(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂、溶剤、赤色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用赤色着色組成物であって、赤色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４およびＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７９を含有し、黄色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッドイエロー１３９またはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５を含むイソインドリン系黄色顔料を含有し、かつ、前記Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４の全顔料に対する含有率が９〜７４質量％であり、前記Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７９の全顔料に対する含有率が２５〜９０質量％であることを特徴とするカラーフィルター用赤色着色組成物。
【請求項２】
前記イソインドリン系黄色顔料の全顔料に対する含有率が、１〜３０質量％であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
【請求項３】
透明基板上に任意の色数で各色別に所定のパターン形状に設けられた着色層からなる画素を有する液晶表示装置用カラーフィルター基板において、該着色層が請求項１または２に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物により作製されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに使用するカラーフィルター用赤色着色組成物、液晶表示装置用カラーフィルター基板、および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイをカラー化するために、透明基板上にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色の画素を、ライン状またはモザイク状に配置したカラーフィルターが用いられている。表示品位の高い、すなわち明るく、色純度の高い画像を得るために、各画素で用いられる顔料はバックライトの光線透過特性に合うよう選択され、また２種類以上の顔料を一定の割合で調色されて用いられることが多い。カラーフィルターのＲ（レッド）画素は、赤色、オレンジ色、黄色の顔料２種類以上を選び、一定の割合で調色して用いられる。例えば、特許文献１ではＣ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）１７７とＰＲ２５４の２種の赤色顔料と１種の黄色顔料を配合することにより、色再現性に優れ、高透過率、高コントラスト比を実現している。しかし、このような３顔料系であっても高色純度を達成するためには厚膜化してしまうという問題があった。また、特許文献２では、赤色顔料と黄色顔料の２種に、輝度の調整のために青色、緑色、黒色のいずれか１つの補色顔料を加えることにより、ホワイトを調整している。しかし、補色顔料を加えることにより、色純度が低下してしまうという問題があった。従って、高色純度と高輝度を両立する赤色画素を有するカラーフィルター基板が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０７１４９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、薄膜において輝度および色純度の高いカラーフィルターを形成することができるカラーフィルター用赤色着色組成物、およびこれを用いたカラーフィルターを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  少なくとも樹脂、溶剤、赤色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用赤色着色組成物であって、赤色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４およびペリレン系赤色顔料を含有し、黄色顔料としてイソインドリン系黄色顔料を含有し、かつペリレン系赤色顔料の全顔料に対する含有率が２５〜９０質量％であることを特徴とするカラーフィルター用赤色着色組成物。
（２）  前記イソインドリン系黄色顔料の全顔料に対する含有率が、１〜３０質量％であることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
（３）  前記ペリレン系赤色顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７９であることを特徴とする（１）または（２）に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
（４）  前記イソインドリン系黄色顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９またはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物。
（５）  透明基板上に任意の色数で各色別に所定のパターン形状に設けられた着色層からなる画素を有する液晶表示装置用カラーフィルター基板において、該着色層が（１）〜（４）のいずれか１項に記載のカラーフィルター用赤色着色組成物により作成されていることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基板。
（６）  （５）記載の液晶表示装置用カラーフィルター基板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のカラーフィルター用赤色着色組成物を用いて製造されるカラーフィルターおよび液晶表示装置は、薄膜においても高輝度および高色純度を有するという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
まず、本発明のカラーフィルター用赤色着色組成物について説明する。
本発明のカラーフィルター用赤色着色組成物は、少なくとも樹脂、溶剤、赤色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用赤色着色組成物であって、赤色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４およびペリレン系赤色顔料を含有し、黄色顔料としてイソインドリン系黄色顔料を含有し、必要に応じて分散助剤、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤などを含有する。
【０００８】
本発明のペリレン系赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）１２３、１４９、１７８、１７９、１９０、２２４などが好ましく使用できる。中でも色純度が高いという点でＰＲ１７９を使用するのがより好ましい。ペリレン系赤色顔料の全顔料に対する含有率は２５〜９０質量％であることが好ましく、より好ましくは２５〜５０質量％である。ペリレン系赤色顔料の使用量が９０質量％より多い場合、輝度が低下し暗い表示となってしまう。また、２５質量％より少ない場合、色純度が低下し厚膜化してしまう。
【０００９】
本発明のイソインドリン系黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（ＰＹ）１３９、１８５などが好ましく使用できる。中でも色純度が高いという点でＰＹ１８５を使用するのがより好ましい。イソインドリン系黄色顔料の全顔料に対する含有率は１〜３０質量％であることが好ましく、より好ましくは２０〜３０質量％である。
イソインドリン系黄色顔料の使用量が３０質量％より多い場合、色相が黄味にシフトしすぎて色純度が低下し厚膜化してしまう。また、１質量％より少ない場合、色純度が低下し厚膜化してしまうため、好ましくない。
また、本発明では、輝度が高いという点でＣ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）２５４を使用することが必須である。ＰＲ２５４の全顔料に対する含有率は９〜７４質量％が好ましく、２０〜４９質量％であることがより好ましい。９質量％よりも少ない場合、輝度が低下して暗い表示になってしまい、７４質量％よりも多い場合、色純度が低下し、好ましくない。
【００１０】
本発明における前記２種の顔料は、微細化処理により微細化されていてもよい。顔料に微細化処理を行うことにより、輝度やコントラストなど向上させることができる。微細化処理の方法としては、公知の技術を用いることができ、例えば、ソルトミリング法を用いることが好ましい。ソルトミリング法について具体的に説明する。顔料と水溶性の無機塩（Ａ）の混合物に潤滑剤として少量の水溶性の有機溶剤（Ｂ）を加え、ニーダー等で強く練り込んだ後、この混合物を水中に投入し、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、このスラリーを濾過、水洗して必要により乾燥することにより、微細化された顔料が得られる。また、ソルトミリング時に上記有機溶剤（Ｂ）に少なくとも一部可溶な樹脂（Ｃ）を併用することにより、さらに微細でかつ乾燥時の顔料の凝集の少ない処理顔料が得られる。ここで用いられる無機塩（Ａ）は水溶性であれば特に限定されないが、コストの点から食塩（塩化ナトリウム）を用いるのが好ましい。無機塩と顔料の混合比については、顔料に対する無機塩の量比が多いほど微細化効率が高いが、１回の顔料の処理量が少なくなる。従って、処理効率と生産効率の両面から量比を決定する必要があるが、顔料に対して無機塩を重量比で１倍〜１０倍用いるのが好ましい。
【００１１】
有機溶剤（Ｂ）は、水溶性でかつ無機塩（Ａ）を溶解しないもの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グリコール、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、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。
【００１２】
樹脂（Ｃ）は、好ましくは室温において固体で、非水溶性で、かつソルトミリング時の潤滑剤に用いる水溶性有機溶剤（Ｂ）に少なくとも一部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。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。
【００１３】
また、本発明のカラーフィルター用赤色着色組成物には、前記２種の顔料に加えて、色度調整のため、ジケトピロロピロール系、キナクリドン系、アントラキノン系、ピラントロン系、アゾ系などの赤色顔料や、アゾ系、キノフタロン系、アントラキノン系などの黄色顔料を含有させることができ、上記顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性処理、塩基性処理、顔料誘導体処理などの表面処理が施されているものを使用してもよい。
【００１４】
本発明のカラーフィルター用赤色着色組成物は、ペリレン系赤色顔料とイソインドリン系黄色顔料、更に必要に応じてその他の顔料を樹脂、溶剤中に分散させてなる。顔料を分散させる方法としては、公知の技術を用いることができ、例えば、溶剤中に樹脂と顔料を混合させ、ボールミル、ビーズミル等の分散機中で分散させる方法が好ましく用いることができる。ビーズミルを用いて分散させる場合、使用するビーズが小さい方が、顔料がより微細化され、かつ分散安定化されるため好ましい。具体的なビーズの種類としては、材質はジルコニアが好ましく、ビーズ径は０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下、更に好ましくは０．０５ｍｍ以下である。
【００１５】
また顔料の分散を安定化させるために分散剤として、高分子分散剤を添加することもできる。高分子分散剤の添加により、分散安定性の更なる向上が期待できる。高分子分散剤の添加は、本発明の赤色着色組成物がアクリル樹脂系であるときに特に有効である。使用できる高分子分散剤としては、塩基性基をその構造中に有するものが好ましく、市販品としては、例えば、“ソルスパース”（アビシア社製）、“ＥＦＫＡ”（エフカ社製）、”アジスパー”（味の素ファインテクノ社製）、“ＢＹＫ”（ビックケミー社製）等を好ましく用いることができる。“ソルスパース”２４０００、“ＥＦＫＡ”４３００、４３３０、４３４０、“アジスパー”ＰＢ８２１、ＰＢ８２２、“ＢＹＫ”１６１〜１６３、２０００、２００１を用いた場合に分散安定化効果が高くなるため好ましく、特に、ブロック構造を有するアクリル系分散剤である“ＢＹＫ”２０００，２００１が顔料への吸着機能が優れており、好ましい。
【００１６】
高分子分散剤の添加量としては、特に限定されるわけではないが、好ましくは顔料１００重量部に対して２〜１００重量部であり、より好ましくは１０〜５０重量部である。高分子分散剤の添加量が２重量部より少ないと良好な顔料分散安定性が得られず、１００重量部より多いと現像性が不良となる場合がある。
本発明の赤色着色組成物に用いられる樹脂としては、特に限定はなく、通常、カラーフィルターに使用している樹脂、すなわちアクリル系、エポキシ系、あるいはポリアミック酸等の樹脂を好ましく用いることができる。使用する樹脂によって、非感光性、あるいは感光性とすることができ、カラーフィルター製造プロセスに応じて適宜選択することができる。
【００１７】
感光性赤色着色組成物に用いる樹脂の例として、アクリル系樹脂について述べる。アクリル系樹脂としては、感光性を持たせるため、少なくともアクリル系ポリマー、多官能モノマーあるいはオリゴマー、光重合開始剤を含有させることが一般的である。
使用できるアクリル系ポリマーとしては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。
【００１８】
これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
また、側鎖にエチレン性不飽和基を付加したアクリル系ポリマーを用いると、加工の際の感度がよくなるので好ましい。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などがあげられる。このような側鎖をアクリル共重合体に付加させる方法としては、アクリル共重合体のカルボキシル基や水酸基などを有する場合には、これらにグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドを付加反応させる方法が一般的である。その他、イソシアネートを利用してエチレン性不飽和基を有する化合物を付加させることもできる。ここでいうグリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸またはメタクリル酸クロライドとしては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジルエーテル、イソクロトン酸グリシジルエーテル、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどがあげられる。
【００２０】
使用できる多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらは単独または混合して用いることができる。また、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどの単官能モノマーも併用することができ、これらの２種以上の混合物、あるいはその他の化合物との混合物などが用いられる。これらの多官能および単官能モノマーやこれらモノマーからなるオリゴマーを選択、組み合わせることにより、ペーストの感度や加工性の特性をコントロールすることが可能である。特に、硬度を高くするにはアクリレート化合物よりメタクリレート化合物を用いることが好ましく、また、感度を上げるためには、官能基が３以上ある化合物を用いることが好ましい。また、メラミン類、グアナミン類なども好ましく用いることができる。
【００２１】
本発明の感光性赤色着色組成物におけるアクリル系ポリマーと多官能モノマーの混合比は重量比で、好ましくは７０：３０〜３０：７０の範囲にある。アクリル系ポリマーの含有量が３０質量％より少ないと、現像液に対する溶解性が低下し、パターニング性能に問題が生じる場合があり、一方、アクリルポリマーの含有量が７０質量％より多いと、感度が低くなるために必要露光量が大きくなりすぎてタクトオーバーになる場合がある。
光重合開始剤としては、特に限定はなく、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などがあげられる。また、その他のアセトフェノン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、リン系化合物、トリアジン系化合物、あるいはチタネート等の無機系光重合開始剤なども好ましく用いることができる。また、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エステルなどの増感助剤を添加すると、さらに感度を向上させることができ好ましい。また、これらの光重合開始剤は２種類以上を併用して用いることもできる。
【００２２】
光重合開始剤の添加量としては、特に限定はないが、カラーフィルター用赤色着色組成物全固形分に対して、好ましくは１〜３０質量％、より好ましくは５〜２５質量％、更に好ましくは１０〜２０質量％である。
【００２３】
本発明の赤色着色組成物において、塗工性、乾燥性などの観点から、顔料と樹脂をあわせた固形分濃度は、２〜３０質量％、好ましくは３〜２５質量％、更に好ましくは５〜２０質量％の範囲で使用する。
【００２４】
本発明の赤色着色組成物に用いられる溶剤としては、使用する樹脂を溶解するものを好ましく使用することができる。例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトンなどのラクトン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールあるいはプロピレングリコール誘導体、あるいは、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、３−メチル−３−メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類等が挙げられる。
【００２５】
また、本発明の赤色着色組成物に用いる溶剤としては、単独でもよく、あるいは２種類以上の溶剤を適宜組み合わせた混合溶剤を使用してもよい。混合溶剤の場合、副溶剤として、使用する樹脂に対する貧溶媒を用いることも可能である。
【００２６】
本発明の赤色着色組成物には、塗布性、着色被膜の乾燥性を良好にする目的で、界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤の添加量は通常、顔料の０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜１質量％の範囲にある。添加量が少なすぎると塗布性、着色被膜の乾燥性の改良の効果が小さく、多すぎると逆に塗膜の信頼性が不良となる場合がある。界面活性剤の具体例としては、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤、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、ソルビタンモノステアレートなどの非イオン界面活性剤、ポリジメチルシロキサンなどを主骨格とするシリコーン系界面活性剤などが挙げられる。本発明では、これらに限定されずに、界面活性剤を１種または２種以上用いることができる。界面活性剤以外にも、密着性改良剤、硬化促進剤などを添加することもできる。
【００２７】
次に、本発明の赤色着色組成物を用いたカラーフィルターの製造方法を説明する。
カラーフィルターは通常、ブラックマトリクス（ＢＭ）を形成させた透明基板上に、赤色、緑色、青色の３色の画素を形成させた構造を持つ。
【００２８】
本発明のカラーフィルターでは、赤色着色組成物を用いて赤画素を形成させることが必要である。なお、緑画素、青画素を形成させるための緑色着色組成物、青色着色組成物としては特に限定はなく、例えば、上記で述べた本発明の赤色着色組成物と同様に、樹脂、溶剤中に主顔料と副顔料とからなる顔料系で調色して作製される。
【００２９】
ＢＭは、公知のもの、すなわち、Ｃｒ、Ｃｒ酸窒化物、あるいは、樹脂中にカーボンブラック、あるいはチタンブラック等の遮光材を分散させた樹脂ＢＭを好ましく用いることが出来る。
【００３０】
赤色着色組成物を基板上に塗布する方法としては、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板を溶液中に浸漬する方法、溶液を基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。基板としては通常、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの透明基板や、シリコン、ガリウム−ひ素などの半導体基板などが用いられるが、特にこれらに限定されない。なお、基板上に顔料の赤色着色組成物を塗布する場合、シランカップリング剤、アルミニウムキレート剤、チタニウムキレート剤などの接着助剤で基板表面を処理しておくと、着色被膜と基板の接着力を向上させることができ、必要に応じて行われる。
【００３１】
赤色着色組成物を前記のような方法で透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、赤色着色組成物の塗膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、５０〜１８０℃の範囲で１分〜３時間行うのが好ましい。次に赤色着色組成物が非感光性の場合、塗膜上にフォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形成する。感光性の場合フォトレジストは必要ないが、必要に応じて酸素遮断膜を形成しても良い。続いて該被膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。ついでアルカリ現像液でカラーペースト塗膜のエッチングを行う。フォトレジスト被膜または酸素遮断膜がある場合には、これらの現像またはエッチングも同時に行い、続いてこれらを剥離液により除去する。
【００３２】
アルカリ現像液に用いられるアルカリ性物質としては特に限定はないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の１級アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン等の２級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の３級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン等の４級アンモニウム塩、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール等のアルコールアミン類、ピロール、ピペリジン、１，８−ジアザビシクロ[５，４，０]−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ[４，３，０]−５−ノナン、モルホリン等の環状アミン類などの有機アルカリ類が挙げられる。現像条件、塗膜条件にもよるが、無機アルカリ類としては、水酸化カリウム、あるいは炭酸ナトリウムが好ましく、有機アルカリ類としては、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、アルコールアミン類といった水酸基含有有機アミン類が好ましく、より具体的にはジエチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、ＴＭＡＨが特にエッチング膜への浸透性に優れるため、好ましい。また上記のアルカリ現像液にエタノール、γーブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の水溶性有機溶剤を適宜加えても良い。
【００３３】
得られた塗膜パターンはその後、加熱処理することによって赤画素がパターンニングされたカラーフィルターとなる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜３００℃の温度のもとで、０．５〜５時間、連続的または段階的に行われる。この加熱工程により、感光アクリル樹脂は硬化が進む。
【００３４】
上記のようなパターンニング工程を赤、緑、青などの各色について順次行うと、液晶表示装置用カラーフィルターが作製できる。ここで各色のパターンニング順序は限定されない。本発明においては、カラーフィルターの赤画素を、ペリレン系赤色顔料とイソインドリン系黄色顔料を含有する赤色着色組成物を用いて形成することにより、薄膜で高輝度、高色純度のカラーフィルターを得ることができる。
【００３５】
本発明のカラーフィルターにおいて、色度座標（ｘ、ｙ）のｘ＝０．６５０における膜厚は、好ましくは１．７５μｍ以下、より好ましくは１．６μｍ以下であることが望まれる。ｘ＝０．６５０における膜厚を１．６μｍ以下とすることによって、薄膜で超高色純度となるカラーフィルターを得ることができる。
さらに、本発明のカラーフィルターにおいて、色度座標（ｘ、ｙ）のｘ＝０．６５０における輝度Ｙは、好ましくは１６以上、より好ましくは１７以上であることが望まれる。ｘ＝０．６５０における輝度Ｙを１６以上とすることによって、薄膜で高色純度かつ高輝度となるカラーフィルターを得ることができる。
【００３６】
次に、このカラーフィルターを用いて作製した液晶表示装置の一例について述べる。
薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、走査線、信号線、透明電極からなる駆動素子基板上に、液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜を形成し、対向基板を作製する。カラーフィルター側基板にも液晶配向のためのラビング処理を施す。該半透過対向基板とカラーフィルター基板とを対向させて、シール材を用いて、張り合わせる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封入する。つぎに、ＩＣドライバ等を実装することにより液晶表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。
実施例中の赤色着色組成物、およびカラーフィルターの評価は以下の方法で行った。
【００３８】
＜測定方法＞
（着色組成物より形成されたカラーフィルターの色度）
着色膜のＣ光源ＸＹＺ表色系における色度座標（ｘ、ｙ）、および輝度（Ｙ）は、大塚電子（株）製、顕微分光光度計“ＭＣＰＤ−２０００”を用いて測定した。
透明ガラス基板上に上記カラーフィルター用赤色着色組成物を、スピナーを用いて塗布し、その後熱風オーブン中９０℃、１０分加熱処理することにより、カラーフィルター用赤色着色組成物塗膜を得た。なお、カラーフィルター用赤色着色組成物の塗布は、スピナー回転数を調整することにより、パターンの色度がＣ光源でｘ＝０．６５０になるようにした。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、０．０４質量％水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として花王社製“エマルゲン”Ａ−６０（ＨＬＢ１２．８、ポリオキシエチレン誘導体）を現像液総量に対して０．１質量％添加したアルカリ現像液で９０秒間振動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターニング基板を得た。得られたパターニング基板を熱風オーブン中で２２０℃で３０分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により着色膜を作製した。
【００３９】
（着色組成物より形成されたカラーフィルターの膜厚）
着色膜の膜厚は、東京精密（株）製、表面段差計“サーフコム１４００Ｄ”を用いて測定した。
【００４０】
＜色純度の評価方法＞
本発明のカラーフィルターの赤画素の色純度は、Ｃ光源ＸＹＺ表示系における色度座標（ｘ、ｙ）のｘと膜厚の関係から評価することができる。カラーフィルターの赤画素は通常、画素膜厚が厚くなるほど、ｘが増大し高色純度となるが、カラーフィルターの平坦性低下、パターン加工性低下、信頼性低下等の問題により、実用上の膜厚の上限は２．５μｍであるため、より薄膜で高色純度化することが要求される。赤画素の場合は、ｘが一定での膜厚、あるいは膜厚一定でのｘから色純度を評価することができ、ｘが一定での膜厚が薄いほど、また、膜厚一定でのｘが大きいほど、薄膜で高色純度といえる。
【００４１】
＜輝度の評価方法＞
本発明のカラーフィルターの赤画素の輝度Ｙは、Ｃ光源ＸＹＺ表示系における色度座標（ｘ、ｙ）のｘが一定のときの輝度Ｙの値で評価することができ、ｘが一定での輝度が高いほど、高輝度といえる。
【００４２】
実施例１
１．顔料分散液の作製
ＰＲ１７９（クラリアントジャパン社製  “HOSTAPERM”  RED  Ｐ２ＧＬ−ＷＤ）  ２５質量％、ＰＹ１８５（ビーエーエスエフ社製  “パリオトール”イエロー  Ｄ１１５５）  １．０質量％、ＰＲ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製  “IRGAPHOR” RED  ＢＫ−ＣＦ）  ７４．０質量％の顔料組成からなる全顔料５０．０ｇと分散剤としてビックケミー社製“ＢＹＫ”２００１の４６質量％プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）溶液４３．５ｇ、アクリルポリマーとして、ダイセル化学社製“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５質量％溶液）３３．３ｇおよびＰＧＭＥＡ  ５８７．５ｇを混合し、ホモディスパーで攪拌してスラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機（ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノミル”ＫＤＬ−Ａ）とチューブでつなぎ、メディアとして直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを使用して、３２００ｒｐｍ、３時間分散処理を行い、顔料分散液を得た。
【００４３】
２．感光性カラーフィルター用赤色着色組成物の作製
得られたアクリルポリマー使用顔料分散液５８１．１ｇに、ダイセル化学社製アクリルポリマー“サイクロマー”ＡＣＡ２５０（４５質量％溶液）２８．２ｇ、日本化薬社製多官能モノマー“カヤラッド”ＤＰＨＡ  ２４．９ｇ、チバ・スペシャリティケミカルズ社製“イルガキュア”９０７  ６．０ｇ、日本化薬社製増感剤“カヤキュア”ＤＥＴＸ−Ｓ  ３．０ｇをＰＧＭＥＡ  １５６．５ｇで希釈した溶液、計２１８．６ｇを添加混合し、さらにｂｉｃｃｈｅｍｉｅ社製界面活性剤“ＢＹＫ”３３３を固形分全体の２０００ｐｐｍになるように添加し、アクリル樹脂を使用した感光性のカラーフィルター用赤色着色組成物を得た。
【００４４】
３．カラーフィルターの作製
透明ガラス基板上に上記カラーフィルター用赤色着色組成物を、スピナーを用いて塗布し、その後熱風オーブン中９０℃、１０分加熱処理することにより、カラーフィルター用赤色着色組成物塗膜を得た。なお、カラーフィルター用赤色着色組成物の塗布は、スピナー回転数を調整することにより、パターンの色度がＣ光源でｘ＝０．６５０になるようにした。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、０．０４質量％水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として花王社製“エマルゲン”Ａ−６０（ＨＬＢ１２．８、ポリオキシエチレン誘導体）を現像液総量に対して０．１質量％添加したアルカリ現像液で９０秒間振動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターニング基板を得た。得られたパターニング基板を熱風オーブン中で２２０℃で３０分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により赤色カラーフィルターを作製した。
【００４５】
実施例２〜８および比較例１〜３
全顔料を５０ｇとし、顔料組成を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして赤色カラーフィルターを得た。なお、ＰＹ１３９はクラリアントジャパン社製  “HOSTAPERM”  YELLOW  Ｐ−Ｍ３Ｒを使用した。
実施例１〜８、比較例１〜３で得られたカラーフィルター用赤色着色組成物から得られたカラーフィルターの各種の評価結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１記載のとおり、ＰＲ１７９の全顔料中の含有率が２５〜９０質量％で膜厚が１．７５μｍ以下となり高色純度化できた。また、ＰＹ１８５の全顔料中の含有率が１〜３０質量％で高色純度化の効果が顕著であった。
【００４８】
実施例９
緑色着色組成物の作製工程
顔料組成をピグメントグリーン（ＰＧ）７（クラリアントジャパン社製“ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ”ＧＲＥＥＮ  ＧＮＸ）４０．０質量％、ＰＹ１５０（バイエル社製  Ｅ４ＧＮ−ＧＴ）６０．０質量％の顔料組成からなる全顔料６０．０ｇにする以外は実施例１と同様にして緑色着色組成物を作製した。
【００４９】
青色着色組成物の作製工程
顔料組成をピグメントブルー（ＰＢ）１５：６（東洋インキ社製“リオノール”ブルー７６０２）９０．０質量％、ピグメントバイオレット（ＰＶ）２３（クラリアントジャパン社製“ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ”ＶＩＯＬＥＴ  ＲＬ−ＮＦ）１０．０質量％の顔料組成からなる全顔料４０．０ｇにする以外は実施例１と同様にして青色着色組成物を作製した。
【００５０】
カラーフィルター作製工程
ブラックマトリクスを作製したガラス基板上に実施例５にて作製した赤色着色組成物組成物を２μｍになるようにスピナーで塗布し、該塗膜を９０℃のオーブンで１０分間乾燥した。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、０．０４質量％水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として花王社製“エマルゲン”Ａ−６０（ＨＬＢ１２．８、ポリオキシエチレン誘導体）を現像液総量に対して０．１質量％添加したアルカリ現像液で９０秒間振動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターニング基板を得た。得られたパターニング基板を熱風オーブン中で、２２０℃で３０分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により赤色カラーフィルターを作製した。
同様に緑色着色組成物ならび青色着色組成物を用い、緑色パターンならびに青色パターンを作製した。この基板に透明電極をスパッタリング法で作製し、基板を保持するためのスペーサを配置し液晶表示カラーフィルターを得た。
【００５１】
液晶表示装置作成工程
薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、走査線、信号線、透明電極からなる駆動素子基板上に、液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜を形成し、対向基板を作製した。カラーフィルター側基板にも液晶配向のためのラビング処理を施した。該対向基板とカラーフィルター基板とを対向させて、シール材を用いて、張り合わせた。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封入した。つぎに、ＩＣドライバ等を実装することにより液晶表示装置を完成させた。
得られた液晶表示装置は色再現範囲が広く、優れた表示性能を備えていた。