JP5799728B2 - カラーフィルタ用着色組成物、およびカラーフィルタ - Google Patents
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Description
一般式(1):
一般式(2):
一般式(3):
−CH2NHCOCH2−、−CH2NHSO2CH2−、−CONHC6H10−、又は直接結合であり、
Y0は、−NH−、−O−、又は直接結合であり、
nは、1〜10の整数であり、
Y1は、−NH−、−NR9−Z−NR10−、又は直接結合であり、
R9、及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜36のアルキル基、炭素数2〜36のアルケニル基、又はフェニル基であり、
Zは、炭素数1〜20のアルキレン基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
Wは、炭素数1〜20のアルキレン基、−CONHC6H10−、又は直接結合であり、
R1、及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基であり(ただし、R1とR2とが、一体となって複素環、もしくは更なる窒素、酸素、若しくは硫黄原子を含んで一体となって複素環を形成してもよい。)、
R3、R4、R5、及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R7は、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数2〜20のアルケニル基であり、
R8は、一般式(1)で示される置換基、又は一般式(2)で示される置換基であり、
Qは、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシル基、一般式(1)で示される置換基、又は一般式(2)で示される置換基を表す。〕
一般式(51):
一般式(52):
一般式(53):
〔一般式(51)〜(53)中、X 1 は、−SO 2 −、−CH 2 NHSO 2 CH 2 −であり、
Y 2 は、−NH−、−O−、又は直接結合であり、
nは、1〜10の整数であり、
Y 3 は、−NH−、−NR 19 −Z 1 −NR 20 −、又は直接結合であり、
R 19 、及びR 20 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜36のアルキル基、炭素数2〜36のアルケニル基、又はフェニル基であり、
Z 1 は、炭素数1〜20のアルキレン基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R 11 、及びR 12 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、又はR 11 とR 12 とが一体となって更なる窒素、酸素、若しくは硫黄原子を含む複素環であり、
R 13 、R 14 、R 15 、及びR 16 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R 17 は、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数2〜20のアルケニル基であり、
R 18 は、一般式(51)で示される置換基、又は一般式(52)で示される置換基であり、
Q 1 は、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシル基、一般式(51)で示される置換基、又は一般式(52)で示される置換基を表す。〕
また、本発明は、キサンテン系染料(A)が、ローダミン系染料であることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
なお、本願では、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、または「(メタ)アクリルアミド」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイルおよび/またはメタクリロイル」、「アクリルおよび/またはメタクリル」、「アクリル酸および/またはメタクリル酸」、「アクリレートおよび/またはメタクリレート」、または「アクリルアミドおよび/またはメタクリルアミド」を表すものとする。
また、本明細書に挙げる「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、着色剤として、キサンテン系色素(A)を含むことを特徴とする。また、さらに有機顔料(D)を併用して用いることも、色度調整が容易になり、耐性も良好となるために、好ましいものである。
本発明において好ましく用いることのできるキサンテン系色素(A)は、赤色、紫色を呈するものであり、染料の形態を有することが好ましく、油溶性染料、酸性染料、直接染料、塩基性染料のいずれかの形態を有するものであることが好ましい。またこれらの染料をレーキ化したレーキ顔料の形態であってもかまわない。
これらの中でも、キサンテン系油溶性染料、キサンテン系酸性染料、を用いることが色相に優れるために好ましい。
ここで直接染料は、構造中にスルホン酸基(−SO3H、−SO3Na)を有しており、本発明においては、直接染料は酸性染料として見なすものである。
そのため、これらの欠点を改善するために、キサンテン系塩基性染料は、有機酸や過塩素酸を用いて造塩化して用いることが好ましい。有機酸としては、有機スルホン酸、有機カルボン酸を用いることが好ましい。中でもトビアス酸等のナフタレンスルホン酸、過塩素酸を用いることが耐性の面で好ましい。
また、キサンテン系酸性染料は、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、一級アミン化合物等、及びこれらの官能基を有する樹脂成分を用いて造塩化して造塩化合物として用いること、あるいはスルホンアミド化してスルホン酸アミド化合物として用いることが耐性の面で好ましい。
キサンテン系油溶性染料としては、C.I.ソルベントレッド35、C.I.ソルベントレッド36、C.I.ソルベントレッド42、C.I.ソルベントレッド43、C.I.ソルベントレッド44、C.I.ソルベントレッド45、C.I.ソルベントレッド46、C.I.ソルベントレッド47、C.I.ソルベントレッド48、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド72、C.I.ソルベンレッド73、C.I.ソルベントレッド109、C.I.ソルベントレッド140、C.I.ソルベントレッド141、C.I.ソルベントレッド237、C.I.ソルベントレッド246、C.I.ソルベントバイオレット2、C.I.ソルベントバイオレット10などがあげられる。
中でも、発色性の高いローダミン系油溶性染料であるC.I.ソルベントレッド35、C.I.ソルベントレッド36、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド109、C.I.ソルベントレッド237、C.I.ソルベントレッド246、C.I.ソルベントバイオレット2がより好ましい。
キサンテン系塩基性染料としては、C.I.ベーシックレッド1(ローダミン6GCP)、8(ローダミンG)、C.I.ベーシックバイオレット10(ローダミンB)等があげられる。中でも発色性に優れる点において、C.I.ベーシックレッド1、C.I.ベーシックバイオレット10を用いることが好ましい。
キサンテン系酸性染料としては、C.I.アシッドレッド51(エリスロシン(食用赤色3号))、C.I.アシッドレッド52(アシッドローダミン)、C.I.アシッドレッド87(エオシンG(食用赤色103号))、C.I.アシッドレッド92(アシッドフロキシンPB(食用赤色104号))、C.I.アシッドレッド289、C.I.アシッドレッド388、ローズベンガルB(食用赤色5号)、アシッドローダミンG、C.I.アシッドバイオレット9を用いることが好ましい。
中でも、耐熱性、耐光性の面で、キサンテン系酸性染料であるC.I.アシッドレッド87、C.I.アシッドレッド92、C.I.アシッドレッド388、あるいは、ローダミン系酸性染料であるC.I.アシッドレッド52(アシッドローダミン)、C.I.アシッドレッド289、アシッドローダミンG、C.I.アシッドバイオレット9を用いることがより好ましい。
この中でも特に、発色性、耐熱性、耐光性に優れる点において、ローダミン系酸性染料であるC.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289を用いることが最も好ましい。
および/またはキサンテン系酸性染料のスルホン酸アミド化合物)
本発明におけるキサンテン系酸性染料は、四級アンモニウム塩化合物、三級アミン化合物、二級アミン化合物、一級アミン化合物等、及びこれらの官能基を有する樹脂成分を用いて造塩化し、キサンテン系酸性染料の造塩化合物とする、もしくはスルホンアミド化し、スルホン酸アミド化合物とすることで、高い耐熱性、耐光性、耐溶剤性を付与することができるために好ましい。
本発明に用いるキサンテン系色素(A)は、前述したキサンテン系酸性染料と四級アンモニウム塩化合物とからなる造塩化合物として用いることが、耐熱性、耐光性、耐溶剤性の観点から、最も好ましい。
四級アンモニウム塩化合物は、アミノ基を有することで、そのカチオン部分がキサンテン系酸性染料のカウンタになるものである。
ここで分子量は構造式を基に計算を行ったものであり、Cの原子量を12、Hの原子量を1、Nの原子量を14とした。
キサンテン系酸性染料と四級アンモニウム塩化合物との造塩化合物は、従来知られている方法により製造することができる。特開平11−72969号公報などに具体的な手法が開示されている。
一例をあげると、キサンテン系酸性染料を水に溶解した後、四級アンモニウム塩化合物を添加、攪拌しながら造塩化処理を行なえばよい。ここでキサンテン系酸性染料中のスルホン酸基(−SO3H)、スルホン酸ナトリウム基(−SO3Na)の部分と四級アンモニウム塩化合物のアンモニウム基(NH4 +)の部分が結合した造塩化合物が得られる。また水の代わりに、メタノール、エタノールも造塩化時に使用可能な溶媒である。
本発明の着色組成物は、後述するが、青色顔料と併用する青色着色組成物、赤色顔料と併用する併用する赤色着色組成物の形態が好ましい。
本発明のキサンテン系色素(A)に好ましく用いることのできるキサンテン系酸性染料のスルホン酸アミド化合物は、−SO3H、−SO3Naを有するキサンテン系酸性染料を常法によりクロル化して、−SO3Hを−SO2Clとし、この化合物を、−NH2基を有するアミンと反応して製造することができる。
また、スルホンアミド化において好ましく使用できるアミン化合物としては、具体的には、2−エチルへキシルアミン、ドデシルアミン、3−デシロキシプロピルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、シクロへキシルアミン等を用いることが好ましい。
一例をあげると、C.I.アシッドレッド289を3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミンを用いて変性したスルホン酸アミド化合物を得る場合は、C.I.アシッドレッド289をスルホニルクロリド化した後、ジオキサン中で理論当量の3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミンと反応させてC.I.アシッドレッド289のスルホン酸アミド化合物を得ればよい。
また、C.I.アシッドレッド52を3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミンを用いて変性したスルホン酸アミド化合物を得る場合も、C.I.アシッドレッド52をスルホニルクロリド化した後、ジオキサン中で理論当量の3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミンと反応させてC.I.アシッドレッド52のスルホン酸アミド化合物を得ればよい。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、その他の着色剤として、さらに有機顔料(D)、またはキサンテン系染料以外の染料等を併用して用いてもよい。
赤色フィルタセグメントを形成する赤色着色剤としては、以下に述べる赤色顔料、または赤色染料を併用して用いることができる
赤色顔料としては、C.I.ピグメントレッド7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、122、146、149、166、168、169、176、177、178、179、184、185、187、200、202、208、210、221、242、246、254、255、264、270、272、273、274、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、または287等が用いられる。中でもC.I.ピグメントレッド177、179、254を用いることが好ましい。
また、アゾ系、ジスアゾ系、アントラキノン系などの赤色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物等を併用することもできる。
橙色顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ38、43、71、または73等が用いられる。
また、黄色または橙色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物等を併用することもできる。
青色フィルタセグメントを形成する着色剤としては、青色顔料として、例えばC.I.ピグメントブルー 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64等の青色顔料、および/またはC.I.ピグメントバイオレット1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料を併用することができる。
また、青色や紫色を呈する塩基性染料、酸性染料の造塩化合物を使用することもできる。
本発明で併用する有機顔料(D)は、微細化して用いることが好ましい。微細化方法は特に限定されるものではなく、例えば湿式磨砕、乾式磨砕、溶解析出法いずれも使用でき、本発明で例示するように湿式磨砕の1種であるニーダー法によるソルトミリング処理等を行い微細化することができる。顔料の一次粒子径は、着色剤担体中への分散が良好なことから、20nm以上であることが好ましい。また、コントラスト比が高いフィルタセグメントを形成できることから、100nm以下であることが好ましい。特に好ましい範囲は、25〜85nmの範囲である。なお、顔料の一次粒子径は、顔料のTEM(透過型電子顕微鏡)による電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で行った。具体的には、個々の顔料の一次粒子の短軸径と長軸径を計測し、平均をその顔料粒子の粒径とした。
キサンテン系染料(A)の中でも、特にローダミン系染料等のキサンテン系染料を用いた場合は、従来の顔料を用いた場合に対し、キサンテン系染料の特徴、さらには染料の溶解性の高さに由来する透明性の高さから高明度なカラーフィルタが得られる半面、キサンテン系染料そのものから蛍光を発生し、コントラスト比が低下する問題を有していた。この主因はコントラスト測定時の漏れ光に蛍光が存在し、クロス側の輝度が高くなるためである。
これらの物質を利用した場合に蛍光を抑制する蛍光消光効果が顕著になる理由は定かではないが、塩基性官能基を有する有機化合物を用いた場合は、キサンテン系色素に対する相溶性が高いために蛍光消光の効率が高いこと、キサンテン系色素と電荷移動錯体を形成し易いために蛍光発光そのものが著しく抑制され、蛍光が著しく消光されると考えられる。
一般式(5)
P−Lm
P:有機顔料骨格またはアミノベンゼン骨格
L:塩基性官能基
m:mは、1〜4の整数であり、価数を表す。
また、本発明においては、有機顔料骨格とアミノベンゼン骨格とを共に有するものであってもよい。
−CH2NHCOCH2−、−CH2NHSO2CH2−、−CONHC6H10−、又は直接結合であり、
Y0は、−NH−、−O−、又は直接結合であり、
nは、1〜10の整数であり、
Y1は、−NH−、−NR9−Z−NR10−、又は直接結合であり、
R9、及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜36のアルキル基、炭素数2〜36のアルケニル基、又はフェニル基であり、
Zは、炭素数1〜20のアルキレン基、又は炭素数1〜20のアリーレン基であり、
Wは炭素数1〜20のアルキレン基、−CONHC6H10−、又は直接結合であり、
R1、及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基であり(ただし、R1とR2とが、一体となって複素環、もしくは更なる窒素、酸素、若しくは硫黄原子を含んで一体となって複素環を形成してもよい。)、
R3、R4、R5、及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R7は、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数2〜20のアルケニル基であり、
R8は、一般式(1)で示される置換基、又は一般式(2)で示される置換基であり、
Qは、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシル基、一般式(1)で示される置換基、又は一般式(2)で示される置換基を表す。〕
ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニペコチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、2−ピペリジンエタノール、ピロリジン、3−ヒドロキシピロリジン、N−アミノエチルピペリジン、N−アミノエチル−4−ピペコリン、N−アミノエチルモルホリン、N−アミノプロピルピペリジン、N−アミノプロピル−2−ピペコリン、N−アミノプロピル−4−ピペコリン、N−アミノプロピルモルホリン、N−メチルピペラジン、N−ブチルピペラジン、N−メチルホモピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン、1−アミノ−4−メチルピペラジン、又は1−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
式(7):−COCl
式(8):−CH2NHSO2CH2Cl
式(9):−CH2NHCOCH2Cl
式(10):−CH2Cl
スルホン酸アミド化合物とは、上記の有機化合物(B)のうち一般式(1)〜(3)中、
一般式(1)〜(3)の
Xは−SO2−、−CH2NHSO2CH2−であり、
Y0は−NH−、又は直接結合であり、
nは1〜10の整数であり、
Y1は、−NH−、−NR9−Z−NR10−である化合物である。
[ここで、R9、及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜36のアルキル基、炭素数2〜36のアルケニル基、又はフェニル基であり、Zは、炭素数1〜20のアルキレン基、好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基、又は炭素数1〜20のアリーレン基、好ましくは炭素数1〜10のアリーレン基であり、例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、フェニレン基が挙げられる。]
即ち有機化合物(B)の塩基性骨格としては、トリアジン系骨格、スルホン酸アミドの骨格を有することが、蛍光消光の特性に優れ、とりわけ好ましいものである。
なお、表1〜表10において、Cu−Pc−は銅フタロシアニン顔料骨格を示す。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、バインダー樹脂(C)を含むことを特徴とする。またメインのバインダー樹脂(C)に加えて補助用の樹脂としてロジンエステル等のその他の樹脂を含んでいてもよい。すなわち樹脂はメインのバインダー樹脂(C)とオプションとしての補助樹脂とからなるものである。
バインダー樹脂(C)は、顔料や色素などの着色剤、特に本発明のキサンテン系色素(A)を分散するもの、もしくは本発明のキサンテン系色素(A)を染色、浸透させるものであって、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
また、さらに光感度を向上させるために、エチレン性不飽和活性二重結合を有するエネルギー線硬化性樹脂を用いることもできる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、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、ビニル系樹脂、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、およびポリイミド樹脂等が挙げられる。
方法(i)としては、例えば、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽和一塩基酸のカルボキシル基を付加反応させ、更に、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させ、エチレン性不飽和二重結合およびカルボキシル基を導入する方法がある。
方法(ii)としては、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体を使用し、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体や、他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖水酸基に、イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体のイソシアネート基を反応させる方法がある。
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、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびフェノール樹脂等が挙げられる。
本発明においては前記に述べたバインダー樹脂(C)に加えて、キサンテン系色素(A)の耐性の向上・維持、有機顔料(D)の分散性の向上等の目的で補助用に、その他の樹脂としてロジンエステル等を含んでいてもよい。
精製ガムロジン、精製ウッドロジン、精製重合ロジン、精製不均化ロジンまたは精製トール油ロジン等の精製ロジンを出発原料としてアルコールでエステル化することによりロジンエステルが得られる。当該エステル化反応においては、通常の条件をそのまま採用でき、例えば不活性ガス気流下に精製ロジンと以下のようなアルコールとを通常150〜300℃の加熱下で反応させ、生成水を系外に除去することにより行なえばよい。
エステル化に使用されるアルコール成分としては特に限定はされないが、例えばn−オクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、デシルアルコールもしくはラウリルアルコールのような1価アルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコールもしくはシクロヘキサンジメタノール等の2価アルコール;グリセリン、トリメチロールエタンもしくはトリメチロールプロパン等の3価アルコール;ペンタエリスリトールもしくはジグリセリン等の4価アルコールが挙げられる。中でも3価、4価の多価アルコールを用いることが好ましい。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
ロジンエステルとして、荒川化学工業(株)社製ペンセルA,AZ,エステルガムAAG,AAL,A,AAV,105,HS,AT等。ハリマ化成社製ネオトールG2,101K,NT−15,125HK,ハリエスターTF,NL,S,P,C,DS−70L,DS−90,DS−130等が挙げられる。
また、重合ロジンエステルとして、荒川化学工業(株)社製ペンセルD−125、D−135、D−160等。ハリマ化成社製ハリエスターKT−2等が挙げられる。
また、不均化ロジンエステルとして、荒川化学工業(株)社製スーパーエステルA−75,A−100,A−115,−125,T−125等が挙げられる。
また、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂として、荒川化学工業(株)社製マルキードNO.1,2,5,6,8,30A,31,32,33,34,3002等、ハリマ化成社製ハリマックT−80,R−100,M−453,M−130A,135GN,145P,R−120AH等が挙げられる。
また、水素化ロジンエステルとして、荒川化学工業(株)社製エステルガムH,HP,HD等が挙げられる。
中でも重合ロジンエステル、不均化ロジンエステル、ロジン変性マレイン酸樹脂(ロジン変性フマル酸樹脂含む)を用いることが好ましい。
本発明の着色組成物には、着色剤成分であるキサンテン系色素(A)、さらには有機顔料(D)等を充分にバインダー樹脂(C)等の着色剤担体中に分散、浸透させ、ガラス基板等の基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために有機溶剤を含有させることができる。
これらの溶剤は、単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
有機溶剤は、1種を単独で、若しくは2種以上を混合して用いることができる。また溶剤は、着色組成物を適正な粘度に調節し、目的とする均一な膜厚のフィルタセグメントを形成できることから、着色剤成分の全重量100重量%に対して、800〜4000重量%の量で用いることが好ましい。
本発明の着色組成物に添加しても良い光重合性単量体には、紫外線や熱など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る。
これらの光重合性化合物は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
本発明の着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化させ、フォトリソグラフィー法によりフィルタセグメントを形成するために、光重合開始剤を加えて溶剤現像型あるいはアルカリ現像型感光性着色組成物の形態で調製することができる。
これらの光重合開始剤は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
さらに、本発明の着色組成物には、増感剤を含有させることができる。
増感剤としては、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、又はミヒラーケトン誘導体、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’,又は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が挙げられる。
これらの増感剤は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有することができる。
多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(N,N−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。
これらの多官能チオールは、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤は、カラーフィルタ用着色組成物に含まれる光重合開始剤や熱硬化性化合物が、熱硬化やITOアニール時の熱工程によって酸化し黄変することを防ぐため、塗膜の透過率を高くすることができる。そのため、酸化防止剤を含むことで、加熱工程時の酸化による黄変を防止し、高い塗膜の透過率を得る事ができる。
本発明の着色組成物には、透明基板上での組成物のレベリング性をよくするため、レベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤としては、主鎖にポリエーテル構造又はポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333などが挙げられる。主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370などが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとは、併用することもできる。レベリング剤の含有量は通常、着色組成物の全重量を基準(100重量%)として、0.003〜0.5重量%用いることが好ましい。
レベリング剤に補助的に加えるアニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどが挙げられる。
また本発明の着色組成物には、熱硬化性樹脂の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤などを含んでいてもよい。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系硬化剤、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂全量に対し、0.01〜15重量%が好ましい。
本発明の着色組成物には、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。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等の密着向上剤を含有させることもできる。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、キサンテン系色素(A)を、バインダー樹脂(C)および/または有機溶剤からなる着色剤担体中に、好ましくは分散助剤と一緒に、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、または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(染料含有樹脂溶液)。また、着色剤の溶解性が高い場合、具体的には使用する溶剤への溶解性が高く、攪拌により溶解、異物が確認されない状態であれば、上記のような微細に分散して製造する必要はない。
着色剤を着色剤担体中に分散する際には、適宜、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、着色剤の分散に優れ、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて着色剤を着色剤担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、分光透過率の高いカラーフィルタが得られる。
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、着色剤担体と相溶性のある部位とを有し、着色剤に吸着して着色剤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、ポリアクリレート等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等の油性分散剤、(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等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、リン酸エステル系等が用いられ、これらは単独または2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、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等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等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等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等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等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が、必ずしもこれらに限定されるものではない。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、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なうことが好ましい。このようにカラーフィルタ用着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくはすべての粒子が実質的に0.3μm以下であることが好ましい。またここでは、動的光散乱法を用いた粒度分布測定装置「Nano−S(シスメックス株式会社)」を用いて測定を行った。
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と、少なくとも1つの緑色フィルタセグメントと、および少なくとも1つの青色フィルタセグメントとを具備し、前記少なくとも1つのフィルタセグメントは、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成される。中でも赤色フィルタセグメント、青色フィルタセグメントに本発明の着色組成物を用いて形成することが好ましい。
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、製造することができる。
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、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、紫外線露光を行なうこともできる。
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、装置としてHLC−8220GPC(東ソー株式会社製)を用い、カラムとしてTSK−GEL SUPER HZM−Nを2連でつなげて使用し、溶媒としてTHFを用いて測定したポリスチレン換算分子量である。
液晶ディスプレー用バックライトユニットから出た光は、偏光板を通過して偏光され、ガラス基板上に塗布された着色組成物の乾燥塗膜を通過し、偏光板に到達する。偏光板と偏光板の偏光面が平行であれば、光は偏光板を透過するが、偏光面が直行している場合には光は偏光板により遮断される。しかし、偏光板によって偏光された光が着色組成物の乾燥塗膜を通過するときに、顔料粒子による散乱等が起こり、偏光面の一部にずれを生じると、偏光板が平行のときは偏光板を透過する光量が減り、偏光板が直行のときは偏光板を一部光が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、偏光板が平行のときの輝度と、直行のときの輝度との比(コントラスト比)を算出した。
(コントラスト比)=(平行のときの輝度)/(直行のときの輝度)
従って、塗膜中の顔料により散乱が起こると、平行のときの輝度が低下し、かつ直行のときの輝度が増加するため、コントラスト比が低くなる。
なお、輝度計としては色彩輝度計(トプコン社製「BM−5A」)、偏光板としては偏光板(日東電工社製「NPF−G1220DUN」)を用いた。なお、測定に際しては、不要光を遮断するために、測定部分に1cm角の孔を開けた黒色のマスクを当てた。
(アクリル樹脂溶液の調製)
反応容器にシクロヘキサノン800部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら100℃に加熱して、同温度で、スチレン80.0部、メタクリル酸40.0部、メチルメタクリレート85.0部、n−ブチルメタクリレート95.0部、及びアゾビスイソブチロニトリル10.0部の混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。
滴下後、更に、100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル2.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、更に、100℃で1時間反応を続けて、重量平均分子量が約30,000、酸価が87mgKOH/gのアクリル樹脂のシクロヘキサノン溶液を得た。
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%になるようにエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
市販の樹脂型分散剤である、BASF社製EFKA4300と、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて不揮発分40重量%溶液に調製し、樹脂型分散剤溶液として使用した。
(キサンテン系染料(A−1);ローダミン系造塩化合物)
下記の手順でC.I.アシッドレッド52とジアルキル(アルキルがC14〜C18)ジメチルアンモニウムクロライド(アーカード2HT−75)(カチオン部分の分子量が438〜550)とからなるキサンテン系染料(A−1)を作製した。
7〜15モル%の水酸化ナトリウム溶液中に、C.I.アシッドレッドを溶解させ十分に混合・攪拌を行い、70〜90℃に加熱した後、アーカード2HT−75を少しずつ滴下していく。またアーカード2HT−75は水に溶解し水溶液として用いても良い。アーカード2HT−75を滴下した後、70〜90℃で60分攪拌し十分に反応を行なう。反応の終点確認としては濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点として、造塩化合物が得られたことと判断できる。攪拌しながら室温まで放冷した後、吸引濾過を行い、水洗後、濾紙上に残った造塩化合物を乾燥機にて水分を除去して乾燥して、C.I.アシッドレッド52とジアルキル(アルキルがC14〜C18)ジメチルアンモニウムクロライドとの造塩化合物であるキサンテン系染料(A−1)を得た。
下記の手順でC.I.アシッドレッド52とジステアリルジメチルアンモニウムクロライド(コータミンD86P)(カチオン部分の分子量が550)とからなるキサンテン系染料(A−2)を作製した。
7〜15モル%の水酸化ナトリウム溶液中に、C.I.アシッドレッド289を溶解させ十分に混合・攪拌を行い、70〜90℃に加熱した後、コータミンD86Pを少しずつ滴下していく。またコータミンD86Pは水に溶解し水溶液として用いても良い。コータミンD86Pを滴下した後、70〜90℃で60分攪拌し十分に反応を行なう。反応の終点確認としては濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点として、造塩化合物が得られたことと判断できる。攪拌しながら室温まで放冷した後、吸引濾過を行い、水洗後、濾紙上に残った造塩化合物を乾燥機にて水分を除去して乾燥して、C.I.アシッドレッド52とジステアリルジメチルアンモニウムクロライドとの造塩化合物であるキサンテン系染料(A−2)を得た。
特開平6−194828号公報の記載に基づき、C.I.アシッドレッド52を常法によりスルホニルクロリド化後、ジオキサン中で理論当量の2−エチルへキシルアミンと反応させてC.I.アシッドレッド52のスルホン酸アミド化合物であるキサンテン系染料(A−3)を得た。
用いた有機化合物(B)の構造は表1〜表10記載の化合物である。
(青色顔料分散体(P−1))
C.I.ピグメントブルー15:6(PB15:6)(東洋インキ製造株式会社製「LIONOL BLUE ES」を11.0部、アクリル樹脂溶液を35.0部、樹脂型分散剤溶液を5部、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 49部を均一に撹拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で3時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、PB15:6の青色顔料分散体(P−1)を作製した。
C.I.ピグメントブルー15:6をC.I.ピグメントバイオレット23(PV23)(東洋インキ製造株式会社製「LIONOGEN VIOLET RL」に変更した他は、青色顔料分散体(P−1)と同一作製法にて、PV23の紫色顔料分散体(P−2)を作製した。
C.I.ピグメントブルー15:6をC.I.ピグメントレッド254(PR254)(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IRGAPHOR RED B−CF」)に変更した他は、青色顔料分散体(P−1)と同一作製法にて、PR254の赤色顔料分散体(P−3)を作製した。
C.I.ピグメントブルー15:6をC.I.ピグメントレッド177(PR177)(BASF社製「A2B」)に変更した他は、青色顔料分散体(P−1)と同一作製法にて、PR177の赤色顔料分散体(P−4)を作製した。
C.I.ピグメントブルー15:6をC.I.ピグメントグリーン58(PG58)(大日本インキ株式会社製「A110」)に変更した他は、青色顔料分散体(P−1)と同一作製法にて、PG58の緑色顔料分散体(P−4)を作製した。
C.I.ピグメントブルー15:6をC.I.ピグメントイエロー150(PY150)(ランクセス社製「E4GN」)に変更した他は、青色顔料分散体(P−1)と同一作製法にて、PY150の黄色顔料分散体(P−5)を作製した。
C.I.ピグメントブルー15:6をC.I.ピグメントレッド242(PY242)(Clariant 社製「SandorinScarlet4RF」)に変更した他は、青色顔料分散体(P−1)と同一作製法にて、PY242の橙色顔料分散体(P−7)を作製した。
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過し、緑色感光性着色組成物(RG−1)を作製した。
顔料分散体(P−5) :31.8部
顔料分散体(P−6) :18.2部
アクリル樹脂溶液 : 7.5部
光重合性単量体 : 2.0部
(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
光重合開始剤 : 1.5部
(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(チバ・ジャパン社製「イルガキュア907」))
有機溶剤 :39.0部
(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(染料含有樹脂溶液(DA−1))
下記組成にて、各混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で2時間分散し、さらに、5.0μmのフィルタで濾過し染料含有樹脂溶液(DA−1)を作製した。
キサンテン系染料(A−1) : 3.0部
アクリル樹脂溶液 :57.5部
有機化合物(B−1): : 0.5部
シクロヘキサノン :39.0部
(染料含有樹脂溶液(DA−2〜52))
以下、表11に示すように、組成、配合量を変えた以外は染料含有樹脂溶液(DA−1)と同様にして染料含有樹脂溶液(DA−2〜52)を得た。なお有機化合物(B)の構造は、表1〜表10記載の化合物である。
ただし、実施例1〜49は参考例である。
得られた染料含有樹脂溶液(DA−1〜52)について、コントラスト比に関する評価を下記の方法で行った。結果は表3に示す。
染料含有樹脂溶液(DA−1〜52)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、乾燥塗膜の膜厚が1.2μmになるように塗布し、オーブンにて230℃で20分焼成し塗布基板を作製した。得られた塗布基板を用いてコントラスト比(CR)の測定を行った。
判定基準は以下の通りである。評価結果において、○は良好な結果であり、△は若干問題があるものの使用上問題ないレベル、×は使用不適に相当する。
○:10000以上
△:7000以上10000未満
×:7000未満
(青色感光性着色組成物(RB−1))
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過し、青色感光性着色組成物(RB−1)を作製した。
顔料分散体(P−1) :40.0部
染料含有樹脂溶液(DA−1) :10.0部
アクリル樹脂溶液 : 7.5部
光重合性単量体 : 2.0部
(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
光重合開始剤 : 1.5部
(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(チバ・ジャパン社製「イルガキュア907」))
有機溶剤 :39.0部
(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(青色感光性着色組成物(RB−2〜14))
染料含有樹脂溶液の種類を表13に示すように変更した以外は、青色感光性着色組成物(RB−1)と同様にして、青色感光性着色組成物(RB−2〜14)を作製した。ここで顔料分散体、染料含有樹脂溶液の配合量(重量部)は、いずれも塗布基板を作製した際に、230℃での焼成後、C光源でx=0.150、y=0.060の色度に合うように、比率を選定した。また、顔料分散体および染料含有樹脂溶液の合計含有量はすべて50.0部である。
ただし、実施例50〜53、56、62は参考例である。
(赤色感光性着色組成物(RR−1))
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過し、赤色感光性着色組成物(RR−1)を作製した。
顔料分散体(P−3) :35.0部
染料含有樹脂溶液(DA−13) :15.0部
アクリル樹脂溶液 : 7.5部
光重合性単量体 : 2.0部
(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
光重合開始剤 : 1.5部
(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(チバ・ジャパン社製「イルガキュア907」))
有機溶剤 :39.0部
(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
(赤色感光性着色組成物(RR−2〜47))
顔料分散体、染料含有樹脂溶液の種類を表14に示すように変更した以外は、赤色感光性着色組成物(RR−1)と同様にして、赤色感光性着色組成物(RR−2〜47)を作製した。ここで顔料分散体、染料含有樹脂溶液の配合量(重量部)は、いずれも塗布基板を作製した際に、230℃での焼成後、C光源でx=0.645、y=0.323の色度に合うように、比率を選定した。また、顔料分散体および染料含有樹脂溶液の合計含有量はすべて50.0部である。
得られた感光性着色組成物(RB−1〜14、RR−1〜47)について、明度(分光透過率 )およびコントラスト比(CR)に関する評価を下記の方法で行った。結果は表13、14に 示す。
各青色感光性着色組成物もしくは赤色感光性着色組成物をスピンコーターにて100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に塗布し、50mJ/cm2の露光量で紫外線により露光した後、23℃の0.2重量%の炭酸ナトリウム水溶液にて30秒間スプレー現像し、オーブンにて230℃で30分焼成し、得られた感光性着色組成物の塗布基板を得た。得られた塗布基板を用いて、明度(分光透過率)を測定した。なお、青色感光性着色組成物による青色塗膜は、230℃での焼成後で、C光源においてx=0.150、y=0.060の色度に合うように塗布した。また、同様の方法により、赤色感光性着色組成物による赤色塗膜は、230℃での焼成後で、C光源においてx=0.645、y=0.323の色度に合うように塗布した。
なお、XYZ表色系色度図における明度(分光透過率)の測定は、分光光度計(OTSUKA LCF―1100M)を用いて行った。
判定基準は以下の通りである。評価結果において、○は良好な結果であり、△は若干問題があるものの使用上問題ないレベルに相当する。
青色感光性着色組成物
○;11.8以上
△;11.5以上11.8未満
×;11.5未満
赤色感光性着色組成物
○:20.4以上
△:20.0以上20.4未満
×:20.0未満
明度測定に用いた塗布基板と同じ基板を用いてコントラスト比(CR)の測定を行った。
判定基準は以下の通りである。評価結果において、○は良好な結果であり、△は若干問題があるものの使用上問題ないレベルに相当する。
青色感光性着色組成物
○:11000以上
△:8000以上11000未満
×:8000未満
赤色感光性着色組成物
○:22000以上
△:20000以上22000未満
×:20000未満
(カラーフィルタ(CF−1))
ガラス基板上にブラックマトリクスをパターン加工し、該基板上にスピンコーターで赤色感光性着色組成物(RR−12)を塗布し着色被膜を形成した。該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて150mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで0.2重量%の炭酸ナトリウム水溶液からなるアルカリ現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を220℃で20分加熱して、赤色フィルタセグメントを形成した。ここで、赤色フィルタセグメントは、220℃での熱処理後で、C光源において(以下、緑色、青色にも用いる)x=0.645、y=0.323の色度に合うようにした。また、同様の方法により、緑色フィルタセグメントは、緑色感光性着色組成物(RG−1)を用いてx=0.290、y=0.600の色度に合うようにし、青色フィルタセグメントは、本発明の青色感光性着色組成物(RB―1)を用いてx=0.150、y=0.060の色度に合うようにし、各フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタ(CF−1)を得た。
(カラーフィルタ(CF−2〜40))
以下、表15に示す赤色感光性着色組成物および青色感光性着色組成物の組み合わせへ変更した以外は、カラーフィルタ(CF−1)と同様にしてカラーフィルタ(CF−2〜40)を得た。
ただし、実施例107〜110は参考例である。
得られたカラーフィルタについて、明度(分光透過率)およびコントラスト比に関する評価を 下記の方法で行った。結果は表15に示す。
XYZ表色系色度図における明度(分光透過率)の測定は、分光光度計(OTSUKA LCF―1100M)を用いて行った。
判定基準は以下の通りである。評価結果において、○は良好な結果であり、△は若干問題があるものの使用上問題ないレベルに相当する。
○;28.80以上
△;28.60以上28.80未満
×;28.60未満
判定基準は以下の通りである。評価結果において、○は良好な結果であり、△は若干問題があるものの使用上問題ないレベルに相当する。
○;18000以上
△;16500以上18000未満
×;16500未満
Claims (4)
- キサンテン系染料(A)、有機顔料骨格またはアミノベンゼン骨格と塩基性官能基とを有する有機化合物(B)、バインダー樹脂(C)及び有機顔料(D)を含み、前記有機顔料骨格が、フタロシアニン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ジオキサジン系顔料、アゾ系顔料、アントラキノン系顔料、ジアントラキノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、およびキノフタロン系顔料からなる群から選択されるいずれかであり、前記塩基性官能基が、下記一般式(1)〜(3)に示すいずれかであり、キサンテン系染料(A)と有機化合物(B)との重量比(B/A)が、0.05〜2.0であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。(ただし、前記カラーフィルタ用着色組成物の前記有機顔料(D)が青色顔料であり、かつ前記有機化合物(B)がフタロシアニン骨格のアミン化合物を有する有機化合物であるカラーフィルタ用青色着色組成物、または前記カラーフィルタ用着色組成物の前記有機顔料(D)が赤色顔料であり、かつ前記有機化合物(B)が有機顔料骨格と下記一般式(51)〜(53)で表される塩基性官能基とを有する有機化合物であるカラーフィルタ用赤色着色組成物を除く。)
一般式(1):
一般式(2):
一般式(3):
〔一般式(1)〜(3)中、Xは、−SO2−、−CO−、−CH2−、
−CH2NHCOCH2−、−CH2NHSO2CH2−、−CONHC6H10−、又は直接結合であり、
Y0は、−NH−、−O−、又は直接結合であり、
nは、1〜10の整数であり、
Y1は、−NH−、−NR9−Z−NR10−、又は直接結合であり、
R9、及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜36のアルキル基、炭素数2〜36のアルケニル基、又はフェニル基であり、
Zは、炭素数1〜20のアルキレン基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
Wは、炭素数1〜20のアルキレン基、−CONHC6H10−、又は直接結合であり、
R1、及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基であり(ただし、R1とR2とが、一体となって複素環、もしくは更なる窒素、酸素、若しくは硫黄原子を含んで一体となって複素環を形成してもよい。)、
R3、R4、R5、及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R7は、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数2〜20のアルケニル基であり、
R8は、一般式(1)で示される置換基、又は一般式(2)で示される置換基であり、
Qは、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシル基、一般式(1)で示される置換基、又は一般式(2)で示される置換基を表す。〕
一般式(51):
一般式(52):
一般式(53):
〔一般式(51)〜(53)中、X 1 は、−SO 2 −、−CH 2 NHSO 2 CH 2 −であり、
Y 2 は、−NH−、−O−、又は直接結合であり、
nは、1〜10の整数であり、
Y 3 は、−NH−、−NR 19 −Z 1 −NR 20 −、又は直接結合であり、
R 19 、及びR 20 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜36のアルキル基、炭素数2〜36のアルケニル基、又はフェニル基であり、
Z 1 は、炭素数1〜20のアルキレン基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R 11 、及びR 12 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、又はR 11 とR 12 とが一体となって更なる窒素、酸素、若しくは硫黄原子を含む複素環であり、
R 13 、R 14 、R 15 、及びR 16 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、又は炭素数6〜20のアリーレン基であり、
R 17 は、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数2〜20のアルケニル基であり、
R 18 は、一般式(51)で示される置換基、又は一般式(52)で示される置換基であり、
Q 1 は、水酸基、炭素数1〜20のアルコキシル基、一般式(51)で示される置換基、又は一般式(52)で示される置換基を表す。〕 - キサンテン系染料(A)が、キサンテン系酸性染料の造塩化合物および/またはキサンテン系酸性染料のスルホン酸アミド化合物であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ用着色組成物。
- キサンテン系染料(A)が、ローダミン系染料であることを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
- 基板上に、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
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