JP2003057434A

JP2003057434A - カラーフィルタ

Info

Publication number: JP2003057434A
Application number: JP2001241393A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okutsu; 聡奥津; Ichiro Toyoda; 一郎豊田; Kenichi Fujita; 健一藤田
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた分光特性を有し、ＬＣＤに高明度と高彩
度を同時に付与することができるカラーフィルタの提
供。【解決手段】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し、該
少なくとも１つの赤色フィルタセグメントの、波長が５
７０ｎｍの光に対する吸光度（Ａ５７０）と波長が５９
５ｎｍの吸光度（Ａ５９５）との比（Ａ５７０／Ａ５９
５）が２０以上であることを特徴とするカラーフィル
タ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ
という）には、カラー化の要請に対応するために、カラ
ーフィルタが用いられている。例えば、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）方式のＬＣＤで用いられているカラーフィ
ルタは、透明基板上に形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）お
よび青（Ｂ）の３原色の光に対応したフィルタセグメン
トを有しており、Ｒ、ＧおよびＢの３原色の光をカラー
フィルタによって分光させることにより、カラー表示が
行なわれる。したがって、カラーフィルタに要求される
もっとも重要な特性は、分光特性である。

【０００３】一般に、カラーフィルタとして望ましい分
光特性は、バックライト光源である３波長管の発光輝線
において、色の主波長の透過率が高く、その他の波長領
域の透過率が低いことである。一般的な３波長管の発光
輝線の波長は、主として、５８０ｎｍおよび６１０ｎｍ
（Ｒ）、４９０ｎｍおよび５４０〜５４５ｎｍ（Ｇ）な
らびに４６０ｎｍ（Ｂ）などである。したがって、カラ
ーフィルタを構成する赤色フィルタセグメントの場合
は、波長が６１０ｎｍおよび５８０ｎｍの光に対する透
過率が高く、それ以外の波長の光に対する透過率をでき
るかぎり低くおさえられているものが望ましく、その他
の色のフィルタセグメントについても同様である。さら
に、ＴＦＴ方式のＬＣＤ用のカラーフィルタには、省エ
ネルギーの点からも、高明度かつ高彩度であることが要
求されている。

【０００４】一方、赤色フィルタセグメントを製造する
場合には、要求される色特性を得るために２種類以上の
顔料を用いて調色するのが一般的であり、従来、主顔料
としてはジアントラキノン顔料、ペリレン系顔料、ジケ
トピロロピロール系顔料等が用いられている。特に、ジ
ケトピロロピロール系顔料は、明度が高く、耐光性、耐
熱性にも優れているため、カラーフィルタ用顔料として
使用されるケースが増えてきている。また、調色用には
黄色顔料としてC.I. Pigment Yellow１３９やC.I. Pigm
ent Yellow８３などが使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、明度を
高めさらに色純度をあげるなどカラーフィルタに対する
要求が日増しに高まる中、微細化や微分散を行っても上
記顔料の単なる配合では色特性の向上に限界があった。
そこで、本発明は、優れた分光特性を有し、ＬＣＤに高
明度と高彩度を同時に付与することができるカラーフィ
ルタの提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】通常、赤色フィルタセグ
メントには、その透過率スペクトルが５７０ｎｍ前後で
立ち上がり、それより長波長側の光を透過し、それより
短波長側の光を透過しないことが求められる。そして、
この立ち上がり勾配が急であるほど、高い明度が達成で
きる。このことから、本発明者らは、ＲＧＢ型カラーフ
ィルタを構成する赤色フィルタセグメントの分光特性と
して、透過スペクトルが立ち上がり始める直後の波長で
ある５７０ｎｍの吸光度（Ａ５７０）と透過スペクトル
が立ち上がり終わる直前の波長である５９５ｎｍの吸光
度（Ａ５９５）との比（Ａ５７０／Ａ５９５）をできる
だけ大きくすること、具体的にはＡ５７０／Ａ５９５を
２０以上にすることによって、高い明度を達成できるこ
とを見出し、本発明に至った。

【０００７】すなわち、本発明は、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
メントを具備し、該少なくとも１つの赤色フィルタセグ
メントの、波長が５７０ｎｍの光に対する吸光度（Ａ５
７０）と波長が５９５ｎｍの吸光度（Ａ５９５）との比
（Ａ５７０／Ａ５９５）が２０以上であるカラーフィル
タを提供する。上記少なくとも１つの赤色フィルタセグ
メントは、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物
からなる着色料担体と、該着色料担体に分散されたジケ
トピロロピロール系顔料を含む赤色着色組成物から形成
されることが好ましい。

【０００８】また、上記ジケトピロロピロール系顔料
は、分光透過率における最低透過率と最高透過率の中間
透過率の波長が５７５ｎｍ以上の赤味のジケトピロロピ
ロール系顔料（Ａ）、分光透過率における最低透過率と
最高透過率の中間透過率の波長が５７５ｎｍ未満の黄味
のジケトピロロピロール系顔料（Ｂ）、色素誘導体
（Ｃ）、水溶性無機塩（Ｄ）、および水溶性無機塩
（Ｄ）を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤（Ｅ）を含
む混合物を混練した後、水溶性無機塩（Ｄ）と水溶性有
機溶剤（Ｅ）を除去してなる顔料であることが好まし
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】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し、該少なくとも１つの赤
色フィルタセグメントの、波長が５７０ｎｍの光に対す
る吸光度（Ａ５７０）と波長が５９５ｎｍの吸光度（Ａ
５９５）との比（Ａ５７０／Ａ５９５）が２０以上、好
ましくは２３以上、さらに好ましくは２５以上である。
Ａ５７０／Ａ５９５が２０未満の場合は、明度が低くな
り、高明度と高彩度を両立することができない。なお、
Ａ５７０／Ａ５９５は大きければ大きいほど好ましい。

【００１０】本発明における吸光度とは、物質への入射
光の強さをＩ₀とし、その物質を通った後の透過光の強
さをＩとしたときに、次式で計算される値Ａを意味し、
一般的には分光光度計によって測定することができる。Ａ＝ｌｏｇ₁₀（Ｉ₀／Ｉ）

【００１１】赤色フィルタセグメントは、透明樹脂、そ
の前駆体またはそれらの混合物からなる着色料担体と、
該着色料担体に分散された赤色顔料を含む赤色着色組成
物を用いて形成することができる。赤色顔料としては、
ジケトピロロピロール系顔料、キナクリドン系顔料、ア
ゾ系顔料、アントラキノン系顔料等が挙げられるが、明
度が高いジケトピロロピロール系顔料が好適である。

【００１２】ジケトピロロピロール（以下、ＤＰＰとい
う）系顔料は、下記一般式で表される構造の赤色の顔料
で、優れた耐光性、耐熱性を有している。

【化１】式中、Ｘ₁，Ｘ₂は、それぞれ独立に、−Ｈ、置換されて
もよい飽和もしくは不飽和のアルキル基、シアノ基、置
換されてもよいアリール基、ハロゲン基を示す。

【００１３】ＤＰＰ系顔料には、分光透過率における最
低透過率と最高透過率の中間透過率の波長が５７５ｎｍ
以上の赤味の顔料と、分光透過率における最低透過率と
最高透過率の中間透過率の波長が５７５ｎｍ未満の黄味
の顔料があり、赤味のＤＰＰ系顔料と黄味のＤＰＰ系顔
料を組み合わせると、Ａ５７０／Ａ５９５が大きく明度
が高い赤色フィルタセグメントが形成できるため好まし
い。さらに、分光透過率における最低透過率と最高透過
率の中間透過率の波長が５７５ｎｍ以上の赤味のＤＰＰ
系顔料（Ａ）、分光透過率における最低透過率と最高透
過率の中間透過率の波長が５７５ｎｍ未満の黄味のＤＰ
Ｐ系顔料（Ｂ）、色素誘導体（Ｃ）、水溶性無機塩
（Ｄ）、および水溶性無機塩（Ｄ）を実質的に溶解しな
い水溶性有機溶剤（Ｅ）を含む混合物を混練（以下、コ
ニーディングということもある。）した後、水溶性無機
塩（Ｄ）と水溶性有機溶剤（Ｅ）を除去してなるＤＰＰ
系顔料は、赤味のＤＰＰ系顔料と黄味のＤＰＰ系顔料を
別々に微細化処理して混合し調色したものと比較して明
度が高くなるため特に好ましい。

【００１４】赤味のＤＰＰ系顔料（Ａ）の具体例をカラ
ーインデックスナンバーで示すと、C.I. Pigment Red２
５４、２６４が挙げられ、それぞれ分光透過率における
最低透過率と最高透過率の中間透過率の波長（以下、半
値波長という。）は５８０ｎｍ、６００ｎｍである。本
発明においては、明度が高いC.I. Pigment Red２５４を
用いることが好ましい。また、黄味のＤＰＰ系顔料
（Ｂ）の具体例をカラーインデックスナンバーで示す
と、C.I. Pigment Red２５５およびC.I. Pigment Orang
e７１が挙げられ、半値波長はそれぞれ５７０ｎｍ、５
５５ｎｍである。特に、赤味のＤＰＰ系顔料（Ａ）がC.
I. Pigment Red２５４であり、黄味のＤＰＰ系顔料
（Ｂ）がC.I. Pigment Orange７１またはC.I. Pigment
Red２５５の場合には、コニーディングした場合の明度
向上効果が大きいため好ましい。

【００１５】本発明の赤色着色組成物には、要求される
色特性に応じて、黄色顔料を含有させることができる。
黄色顔料としては、C.I. Pigment Yellow １、２、３、
４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、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、７
４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９
８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０
９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１
７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２
７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５
０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５
６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６
８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７
４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８
１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９
４、１９９等があげられる。

【００１６】色素誘導体（Ｃ）は、有機色素の分子に置
換基を導入した化合物であり、コニーディング時のＤＰ
Ｐ系顔料の結晶成長を抑制する働きをするものである。
色素誘導体の母体となる有機色素の構造としては、ＤＰ
Ｐ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン
系、ペリノン系、イソインドリン系、キノフタロン系、
金属錯体系などがある。有機色素は、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
色系の芳香族多環化合物でも良い。なかでも、ＤＰＰ系
またはキナクリドン系色素を母体骨格とする色素誘導体
は、特にＤＰＰ系顔料の結晶成長を抑制する効果が高い
ため好ましい。また、色素誘導体としては、ＤＰＰ系顔
料の色相に対する影響の少ない、黄色、橙色、赤色の色
相を有するものが好適に用いられる。

【００１７】有機色素に導入する置換基としては、水酸
基、カルボキシル基、スルホン酸基、カルバモイル基、
スルホンアミド基、あるいは下記一般式で示される塩基
性置換基が挙げられる。

【化２】Ｙ：直接結合、−ＣＨ₂ＮＨＣＯＣＨ₂−、−ＳＯ₂ＮＨ
−、−ＣＯＮＨＯＣＨ₂ＮＨ−、または−（ＣＨ₂）ｑＮ
Ｈ−を表す。Ｒ₁、Ｒ₂：それぞれ独立に、置換されてもよい飽和もし
くは不飽和のアルキル基、またはＲ₁、Ｒ₂で窒素、酸素
もしくは硫黄原子を含む置換されてもよい複素環を表
す。

【００１８】

【化３】Ｚ：直接結合、−ＳＯ₂−、−ＣＯ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯ
ＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）ｑ−、−ＳＯ₂ＮＨ−、−ＣＯＮ
Ｈ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯＣＨ₂ＮＨ−、または−（Ｃ
Ｈ₂）ｑＮＨ−を表す。ただし、ｑは１〜１０の整数を
表す。Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆：それぞれ独立に、水素原子、置換
されてもよい飽和もしくは不飽和のアルキル基、または
アリール基を表す。Ｒ₇：置換されてもよい飽和もしくは不飽和のアルキル
基またはアリール基を表す。

【００１９】色素誘導体の具体例を表１に示す。

【表１】

【００２０】ＤＰＰ系顔料（Ａ）、（Ｂ）色素誘導体
（Ｃ）、水溶性無機塩（Ｄ）、および水溶性有機溶剤
（Ｅ）の混合物を混練する際に用いる色素誘導体（Ｃ）
の量は、特に限定はされないが、ＤＰＰ系顔料（Ａ）、
（Ｂ）の合計量を基準として０．５〜２０重量％、特に
２〜１５％重量％が好ましい。なお、色素誘導体（Ｃ）
は分散剤としての効果も有するため、着色料担体中への
分散性もよいものを選択するのが好ましいが、結晶成長
防止効果の高い色素誘導体と、他の色素誘導体または色
素誘導体以外の分散剤とを組み合わせてもよい。色素誘
導体以外の分散剤としては、リシノール酸や１２−ヒド
ロキシステアリン酸の縮合物、塩基性高分子化合物、酸
基を含む共重合体、脂肪酸エステル類、脂肪族ポリアミ
ン／ポリエステルグラフト重合体、ポリエチレン／ポリ
プロピレン付加重合体等の、いわゆる樹脂型分散剤を用
いることができる。これらの分散剤は、コニーディング
処理時、あるいは着色料担体へのコニーディング処理顔
料の分散時に用いられる。

【００２１】樹脂型分散剤として具体的には、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、燐酸エステ
ル等が用いられる。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。

【００２２】水溶性無機塩（Ｄ）は、破砕助剤として働
くものであり、コニーディング時に無機塩の硬度の高さ
を利用してＤＰＰ系顔料が破砕され、ＤＰＰ系顔料の一
次粒子が微細化される。無機塩（Ｄ）は、水に溶解する
ものであれば特に限定されず、塩化ナトリウム、塩化バ
リウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いること
ができるが、価格の点から塩化ナトリウム（食塩）を用
いるのが好ましい。コニーディングする際に用いる無機
塩（Ｄ）の量は、処理効率と生産効率の両面から、ＤＰ
Ｐ系顔料（Ａ）、（Ｂ）の合計量の１〜２０重量倍、特
に３〜１０重量倍であることが好ましい。ＤＰＰ系顔料
に対する無機塩の量比が大き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ためである。

【００２３】水溶性有機溶剤（Ｅ）は、ＤＰＰ系顔料
（Ａ）、（Ｂ）、色素誘導体（Ｃ）および水溶性無機塩
（Ｄ）を湿潤する働きをするものであり、水に溶解（混
和）し、かつ用いる無機塩（Ｄ）を実質的に溶解しない
ものであれば特に限定されない。但し、コニーディング
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、沸点１２０℃以上の高沸点溶剤が好ま
しい。水溶性有機溶剤（Ｅ）としては、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
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、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、液状のポリエチレ
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、液状のポリプ
ロピレングリコール等が用いられる。

【００２４】コニーディング時には、微細化されたＤＰ
Ｐ系顔料を乾燥する際の強い凝集を防止し、容易に着色
料担体に分散できるようにするため、樹脂を併用するこ
とができる。コニーディング時に樹脂を併用することに
より、柔らかい粉体顔料を得ることができる。コニーデ
ィングに用いる樹脂としては、室温で固体で、水不溶性
で、かつ上記有機溶剤に少なくとも一部可溶であるもの
が好ましく、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、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用いられる。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、ポリアマイド樹脂等が
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、
ロジン変成フマル酸樹脂等が挙げられる。樹脂の使用量
は、ＤＰＰ系顔料（Ａ）、（Ｂ）の合計量を基準として
５〜１００重量％の範囲であることが好ましい。

【００２５】コニーディング時には、上記樹脂の他に、
顔料分散助剤、可塑剤等の添加剤あるいは一般に体質顔
料として用いられている炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、シリカ等の無機顔料を併用してもよい。また、色相
を調整するために他の顔料と混合して処理を行ってもよ
い。

【００２６】上記顔料を、透明樹脂、その前駆体または
それらの混合物からなる着色料担体に分散することによ
り、赤色フィルタセグメントの形成に用いられる赤色着
色組成物が得られる。顔料の着色料担体への分散には、
三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダ
ー等の各種分散手段を使用できる。また、これらの分散
を良好とするために、適宜、各種界面活性剤、色素誘導
体等の分散助剤を添加できる。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着色料担体に分散してな
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。

【００２７】透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００
ｎｍ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
には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂
が含まれ、その前駆体には、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またはオリゴマーが含ま
れ、これらを単独または２種以上混合して用いることが
できる。また、赤色着色組成物には、該組成物を紫外線
照射により硬化するときには、光開始剤等が添加され
る。

【００２８】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、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、環化ゴム、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、メラミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられ
る。

【００２９】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
応性の置換基を有する（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
等の光架橋生基を前記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。

【００３０】モノマーおよびオリゴマーとしては、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、ポリエチレングリコールジ（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、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、
メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）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、（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、アクリロニトリル等が挙げら
れる。

【００３１】光開始剤としては、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開
始剤およびカルバゾール系光開始剤、イミダゾール系光
開始剤等が用いられる。

【００３２】上記光開始剤は、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。

【００３３】赤色着色組成物には、ＤＰＰ系顔料を充分
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赤色フィルタセグ
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アセテート、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。

【００３４】赤色着色組成物は、グラビアオフセット用
印刷インキ、水無しオフセット用印刷インキ、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の形態で調製することができる。赤
色着色レジスト材は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂また
は感光性樹脂とモノマー、光開始剤を含有する組成物中
に顔料を分散させたものである。

【００３５】顔料は、赤色フィルタセグメントをフォト
リソグラフ法により形成する場合には、赤色着色組成物
中に１．５〜７重量％の割合で含有されることが好まし
く、印刷法により形成する場合には、赤色着色組成物中
に１．５〜４０重量％の割合で含有されることが好まし
い。赤色着色組成物は、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。

【００３６】先に述べたように、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し、ここで、赤
色フィルタセグメントは、上記赤色着色組成物を用いて
形成される。緑色フィルタセグメントおよび青色フィル
タセグメントは通常の緑色着色組成物および通常の青色
着色組成物を用いてそれぞれ形成することができる。緑
色着色組成物は、赤色顔料の代わりに、例えばC.I. Pig
ment Green ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用い
て得られる組成物である。緑色着色組成物には、先に例
示した黄色顔料を併用することができる。また、青色着
色組成物は、赤色顔料の代わりに、例えばC.I. Pigment
Blue １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：
４、１５：６、１６、６０等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. Pigment V
iolet １、１９、２３、２７、３２、４２等の紫色顔料
を併用することができる。

【００３７】本発明のカラーフィルタは、透明基板上
に、印刷法またはフォトリソグラフ法により、各色の着
色組成物を用いて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等の樹脂板が用いられ
る。

【００３８】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。印刷によりカラーフィルタを製造する場
合には、印刷機上でのインキの流動性の制御が重要であ
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。

【００３９】フォトリソグラフ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材として調製した着色組成物
を、透明基板上に、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塗布する。次いで、必要
により乾燥された膜に、フォトマスクを介して紫外線露
光を行い、未露光部を溶剤またはアルカリ現像液で除去
してパターン形成したのち、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。
フォトリソグラフ法によれば、印刷法より精度の高いカ
ラーフィルタが製造できる。

【００４０】アルカリ現像液としては、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。

【００４１】顔料を用いるカラーフィルタの製造法とし
ては、上記の他に電着法、転写法などがあるが、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着色材を透明
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。

【００４２】以下、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。また、実施例で用いた色素誘導体は、表１に示
したものである。

【００４３】（アクリル樹脂溶液の調製）反応容器にシ
クロヘキサノン４５０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、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、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。

【００４４】［実施例１］ＤＰＰ系顔料（チバスペシャ
ルティケミカルズ社製「イルガジンＤＰＰＲＥＤＢ
Ｏ」、C.I. Pigment Red２５４）１０６．４部、ＤＰＰ
系顔料（チバスペシャルティケミカルズ社製「クロモフ
タールＤＰＰオレンジＴＲ」、C.I. Pigment Orang
e７１）４５．６部、ＤＰＰ系色素誘導体（ｅ）８部、
塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコー
ル１９０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作
所社製）に仕込み、６０℃で１０時間混練した。つぎに
この混合物を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、濾過、水洗をくりかえして塩化ナトリウ
ムおよび溶剤を除いた後、８０℃で１昼夜乾燥し、１５
６．８部のカラーフィルタ用顔料を得た。

【００４５】得られた顔料を含む下記の組成の混合物を
均一に撹拌混合し、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ＤＰＰ系顔料分散体を作製した。顔料９．５部ＤＰＰ系色素誘導体（ｅ）０．５部アクリル樹脂溶液５０．０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４０．０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、アルカリ現像型
赤色レジスト材を作製した。ＤＰＰ系顔料分散体６０．０部アクリル樹脂溶液１１．０部トリメチロールプロパントリアクリレート４．２部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）１．２部増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）０．４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２３．２部

【００４６】得られたレジスト材を、１００ｍｍ×１０
０ｍｍ、１．１ｍｍ厚のガラス基板上に、スピンコータ
ーを用いて５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１５００ｒ
ｐｍ、２０００ｒｐｍの回転数で塗布し、膜厚が異なる
４種の塗布基板を得た。次に、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
線露光を行った。露光後２３０℃で１時間加熱して放冷
し、ガラス基板上に赤色塗膜を形成した。

【００４７】［実施例２］ＤＰＰ系顔料「クロモフター
ルＤＰＰオレンジＴＲ」をＤＰＰ系顔料（チバスペ
シャルティケミカルズ社製「イルガジンＤＰＰスカーレ
ットＥＫ」に代えた以外は、実施例１と同様にしてカラ
ーフィルタ用顔料を得た。得られた顔料を用いて、実施
例１と同様にしてアルカリ現像型赤色レジスト材を作製
し、ガラス基板上に赤色塗膜を形成した。

【００４８】［実施例３］２種のＤＰＰ系顔料を１種の
ＤＰＰ系顔料「イルガジンＤＰＰＲＥＤＢＯ」１５
２部に代えた以外は、実施例１と同様にして微細化した
C.I. Pigment Red２５４顔料（以下、微細化ＰＲ２５４
顔料という。）を得た。また、２種のＤＰＰ系顔料を１
種のＤＰＰ系顔料「クロモフタールＤＰＰオレンジＴ
Ｒ」１５２部に代えた以外は、実施例１と同様にして微
細化したC.I.Pigment Orange７１顔料（以下、微細化Ｐ
Ｏ７１顔料という。）を得た。得られた顔料を含む下記
の組成の混合物を均一に撹拌混合し、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、５μ
ｍのフィルタで濾過しＤＰＰ系顔料分散体を作製した。
ついで、これを用いて実施例１と同様にしてアルカリ現
像型赤色レジスト材を作製し、ガラス基板上に赤色塗膜
を形成した。微細化ＰＲ２５４顔料６．６５部微細化ＰＯ７１顔料２．８５部ＤＰＰ系色素誘導体（ｅ）０．５部アクリル樹脂溶液５０．０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４０．０部

【００４９】［実施例４］２種のＤＰＰ系顔料を１種の
アントラキノン系顔料（チバスペシャルティケミカルズ
社製「クロモフタールレッドＡ２Ｂ」、C.I. Pigment R
ed 177）１５２部に代えた以外は、実施例１と同様にし
て微細化したC.I. Pigment Red 177顔料（以下、微細化
ＰＲ１７７顔料という。）を得た。得られた顔料を含む
下記の組成の混合物を均一に撹拌混合し、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顔料分散体を作製した。つい
で、これを用いて実施例１と同様にしてアルカリ現像型
赤色レジスト材を作製し、ガラス基板上に赤色塗膜を形
成した。微細化ＰＲ２５４顔料９．０３部微細化ＰＲ１７７顔料０．４７部ＤＰＰ系色素誘導体（ｅ）０．２５部キナクリドン系色素誘導体（ｆ）０．２５部アクリル樹脂溶液５０．０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４０．０部

【００５０】［比較例１］２種のＤＰＰ系顔料を１種の
イソインドリン系黄色顔料（ＢＡＳＦ社製「パリオトー
ルエローＤ１８１９」、C.I. Pigment Yellow１３９）
１５２部に代えた以外は、実施例１と同様にして微細化
したC.I. Pigment Yellow１３９顔料（以下、微細化Ｐ
Ｙ１３９顔料という。）を得た。下記の組成の混合物を
均一に撹拌混合し、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
過し顔料分散体を作製した。ついで、これを用いて実施
例１と同様にしてアルカリ現像型赤色レジスト材を作製
し、ガラス基板上に赤色塗膜を形成した。微細化ＰＲ２５４顔料７．６０部微細化ＰＹ１３９顔料１．９０部ＤＰＰ系色素誘導体（ｅ）０．３５部キナクリドン系色素誘導体（ｆ）０．１５部アクリル樹脂溶液５０．０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４０．０部

【００５１】顕微分光光度計（オリンパス光学社製「Ｏ
ＳＰ−ＳＰ１００」）を用いて、得られた赤色塗膜のＣ
光源での色度（Ｙ，ｘ，ｙ）を測定した。４組の色度・
分光測定結果からｘ＝０．６００のときの色度を算出し
た。また、分光測定結果から、吸光度比（Ａ５７０／Ａ
５９５）を算出した。結果を表２に示す。

【００５２】

【表２】実施例で形成された、５７０ｎｍと５９５ｎｍの吸光度
比が２０以上と大きい赤色塗膜は、比較例で形成された
吸光度比が２０未満の赤色塗膜と比較して、いずれも明
度（Ｙ値）が高くなっている。

【００５３】次に、赤色フィルタセグメント、青色フィ
ルタセグメント、および緑色フィルタセグメントを具備
するカラーフィルタを作製するために、青色、緑色レジ
スト材を以下の方法で作製した。

【００５４】（青色レジスト材）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１０．０部（ＢＡＳＦ製「ヘリオゲンブルー L-6700F」、C.I. Pigment Blue15：6）分散剤（ゼネカ社製「ソルスパーズ２００００」）２．０部アクリル樹脂溶液４０．０部シクロヘキサノン４８．０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、アルカリ現像型
青色レジスト材を得た。銅フタロシアニン分散体６０．０部アクリル樹脂溶液１１．０部トリメチロールプロパントリアクリレート４．２部（新中村化学社製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）光開始剤（チバガイギー社製「イルガキュアー９０７」）１．２部増感剤（保土ヶ谷化学社製「ＥＡＢ−Ｆ」）０．４部シクロヘキサノン２３．２部

【００５５】（緑色レジスト材）ε型銅フタロシアニン
顔料１０．０部を銅フタロシアニン系緑色顔料（東洋イ
ンキ製造社製「リオノールグリーン6YK」、C.I. Pigmen
t Green 36）７．６部およびイソインドリン系黄色顔料
（ＢＡＳＦ社製「パリオトールエローＤ１８１９」、C.
I. Pigment Yellow 139）１．４部に代えた以外は、青
色レジスト材と同様にしてアルカリ現像型緑色レジスト
材を得た。

【００５６】ガラス基板に、スピンコートにより、実施
例１で得られた赤色レジスト材を表２に示す色度の膜厚
となるように塗布した。乾燥後、露光機にてストライプ
状のパターン露光をし、アルカリ現像液にて９０秒間現
像して、ストライプ形状の赤色フィルタセグメントを形
成した。なお、アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウ
ム１．５重量％炭酸水素ナトリウム０．５重量％陰イ
オン系界面活性剤(花王社製「ペリレックスNBL」)８．
０重量％および水９０重量％からなるものを用いた。

【００５７】次に、赤色レジスト材と同様にして、緑色
レジスト材を表３に示す色度の膜厚となるように塗布し
た。乾燥後、露光機にて赤色フィルタセグメントと隣接
したストライプ状のパターン露光をし、ストライプ形状
の緑色フィルタセグメントを形成した。さらに、赤色レ
ジスト材と同様にして、青色レジスト材を表３に示す下
記の色度の膜厚となるように塗布し、赤色、緑色のフィ
ルタセグメントと隣接したストライプ形状の青色フィル
タセグメントを形成した。各色のフィルタセグメントの
形状は良好であり、解像度も良好であった。最後に、得
られたカラーフィルタをオーブン中で２３０℃にて３０
分加熱して残存する重合可能な官能基を完全に反応さ
せ、透明基板上に赤色、緑色、青色の3色のストライプ
形状のフィルタセグメントを具備するカラーフィルタが
得られた。実施例１で得られた赤色レジスト材を実施例
２〜４で得られた赤色レジスト材に代えた以外は同様に
して、透明基板上に赤色、緑色、青色の3色のストライ
プ形状のフィルタセグメントを具備するカラーフィルタ
を作製した。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【発明の効果】本発明により、高透過率と高色純度とが
両立し優れた赤色フィルタセグメントを具備するカラー
フィルタが得られるようになった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H025 AA00 AB13 AD01 BC13 BC42 CA00 CB13 CB14 CC11 2H048 BA02 BA45 BA48 BA57 BA58 BA62 BB03 BB14 BB15 BB42 BB46 CA04 CA14 CA19 CA23 CA29 2H091 FA02Y FB02 FB03 FB04 FB12 FC10 FC12 FC22 FC23 FD04 GA01 LA15 LA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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し、該
少なくとも１つの赤色フィルタセグメントの、波長が５
７０ｎｍの光に対する吸光度（Ａ５７０）と波長が５９
５ｎｍの吸光度（Ａ５９５）との比（Ａ５７０／Ａ５９
５）が２０以上であることを特徴とするカラーフィル
タ。
【請求項２】少なくとも１つの赤色フィルタセグメント
が、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物からな
る着色料担体と、該着色料担体に分散されたジケトピロ
ロピロール系顔料を含む赤色着色組成物から形成される
ことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】ジケトピロロピロール系顔料が、分光透過
率における最低透過率と最高透過率の中間透過率の波長
が５７５ｎｍ以上の赤味のジケトピロロピロール系顔料
（Ａ）、分光透過率における最低透過率と最高透過率の
中間透過率の波長が５７５ｎｍ未満の黄味のジケトピロ
ロピロール系顔料（Ｂ）、色素誘導体（Ｃ）、水溶性無
機塩（Ｄ）、および水溶性無機塩（Ｄ）を実質的に溶解
しない水溶性有機溶剤（Ｅ）を含む混合物を混練した
後、水溶性無機塩（Ｄ）と水溶性有機溶剤（Ｅ）を除去
してなる顔料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。
【請求項４】赤味のジケトピロロピロール系顔料（Ａ）
がC.I. Pigment Red２５４であり、黄味のジケトピロロ
ピロール顔料（Ｂ）がC.I. Pigment Orange７１または
C.I. Pigment Red２５５であることを特徴とする請求項
３記載のカラーフィルタ。
【請求項５】色素誘導体（Ｃ）が、キナクリドン誘導体
および／またはジケトピロロピロール誘導体であること
を特徴とする請求項３または４記載のカラーフィルタ。