JP5593632B2 - カラーフィルタ用青色着色組成物、カラーフィルタおよびカラー表示装置 - Google Patents
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Description
またカラーフィルタ画素として、キサンテン染料を用いることも提案されており、さらにアシッドローダミン(C.I.アシッド レッド 52)とポリイミド系樹脂や感
光性アクリル樹脂とともに用いることで耐熱性に優れるカラーフィルタが得られることが知られている。(例えば特許文献4参照)
〔本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物の第一の形態(カラーフィルタ用青色着色剤ペーストあるいは青色着色インキ形態)〕
本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物の第一の形態は、着色剤と、透明樹脂と、溶剤とを含む着色剤分散体からなるカラーフィルタ用青色着色組成物であって、該着色剤が少なくとも銅フタロシアニンブルー顔料と、キサンテン系染料とからなるカラーフィルタ用青色着色組成物である。この第一の形態の青色着色組成物は、後で説明する本発明の第三の形態カラーフィルタ用青色着色組成物(着色レジスト)やカラーフィルタ形成用青色着色組成物(着色インキ組成物)の着色剤成分(着色剤ペースト)として用いることができるし、また粘度、使用材料、製造方法の選択により、これ自身をカラーフィルタの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(着色インキ組成物)として使用することもできる。以下、本発明の第一の形態のカラーフィルタ用青色着色組成物に用いられる着色剤、透明樹脂、溶剤、必要に応じ用いられる分散性向上剤、分散助剤などのその他の成分について順次説明する。
青色着色組成物の着色剤としては、少なくとも銅フタロシアニンブルー顔料とキサンテン系染料が用いられる。先ず、銅フタロシアニンブルー顔料としては、例えば下記一般式(1)で示される、C.I.ピグメント ブルー 15、C.I.ピグメント ブルー 15:1、C.I.ピグメント ブルー 15:2、C.I.ピグメント
ブルー 15:3、C.I.ピグメント ブルー 15:4、C.I.ピグメント ブルー 15:6、等の顔料が挙げられ、中でも、ε型、α型の構造を有する銅フタロシアニンブルー顔料が好ましい。このような好ましい顔料は、具体的にはC.I.ピグメント
ブルー 15:6およびC.I.ピグメント ブルー 15:1である。
イ)キサンテン系染料の塩基性染料
ロ)キサンテン系染料の油溶性染料
ハ)キサンテン系塩基性染料と有機スルホン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸との造塩化合物
ニ)キサンテン系染料の酸性染料
ホ)キサンテン系酸性染料と第四級アンモニウムとの造塩化合物
これらの形態としては、中でもローダミン系染料の塩基性染料、ローダミン系塩基性染料と有機スルホン酸、芳香族ヒドロキシカルボン酸との造塩化合物を用いることが好ましい。
有機スルホン酸としては、ナフタレン類のスルホン化物、ナフトール類のスルホン化物などを用いることができる。
一例をあげると、キサンテン系塩基性染料(好ましくはローダミン系塩基性染料)を水に溶解した後、ナフタレン類のスルホン化物及び/またはナフトール類のスルホン化物を添加、攪拌しながら造塩化処理を行なえばよい。ここでキサンテン系塩基性染料中のアミノ基(−NHC2H5)の部分とナフタレン類のスルホン化物及び/またはナフトール類のスルホン化物のスルホン酸基(−SO3H)の部分が結合した造塩化合物が得られる。
ここでナフタレン類のスルホン化物及び/またはナフトール類のスルホン化物は造塩処理を行う前に、水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液に溶解させ、スルホン酸ナトリウムの形態(−SO3Na)として用いることもできる。また本発明においては、スルホン酸基(−SO3H)とスルホン酸ナトリウムである官能基(−SO3Na)も同義である。
ナフタレン類のスルホン化物にはスルホン酸基が1個結合したナフタレンモノスルホン酸、2個結合したナフタレンジスルホン酸、3個結合したナフタレントリスルホン酸がある。
具体的には、1−ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸、1,3−ナフタレンジスルホン酸、1,5−ナフタレンジスルホン酸、1,6−ナフタレンジスルホン酸、1,7−ナフタレンジスルホン酸、2,6−ナフタレンジスルホン酸、2,7−ナフタレンジスルホン酸、1,3,5−ナフタレントリスルホン酸、1,3,6−ナフタレントリスルホン酸、1,3,7−ナフタレントリスルホン酸などである。
また、ナフタレン類のスルホン化物は、前記述べたナフタレンスルホン酸に加え、ナフチルアミンスルホン酸も含む。そして、スルホン酸基が1個結合したナフチルアミンモノスルホン酸、2個結合したナフチルアミンジスルホン酸、3個結合したナフチルアミントリスルホン酸がある。
具体的には、1,4−ナフチルアミンスルホン酸(ナフチオン酸)、1,5−ナフチルアミンスルホン酸(ローレンツ酸)、1,6−ナフチルアミンスルホン酸(6−クレーブ酸)、1,7−ナフチルアミンスルホン酸(7−クレーブ酸)、1,8−ナフチルアミンスルホン酸(ペリ酸)、2,1−ナフチルアミンスルホン酸(トビアス酸)、2,5−ナフチルアミンスルホン酸、2,6−ナフチルアミンスルホン酸(ブレンナー酸)、1,3,6−ナフチルアミンジスルホン酸(フロイント酸)、1,3,7−ナフチルアミンジスルホン酸、2,3,6−ナフチルアミンジスルホン酸(アミノR酸)、2,4,6−ナフチルアミンジスルホン酸(C酸)、2,5,7−ナフチルアミンジスルホン酸(アミノJ酸)、2,6,8−ナフチルアミンジスルホン酸(アミノG酸)、1,3,6,8−ナフチルアミントリスルホン酸(コッホ酸)などである。
さらにはローダミン6G(C.I.ベーシック レッド 1)とナフタレンジスルホン
酸とからなる造塩化合物、ローダミン6G(C.I.ベーシック レッド 1)とナフト
ールジスルホン酸とからなる造塩化合物は好ましい染料である。
一例をあげると、キサンテン系染料を水に溶解した後、ナフタレン類のスルホン化物及び/またはナフトール類のスルホン化物を添加、攪拌しながら造塩化処理を行なえばよい。 ここでキサンテン系染料中のアミノ基(−NHC2H5)の部分とナフタレン類のスルホン化物及び/またはナフトール類のスルホン化物のスルホン酸基(−SO3H)の部分が結合した造塩化合物が得られる。
ここでナフタレン類のスルホン化物及び/またはナフトール類のスルホン化物は造塩処理を行う前に、水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液に溶解させ、スルホン酸ナトリウムの形態(−SO3Na)として用いることもできる。また本発明においては、スルホン酸基(−SO3H)とスルホン酸ナトリウムである官能基(−SO3Na)も同義である。
一例をあげると、キサンテン系酸性染料を水に溶解した後、第四級アンモニウム化合物を添加、攪拌しながら造塩化処理を行なえばよい。ここでキサンテン系酸性染料中のスルホン酸基(−SO3H)の部分と第四級アンモニウム化合物のアンモニウム基(NH4+)の部分が結合した造塩化合物が得られる。
第四級アンモニウム化合物としては、トリエチルベンジルクロライドなどを用いることが好ましい。
さらにはアシッドローダミンB(C.I.アシッド レッド 52)とトリエチルベンジルクロライドとからなる造塩化合物、エオシンG(C.I.アシッド レッド 87)とトリエチルベンジルクロライドとからなる造塩化合物は好ましい造塩染料である。
本発明の青色着色組成物に用いる透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であることが好ましい。透明樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および光硬化性樹脂のいずれであってもよく、着色剤の全重量を基準として、30〜500重量%の量で用いることができる。30重量%未満では、成膜性および諸耐性が不十分となり、500重量%より多いと着色剤濃度が低く、色特性を発現できない。
本発明の第一の形態の着色組成物には、着色剤を充分に着色剤担体中に分散させるため、またガラス基板等の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際、塗膜形成を容易にするために、溶剤が含有される。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物においては、銅フタロシアニン顔料の分散性を改善する目的で色素誘導体を用いることが可能である。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、および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。色素誘導体を用いる場合、その配合量は、着色剤全量を基準として、好ましくは0.001〜40重量%、分散性の観点から、更に好ましくは0.1〜30重量%、耐熱性および耐光性の観点から、最も好ましくは0.5〜25重量%である。着色剤全量に対し色素性誘導体の配合量が、0.001重量%未満であると分散性が悪くなる場合があり、40重量%を超えると耐熱性、耐光性が悪くなる場合がある。
中でもキサンテン系染料の造塩化合物は、顔料の分散性を高める効果を有する上に、耐熱性、耐光性に優れる点で好ましい材料である。
顔料とキサンテン系染料とを着色剤担体中に分散する際には、適宜、樹脂型顔料分散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剤担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、分光透過率の高いカラーフィルタが得られる。
本発明の着色組成物には、透明基板上での組成物のレベリング性をよくするため、レベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤としては、主鎖にポリエーテル構造又はポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333などが挙げられる。主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370などが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとは、併用することもできる。レベリング剤の含有量は通常、着色組成物の全重量を基準(100重量%)に対して0.003〜0.5重量%用いることが好ましい。
レベリング剤に補助的に加えるアニオン性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が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤などを含んでいてもよい。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。前記硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂全量に対し、0.01〜15重量%が好ましい。
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。
本発明の第一の形態による着色組成物は、着色剤、透明樹脂、溶剤、必要に応じて色素誘導体や分散助剤などのその他の成分を、湿式粉砕機により処理することにより得られる。本発明において用いられる湿式粉砕機としては、アトライター、サンドミル、ダイノーミル、ボールミル、スーパーアペックスミル、スパイクミル、コボールミル、ダイヤモンドファインミル、DCPミル、OBミル等のメジア型湿式粉砕機、あるいはホモジナイザー、マイコロイダー、トリゴナル、スラッシャー、コロイドミル、キャビトロン、ゴラトール、ジーナス、クレアミックス等のメジアレス型湿式粉砕機が挙げられる。分散方法は循環およびパス分散のいずれでもよい。さらに、本発明の第一の形態による着色組成物は、別々に微細に分散した複数の着色剤を混合して製造することもできる。
本発明の第一の形態による着色組成物は、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。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。なお、ここでの粒子径は、SEMにより測定した粒子径を意味する。
本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物の第二の形態は、着色剤と熱可塑性樹脂とを含むチップの形態とされた着色組成物であり、該着色剤は少なくとも銅フタロシアニンブルー顔料と、キサンテン系染料とからなるカラーフィルタ用青色着色組成物を含むものである。
本発明の第二の形態による着色組成物は、着色剤および熱可塑性樹脂、必要に応じて色素誘導体や分散助剤などのその他の成分を、ヘンシェルミキサー、クーラーミキサー、ナウターミキサー、ドラムミキサー、タンブラー等を用い混合した後に、バンバリーミキサー、コニーダー、二本ロールミル、一軸押出機、二軸押出機等により加熱、混練し、冷却後粉砕することにより製造される。こうして製造された着色剤チップは、必要に応じ、ハンマーミル、ターボクラッシャー、エアージェットミルなどの各種粉砕装置を用い微細化され、第一の形態の着色剤ペーストや青色フィルタセグメント形成用青色着色組成物(インキ形態)のための着色剤として使用することができる。
本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物の第三の形態は、着色剤と、透明樹脂と、溶剤と、モノマーおよび/または重合開始剤とを含む着色組成物であって、該着色剤が少なくとも銅フタロシアニンブルー顔料と、キサンテン系染料とからなるカラーフィルタ用青色着色組成物であり、本発明の第一の形態である着色組成物の、それ自身がカラーフィルタの青色フィルタセグメントを形成するために用いられる青色着色組成物に、さらにモノマーおよび/または重合開始剤が必須の成分として含まれるものである。したがって、第三の形態のカラーフィルタ用青色着色組成物における、モノマーおよび/または重合開始剤以外の成分、更には必要に応じこれとともに用いられる増感剤を除き、使用される組成物成分は、基本的には第一の形態の、それ自身がカラーフィルタの青色フィルタセグメントを形成するために用いられる青色着色組成物で用いられる成分と特に異なるものではない。このため、以下では、第一の形態では任意成分であるモノマーと重合開始剤、更にはこれらとともに用いられる増感剤について説明を行う。なお、第三の形態のカラーフィルタ用青色着色組成物が、第一の形態のカラーフィルタ用青色着色組成物(着色剤ペースト)を着色剤成分として用いて形成される場合には、第一の形態のカラーフィルタ用青色着色組成物(着色剤ペースト)と、モノマー、重合開始剤、さらに必要に応じ透明樹脂、溶剤、レベリング剤、貯蔵安定剤、シランカップリング剤など第一の形態で詳述したその他の成分から形成されることが好ましい。本発明の重合開始剤には、光重合開始剤と熱重合開始剤が含まれる。
本発明のモノマーには、紫外線や熱など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。モノマーの配合量は、着色剤の全量を基準として、5〜400重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜300重量%であることがより好ましい。
本発明の第三の形態におけるカラーフィルタ用着色組成物には、該組成物を紫外線などの照射により硬化させ、フォトリソグラフ法によりフィルタセグメントを形成するために、光重合開始剤が必要に応じ添加される。なお、第一形態で透明樹脂として光硬化性樹脂が用いられる場合にも光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤を使用する際の配合量は、着色剤の全量を基準として、5〜200重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜150重量%であることがより好ましい。
また、必要に応じ、上記光重合開始剤とともに増感剤が用いられてもよい。増感剤としては、上記重合開始剤の増感剤として従来から知られている任意のものを用いることができる。具体的には、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が挙げられるが、これに限定されるものではない。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を基準として、3〜60重量%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%であることがより好ましい。
透明樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合は、必要に応じて熱重合開始剤が含まれてもよい。熱重合開始剤としては、例えばベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシドベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルアセテート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、tert−ブチルペルベンゾエート、tert−ブチルペルフェニルアセテート、tert−ブチルペルイソブチレート、tert−ブチルペル−sec−オクトエート、tert−ブチルペルピバレート、クミルペルピバレートおよびtert−ブチルペルジエチルアセテート、その他アゾ化合物、例えばアゾビスイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチレートが挙げられる。
本発明の第三の形態による着色組成物は、着色剤、透明樹脂、溶剤、必要に応じて色素誘導体を三本ロールミル、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作製し、モノマーおよび/または重合開始剤と必要に応じて上述したその他の成分を公知の手段で添加・混合することにより得られる。また、本発明の第三の形態による着色組成物では、前記したように第一の形態の青色着色組成物(着色剤ペースト)が着色剤として用いられてもよく、またこのような方法が好ましい態様である。また、数種類の着色剤を別々に微細に分散して着色剤分散体を作製し、これを混合し、さらにモノマーおよび/または重合開始剤と必要に応じて上述したその他の成分を公知の手段で添加・混合して製造することもできる。
本発明の第三の形態による着色組成物は、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。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。なお、ここでの粒子径は、SEMにより測定した粒子径を意味する。
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備えたカラーフィルタにおいて、前記青色フィルタセグメントが、着色剤として、少なくとも、銅フタロシアニンブルー顔料とキサンテン系染料とを含むことを特徴とするものである。
本発明のカラーフィルタの青色フィルタセグメントは、上記のとおり着色剤として、少なくとも、銅フタロシアニンブルー顔料とキサンテン系染料とを含有することを特徴とするものである。このような青色フィルタセグメントは、上記した本発明のカラーフィルタ用青色着色組成物を用いて形成することができる。形成方法としては、青色着色組成物の組成に応じ、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフ法など、従来カラーフィルタセグメントを形成する方法として公知あるいは周知の方法のいずれかの方法が採用されればよい。
本発明の着色剤として用いられる銅フタロシアニンブルー顔料は、透過スペクトルにおいて450nmの領域で透過率が80%以上であり、500nmの領域で透過率が70%以上、550〜600nmの領域で透過率が30%以下であるものが好ましい。
本発明のカラーフィルタの緑色フィルタセグメントには、着色剤として、緑色顔料が含まれる。緑色顔料としは、例えばC.I.ピグメント グリーン 7、10、36、37、58等が挙げられる。
36および/またはC.I.ピグメント グリーン 58と、C.I.ピグメント イエロー 185を含むことが好ましい。緑色フィルタセグメントにおいて、これら顔料の組み合わせが好ましい理由としては、それぞれの顔料の持つ高い着色力が広い色表示領域発現に効果的であることが挙げられる。またOLED光源の特徴として、525〜550nm付近のもっとも等色関数Yの感度が高いところにおいて光源輝線が弱いことが挙げられる。そのため、かなり黄味の強い透過領域の広い緑色フィルタセグメントであることが求められる。このため、着色力の強い顔料同士を組み合わせる必要があり、C.I.ピグメント イエロー 185を用いることが好ましい。さらに緑色顔料においても上記と同様な理由から、C.I.ピグメント グリーン 36および/またはC.I.ピグメント
グリーン 58を用いることが好ましい。またこれらの顔料を用いることで緑色フィルタセグメントの透過領域が長波長側にシフトするため、高い明度を得ることが可能となる。
本発明のカラーフィルタの赤色フィルタセグメントには、着色剤として、赤色顔料が含まれる。赤色顔料としては、例えばC.I.ピグメント レッド 7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、122、146、168、177、178、184、185、187、200、202、208、210、242、246、254、255、264、270、272、279等の赤色顔料が挙げられる。
177が30〜50重量%、黄色顔料が0〜25重量%である。C.I.ピグメント レッド 254の含有量が30重量%未満の場合には、充分な明度を得ることができず、75重量%を超える場合には、色再現領域が狭くなってしまう。また、C.I.ピグメント レッド 177の含有量が20重量%未満の場合にも、色再現領域が狭くなってしまい、60重量%を超える場合には、充分な明度を得ることができなくなる。また、黄色顔料の含有量が30重量%を超える場合には、色相が黄味にシフトし過ぎるため、色再現性が悪くなる。
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は、例えば、スピンコート方式あるい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、基板上に形成することができる。このとき、モノマー、光重合開始剤などを含む着色組成物を用い、フォトリソグラフィー技術を用いて各セグメントを形成することができる。また、各セグメントを印刷方式により形成することも可能である。このときの印刷方式としては、従来の周知の印刷方式、あるいはインクジェット法などによることができる。
次に本発明に用いられる有機EL素子について説明する。
有機EL素子としては、光源に波長400nm〜700nmの範囲内で1つ以上の極大値を有する発光特性を有し、少なくとも波長430nm〜485nmの範囲に発光強度の極大値を有することが好ましい。さらに波長530nm〜650nmの範囲に、発光強度の極大値またはショルダーを有していることが好ましい。
波長430nm〜485nmの範囲は、前記カラーフィルタを具備する有機EL表示装置が色再現性のよい青色を表示する際に好ましいものである。より好ましくは430nm〜475nmの範囲である。
機絶縁体の超薄膜も有効である。また、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン(略:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミン(略:MTDATA)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略:TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(略:α−NTPD)、4,4’−ビス[N−(4−(N,N−ジ−m−トリル)アミノ)フェニル−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略:DNTPD)などの芳香族アミン系化合物も用いることができる。さらに、それら芳香族アミン系化合物に対してアクセプタ性を示す物質を芳香族アミン系化合物に添加してもよく、具体的にはVOPcにアクセプタである2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(略:F4−TCNQ)を添加したものや、α−NPDにアクセプタであるMoOxを添加したものを用いてもよい。
ム(略:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略:BAlq)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾ
チアゾラト]亜鉛(略:Zn(BTZ)2)などの金属錯体が挙げられる。さらに、金属
錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略:OXD−7)などのオキサジアゾール誘導体、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略:p−EtTA Z)などのトリアゾール誘導体、2,2’,2”−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス[1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール](略:TPBI)のようなイミダゾール誘導体、バソフェナントロリン(略:BPhen)、バソキュプロイン(略:BCP)などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。
Z、p−EtTAZ、TPBI、BPhen、BCPなどの電子輸送材料を用いることができる。その他に、LiF、CsFなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、CaF2のよう
なアルカリ土類ハロゲン化物、Li2Oなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の超薄
膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート(略:Li(acac))や8−キノリノラト−リチウム(略:Liq)などのアルカリ金属錯体も有効である。また、これら電子注入材料に対してドナー性を示す物質を電子注入材料に添加してもよく、ドナーとしてはアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属などを用いることができる。具体的にはBCPにドナーであるリチウムを添加したものや、Alq3にドナーであるリ
チウムを添加したものを用いることができる。
2−メチル−8−キノリノラト)クロロガリウム(略:Ga(mq)2Cl)などの金属
錯体からも得ることができる。また、ポリ(p−フェニレンビニレン)等のポリマーを用いてもよい。
ナト)アセチルアセトナトイリジウム(略:Ir(pq)(acac))などをゲスト材料として用いることによって得られる。ビス(8−キノキリノラト)亜鉛(略:Znq2)やビス[2−シンナモイル−8−キノリノラト]亜鉛(略:Znsq2)などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレン)等のポリマーを用いてもよい。
極物質を、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることができる。この陽極は、上記発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が10%より大きくなるような特性を有していることが望ましい。また、陽極のシ−ト抵抗は、数百Ω/cm2以下としてあるものが好ましい。さらに、陽極の膜厚は、材料にもよるが
通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲で選択される。
は50〜200Nmである。
(アクリル樹脂溶液の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン70.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりn−ブチルメタクリレート13.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸4.3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(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、重量平均分子量26000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%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)を添加してアクリル樹脂溶液を調製した。
ここで、アクリル樹脂の重合平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
(1)下記の手順でカラーフィルタ用青色着色組成物(レジスト)に使用する着色剤分散体を調整した。
(青色着色剤分散体1:本発明の第一の形態による着色組成物)
青色顔料(東洋インキ製造社製 Lionol Blue ES C.I.ピグメント
ブルー 15:6)11.0部、アクリル樹脂溶液40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(PGMAC)48.0部、樹脂型分散剤(EFKA4300)1.0部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、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250 MKII」)で5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し青色着色剤分散体1を作製した。
表4に示す着色剤を用いることを除き、上記青色着色剤分散体1の調整と同様にして、青色着色組成物(レジスト)に用いる青色着色剤分散体2〜3、赤色着色剤分散体1〜6、紫色着色剤分散体1を作製した。
(赤色着色剤分散体7〜8、黄色着色剤分散体1)
表5に示す顔料を用いることを除き、上記青色着色剤分散体1の調整と同様にして、赤色着色組成物(レジスト)に用いる赤色着色剤分散体7〜8および黄色着色剤分散体1を作製した。
(緑色着色剤分散体1、黄色着色剤分散体2)
表6に示す顔料を用いて緑色着色組成物(レジスト)に用いる緑色着色剤分散体1および黄色着色剤分散体2を作製した。
(1)下記の手順でカラーフィルタ用青色着色組成物(着色レジスト)(以下、「青色レジスト」ということがある。)を調整した。
(青色レジスト1:本発明の第三の形態による着色組成物)
青色着色組成物(着色レジスト)を基板に塗布した際に、x=0.150、y=0.060になるような配合比に、青色着色剤分散体1と赤色着色剤分散体1を混合した後に、着色剤分散体60.0部、光重合開始剤(チバジャパン社製「イルガキュア907」)1.2部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびヘキサアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM400」)4.2部、増感剤(保土ヶ谷化学株式会社製「EAB−F」)0.4部、アクリル樹脂溶液11.0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(PGMAC)23.2部が均一になるように攪拌混合し1.0μmのフィルタで濾過して、青色レジスト1を作製した。
表7に示す着色剤分散体の組み合わせとすることを除き、青色レジスト1と同様にして、青色レジスト2〜9を作製した。
(赤色レジスト)
赤色着色組成物(着色レジスト)を基板に塗布した際に、x=0.640、y=0.330になるような配合比に、赤色分散体7と赤色着色剤分散体8と黄色着色剤分散体1を混合した後に、着色剤分散体60.0部、光重合開始剤(チバジャパン社製「イルガキュア907」)1.2部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびヘキサアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM400」)4.2部、増感剤(保土ヶ谷化学株式会社製「EAB−F」)0.4部、アクリル樹脂溶液11.0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(PGMAC)23.2部が均一になるように攪拌混合し、1.0μmのフィルタで濾過して、赤色レジストを作製した。
(緑色レジスト)
緑色着色組成物(着色レジスト)を基板に塗布した際に、x=0.300、y=0.600になるような配合比に、緑色着色剤分散体1と黄色着色剤分散体2を混合した後に、着色剤分散体60.0部、光重合開始剤(チバジャパン社製「イルガキュア907」)1.2部、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびヘキサアクリレート(東亞合成社製「アロニックスM400」)4.2部、増感剤(保土ヶ谷化学株式会社製「EAB−F」)0.4部、アクリル樹脂溶液11.0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(PGMAC)23.2部が均一になるように攪拌混合し1.0μmのフィルタで濾過して、緑色レジストを作製した。
洗浄したITO電極付きガラス板を酸素プラズマで約1分間処理した後、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を真空蒸着して、膜厚150nmの正孔注入層を得た。この正孔注入層の上に、表3の化合物(R−1)と(R−3)とを100:0.5の組成比で共蒸着して、膜厚10nmの第1発光層を作成し、さらに表1の化合物(B−1)と化合物(B−4)とを100:2の組成比で共蒸着して膜厚20nmの第2発光層を形成した。この発光層の上に、さらに、下記化合物(A)を真空蒸着して膜厚35nmの電子注入層を作成し、その上に、まずフッ化リチウムを1nm、次いでアルミニウムを200nm蒸着して電極を形成して、有機EL素子を得た。
有機EL光源1と同様に処理したITO電極付きガラス板に、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を真空蒸着して、膜厚50nmの正孔注入層を得た。この正孔注入層の上に、表3の化合物(R−2)と化合物(R−3)を100:1の組成比で真空蒸着して、膜厚20nmの第1発光層を作成し、さらに、表1の化合物(B−2)と化合物(B−4)とを100:2の組成比で共蒸着して膜厚40nmの第2発光層を形成した。この発光層の上に、さらに、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体を真空蒸着して膜厚30nmの第3発光層を作成し、その上に、トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体とフッ化リチウムを100:1の組成比で共蒸着して膜厚30nmの電子注入層を形成し最後に、MgAgを200nm蒸着して電極を形成して有機EL素子を得た。
上記で得られた赤色レジストを、100mm×100mm、0.7mm厚のガラス基板にスピンコーターを用いてx=0.640、y=0.330になるような膜厚に塗布した。乾燥後、露光機にて積算光量150mJで、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、アルカリ現像液は、炭酸ナトリウム0.15重量%、炭酸水素ナトリウム0.05重量%、陰イオン系界面活性剤(花王社製「ペリレックスNBL」)0.1重量%および水99.7重量%からなる。塗布基板を加熱、放冷後、赤色レジストと同様にして、緑色レジストをx=0.300、y=0.600になるような膜厚に塗布した。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、アルカリ現像液にて90秒間現像して、ストライプ形状の緑色フィルタセグメントを形成した。
青色レジスト1に替えて、青色レジスト2〜9を用いること、あるいは青色レジストと有機EL光源の組み合わせを表8に記載の組み合わせとすることを除き、実施例1と同様にして、実施例2〜9および比較例1〜2のカラー表示装置を作製した。実施例1と同様にして、青色フィルタセグメント部分の明度を顕微分光光度計で測定した。結果を表8に示す。
Claims (6)
- 銅フタロシアニンブルー顔料とキサンテン系染料とを含んでなるカラーフィルタ用青色着色組成物であって、
キサンテン系染料が、キサンテン系染料の塩基性染料、キサンテン系染料の油溶性染料、キサンテン系塩基性染料と有機スルホン酸もしくは芳香族ヒドロキシカルボン酸との造塩化合物、およびキサンテン系酸性染料と第四級アンモニウムとの造塩化合物からなる群より選ばれるいずれかであり、
キサンテン系染料が、ローダミン染料またはエオシン染料であることを特徴とするカラーフィルタ用青色着色組成物。 - 銅フタロシアニンブルー顔料が、ε型、またはα型の構造を有する銅フタロシアニンブルー顔料であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ用青色着色組成物。
- さらにモノマーおよび/または重合開始剤を含むことを特徴とする請求項1または2記載のカラーフィルタ用青色着色組成物。
- 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有するカラーフィルタにおいて、前記青色フィルタセグメントの少なくとも1つが、請求項1〜3いずれか記載の青色着色組成物を含むことを特徴とするカラーフィルタ。
- 白色発光有機EL素子を光源として有する発光装置用であることを特徴とする請求項4記載のカラーフィルタ。
- 請求項5記載のカラーフィルタと、白色発光有機EL素子を光源として有する発光装置とを備えたカラー表示装置。
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