KR20070061383A

KR20070061383A - 칼라필터용 착색 조성물 및 칼라필터

Info

Publication number: KR20070061383A
Application number: KR1020060122985A
Authority: KR
Inventors: 료 요코테; 준이치 츠치다; 타케시 사토; 노부유키 세가와
Original assignee: 도요 잉키 세이조 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2007-06-13
Also published as: JP5151028B2; CN1982922A; CN100468092C; JP2007163543A; KR101315418B1; TWI354813B; TW200730888A

Abstract

단시간으로 효율 좋게 미세화이면서 정립된 안료를 사용해, 콘트라스트비가 높은 칼라필터를 형성할 수 있는 칼라필터용 착색 조성물을 제공하는 것.

투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지는 안료담체와, 안료를 함유하는 칼라필터용 착색 조성물로서, 상기 안료가, 유기 안료와, 염료와, 수용성 유기용제를 함유하는 혼합물을 혼련함으로써 미세화된 미세 유기 안료이며, 상기 식염의 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%인 것을 특징으로 하는 칼라필터용 착색 조성물.

칼라필터, 착색 조성물, 미세하, 콘트라스트비, 안료담체

Description

칼라필터용 착색 조성물 및 칼라필터{COLORED COMPOSITION FOR COLOR FILTER AND COLOR FILTER}

도 1은 콘트라스트비를 측정하기 위한 측정장치의 개념도이다.

[부호의 설명]

1: 휘도계 2: 마스크

3: 편광판 4: 착색 조성물 건조도막

5: 유리기판 6: 편광판

7: 백라이트유닛

본 발명은 칼라필터용 착색 조성물, 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법, 및 칼라필터용 착색 조성물을 사용해서 형성된 칼라필터에 관한다.

액정표시장치는 2장의 편광판에 끼워진 액정층이, 1장째의 편광판을 통과한 빛의 편광 정도를 제어해서, 2장째의 편광판을 통과하는 광량을 컨트롤함으로써 표시를 행하는 표시장치이다. 액정표시장치로서는 트위스트네마틱(TN)형 액정을 사용 하는 타입이 주류가 되고 있다. 액정표시장치는 2장의 편광판의 사이에 칼라필터를 설치함으로써 칼라표시가 가능해지며, 최근 텔레비전이나 컴퓨터모니터 등에 사용되어지고 있다. 이 점에서 칼라필터에 대해서 고휘도화, 고콘트라스트화의 요구가 높아지고 있다.

칼라필터에는 유리 등의 투명한 기판의 표면에 2종 이상의 다른 색상의 미세한 띠(스트라이프) 모양의 필터세그멘트를 평행 또는 교차하여 배치한 칼라필터, 혹은 미세한 필터세그멘트를 종횡 일정의 배열로 배치한 칼라필터 등이 있다. 필터세그멘트는 수㎛~수100㎛로 미세하며, 게다가 색상마다 소정의 배열로 기판상에 정연하게 배치되어 있다.

일반적으로 칼라액정 표시장치에서는 칼라필터의 위에 액정을 구동시키기 위한 투명전극이 증착 혹은 스퍼터링에 의해 형성되며, 나아가 그 위에 액정을 일정방향으로 배향시키기 위한 배향막이 형성되어 있다. 이들의 투명전극 및 배향막의 성능을 충분히 얻기 위해서는 그 형성을 일반적으로 200℃이상, 바람직하게는 230℃이상의 고온에서 행하는 것이 바람직하다. 이 때문에 현재 칼라필터의 제조방법으로서는 내광성, 내열성에 뛰어나는 안료를 착색제로 하는 안료분산법으로 불리는 방법이 주류가 되고 있다.

그러나 일반적으로 안료를 분산한 칼라필터는 안료에 의한 빛의 산란 등에 의해 액정이 제어한 편광 정도를 흩뜨리게 되는 문제가 있다. 즉 빛을 차단해야 할 때(OFF상태)에 빛이 새거나, 빛을 투과해야 할 때(ON상태)에 투과광이 감쇄하거나 하기 때문에, ON상태 혹은 OFF상태에 있어서의 표시장치의 휘도의 비(콘트라스트 비)가 낮다는 문제가 있다.

칼라액정 표시장치의 고콘트라스트화를 실현시키기 위해, 즉 빛의 산란 등을 억제한 콘트라스트라비가 높은 칼라필터를 얻기 위해서, 필터세그멘트 중에 포함되는 안료를 미세화 처리하는 것이 행해진다. 안료를 미세화 처리하는 방법으로서, 현재 널리 사용되고 있는 방법에는 솔벤트 솔트 밀링법이 있다.

솔벤트 솔트 밀링법은 조대한 안료입자를, 마쇄조제로서의 염화나트륨이나 황산나트륨 등의 무기염류와, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 점성이 높은 수용성 유기용제와의 존재하에서, 니더 등에 의해 기계적으로 마쇄해 미세화하는 방법이다. 솔벤트 솔트 밀링(solvent salt milling)법은 안료입자를 미세화, 정립하는 것에 유효한 방법이지만, 칼라필터에 있어서 보다 고콘트라스트화를 실현시키기 위해서는 종래의 솔트 밀링법으로 얻어지고 있었던 안료보다도 보다 미세하면서 정립된 안료를 이용할 필요성이 있다.

또한 솔벤트 솔트 밀링법으로 제조되는 안료의 품질을 결정하는 요인으로서는 마쇄조제의 양 및 입자경, 수용성 유기용제의 종류 및 양이 알려지고 있다. 솔벤트 솔트 밀링법으로 사용되는 마쇄조제의 입자경에 대해서 일본국 특허공표 2004-502855호 공보에는 "바람직하게는 5~200㎛의 평균입도를 가지는 염, 특히 바람직하게는 10~50㎛의 평균입도를 가지는 염"이라 기재되며, 일본국 특허공개 2002-121420호 공보에는 "평균입자경 0.5~50㎛의 무기염을 사용하는 것이 보다 바람직하다."이라 기재되고 있다.

그러나 어느 것에 있어서도 솔벤트 솔트 밀링법에 있어서 어떤 품질의 마쇄 조제를 사용하면 단시간에 효율 좋게 조대한 안료입자를 마쇄할 수 있고, 콘트라스트비가 높은 칼라필터를 형성 가능한 소망의 품질의 미세 안료를 효율 좋게 얻을 수 있다는 관점에 대해서는 검토되고 있지 않았다.

본 발명의 목적은 단시간에 효율 좋게 미세화이면서 정립된 안료를 사용해, 콘트라스트비가 높은 칼라필터를 형성할 수 있는 칼라필터용 착색 조성물을 제공하는 것이다. 또 본 발명의 발명은 콘트라스트비가 높은 칼라필터를 형성할 수 있는 칼라필터용 착색 조성물을, 단시간으로 효율 좋게 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 나아가 본 발명의 목적은 콘트라스트비가 높은 칼라필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자들은 솔벤트 솔트 밀링법에 있어서, 특정의 식염을 사용함으로써 단시간에 효율 좋게 미세화이면서 정립된 안료를 조제할 수 있는 것을 발견하였다.

즉 본 발명은 투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지는 안료담체와, 안료를 함유하는 칼라필터용 착색 조성물로서, 상기 안료가 유기 안료와, 식염과, 수용성 유기용제를 함유하는 혼합물을 혼련함으로써 미세화된 미세 유기 안료이며, 상기 식염의 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%인 것을 특징으로 하는 칼라필터용 착색 조성물에 관한 것이다.

또한 다른 본 발명은 유기 안료와, 식염과, 수용성 유기용제를 혼합해서 혼합물을 얻고, 혼합물을 혼련함으로써 유기 안료를 미세화하고, 혼합물에서 미세하된 유기 안료를 회수하고, 회수한 유기 안료와, 투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지는 안료담체를 혼합하는 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법으로서, 상기 식염의 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%인 것을 특징으로 하는 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

나아가 그외의 본 발명은 상기 착색 조성물을 사용해서 형성된 필터세그멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라필터에 관한다.

우선 본 발명에 있어서의 칼라필터용 착색 조성물 및 그 제조방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물은 투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지는 안료담체와 안료를 함유하는 것이다. 상기 안료는 유기 안료와 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%인 식염과, 수용성 유기용제를 함유하는 혼합물을 혼련함으로써 미세화 처리된 미세 유기 안료이다.

또한 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법은 유기 안료와, 식염과, 수용성 유기용제를 혼합해서 혼합물을 얻고, 혼합물을 혼련함으로써 유기 안료를 미세화하고, 혼합물에서 미세화된 유기 안료를 회수하고, 회수한 유기 안료와, 투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지는 안료담체를 혼합하는 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법이다. 상기 식염은 체적기준의 메디인입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%이다.

미세 유기 안료의 평균1차입자경은 미세화 처리의 조건이나 유기 안료의 종류에 의해서 다르지만, 적절하게 조건을 설정함으로써 0.01~0.5㎛정도의 범위로, 임의의 1차입자경으로 제어할 수 있다. 본 발명에 있어서, 유기 안료의 평균1차입자경은 유기 안료 100개 이상에 대해서 전자현미경을 사용해서 1차입자경을 측정하고, 얻어진 측정값보다 체적을 기준으로서 구할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 유기 안료는 칼라필터에 사용되고 있는 공지의 유기 안료이며, 1종을 단독으로 또한 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 유기 안료로서는 평균1차입자경이 0.1~0.5㎛의 유기 안료를 사용하면, 평균1차입자경이 0.01~0.1㎛의 아주 미세한 상태까지 유기 안료를 효율 좋게 미세화할 수 있고, 특히 높은 콘트라스트가 발휘되기 때문에 바람직하다. 유기 안료로서는 조제유기 안료, 즉 합성에 의해 얻어진 대로의, (a)평균1차입자경가 10~200㎛정도의 큰 입자나, (b)평균1차입자경이 0.01㎛이하의 매우 미세한 입자가 매우 강하고, 응집한 입자(응집물)를 사용할 수 있다.

이하에, 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물에 사용 가능한 유기 안료의 구체예를, 칼라인덱스 번호로 나타낸다.

적색 필터세그멘트를 형성하기 위한 적색 착색 조성물에는 예를 들면 C.I Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 97, 122, 123, 146, 149, 168, 177, 178, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 246, 254, 255, 264, 272 등의 적색 안료를 사용할 수 있는 적색 조성물에는 황색 안료, 오렌지 안료를 병용할 수 있다.

옐로우색 필터 세그멘트를 형성하기 위한 옐로우색 착색 조성물에는 예를 들면 C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 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, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 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, 199 등의 황색 안료를 사용할 수 있다.

오렌지색 필터세그멘트를 형성하기 위한 오렌지색 착색 조성물에는 예를 들면 C.I. Pigment orange 36, 43, 51, 55, 59, 61 등의 오렌지색 안료를 사용할 수 있다.

녹색 필터세그멘트를 형성하기 위한 녹색 착색 조성물에는 예를 들면, C.I. Pigment Green 7, 10, 36, 37 등의 녹색 안료를 사용할 수 있다.

청색 필터세그멘트를 형성하기 위한 청색 착색 조성물에는 예를 들면, C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64 등의 청색 안료를 사용할 수 있다. 청색 조성물에는 C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 등의 자색 안료를 병용할 수 있다.

시안색 필터세그멘트를 형성하기 위한 시안색 착색 조성물에는 예를 들면 C.I. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:4, 15:3, 15:6, 16, 81 등의 청색 안료를 사용 할 수 있다.

마젠타색 필터세그멘트를 형성하기 위한 마젠타색 착색 조성물에는 예를 들면 C.I. Pigment Violet 1, 19, C.I Pigment Red 144, 146, 177, 169, 81 등의 자색 안료 및 적색 안료를 사용할 수 있다. 마젠타색 조성물에는 황색 안료를 병용할 수 있다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물에는 조색을 위해, 내열성을 저하시키지 않는 범위 내에서 염료를 함유시킬 수 있다.

유기 안료와 식염과 수용성 유기용제를 함유하는 혼합물을 혼련할 시에는 유기 안료의 결정성장이나 결정전위를 방지할 목적으로, 유기 안료에 치환기를 도입한 안료 유도체를 첨가해도 좋다. 첨가하는 안료 유도체로서는 미분쇄하는 유기 안료를 모체로 하는 안료유도체가 바람직하지만, 모체가 다른 안료 유도체라도 좋다. 안료 유도체가 가지는 치환기로서는 설폰산기, 설폰산아미드기, 프탈이미드메틸기 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 식염은, 체적 기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%의 식염이며, 유기 안료를 미세화할 시에 마쇄조제로서 기능한다. 식염의 체적기준의 메디안입자경(D50)은 1~20㎛인 것이 바람직하고, 95% 입자경(D95)은 30㎛이하인 것이 바람직하다. 나아가 특히 콘트라스트비가 높은 칼라필터가 요구되는 경우에는 유기 안료의 미세화 처리에 사용되는 식염도 미세한 것이 바람직하고, 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~10㎛, 95% 입자경(D95)이 20㎛이하의 식염이 호적하게 사용된다.

체적 기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하인 식염은 시판의 식염 등의 원료식염을 분쇄함으로써 조제할 수 있다.

식염의 메디안입자경(D50)이 50㎛보다 크면, 소망의 미세하면서 균일하게 정립된 미세 유기 안료를 얻을 수가 없다. 한편, 식염의 메디안입자경을 1㎛미만으로 하기 위해서는 특수한 분쇄기로 다대한 에너지를 걸 필요가 있고, 그 식염을 얻는 것 자체가 곤란하게 된다. 또한 식염의 95% 입자경(D95)가 80㎛를 초과하면, 조대한 식염입자가 증가하고, 분쇄 효율을 내리는 요인이 되며 소망의 미세 안료를 얻는 것이 곤란해진다. 또한 식염의 95% 입자경(D95)의 하한은 메디안입자경(D50)이다.

식염의 체적기준의 메디안입자경 및 95% 입자경은 레이저 회절식의 마이크로트랙 입도분석계를 사용해서 측정한 입도분포에서 산출한 것이며, D50, D95 입자경은 각각 이것 이하의 입자경을 가지는 입자가, 체적기준으로 입자 전체의 50%, 95% 존재한다는 것을 의미한다.

유기 안료의 미세화에 영향을 미치는 인자로서는 식염의 입자경 외에, 식염의 형상이 있다. 미세하면서 균일한 입자경에 정립된 미세 유기 안료를 제조하는 관점에서, 원형진 형상의 식염보다도 각진 형상의 식염이 바람직하다.

체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하의 식염은 입자경이 큰 원료식염을 분쇄함으로써 얻어지지만, 분쇄식염의 형상은 원료 식염 중의 Mg함유량에 의해서 다르다.

원료 식염 중의 Mg함유량이 0.08중량%보다 많은 경우에는 각이 없어져 원형 진 형상으로, 매끄러운 표면의 식염입자가 된다. 한편, Mg함유량이 0.08중량% 이하의 원료식염을 분쇄하면, 각진 형상으로 거친 표면의 식염입자가 된다. 또한 Mg함유량이 0.002중량%보다 적은 식염은 시약레벨이 식염이며 고비용이며, 공업적으로 사용하기 어렵다.

따라서 본 발명에서 사용하는 식염은 Mg함유량이 0.002~0.08중량%이며, 바람직하게는 Mg함유량이 0.005~0.05중량%의 범위의 식염이다.

또한 식염의 품질로서는 수분 함유량이 낮은 것이 바람직하다. 공업용 병염병염에서는 통상 1.0중량%이상의 수분이 포함되며, 수분함유량이 1.0중량%이상의 식염을 건조하지 않고 그대로 분쇄하면, 분쇄된 식염의 부착성이 강하고, 방치하면 바로 굳어져 버리는 일이 많다. 굳어진 식염은 미세화 처리의 효율저하를 초래하고, 초분쇄한 의미가 없어지고 만다. 분쇄한 식염이 분쇄시의 입자경을 유지하기 위해서는 식염을 수분 함유량이 0.5중량% 이하까지 건조하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3중량%이하까지 건조한다. 특히 바람직하게는 식염을 고온에서 소결해서 수분함유량을 0.2중량% 이하로 한다. 수분 함유량의 하한은 특히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0중량%이다.

본 발명에 있어서는 분쇄 전에 식염을 건조하는 것이 바람직하지만, 분쇄 후에 식염을 건조해도 좋다. 건조할 때의 온도는 100~400℃인 것이 바람직하고, 건조하는 시간은 분쇄에 사용하는 분쇄기의 종류에 따라서 적절하게 설정할 수 있다.

식염을 미분쇄하기 위한 분쇄기로서는 해머밀(hammermill), 핀밀 등의 고속회전밀을 사용하는 것이 일반적이지만, 분쇄기의 종류는 한정되는 것은 아니다. 분 쇄할 때의 회전속도, 시간 등은 소망의 식염이 얻어지도록 적절히 설정할 수 있다.

식염의 사용량은 유기 안료의 종류에 따라서 다르지만, 유기 안료 1중량부에 대해서 식염 1~30중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 식염 5~15중량부이다. 유기 안료에 대한 식염의 비율이 클수록 미세화 효과가 크지만, 1회의 안료처리량이 적어지며 고비용의 요인이 된다. 본 발명에서는 특정의 입자경 및 Mg함유량의 식염을 사용함으로써 종래와 비교해서 식염의 사용량을 증가시키지 않고 고품질의 미세한 유기 안료를 효율 좋게 제조할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 수용성 유기용제는 유기 안료 및 식염의 혼합물을 적당한 강도의 도우(dough)로 하기 위한 것이며, 바람직하게는 물에 용해하면서, 또한 식염을 실질적으로 용해하지 않는 용제를 사용한다. 수용성 유기용제로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 점성이 높은 수용성 유기용제를 사용하는 것이 바람직하다.

수용성 유기용제의 사용량은 유기 안료의 종류, 식염의 양에 따라서 다르지만, 유기 안료 1중량부에 대해서 0.1~5중량부이며, 바람직하게는 1~2중량부이다.

유기 안료를 미세화 처리할 시의 온도는 유기 안료를 미세화하는 효율에서 120℃이하가 바람직하고, 특히 20~70℃가 바람직하다. 또한 처리시간은 유기 안료의 종료, 식염의 입자경에 따라서 다르지만, 2~20시간 정도이다.

유기 안료와 식염과 수용성 유기용제를 포함하는 혼합물을 혼련하는 장치는 유기 안료를 기계적으로 마쇄할 수 있는 장치이면 좋고, 대표적인 것으로서 니더를 들 수 있다. 이 외에, 수퍼믹서(Kawata사 제품), 트리믹스(Trimix)와 같은 버치형 의 혼련기, KCK밀(Asadatekko사 제품)와 같은 연속혼련기를 사용할 수도 있다. 또한 이들 이외의 장치를 사용하는 것도 가능하다.

유기 안료와 식염과 수용성 유기용제를 포함하는 혼합물을 혼련하기 전 또는 혼련 중에는 필요에 따라서 수지, 계면활성제 등을 첨가해도 좋다. 사용하는 수지로서는 특히 제한은 없지만, 로진, 로진유도체, 로진변성말레산 수지, 로진변성페놀 수지, 고무유도체, 단백유도체, 염소화폴리에틸렌, 염소화폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리초산비닐, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 말레산 수지, 스티렌 수지, 스티렌-말레산 공중합 수지, 부티랄 수지, 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드 수지, 알키드 수지, 고무계 수지, 셀룰로오스류, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 및 상기 수지의 올리고머, 모노머류를 들 수 있다. 수지는 1종을 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

유기 안료와 식염과 수용성 유기용제를 포함하는 혼합물의 혼련이 종료해 얻어지는 도우(dough)에 대해서 미세화한 유기 안료입자(바람직하게는 평균1차입자경 0.01~0.5㎛)를 제거하고, 식염과 수용성 유기용제를 제거하기 위해서, 여과·세정 등을 행하는 것이 일반적이다. 최초에, 도우를 수중에 투입하고, 가열해서 식염을 완전하게 용해한다. 가열온도와 온수량은 식염을 완전하게 용해한다. 가열온도와 온수량은 식염을 완전하게 용해할 수 있다면 한정되지 않는다. 이때, 하이스피드믹서 등을 사용해서 수중에 투입된 도우를 교반하고, 슬러리상으로 한다. 다음으로 필터프레스 등의 여과기로 슬러리를 여과/세정하고, 식염과 수용성 유기용제를 충 분히 제거한다. 세정에 있어서는 여과액의 비전도도 등으로 세정정도를 조정할 수 있다. 여과·세정에 의해 안료 프레스케이크가 얻어진다.

필터프레스 등의 여과기에서 꺼낸 프레스 케이크를 상자형 건조기나 밴드 건조기로 건조하고, 나아가 해머밀 등으로 분쇄해 분말의 미세 유기 안료로 할 수 있다. 또한 프레스 케이크를 다시 물을 첨가해 슬러리화한 후, 스프레이 드라이어로 건조해, 분말의 미세 유기 안료로 할 수도 있다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물에 포함되는 미세 유기 안료를 분산시키는 안료담체는 투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물에 의해 구성된다. 투명 수지는 가시광 영역의 400~700nm의 전파장 영역에 있어서 투과율이 바람직하게는 80%이상, 보다 바람직하게는 95%이상의 수지이다. 투과율의 상한은 특히 한정되지 않지만, 바람직하게는 100%이다. 투명 수지에는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 및 활성에너지선 경화성 수지가 포함되며, 그 전구체에는 활성에너지선 조사에 의해 경화해 투명 수지를 생성하는 모노머 혹은 올리고머가 포함되며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있다.

안료담체는 착색 조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 30~700중량부, 바람직하게는 60~450중량부의 양으로 사용할 수 있다. 또한 투명 수지와 그 전구체의 혼합물을 안료담체로서 사용할 경우에는 투명 수지는 착색조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 20~400중량부, 바람직하게는 50~250중량부의 양으로 사용할 수 있다. 또한 투명 수지의 전구체는 착색 조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 10~300중량부, 바람직하게는 10~200중량부의 양으로 사용할 수 있다.

열가소성 수지로서는 예를 들면 부티랄 수지, 스티렌-말레산 공중합체, 염소화폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-초산비닐 공중합체, 폴리초산비닐, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴산계 수지, 알키드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화고무계 수지, 셀룰로오스류, 폴리에틸렌(HDPE, LDPE), 폴리부타디엔, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 또한 열경화성 수지로서는 예를 들면 에폭시 수지, 벤조구아나민 수지, 로진변성말레산 수지, 로진변성푸마르산, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다.

활성에너지선 경화성 수지로서는 수산기, 카르복실기, 아미노기 등의 반응성의 치환기를 가지는 선상 고분자에 이소시아네이트기, 알데히드기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 가지는 (메타)아크릴화합물이나 계피산을 반응시켜서 (메타)아크릴로일기, 스티릴기 등의 광가교성기를 상기 선상 고분자에 도입한 수지가 사용된다. 또한 스티렌-무수말레산 공중합물이나 α-올레핀-무수말레산 공중합물 등의 산무수물기를 포함하는 선상 고분자를 히드록시알킬(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 가지는 (메타)아크릴화합물에 의해 반에스테르화한 것도 사용된다.

모노머, 올리고머로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, β-카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트 리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜에테르디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐(메타)아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 메틸롤화멜라민의 (메타)아크릴산에스테르, 에폭시(메타)아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 등의 각종 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르, (메타)아크릴산, 스티렌, 초산비닐, 히드록시에틸비닐에테르, 에틸렌글리콜디비닐에테르, 펜타에리스리톨트리비닐에테르, (메타)아크릴아미드, N-히드록시메틸(메타)아크릴아미드, N-비닐포름아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합해서 사용할 수 있다.

칼라필터용 착색 조성물에는 상기 조성물을 자외선 조사에 의해 경화할 때에는 광중합개시제 등이 첨가된다.

광중합개시제로서는 4-페녹시디클로로아세토페논, 4-t-부틸-디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리로프로판-1-온 등의 아세토페논계 광중합개시제, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 광중합개시제, 벤조페논, 벤조일안식향산, 벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 아크릴화벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드 등의 벤조페논계 광중합개시제, 티오크산톤, 2-클로르티 오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 광중합개시제, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페로닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프트-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시-나프트-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 광중합개시제, 보레이트계 광중합개시제, 카르바졸계 광중합개시제, 이미다졸계 광중합개시제 등을 들 수 있다. 광중합개시제는 착색 조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 5~200중량부, 바람직하게는 10~150중량부의 양으로 사용할 수 있다.

상기 광중합개시제는 단독 혹은 2종 이상 혼합해서 사용하는데, 증감제로서 α-아시록시에스테르, 아실포스핀옥사이드, 메틸페닐글리옥실레이트, 벤질-9,10-페난트렌퀴논, 캠포퀴논, 에틸안트라퀴논, 4,4'-디에틸이소프탈로페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 화합물을 병용할 수도 있다. 증감제는 착색 조성물 중의 광중합개시제 100중량부에 대해서 0.1~60중량부의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물은 용제 현상형 혹은 알칼리 현상형 착색 레지스트의 형태로 조제할 수 있다. 착색 레지스트는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 활성 에너지선 경화성 수지와 모노머를 포함하는 안료담체 중에 안료를 분 산시킨 것이다. 착색 레지스트는 1종 또는 2종 이상의 상기 미세 유기 안료를, 필요에 따라서 광중합개시제와 함께 안료담체 중에, 3개 롤밀, 2개 롤밀, 샌드밀, 니더, 미분쇄기 등의 각종 분산수단을 사용해서 미세하게 분산해서 제조할 수 있다. 또한 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물은 수종류의 상기 미세 안료를 별개로 안료담체에 분산한 것을 혼합해서 제조할 수도 있다.

안료를 안료담체 중에 분산할 시에는 적절히 수지형 안료분산제, 계면활성제, 안료 유도체, 안트라퀴논 유도체, 아크리돈 유도체, 트리아진 유도체 등의 분산조제를 사용할 수 있다. 분산조제는 안료의 분산성에 뛰어나며, 분산 후의 재응집을 방지할 효과가 크기 때문에, 분산조제를 사용해서 안료를 안료담체 중에 분산해서 이루어지는 착색 조성물을 사용한 경우에는 투명성에 의해 칼라필터가 얻어진다. 분산조제는 착색 조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 0.1~40중량부, 바람직하게는 0.1~30중량부의 양으로 사용할 수 있다.

수지형 안료 분산제는 안료에 흡착하는 성질을 가지는 안료 친화성 부위와, 안료담체와 상용성이 있는 부위를 가지고, 안료에 흡착해서 안료의 안료담체로의 분산을 안정화하는 작용을 하는 것이다. 수지형 안료 분산제로서는 상기 투명 수지 이외의 수지를 사용하는 것이 가능하며, 구체적으로는 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 등의 폴리카르본산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르본산, 폴리카르본산(부분)아민염, 폴리카르본산암모늄염, 폴리카르본산알킬아민염, 폴리실록산, 장쇄폴리아미노아마이도인산염, 수산기 함유 폴리카르본산에스테르나, 이들의 변성물, 폴리(저급알킬렌이민)와 유리의 카르복실기를 가지는 폴리에스테르와의 반응에 의 해 형성된 아미드나 그 염 등의 유성분산제, (메타)아크릴산-스티렌 공중합체, (메타)아크릴산-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 수용성 수지나 수용성 고분자 화합물, 폴리에스테르계, 변성 폴리아크릴레이트계, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 부가 화합물, 인산에스테르계 등이 사용되며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

계면활성제로서는 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 도데실벤젠설폰산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 알칼리염, 알킬나프탈린설폰산나트륨, 알킬디페닐에테르디설폰산나트륨, 라우릴황산모노에탄올아민, 라우릴황산트리에탄올아민, 라우릴황산암모늄, 스테아린산모노에탄올아민, 스테아린산나트륨, 라우릴황산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르 등의 음이온성 계면활성제; 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜모노라울레이트 등의 비이온성 계면활성제; 알킬4급암모늄염이나 그들의 에틸렌옥사이드 부가물 등의 양이온성 계면활성제; 알킬디메틸아미노초산베타인 등의 알킬베타인, 알킬아미다졸린 등의 양성 계면활성제를 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

안료유도체라 함은 염기성 또는 산성의 치환기를 도입한 화합물이며, 안료의 응집을 방지하고, 안료가 미세하게 분산한 상태를 유지하는 작용을 하는 것이 다. 동일하게 안트라퀴논 유도체, 아크리돈 유도체 또는 트리아진 유도체라 함은 각각 안트라퀴논, 아크리돈 또는 트리아진에, 염기성 또는 산성의 치환기를 도입한 화합물이다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물에는 안료의 응집을 방지하고, 안료가 미세하게 분산한 상태를 유지하고, 고콘트라스트비로 색순도가 높은 칼라필터를 제조하기 때문에, 안료 유도체, 안트라퀴논 유도체, 아크리돈 유도체 또는 트리아진 유도체에서 선택되는 적어도 1종의 유도체이며, 하기 식(1)의 염기성기, 식(2)의 염기성기, 식(3)의 염기성기 및 식(4)의 염기성기에서 선택되는 적어도 1개의 염기성기(이하, "특정의 염기성기"라고 하는 일이 있음)를 가지는 것을 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 특정의 염기성기를 가지는 유도체는 안료 100중량부에 대해서 1~20중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.

(상기 식(1)~(4)에 있어서, X는 -SO₂-, -CO-, -CH₂NHCOCH₂-, -CH₂- 또는 직접결합을 나타내고, R₁₀은 수소원자, 탄소수 1~36의 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 탄소수 2~36의 치한되어 있어도 좋은 알케닐기 또는 치환되어 있어도 좋은 페닐기를 나타내고, n은 1~10의 정수를 나타내고, R₁ 및 R₂는 각각 독립으로, 탄소수 1~36의 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 탄소수 2~36의 치환되어 있어도 좋은 알케닐기 또는 치환되어 있어도 좋은 페닐기를 나타내고, R₁과 R₂가 결합해서 치환되어 있어도 좋은 복소환을 형성해도 좋고, 복소환은 다른 질소, 산소 또는 유황원자를 포함해도 좋고, R₃은 탄소수 1~36의 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 탄소수 2~36의 치환되어 있어도 좋은 알케닐기 또는 치환되어 있어도 페닐기를 나타내고, R₄, R₅, R₆ 및 R₇은 각각 독립으로, 수소원자, 탄소수 1~36의 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 탄소수 2~36의 치환되어 있어도 좋은 알케닐기 또는 치환되어 있어도 좋은 페닐기를 나타내고, Y는 -NR₈-Z-NR₉- 또는 직접결합을 나타내고, R₈ 및 R₉는 각각 독립으로, 수소원자, 탄소수 1~36의 치환되어 있어도 좋은 알킬기, 치환되어 있어도 좋은 탄소수 2~36의 알케닐기 또는 치환되어 있어도 좋은 페닐기를 나타내고, Z는 탄소수 1~36의 치환되어 있어도 좋은 알킬렌기, 탄소수 2~36의 치환되어 있어도 좋은 알케닐렌기 또는 치환되어 있어도 좋은 페닐렌기를 나타내고, R는 식(5)으로 나타내는 치환기 또는 식(6)으로 나타내는 치환기를 나타내고, Q는 수산기, 알콕실기, 식(5)으로 나타내는 치환기, 식(6)으로 나타내는 치환기, 안트라퀴논기 또는 아크리돈 잔기를 나타낸다.)

(상기 식(5) 및 (6)에 있어서, R₁~R₇은 식(1)~(4)에 있어서 정의한 바와 같 다.)

특정의 염기성기를 가지는 안료유도체를 구성하는 유기 안료로서는 예를 들면 디케토피롤로피롤계 안료, 아조, 디스아조, 폴리아조 등의 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 디아미노디안트라퀴논, 안트라피리미딘, 플라반트론, 안트안트론, 인단트론, 피란트론, 비올란트론(violanthrone) 등의 안트라퀴논계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 디옥사진계 안료, 페리논계 안료, 페리렌계 안료, 티오인디고(thioindigo)계 안료, 이소인돌린(isoindoline)계 안료, 이소인돌리논계 안료, 퀴노프탈론계 안료, 스렌계 안료, 금속착체계 안료를 들 수 있다. 또한 상기에 나타낸 착색 조성물에 사용되는 안료라도 좋다.

또한 특정의 염기성기를 가지는 안트라퀴논 유도체 및 특정의 염기성기를 가지는 아크리돈 유도체를 구성하는 안트라퀴논 및 아크리돈은 메틸기, 에틸기 등의 알킬기, 아미노기, 니트로기, 수산기, 또는 메톡시기, 에톡시기 등의 알콕시기, 또는 염소 등의 할로겐 등의 치환기를 가지고 있어도 좋은 안트라퀴논 및 아크리돈이다.

또한 특정의 염기성기를 가지는 트리아진 유도체를 구성하는 트리아진은 메틸기, 에틸기 등의 알킬기, 아미노기, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디부틸아미노기 등의 알킬아미노기, 니트로기, 수산기, 메톡시기, 에톡시기, 부톡시기 등의 알콕시기, 염소 등의 할로겐, 메틸기, 메톡시기, 아미노기, 디메틸아미노기, 수산기 등으로 치환되어 있어도 좋은 페닐기, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기, 아미노기, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 니트로기, 수산기 등으로 치환되어 좋은 페닐아미노기 등의 치환기를 가져도 좋은 1,3,5,-트리아진이다.

특정의 염기성을 가지는 안료유도체, 안트라퀴논 유도체 및 아크리돈 유도체는 각종의 합성경로로 합성할 수 있다. 예를 들면 유기 안료, 안트라퀴논 또는 아크리돈에, 하기 식(7)~(10)으로 나타내는 치환기를 도입한 후, 이 치환기와 반응해서 일반식(1)~(4)으로 나타내는 치환기를 형성하는 아민성분, 예를 들면 N,N-디메틸아미노프로필아민, N-메틸피페라진, 디에틸아민 또는 4-[4-히드록시-6-[3-(디부틸아미노)프로필아미노]-1,3,5-트리아진-2-일아미노]아닐린 등을 반응시킴으로써 얻어진다.

식(7) -SO₂Cl

식(8) -COCl

식(9) -CH₂NHCOCH₂Cl

식(10) -CH₂Cl

유기 안료가 아조계 안료인 경우는 일반식(1)~(4)으로 나타내는 치환기를 미리 디아조성분 또는 커플링 성분에 도입하고, 그 후 커플링 반응을 행함으로써 염기성기를 가지는 아조계 안료 유도체를 제조할 수도 있다.

또한 특정의 염기성기를 가지는 트리아진 유도체도, 각종의 합성경로에서 합성할 수 있다. 예를 들면 염화시아누르를 출발원료로 하고, 염화시안눌의 적어도 1개의 염소에 일반식(1)~(4)으로 나타내는 치환기를 형성하는 아민성분, 예를 들면 N,N-디메틸아미노프로필아민 또는 N-메틸피페라진 등을 반응시켜, 그런 다음 염화 시아누르의 나머지 염소와 각종의 아민 또는 알코올 등을 반응시킴으로써 얻어진다.

특정의 염기성기를 형성하기 위해서 사용되는 아민성분으로서는 예를 들면 디메틸아민, 디에틸아민, N,N-에틸이소프로필아민, N,N-에틸프로필아민, N,N-메틸부틸아민, N,N-메틸이소부틸아민, N,N-부틸에틸아민, N,N-tert-부틸에틸아민, 디이소프로필아민, 디프로필아민, N,N-sec-부틸프로필아민, 디부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디이소부틸아민, N,N-이소부틸-sec-부틸아민, 디아밀아민, 디이소아밀아민, 디헥실아민, 디(2-에틸헥실)아민, 디옥틸아민, N,N-메틸옥타데실아민, 디데실아민, 디알릴아민, N,N-에틸-1,2-디메틸프로필아민, N,N-메틸헥실아민, 디올레일아민, 디스테알릴아민, N,N-디메틸아미노메틸아민, N,N-디메틸아미노에틸아민, N,N-디메틸아미노아밀아민, N,N-디메틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노에틸아민, N,N-디에틸아미노프로필아민, N,N-디에틸아미노헥실아민, N,N-디에틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노펜틸아민, N,N-디프로필아미노부틸아민 N,N-디부틸아미노프로필아민, N,N-디부틸아미노에틸아민, N,N-디부틸아미노부틸아민, N,N-디이소부틸아미노펜틸아민, N,N-메틸-라우릴아미노프로필아민, N,N-에틸-헥실아미노에틸아민, N,N-디스테알릴아미노에틸아민, N,N-디올레일아미노에틸아민, N,N-디스테알릴아미노부틸아민, 피페리딘, 2-피페코린, 3-피페코린, 4-피페코린, 2,4-루페티딘, 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 3-피페리딘메탄올, 피페코린산, 이소니페코틴산, 이소니페코틴산메틸, 이소니페코틴산에틸, 2-피페리딘에탄올, 피롤리딘, 3-히드록시피롤리딘, N-아미노에틸피페리딘, N-아미노에틸-4-피페코린, N-아미노에틸모르폴린, N-아미노프로 필피페리딘, N-아미노프로필-2-피페코린, N-아미노프로필-4-피페코린, N-아미노프로필모르폴린, N-메틸피페라진, N-부틸피페라진, N-메틸호모피페라진, 1-시클로펜틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-시클로펜틸피페라진 등을 들 수 있다.

특정의 염기성기를 가지는 유도체의 구체예를 이하에 나타내는데, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들의 유도체는 단독으로 2종류 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물에는 안료를 충분히 안료담체 중에 분산시켜 유리기판 등의 투명기판상에 건조막후가 예를 들면 0.2~5㎛가 되게끔 도포해 필터세그멘트를 형성하는 것을 용이하게 하기 위해서 용제를 함유시킬 수 있다.

용제로서는 예를 들면 시클로헥산온, 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸벤젠, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 크실렌, 에틸셀로솔브, 메틸-n아밀케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 초산에틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올, 이소부틸케톤, 석유계 용제 등을 들 수 있고, 이들을 단독 혹은 혼합해서 사용한다. 용제는 착색 조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 800~4000중량부, 바람직하게는 1000~2500중량부의 양으로 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물에는 조성물의 경시점도를 안정화시 킬 수 있기 때문에 저장 안정제를 함유시킬 수 있다. 저장 안정제로서는 예를 들면 벤질트리메틸암모늄클로라이드 등의 4급암모늄클로라이드, 젖산, 옥살산 등의 유기산 및 그 메틸에테르, t-부틸피로카테콜, 트리에틸포스핀, 트리페닐포스핀 등의 유기포스핀, 아인산염 등을 들 수 있다. 저장 안정제는 착색 조성물 중의 안료 100중량부에 대해서 0.1~10중량부의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물은 원심분리, 소결필터, 멤브레인필터 등의 수단으로, 5㎛이상의 조대입자, 바람직하게는 1㎛이상의 조대입자, 나아가 바람직하게는 0.5㎛이상의 조대입자 및 혼입한 먼지의 제거를 행하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 칼라필터에 대해서 설명한다.

본 발명에 있어서의 칼라필터는 투명 혹은 반사기판상에 R(적), G(녹), B(청)의 3색의 필터세그멘트가 형성된 것이나, Y(옐로우), M(마젠타), C(시안)의 3색 필터세그멘트가 형성된 것 등이다. 각 색의 필터세그멘트는 인쇄법 또는 포토리소그래피법에 의해 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물을 사용해서 형성할 수 있다.

투명기판으로서는 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판이 사용된다. 반사기판으로서는 실리콘이나, 상기 투명기판상에, 알루미늄, 은, 은/동/팔라듐 합금의 박막 등을 형성한 것을 들 수 있다.

인쇄법에 의한 각색 필터세그멘트의 형성은 상기 각종의 인쇄잉크로서 조제한 칼라필터용 착색 조성물의 인쇄와 건조를 반복하는 것만으로 패턴화할 수 있다. 칼라필터의 제조법으로서는 인쇄법은 저비용으로 양산성에 뛰어나다. 나아가 인쇄 기술의 발전에 의해 높은 치수정밀도 및 평활도를 가지는 미세패턴의 인쇄를 행할 수 있다. 인쇄를 행하기 위해서는 인쇄의 판상에서 혹은 블랭킷상에서 잉크가 건조, 고화하지 않도록 조성으로 하는 것이 바람직하다. 또한 인쇄기상에서의 잉크의 유동성의 제어도 중요하며, 분산제나 체질 안료에 의한 잉크점도의 조정을 행할 수도 있다.

포토리소그래피법에 의해 각색 필터세그멘트를 형성할 경우는 상기 용제현상형 혹은 알칼리 현상형 착색 레지스트로서 조제한 착색 조성물을 투명기판상에, 스프레이코트나 스핀코트, 슬릿코트, 롤코트 등의 도포방법에 의해, 건조막후가 예를 들면 0.2~5㎛가 되게끔 도포한다. 필요에 따라 건조된 막에는 이 막과 접촉 혹은 비접촉 상태에서 설치된 소정의 패턴을 가지는 마스크를 통해서 자외선 노광을 행한다. 그 후, 용제 또는 알칼리 현상액에 침지하거나, 혹은 스프레이 등에 의해 현상액을 분무해서 미경화부를 제거해서 소망의 패턴을 형성할 수 있다. 동일한 조작을 타색에 대해서 반복해서 칼라필터를 제조할 수 있다. 나아가 착색 레지스트의 중합을 촉진하기 위해, 필요에 따라서 가열을 시행할 수도 있다. 포토리소그래피법에 의하면 상기 인쇄법에 의해 정밀도가 높은 칼라필터를 제조할 수 있다.

현상 시에 있어서는 알칼리 현상액으로서 탄산나트륨, 수산화나트륨 등의 수용액이 사용되며, 디메틸벤질아민, 트리에탄올아민 등의 유기알칼리를 사용할 수도 있다. 또한 현상액에는 소포제나 계면활성제를 첨가할 수도 있다.

또한 자외선 노광감도를 높이기 위해서 상기 착색 레지스트를 도포 건조 후, 수용성 혹은 알칼리 수용성 수지, 예를 들면, 폴리비닐알코올이나 수용성 아크릴 수지 등을 도포 건조해 산소에 의한 중합 저해를 방지하는 막을 형성한 후, 자외선 노광을 행할 수도 있다.

본 발명의 칼라필터는 상기 방법 외에 전착법(電着法), 전사법 등에 의해 제조할 수 있지만, 본 발명의 착색 조성물은 어느 방법에도 사용할 수 있다. 또한 전착법은 투명기판상에 형성한 투명도전막을 이용해서, 콜로이드입자의 전기영동에 의해 각색 필터세그멘트를 투명 도전막의 위에 전착 형성함으로써 칼라필터를 제조하는 방법이다. 또한 전사법은 박리성의 전사 베이스시트의 표면에, 미리 칼라필터층을 형성해 두고, 이 칼라필터층을 소망의 투명기판에 전사시키는 방법이다.

본 발명의 칼라필터는 칼라액정 표시장치, 칼라촬상관 소자 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

[실시예]

이하에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 이하의 실시예는 본 발명의 권리범위를 하등 제한하는 것은 아니다. 또한 실시예에 있어서의 "부" 및 "%"는 "중량부" 및 "중량%"를 각각 나타낸다.

실시예에 앞서서, 안료의 평균1차입자경, 비표면적, 레지스트 도막의 콘트라스트비의 측정법에 대해서 설명한다.

안료의 평균1차입자경은 전자현미경 사진에서 1차입자의 크기를 직접 측정하는 일반적인 방법으로 측정하였다. 구체적으로는 개개의 안료의 1차입자의 단축경과 장축경을 계측하고, 평균을 그 안료입자의 입경으로 하였다. 다음으로 100개 이상의 안료입자에 대해서 각각의 입자의 체적(중량)을, 구한 입경의 직방체와 근사 하게 구하고, 체적평균입경을 평균1차입자경으로 하였다. 또한 전자현미경은 투과형(TEM) 또는 주사형(SEM)의 어느 것을 사용해도 좋은 결과가 얻어진다.

안료입자의 비표면적은 질소흡착에 의한 BET법으로 구하였다. 또한 측정에는 자동증기흡착량 측정장치(Bel Japan사 제품 "BELSORP18")를 사용하였다.

다음으로 레지스트를 사용해서 제작한 도막의 콘트라스트비의 측정법에 대해서, 도 1를 사용해서 설명한다. 액정 디스플레이용 백라이트 유닛(7)에서 나온 빛은 편광판(6)을 통과해 편광되며, 유리기판(5)상에 도포된 착색 조성물의 건조도막(4)을 통과해, 편광판(3)에 도착한다. 편광판(6)과 편광판(3)의 편광면이 평행이면, 빛은 편광판(3)을 통과하지만, 편광면이 직교하고 있는 경우에는 편광판(3)에 의해 차단된다. 그러나 편광판(6)에 의해서 편광된 빛이 착색 조성물의 건조도막(4)을 통과할 때에, 안료입자에 의한 산란 등이 일어나고, 편광면의 일부에 어긋남이 생기면, 편광판이 평행인 때는 편광판(3)을 투과하는 광량이 감소하고, 편향판이 직교인 때는 편광판(3)을 일부광이 투과한다. 이 투과광을 편광판상의 휘도로서 측정하고, 편광판이 평행인 때의 휘도와, 직교인 때의 휘도와의 비(콘트라스트비)를 산출하였다.

(콘트라스트비)=(평행인 때의 휘도)/(직교인 때의 휘도)

따라서 착색 조성물의 건조도막(4)의 안료에 의해 산란이 일어나면, 평행인 때의 휘도가 저하하고, 또한 직교인 때의 휘도가 증가하기 때문에 콘트라스트비가 낮아진다.

또한 휘도계(1)로서는 색채휘도계(Topcon사 제품 "BM-5A") , 편광판(3) 및 (6)으로서는 편광판(닛토덴코사 제품) "NPF-G1220 DUN")을 사용하였다. 또한 측정시에 있어서, 불요광을 차단하기 위해서 측정부분에 1cm직사각형의 구멍을 뚫은 흑색의 마스크(2)를 대었다.

(안료를 분산하기 위한 수지용액의 제조예)

반응용기에 시클로헥산온 800부를 넣고 용기에 질소가스를 주입하면서 100℃로 가열하고, 동온도에서 하기 모노머 및 열중합 개시제의 혼합물을 1시간 걸쳐서 적하하고, 중합을 행하였다.

스티렌 60.0부

메타크릴산 60.0부

메타크릴산메틸 65.0부

메타크릴산부틸 65.0부

아조비스부티로니트릴 10.0부

적하 후 더욱 100℃에서 3시간 반응시킨 후, 아조비스이소부틸로니트릴 2.0부를 시클로헥산온 50부로 용해한 것을 첨가하고, 나아가 1시간 반응을 계속해서, 중량평균분자량이 약 40,000(GPC에 의한 측정)의 아크릴 수지용액을 얻었다.

실온까지 냉각한 후, 수지용액의 일부를 샘플링해서 180℃, 20분 가열건조해서 불휘발분을 측정하고, 불휘발분이 20중량%가 되게끔 얻어진 수지용액에 시클로헥산온을 첨가해서 아크릴 수지 용액을 조제하였다. 또한 아크릴 수지의 400~700nm의 전파장 영역에 있어서의 투과율은 80%이상이였다.

[실시예 1]

소결 건조한 식염(Ajishokuken사 제품 "소프트염 S-50", Mg함유량 0.03%, 수분함유량 0.11%)을 고속회전밀(Hosokawa Micron사 제품 "ACM-10A형", 회전속도 6,800rpm)로 100kg/시의 공급량으로 분쇄하였다. 마이크로트랙 입도분석계(Nikkiso사)를 사용해서, 분쇄한 입도분포를 측정한 결과, 최적기준의 메디안입자경은 6.0㎛, 95% 입자경은 12.8㎛였다. 또한 분쇄염을 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 각진 형상으로 거친 표면의 식염입자였다.

얻어진 분쇄염 1200부 및 퀴노프탈론 안료(C.I. 피그멘트 옐로우 138, BASF사 제품 "Paliotol K0961HD") 100부, 및 디에틸렌글리콜 120부를 1갈론니더(Inoue Manufacturing사 제품) 중에 집어넣고, 40℃에서 10시간 혼련하였다. 다음으로 10시간 혼련해서 얻어진 도우를 온수에 투입하고, 약 80℃로 가열하면서 하이스피드믹서로 1시간 교반해서 슬러리상으로 하였다. 슬러리를 여과, 세정하고, 식염 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 여재(濾滓)를 80℃에서 하룻밤 건조 후, 분쇄하여 94부의 미세화 퀴노프탈론 안료를 얻었다.

그런 다음 하기 조성의 혼합물을 균일하게 교반한 후, 직경 1mm의 지르코니아비즈를 사용해서 Eiger Mill(Eiger Japan사 제품 "Mini model M-250 MKII")로 5시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하고, 황색 안료 분산체를 제작하였다.

미세화 퀴노프탈론 안료 1.0부

색소유도체 39 1.0부

아크릴 수지용액 50.0부

시클로헥산온 40.0부

나아가 하기 조성물의 혼합물을 균일하게 되도록 교반 혼합한 후, 1㎛의 필터로 여과하고, 알칼리 현상형 황색 레지스트를 얻었다.

황색 안료분산체 60.0부

아크릴 수지용액 11.0부

트리메틸롤프로판트리아크릴레이트

(Shin Nakamura Chemical사 제품 "NK에스테르 ATMPT") 4.2부

광중합개시제(Cibageigy사 제품 "IRUGACURE 907") 1.2부

증감제(Hodogaya Chemical사 제품 "EAB-F") 0.4부

시클로헥산온 23.2부

[비교예 1]

소결 전조한 식염(Tomita Pharmaceutical사 제품 "나루토노야키시오", Mg함유량 0.10%, 수분함유량 0.15%)을 실시예 1과 동일하게 고속회전밀로 분쇄하고, 체적기준의 메디안입자경 5.7㎛, 95% 입자경 12.6㎛의 분쇄염을 얻었다. 분쇄염을 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 모서리가 제거되어 원형진 형상이였다.

얻어진 분쇄염을 사용해, 실시에 1과 동일한 조건에서 퀴노프탈론 안료를 미세화하고, 얻어진 미세화 퀴노프탈론 안료를 사용해서 실시예 1과 동일하게 해서 알칼리 현상형 황색 레지스트를 얻었다.

[실시예 2]

실시예 1와 동일한 분쇄염 1000부, ε형 동프탈로시아닌 안료(C.I. 피그멘트블루 15:6, Toyo Ink Manufacturing사 제품 "LYONOL BLUE-E") 100부, 및 디에티렌 글리콜 110부를 1갈론니더(Inoue Manufacturing사 제품) 중에 집어넣고, 60℃에서 10시간 혼련하였다. 다음으로 10시간 혼련해서 얻어진 도우를 온수에 투입하고, 약 80℃로 가열하면서 하이스피드믹서로 1시간 교반해서 슬러리상으로 하였다. 슬러리를 여과, 세정해서 식염 및 디에티렌글리콜을 제거한 후, 여재를 80℃에서 하룻밤 건조 후, 분쇄해서 94부의 미세화 ε형 동프탈로시아닌 안료를 얻었다.

다음으로 하기 조성의 혼합물을 균일하게 교반한 후, 직경 1mm의 지르코니아비즈를 사용해서 Eiger Mill(Eiger Japan사 제품 "Mini model M-250 MKII")로 5시간 분산 후, 5㎛의 필터로 여과하고, 청색 안료 분산체를 제작하였다.

미세화 ε형 동프탈로시아닌 안료 10.0부

색소유도체 48 1.0부

인산에스테르계 안료분산제(Byk Chemie사 제품 "BYK 111") 1.0부

아크릴 수지용액 40.0부

시클로헥산온 48.0부

나아가 하기 조성의 혼합물을 균일하게 되도록 교반 혼합한 후, 1㎛의 필터로 여과해 알칼리 현상형 청색 레지스트를 얻었다.

청색 안료분산체 45.0부

아크릴 수지용액 15.0부

크리메틸롤프로판트리아크릴레이트

(Shin Nakamura Chemical사 제품 "NK에스테르 ATMPT") 9.0부

광중합개시제(Cibageigy사 제품 "IRUGACURE 907") 2.0부

증감제(Hodogaya Chemical사 제품 "EAB-F") 0.2부

시클로헥산온 28.8부

[비교예 2]

실시예 1과 동일한 분쇄염 대신에, 비교예 1과 동일한 분쇄염을 사용하는 외는 실시예 2와 동일한 조건으로 ε형 동프탈로시아닌 안료를 미세화하였다. 얻어진 미세화 ε형동프탈로시아닌 안료를 사용해서 실시예 2와 동일하게 해서 알칼리 현상형 청색 레지스트를 얻었다.

[실시예 3]

소결 건조한 식염(Ajishokuken 제품 "소트프염 S-50), Mg함유량 0.03%, 수분함유량 0.11%)을 고속회전밀(Fuji Paudal사 "해머밀")을 사용해, 회전속도 5,000rmp, 2t/시의 공급량으로 분쇄하였다. 마이크로트랙 입도분석계(Nikkiso사)를 사용해서 분쇄한 식염의 입도분포를 측정한 결과, 체적기준의 메디안입자경은 17.5㎛, 95% 입자경은 38.6㎛이였다. 또한 분쇄염을 주사형전자현미경으로 관찰한 결과, 각진 형상으로 거친 표면의 식염입자였다.

얻어진 분쇄염 1000부, 조제 동프탈시아닌 안료(C.I. 피그멘트 블루-15:3, 진해동야 제품"T-95 Crude Blue") 100부, 및 디에틸렌글리콜 110부를 1갈론니더(Inoue Manufacturing사 제품) 중에 집어넣고, 60℃에서 10시간 혼련하였다. 다음으로 10시간 혼련해서 얻어진 도우를 온수에 투입하고, 약 80℃로 가열하면서 하이스피드믹서로 1시간 교반해서 슬러리상으로 하였다. 슬러리를 여과, 세정하고 식염 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 여재를 80℃에서 하룻밤 건조 후, 분쇄해서 94 부의 미세화 β형 동프탈로시아닌 안료를 얻었다.

얻어진 미세화 β형 동프탈로시아닌 안료를 사용해서 실시예 2와 동일하게 해서 알칼리 현상성 청색 레지스트를 얻었다.

[비교예 3]

소결 전조한 식염(Tomita Pharmaceutical사 제품 "나루토노야키시오", Mg함유량 0.10%, 수분함유량 0.15%)을 실시예와 동일하게 고속회전밀로 분쇄하고, 체적기준의 메디안입자경 16.9㎛, 95% 입자경 36.3㎛의 분쇄염을 얻었다. 분쇄염을 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 모서리가 제거되어 원형진 형상이였다.

얻어진 분쇄염을 사용해, 실시예 3과 동일한 조건에서 조제(粗製) 동프탈로시아닌 안료를 미세화하고, 얻어진 β형 동프탈로시아닌 안료를 사용해서 실시예 2와 동일하게 해서 알칼리 현상형 황색 레지스트를 얻었다.

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 분쇄염 1500부, 디케토피롤로피롤 안료(C.I. 피그멘트레드 254, Ciba Specialty Chemical사 제품 "IRUGA 4 Red B-CF") 100부, 및 디에틸렌글리콜 1000부를, 연속혼련기(Inoue Manufacturing사 제품 "15L 트리믹스") 중에 집어넣고, 40℃에서 20시간 혼련하였다. 다음으로 20시간 혼련한 혼합물을 온수에 투입하고, 약 80℃에 가열하면서 하이스피드믹서로 1시간 교반해서 슬러리상으로 하였다. 슬러리를 여과, 세정해서 식염 및 디에틸렌글리콜를 제거한 후, 여재를 80℃에서 하룻밤 건조 후, 분쇄해서 94부의 미세하 디케토피롤로피롤 안료를 얻었다.

그런 다음 하기 조성의 혼합물을 균일하게 교반한 후, 직경 1mm의 지르코니 아 비즈를 사용해서 Eiger Mill(Eiger Japan사 제품 "Mini model M-250 MKII")로 5분간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하고, 적색 안료 분산체를 제작하였다.

미세화 디케토 피롤로피롤 안료 10.8부

색소유도체 49 1.2부

아크릴 수지용액 40.0부

시클로헥산온 48.0부

나아가 하기 조성의 혼합물을 균일하게 되도록 교반 혼합한 후, 1㎛의 필터로 여과해서 알칼리 현상형 레지스트를 얻었다.

적색 안료 분산체 45.0부

아크릴 수지용액 15.0부

트리메틸롤프로판트리아크릴레이트

(Shin Nakamura Chemical사 제품 "NK 에스테르 ATMPT") 9.0부

광중합개시제(Cibageigy사 제품 "IRUGACURE 907") 2.0부

증감제(Hodogaya Chemical사 제품 "EAB-F") 0.2부

시클로헥산온 28.2부

[비교예 4]

실시예 1과 동일한 분쇄염 대신에, 비교예 1과 동일한 분쇄염을 사용하는 이외는 실시예 4와 동일하게 해서 디케토피롤로피롤 안료를 미세화하였다. 얻어진 미세화 디케토피롤로피롤 안료를 사용해서 실시예 4와 동일하게 해서 알칼리 현상형 적색 레지스트를 얻었다.

실시예 및 비교예에서 얻어진 미세화 처리 안료의 비표면적 및 입자경의 측정결과를 표 1에 나타낸다.

또한 실시예 및 비교예에서 얻어진 레지스트를 사용해서 막후가 다른 3중의 도포기판을 제작하고, 각각의 막후 및 콘트라스트비를 측정하였다. 3점의 데이터로부터 막후가 2㎛에 있어서의 콘트라스트비를 1차 상관법으로 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 도포기판은 스핀코터를 사용해서 회전수를 변화시켜 건조막후가 약 1㎛전후가 되게끔 기판에 레지스트를 도포 후, 80℃에서 30분, 열풍오븐에서 건조해서 제작하였다.

실시예 1~4에서 얻어진 레지스트를 사용해서 제작된 도포기판은 비교예 1~4에서 얻어진 레지스트를 사용해서 제작된 도포기판과 비교해서 콘트라스트비가 높아지게 된다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예3	비교예4
안료	황색안료1	청색안료1	청색안료3	적색안료1	황색안료2	청색안료2	청색안료 4	적색안료2
비교표면적 (m²/g)	113	120	88	125	90	100	77	110
평균1차입자경 (㎛)	0.04	0.04	0.05	0.03	0.07	0.06	0.07	0.05
콘트라스트비	400	1550	800	2300	200	1250	500	1800

본 발명의 칼라필터용 착색 조성물은 종래 얻은 것이 곤란하였던 미세하면서 균일한 입경으로 정립된 유기 안료를 포함하는 조성물이다. 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물을 사용함으로써 종래보다도 높은 콘트라스트비를 가지는 칼라필터를 용이하게 형성할 수 있다. 또한 본 발명의 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법은 특정의 식염을 사용하는 방법이기 때문에, 미세하면서 균일한 입경으로 정립된 유기 안료를 포함하는 칼라필터용 착색 조성물을 효율 좋게 얻을 수 있다. 나아가 본 발명의 칼라필터는 높은 콘트라스트비를 가지는 칼라필터이다.

Claims

투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지는 안료담체와, 안료를 함유하는 칼라필터용 착색 조성물로서,

상기 안료가 유기 안료와, 식염과, 수용성 유기용제를 함유하는 혼합물을 혼련함으로써 미세화된 미세 유기 안료이며,

상기 식염의 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%인 것을 특징으로 하는 칼러필터용 착색 조성물.
제1항에 있어서, 상기 식염의 수분함유량이 0.5중량%이하인 것을 특징으로 하는 칼라필터용 착색 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식염의 Mg함유량이 0.005~0.05중량%인 것을 특징으로 하는 칼라필터 착색 조성물.
유기 안료와, 식염과, 수용성 유기용제를 혼합해서 혼합물을 얻고,

혼합물을 혼련(混練)함으로써 유기 안료를 미세화하고,

혼합물에서 미세화된 유기 안료를 회수하고,

회수한 유기 안료와, 투명 수지, 그 전구체 또는 그들의 혼합물로 이루어지 는 안료담체를 혼합하는 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법으로서,

상기 식염의 체적기준의 메디안입자경(D50)이 1~50㎛, 95% 입자경(D95)이 80㎛이하이며, Mg함유량이 0.002~0.08중량%인 것을 특징으로 하는 칼라필터용 착색 조성물의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 기재의 착색 조성물을 사용해서 형성된 필터세그멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라필터.