JPH041322B2

JPH041322B2 -

Info

Publication number: JPH041322B2
Application number: JP60015043A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Shimizu; Kyoteru Kojima; Koji Kuwana
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1992-01-10
Also published as: JPS61173203A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は実質的に金属イオンを含まない色素を
用いるカラーフイルターの製造法に関するもので
ある。近年、液晶テレビ用カラーフイルター、固体撮
像素子用カラーフイルター、プリンターのカラー
原稿の読み取り用センサー用カラーフイルター等
の電子材料分野に水溶性色素が用いられる場合が
多くなつてきている。これらの用途に水溶性色素を用いる場合に、色
素の製造時に入つてくる無機塩及び色素分子中に
存在するスルホン酸基の対イオンである金属イオ
ンが存在する状態でカラーフイルターの製造に使
用すると、素子の電気特性に悪影響を与える。こ
の場合、色素製造時に一般に用いられるナトリウ
ムイオンが最も素子の電気特性に悪影響を与え
る。また、近年になり、カラーフイルターをガラス
基板上に作つておいてから固体撮像素子等に貼り
合せる方式から、素子上に直接カラーフイルター
を作る方式へと移行してきており、この場合には
特に金属イオンによる影響があらわれ、金属イオ
ンの存在は素子の信頼性を大きく低下させる。こ
のため色素液中から金属イオンを除去することが
必要になつてきている。従来、色素中の金属イオンを除去する方法とし
て、色素水溶液に酸を加えて析出させる酸析法、
有機溶媒による無機塩の分離法、透析法、限外
過法やイオン交換樹脂を用いる方法が知られてい
る。しかしながら、これらの方法、すなわち、酸析
法では脱金属イオンが不充分であり、また色素に
よつては酸析できないものもあり、また、有機溶
媒による無機塩の分離法の場合には、色素分子中
に含まれる対イオンである金属イオンの除去がで
きない等の理由によりカラーフイルターには適用
しがたい。一方、透析あるいは限外過法の場合には装置
が高圧系となる上に金属イオンの除去効率も低
く、また、イオン交換樹脂を用いる方法の場合
も、色素分子中のスルホン酸基とイオン交換樹脂
中のスルホン酸基との間で金属イオンが平衡状態
となるため、金属イオンの除去効率を高くするの
は困難である。本発明者らは、カラーフイルターに用いる水溶
性色素から金属イオンを実質的に除去する検討を
鋭意行つた結果、工業的に有利で金属イオンの除
去効率のよい方法として第２級ないし第３アミン
による抽出法を行つて得られた色素を用いて製造
されたカラーフイルターは前記のような問題を解
決することができ、素子の信頼性を大巾に向上さ
せることができることを見い出した。すなわち本発明は、支持体上に有機材料の被膜
を設け、その所望部分を、所定の分光特性を有す
る色素で染色することによりカラーフイルターを
製造する方法において、スルホン酸基を有する水
溶性色素の水溶液を、酸性下で、水と混和しない
第２級または第３級アミンを含む水不溶性有機溶
媒と接触させて、色素分を有機相に抽出し、つい
で該有機相を、金属イオンが実質的に含まれない
水で洗浄した後、該有機相と、金属イオンが実質
的に含まれない水とを、水可溶性アミンの存在下
で接触させ、色素分を水相へ逆抽出して、実質的
に金属イオンを含まない色素を得、かくして得ら
れる実質的に金属イオンを含まない色素を、前記
被膜の染色に適用することを特徴とするカラーフ
イルターの製造法である。本発明による脱金属イオン方法は、１個以上の
スルホン酸基を有する任意の色素に適用できる
が、カラーフイルター用色素として使用するため
には、三原色系または補色系カラーフイルター等
の分光特性を満足し、さらに被染色材、例えばカ
ゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール等それ
ぞれに合つた色素を酸性染料タイプ、直接染料タ
イプの色素の中から選択される。具体的には、下記色素が代表的なものとしてあ
げられる。黄色色素 C.I. アシツドイエロー 19、25、29、38、
42、44、49、61、110または141 C.I. ダイレクトイエロー 12、39または86 赤色色素 C.I. アシツドオレンジ８、19、28、56、67
または95 C.I. アシツドレツド１、６、18、111、
114、118、145、158、266または366 C.I. ダイレクトオレンジ 15または26 C.I. ダイレクトレツド 23、62または242 マゼンタ色色素 C.I. アシツドレツド 35、52、131、138、
249、257または274 C.I. ダイレクトレツド９青色色素 C.I. アシツドバイオレツト 49 C.I. アシツドブルー７、62、78、83、112、
126、129または274 シアン色色素 C.I. アシツドブルー 249 C.I. ダイレクトブルー 86 （銅フタロシアニン）−（−SO₃Na）_2〜3 緑色色素 C.I. アシツドグリーン９、16、25または28 これら色素は、各用途に合つた分光特性を出す
ために二種以上の色素を配合して使用することが
できる。本発明において、色素分を水相から有機相へ抽
出する際に使用する酸としては、硫酸、塩酸、リ
ン酸等の無機酸が使用され、抽出時のPHは0.1〜
３、好ましくは0.5〜１がよい。本発明において、水不溶性有機溶媒としては、
第２級アミンもしくは第３級アミンを溶解するも
のであればどのような溶媒でもよく、例えばベン
ゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロナフタ
リン、パークレン、モノクロルベンゼン、ジクロ
ルベンゼン、ニトロベンゼン等の不活性有機溶媒
等の１種または２種以上の混合物があげられ、特
に好ましい溶媒としては、トルエン、キシレンが
あげられる。本発明において、第２級アミンもしくは第３級
アミンとは、水と混和しないアミンでスルホン酸
基を有する色素を水不溶性有機溶媒中に溶解でき
るものであり、例えば、ラウリルメチルアミン、
ミリスチルメチルアミン、パルミチルメチルアミ
ン、ステアリルメチルアミン、オレイルメチルア
ミン、リノレイルメチルアミン、ジラウリルアミ
ン、ジミリスチルアミン、ジパルミチルアミン、
ジステアリルアミン、ジオレイルアミン、ジリノ
レイルアミン、トリオクチルアミン、トリラウリ
ルアミン、ジラウリルメチルアミン、ジステアリ
ルメチルアミン、ジオクチルアミン、ジベンジル
アミン、ジイソオクチルアミン、ベンジルラウリ
ルアミン、３−フエニルプロピルテトラデシルア
ミン、トリイソオクチルアミン、ジベンジルメチ
ルアミン、ジベンジルドデシルアミン、ジベンジ
ルオクチルアミン、ジベンジルノニルアミン、ジ
ベンジルミリスチルアミン、ジベンジルステアリ
ルアミン、ジベンジルラウリルアミン、ジ（ｏ、
ｍまたはｐ−メチルベンジル）ラウリルアミン、
ジベンジルイソオクチルアミン、ジベンジルテト
ラデシルアミン等が代表的なアミンとしてあげら
れる。これらアミンの使用量は、少なくとも水溶性色
素と結合して水不溶性有機溶媒に溶解できる量で
あることが必要で、色素分子中のスルホン酸基に
対して少なくとも当モル以上15モル比以下、好ま
しくは３〜10モル比の量が用いられる。本発明において、実質的に金属イオンを含まな
い水としては、イオン交換水、蒸留水があげら
れ、洗浄回数は３回以上、好ましくは４回以上で
ある。本発明において、水可溶性のアミンとしては、
アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、メチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチル
アミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プ
ロピルアミン、ジプロピルアミン等が代表的なア
ミンとしてあげられ、これらアミン類は逆抽出時
にアミンと色素とが結合した化合物が析出しない
ようなアミン類から選択される。また、逆抽出時のPHは６〜11がよい。また、色素溶液中に溶解助剤として、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、メタノ
ール、エタノールなど第３物質を加えることがで
きる。カラーフイルターは通常の方法たとえば次のよ
うにして製造することができる。 ITO等の透明電極を設けてあるか、または電極
が設けられていないガラス基板または固体撮像素
子上に感光性樹脂、例えばゼラチン、カゼイン、
フイツシユグリユー、ポリビニルアルコールなど
に２，６−ビス（4′−アジド−2′−スルホベンザ
ール）シクロヘキサノンのアンモニウム塩などの
アジド化合物を添加したものをスピンコーターを
用いて塗布した後、マスク露光により染色される
部分のみを露光し、現像を行う。この様にして得
られたパターンを、本発明で得られた金属イオン
を含んでいない色素を用いて、水中で酢酸酸性下
染色を行つた後、ポリグリシジルメタアクリレー
トなどの透明な対染色性中間層で被覆する。以上
の操作を繰り返し行うことによりカラーフイルタ
ーが得られる。次に製造例、実施例ににより、本発明を具体的
に説明する。文中、部は重量部を表わす。製造例１ジベンジルドデシルアミン18部とトルエン72部
との混合物に５％硫酸水50部を加え30分間撹拌し
て完溶させた後、水相を抜き取る。これにC.I.ア
シツドイエロー 42を3.0部（内NaCl分0.4部）
水100部に溶解した液を加え、撹拌しながら稀硫
酸を加えてPH0.5とし30分間撹拌する。１時間静
置した後下層（水相）を抜き取る。ついで有機相
にイオン交換水100部を加え、再び30分間撹拌し
た後１時間静置し、下層（水相）を抜き取る。こ
の操作を５回繰り返す。ついで有機相にイオン交
換水150部を加え、撹拌しながら10％アンモニア
水でPH9.5とし、30分間撹拌した後１時間静置し、
下層（水相）を抜き取る。黄色色素のアンモニウム塩の1.6％液150部を得
た。このようにして得られた色素液中のナトリウム
含量は、原子吸光法により測定した結果0.7ppm
であつた。製造例２〜12 下表に示す条件を用いる以外は製造例１と同様
に操作して、表に示す結果を得た。

【表】実施例１下記色素液を脱金属イオンされた色素を用いて
調製する。赤色 C.I. アシツドレツド 366 0.2％（重量） C.I. アシツドイエロー 110 0.05％酢酸 1.5％水緑色 C.I. アシツドグリーン 16 0.4％ C.I. アシツドイエロー 25 0.7％酢酸 1.5％水青色 C.I. アシツドブルー 83 1.5％酢酸 1.5％水次に、ガラス基板上にスピンコーターにより、
２，６−ビス（4′−アジド−2′−スルホベンザー
ル）シクロヘキサノンのアンモニウム塩で感光化
させたカゼイン水溶液を塗布、乾燥後、モザイク
状パターンを有するマスクを位置合わせし、露
光、現像を行い、赤色を染色すべき領域に染着層
を形成した。ついでこの染着層を有するガラス基
板を赤色色素水溶液中に浸漬し、50℃で第１色目
を染色し、この上にポリグリシジルメタアクリレ
ートの透明な中間層を塗布する。次に、同様にして緑色を染色すべき領域に染着
層を形成し、この層を緑色々素水溶液を用いて染
色を行い、この層の上に中間層を塗布する。さら
に同様にして、青色を染色すべき領域に染着層を
形成し、この層を青色々素水溶液を用いて染色を
行う。この層の上に保護膜としてトツプコートを
形成し、ガラス基板上にモザイクカラーフイルタ
ーを作成した。この様にして作成したカラーフイ
ルターを固体撮像素子上に貼り合せた素子は金属
イオンを含んでいないため、素子の寿命を大巾に
延ばすことができ、信頼性を向上させることがで
きた。

Claims

【特許請求の範囲】１支持体上に有機材料の被膜を設け、その所望
部分を、所定の分光特性を有する色素で染色する
ことによりカラーフイルターを製造する方法にお
いて、スルホン酸基を有する水溶性色素の水溶液を、
酸性下で、水と混和しない第２級または第３級ア
ミンを含む水不溶性有機溶媒と接触させて、色素
分を有機相に抽出し、ついで該有機相を、金属イオンが実質的に含ま
れない水で洗浄した後、該有機相と、金属イオンが実質的に含まれない
水とを、水可溶性アミンの存在下で接触させ、色
素分を水相へ逆抽出して、実質的に金属イオンを
含まない色素を得、かくして得られる実質的に金属イオンを含まな
い色素を、前記被膜の染色に適用することを特徴とするカラーフイルターの製造法。