JP2011118033A - Color filter and liquid crystal display device - Google Patents

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Atsushi Yamauchi
淳 山内
Nozomi Nawa
希 名輪
Koichi Minato
港  浩一
Mie Shimizu
美絵 清水
Hideaki Hagiwara
英聡 萩原
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter of which the thickness-direction retardation value of a red coloring pixel layer is controlled to be negative, and for which optical compensation is adequately performed even when an identical optical compensation film is used. <P>SOLUTION: The color filter is formed of a cured product of a red coloring composition which contains an organic compound having a planar structural group and an organic compound having one or more crosslinking groups as retardation adjusting agents for the purpose of making retardation of a red pixel at a wavelength of 620 nm negative, wherein each of the organic compounds is selected from one or more of organic compounds selected from a styrene compound and its polymerizable compound. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、赤色着色画素の厚み方向位相差を最適化したカラーフィルタ、およびこれを備えることで位相差補償がされた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a color filter that optimizes a thickness direction retardation of a red colored pixel, and a liquid crystal display device that is provided with the color filter and that is compensated for a phase difference.

液晶表示装置は、液晶分子の持つ複屈折性を利用した表示素子であり、液晶セル、偏光素子および光学補償層から構成される。液晶表示装置は光源の種類により、光源を内部に備える構造である透過型と、外部の光源を利用する構造である反射型の2つに大別される。透過型液晶表示装置では、偏光素子を液晶セルの両側に取り付け、一枚または二枚の光学補償層を液晶セルと偏光素子との間に配置した構成からなる。また、反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚の光学補償層、そして一枚の偏光素子の順に配置する。   The liquid crystal display device is a display element that utilizes the birefringence of liquid crystal molecules, and includes a liquid crystal cell, a polarizing element, and an optical compensation layer. Liquid crystal display devices are roughly classified into two types according to the type of light source: a transmission type that has a light source inside and a reflection type that uses an external light source. The transmissive liquid crystal display device has a configuration in which polarizing elements are attached to both sides of a liquid crystal cell, and one or two optical compensation layers are disposed between the liquid crystal cell and the polarizing element. In the reflective liquid crystal display device, the reflector, the liquid crystal cell, one optical compensation layer, and one polarizing element are arranged in this order.

液晶セルには、二枚の基板に狭持された棒状液晶性分子が配向して封入されており、液晶に接する側の基板面の両方もしくは片方に形成された電極層に電圧を加えることにより、棒状液晶性分子の配向状態を変化させて光の透過/遮光をスイッチングするしくみとなっている。   In a liquid crystal cell, rod-like liquid crystal molecules sandwiched between two substrates are aligned and sealed, and a voltage is applied to an electrode layer formed on both or one of the substrate surfaces in contact with the liquid crystal. In other words, the light-transmission / light-shielding mechanism is switched by changing the alignment state of the rod-like liquid crystal molecules.

前記液晶セルは、棒状液晶性分子の配向状態の違いで、TN(Twisted Nematic)、IPS(In-Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensated Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)タイプと称されることがある。   The liquid crystal cell is different in the alignment state of rod-like liquid crystalline molecules, TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optically Compensated Bend), STN (Supper Twisted Nematic). VA (Vertically Aligned) and HAN (Hybrid Aligned Nematic) types.

ところで、光学補償層としては様々なものが提案されているが、例えば、高コントラストな表示が可能なVA(垂直配向)モード液晶表示装置では、光軸が基板に垂直で、負の複屈折異方性を有する位相差フィルム(負のCプレート)と、光軸が基板に水平で、正の複屈折異方性を有する位相差フィルム(正のAプレート)が併用されている。   Various optical compensation layers have been proposed. For example, in a VA (vertical alignment) mode liquid crystal display device capable of high-contrast display, the optical axis is perpendicular to the substrate and negative birefringence is different. A phase difference film having a directivity (negative C plate) and a phase difference film having a positive birefringence anisotropy (positive A plate) are used in combination.

近年、液晶表示装置は、その薄型ゆえの省スペース性や軽量性、また省電力性などが評価されテレビ視聴機としても急速な広がりを見せると同時に、輝度、コントラストや全方位の視認性などの表示性能をより高めることが強く要求されるようになっている。   In recent years, liquid crystal display devices have been evaluated for their space-saving, light-weight, and power-saving properties due to their thinness. There is a strong demand to further improve display performance.

具体的には、テレビ用途としては、より高コントラスト、広視野角表示が可能なノーマリーブラックモードのIPSやVAの液晶表示装置が特に好まれて使用されることが多く、上述した光学補償層も、正面から見た時の黒表示時の色付きや、斜めから見たときの色ずれが最小となるように最適な値に設計されたものが使用されることがほとんどであった。   Specifically, normally black mode IPS and VA liquid crystal display devices capable of higher contrast and wide viewing angle display are particularly preferred for TV applications, and the above-described optical compensation layer is often used. However, most of them are designed to have an optimum value so as to minimize the color at the time of black display when viewed from the front and the color shift when viewed from an oblique direction.

液晶表示装置に用いられる偏光素子、液晶自体、配向膜、保護層のような部材に比べて、カラーフィルタのリタデーションは比較的小さいものであったために、これまでこの問題は重視されていなかったが、高コントラストや広い視野角特性が要求される液晶テレビなどでは無視できないレベルとなってきた。
特に2000、あるいは5000以上の高コントラストの液晶表示装置では、要求される黒表示の画質に高いものが求められ、カラーフィルタ自体のリタデーションが問題となってきた。
Since the retardation of the color filter was relatively small compared to the polarizing element, the liquid crystal itself, the alignment film, and the protective layer used in the liquid crystal display device, this problem has not been emphasized so far. However, it has become a level that cannot be ignored in liquid crystal televisions that require high contrast and wide viewing angle characteristics.
In particular, a liquid crystal display device with a high contrast of 2,000 or 5,000 is required to have a high required black display image quality, and retardation of the color filter itself has become a problem.

通常、光学設計は緑色を中心として行われるため、赤色・青色と緑色の着色画素層のリタデーション(以下、Rth(R)、Rth(G)、Rth(B)と称する)が大きく異なると漏れ光
として斜め視認性に問題が生じてしまうのである。通常、緑色波長を基準にして光の波長に対して単調な波長分散性を示す光学補償層を用いて赤色と青色の光学補償がなされるが、この特性の光学補償層では、補償されるべき各色での厚み方向位相差値が(正負も含めて)余りに不揃いであると、近時求められる高度な表示品質のレベルで補償することができなくなる。したがって、Rth(R)<Rth(G)<Rth(B)またはRth(R)>Rth(G)>Rth(B)の関係を満たす方が光学補償が容易となるので望ましい。
Normally, the optical design is centered on green, so if the retardation (hereinafter referred to as Rth (R), Rth (G), and Rth (B)) of the red, blue, and green colored pixel layers is significantly different, the leakage light As a result, a problem arises in oblique visibility. Usually, red and blue optical compensation is performed using an optical compensation layer that exhibits monotonous wavelength dispersion with respect to the wavelength of light with respect to the green wavelength. In the optical compensation layer having this characteristic, compensation should be made. If the thickness direction retardation value for each color is too uneven (including positive and negative), it will not be possible to compensate at the level of advanced display quality that is required recently. Therefore, it is desirable to satisfy the relationship of Rth (R) <Rth (G) <Rth (B) or Rth (R)> Rth (G)> Rth (B) because optical compensation is facilitated.

しかし、汎用顔料であるPG36の場合、0>Rth(G)、青色顔料であるPB15:6ではRth(B)>0であるため、現状ではRth(B)>0>Rth(G)という状況となる。赤色光は緑色光より波長が長いので、対応するRth(R)も単調に減少するように0>Rth(G)>Rth(R)という関係を満たす必要があるが、従来の赤色着色画素はRth(R)>0の場合が多く、Rth(B)>0>Rth(G)>Rth(R)の関係を満たすことが困難であった。したがって、赤色着色画素についてはRth(R)<0を満たすことが可能な赤色顔料が求められていると言える。   However, in the case of PG36, which is a general-purpose pigment, 0> Rth (G), and in the case of PB15: 6, which is a blue pigment, Rth (B)> 0, so the current situation is Rth (B)> 0> Rth (G) It becomes. Since red light has a longer wavelength than green light, it is necessary to satisfy the relationship 0> Rth (G)> Rth (R) so that the corresponding Rth (R) also decreases monotonously. In many cases, Rth (R)> 0, and it is difficult to satisfy the relationship of Rth (B)> 0> Rth (G)> Rth (R). Therefore, it can be said that a red pigment capable of satisfying Rth (R) <0 is demanded for red colored pixels.

これに対しては、着色顔料を含有した膜中に平面構造基を有する高分子を含有させるかまたは着色顔料を含有した膜中に、高分子と正負逆の複屈折率をもつ複屈折低減粒子を含有させることで、カラーフィルタのもつリタデーション量を低減させる試みがなされている(例えば、特許文献1,2)。
ところが、カラーフィルタのもつ厚み方向位相差値は、用いる顔料種によって大きく異なることや、また該顔料の微細化や分散による影響、あるいはマトリックス樹脂(たとえばアクリル樹脂やカルド樹脂など)による影響によって変動することを本発明者らは見出しており、これら高分子薄膜や複屈折低減粒子を含有させる方法だけでは十分な効果が得られず、Rth(R)を負にすることができなかった。
For this, a birefringence-reducing particle having a birefringence opposite to that of the polymer in the film containing the color pigment, or containing a polymer having a planar structure group in the film containing the color pigment. Attempts have been made to reduce the amount of retardation of the color filter by containing (for example, Patent Documents 1 and 2).
However, the thickness direction retardation value of the color filter varies greatly depending on the type of pigment used, the influence of fineness or dispersion of the pigment, or the influence of matrix resin (for example, acrylic resin or cardo resin). The present inventors have found that a sufficient effect cannot be obtained only by the method including these polymer thin film and birefringence reducing particles, and Rth (R) cannot be made negative.

特開2000-187114号公報JP 2000-187114 A 特開2008-185985号公報JP 2008-185985 A

そこで、本発明は、赤色着色画素、緑色着色画素、青色着色画素の厚み方向位相差を、それぞれRth(R)、Rth(G)、Rth(B)と記すと、これがRth(R)<Rth(G)<Rth(B)の関係を確実に満たしたカラーフィルタを提供することを目的とした。   Therefore, in the present invention, when the thickness direction phase differences of the red colored pixel, the green colored pixel, and the blue colored pixel are respectively expressed as Rth (R), Rth (G), and Rth (B), this is expressed as Rth (R) <Rth. An object of the present invention is to provide a color filter that reliably satisfies the relationship (G) <Rth (B).

請求項1に記載の発明は、透明基板上に、赤色画素、緑色画素、および青色画素を配置したカラーフィルタにおいて、前記赤色画素が、負のリタデーションをもつ着色組成物の硬化物から形成されていることを特徴とするカラーフィルタとしたものである。   In the color filter in which red pixels, green pixels, and blue pixels are arranged on a transparent substrate, the red pixels are formed from a cured product of a colored composition having negative retardation. This is a color filter characterized by

請求項2に記載の発明は、前記赤色着色組成物が、リタデーション調整剤として平面構造基を有する有機化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタとしたものである。   The invention according to claim 2 is a color filter characterized in that the red coloring composition contains an organic compound having a planar structure group as a retardation adjusting agent.

請求項3に記載の発明は、前記赤色着色組成物が、リタデーション調整剤として一つ以上の架橋性基を有する化合物を含有することを特徴とするカラーフィルタとしたものである。   The invention according to claim 3 is a color filter characterized in that the red coloring composition contains a compound having one or more crosslinkable groups as a retardation adjusting agent.

請求項4に記載の発明は、前記有機化合物が、スチレン化合物およびその重合性化合物から選択される1種以上を選択した有機化合物であることを特徴とするカラーフィルタと
したものである。
The invention according to claim 4 is a color filter characterized in that the organic compound is an organic compound selected from one or more selected from a styrene compound and a polymerizable compound thereof.

請求項5に記載の発明は、前記スチレン化合物が、下記の化学式で示される有機化合物であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ
としたものである。
The invention according to claim 5 is the color filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the styrene compound is an organic compound represented by the following chemical formula. is there.

Figure 2011118033
Figure 2011118033

請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device using the color filter according to any one of the first to fourth aspects.

以上、本発明によれば、
赤色着色画素の厚み方向位相差を負にすることで、青色着色画素、緑色着色画素、赤色着色画素の厚み方向位相差をこの順で単調減少させることが可能となった。したがって、これらの着色画素からなるカラーフィルタを備えた液晶パネルにおいては、位相差補償膜を該パネルに外付けすることで容易に位相差補償が可能となる。
また、このカラーフィルタと位相差補償膜を備える液晶表示装置は、各着色画素の表示領域を通過する光の偏光状態にばらつきがRth(R)<Rth(G)<Rth(B)となるため低減し、表示面観察方向(法線方向)のみでなく、観察方向からおよそ45度ずれた斜め方向からの観察においても着色がなく、かつ正面(表示面法線方向)視認性の良い表示装置となる。
As described above, according to the present invention,
By making the thickness direction phase difference of the red colored pixel negative, it becomes possible to monotonously decrease the thickness direction phase difference of the blue colored pixel, the green colored pixel, and the red colored pixel in this order. Therefore, in a liquid crystal panel provided with a color filter composed of these colored pixels, phase difference compensation can be easily performed by externally attaching a phase difference compensation film to the panel.
Further, in the liquid crystal display device including the color filter and the retardation compensation film, the variation in the polarization state of the light passing through the display area of each colored pixel is Rth (R) <Rth (G) <Rth (B). Reduced display device that is not colored not only in the viewing direction (normal direction) of the display surface but also in viewing from an oblique direction deviated by about 45 degrees from the viewing direction, and has good front (display surface normal direction) visibility It becomes.

本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタを示す概略断面視の図である。It is a figure of the schematic sectional view which shows the color filter which concerns on one embodiment of this invention. 本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置の一例を示す概略断面視の図である。It is a figure of the schematic sectional view which shows an example of the liquid crystal display device provided with the color filter of this invention.

以下、本発明の実施の形態につき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

先ず、各着色画素層の厚み方向位相差値は、少なくとも赤色(R)・緑色(G)および青色(B)の3色の着色画素を備えたカラーフィルタに、分光エリプソメータなどの位相差測定装置を用いて3次元屈折率を測定することで得られることに留意する。   First, the thickness direction retardation value of each colored pixel layer is a phase difference measuring device such as a spectroscopic ellipsometer in a color filter having at least three colored pixels of red (R), green (G) and blue (B). Note that it is obtained by measuring the three-dimensional refractive index using.

例えば、赤色着色画素では620nm、緑色着色画素では550nm、青色着色画素では450nmの波長で、正面と入射角45度の少なくとも2方向からの光で位相差測定を行い、Nx、Ny、Nzの3次元屈折率を得たのち、以下に示す式1より厚み方向位相差値(Rth)を算出する。
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d (式1)
式中、Nx、Nyはそれぞれ着色画素面内のx、y方向の屈折率、Nzは厚み方向の屈折率である。dは、着色画素層の厚み(nm)である。ここで正の複屈折異方性とは、NxがNZ≧Nx=Nyを満たす場合であり、上記式1よりRth<0となるため、負のリタデーションを示すようになる。
For example, a phase difference measurement is performed with light from at least two directions of the front surface and an incident angle of 45 degrees at a wavelength of 620 nm for a red color pixel, 550 nm for a green color pixel, and 450 nm for a blue color pixel, and Nx, Ny, Nz 3 After obtaining the dimensional refractive index, the thickness direction retardation value (Rth) is calculated from Equation 1 shown below.
Rth = {(Nx + Ny) / 2−Nz} × d (Formula 1)
In the formula, Nx and Ny are the refractive indexes in the x and y directions in the colored pixel surface, respectively, and Nz is the refractive index in the thickness direction. d is the thickness (nm) of the colored pixel layer. Here, the positive birefringence anisotropy is a case where Nx satisfies N Z ≧ Nx = Ny, and since Rth <0 from Equation 1 above, negative retardation is exhibited.

この際、測定する基板がカラーフィルタである場合は、R・G・Bの単一着色画素層のみを透過するように加工されたマスクを介して測定することで着色画素層ごとの位相差値を求めることができる。
すなわち、620nmの波長の光を入射光として使用した場合は、赤色着色画素のみに起因する位相差値、550nmの場合は、緑色着色画素のみに起因する位相差値、450n
mの場合は、青色着色画素のみに起因する位相差値としてそれぞれ単一着色画素層のおおよその値を見積もることができる。
なお、測定する基板がR・G・Bのうちいずれかの単一着色画素層(透明基板に単色のカラーフィルタ着色組成物の塗膜を形成した構成)である場合は、マスクを介することなく位相差の測定が可能となる。
At this time, when the substrate to be measured is a color filter, the phase difference value for each colored pixel layer is measured by using a mask processed so as to transmit only the single colored pixel layer of R, G, and B. Can be requested.
That is, when light having a wavelength of 620 nm is used as incident light, a phase difference value caused only by a red colored pixel, and, in the case of 550 nm, a phase difference value caused by only a green colored pixel, 450 n
In the case of m, the approximate value of the single colored pixel layer can be estimated as the phase difference value caused only by the blue colored pixels.
In addition, when the substrate to be measured is a single colored pixel layer of R, G, or B (a configuration in which a coating film of a monochrome color filter coloring composition is formed on a transparent substrate), without using a mask The phase difference can be measured.

次に、リタデーション調整剤について説明する。
リタデーション調整剤とは、カラーフィルタ着色組成物を、透明基板や反射性基板、半導体基板上に着色塗膜として形成する場合に、カラーフィルタの厚み方向の位相差を調整するために添加する材料のことである。特に斜め視認性を改善する目的で、必要であれば、2色以上のカラーフィルタ着色組成物に添加することができる。
リタデーション調整剤として使用する化合物は、1000あるいは3000以上の高いコントラストを確保するには分散性の良い有機化合物であることが望ましい。無機物などの粒子形状のものも採用可能であるが、光散乱性や消偏性の観点から避けたほうが良い。
Next, the retardation adjusting agent will be described.
The retardation adjusting agent is a material added to adjust the phase difference in the thickness direction of the color filter when the color filter coloring composition is formed as a colored coating on a transparent substrate, a reflective substrate, or a semiconductor substrate. That is. In particular, for the purpose of improving oblique visibility, if necessary, it can be added to a color filter coloring composition of two or more colors.
The compound used as the retardation adjusting agent is preferably an organic compound with good dispersibility in order to ensure a high contrast of 1000 or 3000 or more. Particle shapes such as inorganic substances can also be used, but they should be avoided from the viewpoint of light scattering and depolarization.

以下に記載のリタデーション調整剤は、後述する透明樹脂や透明樹脂前駆体に有機顔料を分散する着色組成物(もしくは赤色着色組成物)に添加することで、リタデーションを負にする可能性をもつ有機物である。
有機物からなるリタデーション調整剤は平面構造基を有し、芳香族環を1つ以上有するものであり、単環式炭化水素では、フェニル基、クメニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ベンジル基、スチレン基、フェネチル基、スチリル基、シンナミル基、トリチル基など、多環式炭化水素ではペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、ビフェニレン基、アセナフチレン基、フルオレン基、フェナントリル基、アントラセン基、トリフェニレン基、ピレン基、ナフタセン基、ペンタフェン基、ペンタセン基、テトラフェニレン基、トリナフチレン基などの公知の化合物を使用することができる。ヘテロ単環化合物では、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、トリアジン基など、ヘテロ多環化合物では、インドリジニル基、イソインドリル基、インドリル基、プリニル基、キノリル基、イソキノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、シノリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、アクリジニル基、ポルフィリン基などの公知の化合物が例示でき、これらは、炭化水素基、ハロゲン基などの置換基を有するものであってもよい。
The retardation adjusting agent described below is an organic substance that has the possibility of making retardation negative by adding it to a coloring composition (or red coloring composition) in which an organic pigment is dispersed in a transparent resin or transparent resin precursor described later. It is.
The retardation adjusting agent made of an organic substance has a planar structure group and has one or more aromatic rings. In monocyclic hydrocarbons, a phenyl group, cumenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, benzyl group , Styrene group, phenethyl group, styryl group, cinnamyl group, trityl group, etc., polycyclic hydrocarbons such as pentarenyl group, indenyl group, naphthyl group, biphenylene group, acenaphthylene group, fluorene group, phenanthryl group, anthracene group, triphenylene group, Known compounds such as a pyrene group, a naphthacene group, a pentaphen group, a pentacene group, a tetraphenylene group, and a trinaphthylene group can be used. For heteromonocyclic compounds, pyrrolyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, pyridyl group, pyrazinyl group, triazine group, etc.For heteropolycyclic compounds, indolizinyl group, isoindolyl group, indolyl group, purinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, phthalazinyl Groups, naphthyridinyl groups, quinoxalinyl groups, cinolinyl groups, carbazolyl groups, carbolinyl groups, acridinyl groups, porphyrin groups, and the like, which have substituents such as hydrocarbon groups and halogen groups. Also good.

上記の平面構造基に付属する少なくとも1つ以上の架橋性基としては、不飽和重合性基または官能基または熱重合性基であることが好ましく、エポキシ基がさらに好ましく用いられる。   The at least one crosslinkable group attached to the planar structure group is preferably an unsaturated polymerizable group, a functional group, or a thermally polymerizable group, and an epoxy group is more preferably used.

また、不飽和重合性基では、エチレン性不飽和重合性基であることがさらに好ましく、また、−CHNHCOCH=CH、−CHNHCO(CHCH=CH(CHCH、−OCO(C)O(CHCH=CHなども好適に用いられる。 Further, the unsaturated polymerizable group is more preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group, and —CH 2 NHCOCH═CH 2 , —CH 2 NHCO (CH 2 ) 7 CH═CH (CH 2 ) 7 CH 3 , —OCO (C 6 H 4 ) O (CH 2 ) 6 CH═CH 2 and the like are also preferably used.

これらの架橋性基は、平面構造基に少なくとも1つ以上の水酸基等の反応性官能基を有する場合に、グリシジル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシイソシアネート、トリレン−2、4−ジイソシアネート等の上記反応性官能基と反応する官能基およびエチレン性不飽和基を有する化合物を公知の方法で反応させることによって容易に得られる。   These crosslinkable groups have glycidyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate when the planar structural group has at least one reactive functional group such as a hydroxyl group. It can be easily obtained by reacting a compound having an ethylenically unsaturated group with a functional group that reacts with the above reactive functional group by a known method.

本発明では前記化合物をリタデーション調整剤として検討した結果、スチレン化合物が加熱段階で赤色着色画素中にて膜収縮を緩和し、正の複屈折異方性を有することを発見し、Rth(R)<0となることを見出した。   In the present invention, as a result of studying the compound as a retardation adjusting agent, the styrene compound was found to have a positive birefringence anisotropy by relaxing film shrinkage in a red colored pixel in the heating stage, and Rth (R) <0 was found.

次に本発明になるカラーフィルタについて説明する。   Next, the color filter according to the present invention will be described.

本発明のカラーフィルタは、図1に示すようにガラス基板上に遮光層であるブラックマトリクスを具備し、少なくとも赤色(R)・緑色(G)および青色(B)の3色の着色画素を備えている。
尚、これら3色に限らず、さらに、補色の組み合わせでも良く、あるいは補色や他色を含んだ3色以上の多色のカラーフィルタであっても良い。
As shown in FIG. 1, the color filter of the present invention includes a black matrix as a light shielding layer on a glass substrate, and includes at least three colored pixels of red (R), green (G), and blue (B). ing.
The color filter is not limited to these three colors, and may be a combination of complementary colors, or may be a multi-color filter of three or more colors including complementary colors and other colors.

赤色画素には、例えば、C.I.Pigment Red 7、14、41、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、81:4、146、168、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、246、254、255、264、270、272、279等の赤色顔料を用いることができ、黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。   For example, C.I. I. Pigment Red 7, 14, 41, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 146, 168, 177, 178, 179, 184, 185, Red pigments such as 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272, and 279 can be used, and a yellow pigment and an orange pigment can also be used in combination.

黄色顔料としては、C.I. PigmentYellow 1、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、147、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、187、188、193、194、199、198、213、214等が挙げられる。橙色顔料としては、C.I.Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。   Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 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, 147, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161 162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,187 188,193,194,199,198,213,214, and the like. Examples of the orange pigment include C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73 and the like.

赤色画素が、これら顔料のなかでジケトピロロピロール系赤色顔料、アントラキノン系赤色顔料のうち1種類以上を含む場合には、任意のRthを得ることが容易になるため好ましい。なぜなら、ジケトピロロピロール系赤色顔料は、その微細化処理を工夫することにより、Rthを正負のどちらにすることも可能でその絶対値もある程度制御可能であり、また、アントラキノン系赤色顔料は、微細化処理に関わらず0に近いRthを得やすいためである。
その使用量は、顔料の合計重量を基準として、ジケトピロロピロール系赤色顔料を10〜90重量%、アントラキノン系赤色顔料を5〜70重量%とすることが、画素の色相や明度、膜厚、コントラスト等の点から好ましく、特に、コントラストに着目した場合、ジケトピロロピロール系赤色顔料を25〜75重量%、アントラキノン系赤色顔料を30〜60重量%とすることがより好ましい。
When the red pixel contains one or more of diketopyrrolopyrrole red pigments and anthraquinone red pigments among these pigments, it is preferable because any Rth can be easily obtained. This is because the diketopyrrolopyrrole red pigment can be made positive or negative and the absolute value thereof can be controlled to some extent by devising the finer treatment, and the anthraquinone red pigment is This is because it is easy to obtain Rth close to 0 regardless of the miniaturization process.
The amount used is 10 to 90% by weight of the diketopyrrolopyrrole red pigment and 5 to 70% by weight of the anthraquinone red pigment based on the total weight of the pigment. From the viewpoint of contrast and the like, in particular, when focusing on the contrast, it is more preferable that the diketopyrrolopyrrole red pigment is 25 to 75% by weight and the anthraquinone red pigment is 30 to 60% by weight.

また、赤色画素には色相を調整する目的で黄色顔料や橙色顔料を含有させることができるが、高コントラスト化の点からアゾ金属錯体系黄色顔料を用いることが好ましい。
その使用量は、顔料の合計重量を基準として5〜25重量%であることが好ましく、5重量%未満の場合には、充分な明度向上などの色相調整ができず、30重量%を超える場合には、色相が黄味にシフトし過ぎるため、色再現性は悪くなる。
The red pixel can contain a yellow pigment or an orange pigment for the purpose of adjusting the hue, but it is preferable to use an azo metal complex-based yellow pigment from the viewpoint of high contrast.
The amount used is preferably 5 to 25% by weight based on the total weight of the pigment, and if it is less than 5% by weight, hue adjustment such as sufficient brightness improvement cannot be achieved, and the amount exceeds 30% by weight. In this case, since the hue is shifted too yellow, the color reproducibility is deteriorated.

上記において、ジケトピロロピロール系赤色顔料としては、C.I.Pigment Red 254、アントラキノン系赤色顔料としては、C.I.Pigment Red177、アゾ金属錯体系黄色顔料としてはC.I.PigmentYellow 150が、優れた耐光性、耐熱性、透明性、および着色力等の点から好適である。   In the above, examples of the diketopyrrolopyrrole red pigment include C.I. I. Pigment Red 254 and an anthraquinone red pigment include C.I. I. Pigment Red177, an azo metal complex yellow pigment, such as C.I. I. Pigment Yellow 150 is preferable in terms of excellent light resistance, heat resistance, transparency, coloring power, and the like.

また、無機顔料としては、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、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、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。さらに、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。
Inorganic pigments include yellow lead, zinc yellow, red bean (red iron (III) oxide), cadmium red, ultramarine blue, bitumen, chromium oxide green, cobalt green and other metal oxide powders, metal sulfide powders, metal powders Etc.
Inorganic pigments are used in combination with organic pigments in order to ensure good coatability, sensitivity, developability and the like while maintaining a balance between saturation and lightness. Furthermore, for color matching, a dye can be contained within a range that does not lower the heat resistance.

着色画素に含まれる顔料は、カラーフィルタの高輝度化、高コントラスト化を実現させるため、微細化されていることが好ましく、平均一次粒子径が小さいことが好ましい。顔料の平均一次粒子径は、顔料を透過型電子顕微鏡で撮り、その写真の画像解析により算出できる。   The pigment contained in the colored pixel is preferably miniaturized and preferably has a small average primary particle size in order to achieve high brightness and high contrast of the color filter. The average primary particle diameter of the pigment can be calculated by taking the pigment with a transmission electron microscope and analyzing the image of the photograph.

顔料の平均一次粒子径は、40nm以下であることが好ましく、より好ましくは30nm以下であり、更に好ましくは20nm以下である。また、平均一次粒子径は5nm以上であることが好ましい。顔料の平均一次粒子径が上限値より大きい場合には、液晶表示装置の黒表示時の視認性が悪い。また、下限値より小さい場合は、顔料分散が難しくなり、着色組成物としての安定性を保ち、流動性を確保することが困難になる。その結果、カラーフィルタの輝度、色特性が悪化する。特に、平均一次粒子径が40μmを超える有機顔料は、正面視認性に悪影響を与える。   The average primary particle diameter of the pigment is preferably 40 nm or less, more preferably 30 nm or less, and still more preferably 20 nm or less. Moreover, it is preferable that an average primary particle diameter is 5 nm or more. When the average primary particle diameter of the pigment is larger than the upper limit value, the visibility of the liquid crystal display device during black display is poor. Moreover, when smaller than a lower limit, pigment dispersion | distribution becomes difficult, it becomes difficult to maintain stability as a coloring composition and to ensure fluidity | liquidity. As a result, the luminance and color characteristics of the color filter are deteriorated. In particular, an organic pigment having an average primary particle diameter exceeding 40 μm adversely affects front visibility.

また、透明基板上に形成された各色画素を2枚の偏光板の間に挟み、一方の偏光板側からバックライトを当てて、他方の偏光板を透過した光を輝度計にて測定し、偏光板が平行状態における光の輝度(Lp)と直交状態における光の輝度(Lc)の比より算出されるコントラストCは、C=Lp/Lcより算出され、CSは着色画素がない基板のみ、CRは赤色画素、CGは緑色画素、CBは青色画素のコントラストを表す場合、CR/CS>0.45、かつ、CG/CS>0.45、かつ、CB/CS>0.45を満たす場合に、液晶表示装置の黒表示時の正面視認性が優れたものとなる。   In addition, each color pixel formed on the transparent substrate is sandwiched between two polarizing plates, a backlight is applied from one polarizing plate side, and the light transmitted through the other polarizing plate is measured with a luminance meter. The contrast C calculated from the ratio of the light luminance (Lp) in the parallel state and the light luminance (Lc) in the orthogonal state is calculated from C = Lp / Lc, CS is only the substrate without colored pixels, and CR is When red pixel, CG represents green pixel, and CB represents blue pixel contrast, CR / CS> 0.45, CG / CS> 0.45, and CB / CS> 0.45, The front visibility at the time of black display of the liquid crystal display device is excellent.

顔料の平均一次粒子径および厚み方向位相差を制御する手段としては、顔料を機械的に粉砕して一次粒子径および粒子形状を制御する方法(磨砕法と呼ぶ)、良溶媒に溶解したものを貧溶媒に投入して所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を析出させる方法(析出法と呼ぶ)、および合成時に所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を製造する方法(合成析出法と呼ぶ)等がある。使用する顔料の合成法や化学的性質等により、個々の顔料について適当な方法を選択して行うことができる。   Means for controlling the average primary particle diameter and thickness direction retardation of the pigment include a method in which the pigment is mechanically pulverized to control the primary particle diameter and particle shape (called a grinding method), and a solution in a good solvent. A method in which a pigment having a desired primary particle size and particle shape is deposited by introducing it into a poor solvent (referred to as a precipitation method), and a method for producing a pigment having a desired primary particle size and particle shape at the time of synthesis (referred to as a synthetic precipitation method) ) Etc. Depending on the synthesis method and chemical properties of the pigment to be used, an appropriate method can be selected for each pigment.

以下に、それぞれの方法について説明するが、本発明のカラーフィルタを構成する着色画素層に含まれる顔料の一次粒子径および粒子形状の制御方法は、上記方法のいずれを用いてもよい。   Each method will be described below, and any of the above methods may be used as a method for controlling the primary particle diameter and particle shape of the pigment contained in the colored pixel layer constituting the color filter of the present invention.

磨砕法は、顔料をボールミル、サンドミルまたはニーダーなどを用いて、食塩等の水溶性の無機塩などの磨砕剤およびそれを溶解しない水溶性有機溶剤とともに機械的に混練(以下、この処理をソルトミリングと呼ぶ)した後、無機塩と有機溶剤を水洗除去し、乾燥することにより所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を得る方法である。ただし、ソルトミリング処理により、顔料が結晶成長する場合があるため、処理時に上記有機溶剤に少なくとも一部溶解する固形の樹脂や顔料分散剤を加えて、結晶成長を防ぐ方法が有効である。   In the grinding method, the pigment is mechanically kneaded using a ball mill, sand mill or kneader together with a grinding agent such as water-soluble inorganic salt such as salt and a water-soluble organic solvent that does not dissolve it. This is a method of obtaining a pigment having a desired primary particle size and particle shape by washing and removing the inorganic salt and the organic solvent, followed by drying. However, since the pigment may crystallize by the salt milling treatment, a method of preventing crystal growth by adding a solid resin or a pigment dispersant that is at least partially dissolved in the organic solvent during the treatment is effective.

顔料と無機塩の比率は、無機塩の比率が多くなると顔料の微細化効率は良くなるが、顔料の処理量が少なくなるために生産性が低下する。
一般的には、顔料が1重量部に対して無機塩を1〜30重量部、好ましくは2〜20重量部用いるのが良い。また、上記水溶性有機溶剤は、顔料と無機塩とが均一な固まりとなるように加えるもので、顔料と無機塩との配合比にもよるが、通常は顔料1重量部に対して0.5〜30重量部の量で用いられる。
上記磨砕法についてさらに具体的には、顔料と水溶性の無機塩の混合物に湿潤剤として少量の水溶性有機溶剤を加え、ニーダー等で強く練り込んだ後、この混合物を水中に投入し、ハイスピードミキサー等で攪拌しスラリー状とする。次に、このスラリーを濾過、水洗して乾燥することにより、所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を得ることができる。
As for the ratio of the pigment to the inorganic salt, if the ratio of the inorganic salt is increased, the efficiency of refining the pigment is improved, but the productivity is lowered because the amount of pigment processed is reduced.
In general, 1 to 30 parts by weight, preferably 2 to 20 parts by weight of the inorganic salt is used per 1 part by weight of the pigment. The water-soluble organic solvent is added so that the pigment and the inorganic salt are uniformly solidified. Although depending on the blending ratio of the pigment and the inorganic salt, the water-soluble organic solvent is usually added in an amount of 0.1% by weight with respect to 1 part by weight of the pigment. Used in an amount of 5 to 30 parts by weight.
More specifically, with respect to the above grinding method, a small amount of a water-soluble organic solvent is added as a wetting agent to a mixture of a pigment and a water-soluble inorganic salt, and after kneading with a kneader or the like, the mixture is poured into water. Stir with a speed mixer to make a slurry. Next, this slurry is filtered, washed with water, and dried to obtain a pigment having a desired primary particle size and particle shape.

析出法は、顔料を適当な良溶媒に溶解させたのち、貧溶媒と混ぜ合わせて、所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を析出させる方法で、溶媒の種類や量、析出温度、析出速度などにより一次粒子径の大きさおよび粒子形状が制御できる。
一般に顔料は溶媒に溶けにくいため、使用できる溶媒は限られるが、例として濃硫酸、ポリリン酸、クロロスルホン酸などの強酸性溶媒または液体アンモニア、ナトリウムメチラートのジメチルホルムアミド溶液などの塩基性溶媒などが知られている。
The precipitation method is a method in which a pigment is dissolved in an appropriate good solvent and then mixed with a poor solvent to precipitate a pigment having a desired primary particle size and particle shape. The type and amount of the solvent, the precipitation temperature, and the precipitation rate. The primary particle size and particle shape can be controlled by the above.
In general, pigments are difficult to dissolve in solvents, so the solvents that can be used are limited, but examples include strongly acidic solvents such as concentrated sulfuric acid, polyphosphoric acid, chlorosulfonic acid, or basic solvents such as liquid ammonia, dimethylformamide solution of sodium methylate, etc. It has been known.

本法の代表例としては、酸性溶剤に顔料を溶解させた溶液を他の溶媒中に注入し、再析出させて微細粒子を得るアシッドペースティング法がある。工業的にはコストの観点から硫酸溶液を水に注入する方法が一般的である。
硫酸濃度は特に限定されないが、95〜100重量%が好ましい。顔料に対する硫酸の使用量は特に限定されないが、少ないと溶液粘度が高くハンドリングが悪くなり、逆に多すぎると顔料の処理効率が低下するため、顔料に対して3〜10重量倍の硫酸を用いることが好ましい。
なお、顔料は完全溶解している必要はない。溶解時の温度は0〜50℃が好ましく、これ以下では硫酸が凍結する恐れがあり、かつ溶解度も低くなる。高温すぎると副反応が起こりやすくなる。
注入される水の温度は1〜60℃が好ましく、この温度以上で注入を始めると硫酸の溶解熱で沸騰して作業が危険である。これ以下の温度では凍結してしまう。注入にかける時間は顔料1部に対して0.1〜30分が好ましい。時間が長くなるほど一次粒子径は大きくなる傾向がある。
A typical example of this method is an acid pasting method in which a solution in which a pigment is dissolved in an acidic solvent is poured into another solvent and reprecipitated to obtain fine particles. Industrially, a method of injecting a sulfuric acid solution into water is generally used from the viewpoint of cost.
The sulfuric acid concentration is not particularly limited, but is preferably 95 to 100% by weight. The amount of sulfuric acid used with respect to the pigment is not particularly limited. However, if the amount is too small, the solution viscosity is high and handling becomes bad. Conversely, if the amount is too large, the treatment efficiency of the pigment is lowered. It is preferable.
The pigment need not be completely dissolved. The temperature at the time of dissolution is preferably from 0 to 50 ° C. Below this temperature, sulfuric acid may freeze and the solubility will be low. If the temperature is too high, side reactions tend to occur.
The temperature of the water to be injected is preferably 1 to 60 ° C., and if the injection is started at a temperature higher than this temperature, it boils with the heat of dissolution of sulfuric acid, and the operation is dangerous. It will freeze at temperatures below this. The injection time is preferably 0.1 to 30 minutes with respect to 1 part of the pigment. As the time increases, the primary particle size tends to increase.

顔料の一次粒子径および粒子形状の制御は、アシッドペースティング法などの析出法とソルトミリング法などの磨砕法を組み合わせた手法を選択することにより、顔料の整粒度合を考慮しつつ行うことができ、さらにはこのとき分散体としての流動性も確保できることからより好ましい。
ソルトミリング時あるいはアシッドペースティング時には、一次粒子径および粒子形状制御に伴う顔料の凝集を防ぐために、下記に示す色素誘導体や樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等の分散助剤を併用することもできる。また、一次粒子径および粒子形状制御を2種類以上の顔料を共存させた形で行うことにより、単独では分散が困難な顔料であっても安定な分散体として仕上げることができる。
The primary particle size and particle shape of the pigment can be controlled while considering the size adjustment of the pigment by selecting a method that combines a precipitation method such as the acid pasting method and a grinding method such as the salt milling method. Further, it is more preferable because the fluidity as a dispersion can be secured at this time.
During salt milling or acid pasting, in order to prevent aggregation of pigments accompanying primary particle size and particle shape control, the following pigment derivatives, resin type pigment dispersants, surfactants and other dispersing aids may be used in combination. it can. Further, by controlling the primary particle size and particle shape in the form of coexistence of two or more pigments, even a pigment that is difficult to disperse alone can be finished as a stable dispersion.

特殊な析出法としてロイコ法がある。フラバントロン系、ペリノン系、ペリレン系、インダントロン系等の建染染料系顔料は、アルカリ性ハイドロサルファイトで還元すると、キノン基がハイドロキノンのナトリウム塩(ロイコ化合物)になり水溶性になる。この水溶液に適当な酸化剤を加えて酸化することにより、水に不溶性の一次粒子径の小さな顔料を析出させることができる。   There is a leuco method as a special precipitation method. When a vat dye, such as a flavantron, perinone, perylene, or indanthrone, is reduced with alkaline hydrosulfite, the quinone group becomes a hydroquinone sodium salt (leuco compound) and becomes water-soluble. A pigment having a small primary particle size insoluble in water can be precipitated by adding an appropriate oxidizing agent to the aqueous solution for oxidation.

合成析出法は、顔料を合成すると同時に所望の一次粒子径および粒子形状の顔料を析出させる方法である。しかし、生成した微細顔料を溶媒中から取り出す場合、顔料粒子が凝集して大きな二次粒子になっていないと一般的な分離法である濾過が困難になるため、通
常、二次凝集が起きやすい水系で合成されるアゾ系等の顔料に適用されている。
The synthetic precipitation method is a method in which a pigment having a desired primary particle size and particle shape is precipitated simultaneously with the synthesis of the pigment. However, when the produced fine pigment is taken out of the solvent, if the pigment particles are not aggregated into large secondary particles, filtration, which is a general separation method, becomes difficult. It is applied to azo pigments synthesized in water.

さらに、顔料の一次粒子径および粒子形状を制御する手段として、顔料を高速のサンドミル等で長時間分散すること(顔料を乾式粉砕する、いわゆるドライミリング法)により、顔料の一次粒子径を小さくすると同時に分散することも可能である。   Furthermore, as a means for controlling the primary particle size and particle shape of the pigment, the primary particle size of the pigment is reduced by dispersing the pigment for a long time with a high-speed sand mill or the like (so-called dry milling method in which the pigment is dry pulverized). It is also possible to disperse at the same time.

以下には、本発明のカラーフィルタの各色画素を形成するために用いられる着色組成物について説明する。   Below, the coloring composition used in order to form each color pixel of the color filter of this invention is demonstrated.

各色画素を形成するために用いられる着色組成物に含まれる顔料担体は、顔料を分散させるものであり、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。   The pigment carrier contained in the coloring composition used for forming each color pixel is for dispersing the pigment, and is composed of a transparent resin, a precursor thereof, or a mixture thereof.

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、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含まれ、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。
The transparent resin is a resin having a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region.
The transparent resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin, and its precursor includes a monomer or an oligomer that is cured by irradiation with radiation to form a transparent resin. Alternatively, two or more kinds can be mixed and used.

顔料担体は、着色組成物中の顔料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顔料担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中の顔料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、着色組成物中の顔料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。
The pigment carrier can be used in an amount of 30 to 700 parts by weight, preferably 60 to 450 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.
When a mixture of a transparent resin and its precursor is used as a pigment carrier, the transparent resin is 20 to 400 parts by weight, preferably 50 to 250 parts by weight, based on 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition. Can be used.
The precursor of the transparent resin can be used in an amount of 10 to 300 parts by weight, preferably 10 to 200 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.

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、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。   Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. And acrylic resins, alkyd resins, polystyrene resins, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polybutadiene, polyethylene, polypropylene, polyimide resins, and the like.

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。   Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, and phenol resins.

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。
Examples of the photosensitive resin include (meth) acrylic compounds having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group, A resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used.
Further, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer or an α-olefin-maleic anhydride copolymer is converted into a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified products are also used.

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、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、ポリエチレングリコールジ(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、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、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)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、(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、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。   Monomers and oligomers that are precursors of transparent resins include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) ) Acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, melamine (meth) acrylate, various acrylic esters such as epoxy (meth) acrylate and methacrylic acid Examples include esters, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, and acrylonitrile. These can be used alone or in admixture of two or more.

着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。
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−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−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、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、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等のチオキサントン系光重合開始剤、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、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、着色組成物中の顔料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。
When the composition is cured by ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator or the like is added to the coloring composition.
Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane- Acetophenone photopolymerization initiators such as 1-one, benzoin photopolymerization initiators such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4 -F Benzophenone photopolymerization initiators such as nylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone Thioxanthone photopolymerization initiators such as 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4, 6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s- Triazine, 2,4-bis (trichloro Til) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4 , 6-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, 2,4-trichloromethyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, etc. A polymerization initiator, a borate photopolymerization initiator, a carbazole photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator, or the like is used.
A photoinitiator can be used in the amount of 5-200 weight part with respect to 100 weight part of pigments in a coloring composition, Preferably it is 10-150 weight part.

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、光重合開始剤100重量部に対して、0.1〜60重量部の量で含有させることができる。
The above photopolymerization initiators are used alone or in combination of two or more. As sensitizers, α-acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone. , Camphorquinone, ethylanthraquinone, 4,4′-diethylisophthalophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone, etc. It can also be used together.
The sensitizer can be contained in an amount of 0.1 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the photopolymerization initiator.

さらに、着色組成物には、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。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。
多官能チオールは、着色組成物中の顔料100重量部に対して、0.2〜150重量部、好ましくは0.2〜100重量部の量で用いることができる。
Furthermore, the coloring composition can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent. The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, trimercaptopropionic acid tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercap To-s-triazine, 2- (N, N-dibutylamino) -4,6-dimercapto-s-triazine and the like can be mentioned. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.
The polyfunctional thiol can be used in an amount of 0.2 to 150 parts by weight, preferably 0.2 to 100 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.

さらに、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。
溶剤は、着色組成物中の顔料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。
In addition, a solvent is used to facilitate the formation of a filter segment by sufficiently dispersing the pigment in a pigment carrier and applying it on a transparent substrate such as a glass substrate so that the dry film thickness is 0.2 to 5 μm. Can be contained. Examples of the solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, toluene, Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination.
The solvent can be used in an amount of 800 to 4000 parts by weight, preferably 1000 to 2500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.

着色組成物は、1種または2種以上の顔料を、必要に応じて上記光重合開始剤と共に、顔料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製造することができる。また、2種以上の顔料を含む着色組成物は、各顔料を別々に顔料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。   The coloring composition comprises one or more pigments, if necessary, together with the above photopolymerization initiator, in a pigment carrier and an organic solvent, such as a three roll mill, a two roll mill, a sand mill, a kneader, and an attritor. It can be manufactured using dispersion means. Moreover, the coloring composition containing 2 or more types of pigments can also be manufactured by mixing each pigment separately finely dispersed in a pigment carrier and an organic solvent.

顔料を顔料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、顔料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顔料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、着色組成物中の顔料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。
When the pigment is dispersed in the pigment carrier and the organic solvent, a dispersion aid such as a resin-type pigment dispersant, a surfactant, or a pigment derivative can be appropriately contained.
Since the dispersion aid is excellent in pigment dispersion and has a great effect of preventing re-aggregation of the pigment after dispersion, a coloring composition comprising a pigment dispersed in a pigment carrier and an organic solvent using a dispersion aid is used. If so, a color filter excellent in transparency can be obtained. The dispersion aid can be used in an amount of 0.1 to 40 parts by weight, preferably 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.

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、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。
The resin-type pigment dispersant has a pigment-affinity part that has the property of adsorbing to the pigment and a part that is compatible with the pigment carrier, and adsorbs to the pigment to stabilize the dispersion of the pigment on the pigment carrier. It works.
Specific examples of resin-type pigment dispersants include polycarboxylic acid esters such as polyurethane and polyacrylate, unsaturated polyamides, polycarboxylic acids, polycarboxylic acid (partial) amine salts, polycarboxylic acid ammonium salts, and polycarboxylic acid alkylamines. Salts, polysiloxanes, long-chain polyaminoamide phosphates, hydroxyl group-containing polycarboxylic acid esters, their modified products, amides formed by the reaction of poly (lower alkyleneimines) with polyesters having free carboxyl groups, and the like Water-based dispersants such as oily dispersants such as salts, (meth) acrylic acid-styrene copolymers, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-maleic acid copolymers, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone Resin, water-soluble polymer, polyester Modified polyacrylate, ethylene oxide / propylene oxide addition compound, phosphate ester-based and the like are used, they can be used alone or in admixture of two or more.

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。
Surfactants include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, alkali salt of styrene-acrylic acid copolymer, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium alkyldiphenyletherdisulfonate, lauryl sulfate monoethanolamine, lauryl Anionic surfactants such as triethanolamine sulfate, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, sodium stearate, sodium lauryl sulfate, monoethanolamine of styrene-acrylic acid copolymer, polyoxyethylene alkyl ether phosphate; Polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as alkyl ether phosphates, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and polyethylene glycol monolaurate; chaotic surfactants such as alkyl quaternary ammonium salts and their ethylene oxide adducts; alkyldimethylamino Examples include amphoteric surfactants such as alkylbetaines such as betaine acetate and alkylimidazolines, and these can be used alone or in admixture of two or more.

色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物であり、用いる顔料の色相に近いものが好ましいが、添加量が少なければ色相の異なるものを用いても良い。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る。特に、塩基性基を有する色素誘導体は、顔料の分散効果が大きいため、好適に用いられる。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。   The dye derivative is a compound in which a substituent is introduced into an organic dye, and is preferably close to the hue of the pigment to be used. However, if the addition amount is small, those having different hues may be used. Organic dyes also include light yellow aromatic polycyclic compounds such as naphthalene and anthraquinone that are not generally called dyes. Examples of the dye derivatives are described in JP-A-63-305173, JP-B-57-15620, JP-B-59-40172, JP-B-63-17102, JP-B-5-9469, and the like. You can use what you have. In particular, a pigment derivative having a basic group is preferably used because it has a large pigment dispersion effect. These can be used alone or in admixture of two or more.

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。貯蔵安定剤は、着色組成物中の顔料100重量部に対して、0.1〜10重量部の量で含有させることができる。   The coloring composition can contain a storage stabilizer in order to stabilize the viscosity with time of the composition. Examples of storage stabilizers include quaternary ammonium chlorides such as benzyltrimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid, and organic acids such as methyl ether, t-butylpyrocatechol, tetraethylphosphine, and tetraphenylphosphine. Examples thereof include phosphine and phosphite. The storage stabilizer can be contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.

また、着色組成物には、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。
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、着色組成物中の顔料100重量部に対して、0.01〜100重量部の量で含有させることができる。
In addition, the coloring composition may contain an adhesion improving agent such as a silane coupling agent in order to improve the adhesion to the substrate.
Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinylethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane, (meth) acrylsilanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3 , 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Epoxysilanes such as methyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β ( Aminoethyl) γ-aminopro Lutriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N Examples include aminosilanes such as -phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltriethoxysilane. The silane coupling agent can be contained in an amount of 0.01 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment in the coloring composition.

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、イン
クジェット用インキ、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の形態で調製することができる。着色レジストは、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。
顔料は、着色組成物の全固形分量を基準(100重量%)として5〜70重量%の割合で含有されることが好ましい。より好ましくは、20〜50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。
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。
The coloring composition can be prepared in the form of gravure offset printing ink, waterless offset printing ink, inkjet ink, silk screen printing ink, solvent development type or alkali development type color resist. The colored resist is obtained by dispersing a dye in a composition containing a thermoplastic resin, a thermosetting resin or a photosensitive resin, a monomer, a photopolymerization initiator, and an organic solvent.
The pigment is preferably contained in a proportion of 5 to 70% by weight based on the total solid content of the colored composition (100% by weight). More preferably, it is contained in a proportion of 20 to 50% by weight, and the remainder consists essentially of a resinous binder provided by a pigment carrier.
The colored composition is removed by means of centrifugal separation, sintering filter, membrane filter, etc. to remove coarse particles of 5 μm or more, preferably coarse particles of 1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more and coarse particles It is preferable to carry out.

本発明のカラーフィルタ中の赤色画素、緑色画素、および青色画素は、透明基板上に、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、上記の各色着色組成物を用いて形成される。   The red pixel, the green pixel, and the blue pixel in the color filter of the present invention are formed on the transparent substrate by using the above-described colored compositions by a printing method or a photolithography method.

透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸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。また、ガラス板や樹脂板の表面には、液晶パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモンなどの金属酸化物の組み合わせからなる透明電極が形成されていてもよい。   As the transparent substrate, glass plates such as soda lime glass, low alkali borosilicate glass and non-alkali alumino borosilicate glass, and resin plates such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, and polyethylene terephthalate are used. In addition, a transparent electrode made of a combination of metal oxides such as indium oxide, tin oxide, zinc oxide and antimony oxide is formed on the surface of the glass plate or resin plate for driving the liquid crystal after the liquid crystal panel is formed. Also good.

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。   The formation of each color filter segment by the printing method can be patterned simply by repeating the printing and drying of the colored composition prepared as the above various printing inks. Therefore, the color filter manufacturing method is low-cost and excellent in mass productivity. ing. Furthermore, it is possible to print a fine pattern having high dimensional accuracy and smoothness by the development of printing technology. In order to perform printing, it is preferable that the ink does not dry and solidify on the printing plate or on the blanket. Control of ink fluidity on a printing press is also important, and ink viscosity can be adjusted with a dispersant or extender pigment.

フォトリソグラフィー法により各色画素を形成する場合は、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0.2〜10μmとなるように塗布する。
塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、IRオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。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。
さらに、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。
When each color pixel is formed by a photolithography method, the coloring composition prepared as the solvent developing type or alkali developing type coloring resist is applied to a transparent substrate by spray coating, spin coating, slit coating, roll coating, or the like. To apply a dry film thickness of 0.2 to 10 μm.
When drying the coating film, a vacuum dryer, a convection oven, an IR oven, a hot plate, or the like may be used. If necessary, the dried film is exposed to ultraviolet light through a mask having a predetermined pattern provided in contact with or non-contact with the film.
Then, after immersing in a solvent or alkali developer or spraying the developer by spraying or the like to remove the uncured portion to form a desired pattern, the same operation is repeated for other colors to produce a color filter. be able to.
Furthermore, in order to accelerate the polymerization of the colored resist, heating can be performed as necessary. According to the photolithography method, a color filter with higher accuracy than the above printing method can be manufactured.

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。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。
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。
In development, an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used as an alkali developer, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Moreover, an antifoamer and surfactant can also be added to a developing solution. As a development processing method, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, a paddle (liquid accumulation) development method, or the like can be applied.
In order to increase the UV exposure sensitivity, after coating and drying the colored resist, a water-soluble or alkaline water-soluble resin such as polyvinyl alcohol or a water-soluble acrylic resin is applied and dried to form a film that prevents polymerization inhibition by oxygen. Thereafter, ultraviolet exposure can be performed.

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、インクジェット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。
The color filter of the present invention can be produced by an electrodeposition method, a transfer method, an ink jet method or the like in addition to the above method. The electrodeposition method is a method for producing a color filter by using a transparent conductive film formed on a transparent substrate and forming each color filter segment on the transparent conductive film by electrophoresis of colloidal particles. is there.
The transfer method is a method in which a color filter layer is formed in advance on the surface of a peelable transfer base sheet, and this color filter layer is transferred to a desired transparent substrate.

次に、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置について説明する。   Next, a liquid crystal display device provided with the color filter of the present invention will be described.

図2は、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置の概略断面図である。図2に示す装置4は、ノート型パソコン用のTFT駆動型液晶表示装置の典型例であって、離間対向して配置された一対の透明基板5および6を備え、それらの間には、液晶(LC)が封入されている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device provided with the color filter of the present invention. A device 4 shown in FIG. 2 is a typical example of a TFT drive type liquid crystal display device for a notebook personal computer, and includes a pair of transparent substrates 5 and 6 disposed so as to be opposed to each other. (LC) is enclosed.

本発明には、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Plane switching)、VA(Vertical Alignment)、OCB(Optically Compensated Birefringence)等の液晶配向モードの液晶を適用できる。   In the present invention, liquid crystal in a liquid crystal alignment mode such as TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), VA (Vertical Alignment), OCB (Optically Compensated Birefringence) can be applied.

第1の透明基板5の内面には、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ7が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層8が形成されている。透明電極層8の上には、配向層9が設けられている。また、透明基板5の外面には、位相差フィルムを構成に含む偏光板10が形成されている。   A TFT (thin film transistor) array 7 is formed on the inner surface of the first transparent substrate 5, and a transparent electrode layer 8 made of, for example, ITO is formed thereon. An alignment layer 9 is provided on the transparent electrode layer 8. Further, on the outer surface of the transparent substrate 5, a polarizing plate 10 including a retardation film is formed.

他方、第2の透明基板6の内面には、本発明のカラーフィルタ11が形成されている。カラーフィルタ11を構成する赤色、緑色および青色のフィルタセグメントは、ブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。カラーフィルタ11を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、例えばITOからなる透明電極層12が形成され、透明電極層12を覆って配向層13が設けられている。また、透明基板6の外面には、偏光板14が形成されている。なお、偏光板10の下方には、三波長ランプ15を備えたバックライトユニット16が設けられている。   On the other hand, the color filter 11 of the present invention is formed on the inner surface of the second transparent substrate 6. The red, green and blue filter segments constituting the color filter 11 are separated by a black matrix (not shown). A transparent protective film (not shown) is formed so as to cover the color filter 11, and further, a transparent electrode layer 12 made of, for example, ITO is formed thereon. Is provided. A polarizing plate 14 is formed on the outer surface of the transparent substrate 6. A backlight unit 16 including a three-wavelength lamp 15 is provided below the polarizing plate 10.

このように本実施の形態によれば、より高コントラストなカラーフィルタを得るために、用いる顔料種を特定することや、該顔料を微細化することで、カラーフィルタを構成する赤色、緑色、および青色の着色画素層の厚み方向位相差値が凹凸に変化する状態になる可能性があっても、少なくとも1つ以上の平面構造基と、該平面構造基の少なくとも2箇所以上の異なる部位に光重合性基もしくは熱重合性基を有するリタデーション調整剤を用いることで、該厚み方向位相差値が単調に変化するように最適な値に調整可能なカラーフィルタ用着色組成物を提供することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, in order to obtain a color filter with higher contrast, by specifying the pigment type to be used or by making the pigment finer, red, green, and Even if there is a possibility that the thickness direction retardation value of the blue colored pixel layer changes to unevenness, light is emitted to at least one planar structure group and at least two different parts of the planar structure group. By using a retardation adjusting agent having a polymerizable group or a thermally polymerizable group, it is possible to provide a coloring composition for a color filter that can be adjusted to an optimum value so that the thickness direction retardation value changes monotonously. It becomes.

さらに、上記に記載の材料でカラーフィルタ用着色組成物を組成しカラーフィルタを作製することで、Rth(R)<Rth(G)<0<Rth(B)の関係にある単調に厚み方向位相差が変化するカラーフィルタを得ることができる。
さらに、光学補償層および他の構成部材の光学的特徴、特にリタデーションの波長分散の特徴に適するように、本発明のカラーフィルタを用いて液晶ディスプレイを作製した場合、各着色画素の表示領域を通過する光の偏光状態にばらつきが生じないため、斜め方向からの視野角表示に優れた液晶表示装置を得ることができる。
さらにいうと斜め方向からの視野角補償を施された黒表示となるため、斜め方向から見た場合、カラーシフトを低減し、かつニュートラルな黒色が再現でき、非常に優れた表示特
性を呈することができる。
Further, by forming a color filter coloring composition from the materials described above to produce a color filter, the thickness direction is monotonously in a relationship of Rth (R) <Rth (G) <0 <Rth (B). A color filter in which the phase difference changes can be obtained.
Furthermore, when a liquid crystal display is produced using the color filter of the present invention so as to be suitable for the optical characteristics of the optical compensation layer and other components, particularly the wavelength dispersion characteristics of retardation, it passes through the display area of each colored pixel. Since the polarization state of the light does not vary, a liquid crystal display device excellent in viewing angle display from an oblique direction can be obtained.
Furthermore, since the display is black with the viewing angle compensated from the oblique direction, when viewed from the oblique direction, the color shift can be reduced, and neutral black can be reproduced, exhibiting excellent display characteristics. Can do.

以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例を挙げて記載するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要がある。
なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。また、顔料の記号はカラーインデックスナンバーを示し、例えば、「PR254」は「C.I.Pigment
Red 254」を、「PY150」は「C.I.Pigment Yellow 150」を表す。
Hereinafter, although an example is given and described about an embodiment of the invention, the present invention is not limited to the following example. Further, since the material used in the present invention is extremely sensitive to light, it is necessary to prevent exposure to unnecessary light such as natural light.
In the examples and comparative examples, “parts” means “parts by weight”. The pigment symbol indicates the color index number. For example, “PR254” is “CI Pigment”.
“Red 254” and “PY150” represent “CI Pigment Yellow 150”.

[赤色顔料1(R−1)]
赤色顔料1にはC.I Pigment Red 254、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IR GAPHOR RED B-CF」を用いた。
[Red Pigment 1 (R-1)]
As CI red pigment 1, CI Pigment Red 254, “IR GAPHOR RED B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals was used.

[黄色顔料]
BAYER社製「FANCHON FAST YELLOW Y-5688」(C.I. PIGMENT Yellow 150)を黄色顔料3(Y-3)とする。
[Yellow pigment]
“FANCHON FAST YELLOW Y-5688” (CI PIGMENT Yellow 150) manufactured by BAYER is used as yellow pigment 3 (Y-3).

[黄色顔料2(Y−2)]
黄色顔料1を160部、塩化ナトリウム1600部、およびジエチレングリコール(東京化成社製)270部をステンレス製ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、60℃で15時間混錬した。
[Yellow Pigment 2 (Y-2)]
160 parts of yellow pigment 1, 1600 parts of sodium chloride, and 270 parts of diethylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were charged into a stainless steel gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 60 ° C. for 15 hours.

次に、この混合物を約5リットルの温水に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とした後、濾過し、水洗して塩化ナトリウムおよびジエリレングリコールを除き、80℃で24時間乾燥し、157部のスルトミリング処理顔料(黄色顔料2)を得た。   Next, the mixture is poured into about 5 liters of warm water, stirred at a high speed mixer for about 1 hour while being heated to about 70 ° C. to form a slurry, filtered, washed with water, sodium chloride and dierylene glycol. And dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain 157 parts of a slut milled pigment (yellow pigment 2).

[緑色顔料]
ハロゲン化銅フタロシアニン系緑色顔料PG36(東洋インキ製造社製「リオノールグリーン6YK」)を用いた。
[Green pigment]
A halogenated copper phthalocyanine green pigment PG36 (“Lionol Green 6YK” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) was used.

[青色顔料]
銅フタロシアニン系青色顔料PB15:6(東洋インキ製造社製「リオノールブルーES」)を用いた。
[Blue pigment]
Copper phthalocyanine blue pigment PB15: 6 (“Lionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) was used.

[顔料分散体の調製]
着色剤として赤色顔料1/黄色顔料1=65/35(重量比)混合物20部、分散剤としてBYK2001を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液(RP-1)を調製した。
[Preparation of pigment dispersion]
20 parts of a mixture of red pigment 1 / yellow pigment 1 = 65/35 (weight ratio) as a colorant, 5 parts of BYK2001 (in terms of solid content) as a dispersant, and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent are processed by a bead mill. Thus, a pigment dispersion (RP-1) was prepared.

着色剤として赤色顔料1/黄色顔料2=65/35(重量比)混合物20部、分散剤としてBYK2001を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液(RP-2)を調製した。   20 parts of a mixture of red pigment 1 / yellow pigment 2 = 65/35 (weight ratio) as a colorant, 5 parts of BYK2001 (in terms of solid content) as a dispersant, and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent are processed by a bead mill. Thus, a pigment dispersion (RP-2) was prepared.

着色剤としてC.I.ピグメントグリーン36/C.I.ピグメントイエロー150=50/50(重量比)混合物20部、分散剤としてソルスパース24000を5部(固形
分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビー
ズミルにより処理して、顔料分散液(GP−1)を調製した。
As a coloring agent, C.I. I. Pigment green 36 / C.I. I. Pigment Yellow 150 = 50/50 (weight ratio) mixture, 5 parts of Solsperse 24000 as a dispersant (in terms of solid content), and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent were treated with a bead mill to obtain a pigment dispersion ( GP-1) was prepared.

着色剤としてC.I.ピグメントブルー15:6/C.I.ピグメントバイオレット23=96/4(重量比)混合物20部、分散剤としてアジスパーPB821を5部(固形分換算)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート75部を、ビーズミルにより処理して、顔料分散液(BP−1)を調製した。   As a coloring agent, C.I. I. Pigment Blue 15: 6 / C.I. I. Pigment violet 23 = 96/4 (weight ratio) 20 parts of a mixture, 5 parts of Ajisper PB821 as a dispersant (in terms of solid content), and 75 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent were treated with a bead mill to obtain a pigment dispersion ( BP-1) was prepared.

スチレン系リタデーション調整材料として、図3に示した骨格を有するスチレン‐マレイン酸系樹脂のリタデーション調整剤を用いた。   As the styrene-based retardation adjusting material, the retardation adjusting agent for the styrene-maleic acid-based resin having the skeleton shown in FIG. 3 was used.

Figure 2011118033
Figure 2011118033

[着色組成物(以下、レジストという)の調製]
次いで、最終的に表1に示す組成(重量比)の混合物を均一に撹拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して各レジストを得た。
[Preparation of colored composition (hereinafter referred to as resist)]
Then, finally, a mixture having the composition (weight ratio) shown in Table 1 was uniformly stirred and mixed, and then filtered through a 1 μm filter to obtain each resist.

Figure 2011118033
Figure 2011118033

[塗膜作製]
基板として、厚みが0.7 mmの溶融成形アルミノケイ酸薄板ガラスを準備し、洗浄を行なった後、次に、基板上にブラックマトリックスが形成された上に、上記のパターン形成用フォトレジストをスピンコート法により塗布し、減圧乾燥を行なった後、紫外線光源による照射線量が100mJ/cm になるよう露光を行ない、露光後、温度; 230℃、および加熱時間;60分間の条件でポストベークを行ない、厚みが2μmの赤色塗膜を形成した。
[Preparation of coating film]
As a substrate, a melt-formed aluminosilicate thin plate glass having a thickness of 0.7 mm was prepared, washed, and then a black matrix was formed on the substrate, and then the pattern forming photoresist was spun. After applying by the coating method and drying under reduced pressure, exposure is performed so that the irradiation dose by the ultraviolet light source becomes 100 mJ / cm 2 , and after the exposure, post-baking is performed at a temperature of 230 ° C. and heating time of 60 minutes A red coating film having a thickness of 2 μm was formed.

次に、各塗膜の色度、分光透過率、厚み方向位相差値の測定結果について記す。   Next, measurement results of chromaticity, spectral transmittance, and thickness direction retardation value of each coating film will be described.

[色度、分光透過率]
XYZ表色系色度図における色度は、分光光度計(OTSUKA LCF-1100M)を用いて測定した。表1に示した各レジストより作製された各色塗膜の色度を表2に示す。
[Chromaticity, spectral transmittance]
The chromaticity in the XYZ color system chromaticity diagram was measured using a spectrophotometer (OTSUKA LCF-1100M). Table 2 shows the chromaticity of each color coating film produced from each resist shown in Table 1.

Figure 2011118033
Figure 2011118033

[厚み方向位相差値Rth]
厚み方向位相差値は、透過型分光エリプソメータ(日本分光社製「M−220」)を用いて、塗膜を形成した基板の法線方向から45°傾けた方位より、400nmから700nmの範囲で5nmおきの波長で測定し、エリプソパラメータであるδを得た。△=δ/360×λより位相差値△(λ)を算出し、この値を用いて、3次元屈折率を算出し、下記式1より厚み方向位相差値(Rth)を算出した。但し、赤色着色画素では620nmの波長で測定を行った。
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d (式1)
Nx、d等は先述した値であり、NxをNx≧Nyとする遅相軸とする。
表1に示した各レジストより作製された各色塗膜の厚み方向位相差値Rthを表2に示す。表2の結果から、リタデーション調整剤を含む着色剤組成物を用いて形成した塗膜では、リタデーション調整剤をアクリル樹脂溶液で置き換える量が多いほど、スチレン化合物が加熱段階で赤色着色画素中にて膜収縮を緩和し、正の複屈折異方性が発現し、厚み方向位相差値がリタデーション調整剤を含まない着色剤組成物を用いて形成した塗膜と比較し
てマイナス化していた。
[Thickness direction retardation value Rth]
Thickness direction retardation value is in the range of 400 nm to 700 nm from a direction inclined 45 ° from the normal direction of the substrate on which the coating film is formed using a transmission spectroscopic ellipsometer (“M-220” manufactured by JASCO Corporation). Measurements were made at a wavelength of every 5 nm to obtain an ellipso parameter δ. A retardation value Δ (λ) was calculated from Δ = δ / 360 × λ, a three-dimensional refractive index was calculated using this value, and a thickness direction retardation value (Rth) was calculated from the following equation 1. However, the measurement was performed at a wavelength of 620 nm for red colored pixels.
Rth = {(Nx + Ny) / 2−Nz} × d (Formula 1)
Nx, d, etc. are the values described above, and the slow axis is such that Nx is Nx ≧ Ny.
Table 2 shows the thickness direction retardation value Rth of each color coating film produced from each resist shown in Table 1. From the results in Table 2, in the coating film formed using the colorant composition containing the retardation adjusting agent, the larger the amount of replacing the retardation adjusting agent with the acrylic resin solution, the more the styrene compound is in the red colored pixel in the heating stage. The film contraction was alleviated, positive birefringence anisotropy was developed, and the thickness direction retardation value was negative compared to a coating film formed using a colorant composition containing no retardation adjusting agent.

[カラーフィルタの作製]
表1に示した各色レジストを組み合わせて、下記に示す方法により、カラーフィルタを
作製した。
[Preparation of color filter]
A color filter was produced by combining the color resists shown in Table 1 by the method shown below.

まず、赤色レジスト(RR−1)をスピンコート法により、予めブラックマトリックスが形成されてあるガラス基板に塗工した後、クリーンオーブン中で、70℃で20分間プリベークした。次いで、この基板を室温に冷却後、超高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介して紫外線を露光した。   First, a red resist (RR-1) was applied by spin coating to a glass substrate on which a black matrix had been previously formed, and then prebaked at 70 ° C. for 20 minutes in a clean oven. Next, after cooling the substrate to room temperature, ultraviolet rays were exposed through a photomask using an ultrahigh pressure mercury lamp.

その後、この基板を23℃の炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像した後、イオン交換水で洗浄し、風乾した。さらに、クリーンオーブン中で、230℃で30分間ポストベークを行い、基板上にストライプ状の赤色画素を形成した。   Thereafter, the substrate was spray-developed using a sodium carbonate aqueous solution at 23 ° C., washed with ion-exchanged water, and air-dried. Further, post-baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes in a clean oven to form striped red pixels on the substrate.

次に、緑色レジスト(GR−1)を使用し、同様に緑色画素を形成し、さらに、青色レジスト(BR−1)を使用し、青色画素を形成し、カラーフィルタを得た。各色画素の形成膜厚はいずれも2.0μmであった。   Next, a green pixel was similarly formed using a green resist (GR-1), and further a blue pixel was formed using a blue resist (BR-1) to obtain a color filter. The formed film thickness of each color pixel was 2.0 μm.

赤色レジストを(RR−3)から(RR−5)に代えた以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタを得た。   A color filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the red resist was changed from (RR-3) to (RR-5).

赤色レジストを(RR−3)から(RR−5)に代えた以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタを得た。   A color filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the red resist was changed from (RR-3) to (RR-5).

[比較例1]
赤色レジストを(RR−3)から(RR−1)に代えた以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタを得た。
[Comparative Example 1]
A color filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the red resist was changed from (RR-3) to (RR-1).

[比較例2]
赤色レジストを(RR−3)から(RR−4)に代えた以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタを得た。
[Comparative Example 2]
A color filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that the red resist was changed from (RR-3) to (RR-4).

[液晶表示装置の作製]
得られたカラーフィルタ上に、透明ITO電極層を形成し、その上にポリイミド配向層
を形成した。このガラス基板の他方の表面に偏光板を形成した。
[Production of liquid crystal display devices]
A transparent ITO electrode layer was formed on the obtained color filter, and a polyimide alignment layer was formed thereon. A polarizing plate was formed on the other surface of this glass substrate.

他方、別の(第2の)ガラス基板の一方の表面にTFTアレイおよび画素電極を形成し、他方の表面に偏光板を形成した。こうして準備された2つのガラス基板を電極層同士が対面するよう対向させ、スペーサビーズを用いて両基板の間隔を一定に保ちながら位置合わせし、液晶組成物注入用開口部を残すように周囲を封止剤で封止した。
開口部から液晶組成物を注入し、開口部を封止した。偏光板には適正化された光学補償層を設けた。このようにして作製した液晶表示装置をバックライトユニットと組み合わせて液晶パネルを得た。
On the other hand, a TFT array and a pixel electrode were formed on one surface of another (second) glass substrate, and a polarizing plate was formed on the other surface. The two glass substrates thus prepared face each other so that the electrode layers face each other, and are aligned using spacer beads while keeping the distance between both substrates constant, and the periphery is left so as to leave an opening for injecting the liquid crystal composition. Sealed with a sealant.
A liquid crystal composition was injected from the opening to seal the opening. The polarizing plate was provided with an optimized optical compensation layer. The liquid crystal display device thus produced was combined with a backlight unit to obtain a liquid crystal panel.

[液晶表示装置の黒表示時の視認性評価]
作製した液晶表示装置を黒表示させ、液晶パネルの法線方向(正面)および法線方向か
ら45°傾けた方位(斜め)より漏れてくる光(直交透過光;漏れ光)の量を目視観察した。評価ランクは次の通りであり、結果を表3に示す。
[Visibility evaluation during black display of liquid crystal display]
The produced liquid crystal display device is displayed in black, and the amount of light (orthogonal transmitted light; leaked light) leaking from the normal direction (front) of the liquid crystal panel and an orientation (oblique) 45 ° from the normal direction is visually observed. did. The evaluation rank is as follows, and the results are shown in Table 3.

実施例1に示すように、赤色がリタデーション調整剤を含む着色剤組成物を用い、形成されているので、得られたカラーフィルタを液晶表示装置に用いることで、斜め方向の視認性が良好な液晶表示装置を得ることができる。   As shown in Example 1, since a red colorant composition containing a retardation adjusting agent is used, the color filter obtained is used in a liquid crystal display device, so that the visibility in the oblique direction is good. A liquid crystal display device can be obtained.

実施例2ないし3では、リタデーション調整剤を含むものの、厚み方向の位相差の値が小さいため、赤色画素、緑色画素および青色画素の厚み方向の位相差のバランスが良くないため、斜め方向において色ずれが生じ、視認性が不良となっている。また、比較例1ないし2から得られるカラーフィルタでは、赤色がリタデーション調整剤を含む着色剤組成物を用い、形成されていないので、赤色画素、緑色画素、および青色画素の厚み方向の位相差のバランスが良くないため、斜め方向において色ずれが生じ、視認性が不良となる。   In Examples 2 to 3, although the retardation adjusting agent is included, the value of the retardation in the thickness direction is small, so the balance of the retardation in the thickness direction of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel is not good. Deviation occurs and visibility is poor. Further, in the color filters obtained from Comparative Examples 1 and 2, since the red colorant composition containing the retardation adjusting agent is used and not formed, the phase difference in the thickness direction of the red, green, and blue pixels is not formed. Since the balance is not good, color misregistration occurs in an oblique direction, resulting in poor visibility.

スチレンをリタデーション調整剤として用いる場合に、厚み方向の熱収縮を考慮するとアクリル樹脂分を全量置き換える必要性があることを発見した。   In the case of using styrene as a retardation adjusting agent, it was discovered that it is necessary to replace the entire amount of acrylic resin in consideration of thermal shrinkage in the thickness direction.

Figure 2011118033
Figure 2011118033

1・・・ガラス基板
2・・・ブラックマトリックス
3・・・着色画素
4・・・液晶表示装置
5、6・・・透明基板
7・・・TFTアレイ
8、12・・・透明電極
9、13・・・配向層
10、14・・・偏光板
11・・・カラーフィルタ
15・・・三波長ランプ
16・・・バックライトユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 2 ... Black matrix 3 ... Colored pixel 4 ... Liquid crystal display device 5, 6 ... Transparent substrate 7 ... TFT array 8, 12 ... Transparent electrode 9, 13 ... Alignment layers 10, 14 ... Polarizing plate 11 ... Color filter 15 ... Triwave lamp 16 ... Backlight unit

Claims (6)

透明基板上に、赤色画素、緑色画素、および青色画素を配置したカラーフィルタにおいて、前記赤色画素が、波長620nmにおけるリタデーションが負の値である赤色着色組成物の硬化物から形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。   In a color filter in which a red pixel, a green pixel, and a blue pixel are arranged on a transparent substrate, the red pixel is formed from a cured product of a red coloring composition having a negative retardation at a wavelength of 620 nm. Characteristic color filter. 前記赤色着色組成物が、リタデーション調整剤として平面構造基を有する有機化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。   2. The color filter according to claim 1, wherein the red coloring composition contains an organic compound having a planar structure group as a retardation adjusting agent. 前記赤色着色組成物が、リタデーション調整剤として一つ以上の架橋性基を有する有機化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタ。   The color filter according to claim 1, wherein the red coloring composition is an organic compound having one or more crosslinkable groups as a retardation adjusting agent. 前記有機化合物が、スチレン化合物およびその重合性化合物から選択される1種以上を選択した有機化合物であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ。   The color filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic compound is an organic compound selected from one or more selected from a styrene compound and a polymerizable compound thereof. 前記スチレン化合物が、下記の化学式で示される有機化合物であることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ。
Figure 2011118033
The color filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the styrene compound is an organic compound represented by the following chemical formula.
Figure 2011118033
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device using the color filter according to claim 1.
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