(57)【要約】【課題】カラーフィルタに要求される高コントラスト比、高明度等の要求特性と流動性確保および経時での安定性確保とを両立するカラーフィルタ用着色材、および高コントラスト比、高明度等の要求特性を具備するカラーフィルタの提供。【解決手段】透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、無機顔料の表面に、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体および有機顔料を結合させた表面被覆無機顔料とを含むカラーフィルタ用着色材、および該カラーフィルタ用着色材を用いて形成されたフィルタセグメントを具備するカラーフィルタ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、無機顔料の表面に、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体および有機顔料を結合させた表面被覆無機顔料とを含むことを特徴とするカラーフィルタ用着色材。
【請求項２】
顔料担体が感光性樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ用着色材。
【請求項３】
顔料担体が、下記一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）とを共重合してなる透明樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ用着色材。
【化１】
2006106266.tif 000019
（Ｒaは、水素原子またはメチル基、Ｒbは炭素数２〜１０のアルキレン基、ＲCは水素原子または置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ｍは１〜１５の整数を表す。）
【請求項４】
顔料担体がアルカリ可溶型非感光性樹脂を含むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色材。
【請求項５】
無機顔料の表面に結合させる誘導体の量が、有機顔料に対し、０．１〜３０重量％であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色材。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載のカラーフィルタ用着色材を用いて形成されたフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置および固体撮像素子に用いられるカラーフィルタを構成するフィルタセグメントの形成に用いられるカラーフィルタ用着色材、ならびに該カラーフィルタ用着色材を用いて得られるカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、２枚の偏光板に挟まれた液晶層が、１枚目の偏光板を通過した光の偏光度合いを制御して、２枚目の偏光板を通過する光量をコントロールすることにより表示を行う、ツイストネマチック（ＴＮ）型液晶を用いるタイプが主流となっており、この２枚の偏光板の間にカラーフィルタを設けることによりカラー表示を可能にしている。現在、カラーフィルタの製造方法としては、耐光性、耐熱性に優れる顔料を着色剤とする顔料分散法と呼ばれる方法が主流となっているが、一般に有機顔料を分散したカラーフィルタは、顔料粒子による光の散乱等により、液晶が制御した偏光度合いを乱してしまうという問題がある。すなわち、光を遮断しなければならないとき（ＯＦＦ状態）に光が漏れたり、光を透過しなければならないとき（ＯＮ状態）に透過光が減衰するという現象があり、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のディスプレー上の輝度の比をコントラスト比と呼んでいる。
【０００３】
一般に、微細な顔料粒子をワニスのような顔料担体に分散させ、安定な分散体を得ることは難しく、分散体は往々にして経時で顔料粒子の凝集などにより高粘度化し、チキソトロピック性を示すようになる。このような組成物の粘度上昇、流動性不良は、製造作業上の問題や製品価値に種々の問題を引き起こす。例えば、カラーフィルタのフィルタセグメントの形成は、一般にモノマーおよび樹脂を含む担体に顔料が分散されている着色組成物をガラス等の透明基板上に塗布することで行われているが、高粘度、流動性不良の着色組成物を用いると塗布性不良、レベリング不良などにより、膜厚の均一な塗膜を得ることができず好ましくない。また、顔料粒子が凝集した分散体を用いて形成されたカラーフィルタは、コントラスト比を著しく低下させるため、顔料には、凝集することなく安定な微細粒子であり、かつ取り扱いが容易な性状であることが望まれている。
【０００４】
以上のような問題点を解決するために、無機顔料の表面に有機顔料を結合させた表面被覆顔料を用いる方法や、無機顔料の表面に有機顔料を結合させた表面被覆無機顔料と顔料誘導体とを共に分散することで、着色材の流動性をあげる方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
しかし、近年、カラーフィルタ用着色材に要求されるコントラスト比・流動安定性等の要求特性は非常に高性能となっており、微細な顔料粒子を用いた安定な分散体を得ることは難しく、上記の方法では、経時における顔料粒子の凝集などによる高粘度化がより問題となってきている。
【特許文献１】特開平２００３−１７１５９４号公報
【特許文献２】特開平２００３−１７２８１５号公報
【特許文献３】特開平２００３−１９２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、カラーフィルタに要求される高コントラスト比、高明度等の要求特性と流動性確保および経時での安定性確保とを両立するカラーフィルタ用着色材、および高コントラスト比、高明度等の要求特性を具備するカラーフィルタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のカラーフィルタ用着色材は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、無機顔料の表面に、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体および有機顔料を結合させた表面被覆無機顔料とを含むことを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタは、前記カラーフィルタ用着色材を用いて形成されたフィルタセグメントを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のカラーフィルタ用着色材は、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体および有機顔料を表面に結合させた表面被覆無機顔料を含むため、カラーフィルタに要求される高コントラスト比、高明度等の要求特性を備え、流動性および経時での安定性に優れている。
また、本発明のカラーフィルタは、コントラスト比が高くかつ高明度である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
まず、本発明のカラーフィルタ用着色材について説明する。
本発明のカラーフィルタ用着色材は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる顔料担体と、無機顔料の表面に、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体および有機顔料を結合させた表面被覆無機顔料とを含む。
本発明のカラーフィルタ用着色材では、顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体と有機顔料とを共に無機顔料の表面に結合することにより、それぞれ単独では得られなかった易分散性を発揮し、流動性、経時安定性に優れたものを得ることが可能となった。
【０００９】
表面被覆無機顔料を構成する無機顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、炭酸石灰粉、沈降性炭酸カルシウム、シリカ粉、微粉ケイ酸、珪藻土、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナホワイト、グロスホワイト、サチン白、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット等が挙げられる。なかでも、バライト粉、炭酸バリウム、炭酸石灰粉、沈降性炭酸カルシウム、シリカ粉、微粉ケイ酸、珪藻土、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナホワイト、グロスホワイト、サチン白、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン等の白色無機顔料を用いると、よりコントラスト比が高くなるため好ましい。
【００１０】
表面被覆無機顔料を構成する有機顔料は、単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。また、有機顔料は、本発明のカラーフィルタ用着色材中に、表面被覆無機顔料と共に含有させることもできる。有機顔料としては、発色性が高く、且つ耐熱性の高い有機顔料、特に耐熱分解性の高い有機顔料が好ましい。
以下に、使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
赤色フィルタセグメントを形成するための赤色着色材には、例えば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等の赤色顔料を用いることができる。赤色顔料には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。
【００１１】
イエロー色フィルタセグメントを形成するためのイエロー色着色材には、例えば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、２１３、２１４等の黄色顔料を用いることができる。
【００１２】
オレンジ色フィルタセグメントを形成するためのオレンジ色着色材には、例えばC.I. Pigment orange ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等のオレンジ色顔料を用いることができる。
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色材には、例えばC.I. Pigment Green ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができる。緑色顔料には黄色顔料を併用することができる。
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色材には、例えばC.I. Pigment Blue １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を用いることができる。青色顔料には、C.I. Pigment Violet １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料を併用することができる。
【００１３】
シアン色フィルタセグメントを形成するためのシアン色着色材には、例えばC.I. Pigment Blue１５：１、１５：２、１５：４、１５：３、１５：６、１６、８１等の青色顔料を用いることができる。
マゼンタ色フィルタセグメントを形成するためのマゼンタ色着色材には、例えばC.I. Pigment Violet  １、１９、C.I. Pigment Red１４４、１４６、１７７、１６９、８１等の紫色顔料および赤色顔料を用いることができる。前記紫色顔料および赤色顔料には、黄色顔料を併用することができる。
カラーフィルタ用着色材には、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることもできる。
【００１４】
表面被覆無機顔料を構成する顔料誘導体、アントラキノン誘導体、アクリドン誘導体またはトリアジン誘導体から選ばれる少なくとも一種の誘導体（以下、単に誘導体という）は、下記一般式（２）で示される化合物であり、塩基性置換基を有するものと酸性置換基を有するものとがある。
Ａ−Ｂ    （２）
Ａ：有機顔料残基、アントラキノン、アクリドンまたはトリアジン
Ｂ：塩基性置換基または酸性置換基
式（２）中、Ａの有機顔料残基を構成する有機顔料としては、ジケトピロロピロール系顔料、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料、アミノアントラキノン、ジアミノジアントラキノン、アントラピリミジン、フラバントロン、アントアントロン、インダントロン、ピラントロン、ビオラントロン等のアントラキノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、スレン系顔料、金属錯体系顔料等が挙げられる。
【００１５】
また、アントラキノン誘導体およびアクリドン誘導体を構成するアントラキノンおよびアクリドンは、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基、ニトロ基、水酸基、またはメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、または塩素等のハロゲン等の置換基を有していてもよいアントラキノンおよびアクリドンである。
また、トリアジン誘導体を構成するトリアジンは、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等のアルキルアミノ基、ニトロ基、水酸基、またはメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、塩素等のハロゲン、またはメチル基、メトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニル基またはメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ニトロ基、水酸基等で置換されていてもよいフェニルアミノ基等の置換基を有していてもよい１，３，５−トリアジンである。
これらの誘導体は、特開２００３−２２１５４５記載の方法で製造することができる。
【００１６】
式（２）中、Ｂの塩基性置換基としては、下記式（３）、式（４）、式（５）、および式（６）で示される置換基が挙げられ、酸性置換基としては、式（７）および式（８）で示される置換基が挙げられる。
【化２】
2006106266.tif 000002
【００１７】
式（３）から（８）において、
Ｘ：−ＳＯ2−、−ＣＯ−、−ＣＨ2ＮＨＣＯＣＨ2−、−ＣＨ2−または直接結合を表す。
ｎ：１〜１０の整数を表す。
Ｒ1、Ｒ2：それぞれ独立に、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基、またはＲ1 とＲ2 とで一体となって更なる窒素、酸素または硫黄原子を含む置換されていてもよい複素環を表す。
Ｒ3：炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。
Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7：それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。
Ｙ：−ＮＲ8−Ｚ−ＮＲ9−または直接結合を表す。
Ｒ8、Ｒ9：それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基または置換されていてもよいフェニル基を表す。
Ｚ：炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキレン基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニレン基、または置換されていてもよいフェニレン基を表す。
Ｒ：式（９）で示される置換基または式（１０）で示される置換基を表す。
Ｑ：水酸基、アルコキシル基、式（９）で示される置換基または式（１０）で示される置換基を表す。
【００１８】
【化３】
2006106266.tif 000003
【００１９】
Ｍ：水素原子、カルシウム原子、バリウム原子、ストロンチウム原子、マンガン原子またはアルミニウム原子を表す。
ｉ：Ｍの価数を表す。
Ｒ10、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13：それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜３６の置換されていてもよいアルキル基、炭素数２〜３６の置換されていてもよいアルケニル基、置換されていてもよいフェニル基またはポリオキシアルキレン基を表す。
【００２０】
式（３）〜式（６）および式（９）、式（１０）で示される置換基を形成するために使用されるアミン成分としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ブチルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ｓｅｃ−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジーｓｅｃ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、Ｎ，Ｎ−イソブチル−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジ（２−エチルへキシル）アミン、ジオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、Ｎ，Ｎ−エチル−１，２−ジメチルプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアミルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソブチルアミノペンチルアミン、Ｎ，Ｎ−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジオレイルアミノエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、２−ピペコリン、３−ピペコリン、４−ピペコリン、２，４−ルペチジン、２，６−ルペチジン、３，５−ルペチジン、３−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、２−ピペリジンエタノール、ピロリジン、３−ヒドロキシピロリジン、Ｎ−アミノエチルピペリジン、Ｎ−アミノエチル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノエチルモルホリン、Ｎ−アミノプロピルピペリジン、Ｎ−アミノプロピル−２−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピル−４−ピペコリン、Ｎ−アミノプロピルモルホリン、Ｎ−メチルピペラジン、Ｎ−ブチルピペラジン、Ｎ−メチルホモピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
【００２１】
式（８）のスルホン酸アミン塩を形成するために使用されるアミン成分は１級、２級、３級、４級のいずれのアミンでもよく、例えば、１級アミンとしては、側鎖を有していてもよいへキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、エオコシルアミン等のアミン、もしくはそれぞれの炭素数に対応する不飽和アミンが挙げられる。
２級、３級および４級アミンとしては、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルジドデシルアンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、ジメチルジデシルアンモニウムクロリド、ジメチルジオクチルアンモニウムクロリド、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、ジメチルジステアリルアンモニウムクロリド、トリメチルデシルアンモニウムクロリド、トリメチルヘキサデシルアンモニウムクロリド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロリド、ジメチルドデシルテトラデシルアンモニウムクロリド、ジメチルヘキサデシルオクタデシルアンモニウムクロリド等が挙げられる。
また、式（８）におけるＲ10、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13のいずれかがポリオキシアルキレン基を表す場合、その例としてはポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。
誘導体の具体例を、化合物番号を付して以下に示す。
【００２２】
化合物１（銅フタロシアニン系顔料誘導体）
【化４】
2006106266.tif 000004
ＣｕＰｃは、銅フタロシアニン残基を表す。
化合物２（キナクリドン系顔料誘導体）
【化５】
2006106266.tif 000005
【００２３】
化合物３（ジケトピロロピロール系顔料誘導体）
【化６】
2006106266.tif 000006
化合物４（ジオキサジン系顔料誘導体）
【化７】
2006106266.tif 000007
【００２４】
化合物５（アゾ系顔料誘導体）
【化８】
2006106266.tif 000008
化合物６（フタロシアニン系顔料誘導体）
【化９】
2006106266.tif 000009
ＣｕＰｃは、銅フタロシアニン残基を表す。
【００２５】
化合物７（キナクリドン系顔料誘導体）
【化１０】
2006106266.tif 000010
化合物８（ジケトピロロピロール系顔料誘導体）
【化１１】
2006106266.tif 000011
化合物９（銅フタロシアニン系顔料誘導体）
【化１２】
2006106266.tif 000012
ＣｕＰｃは、銅フタロシアニン残基を表す。
化合物１０（アントラキノン誘導体）
【化１３】
2006106266.tif 000013
化合物１１（トリアジン誘導体）
【化１４】
2006106266.tif 000014
【００２６】
無機顔料の表面に結合させる誘導体の量は、有機顔料１００重量部に対し好ましくは０．１〜３０重量部、より好ましくは１〜２０重量部、更に好ましくは５〜１５重量部である。誘導体の量が０．１重量部より少ないと、分散効果が不十分となり、３０重量部より多いと、余剰の誘導体で分散に影響を及ぼすことがある。
また、無機顔料の表面に結合させる誘導体と有機顔料の合計重量の割合は、無機顔料１００重量部に対して誘導体と有機顔料の合計重量が１〜１００重量部であることが好ましく、５〜５０重量部であることが更に好ましい。
【００２７】
誘導体および有機顔料は、公知のメカノケミカル法により、無機顔料の表面に結合させることができる。
メカノケミカル法は、無機顔料、有機顔料、誘導体を混合処理し、無機顔料の表面に誘導体と有機顔料とを結合させることからなる。結合は、物理的な結合でも良く、化学的な結合でもよい。
メカノケミカル法に使用する攪拌機、混合機、粉砕機等の装置は特に限定されるものではないが、例えば、アトライター、ニーダー、３本ロールミル、２本ロールミル、ボールミル、ローラーミル、石臼式ミル、ハイブリダイザー（（株）奈良機械製作所）、メカノマイクロス（（株）奈良機械製作所）、メカノフュージョンシステムＡＭＳ（ホソカワミクロン（株））等が使用できる。また、メカノケミカル法はローラーミル等による圧密粉砕処理であることが好ましく、線加重１０〜７０ｋｇ／ｃｍの条件で実施することが好ましい。処理時間は１０〜３００分であり、処理される誘導体と有機顔料の種類により調整される。
【００２８】
メカノケミカル法は、ケイ素化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物または樹脂の存在または非存在下で実施することができるが、ケイ素化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物または樹脂の存在下で実施されることが好ましい。
また、メカノケミカル法を実施する場合、有機溶剤または水を加えて、処理される誘導体および有機顔料を湿潤させてもよく、また、ケイ素化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物または樹脂を有機溶剤または水に溶解または分散してから添加してもよい。また、メカノケミカル法を実施する場合、無機酸または無機塩基を添加してもよい。
【００２９】
ケイ素化合物としては、エチルシリケート、ポリシロキサン、シランカップリング剤等が挙げられるが、特にシランカップリング剤を使用するのが好ましい。シランカップリング剤は、ケイ素原子にメトキシ基、エトキシ基、イソプロポシキ基等のアルコキシ基とその他の有機官能基とが結合した化合物であり、特に限定されるものではない。シランカップリング剤としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が使用できる。また、市販のケイ素化合物としては、例えば、信越化学工業（株）製のＬＳシリーズが挙げられる。
【００３０】
チタン化合物としては、チタンテトライソプロポキシド、チタン（チタネート系）カップリング剤等が挙げられるが、特にチタン（チタネート系）カップリング剤を使用するのが好ましい。チタン（チタネート系）カップリング剤は、チタン原子にメトキシ基、エトキシ基、イソプロポシキ基等のアルコキシ基とその他の有機官能基とが結合した化合物であり、特に限定されるものではない。チタン（チタネート系）カップリング剤としては、例えば、味の素ファインテクノ（株）製のプレンアクトシリーズであるＫＲＴＴＳ、ＫＲ４６Ｂ、ＫＲ５５、ＫＲ４１Ｂ、ＫＲ３８Ｓ、ＫＲ１３８Ｓ、ＫＲ２３８Ｓ、３３８Ｘ、ＫＲ４４、ＫＲ９ＳＡ等が使用できる。
アルミニウム化合物としては、アルミネート系カップリング剤が好ましく、アルミニウム原子にメトキシ基、エトキシ基、イソプロポシキ基等のアルコキシ基とその他の有機官能基とが結合した化合物であり、特に限定されるものではない。アルミネート系カップリング剤としては、例えば味の素ファインテクノ（株）製のプレンアクトシリーズであるＡＬ−Ｍ等が使用できる。
【００３１】
樹脂としては、例えば、石油樹脂、カゼイン、セラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、環化ゴム、塩化ゴム、酸化ゴム、塩酸ゴム、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、乾性油、合成乾性油、スチレン変性マレイン酸、ポリアミド樹脂、塩素化ポリプロピレン、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂等が使用できる。
メカノケミカル法を実施する場合に使用するケイ素化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物または樹脂の量は、無機顔料１００重量部に対して０．１〜５０重量部であることが好ましい。
【００３２】
メカノケミカル法による表面被覆無機顔料の製造方法の一例を示せば、無機顔料１００重量部、有機顔料２８重量部、誘導体２重量部、シランカップリング剤１０重量部をエタノール２０重量部に分散させた液を直径１ｃｍのスチールボールを入れたボールミルに加えて処理する方法が挙げられる。無機顔料、有機顔料、誘導体、シランカップリング剤のエタノール分散液は初めから全てを混合してもよいが、まず無機顔料とシランカップリング剤のエタノール分散液を処理し、次いで有機顔料と誘導体を添加してもよく、また、まず有機顔料と誘導体とシランカップリング剤のエタノール分散液を処理し次いで無機顔料を添加してもよい。
【００３３】
本発明のカラーフィルタ用着色材に含有される顔料担体は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる。
透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が挙げられるが、特に感光性樹脂が好ましい。また、その前駆体としては、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが挙げられ、これらを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００３４】
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高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該高分子に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体やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体等の酸無水物を含む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ものも用いられる。
【００３５】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンー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、ポリエステル樹脂、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、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
【００３６】
また、顔料担体には、本発明のカラーフィルタ用着色材を用いてアルカリ現像によりフィルタセグメントを形成させる場合には、アルカリ可溶型非感光性樹脂を含有させることが好ましい。アルカリ可溶型非感光性樹脂とは、アルカリ水溶液に溶解しラジカルにより架橋しない樹脂であり、例えば、カルボキシル基、スルホン基などの酸性官能基を有する重量平均分子量１０００〜５０００００、好ましくは５０００〜１０００００の樹脂が挙げられる。アルカリ可溶型非感光性樹脂として具体的には、アクリル樹脂、α−オレフィン／（無水）マレイン酸共重合体、スチレン／（無水）マレイン酸共重合体、スチレン／スチレンスルホン酸共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸共重合体、イソブチレン／（無水）マレイン酸共重合体などが挙げられる。なかでも、アクリル樹脂、α−オレフィン／（無水）マレイン酸共重合体、スチレン／（無水）マレイン酸共重合体およびスチレン／スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも１種の樹脂、特にアクリル樹脂は、耐熱性、透明性が高いため、好適に用いられる。
【００３７】
また、透明樹脂としては、下記一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）とを共重合してなる透明樹脂を用いることが好ましい。
【化１５】
2006106266.tif 000015
（Ｒaは、水素原子またはメチル基、Ｒbは炭素数２〜１０のアルキレン基、ＲCは水素原子または置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ｍは１〜１５の整数を表す。）
【００３８】
一般式（１）において、アルキレン基Ｒbは、２〜３個の炭素原子を有することが好ましい。また、ＲCのアルキル基の炭素数は１〜２０であるが、より好ましくは１〜１０であり、ＲCはベンゼン環等の置換基を含んでもよい。ＲCのアルキル基の炭素数が１〜１０のときはアルキル基が障害となり樹脂同士の接近を抑制し、顔料への吸着／配向を促進するが、炭素数が１０を超えると、アルキル基の立体障害効果が高くなり、ベンゼン環の顔料への吸着／配向までをも妨げる傾向を示す。この傾向は、ＲCのアルキル基の炭素鎖長が長くなるに従い顕著となり、炭素数が２０を超えると、ベンゼン環の吸着／配向が極端に低下する。ＲCで表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、２−フェニル（イソ）プロピル基等を挙げることができる。
【００３９】
化合物（ａ）としては、フェノールのエチレンオキサイド（ＥＯ）変性（メタ）アクリレート、パラクミルフェノールのＥＯまたはプロピレンオキサイド（ＰＯ）変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールのＥＯ変性（メタ）アクリレート、ノニルフェノールのＰＯ変性（メタ）アクリレート等が挙げられる。これら化合物のうち、パラクミルフェノールのＥＯまたはＰＯ変性（メタ）アクリレートは、上記ベンゼン環のπ電子の効果ばかりでなく、その立体的な効果も加わり、顔料に対しより良好な吸着／配向面を形成することができるので、より効果が高い。
【００４０】
化合物（ｂ）としては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）ペンチル（メタ）アクリレート、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、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４１】
上記一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）とを共重合してなる透明樹脂中の化合物（ａ）の割合は、０．１〜５０重量％、より好ましくは１０〜３５重量％である。化合物（ａ）の割合が０．１重量％より少ないと顔料の分散効果が低下する。また、５０重量％より多いと疎水性が大きくなり、カラーフィルタ用着色材の現像性が低下したり、残渣の原因になったりすることがある。
【００４２】
また、顔料担体を構成する前駆体であるモノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（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、トリエチレングリコールジ（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、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、１, ６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（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、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（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、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられ、これらを単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。
【００４３】
カラーフィルタ用着色材には、該着色材を紫外線等の光照射により硬化するときには、光重合開始剤等が添加される。
光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が用いられる。
【００４４】
これらの光重合開始剤は、単独であるいは２種以上混合して用いるが、増感剤として、α−アシロキシエステル、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を併用することもできる。
また、カラーフィルタ用着色材には、着色材の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。貯蔵安定剤としては、例えばベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。
【００４５】
表面被覆無機顔料は、フィルタセグメントをフォトリソグラフィー法により形成する場合には、カラーフィルタ用着色材中に１．５〜１５重量％の割合で含有されることが好ましい。また、フィルタセグメントを印刷法により形成する場合には、カラーフィルタ用着色材中に１．５〜４５重量％の割合で含有されることが好ましい。また、表面被覆無機顔料は、最終的にフィルタセグメント中に好ましくは１０〜５０重量％、より好ましくは２０〜４５重量％の割合で含有され、その残部は、顔料担体により提供される樹脂質バインダーから実質的になる。
【００４６】
カラーフィルタ用着色材は、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材として調製することができる。溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材は、本発明のカラーフィルタ用着色材のうち感光性を有するように調整された着色材であり、透明樹脂である熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、前駆体であるモノマーと、光重合開始剤と、必要に応じて有機溶剤とを含有する組成物中に表面被覆無機顔料を分散させたものである。本発明のカラーフィルタ用着色材は、１種または２種以上の表面被覆無機顔料を、必要に応じて有機顔料や誘導体、光重合開始剤と共に、顔料担体中に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、アトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。
また、本発明のカラーフィルタ用着色材は、数種類の表面被覆無機顔料を別々に顔料担体に分散したものを混合して製造することもできる。
【００４７】
表面被覆無機顔料を顔料担体中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の表面被覆無機顔料の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて表面被覆無機顔料を顔料担体中に分散してなる着色材を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。
【００４８】
上記樹脂型顔料分散剤は、顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、顔料担体と相溶性のある部位とを有し、表面被覆無機顔料に吸着して顔料の顔料担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型顔料分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレートなどのポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸（部分）アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ（低級アルキレンイミン）と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩などが用いられる。また、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物等が用いられる。これらは、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００４９】
具体的には、ビックケミー社製のDisperbykまたはDisperbyk−１０１、１０３、１０７、１０８、１１０、１１１、１１６、１３０、１４０、１５４、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１７０、１７１、１７４、１８０、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１９０、２０００、２００１またはAnti-Terra−Ｕ、２０３、２０４またはBYK−Ｐ１０４、Ｐ１０４Ｓ、２２０ＳまたはLactimon、Lactimon−ＷＳまたはBykumen等、アビシア社製のSOLSPERSE−３０００、９０００、１３２４０、１３６５０、１３９４０、１７０００、１８０００、２００００、２１０００、２４０００、２６０００、２７０００、２８０００、３１８４５、３２０００、３２５００、３２６００、３４７５０、３６６００、３８５００、４１０００、４１０９０、５３０９５等、エフカケミカルズ社製のEFKA−４６、４７、４８、４５２、ＬＰ４００８、４００９、ＬＰ４０１０、ＬＰ４０５０、ＬＰ４０５５、４００、４０１、４０２、４０３、４５０、４５１、４５３、４５４０、４５５０、ＬＰ４５６０、１２０、１５０、１５０１、１５０２、１５０３等が挙げられる。
【００５０】
上記界面活性剤としては、例えばラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミンなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、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ノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００５１】
また、本発明のカラーフィルタ用着色材には、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。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トルエン、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、これらを単独でもしくは混合して用いる。
本発明のカラーフィルタ用着色材は、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以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００５２】
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
本発明のカラーフィルタは、本発明のカラーフィルタ用着色材を用いて形成されたフィルタセグメントを具備する。カラーフィルタとしては、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを具備するもの、またはマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、およびイエロー色フィルタセグメントを具備するものが挙げられる。
本発明のカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法または印刷法により、カラーフィルタ用着色材を用いて基板上に各色のフィルタセグメントを形成することにより製造することができる。
基板としては、可視光に対して透過率の高いガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。
【００５３】
フォトリソグラフィー法による各色フィルタセグメントの形成は、下記の方法で行う。すなわち、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色材を、基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が０．２〜５μｍとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するか、もしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去し所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
【００５４】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム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アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、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による重合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。
【００５５】
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができる。なお、電着法は、基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。
また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめカラーフィルタ層を形成しておき、このカラーフィルタ層を所望の基板に転写させる方法である。
【００５６】
基板上にフィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成しておくと、液晶表示パネルのコントラスト比を一層高めることができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム／酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。また、前記基板上に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）をあらかじめ形成しておき、その後にフィルタセグメントを形成することもできる。ＴＦＴ基板上にフィルタセグメントを形成することにより、液晶表示パネルの開口率を高め、輝度を向上させることができる。
【００５７】
本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、透明導電膜、液晶配向膜などが形成される。
カラーフィルタは、シール剤を用いて対向基板と張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入したのち注入口を封止し、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、液晶表示パネルが製造される。
かかる液晶表示パネルは、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）、スーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）、イン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）、ヴァーティカリー・アライメント（ＶＡ）、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド（ＯＣＢ）などのカラーフィルタを使用してカラー化を行う液晶表示モードに使用することができる。
【実施例】
【００５８】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例および比較例中、「部」とは「重量部」を意味する。
実施例に先立ち、カラーフィルタ用着色材塗布基板のコントラスト比の測定法について説明する。
カラーフィルタ用着色材塗布基板を2枚の偏光板の間に挟み、一方の偏光板側から液晶ディスプレー用バックライト・ユニットを用いて光を照射する。バックライト・ユニットから出た光は、1枚目の偏光板を通過して偏光され、ついでカラーフィルタ用着色材塗布基板を通過し、2枚目の偏光板に到達する。1枚目の偏光板と2枚目の偏光板の偏光面が平行であれば、光は2枚目の偏光板を透過するが、偏光面が直行している場合には光は2枚目の偏光板により遮断される。しかし、1枚目の偏光板によって偏光された光が、カラーフィルタ用着色材塗布基板を通過するときに、顔料粒子による散乱等が起こり偏光面の一部にずれを生じると、偏光板が平行のときは2枚目の偏光板を透過する光量が減り、偏向板が直行のときは2枚目の偏光板を光の一部が透過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し、偏光板が平行のときの輝度と直行のときの輝度との比をコントラスト比とする。
コントラスト比＝（平行のときの輝度）／（直行のときの輝度）
従って、カラーフィルタ用着色材塗布膜中の顔料により散乱が起こると、平行のときの輝度が低下し、かつ直行のときの輝度が増加するため、コントラスト比が低くなる。
なお、輝度計は株式会社トプコン社製の色彩輝度計ＢＭ−５Ａ、偏光板はサンリツ社製の偏光フィルムＬＬＣ２−９２−１８を用いた。なお、測定に際しては、不要光を遮断するために、測定部分に１ｃｍ角の孔を開けた黒色のマスクを当てて測定を行った。
【００５９】
次に、実施例および比較例に用いたアクリル樹脂溶液１〜４の調整について説明する。樹脂の分子量は、GPC（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
（アクリル樹脂溶液１の調製）
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、メチルメタクリレート１０．０部、ｎ−ブチルメタクリレート５５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、および２，２'−アゾビスイソブチロニトリル４．０部の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂であるアクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約４００００であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇ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し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して顔料担体となるアクリル樹脂溶液１を調製した。
【００６０】
（アクリル樹脂溶液２の調製）
反応容器にシクロヘキサノン３７０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸２０．０部、メチルメタクリレート１０．０部、ｎ−ブチルメタクリレート３５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５．０部、および２，２'−アゾビスイソブチロニトリル４．０部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亞合成社製「アロニックスＭ−１１０」）２０．０部の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに８０℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解させたものを添加し、さらに８０℃で１時間反応を続けて、透明樹脂であるアクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は、約４００００であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇ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し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して顔料担体となるアクリル樹脂溶液２を調製した。
【００６１】
（アクリル樹脂溶液３の調製）
反応容器にシクロヘキサノン５６０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸３４．０部、メチルメタクリレート２３．０部、ｎ−ブチルメタクリレート４５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート７０．５部、および２，２'−アゾビスイソブチロニトリル８．０部の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに１００℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５５部に溶解させたものを添加し、さらに１００℃で１時間反応を続けて、透明樹脂である共重合体溶液を得た。
次に、得られた共重合体溶液３３８部に対して、２−メタクロイルエチルイソシアネート３２．０部、ラウリン酸ジブチル錫０．４部、シクロヘキサノン１２０．０部の混合物を７０℃で３時間かけて滴下した。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇ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し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して感光性アクリル樹脂溶液３を調製した。得られた感光性のある顔料担体となるアクリル樹脂の重量平均分子量は約２００００、二重結合当量は４７０であった。
【００６２】
（アクリル樹脂溶液４の調製）
反応容器にシクロヘキサノン５６０部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら８０℃に加熱して、同温度でメタクリル酸３４．０部、メチルメタクリレート２３．０部、ｎ−ブチルメタクリレート２５．０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート７０．５部、および２，２'−アゾビスイソブチロニトリル８．０部、化合物（ａ）であるパラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート（東亞合成社製「アロニックスＭ−１１０」）２０．０部の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに１００℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル１．０部をシクロヘキサノン５５部に溶解させたものを添加し、さらに１００℃で１時間反応を続けて、透明樹脂である共重合体溶液を得た。
次に、得られた共重合体溶液３３８部に対して、２−メタクロイルエチルイソシアネート３２．０部、ラウリン酸ジブチル錫０．４部、シクロヘキサノン１２０．０部の混合物を７０℃で３時間かけて滴下した。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇ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し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加して感光性アクリル樹脂溶液４を調製した。得られた感光性のある顔料担体となるアクリル樹脂の重量平均分子量は約２００００、二重結合当量は４７０であった。
【００６３】
次に、無機顔料の表面に誘導体および有機顔料を結合させた表面被覆無機顔料の製造例を示す。
＜メカノケミカル法＞
［ボールミル］
１／２インチスチールボール２ｋｇを入れた１Ｌボールミルに、無機顔料、処理剤（ケイ素化合物、チタン化合物、樹脂等）、有機顔料、誘導体をそれぞれ表１に示す所定重量部加え、表１に示す所定時間攪拌してメカノケミカル処理を実施し、表面被覆無機顔料１、６、８を得た。
［ニーダー］
１Ｌニーダーに、無機顔料、処理剤（ケイ素化合物、チタン化合物、樹脂等）、有機顔料、誘導体をそれぞれ表１に示す所定重量部加え、表１に示す所定時間攪拌してメカノケミカル処理を実施し、表面被覆無機顔料２を得た。
【００６４】
［石臼式ミル］
無機顔料、処理剤（ケイ素化合物、チタン化合物、樹脂等）、有機顔料、誘導体をそれぞれ表１に示す所定重量部を混合した後、石臼式ミルにより表１に示す所定時間攪拌してメカノケミカル処理を実施し、表面被覆無機顔料３、１１を得た。
［アトライター］
１／２インチスチールボール１．５ｋｇを入れた１Ｌアトライターに、無機顔料、処理剤（ケイ素化合物、チタン化合物、樹脂等）、有機顔料、誘導体をそれぞれ表１に示す所定重量部加え、表１に示す所定時間攪拌してメカノケミカル処理を実施し、表面被覆無機顔料４を得た。
［ローラーミル］
無機顔料、処理剤（ケイ素化合物、チタン化合物、樹脂等）、有機顔料、誘導体をそれぞれ表１に示す所定重量部を混合した後、４Ｌローラーミルにより表１に示す所定時間攪拌してメカノケミカル処理を実施し、表面被覆無機顔料５、７、９、１０を得た。
【００６５】
【表１】
2006106266.tif 000016
【００６６】
＜無機顔料＞
無機顔料１：Pigment White6
無機顔料２：Pigment White4
無機顔料３：Pigment Blue27
無機顔料４：Pigment White7
無機顔料５：Pigment Brown6
＜有機顔料＞
青：ε型銅フタロシアニン顔料（C.I.Pigment Blue 15:6）（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
緑：下記の２種類の顔料を混合したもの
ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料(C.I. Pigment Green 36) ２９．０部（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）
イソインドリン系顔料（C.I.Pigment Yellow 139）２１．０部（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１８１９」
赤：下記の３種類の顔料を混合したもの
ジケトピロロピロール系顔料（C.I.Pigment Red 254）３３．３部（チバガイギー社製「イルガフォーレッドＢ−ＣＦ」）
アントラキノン系顔料（C.I.Pigment Red 177）５．４部（チバガイギー社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」）
アントラキノン系顔料（C.I.Pigment Yellow 199）１．３部（チバガイギー社製「クロモフタールエローＧＴ-ＡＤ」）
【００６７】
＜誘導体＞
化合物１：フタロシアニン系顔料誘導体（青用顔料誘導体）
化合物２：キナクリドン系顔料誘導体（緑用顔料誘導体）
化合物３：ジケトピロロピロール系顔料誘導体（赤用顔料誘導体）
＜処理剤＞
[ケイ素化合物]
ケイ素化合物１:シランカップリング剤（信越化学工業（株）製「LS-5300」）
ケイ素化合物２:シランカップリング剤（信越化学工業（株）製「LS-2940」）
ケイ素化合物３:シランカップリング剤（信越化学工業（株）製「LS-5118」）
ケイ素化合物４:シランカップリング剤（信越化学工業（株）製「LS-3150」）
[チタン化合物]
チタン化合物１:チタネート系カップリング剤（味の素ファインテクノ（株）製「KR TTS」）
チタン化合物２:チタネート系カップリング剤（味の素ファインテクノ（株）製「KR 46B」）
[樹脂]
樹脂１:ロジンエステル樹脂（荒川化学工業（株）製「エステルガムＡＴ」）
樹脂２:アクリル樹脂溶液１
【００６８】
次に、比較顔料として、表面に有機顔料のみを結合させた無機顔料の製造例を以下に示す。
[比較１（比較表面被覆無機顔料１）]
表面に結合させる顔料として誘導体を除いた以外は、製造例１と同様にして、比較表面被覆無機顔料１を得た。
[比較２（比較表面被覆無機顔料２）]
表面に結合させる顔料として誘導体を除いた以外は、製造例２と同様にして、比較表面被覆無機顔料２を得た。
[比較３（比較表面被覆無機顔料３）]
表面に結合させる顔料として誘導体を除いた以外は、製造例６と同様にして、比較表面被覆無機顔料３を得た。
[比較４（比較表面被覆無機顔料４）]
表面に結合させる顔料として誘導体を除いた以外は、製造例９と同様にして、比較表面被覆無機顔料４を得た。
【００６９】
［実施例１］
＜分散体の調整＞
表面被覆無機顔料１２．０部、分散剤１．０部、アクリル樹脂溶液４０．０部、溶剤４７．０部の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過し分散体を作製した。
＜カラーフィルタ用着色材の調整＞
ついで、この分散体４５．０部に対し、アクリル樹脂溶液１５．０部、モノマー５．６部、光重合開始剤２．０部、増感剤０．２部、溶剤３２．２部の混合物を均一になるように攪拌混合した後、１μｍのフィルタで濾過して、感光性のあるカラーフィルタ用青色着色材を得た。
それぞれの配合比を表２に示す。また具体的な物質名は下記に示す。
【００７０】
[実施例２〜１９，比較例１〜４]
＜分散体の調整＞
表面被覆無機顔料、アクリル樹脂溶液について表２に示すように変えた他は、実施例１と同様に分散体を調整した。なお、誘導体を添加する場合はここで加える。
＜カラーフィルタ用着色材の調整＞
ついで、この分散体４５．０部に対し、実施例１と同様にアクリル樹脂溶液１５．０部、モノマー５．６部、光重合開始剤２．０部、増感剤０．２部、溶剤３２．２部の混合物を均一になるように攪拌混合した後、実施例１と同様に１μｍのフィルタで濾過して、感光性のあるカラーフィルタ用着色材を得た。それぞれの配合比を表２に示す。また具体的な物質名は下記に示す。
【００７１】
【表２】
2006106266.tif 000017
【００７２】
＜分散剤＞
リン酸エステル系顔料分散剤（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」）
＜モノマー＞
トリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
＜溶剤＞
シクロヘキサノン
＜光重合開始剤＞
チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」
＜増感剤＞
保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」
【００７３】
＜粘度＞
実施例１〜１９、比較例１〜４で得られたカラーフィルタ用着色材の粘度を、調整直後および４０℃のオーブン内で１週間経時させたものについてＥＬＤ形のE型粘度計（東機産業社製）を用いて２５℃で測定した結果を表３に示す。単位はｍＰａ・ｓである。
＜コントラスト比＞
実施例１〜１９、比較例１〜４で得られたカラーフィルタ用着色材を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍの回転数で塗布し、検量線を作成するために、膜厚が異なる３種の塗布基板を得た。カラーフィルタ用着色材塗布基板を、７０℃で２０分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて積算光量１５０ｍＪで紫外線露光を行い、２３０℃で１時間加熱、放冷後、コントラスト比を測定した。結果を表３に示す。
＜明度Ｙ＞
コントラスト比測定に用いたカラーフィルタ用着色材塗布基板の塗膜について、Ｃ光源での色度（Ｙ，ｘ，ｙ）を顕微分光光度計（オリンパス光学社製「ＯＳＰ−ＳＰ１００」）を用いて測定した。３組のコントラスト比および色度測定結果から、カラーフィルタ用着色材塗布基板について青色フィルタセグメントについてはｙ＝０．１４、緑色フィルタセグメントについてはｙ＝０．６０、赤色フィルタセグメントについてはｘ＝０．６４におけるコントラスト比および明度を、それぞれ近似法を用いて求めた。結果を表３に示す。
【００７４】
【表３】
2006106266.tif 000018
【００７５】
実施例１〜１９で得られたカラーフィルタ用着色材は、比較例で得られたものに比べ、低粘度、高流動性であり、経時での安定性も優れていた。なかでも、一般式（１）で表される化合物（ａ）と他のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）とを共重合してなる感光性アクリル樹脂溶液４を用いた実施例４，６，１６は、特に流動性に優れており、経時での安定性も非常に良好であった。また、実施例で得られたカラーフィルタ用着色材はいずれも、カラーフィルタに要求される高コントラスト比、高明度等の要求特性を満たしていた。