JP6614226B2 - カラーフィルターの製造方法及び透明保護膜形成用樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、カラーフィルターの製造方法及び当該製造方法に用いられる透明保護膜形成用樹脂組成物に関するものである。
カラー液晶ディスプレイ等の液晶表示装置や有機発光表示装置には、カラーフィルターが用いられる。例えばカラー液晶ディスプレイの場合は、バックライトを光源とし、電気的に液晶を駆動させることで光量を制御し、その光がカラーフィルターを通過することで色表現を行っている。よって液晶テレビの色表現にはカラーフィルターは無くてはならず、またディスプレイの性能を左右する大きな役目を担っている。また、有機発光表示装置では、白色発光の有機発光素子にカラーフィルターを用いた場合は液晶表示装置と同様にカラー画像を形成する。
近年の傾向として、このような画像表示装置の省電力化が求められており、バックライトの利用効率を向上させるためにカラーフィルターの高輝度化が特に求められている。特にモバイルディスプレイ(携帯電話、スマートフォン、タブレットPC等)では大きな課題である。
ここで、カラーフィルターは、一般に、透明基板と、透明基板上に形成され、赤、緑、青の三原色の着色画素パターンを有する着色層と、各着色画素を区画するように透明基板上に形成された遮光部と、着色層上に形成された透明保護膜とを有する。
着色層の形成方法としては、色材として耐熱性や耐光性に優れた顔料を用いた、顔料分散法が広く用いられてきた。しかし、顔料を用いたカラーフィルターでは、現在の更なる高輝度化の要求を達成することが困難となってきた。
高輝度化を達成するための一つの手段として、顔料に比べて一般に透過率が高い染料や染料をレーキ化したレーキ顔料等の染料系色材を用いたカラーフィルター用着色樹脂組成物を用いて着色層を形成することが検討されている。例えば、カラーフィルターの青色画素においては、従来広く用いられてきた、耐熱性や耐光性に優れた銅フタロシアニン顔料(PB15:6)に代えて、トリアリールメタン染料や、トリアリールメタン染料をレーキ化したレーキ顔料を用いることが検討されている(例えば特許文献1、2)。
しかしながら、着色層に含有させる色材として染料系色材を用いた場合、着色層上に形成した透明保護膜に染料系色材が溶出し、透明保護膜が着色されることによりカラーフィルターの輝度が低下するという問題がある。
特開2010−85444号公報 特開2009−186657号公報
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、染料系色材を含有する着色画素を有する着色層から、当該着色層上に形成された透明保護膜への色材の溶出を抑制し、高輝度なカラーフィルターを得ることができるカラーフィルターの製造方法、及び当該カラーフィルターの製造方法に用いられる透明保護膜形成用樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、トリアリールメタン系染料及びトリアリールメタン系染料をレーキ化したレーキ顔料よりなる群から選ばれる少なくとも一種の染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたカラーフィルター中間製品の前記着色層上に、造膜性樹脂及び溶剤を含有し、当該溶剤は、前記着色画素に含有される染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5を超える溶剤aを溶剤全体に対して60質量%以上70質量%以下の割合で含み、さらに前記着色画素に含有される染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5以下の溶剤であるシクロヘキサノンを溶剤全体に対して40%質量以下の割合で含み、前記溶剤aが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、及び、ジプロピレングリコールジメチルエーテルよりなる群から選ばれるものである、透明保護膜形成用樹脂組成物を塗布することによって透明保護膜を形成することを特徴とする。
本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、前記染料系色材が、C.I.ベーシックブルー26、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー1:2、C.I.ピグメントブルー9、C.I.ピグメントブルー14、C.I.ピグメントブルー24、C.I.ピグメントブルー56、C.I.ピグメントブルー56:1、C.I.ピグメントブルー61、C.I.ピグメントブルー61:1、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー78、C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット3:1、C.I.ピグメントバイオレット3:3、C.I.ピグメントバイオレット27、C.I.ピグメントバイオレット39、C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン2、C.I.ピグメントグリーン4よりなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
本発明に係るカラーフィルターの製造方法によれば、透過率の高い染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたカラーフィルター中間製品を用い、さらに、染料系色材を含有する着色画素を有する着色層から当該着色層上に形成された透明保護膜への色材の溶出を抑制することができることから、高輝度なカラーフィルターを製造することができる。
一般的なカラーフィルターの一例を模式的に示す断面図である。 本発明に係るカラーフィルターの製造方法に用いるカラーフィルターの中間製品の一例を模式的に示す断面図である。
以下、まず本発明に用いられる透明保護膜形成用樹脂組成物について詳細に説明した後、本発明に係るカラーフィルターの製造方法について詳細に説明する。
なお、本発明において、(メタ)アクリル樹脂は、アクリル樹脂及び/又はメタクリル樹脂を意味し、(メタ)アクリレートは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
本発明において樹脂とは、モノマーやオリゴマーの他、ポリマーを含む概念である。
本発明において、電離放射線とは、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波または荷電粒子を意味し、例えば、すべての紫外線(UV−A、UV−B、UV−C)、可視光線、ガンマー線、X線、電子線等が挙げられる。
本発明において、色度とは、CIE色度座標における値である。
また、染料及びレーキ顔料はいずれも、染料の化学構造骨格を有しており、本発明においては、これらを「染料系色材」と総称する。
<透明保護膜形成用樹脂組成物>
カラーフィルターは、一般的に、図1に示すように、透明基板1、透明基板1上に形成された赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bを含む着色画素を有する着色層2、遮光部3、並びに着色層2の上に形成された透明保護膜4を有する。
本発明に用いられる透明保護膜形成用樹脂組成物は、染料及びレーキ顔料よりなる群から選ばれる染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたカラーフィルターの当該着色層を被覆する透明保護膜を形成するための樹脂組成物であって、造膜性樹脂及び溶剤を含有し、当該溶剤は、前記着色画素に含有される染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5を超える溶剤aを溶剤全体に対して60質量%以上の割合で含むことを特徴とする。
なお、SP値とは、溶解性パラメーターのことであり、正則溶液理論により、凝集エネルギー密度の平方根から算出される。凝集エネルギーは、蒸発エネルギーと等価であることから、溶解性パラメーター(SP値)δは、モル体積Vと、1モルあたりの蒸発エネルギーEvを用いて、下記式(1)により求めることができる。また、色材のSP値(δi)は、色材を構成する原子又は原子団の蒸発エネルギー(Δei)とモル体積(Δvi)を用いて、下記式(2)により求めることができる。
δ=(Ev/V)1/2 ・・・式(1)
δi=(Δei/Δvi)1/2 ・・・式(2)
Ev :蒸発エネルギー
V :モル体積
Δei :i成分の原子又は原子団の蒸発エネルギー
Δvi :i成分の原子又は原子団のモル体積
前記透明保護膜形成用樹脂組成物を用いてカラーフィルターの透明保護膜を形成することにより、染料系色材を含有する着色画素を有する着色層上に塗布する際、前記着色画素に含有される染料系色材は、前記透明保護膜形成用樹脂組成物へほとんど溶出しないかあるいは全く溶出しない。溶剤と染料系色材との相溶性は、各々のSP値が近いほど高くなるが、本発明では、透明保護膜形成用樹脂組成物が含有する溶剤として、染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5を超える溶剤aを溶剤全体に対して60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上の割合で含む溶剤を用いることにより、染料系色材の溶出を抑止できる。
前記溶剤aとしては、前記着色画素に含有される染料系色材のSP値により、適宜選択して用いることができるが、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7)、シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.2)、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(SP値8.2)、及び、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(SP値7.9)等が挙げられる。
なお、前記着色画素に含有される染料系色材として代表的なものであるトリアリールメタン系染料及びトリアリールメタン系染料をレーキ化したレーキ顔料のSP値は、9.5である。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物に含有される溶剤は、溶剤全体に対して40質量%未満の割合で、前記溶剤a以外のその他の溶剤、すなわち前記着色画素に含有される染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5以下の溶剤を含有することができる。当該その他の溶剤としては、具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、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、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。
前記溶剤としては、中でも、前記溶剤aとして、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、及び、ジプロピレングリコールジメチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種を60〜100質量%含有し、当該溶剤a以外の溶剤として、シクロヘキサノン(SP値9.8)及びエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値9.0)から選ばれる少なくとも1種を0〜40質量%含有するものであることが好ましい。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物における溶剤の含有量は、当該組成物中の各成分を均一に溶解又は分散することができるものであればよく、特に限定されないが、本発明においては、該組成物中の固形分濃度が、15〜35質量%であることが好ましく、特に15〜30質量%であることが好ましい。上記範囲であることにより、塗布に適した粘度とすることができる。なお、本発明において「固形分」とは、溶剤以外のすべての成分を意味する。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物に含有される造膜性樹脂とは、造膜能力を有し、且つ、透明保護膜に要求される膜強度、硬度等の特性を付与することができる樹脂である。前記造膜性樹脂としては、特に限定されず、例えば、カラーフィルターの透明保護膜の形成に従来用いられる電離放射線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂等が挙げられる。
前記電離放射線硬化性樹脂としては、例えば、下記のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。
前記モノマーとしては、例えば、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、1,10−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、3−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、ビスフェノールA−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレート系モノマー、及び、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの等が挙げられる。前記モノマーの市販品としては、例えば、SR399(サートマー(株)製)、アロニックスM−400(東亞合成(株)製)、及びアロニックスM−450(東亞合成(株)製)等が挙げられる。
前記オリゴマーとしては、ポリウレタン構造を有するオリゴマーに(メタ)アクリレート基を結合させたウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーに(メタ)アクリレート基を結合させたポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーに(メタ)アクリレート基を結合させたエポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。
これらのモノマー及びオリゴマーは、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、前記モノマー及び前記オリゴマーは、後述する熱硬化性樹脂と組みわせて用いることもできる。
前記モノマー及び前記オリゴマーの合計含有量は、特に限定されないが、前記透明保護膜形成用樹脂組成物を電離放射線硬化型組成物として用いる場合、透明保護膜形成用樹脂組成物の全固形分に対して1〜40質量%であることが好ましい。
前記ポリマーとしては、例えば、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−デシルアクリレート、n−デシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニル−2−ピロリドン、グリシジル(メタ)アクリレート等よりなる群から選ばれる一種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の2量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、並びにこれらの酸無水物等よりなる群から選ばれる一種以上とからなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。
前記ポリマーの市販品としては、例えば、エピコート180S70(油化シェルエポキシ(株)製)、アロニックスM−5600(東亞合成(株)製)、アロニックスM−6200(東亞合成(株)製)、アロニックスM−7100(東亞合成(株)製)、及びアロニックスM−9050(東亞合成(株)製)等が挙げられる。
これらのポリマーは、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、前記ポリマーは、後述する熱硬化性樹脂と組み合わせて用いることもできる。
前記ポリマーの含有量は、特に限定されないが、前記透明保護膜形成用樹脂組成物を電離放射線硬化型組成物として用いる場合、透明保護膜形成用樹脂組成物の全固形分に対して1〜40質量%であることが好ましい。
前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン樹脂、熱硬化性ポリイミド等が挙げられる。上述した中でも、エポキシ樹脂が好ましく、中でもフルオレン構造を有するエポキシアクリレート樹脂が特に好ましい。また、ノボラック樹脂を用いることも好ましく、前記ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、プロピルフェノール、n−ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、ビスフェノールA等のフェノール化合物とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド化合物とを縮合させることにより得られる重合体等を挙げることができる。
前記熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記透明保護膜形成用樹脂組成物を熱硬化型組成物として用いる場合、透明保護膜形成用樹脂組成物の全固形分に対して5〜95質量%であることが好ましく、8〜90質量%であることが特に好ましい。
また、前記熱硬化性樹脂は、上述した電離放射線硬化性樹脂として用いられるモノマー、オリゴマー及びポリマーと組み合わせて用いることができる。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物を熱硬化型組成物として用いる場合、前記モノマー、オリゴマー及びポリマーの合計含有量は、特に限定されないが、透明保護膜形成用樹脂組成物の全固形分に対して1〜30質量%であることが好ましい。
前記造膜性樹脂は、さらに本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて、その他のバインダ成分を含有していても良い。その他のバインダ成分としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ABS樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等が挙げられる。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物は、さらに光重合開始剤又は熱重合開始剤として用いられる重合開始剤を含有することができる。前記重合開始剤としては、例えば、ベンジル(ビベンゾイルとも言う)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、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−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、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、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、1−(4−ドデシルフェニル)−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−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、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、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、及び1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。前記重合開始剤の市販品としては、例えば、イルガキュア184、イルガキュア369、イルガキュア651、イルガキュア907(いずれも、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(メルク社製)、アデカ1717(旭電化工業株式会社製)等のケトン系化合物、及び2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’−テトラフェニル−1,2’ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)等のビイミダゾール系化合物が挙げられる。
また、前記熱重合開始剤としては、上述したものの他に、例えば、アルキル過酸化物、アシル過酸化物、ケトン過酸化物、アルキルヒドロ過酸化物、ペルオキシ2炭酸塩、スルホニル過酸化物等の有機過酸化物類、無機過酸化物類、アゾニトリル等のアゾ化合物類、スルフィン酸類、ビスアジド類、ジアゾ化合物等が挙げられる。具体例としては、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ペルオキソ2硫酸塩、過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硼酸塩、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾイソビスブチレート、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2炭酸塩、アゾビスシアノ吉草酸ナトリウム、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル〕プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド〕、2,2’−アゾビス(2−シアノプロパノール)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、p−トルエンスルフィン酸ナトリウム等が挙げられる。
前記重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、透明保護膜形成用樹脂組成物の全固形分に対して0.1〜20質量%であることが好ましい。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂を含有する場合、さらに酸無水物を含有することができる。酸無水物としては、加熱することにより前記熱硬化性樹脂を所望の硬度に硬化させることができるものであれば良く、例えば、多価カルボン酸無水物が挙げられる。このような多価カルボン酸無水物としては、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、無水ナジン酸等の脂肪族または脂環族ジカルボン酸二無水物等の脂肪族多価カルボン酸二無水物およびこれらの誘導体;無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸無水物およびこれらの誘導体;エチレングリコールビストリメリレイト、グリセリントリストリメリレイト等のエステル基含有酸無水物等を挙げることができ、また、市販のカルボン酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に用いることができる。
本発明においては、なかでも脂肪族または脂環族ジカルボン酸二無水物およびこれらの誘導体を好ましく用いることができ、特に無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ジメチルテトラヒドロフタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等を好ましく用いることができる。
前記酸無水物の含有量は、特に限定されないが、熱硬化型組成物として用いる透明保護膜形成用樹脂組成物の全固形分に対して1〜40質量%であることが好ましく、20〜40質量%であることが特に好ましい。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物は、さらに本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて、増感剤、硬化促進剤(連鎖移動剤)、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等の添加剤を含有させることができる。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物は、溶剤以外の各成分を溶剤に溶解又は分散させることにより調製することができる。
<カラーフィルターの製造方法>
本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、染料及びレーキ顔料よりなる群から選ばれる染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたカラーフィルター中間製品の前記着色層上に、上述した本発明に係る透明保護膜形成用樹脂組成物を塗布することによって透明保護膜を形成することを特徴とする。
本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、透過率の高い染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたカラーフィルター中間製品を用い、さらに、上述した本発明に係る透明保護膜形成用樹脂組成物を用いて透明保護膜を形成することで、染料系色材を含有する着色画素を有する着色層から当該着色層上に形成された透明保護膜への色材の溶出を抑制する。よって、本発明の製造方法により得られるカラーフィルターは、従来品に比べて非常に高輝度なものとなる。
[カラーフィルター中間製品]
本発明に係るカラーフィルターの製造方法に用いられるカラーフィルター中間製品(以下、単に「中間製品」と称する場合がある。)は、染料及びレーキ顔料よりなる群から選ばれる染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたものであれば特に限定されないが、例えば、図2に示すように、図1に示すカラーフィルター10において、透明保護膜4が形成される前の段階のもの、すなわち、透明基板1、透明基板1上に形成された赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bを含む着色画素を有する着色層2、並びに遮光部3を備えたカラーフィルター中間製品5が挙げられる。
(着色層)
前記中間製品が備える着色層は、通常3色以上の着色画素のパターンから構成され、当該着色画素は、通常、後述する透明基板上の遮光部の開口部に形成される。本発明においては、着色層が、染料及びレーキ顔料よりなる群から選ばれる染料系色材を含有する着色画素を有する。
前記染料としては、特に限定されないが、例えば、メチン系染料、アントラキノン系染料、アゾ系染料、トリアリールメタン系染料、フタロシアニン系染料等の青色染料;アゾ系染料、アントラキノン系染料、ペリノン系染料等の赤色染料;トリフェニルメタン系塩基性染料、フタロシアニン系染料等の緑色染料;唐紅、アントラキノン系染料等マゼンタ染料;アゾ系染料、アントラキノン系染料、メチン系染料、キノフタロン系染料、ピラゾロン系染料等の黄色染料等が挙げられる。
中でも、本発明の効果をより一層発揮する染料としては、下記一般式(I)又は下記一般式(II)で表わされる構造を有するトリアリールメタン系染料が挙げられる。
(式(I)及び式(II)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、もしくはハロゲン原子を表し、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜5のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、もしくは置換基を有してもよいベンジル基を表す。)
前記トリアリールメタン系染料の具体例としては、例えばベーシック ブルー7、ベーシック ブルー26等が挙げられる。
前記レーキ顔料としては、例えば、前記染料をレーキ化した顔料が挙げられる。
中でも、本発明の効果をより一層発揮するレーキ顔料としては、前記一般式(I)又は前記一般式(II)で表わされる構造を有するトリアリールメタン系染料をレーキ化したレーキ顔料が挙げられ、具体的には、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー1:2、C.I.ピグメントブルー9、C.I.ピグメントブルー14、C.I.ピグメントブルー24、C.I.ピグメントブルー56、C.I.ピグメントブルー56:1、C.I.ピグメントブルー61、C.I.ピグメントブルー61:1、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー78;C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット3:1、C.I.ピグメントバイオレット3:3、C.I.ピグメントバイオレット27、C.I.ピグメントバイオレット39;C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン2、C.I.ピグメントグリーン4等が挙げられる。
その他のレーキ顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー17:1等の青色レーキ顔料;C.I.ピグメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド49:2、C.I.ピグメントレッド50:1、C.I.ピグメントレッド52:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド58:2、C.I.ピグメントレッド58:4、C.I.ピグメントレッド60:1、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド64:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド81:2、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド90:1、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメントレッド174、C.I.ピグメントレッド193等の赤色レーキ顔料;C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー100等の黄色レーキ顔料等が挙げられる。
また、前記着色画素は、色材として有機顔料、無機顔料、天然色素、体質顔料等を含有するものであっても良い。前記有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等のイエロー系ピグメント;C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド177等のレッド系ピグメント;及び、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6等のブルー系ピグメント;C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット19等のバイオレット系ピグメント;C.I.ピグメントグリーン36等のグリーン系ピグメント等が挙げられる。
前記色材は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
前記着色画素は、前記色材と、必要に応じて後述する溶剤及び分散剤等を含有する着色層形成用組成物を用いて形成することができる。
前記着色層形成用組成物において、前記色材の含有量は、着色層形成用組成物の全固形分に対して、5〜40質量%であることが好ましく、更に10〜30質量%の範囲内であることがより好ましい。
前記着色層形成用組成物に用いることができる溶剤は、当該着色層形成用組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であればよく、特に限定されない。具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、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、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及び3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。
前記着色層形成用組成物における溶剤の含有量は、当該着色層形成用組成物中の各成分を均一に溶解又は分散することができるものであればよく、特に限定されない。本発明においては、当該着色層形成用組成物中の固形分含有量が、5〜40質量%の範囲が好ましく、10〜30質量%の範囲がより好ましい。上記範囲であることにより、塗布に適した粘度とすることができる。
前記着色層形成用組成物は、前記色材を分散させるために、分散剤を含有するものであっても良い。
このような分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できるが、これらの中でも高分子界面活性剤(高分子分散剤)を用いることが好ましい。高分子界面活性剤としては、例えば、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ステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、及び3級アミン変性ポリウレタン類などが挙げられる。また、前記分散剤の市販品としては、例えば、ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、20000、24000、26000、及び28000等の各種ソルスパース分散剤(ゼネカ株式会社製)、並びにDISPERBYK111(ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。
前記分散剤の含有量は、特に限定されないが、前記色材の合計100質量部に対して、20〜100質量部とすることが好ましい。
前記着色層形成用組成物は、必要に応じて、樹脂、重合開始剤及びその他の成分を含有するものであっても良い。
前記樹脂としては、特に限定されないが、例えば、前記透明保護膜形成用樹脂組成物に含有することができる造膜性樹脂を用いることができる。
前記重合開始剤としては、含有する樹脂の種類に応じて、熱重合開始剤及び光重合開始剤等の中から適宜選択して用いることができ、例えば、前記透明保護膜形成用樹脂組成物に含有することができる光重合開始剤及び熱重合開始剤と同様のものが挙げられる。
前記その他の成分としては、例えば、濡れ性向上のための界面活性剤、密着性向上のためのシランカップリング剤、分散補助剤、消泡剤、ハジキ防止剤、酸化防止剤、凝集防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
前記着色画素は、上述した色材及びその他の各成分を含有する着色層形成用組成物を用いて形成することができる。
前記着色層形成用組成物は、色材及びその他の各成分を混合し、分散又は溶剤に溶解させることにより調製することができる。当該混合処理は、特に限定されず、公知の分散機を用いて行うことができる。分散機としては、2本ロール、3本ロール等のロールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントコンディショナー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミルが挙げられる。ビーズの径は、特に限定されないが、好ましくは0.03〜2.00mmであり、より好ましくは0.10〜1.00mmである。
また、前記分散処理の際には、ジルコニアビーズ等を適宜加え、ペイントシェーカー(浅田鉄鋼社製)等を用いて、数時間分散を行っても良い。例えば、ビーズ径が比較的大きめな2mmジルコニアビーズで1時間分散後、さらにビーズ径が比較的小さめな0.1mmジルコニアビーズで2時間分散することが挙げられる。また、分散処理後、例えば5.0μmのメンブランフィルタで濾過することが好ましい。これにより、着色層形成用組成物中の凝集物や異物を除去することができ、色材の分散性をより向上することができ、透過率をより向上させることができる。
前記着色層形成用組成物を用いて着色画素を形成する方法としては、例えば、従来公知のフォトリソグラフィー法等の画素の形成方法が挙げられる。
例えば、着色層形成用組成物がネガ型の紫外線硬化性樹脂を含む場合、塗布対象面(領域)に着色層形成用組成物をスピンコーティング法により塗布した後、フォトマスクを介して紫外線による露光(パターン露光)を行い、未露光部分を溶剤や、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液等で洗浄(現像)することにより形成することができる。また、着色層形成用組成物を塗布後、露光前に加熱処理(プリベーク)を行っても良いし、現像後に加熱処理を行っても良い。
前記着色層の厚みは、特に限定されないが、通常1〜5μmの範囲である。前記着色層の厚みは、着色層形成用組成物の塗布方法、着色層形成用組成物の固形分濃度や粘度等を調整することにより、適宜制御することができる。
前記着色層の着色画素の配列パターンとしては、特に限定されないが、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の一般的な配列とすることができ、配列パターンの幅、面積等は任意に設定することができる。
(透明基板)
前記中間製品に用いることができる透明基板としては、可視光に対して透明な基材であればよく、特に限定されず、一般的なカラーフィルターに用いられる透明基板を使用することができる。具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材が挙げられる。
当該透明基板の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明のカラーフィルターの用途に応じて、例えば100μm〜1000μm程度のものを使用することができる。
(遮光部)
前記中間製品は、遮光部を有するものであっても良い。当該遮光部は、前記透明基板上にパターン状に形成されるものであって、表示画像のコントラストを向上させるために、各着色画素間及び画素形成領域の外側を取り囲むように設けられる。前記遮光部としては、従来公知のカラーフィルターに用いられているものを採用することができる。
前記遮光部は、スパッタリング法、真空蒸着法等によるクロム等の金属薄膜であっても良い。この他、前記遮光部は、バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた樹脂層であっても良い。前記遮光部が遮光性粒子をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたものである場合、当該遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であればよく、例えば、遮光部形成用樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を挙げることができる。
前記遮光部の形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、遮光部に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、前記遮光部の形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダー樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂が用いられる。この場合、遮光性粒子及び電離放射線硬化性樹脂を含有する遮光部形成用樹脂組成物には、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
一方、前記遮光部が金属薄膜である場合、当該遮光部の形成方法としては、遮光部をパターニングすることができる方法であればよく、特に限定されないが、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、印刷法等を挙げることができる。
前記遮光部の厚さは、金属薄膜の場合は100〜400nm程度とし、遮光性粒子を含有させた樹脂層の場合は、0.5〜2.5μm程度とする。
[透明保護膜]
本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、上述したカラーフィルター中間製品の着色層上に、上述した本発明に係る透明保護膜形成用樹脂組成物を塗布することによって透明保護膜を形成することを特徴とする。当該透明保護膜は、前記着色層の表面を平坦化すると共に、着色層に含有されている成分が液晶層に溶出するのを防止するために設けられる。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物を前記中間製品の着色層上に塗布する方法としては、前記透明保護膜形成用樹脂組成物を、スピンコーター、ロールコーター、スプレー、印刷等の方法により、遮光部及び着色層を覆うようにして塗布し、電離放射線の照射又は加熱によって硬化させることによって形成できる。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物に含有される造膜性樹脂として、ネガ型の電離放射線硬化性樹脂を用いる場合は、例えば、塗布した透明保護膜形成用樹脂組成物上に、所定の電気的接続部のパターンが描かれたフォトマスクを載置して電離放射線を照射することにより必要な箇所を硬化し、電離放射線が照射されなかった部分の未硬化樹脂を溶剤等で洗浄(現像)することによって所定の領域のみに透明保護膜を形成することができる。
前記透明保護膜形成用樹脂組成物に含有される造膜性樹脂として、熱硬化性樹脂を用いる場合は、塗布した透明保護膜形成用樹脂組成物を、例えば、100〜240℃、5〜90分の条件で加熱処理をすることにより、透明保護膜を形成することができる。
前記透明保護膜の厚みは、使用される材料の光透過率やカラーフィルターの表面状態等を考慮して設定することができ、特に限定されないが、0.1〜3.0μmであることが好ましく、特に、0.5〜2.0μmであることが好ましい。なお、透明保護膜の厚みとは、透明保護膜と着色層との界面から透明保護膜の着色層が存在しない側の面の界面までの透明基板平面に対する垂線方向の距離を意味し、図1に示すカラーフィルター10においては、dで示す距離を意味する。
なお、本発明に係るカラーフィルターの製造方法においては、必要に応じて、さらに透明電極、配向膜及び柱状スペーサー等を、従来公知の方法により形成することができる。
(共重合樹脂溶液(固形分50%)の合成)
重合槽中にメタクリル酸メチル(MMA)を63質量部、アクリル酸(AA)を12質量部、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)を6質量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を88質量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を7質量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、更に100℃で1時間反応させた。得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル(GMA)を7質量部、トリエチルアミンを0.4質量部、及びハイドロキノンを0.2質量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。
<共重合樹脂溶液(固形分50%)の組成>
・メタクリル酸メチル(MMA)(株式会社クラレ製): 63質量部
・アクリル酸(AA)(日本触媒製): 12質量部
・メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)(日本触媒製): 6質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)(純正化学社製): 88質量部
・2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(商品名:ABN−R、株式会社日本ファインケム社製): 7質量部
・メタクリル酸グリシジル(GMA)(日本油脂株式会社製): 7質量部
・トリエチルアミン(和光純薬社製): 0.4質量部
・ハイドロキノン(精工化学社製): 0.2質量部
(硬化性樹脂組成物の調製)
下記の材料を室温で攪拌及び混合して硬化性樹脂組成物を得た。
<硬化性樹脂組成物の組成>
・上記共重合樹脂溶液(固形分50%): 16質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(商品名:SR399、サートマー社製): 24質量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:エピコート180S70、油化シェルエポキシ社製): 4質量部
・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
(商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製):4質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル(純正化学社製): 52質量部
(青色着色層形成用組成物1の調製)
下記の材料を、ペイントシェーカー(浅田鉄鋼社製、ビーズ径:0.3mm)を用いて混合し、青色着色層形成用組成物1を得た。
<青色着色層形成用組成物1の組成>
・色材:C.I.ピグメントブルー1(表1中、PB1と表示する。)
(商品名:FANAL BLUE D6340、BASF製、SP値9.5):4質量部
・分散剤:DISPERBYK111(ビックケミー・ジャパン社製): 1.6質量部
・上記硬化性樹脂組成物: 36.8質量部
・溶剤:3−メトキシブチルアセテート(ダイセル化学工業株式会社製):73.6質量部
(青色着色層形成用組成物2の調製)
色材として、C.I.ピグメントブルー62(BASF製、商品名:FANAL BLUE D6380、SP値9.5)(表1中、PB62と表示する。)を4質量部用いたこと以外は、前記青色着色層形成用組成物1と同様にして青色着色層形成用組成物2を調製した。
(青色着色層形成用組成物3の調製)
色材として、ベーシックブルー7(東京化成工業製、商品名:ビクトリアピュアブルーBO、SP値9.5)(表1中、BB7と表示する。)を4質量部用いたこと以外は、前記青色着色層形成用組成物1と同様にして青色着色層形成用組成物3を調製した。
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の調製)
下記の材料を攪拌および混合して熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1を得た。
<熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の組成>
・トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸(ジャパンエポキシレジン社製、商品名:エピキュアYH−306): 42.1質量部
・メタクリロイルオキシエチルイソシアネート付加ベンジルメタクリレート/アクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合物(新中村化学社製、商品名:NKポリマーB−7500): 29.9質量部
・エポキシ化ブタンテトラカルボン酸テトラキス−(3−シクロヘキセニル)付加カプロラクトン(ダイセル化学社製、商品名:エポリードGT401): 20.1質量部
・メタクリロイルオキシエチルイソシアネート付加ベンジルメタクリレート/スチレン/アクリル酸/2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合物(新中村化学社製、商品名:NKポリマーT−9): 19.1質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(サートマー社製、商品名:サートマーSR399E): 5.7質量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):シクロヘキサノン(SP値9.8)が60質量%:40質量%): 283質量部
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物2の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):シクロヘキサノン(SP値9.8)が70質量%:30質量%の組成のものを用いたこと以外は、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物2を調製した。
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):シクロヘキサノン(SP値9.8)が50質量%:50質量%の組成のものを用いたこと以外は、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3を調製した。
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物4の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(SP値8.2):シクロヘキサノン(SP値9.8)が30質量%:30質量%:40質量%の組成のものを用いたこと以外は、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物4を調製した。
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物5の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(SP値8.2):シクロヘキサノン(SP値9.8)が35質量%:35質量%:30質量%の組成のものを用いたこと以外は、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物5を調製した。
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物6の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(SP値8.2):シクロヘキサノン(SP値9.8)が25質量%:25質量%:50質量%の組成のものを用いたこと以外は、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物6を調製した。
(熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物7の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.2):シクロヘキサノン(SP値9.8)が60質量%:40質量%の組成のものを用いたこと以外は、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物7を調製した。
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の調製)
下記の材料を攪拌および混合してUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1を得た。
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体: 32質量部
・エピコート180S70(ジャパンエポキシレジン(株)製): 18質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート: 42質量部
・開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア907): 8質量部
・溶剤(シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8):シクロヘキサノン(SP値9.8)が60質量%:40質量%): 300質量部
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物2の調製)
溶剤として、シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8):シクロヘキサノン(SP値9.8)が70質量%:30質量%の組成のものを用いたこと以外は、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物2を調製した。
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3の調製)
溶剤として、シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8):シクロヘキサノン(SP値9.8)が50質量%:50質量%の組成のものを用いたこと以外は、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3を調製した。
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物4の調製)
溶剤として、シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):シクロヘキサノン(SP値9.8)が30質量%:30質量%:40質量%の組成のものを用いたこと以外は、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物4を調製した。
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物5の調製)
溶剤として、シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):シクロヘキサノン(SP値9.8)が35質量%:35質量%:30質量%の組成のものを用いたこと以外は、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物5を調製した。
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物6の調製)
溶剤として、シクロヘキサノールアセテート(SP値8.8):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(SP値8.7):シクロヘキサノン(SP値9.8)が25質量%:25質量%:50質量%の組成のものを用いたこと以外は、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物6を調製した。
(UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物7の調製)
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.2):シクロヘキサノン(SP値9.8)が60質量%:40質量%の組成のものを用いたこと以外は、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1と同様にして、UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物7を調製した。
(実施例1)
0.7mmのガラス基板(旭硝子株式会社製 AN材)にスピンコーターを用いて、青色着色層形成用組成物1を塗布した後、80℃で3分間プリベークし、塗膜を乾燥させた。次に乾燥塗膜に青色着色層用のフォトマスクを介して、高圧水銀ランプを用いて200mJ/cmで露光、現像し、その後200℃で20分間ポストベークして青色着色層を形成した。この青色着色層の平面視形状としては、290μm間隔に幅145μm青色ストライプ線が繰り返し形成されている。
次いで、上記ガラス基板上に、青色着色層を覆うように熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1をスピンコート法により塗布し、80℃で3分間プリベークし、塗膜を乾燥させた。その後200℃で20分間ポストベークして青色カラーフィルターを作製した。
(実施例2)
青色着色層形成用組成物1(色材PB1)の代わりに青色着色層形成用組成物2(色材PB62)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例3)
青色着色層形成用組成物1(色材PB1)の代わりに青色着色層形成用組成物3(色材BB7)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例4)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物2を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(比較例1)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(比較例2)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3を用いたこと以外は、実施例2と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(比較例3)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例5)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物4を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例6)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物5を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(比較例4)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物6を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例7)
熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりに熱硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物7を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例8)
0.7mmのガラス基板(旭硝子株式会社製 AN材)にスピンコーターを用いて、青色着色層形成用組成物3を塗布した後、80℃で3分間プリベークし、塗膜を乾燥させた。次に乾燥塗膜に青色着色層用のフォトマスクを介して、高圧水銀ランプを用いて200mJ/cmで露光、現像し、その後200℃で20分間ポストベークして青色着色層を形成した。この青色着色層の平面視形状としては、290μm間隔に幅145μm青色ストライプ線が繰り返し形成されている。
次いで、上記ガラス基板上に、青色着色層を覆うようにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1をスピンコート法により塗布し、80℃で3分間プリベークし、塗膜を乾燥させた。次に乾燥塗膜に透明保護膜用のフォトマスクを介して、高圧水銀ランプを用いて200mJ/cmで露光、現像し、その後200℃で20分間ポストベークして青色カラーフィルターを作製した。
(実施例9)
UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物2を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(比較例5)
UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物3を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例10)
UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物4を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例11)
UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物5を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(比較例6)
UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物6を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてカラーフィルターを作製した。
(実施例12)
UV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物1の代わりにUV硬化型透明保護膜形成用樹脂組成物7を用いたこと以外は、実施例8と同様にしてカラーフィルターを作製した。
<色度測定>
各実施例及び各比較例で作製したカラーフィルターにおいて、青色ストライプ線端からストライプ線の法線方向に145μm離れた透明保護膜のみ形成されている箇所を顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて、C光源で色度測定を行なった。測定結果を表1に示す。
<色材溶出の有無>
各実施例及び各比較例で作製したカラーフィルターにおいて、青色着色層のパターン部分から透明保護膜へ色材の溶出の有無を目視確認し、下記基準により評価した。
○ 目視にて溶出が確認されない。
× 目視にて溶出が確認される。
<判定>
上記色度測定及び色材溶出の有無の結果から、下記基準により判定した。
○ 輝度が95%以上、かつ目視にて溶出が確認されない。
× 輝度が95%未満、または目視にて溶出が確認される。
1 透明基板
2 着色層
2R 赤色画素
2G 緑色画素
2B 青色画素
3 遮光部
4 透明保護膜
5 カラーフィルター中間製品
10 カラーフィルター

Claims (2)

  1. トリアリールメタン系染料及びトリアリールメタン系染料をレーキ化したレーキ顔料よりなる群から選ばれる少なくとも一種の染料系色材を含有する着色画素を有する着色層を備えたカラーフィルター中間製品の前記着色層上に、
    造膜性樹脂及び溶剤を含有し、当該溶剤は、前記着色画素に含有される染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5を超える溶剤aを溶剤全体に対して60質量%以上70質量%以下の割合で含み、さらに前記着色画素に含有される染料系色材とのSP値差の絶対値が0.5以下の溶剤であるシクロヘキサノンを溶剤全体に対して40%質量以下の割合で含み、前記溶剤aが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、及び、ジプロピレングリコールジメチルエーテルよりなる群から選ばれるものである、透明保護膜形成用樹脂組成物を塗布することによって透明保護膜を形成することを特徴とする、カラーフィルターの製造方法。
  2. 前記染料系色材が、C.I.ベーシックブルー26、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー1:2、C.I.ピグメントブルー9、C.I.ピグメントブルー14、C.I.ピグメントブルー24、C.I.ピグメントブルー56、C.I.ピグメントブルー56:1、C.I.ピグメントブルー61、C.I.ピグメントブルー61:1、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー78、C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット3:1、C.I.ピグメントバイオレット3:3、C.I.ピグメントバイオレット27、C.I.ピグメントバイオレット39、C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン2、C.I.ピグメントグリーン4よりなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載のカラーフィルターの製造方法。
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