JP5187159B2 - カラーフィルタ - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルタに関するものであり、特に、カラーフィルタの着色画素の電気的な性質が液晶の配向に悪影響を与える事がなく、透明樹脂による保護層(オーバーコート層)を設けなくても十分な表示性能を確保できるカラーフィルタに関する。
カラー液晶表示装置はコンピュータ端末表示装置、テレビ画像表示装置を中心に急速に普及が進んでいる。カラーフィルタは液晶表示装置のカラー表示化には必要不可欠な重要な部品である。近年、この液晶表示装置は高画質化の要求が高く、高視野角、高速応答性を備える様々な新しい方式の液晶表示装置が出現してきている。この中でも、カラーフィルタの着色画素上に設けた透明電極(インジウム−錫−酸化物:以下ITOという)にスリット、或いはホールを形成し、電気力線を利用することで液晶の配向を制御する方式(例えば、特許文献1、特許文献4参照)は、従来のVartical Alignment方式(VA方式)よりも視野角、輝度、コントラスト比、応答速度などの表示品位に優れるため、広く普及が期待されている方式である。
ところが、この方式では、表示品位において優れた特性を持っている反面、カラーフィルタの着色画素の電気的特性の影響を直接受けてしまうという問題点がある。
実際、従来のカラーフィルタを使用した場合、この方式の液晶表示装置ではカラーフィルタの電気的特性に起因する液晶の配向乱れなどの表示不良が起こることが分かっており、特に緑色画素部での配向乱れが顕著である。このカラーフィルタの電気的特性は主として顔料の性質によるものであり、根本的に回避することは難しいため、従来のカラーフィルタをこの方式の液晶表示装置に用いる場合は、着色層上に透明樹脂による保護層(オーバーコート層)を設け、カラーフィルタの電気的特性の影響を受けないようにする方式が取られている。
一方で、既存のVA方式液晶表示施装置やIPS(平行電界)型液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、オーバーコート層を省略するために、カラーフィルタの着色画素層の絶縁性を高める試み(例えば、特許文献2、3参照)もなされているが、前記方式の液晶表示装置用カラーフィルタでは、絶縁性についての要求は、既存の液晶表示装置の要求程度では不十分である。
しかしながら、近年の液晶表示装置の低価格化は著しく、その部材であるカラーフィルタも低価格化の必要に迫られている。前述したように透明樹脂によるオーバーコート層を設けることで従来のカラーフィルタでも前記方式の液晶表示装置に用いることは可能であるが、材料費、工程増により価格が上積みされることから、オーバーコート層を設けることなく前記方式の液晶表示装置に用いることのできるカラーフィルタが望まれてきている。
特開2002−006132号公報 特開2003−139936号公報 特開2002−122858号公報 特開2000−267079号公報
本発明は、カラーフィルタ上にオーバーコート層を設けなくても、透明電極にスリット、或いはホールを形成し、液晶の配向を制御する方式の液晶表示装置における特異な電気的特性に起因する液晶の配向乱れのない、すなわち、表示性能に悪影響を与えないカラーフィルタを提供することのできる緑色感光性着色組成物を用いたカラーフィルタを課題とする。
本発明は、画素上にスリット或いはホールを有する透明電極を設け、電気力線を利用して液晶の配向を制御する液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、透明基板上に、少なくともブラックマトリクスと、複数色の着色画素と、前記着色画素上にスリット或いはホールが設けられた透明電極とを備え、該複数色の着色画素の内、緑色画素の形成に緑色感光性着色組成物を用い、
前記緑色感光性着色組成物は、少なくとも、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)光重合開始剤、(d)着色材、(e)溶剤を含有し、前記(a)透明樹脂が、共重合成分として、下記化学式(1)で示されるエチレン性不飽和単量体を含み、前記(d)着色材は緑色顔料及び黄色顔料であり、前記緑色感光性着色組成物の全固形分中の緑色顔料の濃度が20〜30重量%であり、前記緑色顔料が、1分子中に臭素原子を平均15個以上含有する、塩素化臭素化銅フタロシアニンであり、且つカラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が、1.0×1014Ω・cmより大きいことを特徴とするカラーフィルタである。
Figure 0005187159
本発明にあっては、液晶の配向に影響を与えやすい緑色感光性着色組成物において、緑色顔料の濃度を最適な範囲に設定し、さらにカラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率を1.0×1014Ω・cmより大きくすることで、透明電極にスリット、或いはホールを形成し、液晶の配向を制御する方式の液晶表示装置に用いた際に、特異な電気的特性に起因する液晶の配向乱れのない、すなわち、表示性能に悪影響を与えないカラーフィルタとなる。
以下に、まず本発明を要約し、次いで材料面の詳細、感光性着色組成物の一般的製法、カラーフィルタの製造方法、実施例の順に詳述する。
本発明に係る緑色感光性着色組成物は、その必須成分として、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)光重合開始剤、(d)着色材、(e)溶剤を含有するものである。また、分散剤、光増感剤、連鎖移動剤な
どの添加剤を含有するものであっても良い。
そして、緑色感光性着色組成物中の(d)着色材は緑色顔料及び黄色顔料であり、前記緑色感光性着色組成物の全固形分中の緑色顔料の濃度が20〜30重量%で、且つカラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が、1.0×1014Ω・cmより大きいということである。
緑色顔料の濃度が20重量%より低い場合には、カラーフィルタとしての膜厚が厚くなることから、塗布ムラや、膜厚の均一性に劣り、30重量%より高い場合には、電気特性の改善効果が十分でない。
また、緑色顔料の濃度が20〜30重量%の範囲であっても、カラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が、1.0×1014Ω・cm以下の場合、液晶の配光不良に対する効果が十分でない。
次に、本発明に係る緑色感光性着色組成物を構成する各成分について説明する。
((b)多官能モノマー)
多官能モノマーとしての光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性着色組成物を用いて作製した着色感光層を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーである。
このような光重合性モノマーとしては、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる。
水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールカプロカラクトン変性ペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルプロピルメタクリレート、エポキシ基含有化合物とカルボキシ(メタ)アクリレートの反応物、水酸基含有ポリオールポリアクリレート等が挙げられる。
また、多官能イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ポリイソシアネート等が挙げられる。
なお、本発明の緑色感光性着色組成物の経時安定性及び現像性と、形成された着色感光層のタック性を考慮すると、光重合性モノマーの含有量は、緑色感光性着色組成物の総量100重量%に対して20重量%以下であることが好ましい。
また、露光感度、パターンの解像性及び耐溶剤性の観点から、1重量%以上であることが好ましい。
((a)透明樹脂)
緑色感光性着色組成物に用いる透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または2種以上混合して用いるこ
とができる。
非感光性透明樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有しない樹脂であり、熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン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、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリ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、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。但し、これらの樹脂はアルカリ可溶性を示さない。
現在、現像液としては、環境に対する影響の少ないアルカリ現像液が多く使用されている。このため、樹脂バインダーとしてアルカリ可溶型の樹脂を使用することが望ましい。アルカリ可溶型の非感光性透明樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解する性質を持つ、エチレン性不飽和二重結合を有しない透明樹脂であり、例えば、カルボキシル基、スルホン基などの酸性官能基を有する重量平均分子量1000〜500000、好ましくは5000〜10000の非感光性透明樹脂が挙げられる。酸性官能基の中では、カルボキシル基が好ましい。カラーフィルタ用着色組成物の分散安定化と現像性能向上を図るためには、非感光性透明樹脂の酸価が感光性透明樹脂の酸価より高いことが好ましく、このバランスにおいて、カラーフィルタ用着色組成物からなる透明着色塗膜のパターニング性が良好となり、安定した形状の透明着色画素が得られる。
このようなアルカリ可溶型の非感光性樹脂として具体的には、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−(無水)マレイン酸共重体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、イソブチレン−(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。なかでも、酸性官能基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/(無水)マレイン酸共重合体およびスチレンスチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂が好適に用いられる。これらの中でも特に、酸性官能基を有するアクリル樹脂は耐熱性、透明性が高いことから、好適に用いられる。また、重量平均分子量が1000〜50万、好ましくは5000〜10万の樹脂が好ましく使用できる。
感光性透明樹脂としては、反応性官能基を有する線状高分子に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。また、反応性官能基を有する(メタ)アクリル化合物、ケイヒ酸等に、この反応性官能基と反応可能な置換基を有する線状高分子を反応させて、エチレン不飽和二重結合を該線状高分子に導入した樹脂が挙げられる。前記反応性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等が例示でき、この反応性官能基と反応可能な置換基としては、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等が例示できる。
また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも、感光性樹脂として使用できる。
光硬化の生じやすさを示す、感光性透明樹脂中に水酸基などを介して導入されるエチレン性不飽和二重結合の量は、得られる感光性透明樹脂の「二重結合当量」により示される。
本発明における感光性透明樹脂の二重結合当量は200〜1200であることが好ましく、300〜900であることがより好ましい。感光性透明樹脂の二重結合当量が200未満の場合は、エチレン性不飽和二重結合を導入させる反応性の置換基を有するエチレン性不飽和単量体の比率が高くなり、諸特性を維持するのに十分な量の他のエチレン性不飽和単量体を共重合させることができない。1200を越える場合は、エチレン性不飽和二重結合の数が少ないため十分な感度を得ることができない。また、感光性透明樹脂の重量平均分子量(Mw)は、赤色着色材の分散性が良好な点から、好ましくは2000〜200000、より好ましくは5000〜50000である。
(透明樹脂中の他の構成成分)
着色材として顔料を用いる場合は、透明樹脂中に重合成分として下記化学式(1)で示されるエチレン性不飽和単量体(A)を含めることが、顔料の分散安定性向上という面から好ましい。
Figure 0005187159
上記式(1)において、R2のアルキレン基の炭素数は、2〜3であることが好ましい。また、R3のアルキル基の炭素数は1〜20であるが、より好ましくは1〜10であり、R3のアルキル基はベンゼン環を含んでもよい。R3のアルキル基の炭素数が1〜10のときはアルキル基が障害となり樹脂同士の接近を抑制し、顔料への吸着/配向を促進するが、炭素数が10を超えると、アルキル基の立体障害効果が高くなり、ベンゼン環の顔料への吸着/配向までをも妨げる傾向を示す。この傾向は、R3のアルキル基の炭素鎖長が長くなるに従い顕著となり、炭素数が20を超えると、ベンゼン環の吸着/配向が極端に低下する。R3で表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、2−フェニル(イソ)プロピル基等を挙げることができる。
エチレン性不飽和単量体(A)としては、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEOまたはプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。これら化合物のうち、パラクミルフェノールのEOまたはPO変性(メタ)アクリレートは、上記ベンゼン環のπ電子の効果ばかりでなく、その立体的な効果も加わり、顔料などの着色材に対してより良好な吸着/配向面を形成することができるので、より分散効果が高い。
エチレン性不飽和単量体(A)を、感光性透明樹脂または非感光性透明樹脂として使用するには、他のエチレン性不飽和単量体(B)と共重合させてポリマー化する必要がある。
エチレン性不飽和単量体(A)と共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体(B)としては、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ)ブチル(メタ)アクリレート、(イソ)ペンチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらを1種または2種以上用いることができる。
上記式(1)で示されるエチレン性不飽和単量体(A)と他のエチレン性不飽和単量体(B)とを共重合してなる感光性または非感光性透明樹脂中の単量体(A)の共重合比率
は、(A)および(B)を合わせた単量体の全量を基準として0.1〜50重量%が好ましく、より好ましくは10〜35重量%である。単量体(A)の共重合比率が0.1重量%より少ないと、顔料の分散効果が低下する。また、50重量%より多いと疎水性が大きくなり、着色組成物の現像性が低下したり、残渣の原因になったりすることがある。
((d)着色材)
本発明の緑色感光性着色組成物に使用できる有機顔料の具体例をカラーインデックス番号で示す。
緑色画素を形成するための緑色感光性着色組成物には、例えばC.I.Pigment Green 7、10、36、37等の緑色顔料を用いることができる。緑色感光性着色組成物には黄色顔料を併用することができる。
黄色顔料としては、C.I.Pigment Yellow 150、PY138の他に、PY1、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、139、144、146、147、148、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。
(分散剤)
着色材として顔料を用いる場合には、適宜、樹脂型顔料分散剤、色素誘導体、界面活性剤等の分散剤を用いることができる。分散剤は、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、分散剤を用いて顔料を感光性樹脂組成物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。
分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、着色材100重量部に対して、好ましくは0.1〜40重量部、より好ましくは0.1〜30重量部、さらに好ましくは1〜10重量部の量で用いることができる。
(樹脂型顔料分散剤)
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、感光性透明樹脂および非感光性透明樹脂と相溶性のある部位とを有し、顔料に吸着して顔料の感光性樹脂組成物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が用いられる。また、(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、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加物等も用いられる。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。
市販の樹脂型顔料分散剤としては、ビックケミー社製のDisperbyk−101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、
162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、またはLactimon、Lactimon−WSまたはBykumen等、アビシア社製のSOLSPERSE−3000、9000、13240、13650、13940、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32600、34750、36600、38500、41000、41090、53095等、エフカケミカルズ社製のEFKA−46、47、48、452、LP4008、4009、LP4010、LP4050、LP4055、400、401、402、403、450、451、453、4540、4550、LP4560、120、150、1501、1502、1503等が挙げられる。
色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。有機色素には、一般に色素と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。
(界面活性剤)
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン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。
(貯蔵安定剤)
赤色着色組成物には、経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色材100重量部に対して、好ましくは0.1〜10重量部の量で用いることができる。
((c)光重合開始剤)
光重合開始剤としてはオキシムエステル系重合開始剤が好適に使用できる。例えば、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミンである。
また、このオキシムエステル系重合開始剤に加えて、他の重合開始剤を併用することも
できる。このような重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン系化合物、トリアジン系化合物、ホスフィン系化合物、キノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が挙げられる。アセトフェノン系化合物としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン等が例示できる。また、ベンゾイン系化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等が例示できる。ベンゾフェノン系化合物としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等が例示できる。チオキサンソン系化合物としては、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチオキサンソン等が例示できる。トリアジン系化合物としては、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリルs−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等が例示できる。ホスフィン系化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が例示できる。また、キノン系化合物としては、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等を例示できる。
光重合開始剤の使用量は、感光性着色組成物の全固形分量を基準として0.5〜50重量%が好ましく、より好ましくは3〜30重量%である。
(光増感剤)
本発明に係る感光性着色組成物には、光重合開始剤に加えて光増感剤を添加することが好ましい。光増感剤としては、アミン系化合物を例示することができる。
例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等である。
また、α−アシロキシムエステル、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)ベンゾフェノン等を光増感剤として使用することもできる。これら光増感剤の使用量は、光重合開始剤と光増感剤の合計量を基準として0.5〜60重量%が好ましく、より好ましくは3〜40重量%である。
(連鎖移動剤)
また、本発明に係る感光性着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。
多官能チオールの使用量は、感光性着色組成物の全固形分量を基準として0.1〜30重量%が好ましく、より好ましくは1〜20重量%である。0.1重量%未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、30重量%を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。
((e)溶剤)
緑色感光性着色組成物には、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布してフィルタセグメント(画素)を形成することを容易にするために、感光性着色組成物の粘度を適正化すると共に、着色材を十分に感光性樹脂組成物中に均一に分散させるために、溶剤を含有させることができる。溶剤としては、水、有機溶剤等が利用できる。有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−n−アミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、着色材100重量部に対して、好ましくは800〜4000重量部、より好ましくは1000〜2500重量部の量で用いることができる。
次に、本発明による緑色感光性着色組成物の調製方法について説明する。
本発明による緑色感光性着色組成物は、例えば、多官能モノマーとしての光重合性モノマー、透明樹脂(感光性透明樹脂、非感光性透明樹脂)、着色材としの顔料、分散剤及び溶剤とから下記(1)〜(4)のいずれかの方法により調製することができる。
(1):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を予め混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残りの成分を添加する。
(2):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を別々に添加して分散させた後、残りの成分を添加する。
(3):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料を分散させた後、顔料分散剤を添加した後、残りの成分を添加する。
(4):光重合性モノマー又は透明樹脂、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液を2
種類調製し、顔料と分散剤を予め別々に分散させてから、これらを混合し、残りの成分を添加する。なお、顔料と分散剤のうち一方は溶剤にのみ分散させても良い。
ここで、顔料や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター、ペイントコンディショナー等の各種分散装置を用いて行うことができる。
また、顔料と分散剤を予め混合して顔料組成物を調製する場合、粉末の顔料と粉末の分散剤を単に混合するだけでも良いが、(1)ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合するか、(2)顔料を溶剤に分散させた後、分散剤を含む溶液を添加し、顔料表面に分散剤を吸着させるか、(3)硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に顔料と分散剤を共溶解した後、水等の貧溶媒を用いて共沈させるなどの混合方法を採用することが好ましい。
以下に、本発明のカラーフィルタを得るための方法を記述する。
本発明のカラーフィルタは、本発明の緑色感光性着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメント(画素)を有するカラーフィルタである。カラーフィルタには、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する加法混色型、および少なくとも1つのマゼンタ色フィルタセグメント、少なくとも1つのシアン色フィルタセグメント、および少なくとも1つのイエロー色フィルタセグメントを具備する減法混色型のものがある。
本発明のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法により、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。
フォトリソグラフィー法による各色フィルタセグメントの形成は下記の方法で行う。すなわち、感光性着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターン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所望のパターンを形成したのち、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。
フォトリソグラフィー法によれば、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、上記感光性着色組成物を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えば、ポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。
以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびパターンを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた着色画素、すなわち複数色の着色画素を備えるカラーフィルタを得ることができる。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲に
おいてこれに限定されるものではない。
[樹脂の調整]
(感光性透明樹脂1の合成)
反応容器にシクロヘキサノン570部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメタクリル酸23.0部、メチルメタクリレート23.0部、ベンジルメタクリレート35.0部、単量体(A)としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)22.0部、グリセロールモノメタクリレート48.0部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3.0部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0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、透明樹脂共重合体溶液を得た。
次に、得られた透明樹脂共重合体溶液336部に対して、2−メタクロイルエチルイソシアネート33.0部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン130.0部の混合物を70℃で3時間かけて滴下しして感光性透明樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加して感光性樹脂溶液を調製した。得られた感光性透明樹脂1の重量平均分子量Mw は21000、二重結合当量は470であった。
(感光性透明樹脂2の合成)
反応容器にシクロヘキサノン560部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメタクリル酸22.0部、n−ブチルメタクリレート22.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート104.0部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0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、透明樹脂共重合体溶液を得た。
次に、得られた透明樹脂共重合体溶液338部に対して、2−メタクロイルエチルイソシアネート33.0部、ラウリン酸ジブチル錫0.4部、シクロヘキサノン130.0部の混合物を70℃で3時間かけて滴下して感光性透明樹脂溶液を得た。室温まで冷却した後、感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した感光性透明樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加して感光性樹脂溶液を調製した。得られた感光性透明樹脂3の重量平均分子量Mwは35000、二重結合当量は770であった。
(非感光性透明樹脂1の合成)
反応容器にシクロヘキサノン70部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でベンジルメタクリレート12.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸5.3部、単量体(A)としてパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル0.2部をシクロヘキサノン10部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けて、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した非感光性透明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非感光性樹脂溶液を調製した。得られた非感光性透明樹脂1の重量平均分子量Mwは20000であった。
(非感光性透明樹脂2の合成)
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部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0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、非感光性透明樹脂共重合体溶液を得た。室温まで冷却した後、非感光性透明樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した非感光性透明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非感光性樹脂溶液を調製した。得られた非感光性透明樹脂2の重量平均分子量Mwは46000であった。
[感光性着色組成物の調製]
下記の要領で赤、青、緑の感光性着色組成物を調製した。
・赤色感光性着色組成物
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I.Pigment Red 254 9部
(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」)
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 1部
(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」)

分散剤 2部
(味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821」)
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 40部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 48部

・その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して赤色感光性着色組成物を得た。
上記分散体 57部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 18.3部
多官能モノマー 2.8部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤 0.8部
(チバガイギー社製「イルガキュアー907」)
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 0.3部
シクロヘキサノン 20.7部。
・青色感光性着色組成物
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 9部
(東洋インキ製造(株)製「リオノールブルーES」)
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 1部
(BASF社製「パリオゲンバイオレット 5890」)
分散剤 2部
(ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」)
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 40部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 48部

・その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して青色感光性着色組成物を得た。
上記分散体 57部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 13.1部
多官能モノマー 3.3部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 1.2部
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 0.4部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 25部。
・緑色感光性着色組成物1
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して緑色顔料分散体1を作製した。
(緑色顔料分散体1)
緑色顔料:C.I.Pigment Green 36 14部
(東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン 6Y501」)
分散剤 2部
(ビックケミー社製「Disperbyk−163」)
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 20部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 64部

次に、下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して黄色顔料分散体1を作製した。
(黄色顔料分散体1)
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 10部
(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)
分散剤 2部
(ビックケミー社製「Disperbyk−163」)
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 40部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 48部

・その後、上記緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物1を得た。
緑色顔料分散体1 38.0部
黄色顔料分散体1 13.3部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 11.3部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 11.3部
多官能モノマー 3.3部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.7部
増感剤 0.2部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 21.9部。
・緑色感光性着色組成物2
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物2を得た。
緑色顔料分散体1 32.6部
黄色顔料分散体1 11.4部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 14.2部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 14.2部
多官能モノマー 3.5部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.8部
増感剤 0.3部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 23.2部。
・緑色感光性着色組成物3
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物3を得た。
緑色顔料分散体1 27.1部
黄色顔料分散体1 9.5部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 17.0部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 17.0部
多官能モノマー 3.8部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.8部
増感剤 0.3部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24.5部。
・緑色感光性着色組成物4
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物4を得た。
緑色顔料分散体1 33.3部
黄色顔料分散体1 20.0部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 10.4部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 10.4部
多官能モノマー 3.3部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.7部
増感剤 0.2部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 21.9部。
・緑色感光性着色組成物5
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物5を得た。
緑色顔料分散体1 48.9部
黄色顔料分散体1 17.1部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 5.6部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 5.6部
多官能モノマー 2.8部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.6部
増感剤 0.2部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.3部。
・緑色感光性着色組成物6
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物6を得た。
緑色顔料分散体1 43.4部
黄色顔料分散体1 15.2部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 8.4部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 8.4部
多官能モノマー 3.0部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.7部
増感剤 0.2部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 20.6部。
・緑色感光性着色組成物7
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物7を得た。
緑色顔料分散体1 21.7部
黄色顔料分散体1 7.6部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 19.8部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 19.8部
多官能モノマー 4.0部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.9部
増感剤 0.3部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 25.8部。
・緑色感光性着色組成物8
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物8を得た。
緑色顔料分散体1 16.3部
黄色顔料分散体1 5.7部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 22.7部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 22.7部
多官能モノマー 4.3部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 1.0部
増感剤 0.3部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 27.1部。
・緑色感光性着色組成物9
緑色感光性着色組成物1で用いた緑色顔料分散体1、および黄色顔料分散体1を用いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物9を得た。
緑色顔料分散体1 32.6部
黄色顔料分散体1 11.4部
感光性透明樹脂2(固形分20%) 14.2部
非感光性透明樹脂2(固形分20%) 14.2部
多官能モノマー 3.5部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.8部
増感剤 0.3部
(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 23.2部。
・緑色感光性着色組成物10
緑色顔料分散体に下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して得られた緑色顔料分散体2を作製した。
(緑色顔料分散体2)
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 14部
(東洋インキ製造(株)製「リオノールグリーン 6YK」)
分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk−163」) 2部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 20部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 64部

・その後、上記緑色顔料分散体2、および黄色顔料分散体1を用いて下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して緑色感光性着色組成物10を得た。
緑色顔料分散体2 32.6部
黄色顔料分散体1 11.4部
感光性透明樹脂1(固形分20%) 14.1部
非感光性透明樹脂1(固形分20%) 14.1部
多官能モノマー 3.5部
(DPPAH:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート)
光開始剤(チバガイギー社製「イルガキュアー907」) 0.8部
増感剤(保土ヶ谷化学工業(株)製「EAB−F」) 0.3部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 23.2部。
緑色フィルタセグメント(画素)を作製する感光性着色組成物として緑色感光性着色組成物1〜4を用いて作製したカラーフィルタを実施例1〜4とし、緑色感光性着色組成物5〜10を用いて作製したカラーフィルタを比較例1〜6とした。
また、赤色フィルタセグメント(画素)を作製する感光性着色組成物には赤色感光性着色組成物を、青色フィルタセグメント(画素)を作製する感光性着色組成物には青色感光性着色組成物を用いた。
[ 評価項目 ]
(塗布ムラ)
スピンコータによって塗布した基板を目視で観察し、均一に塗布できているものを〇、面内で膜厚に差ができ、ムラ状になっているものを×とした。
(体積抵抗率)
緑色感光性着色組成物を、電極用にアルミ蒸着した100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて2.0μm厚みになる回転数で塗布し、塗布基板を得た。次に、減圧乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量300mJ、照度30mWで紫外線露光を行った。アルカリ現像後、塗布基板を230℃で1時間加熱、放冷し、得られた硬化塗膜上に、面積1cm2 の電極用のアルミを蒸着し、緑色塗膜をアルミ電極で挟んだサンプルを作製した。得られたサンプルの体積抵抗率を微小電流測定器(KEITHLEY社製「237型」)によって測定した。
(配向不良)
ITOエッチング方式による液晶表示装置を作製し、液晶配向不良を確認した。
[ 評価結果 ]
実施例1〜4を表1、比較例1〜6の結果を表2に示す。
Figure 0005187159
Figure 0005187159
表1、2の結果から、以下のことが明らかである。即ち、緑色感光性着色組成物において、全固形分中の緑色顔料の濃度が20〜30重量%、且つカラーフィルタの画素とした
ときの体積抵抗率が、1.0×1014Ω・cmより大きい場合において、配向不良が起こることなく、さらに塗布ムラのないカラーフィルタが得られることが分かる。
(a)透明樹脂が、化学式(1)で示されるエチレン性不飽和単量体を含まない場合、比較例5で示すように、分散性の悪化が体積抵抗率に影響し、液晶の配向不良が生じた。また、緑色顔料の1分子中の臭素原子を平均15個未満である場合においても、体積抵抗率が低下し、液晶の配向不良が生じる結果となった。

Claims (1)

  1. 画素上にスリット或いはホールを有する透明電極を設け、電気力線を利用して液晶の配向を制御する液晶表示装置用カラーフィルタであって、
    前記カラーフィルタは、透明基板上に、少なくともブラックマトリクスと、複数色の着色画素と、前記着色画素上にスリット或いはホールが設けられた透明電極とを備え、該複数色の着色画素の内、緑色画素の形成に緑色感光性着色組成物を用い
    前記緑色感光性着色組成物は、少なくとも、(a)透明樹脂、(b)3つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する多官能モノマー、(c)光重合開始剤、(d)着色材、(e)溶剤を含有し、前記(a)透明樹脂が、共重合成分として、下記化学式(1)で示されるエチレン性不飽和単量体を含み、前記(d)着色材は緑色顔料及び黄色顔料であり、前記緑色感光性着色組成物の全固形分中の緑色顔料の濃度が20〜30重量%であり、前記緑色顔料が、1分子中に臭素原子を平均15個以上含有する、塩素化臭素化銅フタロシアニンであり、且つカラーフィルタの画素としたときの体積抵抗率が、1.0×10 14 Ω・cmより大きいことを特徴とするカラーフィルタ。
    Figure 0005187159
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