(57)【要約】【課題】ダイコート法による塗膜形成に用いても基板外周部に塗膜の膜厚差が生じ難く、表面平滑性に優れた塗膜を形成できる着色組成物の提供、および中心部と外周部で膜厚差が小さく、表面平滑性に優れたフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備するカラーフィルタの製造方法の提供。【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色素担体と、色素と、有機溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物であって、該着色組成物の１００ｍｓにおける動的表面張力（Ｉ）と１０００ｍｓにおける動的表面張力（II）とが、下記関係式（１）を満たす着色組成物、および基板上に、ダイコート方式の塗布装置を用いて前記着色組成物を塗布し、フィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを形成するカラーフィルタの製造方法。        [｛（Ｉ）−（II）｝／（Ｉ）]×１００≦７．０  ・・・・・（１）【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色素担体と、色素と、有機溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物であって、該着色組成物の１００ｍｓにおける動的表面張力（Ｉ）と１０００ｍｓにおける動的表面張力（II）とが、下記関係式（１）を満たすことを特徴とする着色組成物。
[｛（Ｉ）−（II）｝／（Ｉ）]×１００≦７．０  ・・・・・（１）
【請求項２】
レベリング剤がシリコン系レベリング剤であることを特徴とする請求項１記載の着色組成物。
【請求項３】
シリコン系レベリング剤が下記式（２）で示される化合物であることを特徴とする請求項２記載の着色組成物。
【化１】
2006215160.tif 000005
（式中、ｍは５〜３０の整数であり、ｎは５０〜１００の整数であり、ｘは１〜２０の整数である。）
【請求項４】
２５℃における粘度が6ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の着色組成物。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の着色組成物から形成されるフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項６】
ブラックマトリックスおよびフィルタセグメントを具備するカラーフィルタの製造方法であって、基板上に、ダイコート方式によって請求項１ないし４いずれか記載の着色組成物を塗布し、フィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【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、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用される着色組成物、それを用いたカラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、カラー撮像管素子（ＣＣＤ）等を構成するカラーフィルタの製造においては、塗布液を透明基板上に塗布し、乾燥時の膜厚が約１〜３μmの均一な塗膜を形成する必要がある。塗布方式としては、スピンコート法が一般的に用いられている。
スピンコート法は、透明基板を一定の回転数で回転させながら、透明基板上に塗布液を滴下し、遠心力によって塗布液を薄く延ばし、塗布液粘度や回転数等によって決まる膜厚の塗膜を透明基板の表面に形成する塗布方法である。スピンコート法には大気開放型および密閉カップ式があるが、いずれの方式でも、透明基板の回転中心部分および周辺部分の塗布膜厚が、その中間部分に比べて厚くなりすぎるという欠点がある。
【０００３】
この欠点を解消し、スピンコート法により塗布した場合に中心部と周縁部との膜厚差が小さく、表面平滑性に優れた塗膜を形成しうる組成物として、顔料、バインダーポリマーおよび感放射線化合物が特定の有機溶剤に溶解または分散されてなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
前記組成物を用いることにより塗膜の膜厚差は小さくなるが、スピンコート法では、透明基板の上に滴下した塗布液のうち透明基板の表面に塗布されるのは数％に過ぎず、残りの９０数％の塗布液は透明基板から排出されるため、無駄が多いという欠点があり、近年の基板サイズの大型化に伴って、この欠点が大きな問題となっている。
このようなスピンコート法の欠点を解消するため、近年はダイコート法が検討されている（例えば、特許文献２〜４参照）。ダイコート法は、スピンコート法に比べて塗布液の無駄が少ないことに加え、塗布ヘッド先端まで、塗布液の供給回路がすべて密閉系であるという長所を有する。
【特許文献１】特開平６−３５２１号公報
【特許文献２】特開平７−１６８０１５号公報
【特許文献３】特開２０００−１９３８１８号公報
【特許文献４】特開２００１−１９５００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ダイコート法では基板外周部の塗膜が盛り上がり、基板中心部の塗膜に比べて厚くなる、いわゆるツノが生じるという欠点がある。近年のパネルの大型化に伴い、基板の端まで大きなパネルとして使用するためには、基板外周部に膜厚差が生じているのは好ましくない。この問題は、中心部と周縁部との膜厚差が小さく、表面平滑性に優れた塗膜を形成しうるように開発されたスピンコート用の組成物を用いたのでは、求められる特性が異なるため解決することが難しい。
そこで、本発明は、ダイコート法による塗膜形成に用いても基板外周部に塗膜の膜厚差が生じ難く、表面平滑性に優れた塗膜を形成できる着色組成物の提供を目的とする。
また、本発明は、中心部と外周部で膜厚差が小さく、表面平滑性に優れたフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備するカラーフィルタの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、色素と、有機溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物であって、該着色組成物の１００ｍｓにおける動的表面張力（Ｉ）と１０００ｍｓにおける動的表面張力（II）とが、下記関係式（１）を満たすことを特徴とする。
[｛（Ｉ）−（II）｝／（Ｉ）]×１００≦７．０  ・・・・・（１）
また、本発明のカラーフィルタは、本発明の着色組成物から形成されるフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを具備することを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、ブラックマトリックスおよびフィルタセグメントを具備するカラーフィルタの製造方法であって、基板上に、ダイコート方式によって本発明の着色組成物を塗布し、フィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを形成することを特徴とする
【発明の効果】
【０００６】
本発明の着色組成物は、１００ｍｓにおける動的表面張力と１０００ｍｓにおける動的表面張力の変化率が７．０％以下であるため、これを用いることにより、基板外周部にツノがなく、基板外周部と基板中心部の膜厚差が小さく、塗布ムラがない、均一な塗膜を形成することができる。
従って、本発明の着色組成物を用いてフィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスを形成することにより、カラーフィルタを歩留まりよく製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
まず、本発明における着色組成物について具体的に説明する。
本発明の着色組成物は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からなる色素担体と、色素と、有機溶剤と、レベリング剤とを含有する着色組成物であって、該着色組成物の１００ｍｓにおける動的表面張力（Ｉ）と１０００ｍｓにおける動的表面張力（II）とが、下記関係式（１）を満たすことを特徴とするものである。
[｛（Ｉ）−（II）｝／（Ｉ）]×１００≦７．０  ・・・・・（１）
左辺の値が７．０より大きい着色組成物を用いて塗膜を形成した場合には、基板外周部の塗膜が、基板中心部の塗膜に比べて厚く盛り上がり、ツノが生じる。
【０００８】
本発明の着色組成物に含まれるレベリング剤としては、シリコン系レベリング剤、特に下記一般式（２）で示される化合物が好適に用いられる。
【化２】
2006215160.tif 000002
式中、ｍは５〜３０、好ましくは１０〜２０の整数であり、ｎは５０〜１００、好ましくは６０〜９０の整数であり、ｘは１〜２０、好ましくは５〜１５の整数である。
【０００９】
上記一般式（２）で示される化合物からなる市販のシリコン系レベリング剤としては、ビックケミー社製「ＢＹＫ−３３０」（式（２）において、ｍは１４、ｎは７７、ｘは１０である。）が挙げられる。また、他の市販のシリコン系レベリング剤としては、ビックケミー社製「ＢＹＫ−３２０」、「ＢＹＫ−３２３」、「ＢＹＫ−３３３」が挙げられる。レベリング剤は、１種を単独で、または２種以上を混合して用いることができる。
レベリング剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜５重量部を量で用いることができる。
【００１０】
本発明の着色組成物に含まれる色素担体は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物により構成される。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、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。
色素担体は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を色素担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
【００１１】
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、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、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、ポリエチレン、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、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００１２】
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線状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ものも用いられる。
【００１３】
透明樹脂の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、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、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る。
【００１４】
本発明の着色組成物に含まれる色素としては、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料のなかでは、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。
以下に、本発明の着色組成物に好ましく使用できる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組成物には、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。赤色着色組成物には、黄色顔料、オレンジ顔料を併用することができる。
【００１５】
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組成物には、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等の黄色顔料を用いることができる。
【００１６】
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組成物には、例えばC.I. Pigment orange ３６、４３、５１、５５、５９、６１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組成物には、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。緑色着色組成物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組成物には、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。青色着色組成物には、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。
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組成物には、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。
【００１７】
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組成物には、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。マゼンタ色着色組成物には、黄色顔料を併用することができる。
ブラックマトリックスを形成するための黒色着色組成物には、例えばカーボンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、具体的には C.I. ピグメントブラック１、６、７、１２、２０、３１等を用いることができる。黒色着色組成物には、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料の混合物を用いることもできる。黒色顔料としては、価格、遮光性の大きさからカーボンブラックが好ましく、カーボンブラックは、樹脂などで表面処理されていてもよい。また、色調を調整するため、黒色着色組成物には、青色顔料や紫色顔料を併用することができる。
【００１８】
また、無機顔料としては、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉や、金属硫化物粉や、金属粉等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、有機顔料と組み合わせて用いられる。
本発明の着色組成物には、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ができる。
【００１９】
本発明の着色組成物に含まれる有機溶剤としては、２−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノン、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、酢酸ｎ−アミル、メチルイソブチルケトン、ｎ−ブチルアルコール（、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１，２，３−トリクロロプロパン、ｏ−クロロトルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ジイソブチルケトン、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジブチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、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、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ｐ−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジエチルベンゼン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種以上混合して用いられる。有機溶剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、８００〜４０００重量部、好ましくは１０００〜２５００重量部の量で用いることができる。
【００２０】
本発明の着色組成物には、該組成物を紫外線等の光照射により硬化する場合には、光重合開始剤が添加される。
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。光重合開始剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１５０重量部の量で用いることができる。
【００２１】
上記光重合開始剤は、単独でまたは２種以上混合して用いることができるが、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を併用することもできる。増感剤は、着色組成物中の光重合開始剤１００重量部に対して、０．１〜６０重量部の量で用いることができる。
【００２２】
本発明の着色組成物は、１種または２種以上の色素を、レベリング剤、および必要に応じて上記光重合開始剤と共に、色素担体および有機溶剤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。レベリング剤は、色素を色素担体および有機溶剤中に分散した後で添加してもよい。また、２種以上の色素を含む着色組成物は、各色素を別々に色素担体および有機溶剤中に微細に分散したものを混合して製造することもできる。色素を色素担体および有機溶剤中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤、色素誘導体等の分散助剤を含有させることができる。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、分散助剤を用いて顔料を色素担体および有機溶剤中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、透明性に優れたカラーフィルタが得られる。分散助剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、好ましくは０．１〜３０重量部の量で用いることができる。
【００２３】
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、色素担体と相溶性のある部位とを有する樹脂であり、顔料に吸着して顔料の色素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の油性分散剤、（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系、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加化合物、燐酸エステル系等が用いられ、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。
【００２４】
界面活性剤としては、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、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、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル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アルキルエーテルリン酸エステル、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、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。
【００２５】
色素誘導体は、有機色素に置換基を導入した化合物である。このような有機色素には、一般に色素とは呼ばれていないナフタレン系、アントラキノン系等の淡黄色の芳香族多環化合物も含まれる。色素誘導体としては、特開昭６３−３０５１７３号公報、特公昭５７−１５６２０号公報、特公昭５９−４０１７２号公報、特公昭６３−１７１０２号公報、特公平５−９４６９号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独でまたは２種類以上を混合して用いることができる。
【００２６】
本発明の着色組成物には、組成物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。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
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。貯蔵安定剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の量で用いることができる。
【００２７】
シランカップリング剤としては、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、着色組成物中の色素１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜５重量部の量で用いることができる。
【００２８】
本発明の着色組成物は、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、色素担体である熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂と、モノマーと、光重合開始剤と、有機溶剤とを含有する組成物中に色素を分散させたものである。
本発明の着色組成物は、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。
また、本発明の着色組成物は、塗布ムラを発生することなく、均一な塗膜を得るために、Ｅ型粘度計を用いて回転数２０ｒｐｍで測定した２５℃における粘度が６ｍＰａ・ｓ以下になるように調整することが好ましく、２ｍＰａ・ｓ以上６ｍＰａ・ｓ以下になるように調整することがより好ましい。
【００２９】
つぎに、本発明の着色組成物を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタは、基板上にフィルタセグメントおよびブラックマトリックスを具備するものであり、例えば、ブラックマトリックスと、赤色、緑色、青色のフィルタセグメントとを備えることができる。前記フィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスは、ダイコート方式によって本発明の着色組成物を塗布することにより、基板上に形成される。
ダイコート方式による着色組成物の塗布は、公知のダイコータを使用して行うことができ、その際の塗布条件は、着色組成物の組成、製造するカラーフィルタの種類などによって適宜選択すればよい。例えば、ノズル先端のリップ幅は５０〜５００μｍとし、ノズル先端と基板面との間隔は３０〜３００μｍとするのが好ましい。塗布膜厚を調整するには、リップ走行速度やリップからの塗出量を調整すればよい。
カラーフィルタの基板としては、可視光に対して透過率の高いソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、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。また、ガラス板や樹脂板の表面には、パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。
【００３０】
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およびブラックマトリックスの形成は、下記の方法で行う。すなわち、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本発明の着色組成物を、基板上に、ダイコート方式の塗布装置を用いて、乾燥膜厚が０．２〜１０μｍ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、同様の操作を必要な色について繰り返して各色フィルタセグメントおよびブラックマトリックスを形成することができる。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。
フィルタセグメントおよびブラックマトリックスの乾燥膜厚は、０．２〜１０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．２〜５μｍである。塗布膜を乾燥させる際には、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブン、ホットプレート等を使用してもよい。
【００３１】
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。
現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。
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。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例中、「部」および「％」とは「重量部」および「重量％」をそれぞれ意味する。
まず、実施例および比較例で用いたアクリル樹脂溶液の調製について説明する。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。
【００３３】
（アクリル樹脂溶液の調製）
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、同温度で下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下して重合反応を行った。
メタクリル酸                                ２０．０部
メチルメタクリレート                        １０．０部
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
アゾビスイソブチロニトリル                    ４．０部
滴下後さらに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５０部で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％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
【００３４】
［実施例１］
下記の組成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銅フタロシアニン分散体を作製した。
ε型銅フタロシアニン顔料（C.I. Pigment Blue 15:6）                １２．０部
（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
分散剤（ゼネカ社製「ソルスパース２００００」）                      ２．４部
アクリル樹脂溶液                                                  ２８．１部
シクロヘキサノン                                                  ５７．５部
ついで、下記組成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、青色レジスト材として調整した着色組成物を得た。着色組成物の組成（着色組成物全量を１００とした重量比・かっこ内は顔料１００重量部に対する重量）を表１に示す。
銅フタロシアニン分散体                                            ４５．０部
アクリル樹脂溶液                                                  １２．５部
トリメチロールプロパントリアクリレート                              ４．８部
（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）
光重合開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）            ２．５部
増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）                            ０．２部
シリコン系レベリング剤（ビックケミー社製「ＢＹＫ−３３０」の
２％エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート希釈溶液）１．０部
シクロヘキサノン                                                  ３４．０部
【００３５】
［実施例２〜７および比較例１］
顔料、分散剤、アクリル樹脂、モノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤、レベリング剤の組成を表１に示す割合（着色組成物全量を１００とした重量比・かっこ内は顔料１００重量部に対する重量）に変更した以外は、実施例1と同様にして各色レジスト材として調整した着色組成物を得た。
【表１】
2006215160.tif 000003
【００３６】
青用顔料：ε型銅フタロシアニン顔料(C.I. Pigment Blue 15:6)       ５．４０部
（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルーＬ−６７００Ｆ」）
赤用顔料：ジケトピロロピロール系顔料(C.I. Pigment Red 254)       ５．０８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)               ０．８２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)          ０．２０部
（チバガイギー社製「クロモフタールエローＧＴ-ＡＤ」）
計６．１０部
緑用顔料：ハロゲン化銅フタロシアニン系顔料(C.I. Pigment Green 36)３．２５部
（東洋インキ製造社製「リオノールグリーン６ＹＫ」）
モノアゾ系顔料(C.I. Pigment Yellow 150)                  ２．３５部
（バイエル社製「ファンチョンファーストエローＹ−５６８８」）
計５．６０部
黒用顔料：カーボンブラック
（テグサ社製「Ｐｒｉｎｔｅｘ７５」）                   ５．５０部
【００３７】
分散剤  ：ゼネカ社製「ソルスパース２００００」
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」）
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」
シリコン系レベリング剤Ａ：ビックケミー社製「ＢＹＫ−３３０」の２％エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート希釈溶液
シリコン系レベリング剤Ｂ：ビックケミー社製「ＢＹＫ−３２３」の１％シクロヘキサノン希釈溶液
シリコン系レベリング剤Ｃ：ビックケミー社製「ＢＹＫ−３３３」の１％シクロヘキサノン希釈溶液
シリコン系レベリング剤Ｄ：ビックケミー社製「ＢＹＫ−３２０」の１％シクロヘキサノン希釈溶液
フッ素系レベリング剤Ｅ：大日本インキ化学工業社製「ＢＬ−２０」５％エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート希釈溶液
【００３８】
実施例１〜７および比較例１で得られた各色レジスト材の１００ｍｓにおける動的表面張力（Ｉ）と１０００ｍｓにおける動的表面張力（II）を動的表面張力計（クルス社製）で測定し、[｛（Ｉ）−（II）｝／（Ｉ）]×１００の値を算出した。また、得られた各色レジスト材の２５℃における粘度をＥ型粘度計（トキメック社製）を用い回転数２０ｒｐｍで測定した。また、得られた各色レジスト材を図１に示すダイコート方式の塗布装置を用いて、図２に示すように３６０ｍｍ×４６５ｍｍサイズのガラス基板上に平均膜厚が２．０μｍとなるように塗布し、得られた塗布基板を７０℃で２０分間プレベークして乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜の短辺中央より塗工方向に１０ｃｍまで５ｍｍおきに膜厚を測定した。その時の最大膜厚をＴmax、最小膜厚をＴmin、平均膜厚をＴavgとする。下式（３）により膜厚の均一性Ｕ（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が、１％未満を◎、１％以上２％未満を〇、２％以上５％未満を△、５％以上を×として評価を行った。
Ｕ[％]＝（Ｔmax−Ｔmin）／（Ｔavg×２）  ・・・・・・（３）
また、上記塗布基板について、白色透過光にて塗布ムラ評価を行った。目視によって塗布ムラがない場合を○、塗布ムラがわずかに観察された場合を△、塗布ムラがハッキリと観察された場合を×とした。膜厚均一性および塗布ムラ評価の結果を表２に示す
【００３９】
【表２】
2006215160.tif 000004
【００４０】
実施例１〜７のレジスト材を用いて形成された塗膜、特に上記式（２）で示されるシリコン系レベリング剤を含有する実施例１〜４のレジスト材を用いて形成された塗膜は、基板端面部と基板中心部の膜厚差が小さく、均一な塗膜であった。一方、比較例１のレジスト材を用いて形成された塗膜は、基板端面部と基板中心部の膜厚差が大きかった。
また、実施例１〜７のレジスト材を用いて形成された塗膜には塗布ムラは見られなかったが、比較例１のレジスト材を用いて形成された塗膜には、塗布ムラが観察された。
【００４１】
実施例１〜７で得られたレジスト材をダイコート法にて３６０ｍｍ×４６５ｍｍサイズのガラス基板上に塗布し、上記に示したフォトリソグラフィー法でカラーフィルタの製造を行った。基板外周部にツノがなく、塗布ムラがないカラーフィルタを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例で用いたダイコート方式の塗布装置の概略図。
【図２】図１の塗布装置（ダイコータ）による塗布状態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４３】
１：塗布ヘッド
２：フロントリップ
３：リアリップ
４：マニホールド
５：スリット
６：配管
７：バルブ
８：定量ポンプ
９：フィルタ
１０：塗布液タンク
１１：塗膜
１２：塗工基板
１３：搬送ステージ
【図１】
2006215160.tif 000006
【図２】
2006215160.tif 000007