JP4538220B2 - カラーフィルタ用赤色着色組成物およびカラーフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、カラー液晶表示装置や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタ用赤色着色組成物、およびこの赤色着色組成物を用いて形成されるカラーフィルタに関する。

カラーフィルタは、ガラス等の透明な基板の表面に２種以上の異なる色相の微細な帯（ストライプ）状のフィルタセグメントを平行または交差して配置したもの、あるいは微細なフィルタセグメントを縦横一定の配列で配置したものからなっている。フィルタセグメントは、数ミクロン〜数１００ミクロンと微細であり、しかも色相毎に所定の配列で整然と配置されている。

カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタの上には、一般に液晶を駆動させるための透明電極が蒸着あるいはスパッタリングにより形成され、さらにその上に液晶を一定方向に配向させるための配向膜が形成されている。これらの透明電極および配向膜の性能を充分に得るには、その形成工程を一般に２００℃以上、好ましくは２３０℃以上の高温で行う必要がある。
このため、現在、カラーフィルタの製造方法としては、耐光性、耐熱性に優れる顔料を着色剤とする顔料分散法が主流となっている。

一般的なカラーフィルタでは、透明基板上に光の３原色である青、緑、赤のフィルタセグメントが配置されているが、単一の顔料だけでそれぞれ目的のカラーフィルタとしての分光スペクトルを得るのが困難な場合には、顔料を２種以上用いて分光スペクトルを調整することが多い。（例えば、特許文献１〜２参照。）
また、このような光の３原色のフィルタセグメントが配置されているカラーフィルタにおいて、近年では、透過度、すなわち明度や色純度といった色特性の向上についての要求が高まっている。色特性については、各単色だけでなく、３色を点灯させて得られるホワイトについても各用途に応じた要求があり、色度や色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）によっ
て管理されている。色特性の管理は、ＸＹＺ（Ｙｘｙ）表色系（ＣＩＥ標準色系）で、色度図を使って色をＹｘｙの３つの値で表して行われており、Ｙが明度に対応し、ｘｙが色度に対応する。
特開平１１−１４８２４号公報 特開平１１−１４８２５号公報

ホワイトの色特性は、各色での色度と明度により規定されることから、従来は、ホワイトの色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）を調整するために３色の色度を変更する必要があった
。その結果、ホワイトを目標の色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）とするために、各色の色度
の目標が達成できなくなっていた。
そこで、本発明は、赤の明度を調整することにより、３色の色度を変更することなくホワイトを目標の色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）に調整することが可能なカラーフィルタ用
赤色着色組成物、および該組成物を用いて形成されるカラーフィルタを提供することを目的とする。

本発明におけるカラーフィルタ用赤色着色組成物は、赤色色素と、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４の群からなるいずれかの青色顔料と、必要に応じて黄色色素を特定の比率で含むことにより赤色フィルタセグメントの明度を調整し、３色の色度を変更することなくホワイトを目標の色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）に調整することが可能となったものである。
すなわち、本発明におけるカラーフィルタ用赤色着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された赤色色素および青色色素を含み、該青色色素がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４の群からなるいずれかの青色顔料であって、かつ該青色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．００５〜１０重量％であることを特徴とする。

また、本発明におけるカラーフィルタは、少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの緑色フィルタセグメントおよび少なくとも１つの青色フィルタセグメントを具備し、該少なくとも１つの赤色フィルタセグメントが上記の赤色着色組成物から形成されることを特徴とする。

本発明の赤色着色組成物を用いて形成される赤色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタは、カラー液晶表示装置のホワイトバランスについても良好な値を付与することができ、透過型・反射型のカラー液晶表示装置ならびに固体撮像素子の色分解用カラーフィルタとして好適である。

まず、本発明のカラーフィルタ用赤色着色組成物について説明する。
本発明の着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された赤色色素および青色色素を含有する。カラーフィルタ用赤色着色組成物は、所望の分光スペクトルを達成するために、さらに黄色色素を含有することができる。
色素担体は、形成される赤色フィルタセグメントにおいて、樹脂質バインダーを提供する。

赤色色素としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６８、１６９、１７７、１７８、１８０、１８１、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等の赤色顔料、橙色顔料を用いることができる。特に、色相と明度のバランスの点からＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４８：１、８１：２、８１：３、１２２、１７７、１７９、２０２、２０７、２０９、２２４、２５４、２５５、２６４からなる群から選ばれる少なくとも１種の赤色顔料を用いることが好ましい。

青色色素としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができる。
カラーフィルタ用赤色着色組成物が赤色色素および青色色素を含む場合、青色色素の含有量は、色素の全量を基準として０．００５重量％〜１０重量％であり、０．００５重量％〜７重量％であることが好ましい。青色色素の含有量が１０重量％を越える場合には、明度が小さくなりすぎるとともにｘ値が小さくなるため、目的の赤の色相に合わせにくくなる。０．００５重量％未満の場合には、明度の変化が小さすぎて目的の明度に達しない。

また、カラーフィルタ用赤色着色組成物が、さらに黄色色素を含む場合には、各色素の含有量は、色素の全量を基準として赤色色素３６重量％〜９９．９８５重量％、黄色色素０．０１重量％〜５４重量％、青色色素０．００５重量％〜１０重量％であることが好ましく、赤色色素３９重量％〜９９．９８５重量％、黄色色素０．０１重量％〜５４重量％、青色色素０．００５重量％〜７重量％であることがより好ましい。黄色色素の含有量が５４重量％を越える場合には、ｙ値が大きくなりすぎて目的の緑の色相に合わせにくくなり、０．０１重量％未満の場合には、色相の変化が小さすぎて目的の赤の色相に合わせにくくなる。

黄色色素としては、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、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等の黄色顔料を用いることができる。特に、色相と明度のバランスの点からＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３、１３８、１３９、１５０、１８５からなる群から選ばれる少なくとも１種の黄色顔料を用いることが好ましい。

色素を分散させる色素担体は、上述したように、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、これらを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
カラーフィルタ用赤色着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化するときには、光重合開始剤等が添加される。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン（HDPE、LDPE）、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

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、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。

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、ポリ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等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、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、アクリロニトリル等が挙げられ、これらを単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−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ｃ等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。

上記光重合開始剤は、単独であるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。

カラーフィルタ用赤色着色組成物は、赤色色素と、青色色素と、必要に応じて黄色色素とを、さらに必要に応じて上記光重合開始剤と共に、色素担体中に三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。また、カラーフィルタ用赤色着色組成物は、各色素を別々に色素担体中に微細に分散したものを混合して製造することもできる。色素を色素担体中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤、色素誘導体等の分散助剤を含有させることができる。分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて顔料を色素担体中に分散してなる赤色着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。

樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、色素担体と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の色素担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などの油性分散剤、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

界面活性剤としては、ラウリル硫酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物であり、本発明に用いられる色素誘導体は色相の関係から赤色または黄色であることが好ましいが、添加量が少なければ青色のものを用いても良い。有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。

さらに、カラーフィルタ用赤色着色組成物には、色素を充分に色素担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布して赤色フィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

また、カラーフィルタ用赤色着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。

カラーフィルタ用赤色着色組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ、水無しオフセット印刷インキ、シルクスクリーン印刷用インキ、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材の形態で調製することができる。着色レジスト材は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。

赤色色素と、青色色素と、必要に応じて用いられる黄色色素とは、赤色フィルタセグメントをフォトリソグラフ法により形成する場合には、合計して赤色着色組成物中に１．５〜７重量％の割合で含有されることが好ましい。また、赤色フィルタセグメントを印刷法により形成する場合には、合計して赤色着色組成物中に１．５〜４０重量％の割合で含有されることが好ましい。いずれにせよ、色素は、最終赤色フィルタセグメント中に好ましくは１０〜４０重量％の割合で含有され、その残部は、色素担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。

カラーフィルタ用赤色着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子、好ましくは１μｍ以上の粗大粒子さらに好ましくは、０．５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。

次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの緑色フィルタセグメントおよび少なくとも１つの青色フィルタセグメントを具備し、ここで、赤色フィルタセグメントは本発明の赤色着色組成物を用いて形成される。緑色フィルタセグメントは、通常の緑色の着色組成物を用い、青色フィルタセグメントは、通常の青色の着色組成物を用いてそれぞれ形成することができる。
緑色の着色組成物は、赤色色素等の代わりに、例えば先に例示した緑色顔料および必要に応じて調色用として、先に例示した黄色顔料を用いて得られる組成物である。

また、青色の着色組成物は、赤色色素等の代わりに、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料、および必要に応じて調色用として、紫色色素を用いて得られる組成物である。
紫色色素としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を用いることができる。

緑色フィルタセグメントの形成には、紫色、赤色または黒色色素を特定量添加することにより明度を調整した緑色着色組成物を用いることができる。本発明の赤色組成物を用いて形成した赤色フィルタセグメントと、明度を調整した緑色着色組成物とを組み合わせて用いることにより、色差（Δｕｖ）を変化させることなく、ホワイトの色温度（Ｋ）だけ
をコントロールすることができる。
青色フィルタセグメントの形成には、黄色、橙色、緑色または黒色色素、あるいは赤色色素を特定量添加することにより明度を調整した青色着色組成物を用いることができる。本発明の赤色組成物を用いて形成した赤色フィルタセグメントと、明度を調整した青色着色組成物とを組み合わせて用いることにより、ホワイトの色温度（Ｋ）を変化させることなく、色差（Δｕｖ）だけをコントロールすることができる。

明度を調整した緑色着色組成物としては、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された緑色色素および紫色色素を含み、該紫色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．００５〜１０重量％である組成物、あるいは透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された緑色色素および赤色色素を含み、該赤色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜２０重量％である組成物、あるいは透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された緑色色素および黒色色素を含み、該黒色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜１０重量％である組成物を用いることができる。明度を調整した緑色着色組成物は、さらに黄色色素を含有しても良く、その含有量は、緑色着色組成物中に含まれる色素の全量を基準として０．０１〜５４重量％であることが好ましい。
緑色着色組成物中に含まれる明度調整用の色素としては、先に例示した紫色、赤色または黒色顔料を用いることができる。

明度を調整した青色着色組成物としては、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黄色、橙色、緑色または黒色色素を含み、該黄色、橙色、緑色または黒色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜１０重量％である組成物、あるいは透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および赤色色素を含み、該赤色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜３０重量％である組成物を用いることができる。明度を調整した青色着色組成物は、さらに紫色色素を含有しても良く、その含有量は、青色着色組成物中に含まれる色素の全量を基準として０．０１〜１５重量％であることが好ましい。
青色着色組成物中に含まれる明度調整用の色素としては、先に例示した黄色、橙色、緑色または黒色顔料、あるいは赤色顔料を用いることができる。

本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、本発明の着色組成物を用いて透明基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造することができる。
透明基板としては、ガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、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。

印刷法による各色フィルタセグメントの形成は、上記各種の印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。

フォトリソグラフィー法により各色フィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。

現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。

本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができるが、本発明の着色組成物は、いずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、透明基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の透明基板に転写させる方法である。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。
まず、実施例および比較例に用いたアクリル樹脂溶液、リン酸基を有する樹脂の調整について説明する。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。

（アクリル樹脂溶液の調製）
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、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸 ２０．０部
メチルメタクリレート １０．０部
ｎ−ブチルメタクリレート ５５．０部
２−ヒドロキシエチルメタクリレート １５．０部
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル ４．０部
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部に溶解させたものを添加し、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。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。

［実施例１］
下記組成の混合物を均一に分散撹拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過してアルカリ現像型赤色着色組成物を作製した。
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ ４．４７部
(チバガイギー社製「イルガフォーレッド Ｂ−ＣＦ」)
青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６ ０．０３部
（東洋インキ製造社製「リオノールブルー ＥＳ」）
分散剤（ゼネカ社製「ソルスパーズ２００００」） １．００部
アクリル樹脂溶液 ２４．００部
トリメチロールプロパントリアクリレート ５．４０部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」） ０．３０部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」） ０．２０部
シクロヘキサノン ６４．６０部

［実施例２および比較例１、２］
顔料およびその配合量を表１に示すよう変更した以外は、実施例１と同様にしてアルカリ現像型着色組成物を得た。

実施例１、２および比較例１〜２で得られた赤色着色組成物と、顔料およびその配合量を表１に示すよう変更した以外は実施例１と同様にして作製した緑色着色組成物１または２および青色着色組成物１または２とを、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、７０℃で２０分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量１５０ｍＪでストライプ状のパターン紫外線露光をした後、アルカリ現像液にて９０秒間現像して、ストライプ形状の各色フィルタセグメントを形成した。なお、アルカリ現像液は、炭酸ナトリウム１．５重量％ 炭酸水素ナトリウム０．５重量％ 陰イオン系界面活性剤（花王社製「ペリレックスＮＢＬ」）８．０重量％および水９０重量％からなる。塗布基板を２３０℃で１時間加熱、放冷後、得られた塗膜のＣ光源での色度（Ｙ，ｘ，ｙ）を顕微分光光度計（オリンパス光学社製「ＯＳＰ−ＳＰ１００」）を用いて測定した。各色のフィルタについての色度の測定結果を表２に、３色のフィルタを組み合わせたときのホワイトについての色度の測定結果を表３に示す。

表２、表３に示すように、ホワイトの色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）の値を上げたい場合、本発明（実施例１、２）の赤色着色組成物を用いることにより、青色塗膜および緑色塗膜の明度を調整することなく、目的とするホワイトの色度および色温度（Ｋ）、色差（Δｕｖ）を達成することができる。
実施例１で得られた赤色着色組成物を用いて赤色塗膜を形成し、さらに青色塗膜の明度を調整することで、ホワイトの色温度（Ｋ）を全くに変化させることなく、色差（Δｕｖ）だけを調整することができた。
また実施例１で得られた赤色着色組成物を用いて赤色塗膜を形成し、さらに緑色塗膜の明度を調整することで、ホワイトの色差（Δｕｖ）を全くに変化させることなく、色温度（Ｋ）だけを調整することができた。
また、比較例２で得られた赤色着色組成物を用いて赤色フィルタセグメントを形成した場合には、希望する色度が得られなかった。
また、本発明の赤色着色組成物を用いて形成された赤色塗膜の外観は良好であった。

Claims (14)

1. 透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された赤色色素および青色色素を含み、該青色色素がＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４の群からなるいずれかの青色顔料であって、かつ該青色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．００５〜１０重量％であることを特徴とするカラーフィルタ用赤色着色組成物。
2. さらに、黄色色素を含有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用赤色着色組成物。
3. 黄色色素が、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３、１３８、１３９、１５０、１８５からなる群から選ばれる少なくとも１種の黄色顔料であることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ用赤色着色組成物。
4. 赤色色素が、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ４８：１、８１：２、８１：３、１２２、１７７、１７９、２０２、２０７、２０９、２２４、２５４、２５５、２６４からなる群から選ばれる少なくとも１種の赤色顔料であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載のカラーフィルタ用赤色着色組成物。
5. 少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの緑色フィルタセグメントおよび少なくとも１つの青色フィルタセグメントを具備し、該少なくとも１つの赤色フィルタセグメントが請求項１ないし４いずれか１項に記載の赤色着色組成物から形成されることを特徴とするカラーフィルタ。
6. 少なくとも１つの青色フィルタセグメントが、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および黄色、橙色、緑色または黒色色素を含み、該黄色、橙色、緑色または黒色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜１０重量％である青色着色組成物から形成されることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ。
7. 少なくとも１つの青色フィルタセグメントが、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された青色色素および赤色色素を含み、該赤色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜３０重量％である青色着色組成物から形成されることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ。
8. 青色着色組成物が、さらに紫色色素を含有することを特徴とする請求項６または７記載のカラーフィルタ。
9. 青色着色組成物中に含まれる紫色色素の含有量が、青色着色組成物中に含まれる色素の全量を基準として０．０１〜１５重量％であることを特徴とする請求項８記載のカラーフィルタ。
10. 少なくとも１つの緑色フィルタセグメントが、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された緑色色素および紫色色素を含み、該紫色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．００５〜１０重量％である緑色着色組成物から形成されることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ。
11. 少なくとも１つの緑色フィルタセグメントが、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された緑色色素および赤色色素を含み、該赤色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜２０重量％である緑色着色組成物から形成されることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ。
12. 少なくとも１つの緑色フィルタセグメントが、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、該色素担体に分散された緑色色素および黒色色素を含み、該黒色色素の含有量が、色素の全量を基準として０．０１〜１０重量％である緑色着色組成物から形成されることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ。
13. 緑色着色組成物が、さらに黄色色素を含有することを特徴とする請求項１０ないし１２いずれか１項に記載のカラーフィルタ。
14. 緑色着色組成物中に含まれる黄色色素の含有量が、緑色着色組成物中に含まれる色素の全量を基準として０．０１〜５４重量％であることを特徴とする請求項１３記載のカラーフィルタ。