JPH10148711A

JPH10148711A - カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ

Info

Publication number: JPH10148711A
Application number: JP30966296A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Fujita; 健一藤田; Hisashi Iino; 久飯野; Katsuto Miura; 克仁三浦; Akio Haneda; 昭夫羽田; Takeshi Itoi; 健糸井; Shinji Ito; 慎次伊藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd; Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toppan Inc
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】分光特性が良好でかつ透明性が高く、耐熱性
など諸耐性に優れたレッドのカラーフィルタ用着色組成
物およびこれを用いたカラーフィルタの提供すること。【解決手段】本願発明のカラーフィルタ用着色組成物
は、透明樹脂に顔料を分散したものであって、該顔料と
して、下記一般式で示されるアゾレーキレッド顔料とイ
エロー顔料とを配合した顔料を用いることを特徴とす
る。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶カラーディス
プレー、ビデオカメラ等に使用される、光学的カラーフ
ィルタの製造を目的とする着色組成物およびこの着色組
成物を用いたカラーフィルタに関する。さらに詳しく
は、一般的にストライプフィルタまたはマトリックスフ
ィルタと称されるパターン部分を形成するためのカラー
フィルタ用着色組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、ガラス等の透明な基
板の表面に２種以上の異なる色相の微細な帯（ストライ
プ）を平行または交差して配置したもの、あるいは微細
な画素を縦横一定の配列に配置したものからなってい
る。画素サイズは数１０〜数１００μｍという微細な形
状であり、しかも色相毎に所定の順序で整然と配列され
る。このため、カラーフィルタの製造法については、従
来から種々の方法が提案されている。

【０００３】カラーフィルタは高い透明性が必要とされ
るため、一般に染色法と呼ばれる、染料を用いて着色す
る方法が行われている。例えば、被染色性の感光性物質
をガラス等の基板に塗布し、続いて一つのフィルタ色の
パターン露光を行い、ついで未露光部を現像工程で洗い
取り、残ったパターン部を該フィルタ色の染料で染色す
るといった操作を全フィルタ色について順次繰り返すこ
とによりカラーフィルタを製造することができる。この
方法は染料を使用するため透過率が高く、カラーフィル
タの光学特性は非常に優れているが、耐光性、耐熱性等
に限界があり、耐性に優れかつ透明性の高い色材が望ま
れていた。

【０００４】そこで、染料のかわりに耐光性、耐熱性に
優れる有機顔料が用いられるようになったが、現在市販
されている顔料はカラーフィルタ用として開発されたも
のではないため、一般に単一の顔料だけではカラーフィ
ルタとしての分光スペクトルを得るのは困難であり、顔
料を２種以上用いて分光特性を調整することが必要とさ
れる。特に、レッドについては、耐性に優れたアントラ
キノンレッドが一般に用いられているが、単一のレッド
顔料のみでは充分な分光特性が得られないため、調色顔
料を加えてスペクトルを調整する必要がある。

【０００５】調色顔料としては、色相、透明性の点から
イエロー顔料であるＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌ
ｌｏｗ８３やＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏ
ｗ１３９が一般に用いられている。しかし、これらの顔
料を含むレッドのフィルタは５４５ｎｍ付近の吸光度が
低いため、染色法に比べて色純度が劣り、カラーディス
プレーとしての色再現に限界があった。

【０００６】また、顔料を用いたカラーフィルタでは染
料のような透明性を得ることは困難であった。また、顔
料固有の分光スペクトルからカラーフィルタの膜厚で色
相が変わってしまい、透過光の主波長がカラーフィルタ
の膜厚で変化してしまうという問題があった。

【０００７】通常の塗料、インキなどでは、一般に顔料
の分散度を上げていくと透明性が向上するが、サンドミ
ル、３本ロールミル、ボールミル等の通常の分散機では
一次粒子まで分散されるとそれ以上透明性が上がらなく
なる。通常の分散機での分散工程は、主に顔料の一次粒
子の凝集体である二次粒子をほぐして一次粒子に近い状
態の分散体を得る工程であり、それ以上透明性を向上さ
せるためには一次粒子をさらに細かくする必要がある。

【０００８】高速のサンドミルは顔料の微粒子化に優れ
ており、顔料によっては一次粒子をさらに細かくするこ
とも可能だが、この場合は非常に多大なエネルギーを要
する。

【０００９】一次粒子を細かくする手段として、顔料を
濃硫酸、ポリリン酸等の強酸に溶解したものを冷水に投
入して、顔料を微細粒子として析出させる方法が知られ
ているが、この方法では顔料の強酸に対する溶解性や安
定性の点で用い得る顔料が著しく限定される。また、こ
の方法で微細化した顔料は、乾燥すると強い二次凝集を
起こすため、一次粒子にまで再分散するのは一般に非常
に困難である。

【００１０】また、他の方法として、顔料と固形樹脂を
加熱しながら２本ロールやニーダー等で強力に練り込む
方法も知られている。しかし、顔料は一般に高温下では
結晶成長するため、本法は機械的な破砕力と結晶成長が
平衡状態になったときに終点となり、顔料の微細化には
限界がある。

【００１１】さらに、顔料の一次粒子を細かくする方法
として、顔料と食塩等の水溶性無機塩の混合物を少量の
溶剤で湿潤したものを、ニーダー等で強く練り込んだ
後、無機塩と溶剤を水洗除去、乾燥して一次粒子の細か
い顔料を得る方法がある。しかし、この方法でのアゾ系
の顔料の微細化は、顔料の色相変化が起こるため、一般
に行われていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、色純
度が高く、透明性が良好でかつ膜厚による主波長変化の
少ないレッドのカラーフィルタ用着色組成物および赤色
画素に、これを用いたカラーフィルタの提供にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、レッドの
着色組成物用の顔料として、アゾレーキレッド顔料を用
いることにより本願目的を達成できることを見出し、本
発明を完成した。すなわち、本発明の透過型カラー液晶
表示装置に用いるカラーフィルタ用着色組成物は、透明
樹脂に顔料を分散したものであって、該顔料として、下
記一般式で示されるアゾレーキレッド顔料とイエロー顔
料とを配合した顔料を用いることを特徴とし、さらに、
該顔料として、アントラキノンレッドも配合した顔料を
用いることも特徴としている。

【００１４】

【化４】（式中、ＸはＭｎ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒを示す）また、本
発明は、顔料を水溶性の無機塩および水溶性の有機溶剤
とを含む混合物とともに機械的に混練し、該無機塩およ
び水溶性の有機溶剤とをを水洗して除去し、乾燥して得
られた処理顔料を用いて透過型カラー液晶表示装置に用
いるカラーフィルタ用着色組成物を調製することも特徴
としている。

【００１５】さらに、本発明のカラーフィルタは、以上
の着色組成物を赤色画素の形成に用いた、透過型のカラ
ーフィルタであることを特徴とする。

【００１６】本発明で用いるアゾレーキレッド顔料は、
下記一般式で示されるような構造を有するもので、この
ような顔料をカラーインデックスナンバー（Ｃ．Ｉ．）
で示すと、例えば、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ
４８：１〜４８：４などが該当する。

【００１７】アゾレーキレッド顔料は、他のレッド顔料
に比べて着色力が高く、５４５ｎｍ付近の吸光度が高い
ものであり、単独で用いても、また他のレッド顔料、例
えばアントラキノンレッドと混合して用いても色純度の
高いレッドのスペクトルが得られる。

【００１８】イエロー顔料は分光特性を調整するため、
アゾレーキレッド顔料のようなレッド顔料とともに用い
るもので、このようなイエロー顔料としては、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、３、１２、１
３、１４、１６、１７、２４、５５、６０、６５、７
３、７４、８１、８３、９３、９５、９７、９８、１０
０、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１
０、１１３、１１４、１１６、１１７、１１９、１２
０、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３
９、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５
６、１７５などがあり、ノバパームイエローＨＲ（商品
名、ヘキスト社製、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌ
ｌｏｗ８３）やパリオトールイエローＤ１８１９（商
品名、ＢＡＳＦ社製、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅ
ｌｌｏｗ１３９）などの市販品を用いることができ
る。

【００１９】本発明のレッドの着色組成物は、レッドの
顔料として上記のアゾレーキレッド顔料を単独で、また
は他のレッド顔料とともに用い、分光特性を調整するた
めにイエロー顔料を配合したものである。他のレッド顔
料と混合してアゾレーキレッド顔料を用いる場合、アゾ
レーキレッド顔料の添加効果が明瞭に現れるためには、
少なくともレッド顔料全体に対して１０重量％以上アゾ
レーキレッド顔料を含むことが必要となる。一方、イエ
ロー顔料の配合量は、用いたレッド顔料の組成やカラー
フィルタに要求される分光特性によって変化するが、ア
ゾレーキレッド顔料を単独に用いイエロー顔料でスペク
トルを調製する場合には、顔料全体に対して、アゾレー
キレッド顔料が７０〜９０重量％、好ましくは、７５〜
８５重量％、また、イエロー顔料が３０〜１０重量％、
好ましくは、２５〜１５重量％とすることにより必要と
されるスペクトルを得ることができる。

【００２０】アゾレーキレッド顔料とともに用いる他の
レッド顔料のアントラキノンレッドは諸耐性に優れ、か
つ着色力、透明性にも優れているため、レッドのカラー
フィルタ用顔料として用いられている。しかし、この顔
料は５００ｎｍ以下の吸収が十分ではないため、一般に
イエロー顔料を併用してスペクトルを調整している。し
かしながらこの２種類の顔料の組み合わせでは５３５〜
５５０ｎｍの吸収が十分ではなく膜厚の変化により色相
の変化が生じてしまう。

【００２１】本発明は、レッドの色純度を向上させると
ともに膜厚による主波長変化を少なくするため、アゾレ
ーキレッド顔料を併用したものである。すなわち、これ
は５３５〜５５０ｎｍの吸収の高いアゾレーキレッド顔
料を配合することで、レッドの吸収域である４００ｎｍ
〜６００ｎｍの吸光度のばらつきを抑えることが膜厚に
よる色相変化を抑え、主波長変化抑制に最も効果的であ
ることを見出した結果得られたものである。

【００２２】本発明で用いるアントラキノンレッドは、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７であり、この
ような顔料としてはチバガイギー社製のクロモフタルレ
ッドＡ２Ｂ（商品名、チバガイギー社製）やクロモフタ
ルレッドＡ３Ｂ（商品名、チバガイギー社製）などを用
いることができる。

【００２３】レッド、グリーン、ブルーの３色の加色混
合によりフルカラーを再現するカラー液晶ディスプレー
などに用いるレッド用の着色組成物としては、アントラ
キノンレッドとアゾレーキレッドとを併用するのが好ま
しく、アゾレーキレッド顔料の割合は、全顔料に対して
１０重量％以上、好ましくは２５重量％、さらに好まし
くは３０重量％以上を占めていることが必要である。ア
ゾレーキレッド顔料の比率が１０重量％を下回ると、５
４５ｎｍ付近での十分な吸光度が得られず、色純度が低
下する傾向がみられる。

【００２４】このように配合したレッド顔料に分光特性
を調整するために、イエロー顔料を配合する。レッド顔
料とイエロー顔料との混合割合は用いるイエロー顔料の
種類や要求される分光特性で異なるものの、一般に、重
量比で７０：３０〜９０：１０、好ましくは７５：２５
〜８５：１５となるように配合すると好ましい結果が得
られる。従って、各顔料の最終的な配合量は、全顔料に
対してそれぞれアゾレーキレッド顔料が、１０〜７０重
量％、好ましくは２０〜６０重量％で、アントラキノン
レッドが、２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重
量％であり、イエロー顔料が、３〜３０重量％、好まし
くは５〜２５重量％の範囲のものである。

【００２５】なお、アゾレーキレッド顔料としては、上
記一般式で示される顔料を２種以上を組み合わせて用い
ることもでき、また、イエロー顔料としても上記Ｃ．
Ｉ．の顔料を２種以上を組み合わせて用いることができ
る。

【００２６】また、本発明のカラーフィルタ用の着色組
成物では、上記一般式で示されるアゾレーキレッド顔
料、イエロー顔料ならびにレッド顔料などを次のように
処理し、処理した顔料を用いてカラーフィルタ用の着色
組成物を調製すると、透明性をさらに向上させることが
できる。

【００２７】すなわち、この処理は、上記一般式で示さ
れるアゾレーキレッド顔料あるいはイエロー顔料または
レッド顔料を、水溶性の無機塩および水溶性の有機溶剤
と混合し、この混合物を機械的に混練（以下、この工程
をソルトミリングと呼ぶ）し、水溶性の無機塩および水
溶性の有機溶剤とを水洗により除去した後乾燥すること
によって行うことが好ましい。ソルトミリング時には乾
燥後の処理した顔料の再分散性をよくするために室温で
固体、かつ水不溶性であって水溶性の有機溶剤に少なく
とも一部溶解する樹脂を添加することができる。

【００２８】上記ソルトミリングの方法についてさらに
アゾレーキレッド顔料を例として具体的に説明すれば、
アゾレーキレッド顔料（Ａ）と、室温で固体であって、
水不溶性の樹脂（Ｂ）と、水溶性の無機塩（Ｃ）と、湿
潤剤として少量の有機溶剤（Ｄ）とを混合し、ニーダー
等で強く練り込んだ後、水中に投入しハイスピードミキ
サー等で撹拌しスラリー状とする。次に、このスラリー
をろ過、水洗して乾燥することにより、樹脂（Ｂ）で被
覆された顔料（以下、処理顔料と呼ぶ）が得られる。

【００２９】水溶性の無機塩（Ｃ）としては、例えば、
食塩などを使用することができ、顔料（Ａ）と無機塩と
の比率は無機塩の比率が多くなると顔料の微細化効率は
よくなるが、顔料の処理量が少なくなるため生産性が低
下する。従って、一般的には、顔料１重量部に対して無
機塩が１〜２０重量部、好ましくは２から１０重量部用
いるのがよい。また上記湿潤剤は、顔料と無機塩が均一
な固まりとなるように加えるもので、アルコール系や
グリコール系などの水溶性有機溶剤などを用いることが
できる。また、湿潤剤の配合量は、顔料と無機塩の配合
比にもよるが、通常顔料の５０重量％〜３００重量％の
範囲の量が用いられる。

【００３０】樹脂（Ｂ）は、室温で固体で、水不溶性で
あって、かつソルトミリング時の湿潤剤に用いる水溶性
溶剤に可溶である必要があり、天然樹脂、変性天然樹
脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等が用い
られる。室温で液状の樹脂を用いてもソルトミリングを
行うことはできるが、水洗し乾燥したときに処理顔料が
ブロッキングを起こし、乾燥あるいは再分散に特別な工
夫を要するため好ましくない。ただし、二種類以上の樹
脂を併用してソルトミリングする場合は、一部液状の樹
脂を用いても混合物が室温で固体であれば、本発明に用
いることができる。

【００３１】天然樹脂としてはロジンが代表的であり、
変性天然樹脂としては、ロジン誘導体、繊維素誘導体、
ゴム誘導体、タンパク誘導体およびそれらのオリゴマー
が挙げられる。合成樹脂としては、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、マレイン酸樹脂、ブチラール樹脂、ポリエス
テル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタ
ン樹脂等が挙げられる。天然樹脂で変性された合成樹脂
としては、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェ
ノール樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の中では、ソ
ルトミリングの効果およびカラーフィルタとしての諸耐
性の点から、合成樹脂および天然樹脂で変性された合成
樹脂、特にエポキシ樹脂および（メタ）アクリル樹脂、
マレイン酸樹脂を用いることが好ましい。

【００３２】上記エポキシ樹脂とは、エポキシ基を少な
くとも１個有するエポキサイドをいい、硬化剤で架橋し
たエポキシ樹脂は一般に溶剤に対する溶解性がほとんど
ないため、本発明には用いられない。エポキサイドとし
てはビスフェノール系、ノボラック系、アルキルフェノ
ール系、レゾルシン系、ポリグリコール系、エステル
系、Ｎ−グリシジルアミンなどのグリシジル型や、環状
脂肪族エポキサイド等が用いられる。

【００３３】本発明のカラーフィルタ用着色組成物はイ
ンクや塗料としてカラーフィルタの製造に用いるばかり
でなく感光性着色樹脂組成物（レジスト剤）としてカラ
ーフィルタの製造に用いることができる。すなわち、顔
料を光重合性あるいは光架橋性の媒体に分散し、パター
ン露光して、未露光部を現像液で除去することによって
カラーフィルタを製造する方法であり、現在広く採用さ
れているものであるが、この方式に用いる場合は、現像
液に不溶性の樹脂は現像に悪影響を与えるため、樹脂
（Ｂ）の選択にあたっては、このことを考慮しなければ
ならず、この点から樹脂（Ｂ）は現像液に溶解するもの
が好ましい。

【００３４】最近は、環境問題から現像液として有機溶
剤を用いるのは稀で、一般にアルカリ現像液が用いられ
ている。従って、アルカリに可溶な樹脂としては（メ
タ）アクリル酸を含む（メタ）アクリル系樹脂、あるい
はマレイン酸系樹脂が用いられる。ただし、アルカリ不
溶性の樹脂でも、カラーフィルタ用着色組成物の不揮発
分の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下となるよ
うに使用量を調整すれば、現像性に影響がないことが確
かめられている。

【００３５】上記の（メタ）アクリル樹脂は、アクリル
酸やメタクリル酸と、それらのエステルの１種または２
種以上のモノマーとの共重合体であり、６０モル％以下
のスチレン、酢酸ビニル、無水マレイン酸等のラジカル
重合性のモノマーと共重合したものも含まれる。しか
し、多官能性モノマーとの共重合体のように、三次元架
橋されたポリマーは溶解性が劣るため、本発明では使用
が制限される場合がある。用いられる（メタ）アクリル
樹脂の酸価は、２０〜１６０のものが好ましく、アルカ
リ現像の場合は、酸価４０〜１６０が着色組成物とした
ときの現像性から好ましく、分子量は、１０００〜１０
００００、特にアルカリ現像の場合は１０００〜６００
００が現像液への溶解性の点で好ましい結果を与える。

【００３６】また、上記マレイン酸樹脂あるいはロジン
変性マレイン酸樹脂としては、酸価が２０〜３００のも
のが用いられるが、アルカリ現像の場合は、酸価４０〜
３００、好ましくは８０〜３００のものが現像液への溶
解性の点で好ましい。

【００３７】有機溶剤（Ｄ）は、樹脂（Ｂ）を少なくと
も一部溶解し、水溶性であれば特に限定されないが、ソ
ルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態
になるため、安全性の点から高沸点溶剤が好ましい。例
えば、２−メトキシエタノール、２−ブトキシエタノー
ル、２−（イソペンチルオキシ）エタノール、２−（ヘ
キシルオキシ）エタノール、ジエチレングリコール、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチ
レングリコールモノメチルエーテル、液体ポリエチレン
グリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エ
トキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパ
ノール、ジプロピレングリコール、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、低分子量ポリプロピレングリコール等
が用いられる。

【００３８】また、必要により、上記化合物の他に、ソ
ルトミリング時に分散剤、可塑剤等の添加剤や一般に体
質顔料として用いられている炭酸カルシウム、硫酸バリ
ウム、シリカ等の無機顔料を併用しても良く、またアゾ
レーキレッド顔料とアントラキノンレッド顔料、またア
ゾレーキレッド顔料とイエロー顔料、またはアゾレーキ
レッド顔料とアントラキノンレッド顔料とイエロー顔料
とを混合して処理してもよい。

【００３９】なお、上記分散剤としては一般的に顔料分
散剤と称される化合物、たとえば界面活性剤、顔料誘導
体、樹脂型分散剤などを用いることができる。

【００４０】このようにして処理された顔料を、カラー
フィルタを形成するための透明樹脂および溶剤等と共に
サンドミル、３本ロールミル等の通常の分散機で分散す
ることにより、未処理（ソルトミリング処理をしていな
い）顔料を用いた場合に比べ、顔料が微細に分散された
カラーフィルタ用着色組成物が短時間でかつ容易に得る
ことができる。得られた着色組成物を赤色画素用の形成
に用い、透過型液晶ディスプレイ用カラーフィルタを作
製することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタ用着色組
成物は、必要に応じて上記ソルトミリング処理を行った
顔料を透明樹脂および溶剤等とともに分散するか、ある
いは、顔料を予め透明樹脂と機械的に混練したのち溶剤
ないし樹脂溶液を加えて分散して製造する。顔料と透明
樹脂とは、固形分比において、１：４〜１０：１の割合
で配合される。

【００４２】顔料の透明樹脂への分散には、三本ロール
ミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー等の各種
分散手段を使用できる。また、これらの分散を良好とす
るために、適宜、各種界面活性剤、顔料の誘導体等の分
散助剤を添加できる。分散助剤は、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透明
性に優れたカラーフィルタが得られる。この他、無機顔
料のような体質顔料、また感光性着色組成物（レジスト
剤）とした場合のように貯蔵安定性を考慮する場合は、
重合禁止剤を少々加えてもよい。

【００４３】透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００
ｎｍの全波長領域において透過率が８０％以上、好まし
くは９５％以上の樹脂である。透明樹脂としては、熱硬
化性樹脂、熱可塑性樹脂、感光性樹脂や、放射線照射に
より硬化して樹脂と同様の塗膜を形成するモノマー、オ
リゴマー等があり、これらを単独または２種以上混合し
て用いることができる。紫外線照射により硬化を行うと
きには、光開始剤等が用いられる。

【００４４】しかしながら、カラーフィルタの製造にお
ける後の工程において、高温加熱の処理が行われるた
め、加熱処理においても耐性のよい樹脂を用いることが
必要とされる。また、後の工程において種々の溶剤や薬
品による処理も行われるため、形成された画像の耐溶剤
性も必要とされる。

【００４５】熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂としては、例
えば、ブチラール樹脂、スチレン−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、フェノール樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド、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、エポキシ樹脂、セルロース類、ポリブタジエ
ン、ポリイミド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン
樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。

【００４６】感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシ
ル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子
にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等を介
して、（メタ）アクリル化合物、ケイヒ酸等の光架橋性
基を導入した樹脂が用いられる。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重合物
も用いられる。

【００４７】放射線照射により硬化して樹脂と同様の塗
膜を形成するモノマー、オリゴマーとしては、アクリル
酸、メタクリル酸、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、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキ
シメチル（メタ）アクリルアミド、ポリエチレングリコ
ールジ（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、スチレン、酢酸ビニル、各種
アクリル酸エステル、各種メタクリル酸エステル、アク
リロニトリル、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ヘキサ（メタ）
アクリレートのカプロラクトン付加物のヘキサ（メタ）
アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキ
シ（メタ）アクリレートプレポリマー等が挙げられる。

【００４８】光開始剤としては、アセトフェノン系、ベ
ンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、カ
ルバゾール系、イミダゾール系、トリアジン系等の化合
物が用いられる。また、増感剤として、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、４，４’−ジエチルアミノベン
ゾフェノン等の化合物も併用することができる。

【００４９】カラーフィルタ用着色組成物には、顔料を
十分に分散させ、ガラス基板上に乾燥膜厚が０．５〜５
μｍの膜厚となるように塗布するために溶剤を用いるこ
とができる。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、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、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、これらを単独にもしくは混合して用いる。

【００５０】上述のように本発明のカラーフィルタ用着
色組成物は、グラビアオフセット用印刷インキ、水無し
オフセット印刷インキ、シルクスクリーン印刷用イン
キ、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト剤
のようなものにすることができる。

【００５１】これらの印刷インキ、着色レジスト剤等
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以上の微少粒
子および混入した塵の除去を行い製造する。

【００５２】上記印刷インキは、印刷と乾燥を繰り返す
だけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造
法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、
印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有す
る微細パターンの印刷を行うことができる。

【００５３】印刷を行うためには、印刷の版上にて、あ
るいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないよ
うな組成とすることが好ましい。また、ブランケットの
膨潤、溶解等があると、それに伴うパターンの再現性の
低下や透明性の低下を招くので印刷インキの溶剤の選択
には、種々の注意を要する。さらに、印刷機上でのイン
キの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によ
るインキ粘度の調整も行うことができる。

【００５４】上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着
色レジスト剤は、ガラス基板上に、スプレーコートやス
ピンコート、ロールコート等の塗布方法により塗布され
る。乾燥された膜は０．５〜５μｍであり、所定のパタ
ーンを有するマスクを接触あるいは非接触で通して紫外
線露光を行う。その後溶剤あるいはアルカリ現像液に浸
漬もしくはスプレーなどにより噴霧して未硬化部を除去
してパターン形成をした後、同様の操作を他の色につい
て繰り返して、カラーフィルタを製造する。更に感光性
樹脂の重合を促進するため、加熱を施すことも必要に応
じ行える。

【００５５】現像に際しては、アルカリ現像液として炭
酸ソーダ、苛性ソーダ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塩基を
用いることもできる。また、消泡剤や界面活性剤を添加
することもできる。

【００５６】なお、紫外線露光感度を上げるために、上
記着色レジスト剤を塗布乾燥後、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。

【００５７】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例および比較例中、部とは重量部を、％は重量％を
それぞれ示す。

【００５８】実施例に先立ち、ソルトミリング処理顔料
の製造例および樹脂合成例を示す。（ソルトミリング処理顔料の製造例１）アゾレーキレッ
ド顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ４８：
１、東洋インキ製造社製「リオノールレッド２Ｂ３
３０３Ｂ」）２５０ｇ、塩化ナトリウム７００ｇ、マレ
イン酸樹脂（荒川化学工業社製「マルキードＮｏ．３
２、酸価：１４０）１０７ｇおよびポリエチレングリコ
ール（三洋化成社製「ＰＥＧ３００」）１６０ｇとをス
テンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込
み、３時間混練した。次に、この混合物を２．５リット
ルの温水に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピー
ドミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、ろ
過、水洗して塩化ナトリウムおよび溶剤を除き、５０℃
の熱風オーブンで約２４時間乾燥して樹脂処理顔料１を
得た。

【００５９】（ソルトミリング処理顔料の製造例２）マ
レイン酸樹脂の「マルキードＮｏ．３２」を「マルキ
ードＮｏ．３００２」（荒川化学工業社製、酸価：１
００）に代えた以外は、ソルトミリング処理顔料の製造
例１と同様にして樹脂処理顔料２を得た。

【００６０】（ソルトミリング処理顔料の製造例３）ア
ゾレーキレッド顔料をＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅ
ｄ４８：２（東洋インキ製造社製「リオノールレッド
ＤＷＧ」）に代え、さらに、マレイン酸樹脂の「マル
キードＮｏ．３２」を「マルキードＮｏ．６」（荒
川化学工業社製、酸価：４０）に代えた以外は、ソルト
ミリング処理顔料の製造例１と同様にして樹脂処理顔料
３を得た。

【００６１】（ソルトミリング処理顔料の製造例４）ア
ゾレーキレッド顔料をＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅ
ｄ４８：３（東洋インキ製造社製「リオノールレッド
ＣＰＡ」）に代えた以外は、ソルトミリング処理顔料
の製造例１と同様にして樹脂処理顔料４を得た。

【００６２】（ソルトミリング処理顔料の製造例５）ア
ゾレーキレッド顔料をＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅ
ｄ４８：４（東洋インキ製造社製「リオノールレッド
２Ｂ３５５４」）に代えた以外は、ソルトミリング
処理顔料の製造例１と同様にして樹脂処理顔料５を得
た。

【００６３】（ソルトミリング処理顔料の製造例６）エ
ポキシ樹脂９０ｇおよびポリエチレングリコール１６０
ｇを、アクリル系オリゴマー（ジョンソン社製「ジョン
クリル５８２」、分子量：３１００、酸価：１０５）
１００ｇおよびジエチレングリコール（東京化成社製）
１６０ｇに代えた以外は、ソルトミリング処理顔料の製
造例１と同様に処理して樹脂処理顔料６を得た。

【００６４】（ソルトミリング処理顔料の製造例７）ア
ゾレーキレッド顔料をＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅ
ｌｌｏｗ１３９（ＢＡＳＦ社製「パリオトールイエロ
ーＤ１８１９」）に代えた以外は、ソルトミリング処理
顔料の製造例１と同様にして樹脂処理顔料７を得た。

【００６５】次に、透明樹脂として用いる樹脂の製造例
を示す。

【００６６】（樹脂溶液製造例ａ）１リットルの４つ口
フラスコに、シクロヘキサノン３５０．０部、スチレン
２６．２部、２−ヒドロキシアクリレート２３．３部、
メタクリル酸３５．０部、メタクリル酸メチル２０．５
部、メタクリル酸ブチル７０．０部を仕込み９０℃に加
熱し、事前にシクロヘキサノン２９０．０部に、スチレ
ン２６．２部、２−ヒドロキシアクリレート２３．３
部、アクリル酸３５．０部、メタクリル酸メチル２０．
５部、メタクリル酸ブチル７０．０部とアゾビスイソブ
チロニトリル１．７５部とを混合溶解したものを３時間
で滴下し、９０℃にて３時間反応させた。さらに、アゾ
ビスイソブチロニトリル０．７０部をシクロヘキサノン
１０部で溶解させたものを添加し、さらに１時間反応を
続け樹脂溶液を合成した。得られた樹脂の分子量はＧＰ
Ｃによる測定で、４７０００であった。

【００６７】次いで、樹脂溶液の一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（不揮
発分３０〜３５％）し、不揮発分が２０％となるように
シクロヘキサノンを添加して樹脂溶液ａを調製した。

【００６８】（樹脂溶液製造例ｂ）１リットルの４つ口
フラスコに、シクロヘキサノン３５０．０部、スチレン
２６．２部、２−ヒドロキシアクリレート４３．８部、
アクリル酸３５．０部、メタクリル酸ブチル７０．０部
を仕込み９０℃に加熱し、事前にシクロヘキサノン２９
０．０部に、スチレン２６．３部、２−ヒドロキシアク
リレート４３．８部、アクリル酸３５．０部、メタクリ
ル酸ブチル７０．０部とアゾビスイソブチロニトリル
１．７５部とを混合溶解したものを３時間で滴下し、９
０℃にて３時間反応させた。さらに、アゾビスイソブチ
ロニトリル０．７０部をシクロヘキサノン１０部で溶解
させたものを添加し、１時間反応を続けた。次いで、フ
ラスコ内温を８０℃とし、イソシアネートエチルメタク
リレート２３．５部、オクチル酸錫０．１１部をシクロ
ヘキサノン２０部で溶解したものを約１０分で滴下し、
滴下後２時間反応させて樹脂溶液を合成した。得られた
樹脂の分子量はＧＰＣによる測定で、５２０００であっ
た。

【００６９】次に、樹脂溶液ａと同様にして、シクロヘ
キサノンを添加して、不揮発分２０％の樹脂溶液ｂを調
製した。

【００７０】実施例１１．レジストの作製（１）赤色レジスト１の作製顔料などを表１に示すような組成に混合し、サンドミル
にて６０分間分散して、赤色分散体を作製した。

【００７１】

【表１】次いで、得られた赤色分散体を用いて、表２の組成とな
るように容器中で充分に混合し、１．０μｍのフィルタ
にて濾過し、不揮発分約２０％の赤色レジスト１を作製
した。

【００７２】

【表２】（２）赤色レジスト２の作製樹脂処理顔料１の代わりに、樹脂処理顔料２を用いて
（１）の赤色レジスト１の作製と同様の方法で赤色レジ
スト２を作製した。

【００７３】（３）〜（６）赤色レジスト３〜６の作製樹脂処理顔料１の代わりに、それぞれ樹脂処理顔料３〜
６を用い、（１）の赤色レジスト１の作製と同様の方法
で赤色レジスト３〜６を作製した。

【００７４】（７）赤色レジスト７の作製樹脂溶液ａの代わりに、樹脂溶液ｂを用いて（１）の赤
色レジスト１の作製と同様の方法で赤色レジスト７を作
製した。

【００７５】（８）赤色レジスト８の作製（１）の赤色レジスト１の作製で、クロモフタルレッド
と樹脂処理顔料１の配合比を表３のように代え、これら
を混合し、サンドミルにて６０分間分散して、赤色分散
体を作製した。次いで、この赤色分散体を用いて（１）
の赤色レジスト１の作製と同様の方法で赤色レジスト８
を作製した。

【００７６】

【表３】比較例１（１）の赤色レジスト１の作製で用いた樹脂処理顔料１
を全量クロモフタルレッドに置き換えて赤色レジストの
作製１と同様の方法で赤色レジスト（比較例１）を作製
した。

【００７７】比較例２比較例１でクロモフタルレッドとパリオトールイエロー
の配合比を表４に示すように代え、これを混合し、サン
ドミルにて６０分間分散して、赤色分散体を作製した。
次いで、この赤色分散体を用いて（１）の赤色レジスト
１の作製と同様の方法で赤色レジスト（比較例２）を作
製した。

【００７８】

【表４】２．カラーフィルタの作製次ぎに、上記のようにして得られたレジストをスピンコ
ーターで乾燥膜厚が１．０、および１．６μｍとなるよ
うにガラス基板に塗布し、７０℃で、２０分熱風オーブ
ンで乾燥し、ラインアンドスペースが１００μｍのスト
ライプパターンを形成したマスクフィルムを介して紫外
線露光（積算露光量：１５０ｍＪ）した。次に、この塗
布基板を２％の炭酸ナトリウム水溶液に約２０秒浸漬し
た後、流水で洗浄し、２３０℃で、３０分加熱して赤色
のストライプパターンを得た。

【００７９】３．カラーフィルタの評価上記カラーフィルタを、顕微分光光度計（オリンパス光
学社製、ＯＳＰ−ＳＰ１００）を用いて色度を測定し
た。このカラーフィルタを２５０℃１時間加熱処理した
後、同様に顕微分光光度計で色度を測定し、初期の色度
との色差（ΔＥab）を求めることによって耐熱性を評価
した。耐溶剤性はＮ−メチルピロリドンに３０分浸漬し
た後、風乾したものについて浸漬部と非浸漬部の境界の
色相および表面状態の変化を目視により観察し、次の評
価基準に従い評価した。

【００８０】良：乾燥後、浸漬部と非浸漬部との界面の
判別がつかないもの。

【００８１】劣：乾燥後、浸漬部と非浸漬部との界面が
判別できるもの。

【００８２】膜厚１．６μｍの赤色のストライプパター
ンでの得られた評価結果を表５に示す。

【００８３】

【表５】表５によると、市販の染色法による赤のカラーフィルタ
は２００℃１時間の加熱で９〜１０程度の色差変化があ
ることから、顔料を用いたカラーフィルタの耐熱性が非
常に優れ、耐酸性などの諸耐性も優れたものであること
がわかる。

【００８４】次ぎに、カラーフィルタの評価として、主
波長と刺激純度との測定を行った。すなわち、得られた
乾燥塗膜を顕微分光光度計（オリンパス光学社製：ＯＳ
Ｐ−ＳＰ１００）を用いて、Ｃ光源における透過光の色
度（ｘ、ｙ、Ｙ）を測定し、この値より主波長と刺激純
度とを算出した。カラーフィルタの膜厚を１．０μｍお
よび１．６μｍとした場合に得られた主波長と刺激純度
の測定結果を表６示す。

【００８５】

【表６】表６によれば、比較例１ではアゾレーキ顔料を全量アン
トラキノン顔料に置き換えているが実施例（赤色レジス
ト１〜８）に比べて主波長が長波長側にずれるうえ刺激
純度が低い。また比較例２は、実施例と同様にカラーフ
ィルタ膜厚１μｍとしたときの主波長が６１０ｎｍにな
るようにアントラキノン顔料とイエロー顔料の配合比を
調整したものであるが、膜厚１．６μｍのときの主波長
が６１５ｎｍと変化している。

【００８６】このようにアゾレーキ顔料を配合すること
で高い刺激純度と膜厚変化に対する主波長変化が小さい
特性を併せ持つレッドのフィルタが実現できるので色特
性が優れ、色再現範囲が広いカラーフィルタが得られ
る。

【００８７】実施例２樹脂処理の効果を確認するために以下のレジストを作製
し、評価した。

【００８８】１．レジストの作製（１）赤色レジスト９の作製顔料などを表７に示すような組成に混合し、サンドミル
にて６０分間分散して、赤色分散体を作製した。

【００８９】

【表７】次いで、得られた赤色分散体を用いて、表８の組成とな
るように容器中で充分に混合し、１．０μｍのフィルタ
にて濾過し、不揮発分約２０％の赤色レジスト９を作製
した。

【００９０】

【表８】（２）赤色レジスト１０の作製赤色レジスト９の作製で樹脂処理顔料１を「リオノール
レッド２Ｂ３３０３Ｂ」３．１５部と「マルキード
Ｎｏ．３２」１．３５部とに置き換えて赤色レジスト
９の作製と同様の方法で赤色レジスト１０を作製した。

【００９１】２．カラーフィルタの作製得られたレジストをスピンコーターで乾燥膜厚が１．０
μｍになるようにガラス基板に塗布し、７０℃で、２０
分熱風オーブンで乾燥し紫外線露光（積算露光量：１５
０ｍＪ）した。次に、この塗布基板を２％の炭酸ナトリ
ウム水溶液に約２０秒浸漬した後、流水で洗浄し、２３
０℃で、３０分加熱して赤色のストライプパターンを得
た。

【００９２】３．カラーフィルタの評価得られた２種のカラーフィルタを顕微分光光度計で分光
スペクトルを測定した結果を比較例２とともに表９に示
す。

【００９３】

【表９】表９によれば、５４５ｎｍの吸光度を比べると、実施例
が１．４０で、比較例が１．２２であり、実施例が１３
％ほど吸光度が高いことがわかる。また、６１０ｎｍの
透過率では、実施例の透過率はいずれも比較例に比べて
優れた透過率を示しており、本発明のカラーフィルタは
色純度と透明性に優れたものであることがわかる。な
お、実施例のうち赤色レジスト９および１０では、両者
は最も吸光度の高い５４５ｎｍの吸光度は同じである
が、赤色レジスト９の６１０ｎｍの透過率が高く、顔料
処理で透明性がさらに向上していることがわかる。

【００９４】

【発明の効果】本発明の構成に従い、耐熱性などの諸耐
性に優れ、かつ高い色純度を有するカラーフィルタの製
造が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦克仁東京都中央区京橋二丁目３番13号東洋インキ製造株式会社内 (72)発明者羽田昭夫東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者糸井健東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者伊藤慎次東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂に顔料を分散してなるカラーフ
ィルタ用着色組成物であって、該顔料として、下記一般
式で示されるアゾレーキレッド顔料とイエロー顔料とを
配合した顔料を用いた透過型カラー液晶表示装置に用い
るカラーフィルタ用着色組成物。【化１】（式中、ＸはＭｎ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒを示す）
【請求項２】下記一般式で示されるアゾレーキレッド
顔料の配合量が顔料全体の７０〜９０重量％であり、イ
エロー顔料の配合量が顔料全体の１０〜３０重量％であ
る請求項１に記載の透過型カラー液晶表示装置に用いる
カラーフィルタ用着色組成物。【化２】（式中、ＸはＭｎ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒを示す）
【請求項３】さらに、アントラキノンレッドを配合し
た顔料を用いた請求項１に記載の透過型カラー液晶表示
装置に用いるカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項４】下記一般式で示されるアゾレーキレッド
顔料の配合量が顔料全体の１０〜７０重量％であり、イ
エロー顔料の配合量が顔料全体の３〜３０重量％であ
り、アントラキノンレッドの配合量が顔料全体の２０〜
８０重量％である請求項３に記載の透過型カラー液晶表
示装置に用いるカラーフィルタ用着色組成物。【化３】（式中、ＸはＭｎ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒを示す）
【請求項５】前記顔料として、顔料を水溶性の無機塩
および水溶性の有機溶剤とを含む混合物とともに機械的
に混練し、該無機塩および水溶性の有機溶剤とを水洗し
て除去し、乾燥して得られた処理顔料を用いた請求項１
〜４のいずれかに記載の透過型カラー液晶表示装置に用
いるカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項６】赤色画素に、請求項１〜５のいずれかに
記載のカラーフィルタ用着色組成物を用いた透過型液晶
ディスプレイ用カラーフィルタ。