色顔料濃度を30質量%未満としているように、顔料濃度を一定以下とすることは塗布膜厚が厚くなることにつながり、それに起因する面内均一性の悪化など生産性に欠ける。また、顔料濃度を高めて色再現領域の拡大を図る場合は、さらなる電気的特性の低下にもつながるし、樹脂成分の含有率も低下するため、樹脂成分の改善だけでは効果が十分でない。
そのため、従来の着色層材料によるカラーフィルタをPVA方式の液晶表示装置に用いる場合は、着色層上に透明樹脂による保護層を設け、着色層の電気的特性の影響を受けないようにすることが一般的である。しかしながら、近年の液晶表示装置の低価格化は著しく、その部材であるカラーフィルタも低価格化の必要に迫られているため、材料費、工程増による歩留まり低下、コストアップにつながる保護層の形成を必要とせずに、PVA方
式の液晶表示装置に用いることのできるカラーフィルタが望まれている。
また、たとえば特許文献2には、IPS方式の液晶表示装置に用いる液晶表示素子の表示品質を向上させる目的で、カラーフィルタの構成要素であるブラックマトリックスの体積抵抗率RBM及び着色層の体積抵抗率RRGBの比について、RBM/RRGBが全色について0.5以下、または10以上とする技術が開示されている。同時に、ブラックマトリックスの体積抵抗率が1010Ω・cm以上である必要性が開示されている。しかしながら、赤色画素、緑色画素、青色画素の3色の間で、特定色に配向不良が生じる問題点は把握されていなかった。
特開2006−113099号公報 特開2000−329923号公報
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、VA(垂直配向)方式やIPS(水平配向)方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色剤の含有濃度が高い緑色着色組成物を用いた場合でも、着色層の電気的特性が液晶の配向に悪影響を与えることがなく、カラーフィルタ上に保護層を設けなくても十分な表示性能を確保できる緑色感光性着色組成物、及びそれを用いたカラーフィルタを提供することを課題としている。
本発明の請求項1に係る発明は、少なくとも、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)着色剤、(d)光重合開始剤、(e)溶剤を含有する感光性着色組成物であって、前記着色剤(c)は緑色顔料及び黄色顔料で構成されるとともに主たる緑色顔料が、ハロゲン化金属フタロシアニン顔料であり、かつ、前記感光性着色組成物における全固形分中の緑色顔料の濃度が30〜40質量%であり、該感光性着色組成物を硬膜した塗膜の体積抵抗率が5×1014Ω・cm以上であることを特徴とする緑色感光性着色組成物である。
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記ハロゲン化金属フタロシアニン顔料が、化学式(1)で示される、1分子中に臭素原子を平均15個含有する塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料であることを特徴とする請求項1に記載する緑色感光性着色組成物である。
Figure 2010282047
(式(1)において、中心金属は銅であり、外周の4個のベンゼン環に結合した16個のXのうち、14.5〜15.6平均して15個は臭素原子である。)
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記光重合開始剤(d)が、オキシムエステル系光重合開始剤を含有する光重合開始剤であり、前記緑色感光性着色組成物の全固形分中の光重合開始剤比率が2〜10質量%の範囲にあることを特徴とする請求項1または2に記載する緑色感光性着色組成物である。
また、本発明の請求項4に係る発明は、前記透明樹脂(a)が、共重合成分として、下記化学式(2)で示されるエチレン性不飽和単量体を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載する緑色感光性着色組成物である。
Figure 2010282047
(式(2)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Rは、炭素数2〜10のアルキレン基を表し、Rは、水素原子又はベンゼン環を含むこともある炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは1〜15の整数を表す。)
次に、本発明の請求項5に係る発明は、透明基板上に、少なくともブラックマトリックスと、複数の着色画素を備えるカラーフィルタにおいて、緑色画素に請求項1から4のいずれか1項に記載の緑色感光性着色組成物を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
また、本発明の請求項6に係る発明は、透明基板上に、少なくともブラックマトリックスと、複数の着色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、緑色画素に請求項1から4のいずれか1項に記載の緑色感光性着色組成物を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
本発明にあっては、液晶の配向に影響を与えやすい緑色感光性着色組成物において、主たる緑色顔料をハロゲン化金属フタロシアニン顔料とし、また、光開始剤の種類と量を最適な値に設定し、さらに該緑色感光性着色組成物の塗膜を硬膜したときの体積抵抗率を5.0×1014Ω・cm以上とすることで、PVA方式やIPS方式の液晶表示装置に用いた際に、カラーフィルタ上に透明樹脂による保護層を設けなくてもその電気的特性に起因する液晶の配向乱れのない、すなわち、表示性能に悪影響を与えないカラーフィルタを得ることが出来る。
以下、まず本発明を要約し、次いで材料面の詳細、感光性着色組成物の一般的製法、カラーフィルタ基板の製造方法について詳述する。
本発明に係る緑色感光性着色組成物は、その必須成分として、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)着色剤、(d)光重合開始剤、(e)溶剤を含有するととともに、主たる緑色顔料が塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料である緑色感光性着色組成物である。また、分散剤、光増感剤、連鎖移動剤などの添加剤を含有するものであっても良い。
そして、緑色感光性着色組成物中の(c)着色剤は、前記緑色顔料に黄色顔料を加えて調色を行い、あわせて該緑色感光性着色組成物における全固形分中の緑色顔料の濃度が30〜40質量%で、かつ、カラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が、5×1014Ω・cm以上の緑色感光性着色組成物である。
緑色顔料の濃度が30質量%未満の場合には、例えばD65光源における緑のCIE標色値が、0.22≦x≦0.29、0.60≦y≦0.64の領域にあるような着色層の形成をするためには、カラーフィルタとしての膜厚が厚くなることから、塗布ムラや膜厚均一性に劣り、緑色顔料の濃度が40質量%より高い場合には、着色組成物の電気特性における顔料の影響が大きくなるため、構成成分の最適化を行っても電気特性の向上効果として十分でない。また、緑色顔料の濃度が30〜40質量%の範囲であっても、カラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が5.0×1014Ω・cm未満の場合、液晶の配向不良に対する改善効果が十分でない。
さらには、緑色感光性着色組成物中の(d)光重合開始剤がオキシムエステル系光重合開始剤を含有する光重合開始剤で、全固形分中の光重合開始剤比率が2〜10質量%の範
囲にあるものが好ましい。
オキシムエステル系光重合開始剤を含有することで、光重合開始剤に起因する電気特性の低下を極力抑えることができ、また開始剤比率を抑えた場合においても、十分高感度な緑色感光性着色組成物となる。ここで、全固形分中の光重合開始剤比率が2質量%未満の場合には、露光時の硬化が不十分であることによる未反応状態の多官能モノマーの官能基部分が電気特性の低下を引き起こし、10質量%より高い場合には、構成成分における光重合開始剤の比率が大きくなることに起因する電気特性の低下がみられてしまう。
次に、本発明の緑色感光性着色組成物を構成する各成分について説明する。
[(a)透明樹脂]
本発明の緑色感光性着色組成物に用いることのできる透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。さらには必要に応じて、その前駆体である、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を単独で、または2種以上混合して用いることができる。
非感光性樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、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、スチレン樹脂、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、ポリブタジエン等が挙げられる。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、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。但し、これらの樹脂はアルカリ可溶性を示さないものがほとんどである。
現在、現像液としては、環境に対する影響の少ないアルカリ現像液が多く使用されている。このため、樹脂バインダーとしてアルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−(無水)マレイン酸共重体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、イソブチレン−(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体およびスチレン−スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂が好適に用いられる。
感光性樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する(メタ)アクリル化合物や、ケイヒ酸等を反応させてエチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。
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、感光性樹脂として使用できる。
光硬化の生じやすさを示す、感光性透明樹脂中に水酸基などを介して導入されるエチレン性不飽和二重結合の量は、得られる感光性透明樹脂の「二重結合当量」により示される。本発明における感光性透明樹脂の二重結合当量は200〜1200であることが好ましく、300〜900であることがより好ましい。感光性透明樹脂の二重結合当量が200未満の場合は、エチレン性不飽和二重結合を導入させる反応性の置換基を有するエチレン性不飽和単量体の比率が高くなり、諸特性を維持するのに十分な量の他のエチレン性不飽和単量体を共重合させることができない。1200を越える場合は、エチレン性不飽和二重結合の数が少ないため十分な感度を得ることができない。
着色剤として顔料を用いる場合は、透明樹脂中に重合成分として下記化学式(2)で示されるエチレン性不飽和単量体(A)を含めることが、顔料の分散安定性向上という面から好ましい。
Figure 2010282047
式(2)において、Rのアルキレン基の炭素数は、2〜10であるが、2〜3であることがより好ましい。また、Rのアルキル基の炭素数は1〜20であるが、より好ましくは1〜10であり、Rのアルキル基はベンゼン環を含んでもよい。Rのアルキル基の炭素数が1〜10のときは、アルキル基が障害となり樹脂同士の接近を抑制し、顔料への吸着/配向を促進するが、炭素数が10を超えると、アルキル基の立体障害効果が高くなり、ベンゼン環の顔料への吸着/配向までをも妨げる傾向を示す。この傾向は、Rのアルキル基の炭素鎖長が長くなるに従い顕著となり、炭素数が20を超えると、ベンゼン環の吸着/配向が極端に低下する。Rで表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、2−フェニル(イソ)プロピル基等を挙げることができる。
エチレン性不飽和単量体(A)としては、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEOまたはプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。これら化合物のうち、パラクミルフェノールのEOまたはPO変性(メタ)アクリレートは、上記したベンゼン環のπ電子の効果ばかりでなく、その立体的な効果も加わり、顔料などの着色材に対してより良好な吸着/配向面を形成することができるので、より分散効果が高い。
エチレン性不飽和単量体(A)を、感光性透明樹脂または非感光性透明樹脂として使用するには、他のエチレン性不飽和単量体と共重合させてポリマー化する必要がある。エチレン性不飽和単量体(A)と共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ)ブチル(メタ)アクリレート、(イソ) ペンチル(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、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらを1種または2種以上用いることができる。
エチレン性不飽和単量体(A)と他のエチレン性不飽和単量体とを共重合してなる感光
性または非感光性透明樹脂中の、エチレン性不飽和単量体(A)の共重合比率は、単量体の全質量を基準として0.1〜50質量%が好ましく、より好ましくは10〜35質量%である。エチレン性不飽和単量体(A)の共重合比率が0.1質量%より少ないと、顔料の分散効果が低下する。また、50質量%より多いと疎水性が大きくなり、着色組成物の現像性が低下したり、残渣の原因になったりすることがある。
[(b)多官能モノマー]
多官能モノマーとしての光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性着色組成物を用いて作製した着色感光層を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーである。
このような光重合性モノマーとしては、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる。
水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、2−ヒドロキシエチル(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、トリメチロールプロパンジ(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、ジトリメチロールプロパントリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。
なお、本発明の緑色感光性着色組成物における経時安定性および現像性と、形成された着色層のタック性を考慮すると、光重合性モノマーの含有量は、緑色感光性着色組成物の20質量%以下であることが好ましい。また、露光感度、パターンの解像性および耐溶剤性の観点から、1質量%以上であることが好ましい。
[(c)着色剤]
本発明の緑色感光性着色組成物に用いることの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。
緑色画素を形成するための緑色感光性着色組成物には、例えば、C.I.Pigment Green 7、10、36、37、58等の緑色顔料を併用することができる。緑色感光性着色組成物には黄色顔料を併用することができる。本発明では主たる緑色顔料が、ハロゲン化金属フタロシアニン顔料であり、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料は、緑色のカラーフィルタ用顔料として代表的なものであり、その分光透過スペクトル特性や耐候性に優れている。また、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料は、カラーフィルタ用の緑色顔料として分光透過スペクトル特性が、ハロゲン化銅フタロシアニン緑顔料と比較して幾分光透過性が高いので、近年注目されている緑顔料である。本発明において最も好ましく用いられるのは、1分子中に臭素原子を平均15個含有する塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料で、顔料の集合体としての臭素の含有量の測定値が14.5〜15.6のものが使用される。緑色感光性着色組成物を硬膜した緑色塗膜の体積抵抗率を大きくするためには、臭素化数は14.5より大きいことが望ましい。また、臭素化数が15.6を超えると黄色味が増すので好ましくない。
黄色顔料としては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、144、146、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、213、214等が挙げられる。
着色剤として顔料を用いる場合には、適宜、樹脂型顔料分散剤、色素誘導体、界面活性剤等の分散剤を用いることができる。分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、着色剤100質量%に対して、好ましくは0.1〜40質量%、より好ましくは0.1〜30質量%、さらに好ましくは1〜10質量%の量で用いることができる。
[(d)光重合開始剤]
本発明に係る光重合開始剤としては、オキシムエステル系重合開始剤が好適に使用できる。例えば、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)〕、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、エタノン,1−〔9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)である。
また、このオキシムエステル系重合開始剤に加えて、他の重合開始剤を併用することもできる。このような重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物、トリアジン系化合物、ホスフィン系化合物、キノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が挙げられる。アセトフェノン系化合物としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン等が例示できる。また、ベンゾイン系化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等が例示できる。ベンゾフェノン系化合物としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等が例示できる。チオキサンソン系化合物としては、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等が例示できる。トリアジン系化合物としては、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリルs−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4 '−メトキシスチリル)−6−トリアジン等が例示できる。ホスフィン系化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が例示できる。また、キノン系化合物としては、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等を例示できる。本発明の緑色感光性着色組成物においては、光重合開始剤起因の電気特性、および感度の観点から、オキシムエステル系重合開始剤を光重合開始剤の全量の20質量%以上含有することが好ましい。
さらに、光重合開始剤に加えて光増感剤を併用することもできる。光増感剤としては、アミン系化合物を例示することができる。トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等である。光増感剤の使用量は、光重合開始剤と光増感剤の合計量を基準として0.5〜60質量%が好ましく、より好ましくは3〜40質量%である。
また、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。多官能チオールの使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として0.1〜30質量%が好ましい。0.1質量%未満では多官能チオールの添加効果が不十分であり、30質量%を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
[(e)溶剤]
本発明の緑色感光性着色組成物には、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、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。
次に、本発明の感光性着色組成物の調製方法について説明する。本発明の緑色感光性着色組成物は、例えば、光重合性モノマー、透明樹脂、顔料、分散剤及び溶剤とから下記(
1)〜(4)のいずれかの方法により調製することができる。
(1):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を予め混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残りの成分を添加する。
(2):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を別々に添加して分散させた後、残りの成分を添加する。
(3):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料を分散させた後、顔料分散剤を添加した後、残りの成分を添加する。
(4):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液を2種類調製し、顔料と分散剤を予め別々に分散させてから、これらを混合し、残りの成分を添加する。なお、顔料と分散剤のうち一方は溶剤にのみ分散させても良い。
ここで、顔料や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター、ペイントコンディショナー等の各種分散装置を用いて行うことができる。
また、顔料と分散剤を予め混合して顔料組成物を調製する場合、粉末の顔料と粉末の分散剤を単に混合するだけでも良いが、(イ)ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合するか、(ロ)顔料を溶剤に分散させた後、分散剤を含む溶液を添加し、顔料表面に分散剤を吸着させるか、(ハ)硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に顔料と分散剤を共溶解した後、水等の貧溶媒を用いて共沈させるなどの混合方法を採用することが好ましい。
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。本発明のカラーフィルタは、少なくとも透明基板上に複数色の画素を備えており、当該複数色の画素は少なくとも着色層から構成されている。複数色には赤、緑、青(加法混色型)の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン(減法混色型)の組み合わせが挙げられるが、本発明のカラーフィルタは緑着色層を有するカラーフィルタに対して特に好ましく適用できる。
本発明のカラーフィルタに用いられる透明基板は、可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは80%以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、PETなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂によるパターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。
透明基板上への着色層の形成は、フォトリソグラフィ法により下記の方法で行う。すなわち、透明樹脂中に顔料を光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させ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マスクを介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、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。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記感光性着色組成物を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸
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。
以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで複数色の画素を備えるカラーフィルタを得ることができる。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例中、部は質量部である。
[樹脂の調整]
(透明樹脂1の合成例)
反応容器にシクロヘキサノン570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23部、メチルメタクリレート23部、ベンジルメタクリレート35部、エチレン性不飽和単量体(A)としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)22部、グリセロールモノメタクリレート48部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3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、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、透明樹脂共重合体溶液を得た。次に、得られた透明樹脂共重合体溶液336部に対して、2−メタクロイルエチルイソシアネート33部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン130部の混合物を70℃で3時間かけて滴下して感光性透明樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにシクロヘキサノンを添加して感光性樹脂溶液を調製した。得られた透明樹脂1の質量平均分子量は21000で、二重結合当量は470であった。
(透明樹脂2の合成例)
反応容器にシクロヘキサノン560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22部、n−ブチルメタクリレート22部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート104部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル4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、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、透明樹脂共重合体溶液を得た。次に、得られた透明樹脂共重合体溶液338部に対して、2−メタクロイルエチルイソシアネート33部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン130部の混合物を70℃で3時間かけて滴下して感光性透明樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにシクロヘキサノンを添加して感光性樹脂溶液を調製した。得られた透明樹脂2の質量平均分子量は35000で、二重結合当量は770であった。
[分散樹脂の調整]
下記の要領で顔料分散に用いる樹脂を調整した。
反応容器にシクロヘキサノン70部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でベンジルメタクリレート12.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸5.3部、エチレン性不飽和単量体(A)としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル0.2部をシクロヘキサノン10部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けて、樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20質量%になるようにシクロヘキサノンを添加して顔料分散に用いる樹脂溶液を調製した。
[感光性着色組成物の調製]
下記の要領で赤、青、緑の感光性着色組成物を調製した。
(赤色感光性着色組成物)
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
・赤色顔料:C.I.Pigment Red 254
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」) 9部
・赤色顔料:C.I.Pigment Red 177
(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」) 1部
・分散剤(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」) 2部
・上記分散樹脂(固形分20%) 40部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 48部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して赤色感光性着色組成物を得た。
・上記赤色顔料の分散体 57部
・透明樹脂1(固形分20%) 18.3部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.8部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー907」) 0.8部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」 0.3部
・シクロヘキサノン 20.7部
(青色感光性着色組成物)
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料:C.I.Pigment Blue 15
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」) 9部
・紫色顔料:C.I.Pigment Violet 23
(BASF社製「パリオゲンバイオレット5890」) 1部
・分散剤(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」) 2部
。上記分散樹脂(固形分20%) 40部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 48部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して青色感光性着色組成物を得た。
・上記青色顔料の分散体 57部
・透明樹脂1(固形分20%) 13.1部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 3.3部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー907」) 1.2部
・増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 0.4部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 25部
(緑色感光性着色組成物1)
臭素原子を平均15個含有する塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料である下記緑色顔料を用い、下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して分散体(緑色顔料分散体1)を作製した。
・緑色顔料;東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン6Y501」 14部
・分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−163」) 2部
・上記分散樹脂(固形分20%) 20部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 64部
次に、下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して黄色顔料の分散体を作製した。
・黄色顔料:C.I.Pigment Yellow 150
(バイエル社製「ファンチョンファーストイエローY−5688」) 10部
・分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−163」) 2部
・上記分散樹脂(固形分20%) 40部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 48部
その後、上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物1を得た。
・緑色顔料分散体1 43.4部
・黄色顔料分散体 15.2部
・透明樹脂1(固形分20%) 20.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.5部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.6部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.15部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 20.25部
(緑色感光性着色組成物2)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物2を得た。
・緑色顔料分散体1 48.9部
・黄色顔料分散体 17.1部
・透明樹脂1(固形分20%) 14.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.3部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.56部
・開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.14部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 18.9部
(緑色感光性着色組成物3)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物3を得た。
・緑色顔料分散体1 54.3部
・黄色顔料分散体 19部
・透明樹脂1(固形分20%) 8.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.1部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.48部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.12部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 17.7部
(緑色感光性着色組成物4)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物4を得た。
・緑色顔料分散体1 38部
・黄色顔料分散体 13.3部
・透明樹脂1(固形分20%) 26.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.7部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.64部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.16部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 21.5部
(緑色感光性着色組成物5)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物5を得た。
・緑色顔料分散体1 61.1部
・黄色顔料分散体 9.5部
・透明樹脂1(固形分20%) 11.1部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.1部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.48部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.12部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 17.7部
(緑色感光性着色組成物6)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物6を得た。
・緑色顔料分散体1 48.9部
・黄色顔料分散体 17.1部
・透明樹脂1(固形分20%) 9.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.0部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 1.6部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.4部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 20.6部
(緑色感光性着色組成物7)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物7を得た。
・緑色顔料分散体1 48.9部
・黄色顔料分散体 17.1部
・透明樹脂1(固形分20%) 16.3部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.4部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.16部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.04部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 17.5部
(緑色感光性着色組成物8)
上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物8を得た。
・緑色顔料分散体1 48.9部
・黄色顔料分散体 17.1部
・透明樹脂2(固形分20%) 14.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.3部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.56部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.14部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 16.6部
(緑色感光性着色組成物9)
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体(緑色顔料分散体2)を作製した。
・緑色顔料:C.I.Pigment Green 36
(東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン 6YK」) 14部
・分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−163」) 2部
・非感光性透明樹脂1(固形分20%) 20部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 64部
その後、上記緑色顔料分散体2、および黄色顔料分散体を用いて下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルタで濾過して緑色感光性着色組成物9を得た。
・緑色顔料分散体2 48.9部
・黄色顔料分散体 17.1部
・透明樹脂1(固形分20%) 14.4部
・多官能モノマー(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート) 2.3部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー 379」) 0.56部
・光開始剤(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー OXE−02」) 0.14部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 16.6部
緑色画素を形成する感光性着色組成物として、緑色感光性着色組成物1〜3を用いて作製したカラーフィルタを実施例1〜3とし、緑色感光性着色組成物4〜9を用いて作製したカラーフィルタを比較例1〜6とした。また、赤色画素を形成する感光性着色組成物には赤色感光性着色組成物を、青色画素を形成する感光性着色組成物には青色感光性着色組成物を用いた。
[評価項目]
(塗布ムラ)
スピンコーターによって塗布した基板を目視で観察し、均一に塗布できているものを〇、面内で膜厚に差ができ、ムラ状になっているものを×とした。
(体積抵抗率)
電極用にアルミ蒸着した100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、緑色感光性着色組成物をスピンコーターにて2.5μmの厚みになる回転数で塗布し、塗布基板を得た。次に、減圧乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量300mJ、照度30mWで紫外線露光を行った。アルカリ現像後、塗布基板を230℃で1時間加熱、放冷し、得られた硬化塗膜上に、面積1cmの電極用のアルミを蒸着し、緑色塗膜をアルミ電極で挟んだサンプルを作製した。得られたサンプルの体積抵抗率を微小電流測定器(Keithley社製「237型」)によって測定した。
(配向不良)
PVA方式による液晶表示装置を作製し、液晶の配向不良を確認した。
実施例1〜3および比較例1〜2の結果を表1に、比較例3〜6の結果を表2に示す。表1、表2で示す標記、例えば10E+15は、10の15乗を意味する。
なお、前記した赤色感光性着色組成物、及び青色感光性着色組成物のそれぞれ硬膜した塗膜の体積抵抗率は、2.8×1015Ω・cm、1.2×1015Ω・cmと、いずれも5×1014Ω・cmより大きな値であった。
Figure 2010282047
Figure 2010282047
<比較結果>
表1、2の結果から、以下のことが明らかである。すなわち、緑色感光性着色組成物にお
いて、全固形分中の緑色顔料の濃度が30〜40%であり、光重合開始剤(d)が、オキシムエステル系光重合開始剤を含有し、全固形分中の開始剤比率が2〜10%であり、かつカラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が、5×1014Ω・cm以上である場合において、配向不良が起こることなく、さらに塗布ムラのないカラーフィルタが得られることが分かる。比較例5で示すように、透明樹脂(a)が、化学式(1)で示されるエチレン性不飽和単量体を含まない場合、分散性の悪化が体積抵抗率の低下につながり、液晶の配向不良が起こる結果となった。また、比較例6で示すように緑色顔料の1分子中の臭素原子を平均15個未満である場合においても、体積抵抗率が低下し、液晶の配向不良が起こる結果となった。

Claims (6)

  1. 少なくとも、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)着色剤、(d)光重合開始剤、(e)溶剤を含有する感光性着色組成物であって、前記着色剤(c)は緑色顔料及び黄色顔料で構成されるとともに主たる緑色顔料が、ハロゲン化金属フタロシアニン顔料であり、かつ、前記感光性着色組成物における全固形分中の緑色顔料の濃度が30〜40質量%であり、該感光性着色組成物を硬膜した塗膜の体積抵抗率が5×1014Ω・cm以上であることを特徴とする緑色感光性着色組成物。
  2. 前記ハロゲン化金属フタロシアニン顔料が、化学式(1)で示される、1分子中に臭素原子を平均15個含有する塩素化臭素化銅フタロシアニン顔料であることを特徴とする請求項1に記載する緑色感光性着色組成物。
    Figure 2010282047
    (式(1)において、中心金属は銅であり、外周の4個のベンゼン環に結合した16個のXのうち、14.5〜15.6平均して15個は臭素原子である。)
  3. 前記光重合開始剤(d)が、オキシムエステル系光重合開始剤を含有する光重合開始剤であり、前記緑色感光性着色組成物の全固形分中の光重合開始剤比率が2〜10質量%の範囲にあることを特徴とする請求項1または2に記載する緑色感光性着色組成物。
  4. 前記透明樹脂(a)が、共重合成分として、下記化学式(2)で示されるエチレン性不飽和単量体を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載する緑色感光性着色組成物。
    Figure 2010282047
    (式(2)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Rは、炭素数2〜10のアルキレン基を表し、Rは、水素原子又はベンゼン環を含むこともある炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは1〜15の整数を表す。)
  5. 透明基板上に、少なくともブラックマトリックスと、複数の着色画素を備えるカラーフィルタにおいて、緑色画素に請求項1から4のいずれか1項に記載の緑色感光性着色組成物を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
  6. 透明基板上に、少なくともブラックマトリックスと、複数の着色画素を備え、且つ、各画素上にスリットが設けられた画素電極を備えるカラーフィルタにおいて、緑色画素に請求項1から4のいずれか1項に記載の緑色感光性着色組成物を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
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