JP2011170011A - Method for manufacturing color filter for liquid crystal display device - Google Patents

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Satoshi Okuma
聡 大熊
Yasuyuki Demachi
泰之 出町
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color composition free from the occurrence of wrinkles even when the composition is cured in a manufacturing process, and to provide a method for manufacturing a color filter with high lightness and high contrast with excellent reliability. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing the color filter for a liquid crystal display device, the color filter having color pixels on a transparent substrate and having a transparent conductive film on the color pixels, is characterized in that: the color pixel in at least one color comprises a color composition containing at least one dye and at least one thermosetting compound; the color composition used is characterized by including the thermosetting compound by 5 mass% or more and 50 mass% or less in terms of a solid content in the color composition; the baking temperature T1 in a baking process for forming the color pixel is 150°C or higher and 220°C or lower; and the baking temperature T2 of the transparent conductive film is in the range satisfying (T1-20)≤T2≤(T1+20). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、染料を含有する着色組成物を用いた液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a color filter for a liquid crystal display device using a coloring composition containing a dye.

液晶表示装置は、近年その薄型である事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ている。なかでもテレビ受像機などディスプレイ用途への普及が急速に進んでおり、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望まれるとともに、それに用いるカラーフィルタの更なる高明度化、高コントラスト化などが望まれている。   In recent years, liquid crystal display devices have been evaluated for space saving, light weight, and power saving due to their thinness. In particular, the spread to display applications such as television receivers is rapidly advancing, and it is desired to improve display performance such as brightness, contrast, and visibility in all directions, and further increase the brightness of the color filters used therefor. High contrast is desired.

カラーフィルタの作製方法としては、印刷法、電着法、顔料分散法などが知られているが、このうち顔料分散法は、顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色組成物から、フォトリソ法によってカラーフィルタを作製する方法である。顔料分散法は顔料を使用しているため耐熱性、耐光性に優れており、液晶表示装置用カラーフィルタとして好適であり、広く利用されてきた。   As a method for producing a color filter, a printing method, an electrodeposition method, a pigment dispersion method, and the like are known. Among these, the pigment dispersion method is based on a colored composition in which pigments are dispersed in various photosensitive compositions, This is a method for producing a color filter by a photolithography method. Since the pigment dispersion method uses a pigment, it is excellent in heat resistance and light resistance, is suitable as a color filter for liquid crystal display devices, and has been widely used.

しかし、顔料分散法を用いて作製したカラーフィルタは顔料微粒子の影響で液晶表示装置内で光が拡散し、表示コントラストの低下を招くことが知られており、その対策として顔料粒子の微粒子化が検討されているが、顔料を用いている限り、この拡散は完全にはなくならない。   However, color filters manufactured using the pigment dispersion method are known to diffuse light in the liquid crystal display device due to the effect of pigment fine particles, leading to a decrease in display contrast. As discussed, as long as pigments are used, this diffusion is not completely eliminated.

この問題を解決するためには、着色組成物に溶解することで発色する染料を用いることが考えられる。従来から染料を用いたカラーフィルタの検討がなされ、特開平6−75275号公報等により提案されているが、染料を含有する着色組成物には新たな問題点を含んでいる。即ち、(1)一般的な染料は、一般的なカラーフィルタ用着色組成物に用いられる有機溶剤に対して溶解性が低い。(2)染料はフォトリソ法で一般的に用いられるラジカル重合において、発生したラジカル重合末端を失活させる、いわゆる「ラジカルイーター」として働くため、露光感度を低下させ、塗膜を十分に硬化できない。(3)染料は一般的に顔料と比較して耐熱性、耐光性に劣る。(4)塗膜中の染料が有機溶剤などに浸すと溶出する。   In order to solve this problem, it is conceivable to use a dye that develops color when dissolved in a colored composition. Conventionally, color filters using dyes have been studied and proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-75275 and the like, but coloring compositions containing dyes have new problems. That is, (1) A general dye has low solubility in an organic solvent used in a general color filter coloring composition. (2) Since the dye acts as a so-called “radical eater” that deactivates the generated radical polymerization terminal in radical polymerization generally used in the photolithography method, the exposure sensitivity is lowered and the coating film cannot be cured sufficiently. (3) Dyes are generally inferior in heat resistance and light resistance compared to pigments. (4) Elution occurs when the dye in the coating film is immersed in an organic solvent.

これらの問題のうち、(3)の耐熱性に関しては、フォトリソ法によるカラーフィルタの製造工程におけるベーク工程(露光、現像工程後の焼成工程)の温度も考慮する必要がある。すなわち、一般的には220℃〜250℃程度の温度で焼成するが、これほどの高温では染料が分解・酸化する恐れがあるため、より低温で焼成する必要がある。しかし、(2)に示したように、染料を含む着色組成物では、露光感度が低下するため塗膜の硬化が十分ではない。露光による硬化が不十分な上、ベーク工程の温度も低くして焼成するとさらに膜の硬化が不十分となる。   Among these problems, regarding the heat resistance of (3), it is necessary to consider the temperature of the baking process (the baking process after the exposure and development processes) in the manufacturing process of the color filter by the photolithography method. That is, although it is generally fired at a temperature of about 220 ° C. to 250 ° C., it is necessary to fire at a lower temperature because the dye may be decomposed and oxidized at such a high temperature. However, as shown in (2), in the coloring composition containing a dye, the exposure sensitivity is lowered, so that the coating film is not sufficiently cured. In addition to insufficient curing by exposure, the film is not sufficiently cured when baked at a low baking temperature.

膜の硬化が不十分になると耐熱性、耐薬品性といった信頼性が劣るなどの不具合が生じると考えられるが、カラーフィルタの製造工程においても、透明導電膜をカラーフィルタの上に成膜する場合、透明導電膜の焼成のためにかける熱でカラーフィルタの膜が収縮し、透明導電膜との間に応力が発生してシワが発生することがある。   Insufficient film hardening may cause problems such as poor heat resistance and chemical resistance, but in the manufacturing process of color filters, a transparent conductive film is formed on the color filters. The film of the color filter contracts due to heat applied for firing the transparent conductive film, and stress may be generated between the transparent conductive film and wrinkles may occur.

耐熱性などの信頼性といった観点では、イソシアヌレート環を有するブロックイソシアネート化合物を用いることにより、硬化後の塗膜強度を向上させた感光性組成物が開示さ
れている(例えば、特許文献1から特許文献3参照)。上記以外にも、ブロックイソシアネート化合物を用いることで耐熱性や耐薬品性、電気絶縁性等を向上させる技術が記載されたものがある。しかし、ソルダーレジストを目的とし、エポキシもしくはエポキシアクリレートを組成物中に用いて構成されるため、ブロックイソシアネートは、ブロックが外れたときにエポキシもしくはエポキシアクリレートに起因するOH基とランダムに反応して強固な架橋構造となって耐溶剤性が向上するものの、シワの改善を考慮したものではない。(例えば、特許文献4〜6参照)。他にカラーフィルタ用着色組成物にブロックイソシアネートの使用し、誘電率を低くする技術が記載されたものもあるが、外観の不良改善を目的としたものではなく、製造工程を工夫したものではないためシワの発生を抑制する効果は期待できない(特許文献7参照)。
From the viewpoint of reliability such as heat resistance, a photosensitive composition is disclosed in which the coating film strength after curing is improved by using a blocked isocyanate compound having an isocyanurate ring (for example, Patent Document 1 to Patent Reference 3). In addition to the above, there is a technique that describes a technique for improving heat resistance, chemical resistance, electrical insulation and the like by using a blocked isocyanate compound. However, for the purpose of solder resist, it is composed using epoxy or epoxy acrylate in the composition, so that the blocked isocyanate reacts randomly with OH groups derived from epoxy or epoxy acrylate when the block is removed and is strong However, it does not take into account the improvement of wrinkles. (For example, refer to Patent Documents 4 to 6). There are other technologies that use blocked isocyanates in the color filter coloring composition to reduce the dielectric constant, but they are not intended to improve the appearance and are not devised. Therefore, the effect of suppressing the generation of wrinkles cannot be expected (see Patent Document 7).

特開2001−305726号公報JP 2001-305726 A 特開2003−64236号公報JP 2003-64236 A 特開2009−93164号公報JP 2009-93164 A 特開平6−295060号公報JP-A-6-295060 特開平8−234432号公報JP-A-8-234432 特開2003−64236号公報JP 2003-64236 A 特開2006−119441号公報JP 2006-119441 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、製造工程において硬化・焼成してもシワの発生がない着色組成物、及び信頼性に優れた高明度、高コントラストなカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a colored composition that does not generate wrinkles even when cured and baked in the production process, and a method for producing a highly reliable, high-brightness, high-contrast color filter. The purpose is to provide.

上記の課題を達成するための本発明の第一の様態として、透明基板上に着色画素と、該着色画素上に透明導電膜を有する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、少なくとも1色の着色画素が、少なくとも1種の染料と少なくとも1種の熱硬化性化合物を含む着色組成物から組成され、該熱硬化性化合物が着色組成物中の固形分として5質量%から50質量%の範囲で含まれる、ことを特徴とする着色組成物を使用し、且つ、該着色画素を形成する際のベーク工程の焼成温度T1が150℃以上220℃以下であり、且つ透明導電膜の焼成温度T2が(T1−20)≦T2≦(T1+20)の範囲で焼成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。   A first aspect of the present invention for achieving the above object is a method for producing a color filter for a liquid crystal display device having a colored pixel on a transparent substrate and a transparent conductive film on the colored pixel, wherein at least 1 The colored pixel is composed of a coloring composition containing at least one dye and at least one thermosetting compound, and the thermosetting compound is 5% by mass to 50% by mass as a solid content in the coloring composition. And a baking temperature T1 in the baking step when forming the colored pixel is 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and the transparent conductive film is fired. It is a method for producing a color filter for a liquid crystal display device, characterized by firing at a temperature T2 in a range of (T1-20) ≦ T2 ≦ (T1 + 20).

本発明の第二の様態として、前記熱硬化性化合物がメラミン化合物、エポキシモノマー、イソシアネートモノマー、又は該イソシアネートモノマーのイソシアネート基が保護基でブロックされたブロックイソシアネートモノマーであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造である
本発明の第三の様態として、前記熱硬化性化合物が、官能基としてエポキシ基、イソシアネート基又は該イソシアネート基が保護基でブロックされたブロックイソシアネート基を有するバインダー樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。
As a second aspect of the present invention, the thermosetting compound is a melamine compound, an epoxy monomer, an isocyanate monomer, or a blocked isocyanate monomer in which an isocyanate group of the isocyanate monomer is blocked with a protective group. A third aspect of the present invention is the production of a color filter for a liquid crystal display device according to 1, wherein the thermosetting compound is an epoxy group, an isocyanate group or a block in which the isocyanate group is blocked with a protective group as a functional group It is a binder resin which has an isocyanate group, The manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

本発明に係る着色組成物を使用すると、シワのない高明度、高コントラストのカラーフィルタを製造できる。したがって、高品質のカラーフィルタを備える液晶表示装置が製造できる。   When the coloring composition according to the present invention is used, a color filter having high brightness and high contrast without wrinkles can be produced. Therefore, a liquid crystal display device including a high quality color filter can be manufactured.

本発明の実施形態に係るカラーフィルタの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the color filter which concerns on embodiment of this invention.

本発明者らは、透明基板上に着色画素と、該着色画素上に透明導電膜を有する液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、着色材料として染料と、バインダー樹脂及び熱硬化性化合物からなり、該熱硬化性化合物の含有量が該着色組成物の固形分中で5%から50%である着色組成物を用いることでシワのないカラーフィルタを得られることを見出した。
さらにカラーフィルタの製造工程において該カラーフィルタ用着色組成物のパターニング工程でのベーク工程でかける温度T1が150℃以上220℃以下であり、且つITO膜の成膜工程でかける温度T2との関係が(T1−20)≦T2≦(T1+20)になるような工程で製造することでより好適な液晶表示装置用カラーフィルタを得られることを見出した。
In a color filter for a liquid crystal display device having a colored pixel on a transparent substrate and a transparent conductive film on the colored pixel, the present inventors comprise a dye, a binder resin, and a thermosetting compound as coloring materials, It has been found that a wrinkle-free color filter can be obtained by using a coloring composition in which the content of the curable compound is 5% to 50% in the solid content of the coloring composition.
Further, the temperature T1 applied in the baking process in the patterning process of the color filter coloring composition in the color filter manufacturing process is 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and the relationship with the temperature T2 applied in the ITO film forming process is (T1 It has been found that a more preferable color filter for a liquid crystal display device can be obtained by manufacturing in a process that satisfies −20) ≦ T2 ≦ (T1 + 20).

以下、本発明の種々の実施形態について説明する。
本発明に係る第一の実施形態は、着色材料として少なくとも1種の染料と、少なくとも1種の熱硬化性化合物を含むカラーフィルタ用着色組成物であり、該熱硬化性化合物の該着色組成物の固形分中における含有量が5質量%から50質量%である。なお、着色組成物中の固形分とは、着色組成物に含まれる有機溶剤を取り除いた後に残る固形成分のことである。
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described.
1st embodiment which concerns on this invention is a coloring composition for color filters containing at least 1 sort (s) of dye and at least 1 type of thermosetting compound as a coloring material, This coloring composition of this thermosetting compound Is contained in a solid content of 5% by mass to 50% by mass. In addition, solid content in a coloring composition is a solid component which remains after removing the organic solvent contained in a coloring composition.

該着色組成物は有機溶剤に可溶な染料を少なくとも一種含有する。該染料は、特に限定しないが公知の有機溶剤に可溶な染料を使用することができる。
上記公知の染料としては、例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報等に記載の色素が挙げられる。
The coloring composition contains at least one dye that is soluble in an organic solvent. The dye is not particularly limited, and a dye that is soluble in a known organic solvent can be used.
Examples of the known dye include, for example, JP-A 64-90403, JP-A 64-91102, JP-A-1-94301, JP-A-6-11614, Tokuho 2592207, US Patent No. 4,808,501, U.S. Pat.No. 5,667,920, U.S. Pat.No. 5,059,500, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, Examples thereof include dyes described in JP-A-6-51115 and JP-A-6-194828.

これらの染料としては、酸性染料、油溶性染料、分散染料、反応性染料、直接染料等が挙げられる。例えば、アゾ系染料、ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、アントラキノン系染料、シアニン系染料、スクアリリウム系染料、クロコニウム系染料、メロシアニン系染料、スチルベン系染料、ジアリールメタン系染料、トリアリールメタン系染料、フルオラン系染料、スピロピラン系染料、フタロシアニン系染料、インジゴ系染料、フルギド系染料、ニッケル錯体系染料、及びアズレン系染料が挙げられる。具体的には、カラーインデックス番号で以下のものが挙げられる。C.I.SolventYellow2、3、7、12、13、14、16、18、19、21、25、25:1、27、28、29、30、33、34、36、42、43、44、47、56、62、72、73、77、79、81、82、83、83:1、88、89、90、93、94、96、98、104、107、114、116、117、124、130、131、133、135、141、143、145、146、157、160:1、161、162、163、167、169、172、174、175、176、179、180、181、182、183、184、185、186、187、189、190、191、C.I.SolventOrange1、2、3、4、5、7、11、14、20、23、25、31、40:1、41、45、54、56、58、60、62、63、70、75、77、80、81、86、99、102、103、105、106、107、108、109、110、111、112、113、C.I.SolventRed1、2、3、4、8、16、17、18、19、23、24、25、26、27、30、33、35、41、43、45、48、49、52、68、69、72、73、83:1、84:1、89、90、90:1、91、92、106、109、110、118、119、122、124、125、127、130、132、135、141、143、145、146、149、150、151、155、160、161、164、164:1、165、166、168、169、172、175、179、180、181、182、195、196、197、198、207、208、210、212、214、215、218、222、223、225、227、229、230、233、234、235、236、238、239、240、241、242、243、244、245、247、248、C.I.SolventViolet2、8、9、11、13、14、21、21:1、26、31、36、37、38、45、46、47、48、49、50、51、55、56、57、58、59、60、61、C.I.SolventBlue2、3、4、5、7、18、25、26、35、36、37、38、43、44、45、48、51、58、59、59:1、63、64、67、68、69、70、78、79、83、94、97、98、100、101、102、104、105、111、112、122、124、128、129、132、136、137、138、139、143、C.I.SolventGreen1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35、C.I.Solvent Brown1、3、4、5、12、20、22、28、38、41、42、43、44、52、53、59、60、61、62、63、C.I.SolventBlack3、5、5:2、7、13、22、22:1、26、27、28、29、34、35、43、45、46、48、49、50、C.I.AcidRed6、11、26、60、88、111、186、215、C.I.AcidGreen25、27、C.I.AcidBlue22、25、40、78、92、113、129、167、230、C.I.AcidYellow17、23、25、36、38、42、44、72、78、C.I.BasicRed1、2、13、14、22、27、29、39、C.I.BasicGreen3、4、C.I.BasicBlue3、7、9、17、41、66、C.I.BasicViolet1、3、18、39、66、C.I.BasicYellow11、23、25、28、41、C.I.DirectRed4、23、31、75、76、79、80、81、83、84、149、224、C.I.DirectGreen26、28、C.I.DirectBlue71、78、98、106、108、192、201、C.I.DirectViolet51、C.I.DirectYellow26、27、28、33、44、50、86、142、C.I.DirectOrange26、29、34、37、72、C.I.SulphurRed5、6、7、C.I.SulphurGreen2、3、6、C.I.SulphurBlue2、3、7、9、13、15、C.I.SulphurViolet2、3、4、C.I.SulphurYellow4、C.I.VatRed13、21、23、28、29、48、C.I.VatGreen3、5、8、C.I.VatBlue6、14、26、30、C.I.VatViolet1、3、9、13、15、16、C.I.VatYellow2、12、20、33、C.I.VatOrange2、5、11、15、18、20、C.I.AzoicCouplingComponent2、3、4、5、7、8、9、10、11、13、32、37、41、48、C.I.ReactiveRed8、22、46、120、C.I.ReactiveBlue1、2、7、19、C.I.ReactiveViolet2、4、C.I.ReactiveYellow1、2、4、14、16、C.I.ReactiveOrange1、4、7、13、16、20、C.I.DisperseRed4、11、54、55、58、65、73、127、129、141、196、210、229、354、356、C.I.DisperseBlue3、24、79、82、87、106、125、165、183、C.I.DisperseViolet1、6、12、26、27、28、C.I.DisperseYellow3、4、5、7、23、33、42、60、64、C.I.DisperseOrange13、29、30。これらの染料は、所望の分光スペクトルを発現させるために、単独で用いる事も、2種類以上組み合わせて用いる事もできる。   Examples of these dyes include acid dyes, oil-soluble dyes, disperse dyes, reactive dyes, and direct dyes. For example, azo dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, anthraquinone dyes, cyanine dyes, squarylium dyes, croconium dyes, merocyanine dyes, stilbene dyes, diarylmethane dyes, triarylmethane dyes, fluorans Dyes, spiropyran dyes, phthalocyanine dyes, indigo dyes, fulgide dyes, nickel complex dyes, and azulene dyes. Specific examples of color index numbers include the following. C. I. Solvent Yellow 2, 3, 7, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 21, 25, 25: 1, 27, 28, 29, 30, 33, 34, 36, 42, 43, 44, 47, 56, 62, 72, 73, 77, 79, 81, 82, 83, 83: 1, 88, 89, 90, 93, 94, 96, 98, 104, 107, 114, 116, 117, 124, 130, 131, 133, 135, 141, 143, 145, 146, 157, 160: 1, 161, 162, 163, 167, 169, 172, 174, 175, 176, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 189, 190, 191, C.I. I. Solvent Orange 1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 14, 20, 23, 25, 31, 40: 1, 41, 45, 54, 56, 58, 60, 62, 63, 70, 75, 77, 80, 81, 86, 99, 102, 103, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, C.I. I. SolventRed 1, 2, 3, 4, 8, 16, 17, 18, 19, 23, 24, 25, 26, 27, 30, 33, 35, 41, 43, 45, 48, 49, 52, 68, 69, 72, 73, 83: 1, 84: 1, 89, 90, 90: 1, 91, 92, 106, 109, 110, 118, 119, 122, 124, 125, 127, 130, 132, 135, 141, 143, 145, 146, 149, 150, 151, 155, 160, 161, 164, 164: 1, 165, 166, 168, 169, 172, 175, 179, 180, 181, 182, 195, 196, 197, 198, 207, 208, 210, 212, 214, 215, 218, 222, 223, 225, 227, 229, 230, 233, 234, 235, 23 , 238,239,240,241,242,243,244,245,247,248, C. I. SolventViolet 2, 8, 9, 11, 13, 14, 21, 21: 1, 26, 31, 36, 37, 38, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, C.I. I. Solvent Blue 2, 3, 4, 5, 7, 18, 25, 26, 35, 36, 37, 38, 43, 44, 45, 48, 51, 58, 59, 59: 1, 63, 64, 67, 68, 69, 70, 78, 79, 83, 94, 97, 98, 100, 101, 102, 104, 105, 111, 112, 122, 124, 128, 129, 132, 136, 137, 138, 139, 143, C. I. Solvent Green 1, 3, 4, 5, 7, 28, 29, 32, 33, 34, 35, C.I. I. Solvent Brown 1, 3, 4, 5, 12, 20, 22, 28, 38, 41, 42, 43, 44, 52, 53, 59, 60, 61, 62, 63, C.I. I. Solvent Black 3, 5, 5: 2, 7, 13, 22, 22: 1, 26, 27, 28, 29, 34, 35, 43, 45, 46, 48, 49, 50, C.I. I. Acid Red 6, 11, 26, 60, 88, 111, 186, 215, C.I. I. AcidGreen 25, 27, C.I. I. Acid Blue 22, 25, 40, 78, 92, 113, 129, 167, 230, C.I. I. Acid Yellow 17, 23, 25, 36, 38, 42, 44, 72, 78, C.I. I. Basic Red 1, 2, 13, 14, 22, 27, 29, 39, C.I. I. BasicGreen 3, 4, C.I. I. BasicBlue 3, 7, 9, 17, 41, 66, C.I. I. BasicViolet 1, 3, 18, 39, 66, C.I. I. Basic Yellow 11, 23, 25, 28, 41, C.I. I. DirectRed 4, 23, 31, 75, 76, 79, 80, 81, 83, 84, 149, 224, C.I. I. DirectGreen 26, 28, C.I. I. DirectBlue 71, 78, 98, 106, 108, 192, 201, C.I. I. DirectViolet 51, C.I. I. Direct Yellow 26, 27, 28, 33, 44, 50, 86, 142, C.I. I. Direct Orange 26, 29, 34, 37, 72, C.I. I. SulfurRed 5, 6, 7, C.I. I. SulfurGreen 2, 3, 6, C.I. I. SulfurBlue 2, 3, 7, 9, 13, 15, C.I. I. Sulfur Violet 2, 3, 4, C.I. I. Sulfur Yellow 4, C.I. I. VatRed 13, 21, 23, 28, 29, 48, C.I. I. VatGreen 3, 5, 8, C.I. I. VatBlue 6, 14, 26, 30, C.I. I. VatViolet 1, 3, 9, 13, 15, 16, C.I. I. Vat Yellow 2, 12, 20, 33, C.I. I. Vat Orange 2, 5, 11, 15, 18, 20, C.I. I. Azoic Coupling Component 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 32, 37, 41, 48, C.I. I. Reactive Red 8, 22, 46, 120, C.I. I. Reactive Blue 1, 2, 7, 19, C.I. I. Reactive Violet 2, 4, C.I. I. Reactive Yellow 1, 2, 4, 14, 16, C.I. I. Reactive Orange 1, 4, 7, 13, 16, 20, C.I. I. Disperse Red 4, 11, 54, 55, 58, 65, 73, 127, 129, 141, 196, 210, 229, 354, 356, C.I. I. DisperseBlue 3, 24, 79, 82, 87, 106, 125, 165, 183, C.I. I. DisperseViolet 1, 6, 12, 26, 27, 28, C.I. I. Disperse Yellow 3, 4, 5, 7, 23, 33, 42, 60, 64, C.I. I. Disperse Orange 13, 29, 30. These dyes can be used alone or in combination of two or more in order to develop a desired spectral spectrum.

着色組成物中における染料の質量濃度は、好ましくは0.1%から20%、より好ましくは0.5%から18%、更に好ましくは0.5%から15%である。染料の濃度が0.1%未満では、染料濃度が薄いため、カラーフィルタとして十分な色の着色画素を形成するためには、着色画素の膜厚を非常に厚くしなくてはならないため、画素形成が困難であり、生産性も悪化するため実用上難点がある。また、20%を越えると、濃度が高すぎるため、染料が十分に溶解せず、結晶が析出する恐れがあり、さらに着色画素の形成のために着色組成物を基板上に塗布し、有機溶剤を乾燥する際にも、染料が析出する恐れがある。   The mass concentration of the dye in the coloring composition is preferably 0.1% to 20%, more preferably 0.5% to 18%, and still more preferably 0.5% to 15%. If the dye concentration is less than 0.1%, the dye concentration is low, and in order to form a colored pixel having a sufficient color as a color filter, the thickness of the colored pixel must be very large. Since it is difficult to form and productivity is deteriorated, there is a practical difficulty. On the other hand, if the concentration exceeds 20%, the concentration is too high, so that the dye may not be sufficiently dissolved and crystals may be deposited. Further, a colored composition is applied on the substrate to form a colored pixel, and an organic solvent is used. There is also a risk that the dye may be precipitated when drying.

本発明に係るカラーフィルタ用着色組成物は上記染料の他に、顔料を含むことができる。着色組成物中における顔料の質量濃度は、好ましくは0.1%ないし50%、より好ましくは0.5%〜40%、更に好ましくは0.5%〜30%である。0.1%未満では、顔料濃度が薄いため、カラーフィルタとして十分な色の着色画素を形成するためには、着色画素の膜厚を非常に厚くしなくてはならないため、画素形成が困難であり、生産性も悪化するため実用上難点があり、50%を越えると、顔料を分散化するための樹脂の量が少なくなり、不安定になり、顔料の凝集による増粘やコントラスト低下の原因となる。   The coloring composition for a color filter according to the present invention can contain a pigment in addition to the dye. The mass concentration of the pigment in the coloring composition is preferably 0.1% to 50%, more preferably 0.5% to 40%, and still more preferably 0.5% to 30%. If it is less than 0.1%, the pigment concentration is low, and in order to form colored pixels of sufficient color as a color filter, it is difficult to form the pixels because the thickness of the colored pixels must be very large. Yes, there is a practical difficulty because productivity deteriorates, and if it exceeds 50%, the amount of resin for dispersing the pigment decreases, becomes unstable, and causes viscosity increase and contrast decrease due to pigment aggregation. It becomes.

該顔料は、特に限定しないが公知の顔料を特に制限無く使用することができる。
例えば、赤色顔料として、C.I. Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等が挙げられるが、特にC.I.Pigment Red177、242、254が好適に用いられる。
The pigment is not particularly limited, but a known pigment can be used without particular limitation.
For example, CI Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 97, 122, 123 as a red pigment. 146, 149, 168, 177, 178, 179, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240 242, 246, 254, 255, 264, 272, 279 and the like. I. Pigment Red 177, 242, and 254 are preferably used.

黄色顔料としては例えばC.I. Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等が挙げられるが、特にC.I. Pigment Yellow138、139150が好適に用いられる。   Examples of yellow pigments include CI Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 144, 146, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 1 2, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199, 213, 214, etc., and CI Pigment Yellow 138, 139150 is particularly preferred. Used.

橙色顔料としては例えばC.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられるが、C.I. Pigment Orange 36が好適に用いられる。緑色顔料としては、例えばC.I. Pigment Green 7、10、36、37、58等の緑色顔料を用いることができるが、特にC.I. Pigment Green 7、36、58が好適に用いられる。   Examples of the orange pigment include C.I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73, and C.I. Pigment Orange 36 is preferably used. As the green pigment, green pigments such as C.I. Pigment Green 7, 10, 36, 37, 58 can be used, and C.I. Pigment Green 7, 36, 58 is particularly preferably used.

青色顔料としては、例えばC.I. Pigment Blue15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等が挙げられるが、特にC.I. Pigment Blue 15:3、C.I. Pigment Blue 15:6を用いることができる。また、紫色顔料として、C.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等が用いられるが、特にC.I. Pigment Violet 23が好適に用いられる。   Examples of the blue pigment include CI Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 80, and the like. : 3, CI Pigment Blue 15: 6 can be used. Further, C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 and the like are used as the purple pigment, and C.I. Pigment Violet 23 is particularly preferably used.

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。   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.

着色組成物に含まれる顔料は、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、微細化処理されていることが好ましく、また一次粒子径が小さいことが好ましい。顔料の一次粒子径は、顔料を透過型電子顕微鏡で撮り、その写真の画像解析を行い算出した。ここで言う一次粒子径は、個数粒度分布の積算曲線において積算量が全体の50%に相当する粒子径(円相当径)を表す。顔料の一次粒子径は、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、一次粒子径は5nm以上であることが好ましい。
顔料の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。
The pigment contained in the coloring composition is preferably subjected to a finer treatment and preferably has a small primary particle diameter in order to achieve high brightness and high contrast of the color filter. The primary particle diameter of the pigment was calculated by taking the pigment with a transmission electron microscope and analyzing the image of the photograph. The primary particle diameter referred to here represents a particle diameter (equivalent circle diameter) corresponding to 50% of the total amount in the cumulative curve of the number particle size distribution. The 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 a primary particle diameter is 5 nm or more.
When the 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.

顔料の一次粒子径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。   As a means for controlling the primary particle diameter of the pigment, a method of controlling the primary particle diameter by mechanically pulverizing the pigment (referred to as a grinding method), a solution dissolved in a good solvent is introduced into a poor solvent, and the desired primary particle diameter is controlled. There are a method for precipitating a pigment having a particle size (referred to as a precipitation method) and a method for producing a pigment having a desired primary particle size at the time of synthesis (referred to as a synthetic precipitation method). 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、本発明に用いる着色組成物に含まれる顔料の一次粒子径の制御方法は、上記方法のいずれを用いてもよい。   Each method will be described below, but any of the above methods may be used as a method for controlling the primary particle size of the pigment contained in the colored composition used in 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。
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、所望の一次粒子径の顔料を得ることができる。
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 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.
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.

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. The particle size can be controlled. 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 of the pigment can be controlled while considering the fine particle size 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. At this time, it is more preferable because the fluidity as a dispersion can be secured. At the time of salt milling or acid pasting, in order to prevent aggregation of the pigment accompanying the control of the primary particle size, the following dispersion aids such as a dye derivative, a resin-type pigment dispersant, and a surfactant can be used in combination. Further, by controlling the primary particle size in the form of coexistence of two or more kinds of 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。
さらに、顔料の一次粒子径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。
The synthetic precipitation method is a method of synthesizing a pigment and simultaneously depositing a pigment having a desired primary particle size. 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.
Furthermore, as a means for controlling the primary particle diameter of the pigment, the primary particle diameter of the pigment is reduced and dispersed simultaneously 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.

本発明のカラーフィルタ用着色組成物に含まれる顔料担体としてのバインダー樹脂は、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。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 binder resin as a pigment carrier contained in the coloring composition for a color filter of the present invention disperses the pigment, and is composed of a transparent resin, a precursor thereof, or a mixture thereof. 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.

バインダー樹脂は、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。
バインダー樹脂としては、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が80%以上、好ましくは95%以上の樹脂である。バインダー樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および活性エネルギー線硬化性樹脂が含まれ、その前駆体には、活性エネルギー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、これらを単独または2種以上混合して用いることができる。
The binder resin 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.
The binder resin is a resin having a transmittance of 80% or more, preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region. Binder resins include thermoplastic resins, thermosetting resins, and active energy ray curable resins, and precursors thereof include monomers or oligomers that cure upon irradiation with active energy rays to form transparent resins. These can be used alone or in admixture of two or more.

バインダー樹脂は着色組成物中の着色材料の合計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、バインダー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、バインダー樹脂は、着色組成物中の顔料の合計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、バインダー樹脂の前駆体は、着色組成物中の顔料の合計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 binder resin can be used in an amount of 30 to 700 parts by weight, preferably 60 to 450 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total coloring materials in the coloring composition. Moreover, when using the mixture of binder resin and its precursor as a pigment carrier, binder resin is 20-400 weight part with respect to a total of 100 weight part of the pigment in a coloring composition, Preferably it is 50-250. It can be used in parts by weight. The precursor of the binder resin can be used in an amount of 10 to 300 parts by weight, preferably 10 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total pigment in the colored 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-マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂などが挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。中でも透明性の観点からアクリル系樹脂が好適に用いられる。   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. , Acrylic resins, alkyd resins, polystyrene, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene, polybutadiene, polyimide resins, and the like. 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. Among these, acrylic resins are preferably used from the viewpoint of transparency.

活性エネルギー線硬化性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基など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など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)アクリレートなどの水酸基を有する(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。   Active energy ray-curable resins include (meth) acrylic having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, or 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 in which a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group is introduced into the linear polymer by reacting a compound or cinnamic acid is used. In addition, linear polymers containing acid anhydrides such as styrene-maleic anhydride copolymer and α-olefin-maleic anhydride copolymer can be converted to (meth) acrylic compounds having hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified products are also used.

バインダー樹脂を生成するモノマーおよびオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1, 6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレートなどの各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリルなどが挙げられる。これらは、単独または2種類以上混合して用いることができる。   Monomers and oligomers that produce the binder resin include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and β-carboxy. Ethyl (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) Acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) a Relate, neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester acrylate, (meth) acrylic acid ester of methylolated melamine, epoxy (meth) Acrylic esters and methacrylic esters such as acrylate and urethane acrylate, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl ( Examples include meth) acrylamide, N-vinylformamide, acrylonitrile and the like. These can be used alone or in admixture of two or more.

本発明に係る熱硬化性化合物としては、エポキシ、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン
変性フマル酸樹脂、メラミン化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート化合物などが挙げられる。中でもエポキシ化合物、メラミン並びにメラミンを縮合したメラミン化合物、及びイソシアネート化合物並びにイソシアネート基をブロック剤で保護したブロックイソシアネート化合物が好適である。何れも熱反応性官能基は一分子あたり二つ以上ある多官能化合物が好ましく、より好ましくは四官能以上の化合物である。
Examples of the thermosetting compound according to the present invention include epoxy, rosin-modified maleic acid resin, rosin-modified fumaric acid resin, melamine compound, melamine resin, urea resin, phenol resin, and isocyanate compound. Among them, epoxy compounds, melamine, melamine compounds obtained by condensing melamine, isocyanate compounds, and blocked isocyanate compounds in which isocyanate groups are protected with a blocking agent are suitable. In any case, a polyfunctional compound having two or more heat-reactive functional groups per molecule is preferred, and a tetrafunctional or more functional compound is more preferred.

エポキシ化合物は特に制限なく使用することができ、公知のものから選択することができる。エポキシ基の数は特に制限はないが、二つ以上の官能基を有するものが好ましく、より好ましくは4官能以上である。例えば、セロキサイド2021P、セロキサイド3000、EHPE‐3150(ダイセル化学工業株式会社製)、AK601、EPPNシリーズ(日本化薬株式会社製)などが挙げられる。   The epoxy compound can be used without particular limitation, and can be selected from known ones. The number of epoxy groups is not particularly limited, but those having two or more functional groups are preferred, and more preferably tetrafunctional or more. Examples thereof include Celoxide 2021P, Celoxide 3000, EHPE-3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), AK601, EPPN series (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and the like.

メラミンは特に制限なく使用することができ、公知のメラミンから選択することが出来る。例えば以下にメラミン化合物を例示する。   Melamine can be used without particular limitation, and can be selected from known melamines. For example, melamine compounds are exemplified below.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

式中、R1、R2、R3 はそれぞれ水素原子、メチロール基、アルコキシメチル基、アルコキシn−ブチル基、R4、R5、R6 はそれぞれメチロール基、アルコキシメチル基、アルコキシn−ブチル基であるが、R1からR6はアルコキシメチル基、アルコキシn−ブチル基であることがより好ましい。二種類以上の繰り返し単位を組み合わせたコポリマーを用いてもよい。二種類以上のホモポリマーまたはコポリマーを併用してもよい。また、上記以外に1,3,5−トリアジン環を有する化合物で例えば特開2001−166144公報に記載のものを使用することができる。   In the formula, R1, R2, and R3 are a hydrogen atom, a methylol group, an alkoxymethyl group, an alkoxy n-butyl group, and R4, R5, and R6 are a methylol group, an alkoxymethyl group, and an alkoxy n-butyl group, respectively. To R6 are more preferably an alkoxymethyl group or an alkoxy n-butyl group. A copolymer combining two or more kinds of repeating units may be used. Two or more homopolymers or copolymers may be used in combination. In addition to the above, compounds having a 1,3,5-triazine ring, for example, those described in JP-A No. 2001-166144 can be used.

また下記一般式(2)に示す化合物も好んで用いられる。   Further, a compound represented by the following general formula (2) is also preferably used.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

R7からR14はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基または複素環基であり、水素原子であることが特に好ましい。   R7 to R14 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or a heterocyclic group, and particularly preferably a hydrogen atom.

さらには、メラミン樹脂とイソシアネート基を含有する化合物、(及び/または)酸無水物とを反応させてなるメラミン化合物であり、該メラミン化合物の質量平均分子量が2500以上かつ固形分酸価が60mgKOH/g以下であるとより好適である。従来のメラミン樹脂を多量に配合すると、感光性樹脂組成物の感度が低下して、十分な硬化に必要な露光時間が長くなり、生産性が悪くなるという問題があった。さらに、感光性樹脂組成物のアルカリ現像性が悪化し、現像速度が適度に調整できず現像時間が長くなることや、逆に現像速度が速すぎて塗膜が基板から剥がれやすくなるといった不具合を生じることから、メラミン樹脂の添加量には限度があり、十分な熱硬化性樹脂の効果を発揮させることが難しくなる。   Furthermore, it is a melamine compound obtained by reacting a melamine resin, a compound containing an isocyanate group, and / or an acid anhydride, and the melamine compound has a mass average molecular weight of 2500 or more and a solid content acid value of 60 mgKOH / It is more preferable that it is g or less. When a large amount of conventional melamine resin is blended, there is a problem that the sensitivity of the photosensitive resin composition decreases, the exposure time necessary for sufficient curing becomes long, and the productivity is deteriorated. Furthermore, the alkali developability of the photosensitive resin composition deteriorates, the development speed cannot be adjusted appropriately, the development time becomes longer, and conversely, the development speed is too high and the coating film is easily peeled off from the substrate. As a result, there is a limit to the amount of melamine resin added, making it difficult to exhibit the effect of a sufficient thermosetting resin.

イソシアネート化合物は特に制限なく使用することができ、公知のものから選択することができる。イソシアネート基の数は特に制限はなく、脂肪族、芳香族あるいは脂環式のモノあるいはジイソシアネート、トリイソシアネート化合物が挙げられる。   Isocyanate compounds can be used without particular limitation, and can be selected from known ones. The number of isocyanate groups is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic, aromatic or alicyclic mono- or diisocyanate and triisocyanate compounds.

イソシアネートは反応性が高いため、ポッドライフを考慮すれば、イソシアネート基をブロック化剤で保護したブロックイソシアネートが好適である。ブロックイソシアネートは、イソシアネート基に対して、フェノール基、イミダゾール基、ピラゾール基、オキシ
ム基、ラクタム基、アルコール基などを有するブロック化剤を用いてイソシアネート基をブロックした化合物が挙げられる。当該ブロック化剤としては、上記水溶性ビニル系樹脂が水溶液中において安定で、100℃から200℃程度でイソシアネート基のブロックが外れるものであればいずれでもよく、フェノール基を含有するサリチル酸メチル、イミダゾール基を含有するイミダゾール、ピラゾール基を含有する3,5−ジメチルピラゾール、オキシム基を含有するメチルエチルケトンオキシム、ラクタム基を含有するε−カプロラクタム、アルコール基を含有するエチルヘキサノールなどが挙げられるが、この限りではない。例えば、BURNOCK DB−980K(株式会社DIC社製)、デュラネート TPA−B80E(旭化成ケミカルズ社製)、KA−1000(三洋化成社製)などが挙げられる。
Since isocyanate has high reactivity, in view of pod life, a blocked isocyanate in which an isocyanate group is protected with a blocking agent is suitable. Examples of the blocked isocyanate include compounds in which an isocyanate group is blocked using a blocking agent having a phenol group, an imidazole group, a pyrazole group, an oxime group, a lactam group, an alcohol group, or the like with respect to the isocyanate group. The blocking agent may be any as long as the water-soluble vinyl resin is stable in an aqueous solution and the isocyanate group is unblocked at about 100 ° C. to 200 ° C. Methyl salicylate and imidazole containing a phenol group Examples include imidazole containing a group, 3,5-dimethylpyrazole containing a pyrazole group, methyl ethyl ketone oxime containing an oxime group, ε-caprolactam containing a lactam group, and ethylhexanol containing an alcohol group. is not. Examples include BURNOCK DB-980K (manufactured by DIC Corporation), Duranate TPA-B80E (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation), KA-1000 (manufactured by Sanyo Chemical Industries), and the like.

以上の熱硬化性化合物はバインダー樹脂と一体となっていても良い。例えば、エポキシ基やイソシアネート基などがバインダー樹脂中の単位構造として組み込まれているものである。どのような形で組み込まれていても構わないが例として、アクリル樹脂に組み込む例を示す。   The above thermosetting compounds may be integrated with the binder resin. For example, an epoxy group or an isocyanate group is incorporated as a unit structure in the binder resin. Although it may be incorporated in any form, an example in which it is incorporated in an acrylic resin will be shown as an example.

アクリル樹脂にエポキシ基を導入する例としては、エポキシ基を持つアクリルモノマーとして、グリシジルアクリレートやグリシジル(メタ)クリレート、又はビニルシクロヘキセンモノオキサイド1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン(セロキサイド2000 Z ダイセル化学工業社製)などを用いる方法が挙げられる。イソシアネート基またはブロックイソシアネート基を導入する例としては、これらの官能基をもつアクリルモノマーとして2−イソシアトエチル(メタ)クリレート(カレンズMOI 昭和電工社製)やカレンズMOI−EG(昭和電工社製)、ブロックイソシアネート基を含有するメタクリル酸2−(0−[1′−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(カレンズMOI−BM 昭和電工社製)などを用いる方法が挙げられる。これらの熱硬化性化合物とバインダー樹脂一体の化合物は前述の熱硬化性化合物と合わせて用いることもできる。   As an example of introducing an epoxy group into an acrylic resin, as an acrylic monomer having an epoxy group, glycidyl acrylate, glycidyl (meth) acrylate, or vinylcyclohexene monooxide 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane (Celoxide 2000 Z Daicel Chemical) And a method using an industrial company). Examples of introducing isocyanate groups or blocked isocyanate groups include 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate (produced by Karenz MOI Showa Denko) and Karenz MOI-EG (produced by Showa Denko) as acrylic monomers having these functional groups. And a method using 2- (0- [1′-methylpropylideneamino] carboxyamino) ethyl methacrylate (Karenz MOI-BM, Showa Denko KK) containing a blocked isocyanate group. These thermosetting compounds and binder resin-integrated compounds can be used in combination with the aforementioned thermosetting compounds.

これら熱硬化性化合物の含有量は、着色組成物の固形分中で5質量%から50質量%が好適である。より好ましくは5%から40%であり、更に好ましくは10質量%から40質量%である。熱硬化性化合物が5質量%未満では熱硬化性化合物の量が少なすぎるため、カラーフィルタの製造工程におけるポストベーク工程において十分に着色画素が十分に硬化しないため、その後の透明導電膜の成膜工程における加熱(スパッタリング中の加熱やその後のアニールのための加熱)の際に着色画素が熱により収縮し、透明導電膜との間で応力が発生してシワの発生やクラックの発生の原因となる。一方、熱硬化性化合物の含有量が50質量%を超えると、透明導電膜の成膜工程における加熱によって熱硬化性化合物が熱反応し、それに伴う黄変によって透過率の低下がおきる。さらに、多くの熱硬化性化合物はフォトリソ工程における現像性を考慮した分子設計になっていない(具体的にはアルカリ可溶性を付与するための酸性基を持っていない、など)ため、感光性着色組成物として用いる際には現像性が劣り、残渣などの原因となる。   The content of these thermosetting compounds is preferably 5% by mass to 50% by mass in the solid content of the colored composition. More preferably, it is 5% to 40%, and further preferably 10% to 40% by mass. If the thermosetting compound is less than 5% by mass, the amount of the thermosetting compound is too small, and the colored pixels are not sufficiently cured in the post-baking process in the color filter manufacturing process. When heating in the process (heating during sputtering or heating for subsequent annealing), the colored pixels shrink due to heat, and stress is generated between the transparent conductive film, causing wrinkles and cracks. Become. On the other hand, when the content of the thermosetting compound exceeds 50% by mass, the thermosetting compound undergoes a thermal reaction due to heating in the film forming step of the transparent conductive film, and the transmittance decreases due to yellowing associated therewith. Furthermore, many thermosetting compounds are not designed with a molecular design that takes into account the developability in the photolithographic process (specifically, they do not have an acidic group for imparting alkali solubility, etc.). When used as a product, the developability is inferior, causing a residue and the like.

本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布するために1種または2種類以上の有機溶剤を用いることができる。有機溶剤は、着色組成物を塗布する際の塗布性、乾燥性、膜厚均一性、濡れ性などの観点から粘度、表面張力、沸点、溶解度パラメータなどを考慮して選択される。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、1-エトキシ-2-プロピルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸メチル、エチルベンゼン、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、酢酸イソアミル、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、石油系溶剤などが挙げられるが、これらに限らない。有機溶剤は、着色組成物中の色材の合計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 the coloring composition for a color filter of the present invention, one or two or more kinds of organic solvents can be used for coating so that the dry film thickness is 0.2 to 5 μm. The organic solvent is selected in consideration of viscosity, surface tension, boiling point, solubility parameter, and the like from the viewpoints of applicability, drying property, film thickness uniformity, wettability and the like when applying the colored composition. For example, cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, 1-ethoxy-2-propyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, methyl lactate, ethylbenzene, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, isoamyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol But, but not limited to, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent and the like. The organic 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 total color materials in the coloring composition.

本発明に係るカラーフィルタ用着色組成物は、感光性組成物でも構わない。例えば、前述のカラーフィルタ用着色組成物にさらに、少なくとも1種の光重合開始剤、及び少なくとも1種の光重合性化合物を用いたカラーフィルタ用含染料着色感光性組成物である。   The coloring composition for a color filter according to the present invention may be a photosensitive composition. For example, a dye-containing colored photosensitive composition for a color filter using at least one photopolymerization initiator and at least one photopolymerizable compound in addition to the color filter coloring composition described above.

光重合開始剤としては、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オンなどのアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジンなどのトリアジン系化合物、1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、O-(アセチル)-N-(1-フェニル-2-オキソ-2-(4’-メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミンなどのオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのホスフィン系化合物、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノンなどのキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物などが用いられる。これらの光重合開始剤は1種または2種以上混合して用いることができる。光重合開始剤は、着色組成物中の顔料の合計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。   As photopolymerization initiators, 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylsulfite Benzophenone compounds such as 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2 Thioxanthone compounds such as 2,4-diethylthioxanthone, 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 (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bi (Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6- Triazines such as triazine, 2,4-trichloromethyl (4'-methoxystyryl) -6-triazine, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime) Oxime ester compounds such as O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) ) Phosphine compounds such as phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone Quinone compounds such as ethyl anthraquinone, borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds, and the like. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination. A photoinitiator can be used in the amount of 5-200 weight part with respect to a total of 100 weight part of the pigment 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か、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2-ジメチルアミノエチル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、N,N-ジメチルパラトルイジン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノンなどのアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は1種または2種以上混合して用いることができる。増感剤は、着色組成物中の光重
合開始剤100重量部に対して、0.1〜60重量部の量で用いることができる。
The photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more, or as sensitizers, triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, Isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4 ′ Amine compounds such as -bis (diethylamino) benzophenone and 4,4'-bis (ethylmethylamino) benzophenone can also be used in combination. These sensitizers can be used alone or in combination. The sensitizer can be used in an amount of 0.1 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the photopolymerization initiator in the colored composition.

さらに、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-トリアジンなどが挙げられる。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。多官能チオールの含有量は、着色組成物中の顔料の合計100重量部に対して、0.05〜100重量部が好ましく、好ましくは0.1〜60重量部の量で用いることができる。   Furthermore, a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent can be contained. 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, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate trimercaptopropionate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-to Azine, 2- (N, N- dibutylamino) -4,6-dimercapto--s- triazine. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination. The content of the polyfunctional thiol is preferably 0.05 to 100 parts by weight, preferably 0.1 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total pigment in the coloring composition.

光重合性化合物は、光照射により光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸などによって重合し得る化合物である。光重合性化合物としては、例えば、重合性の炭素−炭素不飽和結合を有する化合物などが挙げられる。   The photopolymerizable compound is a compound that can be polymerized by an active radical or an acid generated from a photopolymerization initiator by light irradiation. Examples of the photopolymerizable compound include compounds having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond.

光重合性化合物としては、公知の光重合性化合物を特に制限なく、用いることができる。光重合性化合物としては、少なくとも1つの付加重合可能なエチレン性二重結合を有し、常圧下での沸点が100℃以上である化合物が好ましい。(メタ)アクリル化合物であることがより好ましい。感度と高硬化の観点から、前記光重合性化合物が多官能(メタ)アクリル化合物であることが更に好ましい。   As the photopolymerizable compound, a known photopolymerizable compound can be used without particular limitation. As the photopolymerizable compound, a compound having at least one addition-polymerizable ethylenic double bond and having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is preferable. It is more preferable that it is a (meth) acryl compound. From the viewpoint of sensitivity and high curing, the photopolymerizable compound is more preferably a polyfunctional (meth) acrylic compound.

光重合性化合物の例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリス(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリス(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化したものなどが挙げられる。   Examples of photopolymerizable compounds include monofunctional acrylates and methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, Methylolethane tri (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate , Hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tris (acryloyloxypropyl) ether, tris (acryloilo) Shiechiru) isocyanurate, such as those (meth) acrylated after adding ethylene oxide or propylene oxide to a polyfunctional alcohol such as glycerin or trimethylol ethane.

本実施形態に係るカラーフィルタ着色組成物には、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、また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤などの密着向上剤を含有させることもできる。貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t-ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩などが挙げられる。   The color filter coloring composition according to the present embodiment may contain a storage stabilizer in order to stabilize the viscosity with time of the composition, and in order to improve adhesion to the transparent substrate, silane coupling. An adhesion improving agent such as an agent can also be contained. Examples of storage stabilizers include quaternary ammonium chlorides such as benzyltrimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid, and methyl ethers thereof, t-butylpyrocatechol, tetraethylphosphine, and tetraphenylphosphine. Organic phosphines, phosphites and the like can be mentioned.

シランカップリング剤としては、例えば、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などのビニルシラン類、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどの(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など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などのアミノシラン類、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などのチオシラン類などが挙げられる。
Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinylethoxysilane, 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) methyltri Epoxysilanes such as ethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltri Methoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrieth Examples thereof include aminosilanes such as xysilane, and thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane.

本発明に係るカラーフィルタは、必要に応じて赤色画素、緑色画素及び青色画素を含み、更に必要に応じて黄色画素、シアン色画素、マゼンタ色画素、及び透明画素等の他の色の画素を含んでいてもよい。本発明に関わる着色画素以外は、色顔料を含有する、色染料を含有する、もしくは、色顔料及び色染料の両方を含有する、公知の着色組成物を用いて形成して構わない。   The color filter according to the present invention includes a red pixel, a green pixel, and a blue pixel as necessary, and further includes other color pixels such as a yellow pixel, a cyan pixel, a magenta pixel, and a transparent pixel as necessary. May be included. Other than the colored pixels according to the present invention, a known coloring composition containing a color pigment, a color dye, or both a color pigment and a color dye may be used.

本実施形態に係るカラーフィルタにおいて、着色画素は、好ましくは0.1μmないし5.0μm、より好ましくは0.5μmないし4.0μm、更に好ましくは1.0μmないし3.5μmの膜厚を有する。すなわち、本発明に係わる青色画素をフォトリソグラフィー法で形成する場合、膜厚が0.1μm未満であると画素の形成が困難になり、また、膜厚が5μmより厚くなると、組成物を塗膜として塗布形成するのが困難となるためである。   In the color filter according to this embodiment, the colored pixels preferably have a thickness of 0.1 μm to 5.0 μm, more preferably 0.5 μm to 4.0 μm, and still more preferably 1.0 μm to 3.5 μm. That is, when the blue pixel according to the present invention is formed by photolithography, it is difficult to form the pixel if the film thickness is less than 0.1 μm, and if the film thickness is more than 5 μm, the composition is applied to the coating film. This is because it becomes difficult to form and apply.

本実施形態に係るカラーフィルタは、透明基板上に、上述したカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成された着色塗膜からなる着色画素を具備するものである。
即ち、図1に示すように、カラーフィルタは、ガラス等の透明基板1上に、遮光膜であるブラックマトリクス2、及び着色画素3を備えている。着色画素3は、上述した青色着色組成物を用いて形成された青色画素3B、赤色画素3R、及び緑色画素3Gからなる。
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、本発明に係わるカラーフィルタを液晶表示装置に組み込む場合、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、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。
The color filter which concerns on this embodiment comprises the colored pixel which consists of a colored coating film formed using the coloring composition for color filters mentioned above on the transparent substrate.
That is, as shown in FIG. 1, the color filter includes a black matrix 2 that is a light shielding film and a colored pixel 3 on a transparent substrate 1 such as glass. The colored pixel 3 includes a blue pixel 3B, a red pixel 3R, and a green pixel 3G formed using the above-described blue coloring composition.
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, when the color filter according to the present invention is incorporated in a liquid crystal display device, a transparent electrode made of indium oxide, tin oxide, or the like is formed on the surface of a glass plate or a resin plate for driving a liquid crystal after forming the liquid crystal panel. It may be.

本発明は上述の着色組成物を透明基板上に硬化して着色画素を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。   The present invention is a method for producing a color filter, wherein the colored composition is cured on a transparent substrate to form colored pixels.

各色着色画素の形成は、例えば、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィー法等により行うことができる。   The formation of the colored pixels can be performed by, for example, a printing method, an ink jet method, a photolithography method, or the like.

印刷法による各色着色画素の形成は、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 coloring pixel by the printing method can be patterned simply by repeating the printing and drying of the colored composition prepared as the above-mentioned 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.

インクジェット法を用いたカラーフィルタの製造方法として、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成し、インクジェット印刷装置を用いてブラックマトリクスの開口部にインクを付与して着色部を形成する方法が提案されている。更に、この方法において、インクが所定の開口部に正確に充填され、隣接する着色部間でインクが混じり合う混色が発生しないように、ブラックマトリクスを構成する材料にフッ素化合物やケイ素化合物等の撥水材を含ませてもよい。   As a method for manufacturing a color filter using an inkjet method, a method is proposed in which a black matrix is formed on a glass substrate, and ink is applied to the openings of the black matrix using an inkjet printing apparatus to form a colored portion. . Further, in this method, the material constituting the black matrix is made of a repellent material such as a fluorine compound or a silicon compound so that the ink is accurately filled into the predetermined opening and the mixed color in which the ink is mixed between the adjacent colored portions does not occur. Water material may be included.

インクジェットに用いる装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式がある。また、インクジェット装置におけるインクの粒子化周波数は、5〜100KHz程度である。また、インクジェット装置におけるノズル径は5〜80μm程度が望ましい。また、インクジェット装置はヘッドを複数個配置し、1ヘッドにノズルを60〜500個程度組み込んだものを用いることが出来る。   As an apparatus used for inkjet, there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on a difference in an ink discharge method. In addition, the ink particleization frequency in the ink jet apparatus is about 5 to 100 KHz. The nozzle diameter in the ink jet apparatus is desirably about 5 to 80 μm. In addition, the ink jet apparatus may be one in which a plurality of heads are arranged and about 60 to 500 nozzles are incorporated in one head.

インクジェット法により着色部パターンを形成した後は、コンベクションオーブン、IRオーブン、ホットプレートなどを使用して、加熱処理し、着色層パターンを形成する。インクジェット法によれば、複数色のインキを同時に塗布することが出来ることから、簡易なプロセスで安価にカラーフィルタを製造することが可能である。   After the colored portion pattern is formed by the ink jet method, a colored layer pattern is formed by heat treatment using a convection oven, an IR oven, a hot plate, or the like. According to the ink jet method, since a plurality of colors of ink can be applied simultaneously, it is possible to manufacture a color filter at a low cost by a simple process.

フォトリソグラフィー法により各色着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、ホットプレートなどを使用してもよい。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パターン露光用フォトマスクを介して膜に紫外線露光を行う。   When each color pixel is formed by photolithography, the colored composition prepared as the solvent development type or alkali development type color resist is applied on a transparent substrate by spray coating, spin coating, slit coating, roll coating or the like. By a method, it apply | coats so that a dry film thickness may be set to 0.2-10 micrometers. 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 pattern exposure photomask having a predetermined pattern provided in contact with or non-contact with the film.

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。着色組成物の現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなど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など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)現像法などを適用することができる。   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. In developing the colored composition, 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.

なお、紫外線露光時の膜の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などを塗布乾燥し、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 order to increase the sensitivity of the film during UV exposure, the colored resist is applied and dried, and then water-soluble or alkaline water-soluble resin such as polyvinyl alcohol or water-soluble acrylic resin is applied and dried to prevent polymerization inhibition by oxygen. After the film to be formed is formed, ultraviolet exposure can be performed.

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着色画素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。   The electrodeposition method is a method for producing a color filter by using a transparent conductive film formed on a transparent substrate and electrodepositing colored pixels on the transparent conductive film by electrophoresis of colloidal particles.

転写法は、剥離性の転写ベースシートあるいは転写胴の表面に、あらかじめ着色画素を形成しておき、この着色画素を所望の透明基板に転写させる方法である。   The transfer method is a method in which colored pixels are formed in advance on the surface of a peelable transfer base sheet or transfer cylinder, and the colored pixels are transferred to a desired transparent substrate.

透明基板あるいは反射基板上に各色着色画素を形成する前に、あらかじめブラックマトリックスを形成しておくと、表示パネルのコントラストを一層高めることができる。ブラックマトリックスとしては、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなど
の無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜を用いることもできる。
If a black matrix is formed in advance before forming each color-colored pixel on the transparent substrate or the reflective substrate, the contrast of the display panel can be further increased. As the black matrix, an inorganic film such as chromium, a chromium / chromium oxide multilayer film, titanium nitride, or a resin film in which a light shielding agent is dispersed may be used.

なお、いずれの方法を用いても、着色画素の形成後、着色画素の硬化を促進するために、ベーク工程を施す必要がある(フォトリソ法においては現像工程後)。ベーク工程における焼成温度T1は150℃以上220℃以下であることが好ましく、より好ましくは180℃以上210℃以下であり、さらに好ましくは180℃以上200℃以下である。焼成温度が150℃未満では着色画素の焼成が十分に進まずに、後述する透明導電膜の成膜における焼成工程で着色画素と透明導電膜との間に発生する膜応力によってシワの発生を誘発する。一方、220℃を越える温度で焼成工程を実施すると多くの染料は熱による分解或いは酸化反応によって変色や退色が起きる。さらに、熱硬化性化合物は220℃を超える温度で焼成すると黄変するため、透過率の低下を招く。焼成時間は5分以上60分以下であることが好ましく、より好ましくは10分以上40分以下、更に好ましくは15分以上30分以下である。なお、この焼成時間は、フォトリソ法の場合は、各色ごとのベーク工程における焼成時間である。例えば、3色のカラーフィルタであれば、最初に入色した着色画素は、その後の色の着色画素のベーク工程における焼成も入るので3回分の焼成が入り、2色目は2回分の焼成が入る。この場合、各色のベーク工程の条件は必ずしも一致した条件で実施する必要がなく、必ずしも前述の範囲の温度・時間である必要はない。例えば、1色目、2色目は顔料分散型着色組成物(本発明に係らないレジスト)を使用し、3色目に本発明に係る着色組成物を使用する場合、1色目、2色目は上述の範囲外の温度・時間で焼成しても構わず、3色目の本発明に係る着色組成物を使用する場合に前述の範囲の温度・時間で焼成すればよい。   Regardless of which method is used, it is necessary to perform a baking process after the formation of the colored pixels in order to promote the curing of the colored pixels (after the developing process in the photolithography method). The baking temperature T1 in the baking process is preferably 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, and still more preferably 180 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. When the firing temperature is less than 150 ° C., the firing of the colored pixels does not proceed sufficiently, and wrinkles are induced by the film stress generated between the colored pixels and the transparent conductive film in the firing process of the transparent conductive film described later. To do. On the other hand, when the baking process is performed at a temperature exceeding 220 ° C., many dyes are discolored or faded due to thermal decomposition or oxidation reaction. Furthermore, since the thermosetting compound turns yellow when baked at a temperature exceeding 220 ° C., the transmittance is reduced. The firing time is preferably from 5 minutes to 60 minutes, more preferably from 10 minutes to 40 minutes, and even more preferably from 15 minutes to 30 minutes. In the case of the photolithography method, this baking time is the baking time in the baking process for each color. For example, in the case of a three-color filter, the first colored pixel is subjected to baking in the baking step of the subsequent colored pixels, so that three firings are performed, and the second color is subjected to two firings. . In this case, it is not always necessary that the baking process conditions for each color are the same, and the temperature and time are not necessarily in the above-described range. For example, when the first color and the second color use a pigment-dispersed colored composition (resist not related to the present invention) and the third color uses the colored composition according to the present invention, the first color and the second color are within the above-mentioned range. It may be fired at other temperatures and times, and when the colored composition according to the present invention for the third color is used, it may be fired at a temperature and time in the above-mentioned range.

透明導電膜の材料は特に制限なく公知のものを用いることができる。中でも特にITOが好適に用いられる。透明導電膜の多くはスパッタ法などでカラーフィルタ上に成膜されるが、多くは加熱しながら成膜するか、成膜後にアニール工程が必要となる。本発明における加熱温度T2は、前述の本発明に係る着色組成物の焼成温度をT1とした場合、(T2−20)≦T1≦(T2+20)であることが好ましく、より好ましくは(T2−20)≦T1≦(T2+10)、さらに好ましくは、(T2−10)≦T1≦(T2+10)である。T2がこの範囲より低い温度である場合、透明導電膜の焼成が不十分になり透過率が低く、抵抗値が大きくなるため、透明導電膜としての十分な性能が得られない。一方、この範囲を上回る温度で焼成すると熱による着色画素の熱収縮が大きく、透明導電膜と着色画素の間の収縮量の差が大きくなり、応力が発生して着色画素のシワや透明導電膜のクラックが発生する。透明導電膜を成膜する際の加熱は、スパッタリングの際に同時に加熱する方法(加熱スパッタリング)とスパッタリング後の後加熱する方法(アニーリング)があると前述したが、この両方を用いる方法もある。即ち、加熱スパッタリングにより透明導電膜を形成し、その後にさらにアニールングを実施する方法である。この場合の焼成温度T2はより高い温度をかけた方を採る。   A known material can be used for the transparent conductive film without any particular limitation. Of these, ITO is particularly preferably used. Most of the transparent conductive films are formed on the color filter by sputtering or the like, but many of them are formed while being heated, or an annealing process is required after the film formation. The heating temperature T2 in the present invention is preferably (T2-20) ≦ T1 ≦ (T2 + 20), more preferably (T2-20), where T1 is the firing temperature of the colored composition according to the present invention. ) ≦ T1 ≦ (T2 + 10), and more preferably (T2-10) ≦ T1 ≦ (T2 + 10). When T2 is a temperature lower than this range, the transparent conductive film is not sufficiently baked, the transmittance is low, and the resistance value is increased, so that sufficient performance as a transparent conductive film cannot be obtained. On the other hand, if the baking is performed at a temperature exceeding this range, the thermal contraction of the colored pixel due to heat is large, the difference in the contraction amount between the transparent conductive film and the colored pixel is large, and stress is generated to cause wrinkles of the colored pixel and the transparent conductive film. Cracks occur. As described above, the heating when forming the transparent conductive film includes the method of simultaneously heating during sputtering (heating sputtering) and the method of post-heating after sputtering (annealing), but there is also a method using both of them. That is, it is a method in which a transparent conductive film is formed by heat sputtering and then annealing is further performed. In this case, the firing temperature T2 is a higher temperature.

また、本発明に係わるカラーフィルタを液晶表示装置に組み込む場合、前記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成しておき、その後に着色画素を形成することもできる。TFT基板上に着色画素を形成することにより、液晶表示パネルの開口率を高め、輝度を向上させることができる。
本実施形態に係るカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、液晶配向膜などを形成して構わない。
When the color filter according to the present invention is incorporated in a liquid crystal display device, a thin film transistor (TFT) is formed in advance on the transparent substrate or the reflective substrate, and then a colored pixel can be formed. By forming colored pixels on the TFT substrate, the aperture ratio of the liquid crystal display panel can be increased and the luminance can be improved.
On the color filter according to the present embodiment, an overcoat film, a columnar spacer, a liquid crystal alignment film, or the like may be formed as necessary.

以下に、本発明の実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例における「部」および「%」は、「質量部」および「質量%」をそれぞれ表す。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 Red2
54」を、「PB15:6」は「C.I.Pigment Blue15:6」を表す。
EXAMPLES Examples and comparative examples of the present invention will be shown below to describe the present invention more specifically. However, the present invention is not limited to the following examples. In the examples, “parts” and “%” represent “parts by mass” and “mass%”, respectively. The pigment symbol indicates the color index number. For example, “PR254” is “CI Pigment Red 2”.
54 ”and“ PB15: 6 ”represent“ CI Pigment Blue 15: 6 ”.

以下に染料及び顔料の製造例を示す。   Production examples of dyes and pigments are shown below.

a)着色組成物
カラーフィルタ作製に用いる着色組成物を着色するための着色剤には以下のものを使用した。
a) Coloring composition The following were used as the coloring agents for coloring the coloring composition used for producing the color filter.

赤色用顔料:C.I.Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)、およびC.I.Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)
青色用顔料:C.I.Pigment Blue 15:6(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」)
Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 (“Ilgar Forred B-CF” manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and C.I. I. Pigment Red 177 (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15: 6 (Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. “Lionol Blue ES”)

[製造例1]
ジケトピロロピロール系赤色顔料PR254(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドB-CF」)100部、色素誘導体(D-1)10部、粉砕した食塩1000部、およびジエチレングリコール120部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、60℃で10時間混練した。この混合物を温水2000部に投入し、約80℃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、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、微細化顔料(R-1)を得た。得られた顔料の平均粒子径は25nmであった。
[Production Example 1]
100 parts of diketopyrrolopyrrole red pigment PR254 ("Irgafoa Red B-CF" manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 10 parts of pigment derivative (D-1), 1000 parts of crushed salt, and 120 parts of diethylene glycol 1 made of stainless steel It was charged in a gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 60 ° C. for 10 hours. The mixture was added to 2000 parts of warm water, heated to about 80 ° C. and stirred with a high speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. It dried and obtained the refined pigment (R-1). The average particle diameter of the obtained pigment was 25 nm.

[製造例2]
アントラキノン系赤色顔料PR177(チバスペシャリティケミカルズ社製「クロモフタルレッドA2B」)100部、色素誘導体(D-2)8部、粉砕した食塩700部、およびジエチレングリコール180部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で4時間混練した。この混合物を温水4000部に投入し、約80℃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、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、微細化顔料(R-2)を得た。得られた顔料の平均粒子径は30nmであった。
[Production Example 2]
Stainless steel 1 gallon kneader (Inoue Seisakusho Co., Ltd.) 100 parts of anthraquinone red pigment PR177 (“chromophthaled red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), 8 parts of pigment derivative (D-2), 700 parts of ground salt and 180 parts of diethylene glycol And kneaded at 70 ° C. for 4 hours. The mixture was put into 4000 parts of warm water, heated to about 80 ° C., stirred with a high speed mixer for about 1 hour to form a slurry, filtered and washed with water to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. It dried and the refined pigment (R-2) was obtained. The average particle diameter of the obtained pigment was 30 nm.

[製造例3]
青色顔料(C.I.PigmentBlue15:6、東洋インキ製造社製「LIONOLBLUEES」)200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)100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所社製)に仕込み、70℃で12時間混練した。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時間撹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及びジエチレングリコールを除き、80℃で24時間乾燥し、198部のソルトミリング処理顔料(青色顔料B−1)を得た。
[Production Example 3]
200 parts of blue pigment (CIPigment Blue 15: 6, “LIONOLBLUEES” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.), 1600 parts of sodium chloride, and 100 parts of diethylene glycol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) are charged into a stainless steel 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho), 70 The mixture was kneaded for 12 hours. Next, this mixture is poured into about 5 liters of warm water, stirred in a high speed mixer for about 1 hour while being heated to about 70 ° C. to form a slurry, filtered, washed with water to remove sodium chloride and diethylene glycol. And dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain 198 parts of a salt milled pigment (blue pigment B-1).

[製造例4]
東京化成工業社製C.I.Basic Blue 7(CI−42595)5.14重量部を水500重量部に溶解し、攪拌しながら1−ナフタレンスルホン酸ナトリウム4.60重量部を加え、室温で1時間攪拌した。氷冷し、沈殿を濾取し、水で洗浄した。ケーキを風乾したのち、減圧乾燥して、下記構造式で表される染料DB−1.11重量部を得た。
[Production Example 4]
C. Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. I. 5.14 parts by weight of Basic Blue 7 (CI-42595) was dissolved in 500 parts by weight of water, and 4.60 parts by weight of sodium 1-naphthalenesulfonate was added with stirring, followed by stirring at room temperature for 1 hour. The mixture was cooled on ice, and the precipitate was collected by filtration and washed with water. The cake was air-dried and then dried under reduced pressure to obtain 1.11 parts by weight of a dye DB represented by the following structural formula.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

[アクリル樹脂溶液の製造]
[製造例5]
以下に、実施例及び比較例で用いたアクリル樹脂溶液の調製について説明する。樹脂の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
反応容器にシクロヘキサノン370部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメタクリル酸(MAA)20.0部、メチルメタクリレート(MMA)10.0部、ベンジルメタクリレート(BzMA)55.0部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)15.0部、および2,2’-アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を1時間かけて滴下し、重合反応を行った。
[Manufacture of acrylic resin solution]
[Production Example 5]
Below, preparation of the acrylic resin solution used by the Example and the comparative example is demonstrated. The molecular weight of the resin is a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (gel permeation chromatography).
Put 370 parts of cyclohexanone in a reaction vessel and heat to 80 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel. At the same temperature, 20.0 parts of methacrylic acid (MAA), 10.0 parts of methyl methacrylate (MMA), benzyl methacrylate ( (BzMA) 55.0 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) 15.0 parts, and 2,2′-azobisisobutyronitrile 4.0 parts were added dropwise over 1 hour to conduct a polymerization reaction. It was.

滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部に溶解させた溶液を加え、さらに80℃で1時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約40000であった。   After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours, and then a solution in which 1.0 part of azobisisobutyronitrile was dissolved in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 80 ° C. for 1 hour. Solution was obtained. The weight average molecular weight of the acrylic resin was about 40,000.

室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加して、アクリル樹脂溶液(P−1)を調製した。
アクリルモノマーを表4に記載のものを用いたこと以外は製造例5と同様にアクリル樹脂溶液P−2からP−4を得た。
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and cyclohexanone was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 20% by weight. Then, an acrylic resin solution (P-1) was prepared.
Acrylic resin solutions P-2 to P-4 were obtained in the same manner as in Production Example 5 except that the acrylic monomers listed in Table 4 were used.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

GMA(グリシジルメタクリレート、ブレンマーGH-LC 日油社製)
MOI−BP(昭和電工社製 メタクリル酸2-(0-[1‘メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル。
GMA (Glycidyl methacrylate, Blemmer GH-LC NOF Corporation)
MOI-BP (manufactured by Showa Denko methacrylic acid 2- (0- [1′methylpropylideneamino] carboxyamino) ethyl.

[顔料分散体の調整]
[製造例6]
表2に示す組成の混合物を均一に撹拌混合した後、直径0.1mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミルで2時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し顔料分散体を作製した。なお、顔料誘導体D−1からD−3の構造を表3に記載する。
[Preparation of pigment dispersion]
[Production Example 6]
The mixture having the composition shown in Table 2 was uniformly stirred and mixed, and then dispersed with an Eiger mill for 2 hours using zirconia beads having a diameter of 0.1 mm, and then filtered with a 5 μm filter to prepare a pigment dispersion. The structures of pigment derivatives D-1 to D-3 are shown in Table 3.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

分散剤 : アクリル系分散剤 (ビックケミー社製 「BYK−2001」)
有機溶剤 : シクロヘキサノン
Dispersant: Acrylic dispersant (BYK-2001 manufactured by Big Chemie)
Organic solvent: cyclohexanone

Figure 2011170011
Figure 2011170011

[熱硬化性化合物溶液の作成]
[製造例7]
熱硬化性化合物として、メラミン化合物(Mw30:三和ケミカル社製)、エポキシモノマー(EHPE‐3150:ダイセル化学工業株式会社製)、ブロックイソシアネートモノマー(KA−1000:三洋化成社製)をそれぞれ20質量%溶液になるようにシクロヘキサノンで稀釈した。それぞれの溶液をME−1、EP−1、BI−1とする。
[Preparation of thermosetting compound solution]
[Production Example 7]
As a thermosetting compound, 20 masses of melamine compounds (Mw30: manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), epoxy monomers (EHPE-3150: manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), and blocked isocyanate monomers (KA-1000: manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), respectively. Diluted with cyclohexanone to give a% solution. Respective solutions are designated as ME-1, EP-1, and BI-1.

[着色組成物の調製]
[製造例8]
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して着色組成物B−1を得た。
染料 DB−1: 0.9部
アクリル樹脂溶液(P−1): 20.0部
エポキシモノマー溶液(EP−1) 20.0質量部
トリメチロールプロパントリアクリレート 8.0質量部
(大阪有機化学工業(株)製ビスコート PET-S)
光重合開始剤(Int−1) 3.6質量部
(チバガイギー社製「イルガキュア−907)
光増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」) 0.4質量部
有機溶剤(シクロヘキサノン) 47.1質量部
[Preparation of coloring composition]
[Production Example 8]
A mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 5 μm filter to obtain a colored composition B-1.
Dye DB-1: 0.9 parts acrylic resin solution (P-1): 20.0 parts epoxy monomer solution (EP-1) 20.0 parts by mass trimethylolpropane triacrylate 8.0 parts by mass (Osaka Organic Chemical Industry) (Biscoat PET-S)
Photopolymerization initiator (Int-1) 3.6 parts by mass (“Irgacure-907” manufactured by Ciba Geigy)
Photosensitizer ("EAB-F" manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 0.4 parts by mass Organic solvent (cyclohexanone) 47.1 parts by mass

[実施例、比較例]
染料、顔料分散体、樹脂、熱硬化性化合物溶液、光重合開始剤について下記表4に記載のものを用いた以外は、実施例1と同様にして着色組成物を得た。なお、表4では、実施例1に係る着色組成物も併せて示した。
[Examples and comparative examples]
A colored composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dyes, pigment dispersions, resins, thermosetting compound solutions, and photopolymerization initiators described in Table 4 below were used. In Table 4, the coloring composition according to Example 1 is also shown.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

DY−1:C.I.Basic Yellow 87
光重合開始剤(Int−2):チバガイギー社製「Irg.OXE02」。
DY-1: C.I. I. Basic Yellow 87
Photopolymerization initiator (Int-2): “Irg. OXE02” manufactured by Ciba Geigy.

B−1及びB−2は染料として青色染料DB−1を含み、且つ熱硬化性化合物としてB−1はエポキシモノマーを、B−2はブロックイソシアネートモノマーを含む例である。B−3、B−4は着色材料として染料のDB−1と青色顔料を含み、熱硬化性化合物としてB−3はエポキシモノマーを、B−4はブロックイソシアネートモノマーを含む例である。B−5、B−6は着色材料として染料のDB−1と青色顔料を含み、熱硬化性化合物としてB−5はクリル樹脂中にエポキシ基を含有するバインダー樹脂を含み、B−6はブロックイソシアネート基を含有するバインダー樹脂を含む例である。B−7は着色材料として青色染料と青色顔料を含むが、熱硬化性化合物を含まない例である。B−8は青色染料と熱硬化性化合物を含むが、熱硬化性化合物の含有量が本発明の範囲よりも多い例であるり、B−9は青色染料と熱硬化性化合物を含むが、熱硬化性化合物の含有量が本発明の範囲よりも少ない例である。   B-1 and B-2 are examples in which blue dye DB-1 is contained as a dye, B-1 is an epoxy monomer, and B-2 is a blocked isocyanate monomer as a thermosetting compound. B-3 and B-4 are examples including DB-1 as a coloring material and a blue pigment as coloring materials, B-3 is an epoxy monomer, and B-4 is a blocked isocyanate monomer as a thermosetting compound. B-5 and B-6 contain DB-1 as a coloring material and a blue pigment as coloring materials, B-5 contains a binder resin containing an epoxy group in a cryl resin as a thermosetting compound, and B-6 is a block It is an example containing binder resin containing an isocyanate group. B-7 is an example which contains a blue dye and a blue pigment as coloring materials but does not contain a thermosetting compound. Although B-8 contains a blue dye and a thermosetting compound, the content of the thermosetting compound is more than the scope of the present invention, and B-9 contains a blue dye and a thermosetting compound. This is an example in which the content of the thermosetting compound is less than the range of the present invention.

R−1からR−3は着色材料として赤色顔料と黄色染料DY−1を含み、且つR−1は熱硬化性樹脂としてメラミン化合物を、R−2はブロックイソシアネート化合物を、R−3はブロックイソシアネート化合物とブロックイソシアネート基を持つバインダー樹脂を含む例であり、R−4は着色材料として赤色顔料と黄色染料DY−1を含むが、熱硬化性化合物を含まない例である。   R-1 to R-3 include a red pigment and a yellow dye DY-1 as coloring materials, R-1 is a melamine compound as a thermosetting resin, R-2 is a blocked isocyanate compound, and R-3 is a block. This is an example including an isocyanate compound and a binder resin having a blocked isocyanate group, and R-4 includes a red pigment and a yellow dye DY-1 as coloring materials, but does not include a thermosetting compound.

b)[各種評価の方法]
[評価基板の作成方法]
着色組成物B−1からB−7、R−1からR−4を硬化後の膜厚が2μmとなるように、スピンコート法によりガラス基板に塗布し、乾燥した後、130μmのストライプパターンのネガ像を有するフォトマスクを介して超高圧水銀ランプを用いて紫外線で露光した。その後、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。その後、クリーンオーブン中で、表5に示す温度T1で30分のポストベークを行い、各色の着色膜パターンを有するガラス基板を得た。
その後、透明導電膜としてITO(インジウム-スズ酸化物)をスパッタリング法で蒸着
して作製した。ITO膜厚は1400Åであった。その後にITO膜のアニールを表5に示す温度T2で1時間行い、ITO付着色膜パターン基板を得た。
b) [various evaluation methods]
[Method for creating evaluation board]
The coloring compositions B-1 to B-7 and R-1 to R-4 were applied to a glass substrate by spin coating so that the film thickness after curing was 2 μm, dried, and then a 130 μm stripe pattern was formed. It exposed with the ultraviolet-ray using the ultrahigh pressure mercury lamp through the photomask which has a negative image. Thereafter, spray development was performed using a sodium carbonate aqueous solution at 23 ° C., followed by washing with ion-exchanged water and air drying. Then, post-baking was performed for 30 minutes at a temperature T1 shown in Table 5 in a clean oven to obtain a glass substrate having a colored film pattern of each color.
Thereafter, ITO (indium-tin oxide) was deposited by sputtering as a transparent conductive film. The ITO film thickness was 1400 mm. Thereafter, the ITO film was annealed at a temperature T2 shown in Table 5 for 1 hour to obtain an ITO-attached color film pattern substrate.

表5には温度条件1として、ポストベーク温度T1が150℃以上220℃以下の場合を○、範囲外である場合を×として表示した。また、温度条件2としてアニール温度T2が(T1−20)≦T2≦(T1+20)を満たす場合を○、範囲外の場合を×として表示した。   In Table 5, as the temperature condition 1, the case where the post-baking temperature T1 is 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower is indicated as ◯, and the case where it is out of the range is indicated as ×. Further, as the temperature condition 2, the case where the annealing temperature T2 satisfies (T1-20) ≦ T2 ≦ (T1 + 20) is indicated as “◯”, and the case outside the range is indicated as “X”.

[色度及び透過率]
上述のITO付着色膜パターン基板ついて、アニールを実施する前後で、顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP-SP100」)を用いて、分光透過率を測定し、C光源での色度(Y,x,y)を計算した。なお、測定の際にリファレンスを着色膜パターンの間のガラス−ITO膜の部位で測定することで、上記色度のITOの分光透過率が反映されないようにし、着色膜パターンの色度を測定できるようにして行った。
[Chromaticity and transmittance]
Before and after annealing the above-mentioned ITO adhesion color film pattern substrate, the spectral transmittance was measured using a microspectrophotometer (“OSP-SP100” manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.), and the chromaticity ( Y, x, y) were calculated. In addition, by measuring the reference at the portion of the glass-ITO film between the colored film patterns at the time of measurement, the chromaticity of the colored film pattern can be measured so that the spectral transmittance of ITO of the above chromaticity is not reflected. It was done like that.

[耐熱性評価]
上記アニール前後での色度(Y,x,y)を用いて色差ΔEab(C)を計算した。色差が5.0未満であれば○、5.0以上8.0未満であれば△、8.0以上であれば×とした。
結果を下記表5に示す。
[Heat resistance evaluation]
The color difference ΔEab (C) was calculated using the chromaticity (Y, x, y) before and after the annealing. If the color difference was less than 5.0, it was evaluated as ◯, if it was 5.0 or more and less than 8.0, Δ, and if it was 8.0 or more, ×.
The results are shown in Table 5 below.

[外観評価]
光学顕微鏡で接眼レンズ10倍、対物レンズ20倍の倍率200倍で上述のアニール後のITO付着色膜パターン基板を観察した。着色膜パターンにシワやクラックなどが発生した場合を×、異常がない場合を○として評価した。結果を表5に示す。
[Appearance evaluation]
The annealed ITO adhered color film pattern substrate was observed with an optical microscope at a magnification of 200 times that of an eyepiece 10 times and an objective lens 20 times. The case where wrinkles or cracks occurred in the colored film pattern was evaluated as x, and the case where there was no abnormality was evaluated as ◯. The results are shown in Table 5.

Figure 2011170011
Figure 2011170011

実施例1と実施例2は着色材料として青色染料DB−1のみを含み、且つ熱硬化性化合物を含む着色組成物を使用し、温度条件1、温度条件2のいずれも満たす例である。いずれも外観は変化無く良好であり、色差も8未満で許容される範囲である。色差が5を超えてしまったのは着色材料が染料のみであったためだと考えられる。実施例3から実施例6は着色材料として青色染料と青色顔料を含み、熱硬化性化合物を含む着色組成物を使用した例であり、且つ温度条件1及び温度条件2のいずれも満たす例である。いずれの例も色差、外観評価いずれも○で良好な結果であった。実施例7から実施例10は着色材料として赤色顔料と黄色染料を含み、且つ熱硬化性化合物を含む例であり、温度条件1、温度条件2いずれも満たす例である。いずれも外観評価は良好である。色差は実施例8だけ△であった。アニール温度が220℃と高かったためだが、実用上問題ない範囲である。   Examples 1 and 2 are examples in which a coloring composition containing only the blue dye DB-1 as a coloring material and containing a thermosetting compound is used, and both the temperature condition 1 and the temperature condition 2 are satisfied. In any case, the appearance is good with no change, and the color difference is an allowable range of less than 8. It is thought that the color difference exceeded 5 because the coloring material was only a dye. Examples 3 to 6 are examples in which a coloring composition containing a blue dye and a blue pigment as a coloring material and containing a thermosetting compound is used, and both the temperature condition 1 and the temperature condition 2 are satisfied. . In all examples, the color difference and the appearance evaluation were both good and good results. Examples 7 to 10 are examples in which a red pigment and a yellow dye are included as coloring materials and a thermosetting compound is included, and both the temperature condition 1 and the temperature condition 2 are satisfied. In any case, the appearance evaluation is good. The color difference was Δ only in Example 8. Although the annealing temperature is as high as 220 ° C., it is in a range where there is no practical problem.

比較例1から比較例3は熱硬化性化合物を含む青色着色組成物を使用しているが、比較例1から比較例2は温度条件2を満たしていない。結果、アニール前後での熱収縮に伴う応力の影響でシワが発生した。比較例4は、温度条件2は満たしているが、温度条件1を満たしていない。結果、ポストベーク温度が高すぎたため、熱による染料の退色によって色差が×となった。比較例7は熱硬化性樹脂の含有量が本発明の範囲よりも多いため熱硬化性化合物の黄変の影響で色差が大きくなった。一方、熱硬化性樹脂が少ない比較例8ではその効果がなく、外観評価でシワがみられた。比較例9は熱硬化性化合物を含む赤色着色組成物を用いているが、温度条件2を満たしていないため、シワの発生があった。比較例10では温度条件1も満たしていないため色差も×となった。比較例11及び比較例12は温度条件1、温度条件2のいずれも満たしているが熱硬化性化合物を含まない例であり、シワの発生があった。   Comparative Examples 1 to 3 use a blue colored composition containing a thermosetting compound, but Comparative Examples 1 to 2 do not satisfy the temperature condition 2. As a result, wrinkles were generated due to the stress caused by thermal shrinkage before and after annealing. In Comparative Example 4, the temperature condition 2 is satisfied, but the temperature condition 1 is not satisfied. As a result, since the post-baking temperature was too high, the color difference became x due to the fading of the dye by heat. In Comparative Example 7, since the content of the thermosetting resin was larger than the range of the present invention, the color difference was increased due to the yellowing of the thermosetting compound. On the other hand, Comparative Example 8 with less thermosetting resin had no effect and wrinkles were observed in appearance evaluation. Although the comparative example 9 uses the red coloring composition containing a thermosetting compound, since the temperature condition 2 was not satisfy | filled, generation | occurrence | production of wrinkles occurred. In Comparative Example 10, since the temperature condition 1 was not satisfied, the color difference was x. Comparative Example 11 and Comparative Example 12 are examples in which both the temperature condition 1 and the temperature condition 2 are satisfied but do not contain a thermosetting compound, and wrinkles were generated.

1,5,6,21…透明基板、
2…ブラックマトリクス、
3…着色画素、3B…青色画素、3R…赤色画素、3G…緑色画素
1, 5, 6, 21 ... transparent substrate,
2 ... Black matrix,
3 ... Colored pixels, 3B ... Blue pixels, 3R ... Red pixels, 3G ... Green pixels

Claims (3)

透明基板上に着色画素と、該着色画素上に透明導電膜を有する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
少なくとも1色の着色画素が、少なくとも1種の染料と少なくとも1種の熱硬化性化合物を含む着色組成物から組成され、
該熱硬化性化合物が着色組成物中の固形分として5質量%から50質量%の範囲で含まれる、ことを特徴とする着色組成物を使用し、
且つ、該着色画素を形成する際のベーク工程の焼成温度T1が150℃以上220℃以下であり、且つ透明導電膜の焼成温度T2が(T1−20)≦T2≦(T1+20)の範囲で焼成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
A method for producing a color filter for a liquid crystal display device having a colored pixel on a transparent substrate and a transparent conductive film on the colored pixel,
At least one colored pixel is composed of a colored composition comprising at least one dye and at least one thermosetting compound;
Using the coloring composition characterized in that the thermosetting compound is contained in the range of 5% by mass to 50% by mass as a solid content in the coloring composition,
The baking temperature T1 in the baking step when forming the colored pixels is 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, and the baking temperature T2 of the transparent conductive film is baking in the range of (T1-20) ≦ T2 ≦ (T1 + 20). A method for producing a color filter for a liquid crystal display device.
前記熱硬化性化合物がメラミン化合物、エポキシモノマー、イソシアネートモノマー、又は該イソシアネートモノマーのイソシアネート基が保護基でブロックされたブロックイソシアネートモノマーであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。   The color for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thermosetting compound is a melamine compound, an epoxy monomer, an isocyanate monomer, or a blocked isocyanate monomer in which an isocyanate group of the isocyanate monomer is blocked with a protective group. A method for manufacturing a filter. 前記熱硬化性化合物が、官能基としてエポキシ基、イソシアネート基又は該イソシアネート基が保護基でブロックされたブロックイソシアネート基を有するバインダー樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thermosetting compound is a binder resin having an epoxy group, an isocyanate group or a blocked isocyanate group in which the isocyanate group is blocked with a protective group as a functional group. A method for producing a color filter.
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