JP2011095491A - カラーフィルター用赤色着色組成物、液晶表示装置用カラーフィルター基板、および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも樹脂、溶剤、赤色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用赤色着色組成物であって、赤色顔料としてC.I.ピグメントレッド254およびペリレン系赤色顔料を含有し、黄色顔料としてイソインドリン系黄色顔料を含有し、かつペリレン系赤色顔料の全顔料に対する含有率が25〜90質量%であることを特徴とするカラーフィルター用赤色着色組成物。
【選択図】 なし
Description
(2) 前記イソインドリン系黄色顔料の全顔料に対する含有率が、1〜30質量%であることを特徴とする(1)に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
(3) 前記ペリレン系赤色顔料が、C.I.ピグメントレッド179であることを特徴とする(1)または(2)に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
(4) 前記イソインドリン系黄色顔料が、C.I.ピグメントイエロー139またはC.I.ピグメントイエロー185であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
(5) 透明基板上に任意の色数で各色別に所定のパターン形状に設けられた着色層からなる画素を有する液晶表示装置用カラーフィルター基板において、該着色層が(1)〜(4)のいずれか1項に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物により作成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。
(6) (5)記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
本発明のカラーフィルター用赤色着色組成物は、少なくとも樹脂、溶剤、赤色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用赤色着色組成物であって、赤色顔料としてC.I.ピグメントレッド254およびペリレン系赤色顔料を含有し、黄色顔料としてイソインドリン系黄色顔料を含有し、必要に応じて分散助剤、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤などを含有する。
イソインドリン系黄色顔料の使用量が30質量%より多い場合、色相が黄味にシフトしすぎて色純度が低下し厚膜化してしまう。また、1質量%より少ない場合、色純度が低下し厚膜化してしまうため、好ましくない。
また、本発明では、輝度が高いという点でC.I.ピグメントレッド(PR)254を使用することが必須である。PR254の全顔料に対する含有率は9〜74質量%が好ましく、20〜49質量%であることがより好ましい。9質量%よりも少ない場合、輝度が低下して暗い表示になってしまい、74質量%よりも多い場合、色純度が低下し、好ましくない。
本発明の赤色着色剤組成物に用いられる樹脂としては、特に限定はなく、通常、カラーフィルターに使用している樹脂、すなわちアクリル系、エポキシ系、あるいはポリアミック酸等の樹脂を好ましく用いることができる。使用する樹脂によって、非感光性、あるいは感光性とすることができ、カラーフィルター製造プロセスに応じて適宜選択することができる。
使用できるアクリル系ポリマーとしては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。
光重合開始剤としては、特に限定はなく、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、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−モルホリノ−1−プロパン、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体などがあげられる。また、その他のアセトフェノン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、リン系化合物、トリアジン系化合物、あるいはチタネート等の無機系光重合開始剤なども好ましく用いることができる。また、p−ジメチルアミノ安息香酸エステルなどの増感助剤を添加すると、さらに感度を向上させることができ好ましい。また、これらの光重合開始剤は2種類以上を併用して用いることもできる。
カラーフィルターは通常、ブラックマトリクス(BM)を形成させた透明基板上に、赤色、緑色、青色の3色の画素を形成させた構造を持つ。
さらに、本発明のカラーフィルターにおいて、色度座標(x、y)のx=0.650における輝度Yは、好ましくは16以上、より好ましくは17以上であることが望まれる。x=0.650における輝度Yを16以上とすることによって、薄膜で高色純度かつ高輝度となるカラーフィルターを得ることができる。
薄膜ダイオード(TFD)素子、走査線、信号線、透明電極からなる駆動素子基板上に、液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜を形成し、対向基板を作製する。カラーフィルター側基板にも液晶配向のためのラビング処理を施す。該半透過対向基板とカラーフィルター基板とを対向させて、シール材を用いて、張り合わせる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封入する。つぎに、ICドライバ等を実装することにより液晶表示装置を得ることができる。
実施例中の赤色着色剤組成物、およびカラーフィルターの評価は以下の方法で行った。
(着色剤組成物より形成されたカラーフィルターの色度)
着色膜のC光源XYZ表色系における色度座標(x、y)、および輝度(Y)は、大塚電子(株)製、顕微分光光度計“MCPD−2000”を用いて測定した。
透明ガラス基板上に上記カラーフィルター用赤色着色組成物を、スピナーを用いて塗布し、その後熱風オーブン中90℃、10分加熱処理することにより、カラーフィルター用赤色着色組成物塗膜を得た。なお、カラーフィルター用赤色着色組成物の塗布は、スピナー回転数を調整することにより、パターンの色度がC光源でx=0.650になるようにした。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、0.04質量%水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として花王社製“エマルゲン”A−60(HLB12.8、ポリオキシエチレン誘導体)を現像液総量に対して0.1質量%添加したアルカリ現像液で90秒間振動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターニング基板を得た。得られたパターニング基板を熱風オーブン中で220℃で30分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により着色膜を作製した。
着色膜の膜厚は、東京精密(株)製、表面段差計“サーフコム1400D”を用いて測定した。
本発明のカラーフィルターの赤画素の色純度は、C光源XYZ表示系における色度座標(x、y)のxと膜厚の関係から評価することができる。カラーフィルターの赤画素は通常、画素膜厚が厚くなるほど、xが増大し高色純度となるが、カラーフィルターの平坦性低下、パターン加工性低下、信頼性低下等の問題により、実用上の膜厚の上限は2.5μmであるため、より薄膜で高色純度化することが要求される。赤画素の場合は、xが一定での膜厚、あるいは膜厚一定でのxから色純度を評価することができ、xが一定での膜厚が薄いほど、また、膜厚一定でのxが大きいほど、薄膜で高色純度といえる。
本発明のカラーフィルターの赤画素の輝度Yは、C光源XYZ表示系における色度座標(x、y)のxが一定のときの輝度Yの値で評価することができ、xが一定での輝度が高いほど、高輝度といえる。
1.顔料分散液の作製
PR179(クラリアントジャパン社製 “HOSTAPERM” RED P2GL−WD) 25質量%、PY185(ビーエーエスエフ社製 “パリオトール”イエロー D1155) 1.0質量%、PR254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 “IRGAPHOR” RED BK−CF) 74.0質量%の顔料組成からなる全顔料50.0gと分散剤としてビックケミー社製“BYK”2001の46質量%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)溶液43.5g、アクリルポリマーとして、ダイセル化学社製“サイクロマー”ACA250(45質量%溶液)33.3gおよびPGMEA 587.5gを混合し、ホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して、3200rpm、3時間分散処理を行い、顔料分散液を得た。
得られたアクリルポリマー使用顔料分散液581.1gに、ダイセル化学社製アクリルポリマー“サイクロマー”ACA250(45質量%溶液)28.2g、日本化薬社製多官能モノマー“カヤラッド”DPHA 24.9g、チバ・スペシャリティケミカルズ社製“イルガキュア”907 6.0g、日本化薬社製増感剤“カヤキュア”DETX−S 3.0gをPGMEA 156.5gで希釈した溶液、計218.6gを添加混合し、さらにbicchemie社製界面活性剤“BYK”333を固形分全体の2000ppmになるように添加し、アクリル樹脂を使用した感光性のカラーフィルター用赤色着色組成物を得た。
透明ガラス基板上に上記カラーフィルター用赤色着色組成物を、スピナーを用いて塗布し、その後熱風オーブン中90℃、10分加熱処理することにより、カラーフィルター用赤色着色組成物塗膜を得た。なお、カラーフィルター用赤色着色組成物の塗布は、スピナー回転数を調整することにより、パターンの色度がC光源でx=0.650になるようにした。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、0.04質量%水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として花王社製“エマルゲン”A−60(HLB12.8、ポリオキシエチレン誘導体)を現像液総量に対して0.1質量%添加したアルカリ現像液で90秒間振動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターニング基板を得た。得られたパターニング基板を熱風オーブン中で220℃で30分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により赤色カラーフィルターを作製した。
全顔料を50gとし、顔料組成を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして赤色カラーフィルターを得た。なお、PY139はクラリアントジャパン社製 “HOSTAPERM” YELLOW P−M3Rを使用した。
実施例1〜8、比較例1〜3で得られたカラーフィルター用赤色着色組成物から得られたカラーフィルターの各種の評価結果を表1に示す。
緑色着色剤組成物の作製工程
顔料組成をピグメントグリーン(PG)7(クラリアントジャパン社製 “HOSTAPERM” GREEN GNX) 40.0質量%、PY150(バイエル社製 E4GN−GT) 60.0質量%の顔料組成からなる全顔料60.0gにする以外は実施例1と同様にして緑色着色組成物を作製した。
顔料組成をピグメントブルー(PB)15:6(東洋インキ社製 “リオノール”ブルー 7602) 90.0質量%、ピグメントバイオレット(PV)23(クラリアントジャパン社製 “HOSTAPERM” VIOLET RL−NF) 10.0質量%の顔料組成からなる全顔料40.0gにする以外は実施例1と同様にして青色着色剤組成物を作製した。
ブラックマトリクスを作製したガラス基板上に実施例5にて作製した赤色着色剤組成物組成物を2μmになるようにスピナーで塗布し、該塗膜を90℃のオーブンで10分間乾燥した。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、0.04質量%水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として花王社製“エマルゲン”A−60(HLB12.8、ポリオキシエチレン誘導体)を現像液総量に対して0.1質量%添加したアルカリ現像液で90秒間振動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターニング基板を得た。得られたパターニング基板を熱風オーブン中で、220℃で30分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により赤色カラーフィルターを作製した。
同様に緑色着色剤組成物ならび青色着色剤組成物を用い、緑色パターンならびに青色パターンを作製した。この基板に透明電極をスパッタリング法で作製し、基板を保持するためのスペーサを配置し液晶表示カラーフィルターを得た。
薄膜ダイオード(TFD)素子、走査線、信号線、透明電極からなる駆動素子基板上に、液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜を形成し、対向基板を作製した。カラーフィルター側基板にも液晶配向のためのラビング処理を施した。該対向基板とカラーフィルター基板とを対向させて、シール材を用いて、張り合わせた。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封入した。つぎに、ICドライバ等を実装することにより液晶表示装置を完成させた。
得られた液晶表示装置は色再現範囲が広く、優れた表示性能を備えていた。
Claims (6)
- 少なくとも樹脂、溶剤、赤色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用赤色着色組成物であって、赤色顔料としてC.I.ピグメントレッド254およびペリレン系赤色顔料を含有し、黄色顔料としてイソインドリン系黄色顔料を含有し、かつペリレン系赤色顔料の全顔料に対する含有率が25〜90質量%であることを特徴とするカラーフィルター用赤色着色組成物。
- 前記イソインドリン系黄色顔料の全顔料に対する含有率が、1〜30質量%であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
- 前記ペリレン系赤色顔料が、C.I.ピグメントレッド179であることを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
- 前記イソインドリン系黄色顔料が、C.I.ピグメントイエロー139またはC.I.ピグメントイエロー185であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
- 透明基板上に任意の色数で各色別に所定のパターン形状に設けられた着色層からなる画素を有する液晶表示装置用カラーフィルター基板において、該着色層が請求項1〜4のいずれか1項に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物により作成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。
- 請求項5記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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