JP5817028B2 - 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
近年においては、カラー撮像管素子に用いられるカラーフィルタにおいても高透過率、すなわち明度や、高い信頼性といった要求が高まっている。
よってカラーフィルタの着色剤としては耐熱性や耐光性に優れる顔料が用いられ、製造方法としては形成方法の精度や安定性から顔料分散法を用いる場合が多かった。
また、R7は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。]
また、R18は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。
R14〜R17は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、カルボキシル基、置換もしくは無置換のスルホアミド基、置換もしくは無置換の複素環状残基、−S−R19、−O−R19、または、−COO−R19、を表わす。
また、R19は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。]
また、本発明は、さらに樹脂型分散剤を含有す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。
また、本発明は、さらに光重合性単量体および/または光重合開始剤を含有することを特徴とする請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。
本発明の着色剤は、一般式(1)で表されるキノフタロン色素[A1]および一般式(2)で表される色素[A2]を含有する。
一般式(1)で表わされるキノフタロン色素[A1]は、色素骨格内にあるナフタレン骨格起因により、高い吸光度を持つ。このため、カラーフィルタ用着色組成物として使用した場合、着色力が非常に高く、また、透過率も高いため明度も良好であるが、蛍光が大きく発光してしまうために、コントラスト比が低い。
一方、一般式(2)で表わされるキノフタロン色素[A2]は、蛍光はほとんど発光しないものの、着色力が低いという問題がある。
しかし、このようなキノフタロン色素[A1]と、キノフタロン色素[A2]とを共に用いた場合には、キノフタロン色素[A1]から発光する蛍光を、キノフタロン色素[A2]を用いて消光することが可能となり、蛍光発光を大きく抑制することができるため、コントラスト比に優れ、かつ着色力も高いカラーフィルタ用着色組成物とすることができるものとなる。
キノフタロン色素[A1]は、一般式(1)で表される構造を有するキノフタロン色素である。
また、R7は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。]
キノフタロン色素[A2]は、一般式(2)で表される構造を有するキノフタロン色素である。
このキノフタロン色素[A2]を含有する事で、キノフタロン色素[A1]の蛍光を抑えることができるため、コントラスト比の高いカラーフィルタ用フィルタセグメントの形成が可能となる。
また、R18は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。
R14〜R17は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、カルボキシル基、置換もしくは無置換のスルホアミド基、置換もしくは無置換の複素環状残基、−S−R19、−O−R19、または、−COO−R19、を表わす。
また、R19は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。]
R8〜R19における置換もしくは無置換基のアルケニル基としては、R1〜R7における置換もしくは、無置換のアルケニル基と同一である。
R8〜R19における置換もしくは無置換基のアリール基としては、R1〜R7における置換もしくは無置換のアリール基と同一である。
R14〜R17における置換もしくは無置換の複素環状残基としては、5員環、6員環の複素環状残基が上げられる。例として、5員環としてはオキサゾリン、オキサジアゾール、イミダゾリン、チアジアゾール等が挙げられる。6員環としては、ピリジン、キノリン等を挙げることが出来る。
本発明の着色組成物は、特定キノフタロン色素[A]以外に、さらにその他の着色剤として、顔料、特定キノフタロン色素[A]以外の染料を含有しても良い。なかでも、耐性(耐熱性、耐溶剤性、耐光性)の観点から顔料を用いることが好ましい。
緑色フィルタセグメントを形成する場合の緑色着色剤は、以下に述べる緑色顔料および/または青色顔料および/または黄色顔料と、本発明のキノフタロン色素[A1]およびキノフタロン色素[A2]とからなるものであることが好ましい。
併用可能な緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン7、10、36、37、および58等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。併用する緑色顔料で好ましいものは、コントラスト、明度の観点からC.I.ピグメントグリーン36、58が挙げられる。
併用可能な青色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79、または一般式(3)で表されるフタロシアニン色素(以下、「特定フタロシアニン色素」と称すことがある)などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、高コントラスト比、高明度を得る観点から、好ましくは一般式(3)で表されるフタロシアニン色素、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、または15:6であり、更に好ましくは一般式(3)で表されるフタロシアニン色素、またはC.I.ピグメントブルー15:6である。
R97およびR98は、それぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、または−OR99を表し、R97とR98とが互いに結合して環を形成しても良い。
R99は、置換基を有してもよいアルキル基、または置換基を有してもよいアリール基である。]
また緑色着色剤は、さらに黄色顔料を併用してもよい。併用可能な黄色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、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、198、199、213、214、218、219、220、221、または一般式(4)で表されるキノフタロン顔料[B]等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。併用する黄色顔料で好ましいものは、明度、コントラストの観点から一般式(4)で表されるキノフタロン顔料[B]、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、または185が挙げられる。
R19〜R22、および/または、R28〜R31の隣接した基は、一体となって、置換基を有してもよい芳香環を形成する。]
本発明で使用されるキノフタロン顔料[B]は、例えば、特許公報2930774号記載の方法によって製造することができる。以下、一般式(4)で表されるキノフタロン顔料[B]の一般的な製造法について述べる。下記一般式(5)で表される8−アミノキナルジン1当量に対して、下記一般式(6)で表される無水フタル酸2〜3当量を、安息香酸中、窒素雰囲気下、160〜200℃で加熱して縮合反応させる。反応させる際、反応混合物が160〜200℃に達する前に、140〜160℃で1〜3時間保持しておくことで、2段階工程で、無水フタル酸の縮合を進行させることができる。
キノフタロン顔料[B]の製造方法はこれらの方法に限定されるものではない。
[黄色顔料]
黄色フィルタセグメントを形成する場合は、特定キノフタロン色素[A]に加えて、「緑色フィルタセグメントを形成する着色剤」で既に述べた黄色顔料を使用する事が出来る。中でも、C.I.ピグメント イエロー138、139、150、185、一般式(4)で表されるキノフタロン顔料を用いることが好ましい。
[赤色顔料]
赤色フィルタセグメントを形成する場合の赤色着色剤は、以下に述べる赤色顔料と本発明のキノフタロン色素とからなるものである。
また、キサンテン系、アゾ系、ジスアゾ系、アントラキノン系などの赤色染料も使用できる。具体的には、C.I.アシッドレッド52、87、92、289、388などのキサンテン系酸性染料の造塩化合物等が挙げられる。
また赤色着色剤はさらに黄色顔料、橙色顔料を併用しても良い。黄色顔料、橙色顔料としては、以下のものを併用してもよい。中でも、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、185、または一般式(4)で表されるキノフタロン顔料を用いることが好ましい。
本発明の着色組成物に顔料を併用する場合、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TEM(透過型電子顕微鏡)により求められる平均一次粒子径は5〜90nmの範囲であることが好ましい。5nmよりも小さくなると有機溶剤中への分散が困難になり、90nmよりも大きくなると十分なコントラスト比を得ることができない場合がある。このような理由から、より好ましい平均一次粒子径は10〜70nmの範囲である。
本発明の着色組成物に含まれるバインダー樹脂は、着色剤を分散するもの、もしくは染色、浸透させるものであって、従来公知の熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂等が挙げられる。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分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であることが好ましい。また、バインダー樹脂は、キノフタロン系色素[A1]と化学的相互作用を及ぼすことにより、蛍光を消光することによるコントラスト比の向上効果があるために好ましい。
特に側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂をアルカリ現像型着色レジスト材に用いることで、活性エネルギー線で露光し塗膜を形成する際に、樹脂が3次元架橋されることで着色剤が固定され、耐熱性が良好になり、着色剤の熱による退色(明度低下)を抑制できる。また、現像工程においても着色剤成分の凝集・析出を抑制する効果もある。
あるいは、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、またはアクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド類、スチレン、またはα−メチルスチレン等のスチレン類、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、またはイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、酢酸ビニル、またはプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類が挙げられる。
本発明の着色組成物には、着色剤を充分に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。有機溶剤は、着色組成物の塗布性が良好であることに加え、着色組成物各成分の溶解性、さらには安全性を考慮して選定される。
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。
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、またはミヒラーケトン誘導体、ビイミダゾール誘導体、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',または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。
また、本発明の着色組成物には、溶存している酸素を還元する働きのあるアミン系化合物を含有させることができる。
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また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、アミン系化合物、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。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。上記硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物およびその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。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。上記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂100重量部に対し、0.01〜15重量部が好ましい。
本発明の着色組成物には、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。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、本発明のキノフタロン色素を含む着色剤を、前記バインダー樹脂と、必要に応じて溶剤とからなる着色剤担体中に、好ましくは色素誘導体などの分散助剤と一緒に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、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。また、本発明のキノフタロン色素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、適宜、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を含有してもよい。分散助剤は、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は、明度および粘度安定性が良好になる。また、顔料を着色剤担体中に分散する場合だけでなく、キノフタロン色素[A1]溶液に樹脂型分散剤、色素誘導体を含むことで、キノフタロン系色素と樹脂型分散剤または色素誘導体が化学的相互作用を及ぼすことにより、キノフタロン色素[A1]の蛍光を消光することによるコントラスト比の向上効果があるために好ましい。
色素誘導体としては、有機顔料、アントラキノン、アクリドンまたはトリアジンに、塩基性置換基、酸性置換基、または置換基を有していても良いフタルイミドメチル基を導入した化合物があげられ、例えば、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、特開2001−335717号公報、特開2003−128669号公報、特開2004−091497号公報、特開2007−156395号公報、特開2008−094873号公報、特開2008−094986号公報、特開2008−095007号公報、特開2008−195916号公報、特許第4585781号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。色素誘導体を使用する場合、明度の観点から、キノフタロン骨格を有するものが好ましい。また、蛍光消光という観点からは、アントラキノン骨格や、アクリドン骨格、フタロシアニン骨格を有するものが好ましい。さらに、置換基としてスルホンアミドを有するものが好ましい。
樹脂型分散剤は、着色剤に吸着する性質を有する着色剤親和性部位と、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の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。また、樹脂型分散剤を用いることでキノフタロン色素[A1]の蛍光をさらに消光させる働きもある。これは、樹脂型分散剤がキノフタロン色素[A1]に吸着することにより、キノフタロン色素[A1]のみの場合に起こる光反応を阻害することで蛍光の発光を抑制することができ、その結果、コントラスト比を増加させることができる。さらに、樹脂型分散剤の構造中に、蛍光消光の観点から芳香環を含有することが好ましい。とくに、芳香環をより多く含むことがさらに好ましい。
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。
本発明の着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタやメンブレンフィルタによる濾過等の手段にて、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。このように着色組成物は、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0.3μm以下であることが好ましい。
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、基板上に、本発明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備えるものであり、例えば、ブラックマトリックスと、赤色、緑色、青色のフィルタセグメントとを備えることができる。前記フィルタセグメントは、さらにマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、および黄色フィルタセグメントを具備するものであってもよい。
また、キサンテン系、アゾ系、ジスアゾ系、アントラキノン系などの赤色染料も使用できる。具体的には、C.I.アシッドレッド52、87、92、289、338などのキサンテン系酸性染料の造塩化合物等が挙げられる。
また、その他のキノフタロン系、アゾ系、ジスアゾ系、メチン系などの橙色染料および/または黄色染料も使用できる。
また、その他のキノフタロン系、アゾ系、ジスアゾ系、メチン系などの黄色染料も使用できる。
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、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。
顔料の平均一次粒子径は、透過型(TEM)電子顕微鏡を使用して、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測定した。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、平均をその顔料一次粒子の粒径とした。次に、100個以上の顔料粒子について、それぞれの粒子の体積(重量)を、求めた粒径の立方体と近似して求め、体積平均粒径を平均一次粒子径とした。
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塗膜を通過し、もう一方の偏光板に到達する。この際、偏光板と偏光板の偏光面が並行であれば、光は偏光板を透過するが、偏光面が直交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塗膜を通過する際に、着色剤粒子によって散乱等が起こり、偏光面の一部にずれが生じると、偏光板が並行のときは透過する光量が減り、偏光板が直交のときは一部光が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、偏光板が並行の際の輝度と、直交の際の輝度との比を、コントラスト比として算出した。
(コントラスト比)=(並行のときの輝度)/(直交のときの輝度)
従って、塗膜中の着色剤により散乱が起こると、直交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。測定に際しては、測定部分に1cm角の孔を開けた黒色マスクを介して測定した。
キノフタロン色素(A1−1)と同様の方法で、対応する2−メチルキノリン類とナフタレンカルボン酸無水物を反応して、キノフタロン色素(A1−3〜14)を得た。生成物は、質量分析装置(TOF−MS:ブルカー・ダルトニクス社製 autoflexII)で化合物の同定を行ない、目的物であることを確認した。
キノフタロン色素(A2−1)と同様の方法で、対応する2−メチルキノリン類と無水フタル酸類を反応して、キノフタロン色素(A2−3〜16)を得た。質量分析装置(TOF−MS:ブルカー・ダルトニクス社製 autoflexII)で化合物の同定を行ない、目的物であることを確認した。
(アクリル樹脂溶液1)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン196部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管より、ベンジルメタクリレート37.2部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート12.9部、メタクリル酸12.0部、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(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)20.7部、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.1部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、アクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部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質量%になるようにPGMACを添加してアクリル樹脂溶液1(樹脂溶液 1)を得た。重量平均分子量(Mw)は26000であった。
温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管および撹拌装置を備えたセパラブル4口フラスコにシクロヘキサノン370部を仕込み、80℃に昇温し、フラスコ内を窒素置換した後、滴下管より、グリシジルメタクリレート18.2部、メタクリル酸メチル53部、および2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.0部の混合物を2時間かけて滴下した。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1.0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時間反応を続けた。次に、容器内を空気置換に替え、アクリル酸9.3部(グリシジル基の当量)にトリスジメチルアミノフェノール0.5部およびハイドロキノン0.1部を上記容器内に投入し、120℃で6時間反応を続け固形分酸価0.5となったところで反応を終了し、アクリル樹脂の溶液を得た。更に、引き続きテトラヒドロ無水フタル酸19.5部(生成した水酸基の当量)、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で3.5時間反応させアクリル樹脂の溶液を得た。
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PGMACを添加してアクリル樹脂溶液2(樹脂溶液 2)を得た。重量平均分子量(Mw)は19000であった。
(樹脂型分散剤溶液1)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルメタクリレート80部とベンジルメタクリレート120部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱して、3‐メルカプト‐1,2‐プロパンジオール12部に、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を溶解した溶液を添加して、10時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認した。ピロメリット酸無水物30部、シクロヘキサノン242部、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン0.40部を追加し、120℃で7時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了し樹脂型分散剤1を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2部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質量%になるようにシクロヘキサノンを添加して樹脂型分散剤溶液1(分散剤 1)を調製した。重量平均分子量(Mw)は9500であった。
樹脂型分散剤(ビッグケミー社製「BYK−LPN6919」)をPGMACで希釈し、不揮発分が20重量%の樹脂型分散剤溶液2(分散剤 2)を調整した。
(キノフタロン顔料(B−1)の製造)
まず始めに、特開2008−81566号公報に記載の合成方法に従い、化合物(1)を得た。
まず始めに、キノフタロン顔料(B−1)を原料として、特開2008−81566号公報に記載の合成方法に従い、化合物(1)の合成と同様の方法で、化合物(2)を得た。
(アルミニウムフタロシアニン顔料(C−1))
反応容器中でn−アミルアルコール1250部に、フタロジニトリル225部、塩化アルミニウム無水物78部を添加し、攪拌した。これに、DBU(1,8−Diazabicyclo[5.4.0]undec−7−ene)266部を加え、昇温し、136℃で5時間還流させた。攪拌したまま30℃まで冷却した反応溶液を、メタノール5000部、水10000部の混合溶媒中へ、攪拌下注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過し、メタノール2000部、水4000部の混合溶媒で洗浄し、乾燥して、135部のクロロアルミニウムフタロシアニンを得た。さらに、反応容器中でクロロアルミニウムフタロシアニン100部をゆっくり濃硫酸1200部に、室温にて加えた。40℃、3時間撹拌して、3℃の冷水24000部に硫酸溶液を注入した。青色の析出物をろ過、水洗、乾燥して、下記式(53)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料(C−1)を102部得た。
反応容器中でメタノール1000部に、式(53)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料(C−1)を100部とリン酸ジフェニルを49.5部とを加え、40℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(54)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料(C−2)114部を得た。
反応容器中でメタノール1000部に、式(53)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料(C−1)を100部と、ジフェニルホスフィン酸を43.2部とを加え、40℃に加熱し、8時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式(55)で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料(C−3)112部を得た。
(黄色着色剤(PY−1))
キノフタロン顔料(B−1)100部、塩化ナトリウム1200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(井上製作所社製)に仕込み、60℃で6時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、98部の黄色着色剤(PY−1)を得た。平均一次粒子径は31.3nmであった。
キノフタロン顔料(B−2)40部、C.I.ピグメントイエロー138(BASF社製「パリオトールイエローK0960−HD」)60部、塩化ナトリウム1200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(井上製作所社製)に仕込み、60℃で8時間混練した。次に、この混練物を温水に投入し、約70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状として、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、黄色着色剤(PY−2)97部を得た。平均一次粒子径は36.8nmであった。
C.I.ピグメントイエロー138(BASF社製商品名パリオトールイエローK0961HD)を100部、塩化ナトリウム1200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、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、黄色着色剤(PY−3)98部を得た。平均一次粒子径は35.5nmであった。
金属錯体系黄色顔料C.I.ピグメントイエロー150(ランクセス社「E4GN」)500部、塩化ナトリウム2500部、およびジエチレングリコール250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、100℃で6時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、黄色着色剤(PY−4)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は28.3nmであった。
イソインドリン系黄色顔料C.I.ピグメントイエロー139(BASF社製「パリオトールイエローD1819」)500部、塩化ナトリウム2500部、およびジエチレングリコール250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、100℃で6時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、黄色着色剤(PY−5)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は29.3nmであった。
緑色顔料C.I.ピグメントグリーン58(DIC株式会社製「ファーストゲーングリーンA110」)500部、塩化ナトリウム1500部、およびジエチレングリコール250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、120℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、緑色着色剤(PG−1)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は25.2nmであった。
緑色顔料C.I.ピグメントグリーン36(東洋インキ製造社製「リオノールグリーン 6YK」)500部、塩化ナトリウム2500部、およびジエチレングリコール:250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、100℃で2時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、490部の緑色着色剤(PG−2)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は26.6nmであった。
緑色顔料(C.I.ピグメントグリーン7、東洋インキ製造社製「リオノールグリーン Y−101」)500部、塩化ナトリウム1500部、およびジエチレングリコール250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、120℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、緑色着色剤(PG−3)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は33.1nmであった。
赤色顔料(C.I.ピグメントレッド177、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製「クロモフタールレッドA2B」)500部、塩化ナトリウム1500部、およびジエチレングリコール250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、120℃で8時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、赤色着色剤(PR−1)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は28.3nmであった。
アルミニウムフタロシアニン顔料(C−1)100部、塩化ナトリウム1200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、70℃で6時間混練した。この混練物を3000部の温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間撹拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、青色着色剤(PB−1)を得た。平均一次粒子径は30.4nmであった。
アルミニウムフタロシアニン顔料(C−1)をアルミニウムフタロシアニン顔料(C−2)に変えた以外は、青色着色剤(PB−1)と同様のソルトミリング処理法で、青色着色剤(PB−2)を得た。平均一次粒子径は31.2nmであった。
アルミニウムフタロシアニン顔料(C−1)をアルミニウムフタロシアニン顔料(C−3)に変えた以外は、青色着色剤(PB−1)と同様のソルトミリング処理法で、青色着色剤(PB−3)を得た。平均一次粒子径は29.5nmであった。
青色顔料(C.I.ピグメントブルー15:6、BASF社製「ヘリオゲンブルーL−6700F」)500部、塩化ナトリウム2500部、およびジエチレングリコール250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、100℃で2時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、490部の青色着色剤(PB−4)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は26.6nmであった。
α型銅フタロシアニン系シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:1、東洋インキ製造社製「リオノールブルー 7120−V」)を500部、塩化ナトリウム:2500部、およびジエチレングリコール:250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、100℃で2時間混練した。次に、この混練物を5リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、80℃で一昼夜乾燥し、490部の青色着色剤(PB−5)を得た。得られた顔料の体積平均一次粒子径は35.2nmであった。
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mm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」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、緑色着色組成物(DG−1)を得た。
緑色着色剤(PG−1) 10.0部
樹脂型分散剤溶液2 10.0部
アクリル樹脂溶液1 40.0部
PGMAC 40.0部
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mm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」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、赤色着色組成物(DR−1)を得た。
赤色着色剤(PR−1) 3.3部
赤色着色剤(ピグメントレッド254) 6.7部
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「IRGAPHOR RED B−CF」
樹脂型分散剤溶液2 10.0部
アクリル樹脂溶液1 40.0部
PGMAC 40.0部
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(RG−1)を作製した。
着色組成物(DG−1) 60.0部
アクリル樹脂溶液1 15.0部
(樹脂溶液 1)
光重合性単量体A 3.0部
(東亞合成株式会社製「アロニクスM402」)
光重合開始剤 1.6部
(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー379」)
シクロヘキサノン 20.4部
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(RR−1)を作製した。
着色組成物(DR−1) 60.0部
アクリル樹脂溶液1 15.0部
(樹脂溶液 1)
光重合性単量体A 3.0部
(東亞合成株式会社製「アロニクスM402」)
光重合開始剤 1.6部
(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー379」)
シクロヘキサノン 20.4部
(着色組成物(P−1))
下記の成分からなる混合物を50℃で加温しながら、均一になるように0.5時間攪拌した。その後、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0.5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、着色組成物(P−1)を作製した。
キノフタロン色素(A1−1) 5.0部
キノフタロン色素(A2−1) 5.0部
アクリル樹脂溶液1 50.0部
(樹脂溶液 1)
シクロヘキサノン 40.0部
(アノン)
(着色組成物(P−2〜24およびP−46、47))
キノフタロン色素、樹脂型分散剤溶液、アクリル樹脂溶液、溶剤の種類、配合量(重量部)を表3のように変更した以外は着色組成物(P−1)と同様にして、着色組成物(P−2〜24)および着色組成物(P−46、47)を作製した。なお、着色剤を併用している場合には、着色剤の合計量は全ての着色組成物において10部である。
有機溶剤
・アノン:シクロヘキサノン
(着色組成物(P−25))
下記の成分からなる混合物を均一になるように50℃で加温しながら攪拌混合した後、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5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、着色組成物22(P−22)を作製した。
キノフタロン色素(A1−1) 2.5部
キノフタロン色素(A2−1) 2.5部
黄色着色剤(PY−1) 5.0部
樹脂型分散剤溶液1 10.0部
(分散剤 1)
アクリル樹脂溶液1 40.0部
(樹脂溶液 1)
シクロヘキサノン 40.0部
(着色組成物(P−26〜45およびP−48〜53))
キノフタロン色素、顔料、樹脂型分散剤溶液、アクリル樹脂溶液、溶剤の種類、配合量(重量部)を表4のように変更した以外は着色組成物(P−25)と同様にして、着色組成物(P−26〜45)および着色組成物(P−48〜53)を作製した。なお、着色剤を併用している場合には、着色剤の合計量は全ての着色組成物において10.0部である。
有機溶剤
・アノン:シクロヘキサノン
着色組成物(P−1〜53)についてコントラスト比、着色力の評価を下記の方法で行った。結果は表5に示す。
得られた着色組成物(P−1〜53)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、次に70℃で20分乾燥し、放冷することで塗膜基板を作製した。得られた塗布基板の初期コントラスト比(初期CR)を測定した。この際、表面形状測定装置「Dektak8(Veeco社製)」を用いて測定した膜厚が1μmに合うようにスピンコーターの塗布条件を調整して、塗膜を作製した。
得られた着色組成物(P−1〜32及び、P−34〜53)と、緑色着色組成物(DG−1)とを混合して、緑色着色組成物を作製した。なお、着色組成物(P−1〜32及び、P−34〜53)と緑色着色組成物(DG−1)の配合比率は、いずれも塗布基板を作製した際に、C光源でx=0.290、y=0.600の色度に合うように、比率を選定した。つぎに、得られた混合着色組成物を、スピンコーターを用いて、C光源でy=0.600になるように塗布し、次に70℃で20分乾燥することにより塗布基板を得た。得られた塗布基板の膜厚の測定結果により着色力を評価した。得られた塗膜の膜厚の測定は、表面形状測定装置「Dektak8(Veeco社製)」を用いて行った。結果は下記の基準によって判断した。目的の色度を与える膜厚が小さいほど、着色力が大きいことを示しており、優れていると言える。
◎:2.40未満[μm]
○:2.40以上2.56未満[μm]
×:2.56以上[μm]
◎:1.52未満[μm]
○:1.52以上1.60未満[μm]
×:1.60以上[μm]
また、実施例3(着色組成物(P−3))と、実施例6、7(着色組成物(P−6、7))を比較すると、樹脂型分散剤を含む着色組成物(P−6、7)の方がコントラスト比の観点でさらに良好であった。
(感光性着色組成物(R−1))
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、1μmのフィルタで濾過して感光性着色組成物(R−1)を作製した。
着色組成物(P−1) 60.0部
アクリル樹脂溶液1 15.0部
(樹脂溶液 1)
光重合性単量体A 3.0部
(東亞合成株式会社製「アロニクスM402」)
光重合開始剤 1.6部
(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー379」)
シクロヘキサノン 20.4部
(感光性着色組成物(R−2〜53))
着色組成物、アクリル樹脂溶液、光重合性単量体、光重合開始剤、増感剤、有機溶剤、酸化防止剤の種類、配合量(重量部)を表6〜8のように変更した以外は感光性着色組成物(R−1)と同様にして、感光性着色組成物(R−2〜53)を作製した。
光重合性単量体
・光重合性単量体A:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート/ペンタアクリレート混合物
(東亞合成株式会社製「アロニクスM402」)
光重合開始剤
・開始剤A:2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン
(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー379」)
・開始剤B:エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)
(チバ・ジャパン社製「イルガキュアーOXE02」)
増感剤
・増感剤A:4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)
酸化防止剤
・酸化防止剤A:ヒンダートフェノール系酸化防止剤
ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート
・酸化防止剤B:イオウ系酸化防止剤
3,3'−チオジプロパン酸ジオクタデシル
・酸化防止剤C:リン系酸化防止剤
トリス[2,4−ジ−(tert)−ブチルフェニル]ホスフィン
・酸化防止剤D:ヒンダートアミン系酸化防止剤
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート
・酸化防止剤E:サルチル酸エステル系酸化防止剤
サリチル酸p−オクチルフェニル
有機溶剤
・アノン:シクロヘキサノン
感光性着色組成物(R−1〜53)についてコントラスト比、着色力、および明度の評価を下記の方法で行った。結果は表9〜11に示す。
得られた感光性着色組成物(R−1〜53)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、次に70℃で20分乾燥し、放冷することで塗膜基板を作製した。得られた塗布基板の初期コントラスト比(初期CR)を測定した。この際、表面形状測定装置「Dektak8(Veeco社製)」を用いて測定した膜厚が1μmに合うようにスピンコーターの塗布条件を調整して、塗膜を作製した。
得られた感光性着色組成物(R−1〜R−32及び、R−34〜R−53)と、緑色感光性着色組成物(RG−1)とを混合して、緑色感光性着色組成物を作製した。なお、緑色感光性着色組成物(R−1〜53)と緑色感光性着色組成物(RG−1)の配合比率は、いずれも塗布基板を作製した際に、C光源でx=0.290、y=0.600の色度に合うように、比率を選定した。つぎに、得られた混合着色組成物を、スピンコーターを用いて、C光源でx=0.600になるように塗布し、次に70℃で20分乾燥することにより塗布基板を得た。得られた塗布基板の膜厚の測定結果により着色力を評価した。得られた塗膜の膜厚の測定は、表面形状測定装置「Dektak8(Veeco社製)」を用いて行った。結果は下記の基準によって判断した。目的の色度を与える膜厚が小さいほど、着色力が大きいことを示しており、優れていると言える。
◎:3.91未満[μm]
○:3.91以上4.17未満[μm]
×:4.17以上[μm]
◎:2.47未満[μm]
○:2.47以上2.61未満[μm]
×:2.61以上[μm]
感光性着色組成物(R−1〜32、R−34〜53)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、次に70℃で20分乾燥し、ついで220℃で30分間加熱、放冷することで塗膜基板を作製した。得られた塗膜の明度Y(C)を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用い、測定した。作製した塗膜基板は、220℃での熱処理後で、C光源でx=0.290、y=0.600の色度に合うようにした。また、感光性着色組成物(R−33)に関しては、色度がx=0.640、y=0.334の色度に合うようにした以外は前述の方法で明度の評価を行った。
また、実施例48(感光性着色組成物(R−3))と、実施例51、52(感光性着色組成物(R−6、7))を比較すると、樹脂型分散剤を含む感光性着色組成物(R−6、7)の方がコントラスト比の観点でさらに良好であった。
まず、カラーフィルタの作製に使用する青色感光性着色組成物の作製を行った。尚、赤色については感光性着色組成物(R−33)、緑色については感光性着色組成物(R−41)を使用した。
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mm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」)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、青色着色組成物(DB−6)を作製した。
青色顔料(C.I.ピグメントブルー15:6) 7.2部
紫色顔料(C.I.ピグメントバイオレット23) 4.8部
樹脂型分散剤(チバ・ジャパン社製「EFKA4300」) 1.0部
アクリル樹脂溶液1 35.0部
PGMAC 52.0部
青色着色組成物(DB−6) 34.0部
アクリル樹脂溶液2 15.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」) 3.3部
光重合開始剤(チバ・ジャパン社製「イルガキュアー907」) 2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」) 0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 45.1部
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(R−33)を、C光源において(以下、緑色、青色にも用いる)x=0.640、y=0.334になるような膜厚に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300mJ/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230℃で20分加熱して、赤色フィルタセグメントを形成した。同様の方法により、本発明の緑色感光性着色組成物(R−41)をy=0.600になるように、青色感光性着色組成物(RB−1)を用いてx=0.150、y=0.060になるように、それぞれ塗布し、緑色フィルタセグメント、青色フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタを得た。
Claims (5)
- 着色剤と、バインダー樹脂と、有機溶剤とを含有するカラーフィルタ用着色組成物において、
着色剤が、下記一般式(1)で表されるキノフタロン色素[A1]および下記一般式(2)で表されるキノフタロン色素[A2]を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
また、R7は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。]
また、R18は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。
R14〜R17は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、カルボキシル基、置換もしくは無置換のスルホアミド基、置換もしくは無置換の複素環状残基、−S−R19、−O−R19、または、−COO−R19、を表わす。
また、R19は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、または置換もしくは無置換のアリール基である。] - 着色剤が、さらに顔料を含有す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。
- さらに樹脂型分散剤を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
- さらに光重合性単量体および/または光重合開始剤を含有す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着色組成物。
- 基板上に、請求項1ないし4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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