(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色無機粒子の粒子表面が糊剤によって被覆されていると共に該被覆に有機顔料が付着している平均粒子径０．００１〜１．０μｍの複合粒子粉末からなり、前記有機顔料の付着量が前記白色無機粒子１００重量部に対して１〜５００重量部であることを特徴とするカラーフィルター用着色材。
【請求項２】
請求項１記載の白色無機粒子の粒子表面が、あらかじめアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物によって被覆されていることを特徴とするカラーフィルター用着色材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルター用着色材を含むカラーフィルター用着色組成物。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルター用着色材を含むカラーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シャープな粒度分布を有すると共に、耐光性に優れており、しかも分光特性に優れたカラーフィルター用着色材を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の情報化社会において、パーソナルコンピュータを始めとした各種情報機器がビジネス用、個人・家庭用を問わず普及しており、その端末には必ずディスプレイが組み込まれている。殊に、携帯型の情報機器は、軽量、省スペースが要求されることから、液晶表示素子（ＬＣＤ）が用いられていると共に、カラー化が進んでいる。
【０００３】
カラー液晶表示素子のカラーパターンの形成材料がカラーフィルターであり、カラーフィルターはガラス基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色又はＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の３原色を規則的に配列することにより得られる光学フィルターである。
【０００４】
カラー液晶表示素子は、色特性（色再現性）が良く、明るく、コントラストが大きいことが第一に要求され、それに伴って、カラーフィルターにもより高性能化が求められている。
【０００５】
カラーフィルターの色特性は、カラーフィルターの顔料濃度を増して色濃度を濃くすることで向上することができるが、透過率が低下するため、一般的には、カラーフィルターに用いられる着色材の色純度を上げる、即ち、より狭い透過スペクトルを有する着色材を用いることにより行われている。
【０００６】
色純度の高い着色材を得る手法としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色のそれぞれの色に対応する補色を混色する、いわゆる減法混色が一般的に行われている（特開平８−２９５８０８号公報、特開平８−２９５８０９号公報、及び特開２００１−１８８１２０号公報等）。
【０００７】
また、カラーフィルターの明るさを改善するためには、カラーフィルターに用いられる顔料の透明性が高く、分散性に優れていることが必要である。
【０００８】
従来、カラーフィルターの着色材として、透明性、流動性、分散性等の観点から染料が用いられていたが、染料は化学的に活性であり、耐光性等の堅牢性に劣ることから、近年では顔料を用いることが主流となっている。
【０００９】
しかしながら、顔料はビヒクル中で溶解する染料と異なり粒子であるため、染料並みの透明性を得ることが困難であることが知られており、透明性の改善のために、１００ｎｍより小さいコロイド粒子に２００ｎｍより大きい着色剤を含ませる方法等が提案されている（特開２００１−１２６６３５号公報）。
【００１０】
また、殊に有機顔料は化学反応等で分子状態の顔料から２０〜１００ｎｍ程度の微細な一次粒子が形成されるが、この状態では粒子の表面エネルギーが非常に高いため、凝集を起こしやすく、通常、凝集体を形成し、非常に粒子サイズの大きい二次粒子を形成することが知られており、顔料を微細化する技術が要求されている。
【００１１】
有機顔料の微細化方法は合成段階での結晶成長の制御や機械的粉砕法等あるが、いずれも得られる粒子の粒度分布は広く、粒子形状は不定形となりやすいため、光の散乱によりコントラストが低下する傾向にあるとともに、ビヒクル中での分散性が低下する。
【００１２】
そこで、微細、且つ、粒度分布のシャープなカラーフィルター用着色材が要求されている。
【００１３】
これまでに、透過率とコントラストの優れたカラーフィルターを得るために、特定のサイズを有する顔料を用いる方法が提案されている（特公平４−３７９８７号公報、特公平４−３９０４１号公報及び特開平９−１９７１１８号公報等）。
【００１４】
更に、カラーフィルターには、屋外等での使用における耐光性等の信頼性も要求されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
シャープな粒度分布を有すると共に、透明性に優れており、しかも分光特性に優れたカラーフィルター用着色材は、現在最も要求されているところであるが、未だ得られていない。
【００１６】
即ち、前出特開平８−２９５８０８号公報、特開平８−２９５８０９号公報及び特開２００１−１８８１２０号公報に記載の方法は、特定の粒子サイズを有する顔料を用いて減法混色することにより、カラーフィルターに用いる顔料の分光特性を向上させる方法が記載されているが、用いる顔料の粒度分布が広いため、十分な分光特性向上効果が得られない。
【００１７】
また、前出特開２００１−１２６６３５号公報には、１００ｎｍより小さいコロイド粒子に２００ｎｍより大きい着色剤を含ませる透明性改善の技術が記載されているが、コロイド粒子への着色剤の付着強度が不十分であり、ビヒクル中での分散性が低下し、その結果十分な透明性改善効果が得られない。
【００１８】
また、前出特公平４−３７９８７号公報、特公平４−３９０４１号公報及び特開平９−１９７１１８号公報には、特定の粒子サイズを有する顔料粒子を用いる技術が記載されているが、顔料の微細化は機械的粉砕により行われており、得られる粒子の形状が不均一であると共に、十分に狭い粒度分布を有しているとは言い難いものである。
【００１９】
なお、特開２００１−２２６６０９号公報には、含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面がアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンによって被覆されていると共に該被覆に有機青色顔料が付着している緑色複合含水酸化鉄粒子粉末からなる緑色系顔料が記載されているが、黄色の含水酸化鉄粒子粉末に青色有機顔料を固着させる技術であり、彩度の高い有色顔料を得る技術とは異なるものである。
【００２０】
そこで、本発明は、シャープな粒度分布を有すると共に、耐光性に優れており、しかも分光特性に優れたカラーフィルター用着色材を提供することを技術的課題とする。
【００２１】
【課題を解決する為の手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。
【００２２】
即ち、本発明は、白色無機粒子の粒子表面が糊剤によって被覆されていると共に該被覆に有機顔料が付着している平均粒子径０．００１〜１．０μｍの複合粒子粉末からなり、前記有機顔料の付着量が前記白色無機粒子１００重量部に対して１〜５００重量部であることを特徴とするカラーフィルター用着色材である（本発明１）。
【００２３】
また、本発明は本発明１の白色無機粒子の粒子表面が、あらかじめアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物によって被覆されていることを特徴とするカラーフィルター用着色材である（本発明２）。
【００２４】
また、本発明は、本発明１又は本発明２のカラーフィルター用着色材を含むカラーフィルター用着色組成物である。
【００２５】
また、本発明は、本発明１又は本発明２のカラーフィルター用着色材を含むカラーフィルターである。
【００２６】
本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
【００２７】
先ず、本発明に係るカラーフィルター用着色材について述べる。
【００２８】
本発明に係るカラーフィルター用着色材は、芯粒子である白色無機粒子の粒子表面に、糊剤が被覆されており、該糊剤被覆に有機顔料が付着している平均粒子径０．００１〜１．０μｍの複合粒子からなる。
【００２９】
本発明における白色無機粒子としては、隠蔽力が６００ｃｍ２／ｇ以下であれば、二酸化チタン及び酸化亜鉛等の白色顔料、シリカ粉、ホワイトカーボン、微粉ケイ酸及び珪藻土等のシリカ微粒子並びにクレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、タルク及び透明性酸化チタン等の体質顔料のいずれをも用いることができる。好ましくは体質顔料であり、より好ましくは屈折率３．０以下の体質顔料である。
【００３０】
白色無機粒子の粒子形状は、球状、粒状、多面体状、針状、紡錘状、米粒状、フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であっても良い。
【００３１】
白色無機粒子の粒子サイズは、平均粒子径が０．０００９〜０．９９μｍ、好ましくは０．００１４〜０．４９μｍ、より好ましくは０．００１９〜０．１９μｍである。平均粒子径が０．９９μｍを超える場合には、得られるカラーフィルター用着色材が粗大粒子となり、着色力及び透明性が低下するため好ましくない。
【００３２】
本発明における白色無機粒子の隠蔽力は、６００ｃｍ２／ｇ以下が好ましい。得られるカラーフィルター用着色材の透明性を考慮すれば、隠蔽力は３００ｃｍ２／ｇ以下がより好ましく、更に好ましくは１００ｃｍ２／ｇ以下である。
【００３３】
本発明における白色無機粒子の屈折率は、前記隠蔽力以下であれば、特に限定されないが、付着させる有機顔料の屈折率が一般的に１．２〜２．５の範囲であることから、１．１〜３．０であることが好ましい。また、カラーフィルター作製時に用いられるバインダー樹脂の屈折率が一般的に１．４〜１．７の範囲であることから、より好ましくは１．２〜２．０であり、最も好ましくは１．３〜１．８である。
【００３４】
本発明における白色無機粒子粉末の粒子径の幾何標準偏差値は２．０以下であることが好ましく、より好ましくは１．８以下、更に好ましくは１．５以下である。２．０を超える場合には、得られるカラーフィルター用着色材の粒度分布もまた広いものとなり、光の散乱によってコントラストが低下する。工業的な生産性を考慮すれば、白色無機粒子粉末の粒子径の幾何標準偏差値の下限値は１．０１である。
【００３５】
白色無機粒子のＢＥＴ比表面積値は０．５ｍ２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積値が０．５ｍ２／ｇ未満の場合には、白色無機粒子が粗大であったり、粒子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となっており、得られるカラーフィルター用着色材は粗大粒子となり着色力及び透明性が低下する。カラーフィルター用着色材の着色力及び透明性を考慮すると、ＢＥＴ比表面積値は、好ましくは１．０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは１．５ｍ２／ｇ以上である。白色無機粒子の粒子表面への糊剤による均一な被覆処理及び有機顔料による均一な付着処理を考慮すると、その上限値は１０００ｍ２／ｇであり、好ましくは７５０ｍ２／ｇ、より好ましくは５４００ｍ２／ｇである。
【００３６】
白色無機粒子の色相は、Ｌ＊値が７０．００以上であり、より好ましくは７５．００以上であり、Ｃ＊値が１８．００以下、好ましくは１５．００以下、より好ましくは１２．００以下である。Ｌ＊値、Ｃ＊値が上記範囲外の場合には、色相が白色を呈しているとは言い難く、本発明の目的とするカラーフィルター用着色材を得ることが困難となる。
【００３７】
白色無機粒子の耐光性は、後述する評価方法により、ΔＥ＊値の下限値は通常５．０を超え、上限値は１２．０、好ましくは１１．０、より好ましくは１０．０である。
【００３８】
本発明における糊剤としては、白色無機粒子の粒子表面へ有機顔料を付着できるものであれば何を用いてもよく、好ましくはアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、ポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、シラン系、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系の各種カップリング剤、オリゴマー又は高分子化合物の一種又は二種以上である。白色無機粒子の粒子表面への有機顔料の付着強度を考慮すれば、より好ましくはアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、ポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、シラン系、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系の各種カップリング剤である。
【００３９】
殊に、芯粒子粉末としてシリカ微粒子を用いた場合には、糊剤としては、有機ケイ素化合物もしくはシラン系カップリング剤を用いることが好ましい。
【００４０】
本発明における有機ケイ素化合物としては、化１で表わされるアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物、化２で表わされるポリシロキサン、化３で表わされる変成ポリシロキサン、化４で表わされる末端変成ポリシロキサン並びに化５で表されるフルオロアルキルシラン又はこれらの混合物を用いることができる。
【００４１】
【化１】
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【００４２】
アルコキシシランとしては、具体的には、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００４３】
白色無機粒子の粒子表面への有機顔料の付着強度を考慮すると、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランから生成するオルガノシラン化合物がより好ましく、最も好ましくはメチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシランから生成するオルガノシラン化合物である。
【００４４】
【化２】
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【００４５】
【化３】
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【００４６】
【化４】
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【００４７】
白色無機粒子の粒子表面への有機顔料の付着強度を考慮すると、メチルハイドロジェンシロキサン単位を有するポリシロキサン、ポリエーテル変成ポリシロキサン及び末端がカルボン酸で変成された末端カルボン酸変成ポリシロキサンが好ましい。
【００４８】
【化５】
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【００４９】
フルオロアルキルシランとしては、具体的には、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルロデシルメチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００５０】
白色無機粒子の粒子表面への有機顔料の付着強度を考慮すると、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランから生成するフッ素含有オルガノシラン化合物が好ましく、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシランから生成するフッ素含有オルガノシラン化合物が最も好ましい。
【００５１】
カップリング剤のうち、シラン系カップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピ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−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００５２】
チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスフェイト）チタネート、テトラ（２−２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスフェイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート等が挙げられる。
【００５３】
アルミネート系カップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロボキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。
【００５４】
ジルコネート系カップリング剤としては、ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラキスエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられる。
【００５５】
オリゴマーとしては、分子量３００以上、１０，０００未満のものが好ましく、高分子化合物としては、分子量１０，０００以上、１００，０００程度のものが好ましい。白色無機粒子への均一な被覆処理を考慮すれば、液状、もしくは、水又は各種溶剤に可溶なオリゴマー又は高分子化合物が好ましい。
【００５６】
糊剤の被覆量は、糊剤被覆白色無機粒子に対してＣ換算で０．０１〜１５．０重量％が好ましく、より好ましくは０．０２〜１２．５重量％、最も好ましくは０．０３〜１０．０重量％である。
【００５７】
０．０１重量％未満の場合には、白色無機粒子１００重量部に対して１重量部以上の有機顔料を付着させることが困難である。１５．０重量％を超える場合には、白色無機粒子１００重量部に対して有機顔料を１〜５００重量部付着させることができるため、必要以上に被覆する意味がない。
【００５８】
本発明における有機顔料としては、カラーフィルターに求められる色相である赤色、緑色、青色又はシアン、マゼンタ、イエローの各色を呈することができる有機顔料を用いることができ赤色系有機顔料、緑色系有機顔料、青色系有機顔料及び黄色系有機顔料等の各種有機顔料を使用することができるとともに、着色材の分光特性を向上させるために、青色の補色である紫色系有機顔料等他の有機顔料を併用してもよい。
【００５９】
赤色系有機顔料としては、キナクリドンレッド等のキナクリドン顔料、パーマネントレッド等のアゾ系顔料、縮合アゾレッド等の縮合アゾ顔料、ジアンスラキノニルレッド等の建染染料系顔料及びペリレンレッド等のペリレン顔料を用いることができる。緑色系顔料としては、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料を用いることができる。青色系有機顔料としては、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等のフタロシアニン系顔料及びアルカリブルーを用いることができる。黄色系有機顔料としては、ハンザエロー等のモノアゾ系顔料、ベンジジンエロー、パーマネントエロー等のジスアゾ系顔料、縮合アゾイエロー等の縮合アゾ顔料及びイソインドリンイエロー等のイソインドリン系顔料を用いることができる。紫色系有機顔料としては、ジオキサジンバイオレッッド等のジオキサジン系顔料を用いることができる。
【００６０】
有機顔料の付着量は、白色無機粒子１００重量部に対して１〜５００重量部である。
【００６１】
１重量部未満の場合及び５００重量部を超える場合には、本発明の目的とするカラーフィルター用着色材を得ることが困難となる。好ましくは１０〜４００重量部であり、より好ましくは２０〜３００重量部である。
【００６２】
本発明に係るカラーフィルター用着色材の粒子形状や粒子サイズは、芯粒子である白色無機粒子の粒子形状や粒子サイズに大きく依存し、芯粒子に相似する粒子形態を有している。
【００６３】
即ち、本発明に係るカラーフィルター用着色材は、平均粒子径が０．００１〜１．０μｍ、好ましくは、０．００１５〜０．５μｍ、より好ましくは０．００２０〜０．２μｍである。
【００６４】
カラーフィルター用着色材の平均粒子径が１．０μｍを超える場合には、粒子サイズが大きすぎるため、着色力及び透明性が低下する。平均粒子径が０．００１μｍ未満の場合には、ビヒクル中への分散が困難となる場合がある。
【００６５】
カラーフィルター用着色材の粒子径の幾何標準偏差値は２．０以下であることが好ましく、より好ましくは１．８以下、更に好ましくは１．５以下である。２．０を超える場合には、粒度分布もまた広すぎるため、光の散乱によってコントラストが低下する。工業的な生産性を考慮すれば、カラーフィルター用着色材の粒子径の幾何標準偏差値の下限値は１．０１である。
【００６６】
カラーフィルター用着色材のＢＥＴ比表面積値は、１．０〜１０００ｍ２／ｇであり、好ましくは１．５〜７５０ｍ２／ｇ、より好ましくは２．０〜５００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積値が１．０ｍ２／ｇ未満の場合には、粒子が粗大であったり、粒子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となっており、着色力及び透明性が低下する。
【００６７】
カラーフィルター用着色材の有機顔料の脱離の程度は後出評価方法における目視観察において、５又は４が好ましく、より好ましくは５である。有機顔料の脱離の程度が３以下の場合には、脱離した有機顔料によりビヒクル中での均一な分散が阻害される場合があるとともに、脱離した有機顔料が自己凝集又は結晶成長を起こし、光の散乱によってコントラストの低下を生じる場合がある。
【００６８】
本発明に係るカラーフィルター用着色材の着色力は、後述する評価方法により１１０％以上が好ましく、１１５％以上がより好ましく、最も好ましくは１２０％以上である。
【００６９】
本発明に係るカラーフィルター用着色材の隠蔽力は、６００ｃｍ２／ｇ未満が好ましく、より好ましくは５５０ｃｍ２／ｇ以下であり、さらに好ましくは５００ｃｍ２／ｇ以下である。
【００７０】
カラーフィルター用着色材の耐光性は、後述する評価方法において、ΔＥ＊値で５．０以下、好ましくは４．０以下である。
【００７１】
なお、本発明に係るカラーフィルター用着色材は、芯粒子である白色無機粒子の粒子表面に有機顔料からなる有色付着層を複数設けても良い。例えば、白色無機粒子の粒子表面が糊剤で被覆され、該被覆に有機顔料が付着している有色付着層が形成され、更に、第一有色付着層の表面に糊剤が被覆され、当該被覆に有機顔料が付着している有色付着層が形成されている形態をいう。必要に応じて、同様にして、更に、有色付着層を形成してもよい。
【００７２】
複数の有色付着層を有するカラーフィルター用着色材においては、各有色付着層における有機顔料の付着量は、所望の色相及び特性に応じて前記有機顔料全体での付着量の上限値を超えない範囲で適量を付着させればよい。
【００７３】
本発明に係るカラーフィルター用着色材は、必要により、白色無機粒子の粒子表面をあらかじめ、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる少なくとも１種からなる中間被覆物で被覆しておいてもよく、中間被覆物で被覆しない場合に比べ、白色無機粒子の粒子表面からの有機顔料の脱離をより低減することができるとともに、耐光性が向上する。
【００７４】
中間被覆物による被覆量は、中間被覆物が被覆された白色無機粒子に対してＡｌ換算、ＳｉＯ２換算又はＡｌ換算量とＳｉＯ２換算量との総和で０．０１〜２０重量％が好ましい。
【００７５】
０．０１重量％未満である場合には、有機顔料の脱離量の低減効果及び耐光性向上効果が得られない。０．０１〜２０重量％の被覆量により、有機顔料の脱離量低減効果及び耐光性向上が十分に得られるので、２０重量％を超えて必要以上に被覆する意味がない。
【００７６】
中間被覆物で被覆されている本発明に係るカラーフィルター用着色材は、中間被覆物で被覆されていない本発明に係るカラーフィルター用着色材の場合とほぼ同程度の粒子サイズ、粒子径の幾何標準偏差値、ＢＥＴ比表面積値、色相（Ｌ＊値、ａ＊値、ｂ＊値）、着色力及び隠蔽力を有している。また、有機顔料の脱離の程度は中間被覆物を被覆することによって向上し、脱離の程度は５が好ましく、耐光性は、ΔＥ＊値で４．０以下が好ましく、より好ましくは３．０以下である。
【００７７】
次に、本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いたカラーフィルター用着色組成物について述べる。
【００７８】
本発明に係るカラーフィルター用着色組成物は、本発明に係るカラーフィルター用着色材、分散剤、バインダー樹脂、反応性希釈剤であるモノマー、重合開始剤及び溶剤から構成される。
【００７９】
前記カラーフィルター用着色組成物における着色材の配合割合は、バインダー樹脂及びモノマー１００重量部に対して５〜４００重量部の範囲で使用することができる。得られるカラーフィルターの分光特性を考慮すれば、好ましくは６〜２５０重量部が好ましく、より好ましくは７〜１５０重量部である。
【００８０】
分散剤としては、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等のアニオン性界面活性剤、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等のカチオン性界面活性剤、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等の両性界面活性剤、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等の非イオン性界面活性剤の１種又は２種以上を用いることができる。
【００８１】
バインダー樹脂としては、可視光領域の全波長領域において透明性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等、通常カラーフィルター用着色組成物に用いられる樹脂を用いることができる。
【００８２】
熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂としては、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合樹脂、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−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリウレタン系樹脂、フェノール樹脂、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、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等を用いることができる。
【００８３】
反応性希釈剤であるモノマーとしては、重合することにより塗膜を形成するモノマー又は／及びオリゴマーを用いることができる。
【００８４】
上記モノマー及びオリゴマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビニルアセテート、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、１，３，５−トリアクリロイル−１，３，５−トリアザシクロヘキサン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、スチレン、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル等を用いることができる。
【００８５】
重合開始剤としては、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール、２，４，６−トリ（トリクロロメチル）トリアジン等のトリアジン系化合物、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾジンアルキルエーテル、チオアクリドン、ベンジル及びＮ−（アルキルスルホニルオキシ）−１，８−ナフタレンジカルボキシイミド等の光分解型重合開始剤、ベンゾフェノン、アントラキノン及び９−フェニルアクリジン等の水素移動型重合開始剤及びベンズアンスロン／トリエタノールアミン、メチレンブルー／ベンゼンスルフィン酸塩、トリアリルイミダゾリル二量体／ミヒラーズケトン及び四塩化炭素／マンガンカルボニル等の電子移動型複合系重合開始剤等を用いることができる。
【００８６】
溶剤としては、シクロヘキサノン等の脂環族炭化水素系溶剤、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤、イソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、ミネラルスピリット等の石油系溶剤、セロソルブアセテート等を単独あるいは混合して用いることができる。
【００８７】
本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いて赤色着色膜を単独で形成した場合、光沢度は７０％以上、好ましくは８０％以上であり、６２０ｎｍの透過率が７０％以上であり、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上であって４８０ｎｍの透過率が５％以下、好ましくは３％以下を有しており、耐光性ΔＥ＊値は５．０以下が好ましく、より好ましくは４．０以下である。
【００８８】
本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いて緑色着色膜を単独で形成した場合、光沢度は７０％以上、好ましくは８０％以上であり、５３０ｎｍの透過率が７０％以上であり、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上であって６５０ｎｍの透過率が５％以下、好ましくは３％以下を有しており、耐光性ΔＥ＊値は５．０以下が好ましく、より好ましくは４．０以下である。
【００８９】
本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いて青色着色膜を単独で形成した場合、光沢度は７０％以上、好ましくは８０％以上であり、４６０ｎｍの透過率が７０％以上であり、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上であって６３０ｎｍの透過率が５％以下、好ましくは３％以下を有しており、耐光性ΔＥ＊値は５．０以下が好ましく、より好ましくは４．０以下である。
【００９０】
次に、本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いたカラーフィルターについて述べる。
【００９１】
本発明におけるカラーフィルターは、ガラス基板上に形成されたブラックマトリックス層、カラー表示用のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなる着色層及び液晶を駆動するための透明導電膜（ＩＴＯ）から構成される。なお、必要に応じて着色膜上に透明保護膜を形成してもよい。また、横電界によって液晶を駆動する方式の表示装置の場合には、ＩＴＯ透明導電膜を省略することもできる。
【００９２】
本発明に係るカラーフィルターは、各色の透過領域において、光透過率が７０％以上であり、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上を有している。
【００９３】
次に、本発明に係るカラーフィルター用着色材の製造法について述べる。
【００９４】
本発明に係るカラーフィルター用着色材は、白色無機粒子と糊剤とを混合し、白色無機粒子の粒子表面を糊剤によって被覆し、次いで、糊剤によって被覆された白色無機粒子と有機顔料を混合することによって得ることができる。
【００９５】
白色無機粒子の粒子表面への糊剤による被覆は、白色無機粒子と糊剤又は糊剤の溶液とを機械的に混合攪拌したり、白色無機粒子に糊剤の溶液又は糊剤を噴霧しながら機械的に混合攪拌すればよい。添加した糊剤は、ほぼ全量が白色無機粒子の粒子表面に被覆される。
【００９６】
なお、糊剤としてアルコキシシラン又はフルオロアルキルシランを用いた場合、被覆されたアルコキシシラン又はフルオロアルキルシランは、その一部が被覆工程を経ることによって生成する、アルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はフルオロアルキルシランから生成するフッ素含有オルガノシラン化合物として被覆されていてもよい。この場合においてもその後の有機顔料の付着に影響することはない。
【００９７】
糊剤を均一に白色無機粒子の粒子表面に被覆するためには、白色無機粒子の凝集をあらかじめ粉砕機を用いて解きほぐしておくことが好ましい。
【００９８】
白色無機粒子と糊剤との混合攪拌、有機顔料と粒子表面に糊剤が被覆されている白色無機粒子との混合攪拌をするための機器としては、粉体層にせん断力を加えることのできる装置が好ましく、殊に、せん断、へらなで及び圧縮が同時に行える装置、例えば、ホイール型混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、ロール型混練機を用いることができ、ホイール型混練機がより効果的に使用できる。
【００９９】
前記ホイール型混練機としては、エッジランナー（「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、「サンドミル」と同義語である）、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー等があり、好ましくはエッジランナー、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、リングマラーであり、より好ましくはエッジランナーである。前記ボール型混練機としては、振動ミル等がある。前記ブレード型混練機としては、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、ナウターミキサー等がある。前記ロール型混練機としては、エクストルーダー等がある。
【０１００】
白色無機粒子と糊剤との混合攪拌時における条件は、白色無機粒子の粒子表面に糊剤ができるだけ均一に被覆されるように、線荷重は１９．６〜１９６０Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８〜１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より好ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ／ｃｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０分〜２０時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【０１０１】
糊剤の添加量は、白色無機粒子１００重量部に対して０．１５〜４５重量部が好ましい。０．１５〜４５重量部の添加量により、白色無機粒子１００重量部に対して有機顔料を１〜５００重量部付着させることができる。
【０１０２】
白色無機粒子の粒子表面に糊剤を被覆した後、有機顔料を添加し、混合攪拌して糊剤被覆に有機顔料を付着させる。必要により更に、乾燥乃至加熱処理を行ってもよい。
【０１０３】
有機顔料は、少量ずつを時間をかけながら、殊に５分〜２４時間、好ましくは５分〜２０時間程度をかけて添加するか、若しくは、白色無機粒子粉末１００重量部に対して５〜２５重量部の有機顔料を、所望の添加量となるまで分割して添加することが好ましい。
【０１０４】
混合攪拌時における条件は、有機顔料が均一に付着するように、線荷重は１９．６〜１９６０Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８〜１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より好ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ／ｃｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０分〜２０時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【０１０５】
有機顔料の添加量は、白色無機粒子１００重量部に対して１〜５００重量部であり、好ましくは１０〜４００重量部、より好ましくは２０〜３００重量部である。有機顔料の添加量が上記範囲外の場合には、目的とするカラーフィルター用着色材が得られない。
【０１０６】
乾燥乃至加熱処理を行う場合の加熱温度は、通常４０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは６０〜１２０℃であり、加熱時間は、１０分〜１２時間が好ましく、３０分〜３時間がより好ましい。
【０１０７】
なお、糊剤としてアルコキシシラン及びフルオロアルキルシランを用いた場合には、これらの工程を経ることにより、最終的にはアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はフルオロアルキルシランから生成するフッ素含有オルガノシラン化合物となって被覆されている。
【０１０８】
複数の有色付着層を有するカラーフィルター用着色材は、白色無機粒子と糊剤とを混合し、白色無機粒子の粒子表面を糊剤によって被覆し、次いで、糊剤によって被覆された白色無機粒子と有機顔料とを混合して糊剤被覆に有機顔料を付着させて第一有色付着層を形成する（中間顔料）。次いで、前記第一有色付着層を形成した中間顔料と糊剤とを混合し、更に、糊剤被覆中間顔料と有機顔料とを混合して第一有色付着層上に糊剤を介して有機顔料を付着させることによって得ることができる。前記各工程における糊剤との混合処理及び有機顔料との混合処理は上記各処理と同様にして行えばよい。なお、必要に応じて糊剤による被覆及び有機顔料の付着を繰り返すことによって３層以上の有色付着層を形成したカラーフィルター用着色材を得ることができる。
【０１０９】
白色無機粒子は、必要により、糊剤との混合撹拌に先立って、あらかじめ、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物で被覆しておいてもよい。
【０１１０】
中間被覆物による被覆は、白色無機粒子を分散して得られる水懸濁液に、アルミニウム化合物、ケイ素化合物又は当該両化合物を添加して混合攪拌することにより、又は、必要により、混合攪拌後にｐＨ値を調整することにより、前記白色無機粒子の粒子表面を、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物で被覆し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕する。必要により、更に、脱気・圧密処理等を施してもよい。
【０１１１】
アルミニウム化合物としては、酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩や、アルミン酸ナトリウム等のアルミン酸アルカリ塩等が使用できる。
【０１１２】
ケイ素化合物としては、３号水ガラス、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等が使用できる。
【０１１３】
次に、本発明に係るカラーフィルター用着色組成物の製造法について述べる。
【０１１４】
本発明に係るカラーフィルター用着色組成物は、まず、本発明に係るカラーフィルター用着色材、バインダー樹脂、溶剤及び分散剤とを混合・分散する。次いで、得られた混練物に、反応性希釈剤であるモノマー又は／及びオリゴマーと重合開始剤及び溶剤を添加し、更に混練を行うことによって得ることができる。混合・分散方法としては、ボールミル、エッジランナー、２本又は３本ロールミル、エクストルーダー及び高速度衝撃ミル等を用いることができる。
【０１１５】
次に、本発明に係るカラーフィルターの製造法について述べる。
【０１１６】
カラーフィルターの製造法のうち、着色膜の形成は、エッチング法又は転写法等の顔料分散法、インクジェット法、印刷法、電着法等によって作製することができるが、顔料分散法、インクジェット法が好ましい。
【０１１７】
例えば、顔料分散法であれば、ブラックマトリックスを形成したガラス基板上に、前記カラーフィルター用着色組成物を塗布し、露光、現像、焼き付け工程を繰り返すことによって、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンを形成する。
【０１１８】
カラーフィルターは常法に従って製造すればよい。例えば、透明基板上にカラーフィルター用着色組成物で着色膜を形成する。塗布はスピンナー、スプレー塗布、浸漬、ロールコーティング、バーコーティング、ダイコーティングなどの方法が用いられる。この上にパターン形成用のフォトレジストを塗布・形成する。続いて露光装置を用い、該フォトレジスト層上にマスクを置き、紫外線、可視光線、電子線、Ｘ線等を照射し、露光する。露光後、現像液で、フォトレジスト層の現像及びエッチングを行う。エッチング後不要となった該フォトレジスト層をアセトン、セロソルブ系などの溶剤を用いて剥離する。着色層を熱処理し、着色層のパターンを形成させる。
【０１１９】
以上の工程を赤、緑、青の３色の着色組成物、または、黄、シアン、マゼンダについて繰り返す。必要に応じてアクリルポリマー、ポリシロキサン、ポリイミドなどからなるオーバーコート膜を形成し、ＩＴＯなどの金属酸化膜をスパッタすることにより、カラーフィルターを作製する。
【０１２０】
【発明の実施の形態】
本発明の代表的な実施の形態は、次の通りである。
【０１２１】
粒子の平均粒子径は、いずれも電子顕微鏡写真に示される粒子３５０個の粒子径をそれぞれ測定し、その平均値で示した。
【０１２２】
粒子の粒子径の粒度分布は、下記の方法により求めた幾何標準偏差値で示した。
【０１２３】
即ち、上記拡大写真に示される粒子の粒子径を測定した値を、その測定値から計算して求めた粒子の実際の粒子径と個数から統計学的手法に従って対数正規確率紙上に横軸に粒子径を、縦軸に所定の粒子径区間のそれぞれに属する粒子の累積個数（積算フルイ下）を百分率でプロットする。そして、このグラフから粒子の個数が５０％及び８４．１３％のそれぞれに相当する粒子径の値を読みとり、幾何標準偏差値＝積算フルイ下８４．１３％における粒子径／積算フルイ下５０％における粒子径（幾何平均径）に従って算出した値で示した。幾何標準偏差値が１に近いほど、粒子の粒子径の粒度分布が優れていることを意味する。
【０１２４】
比表面積値は、ＢＥＴ法により測定した値で示した。
【０１２５】
中間被覆物によって被覆された白色無機粒子の粒子表面に存在するＡｌ量及びＳｉ量は、「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業株式会社製）を使用し、ＪＩＳ  Ｋ０１１９の「けい光Ｘ線分析通則」に従って測定した。
【０１２６】
白色無機粒子の粒子表面に被覆されている糊剤の被覆量及びカラーフィルター用着色材に付着している有機顔料の被覆量は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２００型」（株式会社堀場製作所製）を用いて炭素量を測定することにより求めた。
【０１２７】
カラーフィルター用着色材に付着している有機顔料の脱離の程度は下記方法により、カラーフィルター用着色材からの有機顔料の脱離の程度を目視により５段階で評価した。５がカラーフィルター用着色材の粒子表面からの有機顔料の脱離量が少ないことを示す。
【０１２８】
被測定粒子粉末２ｇとエタノール２０ｍｌを５０ｍｌの三角フラスコに入れ、６０分間超音波分散を行った後、回転数１０，０００ｒｐｍで１５分間遠心分離を行い、被測定粒子粉末と溶剤部分とを分離した。得られた被測定粒子粉末を８０℃で１時間乾燥させ、電子顕微鏡写真（×５０，０００）に示される視野の中に存在する、脱離して再凝集した有機顔料の個数を目視で観察し、白色無機粒子と有機顔料を、糊剤を介さず単に混合しただけの混合粒子粉末の電子顕微鏡写真（×５０，０００）と比較して５段階で評価した。
【０１２９】
１：白色無機粒子と有機顔料を、糊剤を介さず単に混合した場合と同程度。
２：カラーフィルター用着色材１００個当たりに３０個以上５０個未満。
３：カラーフィルター用着色材１００個当たりに１０個以上３０個未満。
４：カラーフィルター用着色材１００個当たりに５個以上１０個程度。
５：カラーフィルター用着色材１００個当たりに５個未満。
【０１３０】
白色無機粒子、有機顔料及びカラーフィルター用着色材の色相は、試料０．５ｇとヒマシ油０．５ｍｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗料化してクリアフィルム上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製し、該塗布片について標準白色板をバックにして、「多光源分光測色計ＭＳＣ−ＩＳ−２Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いて測定を行い、ＪＩＳ  Ｚ  ８９２９に定めるところに従って表色指数で示した。なお、Ｃ＊値は彩度を表し、下記数１に従って求めることができる。
【０１３１】
【数１】
Ｃ＊値＝（（ａ＊値）２＋（ｂ＊値）２）１／２
【０１３２】
カラーフィルター用着色材の着色力は、まず下記に示す方法に従って作製した原色エナメルと展色エナメルのそれぞれを、クリアフィルム上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布して塗布片を作製し、該塗布片について標準白色板をバックにして、「多光源分光測色計ＭＳＣ−ＩＳ−２Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いてＬ＊値を測色し、その差をΔＬ＊値とした。
【０１３３】
次いで、カラーフィルター用着色材の標準試料として、カラーフィルター用着色材と同様の割合で有機顔料と白色無機粒子とを単に混合した混合顔料を用いて、上記と同様にして原色エナメルと展色エナメルの塗布片を作製し、各塗布片のＬ＊値を測色し、その差をΔＬｓ＊値とした。
【０１３４】
得られたカラーフィルター用着色材のΔＬ＊値と標準試料のΔＬｓ＊値を用いて下記数２に従って算出した値を着色力（％）として示した。
【０１３５】
【数２】
着色力（％）＝１００＋｛（ΔＬｓ＊値−ΔＬ＊値）×１０｝
【０１３６】
原色エナメルの作製：
上記試料粉体１０ｇとアミノアルキッド樹脂１６ｇ及びシンナー６ｇとを配合して３ｍｍφガラスビーズ９０ｇと共に１４０ｍｌのガラスビンに添加し、次いで、ペイントシェーカーで４５分間混合分散した後、アミノアルキッド樹脂５０ｇを追加し、更に５分間ペイントシェーカーで分散させて、原色エナメルを作製した。
【０１３７】
展色エナメルの作製：
上記原色エナメル１２ｇとアミラックホワイト（二酸化チタン分散アミノアルキッド樹脂）４０ｇとを配合し、ペイントシェーカーで１５分間混合分散して、展色エナメルを作製した。
【０１３８】
白色無機粒子、有機顔料及びカラーフィルター用着色材の隠蔽力は、上記で得られた原色エナメルを用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ５１０１  ８．２のクリプトメーター法に従って得られた値で示した。
【０１３９】
白色無機粒子、有機顔料及びカラーフィルター用着色材の耐光性は、前述の着色力を測定するために作製した原色エナメルを、ガラス板（０．８ｍｍ×７０ｍｍ×１５０ｍｍ）に１５０μｍの厚みで塗布、乾燥して塗膜を形成し、得られた測定用塗布片の半分を金属製フォイルで覆い、「アイ  スーパーＵＶテスター」（ＳＵＶ−Ｗ１３（岩崎電気株式会社製））を用いて、紫外線を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２で６時間連続照射した後、金属製フォイルで覆うことによって紫外線が照射されなかった部分と紫外線照射した部分との色相（Ｌ＊値、ａ＊値、ｂ＊値）をそれぞれ測定し、紫外線が照射されなかった部分の測定値を基準に、下記数３に従って算出したΔＥ＊値によって示した。
【０１４０】
【数３】
ΔＥ＊値＝（（ΔＬ＊値）２＋（Δａ＊値）２＋（Δｂ＊値）２）１／２
ΔＬ＊値：  比較する試料の紫外線照射有無のＬ＊値の差
Δａ＊値：  比較する試料の紫外線照射有無のａ＊値の差
Δｂ＊値：  比較する試料の紫外線照射有無のｂ＊値の差
【０１４１】
カラーフィルター用着色組成物を用いて得られた各着色膜の色度は、後述する処方によって調製した各着色組成物をクリアフィルムに１５０μｍの厚みで塗布、乾燥して塗膜を形成して得られた測定用塗布片について、「ポータブル分光色彩計  カラーガイド４５／０」（ビックケミー・ジャパン株式会社製）を用いて測定を行い、ＣＩＥ（国際照明委員会）に定めるＸＹ色度図に従って示した。
【０１４２】
着色膜の光沢度は、前記測定用塗布片を「グロスメーター  ＵＧＶ−５Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いて入射角６０°の時の光沢度で示した。光沢度が高いほど、カラーフィルター用着色組成物の分散性が優れていることを示す。
【０１４３】
カラーフィルター用着色組成物を用いた着色膜の耐光性は、前記着色組成物をガラス板（０．８ｍｍ×７０ｍｍ×１５０ｍｍ）に１５０μｍの厚みで塗布、乾燥して得られた測定用塗布片の一部を金属製フォイルで覆い、「アイ  スーパーＵＶテスター」（ＳＵＶ−Ｗ１３（岩崎電気株式会社製））を用いて、紫外線を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２で６時間連続照射した後、金属製フォイルで覆うことによって紫外線が照射されなかった部分と紫外線照射した部分との色相（Ｌ＊値、ａ＊値、ｂ＊値）を、「多光源分光測色計（ＭＳＣ−ＩＳ−２Ｄ、スガ試験機株式会社製）Ｍｕｌｔｉ−ｓｐｃｔｒｏ−ｃｏｌｏｕｒ−Ｍｅｔｅｒ」を用いて測定し、紫外線が照射されなかった部分の測定値を基準に、前記数３に従って算出したΔＥ＊値によって示した。
【０１４４】
カラーフィルター用着色組成物を用いた着色膜の光透過率は、前記各着色膜の色度を測定するために作製した測定用塗布片を用いて、赤色系着色膜の場合は６２０ｎｍ及び４８０ｎｍの波長の光透過率を、緑色系着色膜の場合は５３０ｎｍ及び６５０ｎｍの波長の光透過率を、緑色系着色膜の場合は４６０ｎｍ及び６３０ｎｍの波長の光透過率を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。
【０１４５】
カラーフィルターの光透過率は、後述する方法によって作製したカラーフィルターを用いて、６２０ｎｍ、５３０ｎｍ及び４６０ｎｍの各波長の光透過率を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。
【０１４６】
＜カラーフィルター用着色材の製造＞
図１の電子顕微鏡写真（×５０，０００）に示すシリカ粒子粉末（粒子形状：球状、平均粒子径０．０２２μｍ、ＢＥＴ比表面積値１９３．８ｍ２／ｇ、幾何標準偏差値１．２２、屈折率１．４２、Ｌ＊値９２．４、ａ＊値０．２、ｂ＊値０．４、Ｃ＊値０．４、隠蔽力１０ｃｍ２／ｇ、耐光性８．１４）７．０ｋｇに、メチルハイドロジェンポリシロキサン（商品名：ＴＳＦ４８４：ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）５６０ｇを、エッジランナーを稼動させながらシリカ粒子粉末に添加し、５８８Ｎ／ｃｍ（６０Ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で３０分間混合攪拌を行った。なお、このときの攪拌速度は２２ｒｐｍで行った。
【０１４７】
次に、図２の電子顕微鏡写真（×５０，０００）に示す有機顔料Ｇ−１（種類：フタロシアニン系顔料、粒子形状：粒状、平均粒子径０．０６μｍ、ＢＥＴ比表面積値６０．５ｍ２／ｇ、Ｌ＊値２１．８３、ａ＊値−１８．３１、ｂ＊値−７．３６、隠蔽力２１０ｃｍ２／ｇ、耐光性ΔＥ＊値９．６３）７．０ｋｇを、エッジランナーを稼動させながら３０分間かけて添加し、更に５８８Ｎ／ｃｍ（６０Ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で１２０分間混合攪拌を行い、メチルハイドロジェンポリシロキサン被覆に有機顔料Ｇ−１を付着させた後、乾燥機を用いて８０℃で６０分間乾燥を行い、カラーフィルター用着色材を得た。なお、このときの攪拌速度は２２ｒｐｍで行った。
【０１４８】
得られたカラーフィルター用着色材は、平均粒子径が０．０２６μｍの粒状粒子であった。ＢＥＴ比表面積値は１２４．６ｍ２／ｇ、粒子径の幾何標準偏差値は１．２３、色相のうちＬ＊値は２４．１６、ａ＊値は−１７．８４、ｂ＊値は−８．６９であり、着色力は１５５％、隠蔽力は４６０ｃｍ２／ｇ、耐光性ΔＥ＊値は１．５８、有機顔料の脱離の程度は５であり、メチルハイドロジェンポリシロキサンの被覆量はＣ換算で２．１７重量％であった。付着している有機顔料Ｇ−１量はＣ換算で１７．９９重量％（シリカ粒子粉末１００重量部に対して１００重量部に相当する）であった。
【０１４９】
得られたカラーフィルター用着色材の電子顕微鏡写真（×５０，０００）を図３に示す。添加した有機顔料Ｇ−１の粒子がほとんど認められないことから、有機顔料Ｇ−１のほぼ全量がメチルハイドロジェンポリシロキサン被覆に付着していることが認められた。また、有機顔料Ｇ−１は添加時の粒子形状及び粒子サイズを維持しておらず、芯粒子よりもはるかに微細化された状態で芯粒子の粒子表面に付着層を形成していることが認められた。
【０１５０】
＜カラーフィルター用着色組成物の製造＞
前記カラーフィルター用着色材、メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体及びシクロヘキサノンを下記組成割合で３本ロールミルを用いて混練した。
【０１５１】
カラーフィルター用着色材                            １０．０重量部、
メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体          １０．０重量部、
カチオン性高分子分散剤（ソルスパース２４０００）      ２．５重量部、
シクロヘキサノン                                    １２．５重量部。
【０１５２】
得られた混練物に、１６．５重量部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加し、サンドグラインダーを用いて分散し、得られた混練物を１μｍのグラスフィルターで濾過した。
【０１５３】
次いで、ジペンタエリストールペンタアクリレート、２，４，６−トリ（トリクロロメチル）トリアジン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを下記組成割合で添加して、カラーフィルター用着色組成物を得た。
【０１５４】
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート              １０．０重量部、
２，４，６−トリ（トリクロロメチル）トリアジン          １．０重量部、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート      ３７．５重量部。
【０１５５】
前記カラーフィルター用着色組成物をクリアベースフィルムに１５０μｍ（６ｍｉｌ）の厚みで塗布、乾燥して緑色着色膜を得た。得られた着色膜の光沢度は９４％、色度はｘ値が０．２４、ｙ値が０．６５、Ｙ値が３６．９７、耐光性はΔＥ＊値が１．５８であった。波長５３０ｎｍの透過率は８７．５％、波長６５０ｎｍの透過率は１％未満であった。
【０１５６】
＜カラーフィルターの作製＞
膜厚１．０μｍの樹脂ブラックマトリックスのパターンを形成したノンアルカリガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）上に前記緑色着色組成物をスピンコートし、９０℃で１０分間、乾燥機を用いて加熱乾燥して、膜厚１．５μｍの着色膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、８０℃で２０分間加熱乾燥して１．１μｍのレジスト膜を得た。超高圧水銀灯２５０Ｗを用い、４００ｍＪ／ｃｍ２の光量で露光を行った。現像液に浸漬し、現像を行った後、エッジングし、不要となったフォトレジスト層をメチルセルソルブアセテートで剥離した。さらに、得られた着色膜を窒素雰囲気中で２５０℃で３０分間加熱処理し、膜厚１．２μｍの緑色着色膜のパターンを得た。
【０１５７】
その後、同様にして、青色着色組成物、赤色着色組成物のそれぞれ、膜厚１．２μｍパターンを形成した。
【０１５８】
トリメリット酸  ６５．０５ｇをγ−ブチルラクトン  ２８０ｇに溶解した後に、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン  ７４．９５ｇを添加し、１２０℃で２時間加熱した。得られた溶液  ２０ｇにビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル７ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル  １５ｇを加えて、室温（約２３℃）で２時間撹拌した。得られた樹脂溶液組成物を前記カラーフィルターにスピンコートし、１００℃で５分、２６０℃で３０分加熱することにより、膜厚１．０μｍのオーバーコートとした。次に、スパッタリング法により、オーバーコート上にＩＴＯを製膜してカラーフィルターを得た。
【０１５９】
得られたカラーフィルターの透過率は、波長６２０ｎｍが８５．２％、波長５３０ｎｍが８８．６％、波長４６０ｎｍが８４．９％であった。
【０１６０】
【作用】
本発明において最も重要な点は、白色無機粒子の粒子表面が糊剤によって被覆されていると共に、該被覆に有機顔料が付着しているカラーフィルター用着色材は、シャープな粒度分布を有すると共に、耐光性に優れており、しかも分光特性に優れたカラーフィルター用着色材であるという事実である。
【０１６１】
そして、本発明に係るカラーフィルター用着色材が鮮明な色相を有し、耐光性に優れ、しかも透明性が高いので、本発明におけるカラーフィルターも、鮮明な色相を有し、耐光性に優れ、しかも透明性が高くすることができる。
【０１６２】
本発明においては、白色無機粒子の粒子表面からの有機顔料の脱離を抑制することができる。これは、白色無機粒子の粒子表面に、有機ケイ素化合物、カップリング剤、オリゴマー及び高分子を介して微細化された有機顔料を強固に付着させたことによるものと本発明者は推定している。
【０１６３】
本発明において、シャープな粒度分布を有するカラーフィルター用着色材が得られる理由として、本発明者は、芯粒子としてシャープな粒度分布を有する白色無機粒子粉末を用いたこと及び付着させる有機顔料が微細な状態で均一に付着しているためと考えている。
【０１６４】
本発明に係るカラーフィルター用着色材の耐光性が優れている理由として、本発明者は、比較的耐光性に優れている芯粒子の粒子表面に、耐光性に優れた糊剤を介して染料と比べて格段に耐光性に優れている有機顔料を付着させたことによるものと推定している。
【０１６５】
また、本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いて得られたカラーフィルター用着色組成物は、優れた分散性及び分光特性を有しているという事実である。
【０１６６】
本発明に係るカラーフィルター用着色組成物が優れた分散性を有する理由として、本発明者は、芯粒子の粒子表面からの有機顔料の脱離が抑制された本発明に係るカラーフィルター用着色材を用いたことにより、カラーフィルター用着色組成物の製造時におけるビヒクル中への分散が、脱離した有機顔料によって阻害されることがないためと考えている。
【０１６７】
本発明に係るカラーフィルター用着色組成物が優れた分光特性を有する理由として、本発明者は、通常はビヒクル中で自己凝集又は結晶成長を起こして大粒子として挙動する有機顔料が、本発明に係るカラーフィルター用着色材の場合は、芯粒子の粒子表面に微細な状態で均一に付着していることによって、大粒子化することなくビヒクル中に存在することができるためと考えている。
【０１６８】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を示す。
【０１６９】
芯粒子１〜３：
芯粒子粉末として表１に示す特性を有する白色無機粒子を用意した。
【０１７０】
【表１】
0004296378.tif 000007
【０１７１】
芯粒子４：
芯粒子１のシリカ粒子粉末２０ｋｇと水１５０ｌとを用いて、シリカ粒子粉末を含むスラリーを得た。得られたシリカ粒子粉末を含む再分散スラリーのｐＨ値を、水酸化ナトリウム水溶液を用いて１０．５に調整した後、該スラリーに水を加えスラリー濃度を９８ｇ／ｌに調整した。このスラリー１５０ｌを加熱して６０℃とし、このスラリー中に１．０ｍｏｌ／ｌのアルミン酸ナトリウム溶液２７２２ｍｌ（シリカ粒子粉末に対してＡｌ換算で０．５重量％に相当する）を加え、３０分間保持した後、酢酸を用いてｐＨ値を７．５に調整した。この状態で３０分間保持した後、濾過、水洗、乾燥、粉砕して粒子表面がアルミニウムの水酸化物により被覆されているシリカ粒子粉末を得た。
【０１７２】
このときの製造条件を表２に、得られた表面処理済みシリカ粒子粉末の諸特性を表３に示す。
【０１７３】
芯粒子５、６：
芯粒子２及び３の各白色無機粒子を用い、表面被覆物の種類及び量を種々変化させた以外は、前記芯粒子４と同様にして粒子表面が被覆物で被覆されている白色無機粒子を得た。
【０１７４】
このときの製造条件を表２に、得られた表面処理済み白色無機粒子の諸特性を表３に示す。
【０１７５】
【表２】
0004296378.tif 000008
【０１７６】
【表３】
0004296378.tif 000009
【０１７７】
尚、表面処理工程における被覆物の種類のＡはアルミニウムの水酸化物であり、Ｓはケイ素の酸化物を表わす。
【０１７８】
有機顔料：
有機顔料として表４に示す諸特性を有する有機顔料を用意した。
【０１７９】
【表４】
0004296378.tif 000010
【０１８０】
実施例１〜９、比較例１〜５：
糊剤による被覆工程における添加物の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間、有機顔料の付着工程における有機顔料の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同様にしてカラーフィルター用着色材を得た。
【０１８１】
このときの製造条件を表５及び表６に、得られたカラーフィルター用着色材の諸特性を表７及び８に示す。
【０１８２】
なお、実施例１〜５、１８及び１９では、芯粒子１００．０ｇに対して、各有機顔料１００．０ｇを２０．０ｇづつ５回に分けて添加した。実施例１２〜１４では、芯粒子１００．０ｇに対して、各有機顔料１００．０ｇを１００分かけて添加した。実施例６〜８では、芯粒子粉末１００．０gに対して、各有機顔料をあらかじめヘンシェルミキサー等で混合した後、該混合顔料１００．０gを１００分かけて添加した。実施例９〜１１では、芯粒子粉末１００．０gに対して、各有機顔料を１５．０gづつ１０回に分けて添加した。実施例１５〜１７では、芯粒子１００．０ｇに対して、各有機顔料２００．０ｇを２００分かけて添加した。
【０１８３】
【表５】
0004296378.tif 000011
【０１８４】
【表６】
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【０１８５】
【表７】
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【０１８６】
【表８】
0004296378.tif 000014
【０１８７】
＜カラーフィルター用樹脂組成物＞
実施例２０〜３８：
カラーフィルター用着色材の種類を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同様にしてカラーフィルター用着色組成物を得た。
【０１８８】
このときの製造条件及び得られた着色膜の諸特性を表９及び表１０に示す。
【０１８９】
【表９】
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【０１９０】
【表１０】
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【０１９１】
＜カラーフィルター＞
実施例３９〜４４、比較例１６〜１８：
カラーフィルター用着色組成物の種類を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同様にしてカラーフィルターを得た。
【０１９２】
このときの製造条件及び得られたカラーフィルターの諸特性を表１１に示す。
【０１９３】
【表１１】
0004296378.tif 000017
【０１９４】
【発明の効果】
本発明に係るカラーフィルター用着色材は、シャープな粒度分布を有すると共に、耐光性に優れており、しかも分光特性に優れているので、カラーフィルター用着色材として好適である。
【０１９５】
本発明におけるカラーフィルター用着色組成物は、前記カラーフィルター用着色材を用いているので、分散性と分光特性に優れているため、カラーフィルター用着色組成物として好適である。
【０１９６】
本発明におけるカラーフィルターは、分光特性に優れているの出、カラー液晶表示素子（ＬＣＤ）などカラーフィルターとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発明の実施の形態で用いたシリカ粒子の電子顕微鏡写真である（×５０，０００）。
【図２】  発明の実施の形態で用いた有機顔料Ｇ−１の電子顕微鏡写真である（×５０，０００）。
【図３】  発明の実施の形態で得られたカラーフィルター用着色材の電子顕微鏡写真である（×５０，０００）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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