(57)【要約】【課題】透過率曲線における吸収領域から透過領域へ移行する立ち上がりが緩やかで、かつ、耐光性に優れた赤色カラーフィルタ用着色組成物、および色分解性に優れたカラーフィルタの提供。【解決手段】オレンジ色顔料、赤色顔料、黄色顔料および顔料担体を含むカラーフィルタ用赤色着色組成物であって、該赤色着色組成物を用いて波長575〜585nmの範囲内で透過率50%となる塗膜を形成したとき、該塗膜の膜厚が0.5〜2.5μｍであり、波長450〜500nmの範囲内の透過率が5%以下であり、波長500nmにおける透過率（T500）と波長550nmにおける透過率（T550）との比（T550/500）が３以上であり、波長600nmの透過率が70%以上となるカラーフィルタ用赤色着色組成物、および該組成物から形成される赤色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレンジ色顔料、赤色顔料、黄色顔料および顔料担体を含むカラーフィルタ用赤色着色組成物であって、該赤色着色組成物を用いて波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となる塗膜を形成したとき、該塗膜の膜厚が０．５〜２．５μｍであり、波長４５０〜５００ｎｍの範囲内の透過率が５％以下であり、波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）が３以上であり、波長６００ｎｍの透過率が７０％以上となることを特徴とするカラーフィルタ用赤色着色組成物。
【請求項２】
オレンジ色顔料がＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１であり、赤色顔料がＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４および／またはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７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用赤色着色組成物。
【請求項３】
カラーフィルタ用赤色着色組成物中に含まれる顔料の全重量を基準として、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１の含有量が３０〜８０重量％、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７およびＩ．ピグメントレッド２５４の合計の含有量が１〜５０重量％、黄色顔料の含有量が１〜５０重量％であることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ用赤色着色組成物。
【請求項４】
少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの青色フィルタセグメント、および少なくとも１つの緑色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタであって、前記赤色フィルタセグメントが、請求項１〜３いずれか１項に記載のカラーフィルタ用赤色着色組成物から形成されてい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、カラー液晶ディスプレイやデジタルカメラ、ビデオカメラ、コピー、スキャナーなどの撮像管素子に装着されるカラーフィルタに用いる赤色着色組成物およびカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤなどのカラー撮像素子は、その受光素子上にＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の加法混合の原色のフィルタセグメントを具備するカラーフィルタをそれぞれ配設して色分解するのが一般的である。近年、カラー撮像素子の小型化および高画素化による１画素当たりの面積の減少により、撮像素子に装着されるカラーフィルタの薄膜化ならびに着色成分を高濃度化することが要求されている。
カラーフィルタの製造方法としては、色材として耐熱性や耐光性に優れる顔料を使い、形成方法の精度や安定性に優れた顔料分散法を用いる場合が多い。
顔料分散法は、透明樹脂中に色素である顔料粒子を分散させたものに感光剤や添加剤などを混合・調合することによってカラーレジスト化し、このカラーレジストを基板上にスピンコーターなどの塗布装置により塗膜形成し、アライナーやステッパーなどによりマスクを介して選択的に露光を行い、アルカリ現像、熱硬化処理をすることによりパターニングし、この操作を繰り返すことによってカラーフィルタを作製する方法である。
【０００３】
カラーフィルタにおいて要求される色特性を得るためには、２種類以上の顔料を用いて調色することが一般的である。そして、赤色フィルタについては、主顔料にＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、２０８、２２４、２５４などが用いられている（例えば、特許文献１〜４参照）。従来、理想的な分光として、他の色の透過領域に影響を与えない色、すなわち、赤色フィルタならば、緑色と青色の透過領域における透過率が０％であることが求められている。更にまた、ＣＣＤなどのカラー撮像素子に用いられるカラーフィルタにおいては、良好な色再現性を得るために、透過率曲線における吸収領域から透過領域へ移行する立ち上がりが緩やかであるカラーフィルタも求められている。
しかしながら、特に主顔料にＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を用いた場合は、透過率曲線における吸収領域から透過領域へ移行する立ち上がりが急であり、また５２０〜５４０ｎｍの波長領域に好ましくない透過ピークがあるため、緑色カラーフィルタの透過領域に影響を与えてしまう。
【０００４】
また、主顔料にＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、２２４を用いた場合、立ち上がりは緩やかであるが、透過率が５０％となる波長がやや長波長側にシフトしており、６００〜６３０ｎｍにおける透過ピークが低いため、結果として５５０〜７００ｎｍにおける５ｎｍ毎の分光透過率の積算値が小さくなる。よって、赤色色感信号を充分に取り込めなくなり、カラー撮像素子に装着されるカラーフィルタの場合では赤色に対する感度が低下し、赤色の色再現性低下を引き起こす。
特許文献５〜７には、赤色顔料とオレンジ色顔料の併用が開示され、赤色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４やＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７が、オレンジ色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８やＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１が例示されている。しかし、ＣＣＤなどのカラー撮像素子に用いられるカラーフィルタにおいて良好な色再現性を得るために必要な、透過率曲線における吸収領域から透過領域へ移行する立ち上がりが緩やかであるという要求特性を満たしていない。
【特許文献１】特開平９−３２５２０９号公報
【特許文献２】特開平１０−１３０５４７号公報
【特許文献３】特開２０００−８９０２５号公報
【特許文献４】特開２００１−５１１１２号公報
【特許文献５】特開平１０−１１５７０９号公報
【特許文献６】特開平１１−２１７５１４号公報
【特許文献７】特開２００３−５７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、透過率曲線における吸収領域から透過領域へ移行する立ち上がりが緩やかで、かつ、耐光性に優れた赤色カラーフィルタ用着色組成物を提供することである。また、色分解性に優れたカラーフィルタを提供することである。
【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赤色着色組成物は、オレンジ色顔料、赤色顔料、黄色顔料および顔料担体を含むカラーフィルタ用赤色着色組成物であって、該赤色着色組成物を用いて波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となる塗膜を形成したとき、該塗膜の膜厚が０．５〜２．５μｍであり、波長４５０〜５００ｎｍの範囲内の透過率が５％以下であり、波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）が３以上であり、波長６００ｎｍの透過率が７０％以上となることを特徴とする。
【０００７】
本発明のカラーフィルタ用赤色着色組成物において、オレンジ色顔料がＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１であり、赤色顔料がＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４および／またはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７であることが好ましい。また、カラーフィルタ用赤色着色組成物中に含まれる顔料の全重量を基準として、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１の含有量が３０〜８０重量％、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７およびＩ．ピグメントレッド２５４の合計の含有量が１〜５０重量％、黄色顔料の含有量が１〜５０重量％であることが好ましい。
また、本発明のカラーフィルタは、少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの青色フィルタセグメント、および少なくとも１つの緑色フィルタセグメントを具備するカラーフィルタであって、前記赤色フィルタセグメントが、本発明のカラーフィルタ用赤色着色組成物から形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカラーフィルタ用赤色着色組成物は、波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となる塗膜を形成したときに、透過率曲線において吸収領域から透過領域へ立ち上がるスロープがなだらかなので、本発明のカラーフィルタ用赤色着色組成物を用いて赤色フィルタセグメントを形成することにより、優れた色分解性を有するカラーフィルタを提供できる。
また、かかるカラーフィルタを  CCDやCMOSなどの受光素子上に配設したカラー撮像素子においては、赤色フィルタの透過率曲線において、吸収領域から透過領域に立ち上がる スロープがなだらかな分、この波長域の色を取り込めるので、例えば夕焼けの色や肌色をきれいに写すことができるなど、中間色再現の豊かなカラー撮像素子とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明のカラーフィルタ用赤色着色組成物（以下、単に着色組成物と呼ぶ場合がある。）について詳細に説明する。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、オレンジ色顔料、赤色顔料、黄色顔料および顔料担体を含む着色組成物であって、該着色組成物を用いて波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となる塗膜を形成したとき、該塗膜の膜厚が０．５〜２．５μｍであり、波長４５０〜５００ｎｍの範囲内の透過率が５％以下であり、波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）が３以上であり、波長６００ｎｍの透過率が７０％以上となる着色組成物である。
【００１０】
ＣＣＤなどのカラー撮像素子には、できるだけ薄い膜厚で所望の分光特性を達成することが求められており、着色組成物を用いて波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となる塗膜を形成したときの塗膜の膜厚が２．５μｍを超える場合には、撮像素子から取り込む画像の視野角が狭くなってしまい、色分離が悪くなってしまう。
一方、塗膜を０．５μｍ未満とすることは現実的に難しく、好ましい塗膜の膜厚は０．５〜１．０μｍである。
【００１１】
また、前記塗膜の波長４５０〜５００ｎｍの範囲内の透過率が５％を超える場合は、透過率曲線の吸収領域において緑色や青色の透過領域に影響を与えてしまい、緑色や青色分光の色再現性が悪くなってしまう。また、波長６００ｎｍの透過率が７０％未満となる場合は、赤色分光が濃くなってしまい、赤色の色再現性が悪くなってしまう。
また、前記塗膜の波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）が３未満の場合には、透過率曲線において吸収領域から透過領域へ立ち上がるスロープがほとんどなくなってしまい、赤色フィルタセグメントを形成したときに色分解性が悪くなってしまう。本発明のカラーフィルタのＴ５５０／５００は、概ね５０以下である。
【００１２】
オレンジ色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３などを用いることができるが、着色力が強いため、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１が好ましい。
赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１６、２２０、２２３、２２４、２２６、２４０、２５４、２５５、２６４、２７２などを用いることができるが、耐光性が良く、着色力も強いため、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４および／またはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７が好ましい。
【００１３】
黄色顔料としては、１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、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、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、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、１９８、１９９、２１３、２１４などを用いることができるが、色分解性が良いため、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９を用いることが好ましい。
【００１４】
特に、オレンジ色顔料がＣ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１であり、赤色顔料がＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４および／またはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７である場合には、波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となる塗膜を形成したときに、透過率曲線において吸収領域から透過領域へ立ち上がるスロープがなだらかとなり、優れた色分解性を有するカラーフィルタを提供できるため好ましい。
また、これらの顔料を組み合わせて用いる場合には、顔料の全重量を基準（１００重量％）として、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１の含有量が３０〜８０重量％、特に４０〜７０重量％，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７およびＩ．ピグメントレッド２５４の合計の含有量が１〜５０重量％、特に５〜３０重量％、黄色顔料の含有量が１〜５０重量％、特に５〜３０重量％であると、色分解性が向上するため好ましい。
【００１５】
本発明の着色組成物に含まれる顔料を分散させる顔料担体は、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。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。樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および活性エネルギー線硬化性樹脂が含まれ、その前駆体には、活性エネルギー線照射により硬化して樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、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。
【００１６】
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、ポリスチレン樹脂、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、ポリエチレン（HDPE、LDPE）、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂などが挙げられる。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、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００１７】
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基など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、エポキシ基など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、スチリル基など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など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）アクリレートなどの水酸基を有する（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。
【００１８】
樹脂の前駆体であるモノマー、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など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、アクリロニトリルなどが挙げられ、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。
【００１９】
着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化するときには、光重合開始剤などが添加される。光重合開始剤を使用する際の配合量は、顔料の合計１００重量部に対して５〜２００重量部であることが好ましく、光硬化性、現像性の観点から１０〜１５０重量部であることがより好ましい。
【００２０】
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−オンなど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など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など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など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−トリアジンなど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などが用いられる。
【００２１】
上記光重合開始剤は、単独あるいは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などの化合物を併用することもできる。
増感剤を使用する際の配合量は、着色組成物中に含まれる光重合開始剤１００重量部に対して３〜６０重量部であることが好ましく、光硬化性、現像性の観点から５〜５０重量部であることがより好ましい。
【００２２】
本発明の着色組成物は、溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストの形態で調整することができる。着色レジストは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または活性エネルギー線硬化性樹脂とモノマーを含む顔料担体中に顔料を分散させたものであり、オレンジ色顔料、赤色顔料および黄色顔料を含む顔料組成物を、必要に応じて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、アトライターなど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、本発明の着色組成物は、各色の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。
【００２３】
顔料を顔料担体中に分散する際には、顔料の凝集を防ぎ、顔料が微細に分散した状態を維持するため、顔料誘導体、樹脂型顔料分散剤、界面活性剤など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顔料担体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、顔料の合計１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜４０重量部、さらに好ましくは１〜２０重量部の量で用いられる。また、分散助剤は、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。
【００２４】
顔料誘導体は、有機顔料に塩基性または酸性の置換基を導入した化合物である。顔料誘導体を構成する有機顔料には、一般に顔料とは呼ばれていない淡黄色の芳香族多環化合物、例えばナフタレン、アントラキノン、アクリドンなども含まれる。顔料誘導体としては、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、特開平９−１７６５１１公報などに記載されているものを使用できる。
【００２５】
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、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、燐酸エステル系などが用いられ、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。
【００２６】
界面活性剤としては、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、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。
【００２７】
本発明の着色組成物には、顔料を充分に顔料担体中に分散させ、ガラス基板などの透明基板上に乾燥膜厚が０．５〜２．５μｍ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1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3-メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、ｍ−キシレン、ｍ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、ｎ−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、Ｎ−メチルピロリドン、o−キシレン、o−クロロトルエン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｐ−クロロトルエン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、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ジブチルエーテル、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エチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、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ブチルエーテルアセテート、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ヘキシルエーテル、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メチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、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ブチルエーテル、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モノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、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エチルエーテルアセテート、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、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メチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステルなどが挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、顔料の合計１００重量部に対して８００〜４０００重量部の量で用いることができる。
【００２８】
また、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。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、亜リン酸塩などが挙げられる。
【００２９】
顔料は、着色組成物中に１．５〜２０重量％の割合で含有されることが好ましい。また、顔料は、最終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３５〜４４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。
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などの手段にて、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。
【００３０】
本発明のカラーフィルタは、少なくとも１つの赤色フィルタセグメント、少なくとも１つの緑色フィルタセグメント、および少なくとも１つの青色フィルタセグメントを具備し、ここで、少なくとも１つの赤色フィルタセグメントは、本発明の着色組成物を用いて形成される。
青色フィルタセグメントは、通常の青色着色組成物を用いて形成することができる。青色着色組成物は、例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー  １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４などの青色顔料を用いて得られる組成物である。青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット  １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０などの紫色顔料を併用することができる。
【００３１】
また、緑色フィルタセグメントは、通常の緑色着色組成物を用いて形成することができる。緑色着色組成物は、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン  ７、１０、３６、３７、５８などの緑色顔料を用いて得られる組成物である。緑色着色組成物にはＣ．Ｉ．Ｃ．Ｉ．ピグメントエロー  １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、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、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、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、１９８、１９９、２１３、２１４などの黄色顔料を併用することができる。
【００３２】
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、本発明の着色組成物を用いて透明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。
透明基板としては、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。
印刷法による各色フィルタセグメントの形成は、上記各種の印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストで量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性の制御も重要であり、分散剤や体質顔料によるインキ粘度の調整を行うこともできる。
【００３３】
フォトリソグラフィー法により各色フィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジストとして調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコートなどの塗布方法により、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て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、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。
【００３４】
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなど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など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、上記着色レジストを塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂など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。
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が、本発明の着色組成物は、いずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、透明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透明基板に転写させる方法である。
【実施例】
【００３５】
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。
まず、実施例および比較例に用いたアクリル樹脂溶液の製造例、顔料のソルトミリング処理例および顔料分散体の製造例について説明する。
【００３６】
（アクリル樹脂溶液の製造例）
反応容器にシクロヘキサノン８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら１００℃に加熱して、同温度でスチレン６０．０部、メタクリル酸６０．０部、メチルメタクリレート６５．０部、ブチルメタクリレート６５．０部およびアゾビスイソブチロニトリル１０．０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２．０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、重量平均分子量が約４００００のアクリル樹脂の溶液を得た。
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、測定結果に基づき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アクリル樹脂溶液を調製した。
【００３７】
（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９のソルトミリング処理例）
黄色顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１８１９」）２５０ｇ、塩化ナトリウム７００ｇ、マレイン酸樹脂（荒川化学社製「マルキードNo.３００２」、酸価：１００）１０７ｇおよびポリエチレングリコール３００ｇ（
東京化成社製）１６０ｇをステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、３時間混練した。次にこの混合物を約３リットルの温水に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とした後、濾過、水洗して塩化ナトリウムおよび溶剤を除き、６０℃の熱風オーブンで約２４時間乾燥して「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９ソルトミリング処理顔料」を得た。
【００３８】
（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７のソルトミリング処理例）
黄色顔料の代わりに赤色顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、東洋インキ製造株式会社製「リオノールレッド ２Ｂ ＦＧ３３００」）を用いた以外は、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９のソルトミリング処理例と同様の方法で「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７ソルトミリング処理顔料」を得た。
（各色顔料分散体の製造例）
表１に示す組成（重量％）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを用いて、サンドミルで１０時間分散した後、１．０μｍのフィルタで濾過し各色顔料分散体を得た。
【００３９】
【表１】
2009216952.tif 000003
【００４０】
（樹脂型分散剤）
ソルスパーズ２００００、ソルスパーズ４１０００：日本ルーブリゾール社製
(顔料)
オレンジ色顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１（チバ・ジャパン社製「クロモフタル ＤＰＰ  ｏｒａｎｇｅ  ＴＲ」）
赤色顔料（１）：Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４（チバ・ジャパン社製「イルガフォアレッドＢ−ＣＦ」）
赤色顔料（２）：Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７ソルトミリング処理顔料
黄色顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９ソルトミリング処理顔料
(顔料誘導体)
【００４１】
【化１】
2009216952.tif 000004
【００４２】
［実施例１〜４、比較例１〜２］
上記製造例で得られたアクリル樹脂溶液、各色顔料分散体などを用いて、表２に示す組成（重量％）の混合物を均一になるように攪拌混合した後、０．６μｍのフィルタで濾過して、カラーフィルタ用着色組成物を得た。その後、波長５７５〜５８５ｎｍの範囲内で透過率５０％となるように、得られた着色組成物をスピンコーターでガラス基板に塗布し、乾燥、露光後、現像し、再度乾燥して赤色塗膜を形成した。
【００４３】
【表２】
2009216952.tif 000005
【００４４】
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・ジャパン社製「イルガキュアー９０７」
増感剤：保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」
得られた赤色塗膜の透過率を、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、波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）を算出した。また、５００ｎｍから５ｎｍ毎に５５０ｎｍまで測定した透過率（％）のデータを近似回帰直線に変換し、その時の傾きを確認した。近似回帰直線の傾き（×１０-4）が３、つまり傾きが３×１０-4を超えると、赤色塗膜の透過率が波長５００〜５５０ｎｍでなだらかに、かつ充分に立ち上がっていることとなり、色分解性が良いと判断できる。また、近似回帰直線の傾き（×１０-4）が３以下、つまり傾きが３×１０-4以下であると、赤色塗膜の透過率の波長５００〜５５０ｎｍでの立ち上がりが少なく、色分解性が劣る結果となる。測定結果を図１、図２および表３に示す。以下に、それぞれの評価結果の判断基準を示す。
【００４５】
（色分解性）
○：T550/T500が３以上であり、近似回帰直線の傾き（×１０-4）が３を超える。
×：T550/T500が３未満であり、近似回帰直線の傾き（×１０-4）が３以下。
（膜厚）
◎：０．５〜１．０μｍ
○：１．１〜２．５μｍ
【００４６】
【表３】
2009216952.tif 000006
【００４７】
［実施例１］〜［実施例４］で得られた着色組成物を用いて形成された赤色塗膜は、波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）が３以上である。また、５００ｎｍから５ｎｍ毎に５５０ｎｍまで測定した透過率（％）のデータを近似直線に変換するとその傾きが５〜１５（×１０-4）であり、５００ｎｍ付近からの分光の立ち上がりがなだらかで、色分解性に優れた赤色塗膜であった。
［比較例１］〜［比較例２］で得られた着色組成物を用いて形成された赤色塗膜は、波長５００ｎｍにおける透過率（Ｔ５００）と波長５５０ｎｍにおける透過率（Ｔ５５０）との比（Ｔ５５０／５００）が３未満である。また、５００ｎｍから５ｎｍ毎に５５０ｎｍまで測定した透過率（％）のデータを近似直線に変換するとその傾きが１〜３（×１０-4）であり、５００ｎｍ付近からの分光の立ち上がりほとんど無く、色分解性が劣る赤色塗膜であった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例および比較例で得られた着色組成物を用いて形成された赤色塗膜の波長４００〜７００ｎｍにおける透過率曲線を示すグラフである。
【図２】実施例および比較例で得られた着色組成物を用いて形成された赤色塗膜の波長５００〜５５０ｎｍにおける透過率曲線を示すグラフである。
【図１】
2009216952.tif 000007
【図２】
2009216952.tif 000008