JPH10227911A

JPH10227911A - カラーフィルター用着色画像形成材料及びカラーフィルター

Info

Publication number: JPH10227911A
Application number: JP6619897A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Yamauchi; 康嗣山内; Hideyori Fujiwara; 英資藤原; Naoto Sekiguchi; 直人関口; Fumiyuki Matsuo; 史之松尾
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】透過率を向上し、即ち明度を高め、低消費電
力化を達成しながらも、彩度を低下させず、鮮明な色調
再現が可能となるカラーフィルターを提供する。【解決手段】樹脂及び赤色色素並びに少なくとも１種
以上の赤色以外の色素を含むカラーフィルター用着色画
像形成材料において、該赤色色素が、色素として当該赤
色色素のみを含み、透過率が５６０ｎｍで１０％である
着色透過膜とした場合に、５８０ｎｍでの透過率が４０
％以上でかつ６００ｎｍでの透過率が８０％以上となる
色素であることを特徴とする。

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
レイ等に使用されるカラーフィルター用着色画像形成材
料、具体的には、赤色画素用のカラーフィルター用着色
画像形成材料及びカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶カラーディスプレイ等の透過型表示
素子の低消費電力化を図るには、バックライトの光利用
効率を向上することが効果的であり、その手段のひとつ
として、カラーフィルターの透過率を高めることが考え
られる。しかしながらカラーフィルターの透過率を全波
長にわたって高めると、表示色の彩度が低下するため、
透過率の向上と鮮明な色調再現性との両立は困難であ
る。彩度が低いと、表示可能な色の色度範囲が狭くなる
という問題があり、実用的でなく、両者を満足するカラ
ーフィルターは見いだされていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明では透過率を向
上し、すなわち明度を高め低消費電力化を達成しながら
も、彩度を低下させず鮮明な色調再現が可能となるよう
なカラーフィルターを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明（請求項１）は、樹脂及び赤色色素並びに
少なくとも１種以上の赤色以外の色素を含むカラーフィ
ルター用着色画像形成材料において、該赤色色素が、色
素として当該赤色色素のみを含み、透過率が５６０ｎｍ
で１０％である着色透過膜とした場合に、５８０ｎｍで
の透過率が４０％以上でかつ６００ｎｍでの透過率が８
０％以上となる色素であることを特徴とするカラーフィ
ルター用着色画像形成材料を提供する。

【０００５】また本発明（請求項２）は、基板上に赤
色、緑色、及び青色画素を有するカラーフィルターに於
いて、赤色画素が上記カラーフィルター用赤色着色画像
形成材料をにより形成されてなり、該赤色画素の透過率
が５６０ｎｍで１０％以下かつ６００ｎｍで８０％以上
であるカラーフィルターを提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明者らは、赤色画素の色調
（明度と彩度）を決定する最も重要な因子は使用される
赤色色素の透過率曲線であることに注目した。すなわち
５６０nmと６００nmにおける透過率の比がなるべく大で
あり、かつその間の透過率曲線の立ち上がりがなるべく
急峻であれば、そのような色素を使用した材料による赤
色画素の透過率も同様に急峻な曲線となるため、明度を
向上させながらも彩度を低下させないカラーフィルター
が実現可能となるとの知見に基づくものである。

【０００７】本発明の最大の特徴は、カラーフィルター
の赤色画素用の色素として、その赤色色素の着色透過膜
としての透過率が５６０ｎｍで１０％とした場合に於い
て、５８０ｎｍでは４０％以上かつ６００ｎｍでは８０
％以上となる色素を使用することにある。即ち、色素と
して赤色色素のみを含む着色透過膜を形成し、その５６
０ｎｍにおける透過率が１０％となるように顔料濃度お
よび膜厚を調整した場合に於いて、該着色透過膜の透過
率を測定すると５８０ｎｍでは４０％以上かつ６００ｎ
ｍでは８０％以上となるような色素を使用することを意
味する。この様な透過率測定用の着色透過膜を形成する
際には、樹脂、光重合開始剤等色素以外の組成は、実際
のカラーフィルター等の画素を形成する場合に使用され
るのと同じ種類および量用いるのが好ましい。即ち、色
素の濃度が異なるために分散剤等の必要量を変え、かつ
他色の色素を混在させない以外は、実際の画素画像形成
用の材料と同じ材料、量比で混合して、着色透過膜を形
成することが好ましい。

【０００８】上記透過率は５８０ｎｍでは５０％以上か
つ６００ｎｍでは８５％以上であるのがより好ましい。
かかる色素は染料、顔料のいずれでも良いが、顔料であ
る場合、公知の顔料分散法によるカラーフィルターの製
造方法に適用可能であるため、好適であり、かかる顔料
としては、例えばＣ．Ｉ．（カラーインデックス）ＰＲ
２５４、ＰＲ２０９等が挙げられる。

【０００９】又、本発明の赤色画素は、上記の特定の赤
色色素以外に少なくとも１種の色素を含有するが、これ
は色度調整の目的で使用されるもので、かかる目的に適
合する色素であれば、いずれでも良いが、上記と同様の
理由で顔料が好ましく、オレンジ色、黄色等の顔料が一
般的であり、具体的には例えば、Ｃ．Ｉ．ＰＯ７１、Ｐ
Ｙ１８１、ＰＹ１３９等が挙げられる。

【００１０】本発明のカラーフィルター用着色画像形成
材料は、通常、少なくとも上記の如き赤色色素、少なく
とも１種以上の赤色以外の色素と樹脂を含有する。樹脂
としては、特に限定されず、カラーフィルター形成用樹
脂として公知の樹脂がいずれも使用でき、例えばアクリ
ル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリア
ミド樹脂等が挙げられる。

【００１１】より具体的には、バインダー樹脂、エチレ
ン性化合物、光重合開始系を含有する光重合性組成物に
上記の如き特定の赤色色素及び少なくとも１種以上の赤
色以外の色素を含有するのが好適である。バインダー樹
脂としては、上記に例示の樹脂が挙げられ、これらは、
この構造中に感光性基を有していても良い。

【００１２】エチレン性化合物としては、上記光重合開
始系により重合が誘起されるエチレン性化合物であれは
良く、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）
アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）ア
クリレート等の多官能（メタ）アクリレート、ビスフェ
ノール誘導体を用いることができる（なお、「（メタ）
アクリレート」とは、「アクリレート又はメタクリレー
ト」を意味する。）。また、必要に応じてこれらのエチ
レン性化合物を２種以上組み合わせて用いることもでき
る。

【００１３】光重合開始系としては、例えばチタノセン
系、ビイミダゾール系、ベンゾチアゾール系、ベンゾフ
ェノン系、チオキサントン系、ベンゾトリアゾール系、
サリシレート系紫外線吸収剤等が挙げられ、必要に応じ
てそれらを組み合わせて使用することもできる。好まし
い例としては、チタノセン系及びビイミダゾール系が挙
げられ、より好ましくはこれらを併用するものが挙げら
れる。また、必要に応じて光重合促進剤を併用すること
もできる。光重合促進剤として日本化薬（株）製KAYACU
RE ＥＰＡ等や、KAYACURE ＤＭＢＩ等の安息香酸誘導
体を挙げることができる。

【００１４】本発明のカラーフィルター用着色画像形成
材料が光重合性組成物を含む場合の配合比は、通常、バ
インダー樹脂１００重量部に対し、エチレン性化合物が
５〜１００重量部、光重合開始系が０．０１〜３０部の
範囲で使用される。又、本発明の赤色色素及びそれ以外
の色素の配合割合は、所望の透過率曲線を達成される量
であれば、特に限定されないが、通常、赤色色素が、本
発明のカラーフィルター用着色画像形成材料の全固形分
に対して２０〜４０重量％で、又、赤色以外の色素が全
固形分に対して５〜２０重量％で使用される。

【００１５】尚、色素として顔料を使用する場合には、
分散剤を使用するのが好ましく、その場合の分散剤は、
界面活性剤、低分子分散剤、高分子分散剤など顔料分散
に効果的なものならばいずれでも良い。界面活性剤とし
てはアニオン系界面活性剤等が挙げられる。低分子分散
剤としては例えば、ゼネカ（株）製Solsperseシリーズ
やビックケミー社製Disperbykシリーズ等が挙げられ
る。高分子分散剤としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂
のいずれも使用できる。

【００１６】又、本発明のカラーフィルターは、基板上
に赤色、緑色、及び青色画素を有するカラーフィルター
に於いて、赤色画素が上記のカラーフィルター用着色画
像形成材料を用いて形成されたものであって、該赤色画
素の透過率が５６０ｎｍで１０％以下かつ６００ｎｍで
８０％以上であることを特徴とする。透明基板として
は、各種ガラス板、ポリエチレンテレフタレート等のポ
リエステルやポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオ
レフィン等のプラスチックシートを用いることができ
る。

【００１７】本発明のカラーフィルター用着色画像形成
材料を用いてカラーフィルターを製造する方法として
は、従来公知の顔料分散法、染料分散法、電着法及び染
色法等が挙げられる。カラーフィルターの製造に際して
は、光重合性樹脂を用いた顔料分散法による場合、以下
のような手順である。まず顔料を分散剤および溶剤の一
部と混合し、十分に分散処理を行ってインク状の分散液
を調整した後、この分散液にエチレン性化合物、光重合
開始剤および溶剤の残部を添加混合して、均一なカラー
レジスト溶液とする。次にスピンコート法等の塗布方法
を用いて基板上に塗布し、乾燥後、必要な部分をマスク
を用いて光照射し、現像・乾燥し、熱処理・紫外線処理
を施すことにより該１色のフィルターを形成する。この
工程を他の２色について繰り返して行うことにより、カ
ラーフィルターを得る。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例により何等限定されるもの
ではない。実施例及び比較例まず下記に記載の赤色顔料をそれぞれ１０．０ｇ、分散
剤としてビック・ケミー社製ｂｙｋ−１６１を１３．３
ｇ、および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３５．７ｇを混合し、粒子径０．５
ｍｍのガラスビーズ１８０ｇを加え、ペイントコンディ
ショナーで５時間振とうし、赤色の分散液を得た。また
同様の手法により、色度調整用の黄色分散液を得た。

【００１９】またクリアーレジストとしては、バインダ
ーとして下記式（１）で表される繰り返し単位を有する
アクリル系樹脂４．０ｇ、エチレン性化合物としてジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート４．０ｇ、光重
合開始剤として２−（２−クロロフェニル）−４，５−
ジフェニルイミダゾール二量体０．４ｇ、４，４’−ビ
ス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン０．２ｇ、２−メ
チルベンゾチアゾール０．４ｇ、溶剤としてプロプレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート３４．５ｇを
混合し、撹拌均一化した。

【００２０】以上の顔料分散液とクリアーレジストとを
撹拌混合したのち、濾過して均一なカラーレジストを得
た。これを透明基板上にスピンコートにより１〜２μm
の厚さに塗布し、ホットプレートにて７０℃で３分間乾
燥後、フォトマスクを用いて紫外線を100mj/cｍ²照射し
硬化させ、アルカリ現像液によりパターニングを行っ
た。ついで高圧水銀灯により５０００ｍｊ／ｃｍ²の紫
外線照射し、さらに２００℃のオーブン中で１０分間熱
処理し、カラーフィルターを作製した。

【００２１】尚、実施例及び比較例では下記の顔料を使
用してカラーフィルターを作成した。

【００２２】

【化１】

【００２３】（実施例１）赤色顔料としてＣ．Ｉ．ＰＲ
２５４（チバガイギー社製「クロモフタールＤＰＰレッ
ドＢＰ」）を使用したインク５．０ｇと、これと色度調
整のため黄色顔料ＰＹ１３９（ＢＡＳＦ製「パリオトー
ル１８４１Ｄ」）を使用したインク１．２ｇ、およびク
リアーレジスト１８．３ｇとを調合したカラーレジスト
により、膜厚１．０μmとなるように作製したカラーフ
ィルター。（実施例２）赤色顔料としてＰＲ２０９（ヘキストイン
ダストリー社製「ＨＯＳＴＡＰＥＲＭレッドＥＧＴ
ＲＡＮＳ」）を使用したインク１０．０ｇと、これと色
度調整のため黄色顔料ＰＹ１３９（同上）を使用したイ
ンク０．３ｇ、およびクリアーレジスト９．４ｇとを調
合したカラーレジストにより、膜厚２．０μmとなるよ
うに作製したカラーフィルター。（比較例１）赤色顔料としてＰＲ１７７（チバガイギー
社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）を使用したイン
ク５．０ｇと、これと色度調整のため黄色顔料ＰＹ１３
９（同上）を使用したインク１．１ｇ、およびクリアー
レジスト１４．３ｇとを調合したカラーレジストによ
り、膜厚１．５μmとなるように作製したカラーフィル
ター。

【００２４】作成した各カラーフィルターの赤色画素に
つき、明度や彩度を評価比較した。尚、表１に実施例お
よび比較例で用いた赤色顔料を使用して形成した着色透
過膜の各波長での透過率、ならびに実際に作製したカラ
ーフィルターの赤色画素の色度と明度を示す。ここでの
赤色顔料を使用して形成した着色透過膜の透過率は、該
赤色顔料分散液２．０ｇとクリアレジスト４．８ｇを使
用し、をそれぞれに単独に上述した手法でカラーレジス
ト化し、透明基板上で１〜２μmの膜厚になるような試
料を作製し、測定したものである。

【００２５】

【表１】実施例１、２および比較例１のカラーフィルターの透過
率曲線をそれぞれ図１、２、３に示す。実施例１のカラ
ーフィルターの透過率曲線からは、５６０ｎｍで２％、
６００ｎｍで９５％の透過率を有し、また比較例１と同
様な色度でありながら大幅に明度が向上していることが
わかる。実施例２についても同様に５６０ｎｍで９％６
００ｎｍで８５％の透過率を有し、また大幅な明度向上
が達成されている。これらはいずれも請求項２の要件を
満たしており、本発明を有効に実施した結果である。

【００２６】対して比較例１では５６０ｎｍで７％６０
０ｎｍで７６％の透過率であり、また明度も実施例にお
よばない。これは使用した赤色顔料の特性が請求項１の
要件を満たしていないためであり、その結果作製したカ
ラーフィルターも請求項２の要件を満たさないものであ
る。以上の結果は色度調整用の補色顔料の種類によって
も効果に若干の違いがあり、補色顔料の透過率曲線は赤
色顔料のそれとなるべく近いことが望ましい。例えば補
色顔料をＰＹ１３９からＰＯ７１（チバガイギー社製
「ＤＰＰＯｒａｎｇｅＴＲ」）に変更することによ
り、上記の実施例と比較してＹ値はさらに１程度の向上
が可能である。

【００２７】さらに以上の例は色度（ｘ=0.55、ｙ=0.3
3）なる赤色に調色した場合の結果であるが、本発明の
効果は上記の場合のみにとどまらず、色度範囲（ｘ≧0.
51、ｙ≦0.36）なる赤色の再現においても同様である。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、透過率を向上し、すな
わち明度を高め低消費電力化を達成しながらも、彩度を
低下させず鮮明な色調再現が可能となるようなカラーフ
ィルターを提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のカラーフィルターによる赤色画素の
透過率曲線を示す図。

【図２】実施例２のカラーフィルターによる赤色画素の
透過率曲線を示す図。

【図３】比較例１のカラーフィルターによる赤色画素の
透過率曲線を示す図。

フロントページの続き (72)発明者松尾史之神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂及び赤色色素並びに少なくとも１種以
上の赤色以外の色素を含むカラーフィルター用着色画像
形成材料において、該赤色色素が、色素として当該赤色
色素のみを含み、透過率が５６０ｎｍで１０％である着
色透過膜とした場合に、５８０ｎｍでの透過率が４０％
以上でかつ６００ｎｍでの透過率が８０％以上となる色
素であることを特徴とするカラーフィルター用着色画像
形成材料。
【請求項２】基板上に赤色、緑色、及び青色画素を有す
るカラーフィルターに於いて、赤色画素が、請求項１に
記載のカラーフィルター用着色画像形成材により形成さ
れてなり、かつ該赤色画素の透過率が５６０ｎｍで１０
％以下かつ６００ｎｍで８０％以上であることを特徴と
するカラーフィルター。