JPH08179111A - カラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は，液晶カラーディスプレー，ビデオ
カメラ等に使用される，光学的カラーフィルタの製造を
目的とする着色組成物およびこの着色組成物を用いたカ
ラーフィルタに関する。 【構成】 着色剤が有機顔料であり，かつ該有機顔料
が，水溶性の無機塩（Ａ）および（Ａ）を実質的に溶解
しない水溶性有機溶剤（Ｂ）とともに機械的に混練した
後，（Ａ）と（Ｂ）を除去してなる処理顔料であること
を特徴とするカラーフィルタ用着色組成物およびそれを
用いたカラーフィルタである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，液晶カラーディスプレ
ー，ビデオカメラ等に使用される，光学的カラーフィル
タの製造を目的とする着色組成物およびこの着色組成物
を用いたカラーフィルタに関する。さらに詳しくは，一
般的にストライプフィルタまたはマトリックスフィルタ
と称されるパターン部分を形成するためのカラーフィル
タ用着色組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは，ガラス等の透明な基
板の表面に２種以上の異なる色相の微細な帯（ストライ
プ）を平行または交差して配置したもの，あるいは微細
な画素を縦横一定の配列に配置したものからなってい
る。画素サイズは数１０〜数１００ミクロンという微細
な形状であり，しかも色相毎に所定の順序で整然と配列
される。このため，カラーフィルタの製造法について
は，従来から種々の方法が提案されている。カラーフィ
ルタは高い透明性が必要とされるため，一般に染色法と
呼ばれる，染料を用いて着色する方法が行われている。
例えば，被染色性の感光性物質をガラス等の基板に塗布
し，続いて一つのフィルタ色のパターン露光を行い，つ
いで未露光部を現像工程で洗い取り，残ったパターン部
を該フィルタ色の染料で染色するといった操作を全フィ
ルタ色について順次繰り返すことによりカラーフィルタ
を製造することができる。この方法は染料を使用するた
め透過率が高く，カラーフィルタの光学特性は非常に優
れていが，耐光性，耐熱性等に限界があり，耐性に優れ
かつ透明性の高い色材が望まれていた。

【０００３】そこで，染料のかわりに耐光性，耐熱性に
優れる有機顔料が用いられるようになったが，例えば透
明基板上にブルー，グリーン，レッドの光の３原色を配
列してなるカラーフィルタにおいては，一般に単一の顔
料だけではそれぞれカラーフィルタとしての分光スペク
トルを得るのは困難であり，顔料を２種以上用いて調整
することが必要とされる。ブルーについては一般に耐性
に優れた銅フタロシアニンブルー顔料が用いられている
が，単一の銅フタロシアニンのみでは充分なスペクトル
が得にくいため，バイオレット顔料を混合してスペクト
ルを調整している。また，グリーンについては，耐性に
優れたフタロシアニングリーンが一般に用いられている
が，ブルーと同様に単一のグリーン顔料のみでは充分な
分光特性が得られないため，通常，イエロー顔料を加え
てスペクトルを調整している。また，レッドについても
単一の顔料で４００ｎｍから６００ｎｍの広い波長域で
充分な吸収を有するものが無いため，イエロー顔料およ
び（または）オレンジ顔料を加えてスペクトルを調整し
ている。

【０００４】液晶ディスプレーは，２枚の偏光板に挟ま
れた液晶層が，１枚目の偏光板を通過した光の偏光度合
いを制御して，２枚目の偏光板を通過する光量をコント
ロールすることにより表示を行う，ツイストネマチック
（ＴＮ）型液晶を用いるタイプが主流となっている。こ
の２枚の偏光版の間にカラーフィルタを設けることによ
りカラー表示を可能にしているが，一般に有機顔料を分
散したカラーフィルタは，顔料粒子による光の散乱等に
より，液晶が制御した偏光度合いを乱してしまうという
問題がある。すなわち，光を遮断しなければならないと
き（ＯＦＦ状態）に光が漏れたり，光を透過しなければ
ならないとき（ＯＮ状態）に透過光が減衰するという現
象がある。ＯＮ状態とＯＦＦ状態のときのディスプレー
上の輝度の比をコントラスト比と呼ぶが，特に，イエロ
ーおよびオレンジの顔料がこのコントラスト比を著しく
低下させることが知られている（Ueki, et al,Proceedi
ngof the 7th Conference on Color Tehnology, pp. 89
-98(1990)）。

【０００５】本発明者らは，カラーフィルタ用着色組成
物に用いる顔料の一次粒子を微細にすることにより透明
性およびコントラスト比が向上することに着目し，本発
明に至った。通常の塗料，インキなどでは，一般に顔料
の分散度を上げていくと透明性が向上するが，サンドミ
ル，３本ロールミル，ボールミル等の通常の分散機では
一次粒子まで分散されるとそれ以上透明性が上がらなく
なる。通常の分散機での分散工程は，主に顔料の一次粒
子の凝集体である二次粒子をほぐして一次粒子に近い状
態の分散体を得る工程であり，それ以上透明性を向上さ
せるためには一次粒子をさらに細かくする必要がある。

【０００６】高速のサンドミルは顔料の微粒子化に優れ
ており，顔料によっては一次粒子を細かくすることも可
能だが，この場合は非常に多大なエネルギーを要する。
一次粒子を細かくする手段として，顔料を濃硫酸，ポリ
りん酸等の強酸に溶解したものを冷水あるいは氷水に投
入して，顔料を微細粒子として析出させる方法が知られ
ているが，この方法では顔料の強酸に対する溶解性や安
定性の点で用い得る顔料が著しく限定される。また，こ
の方法で微細化した顔料は，乾燥すると強い二次凝集を
起こすため，一次粒子まで再分散するのは一般に非常に
困難である。

【０００７】また，他の方法として，顔料と固形樹脂を
加熱しながら２本ロールやニーダー等で強力に練り込む
方法も知られている。しかし，顔料は一般に高温下では
結晶成長するため，本法は機械的な破砕力と結晶成長が
平衡状態になったときに終点となり，顔料の微細化には
限界がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，上記
した課題を解決し，コントラスト比が高くかつ諸耐性に
優れたカラーフィルタ用着色組成物およびカラーフィル
タの提供にある。

【０００９】

【課題を解決する手段】すなわち，本発明は，透明樹脂
に着色剤を分散してなるカラーフィルタ用着色組成物に
おいて，着色剤が有機顔料であり，該有機顔料が，水溶
性の無機塩（Ａ）および（Ａ）を実質的に溶解しない水
溶性有機溶剤（Ｂ）とともに機械的に混練（以下，この
工程をソルトミリングと呼ぶ）した後，（Ａ）と（Ｂ）
を除去してなる処理顔料を用いることにより，コントラ
スト比の高いカラーフィルタおよびそれに用いるカラー
フィルタ用着色組成物を提供するものである。更に，上
記ソルトミリング時に（Ｂ）に少なくとも一部溶解する
樹脂（Ｃ）を併用した処理顔料を用いることにより，よ
りコントラスト比の高いカラーフィルタ用着色組成物お
よびカラーフィルタを提供できる。

【００１０】上記ソルトミリングについてさらに具体的
には，有機顔料と水溶性の無機塩（Ａ）の混合物に湿潤
剤として少量の水溶性の有機溶剤（Ｂ）を加え，ニーダ
ー等で強く練り込んだ後，この混合物を水中に投入し，
ハイスピードミキサー等で攪拌しスラリー状とする。次
に，このスラリーを濾過，水洗して必要により乾燥する
ことにより，微細化された顔料が得られる。なお，油性
のワニスに分散して用いる場合には，乾燥前の処理顔料
（濾過ケーキと呼ぶ）を一般にフラッシングと呼ばれる
方法で，水を除去しながら油性のワニスに分散すること
も可能である。また水系のワニスに分散する場合は，処
理顔料は乾燥する必要がなく，濾過ケーキをそのままワ
ニスに分散することができる。また，ソルトミリング時
に上記有機溶剤（Ｂ）に少なくとも一部可溶な樹脂
（Ｃ）を併用することにより，さらに微細でかつ乾燥時
の顔料の凝集の少ない処理顔料が得られる。乾燥凝集を
防ぐ方法として，上記スラリー中にアルカリ水溶液に溶
解したアルカリ可溶性樹脂を添加し，充分攪拌混合した
後に塩酸または硫酸等の酸性水溶液で中和して樹脂を顔
料に沈着させるか，塩化カルシウムまたは塩化バリウム
等の水溶性の多価金属塩の水溶液を添加して樹脂を析出
させて顔料に沈着さることにより，乾燥凝集を防ぐこと
も可能である。

【００１１】この処理顔料をカラーフィルタを形成する
ための透明樹脂および溶剤，必要により分散剤とともに
サンドミル，３本ロールミル等の通常の分散機で分散す
ることにより，未処理（ソルトミリングをしていない）
顔料を用いた場合に比べ，顔料が微細に分散された，カ
ラーフィルタ用着色組成物が得られる。本発明に用いら
れる有機顔料を以下にカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）
ナンバーで示す。 Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １，１：２，１：ｘ，９：ｘ，１５， １５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：５，１５：６， １６，２４，２４：ｘ，５６，６０，６１，６２ Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １，１：ｘ，２，２：ｘ，４，７， １０，３６ Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ２，５，１３，１６，１７：１， ３１，３４，３６，３８，４３，４６，４８，４９，５１，５２， ５９，６０，６１，６２，６４ Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １，２，３，４，５，６，７，９，１０ １４，１７，２２，２３，３１，３８，４１，４８：１，４８：２ ４８：３，４８：４，４９，４９：１，４９：２，５２：１， ５２：２，５３：１，５７：１，６０：１，６３：１，６６，６７ ８１：１，８１：３，８１：ｘ，８３，８８，９０，１１２， １１９，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１６６， １６８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７５，１７６， １７７，１７８，１７９，１８４，１８５，１８７，１８８， １９０，２００，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９， ２１０，２１６，２２４，２２６， Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １，１：ｘ，３，３：３， ３：ｘ，５：１，１９，２３，２７，３２，４２ Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １，３，１２，１３，１４，１６ １７，２４，５５，６０，６５，７３，７４，８１，８３，９３， ９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８， １０９，１１０，１１３，１１４，１１６，１１７，１１９， １２０，１２６，１２７，１２８，１２９，１３８，１３９， １５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５６，１７５ これらの顔料は単独あるいは２種以上混合してソルトミ
リング処理を行ことができるが，例えば，グリーン顔料
とイエロー顔料，レッド顔料とオレンジ顔料またはイエ
ロー顔料というように，色相の異なる顔料を混合して処
理することもできる。

【００１２】ここで用いられる無機塩（Ａ）は水溶性で
あれば特に限定されないが，コストの点から食塩（塩化
ナトリウム）を用いるのが好ましい。無機塩と顔料の混
合比については，顔料に対する無機塩の量比が大きい程
微細化効率が高いが，１回の顔料の処理量が少なくな
る。従って，処理効率と生産効率の両面から量比を決定
する必要があるが，顔料に対して無機塩を重量比で１倍
から１０倍用いるのが好ましい。有機溶剤（Ｂ），水溶
性でかつ無機塩（Ａ）を溶解しないものであれば特に限
定されないが，ソルトミリ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，安全性の点から高沸点溶
剤が好ましい。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，液体
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，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，低分子量ポリプロピレングリコール
等が用いられる。

【００１３】樹脂（Ｃ）は，好ましくは室温で固体で，
水不溶性で，かつソルトミリング時の湿潤剤に用いる水
溶性有機溶剤（Ｂ）に少なくとも一部可溶である必要が
あり，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。乾燥した処理顔料
を用いる場合には，用いる樹脂（Ｃ）は室温で固体であ
ることが好ましい。室温で液状の樹脂を用いてもソルト
ミリングを行うことは可能であるが，乾燥時に処理顔料
がブロッキングを起こし，分散しにくい状態になるため
好ましくないが，，上記したフラッシング法や水系の分
散体を得ることができる。ただし，二種類以上の樹脂を
併用してソルトミリングする場合は，一部液状の樹脂を
用いても混合物が室温で固体であれば，処理顔料を乾燥
して用いてもよい。

【００１４】天然樹脂としてはロジンが代表的であり，
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
が挙げられる。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
ノール樹脂等が挙げられる。。顔料を光重合あるいは光
架橋性の媒体に分散して着色レジスト材とし，該着色レ
ジスト材の塗布膜にパターン露光して，未露光部を現像
液で除去することによってカラーフィルタを製造する方
法が広く行われているが，この方式に用いる場合は，現
像液に不溶性の樹脂は現像に悪影響を与えるため，処理
量が限定される。従って，この場合は樹脂（Ｃ）が現像
液に溶解するのが好ましい。最近は，環境問題から現像
液として有機溶剤を用いるのは稀で，一般にアルカリ現
像液が用いられている。アルカリに可溶な樹脂としては
（メタ）アクリル酸を含む（メタ）アクリル系樹脂，ロ
ジン系樹脂あるいはマレイン酸系樹脂が用いられる。た
だし，アルカリ不溶性の樹脂でも，不揮発分の１０重量
％以下，好ましくは５重量％以下となるように処理量を
選択すれば，現像性に影響がないことが確かめられてい
る。

【００１５】上記（メタ）アクリル樹脂とは，アクリル
酸とメタクリル酸およびそれらのエステルのモノマーの
単体あるいは混合物の共重合体で，60モル％以下のスチ
レン，酢酸ビニル，無水マレイン酸等のラジカル重合性
のモノマーとの共重合体も含まれる。しかし，多官能モ
ノマーとの共重合体のように，三次元架橋されたポリマ
ーは溶解性が劣るため，本発明には適さない。上記マレ
イン酸樹脂としては，酸価４０〜１６０のものが用いら
れるが，アルカリ現像の場合は，酸価８０以上のものが
着色組成物としたときの現像性から好ましい。

【００１６】上記化合物の他に，ソルトミリング時に分
散剤，可塑剤等の添加剤および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良い。本発明のカラーフィルタ
用着色組成物は，必要に応じて上記ソルトミリング処理
を行った着色剤を透明樹脂および溶剤等とともに分散
し，あるいは，着色剤を予め透明樹脂と機械的に混練し
たのち溶剤ないし樹脂溶液を加えて分散して製造する。
着色剤と透明樹脂とは，固形分比において，１：４〜１
０：１の割合で配合される。

【００１７】着色剤の透明樹脂への分散には，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，顔料の誘導体等の
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
透明性に優れたカラーフィルタが得られる。この他，貯
蔵安定性を考慮する場合は，重合禁止剤等の安定化剤を
少々加えてもよい。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８０％以上，
好ましくは９５％以上の樹脂が用いられる。透明樹脂と
しては，熱硬化性樹脂, 熱可塑性樹脂, 感光性樹脂や，
放射線照射により硬化して樹脂と同様の塗膜を形成する
モノマー，オリゴマー等が単独または２種以上混合して
用いられる。紫外線照射により硬化を行うときには，光
開始剤等が用いられる。

【００１８】しかしながら，カラーフィルタの製造にお
ける後の工程において，高温加熱の処理が行われるた
め，加熱処理においても耐性のよい樹脂を用いることが
必要とされる。また，後の工程において種々の溶剤や薬
品による処理も行われるため，形成された画像の耐溶剤
性も必要とされる。熱硬化性樹脂, 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，塩化ビニルー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，エポキシ樹脂，セルロース類，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，尿素樹脂等が挙げられる。

【００１９】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，エポキシ基等を介
して，（メタ）アクリル化合物，ケイヒ酸等の光架橋性
基を導入した樹脂が用いられる。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の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
化合物によるハーフエステルも用いられる。上記着色レ
ジスト材は一般に熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂または感
光性樹脂とモノマー，光開始剤を配合した組成物中に顔
料を分散してなっている。

【００２０】上記着色レジスト材に用いることができる
モノマー，オリゴマーとしては，（メタ）アクリル酸，
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，（メタ）アクリルアミド，ビニ
ルアセテート，N-ヒドロキシメチル（メタ）アクリルア
ミド，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，
スチレン，酢酸ビニル，各種アクリル酸エステル，各種
メタクリル酸エステル，アクリロニトリル，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，ジペンタエリスリトー
ルヘキサ（メタ）アクリレートのカプロラクトン付加物
のヘキサ（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）アクリレートプレポリマー
等が挙げられる。

【００２１】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，ベンゾフェノン系光開始剤，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の化合物がが用いられ
る。

【００２２】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
ノン等の化合物も用いることができる。カラーフィルタ
用着色組成物には，着色剤を充分に分散させるため，お
よびガラス基板上に０．２〜５ミクロンの膜厚となるよ
うに塗布するために溶剤を用いる。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，単独もしく
は混合して用いる。

【００２３】本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用
いて，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剤等を製造
することができる。これらの印刷インキ，着色レジスト
剤等は，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５μ以上の粗大粒子，好ましくは１μ以上
の粗大粒子さらに好ましくは，０．５μ以上の粒子およ
び混入した塵の除去を行い製造する。上記印刷インキ
は，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。

【００２４】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，ブランケットの
膨潤，溶解等があると，それに伴うパターンの再現性の
低下や透明性の低下を招くので印刷インキの溶剤の選択
には，種々の注意を要する。さらに，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も行うことができる。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は，透明基板
上に，スプレーコートやスピンコート，ロールコート等
の塗布方法により塗布される。必要により乾燥された膜
は０．２〜５ミクロンであり，所定のパターンを有する
マスクを接触あるいは非接触で通して紫外線露光を行
う。その後溶剤あるいはアルカリ現像液に浸漬もしくは
スプレーなどにより噴霧して未露光部すなわち未硬化部
を除去してパターン形成をした後，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。更にレ
ジスト材の重合を促進するため，加熱を施すことも必要
に応じ行える。

【００２５】現像に際しては，アルカリ現像液として炭
酸ソーダ，苛性ソーダ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，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，上記着色レジスト剤を塗布乾燥後，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。

【００２６】

【実施例】以下，実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例に先立ち，コントラスト比の測定法について説明
する。図１に測定装置の概念図を示す。液晶ディスプレ
ー用バックライト・ユニット（７）から出た光は偏光板
（６）を通過して偏光され，ガラス基板（５）上に塗
布された着色組成物の乾燥塗膜（４）を通過し，偏光板
（３）に到達する。偏光板（６）と偏光板（３）
の偏光面が平行であれば，光は偏光板（３）を透過す
るが，偏光面が直行している場合は光は偏光板（３）
に遮断される。しかし，偏光板（６）によって偏光さ
れた光が，塗膜（４）を通過するときに，顔料粒子によ
る散乱等が起こり，偏光面が一部ずれを生じると，偏光
板が平行のときは偏光板（３）を透過する光量が減
り，偏向板が直行のときは偏光板（３）を一部光が透
過する。この透過光を偏光板上の輝度として測定し，偏
光板が平行のときの輝度と直行のときの輝度の比をコン
トラスト比と呼ぶ。

【００２７】 コントラスト比＝平行のときの輝度／直行のときの輝度 従って，塗膜（４）の顔料により散乱が起こると，平行
のときの輝度が低下し，かつ直行のときの輝度が増加す
るため，コントラスト比が低くなる。なお，輝度計
（１）は株式会社トプコン社製色彩輝度計ＢＭ−５Ａ，
偏光板はサンリツ偏光フィルムＬＬＣ２−９２−１８を
用いた。なお測定に際しては，不要光を遮断するため
に，測定部分に１ｃｍ角の孔を開けた黒色のマスク
（２）を当てて測定を行った。次に，発明の効果を確認
するために，処理顔料を分散するための樹脂溶液の製造
例を下記に示す。 （樹脂溶液製造例ａ）反応容器にシクロヘキサノン８０
０部を入れ，１００℃に加熱し, 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時間かけて滴下し重合
を行った。

【００２８】 スチレン ６０．０部 メタクリル酸 ６０．０部 メタクリル酸メチル ６５．０部 メタクリル酸ブチル ６５．０部 アゾビスイソブチロニトリル １０．０部 滴下後さらに１００℃にて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１時間反応を続け
樹脂溶液を合成した。

【００２９】樹脂溶液の一部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％となるようにシクロヘキ
サノンを添加して樹脂溶液ａを調製した。 （樹脂溶液製造例ｂ）セパラブルフラスコに，ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル６００部とエチレング
リコールモノブチルエーテル４００部を入れ，窒素ガス
を導入しながら約１００℃にてエポキシ樹脂（シェル化
学社製「エピコート１００４」）６００部を徐々に加え
て溶解し，１００℃まで昇温して樹脂溶液を製造した。
次に，樹脂溶液を数グラム精秤し，１４０℃で２時間乾
燥して不揮発分を測定し，ジ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
の６／４の混合溶液を添加して，不揮発分３５％の樹脂
溶液ｂを得た。

【００３０】次に、実施例により、本発明をさらに詳細
に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら
制限するものではない。なお、実施例における「部」
は、「重量部」を表す。また，顔料名の後の記号はカラ
ーインデックスＮｏ．を示し，例えば，「Ｐ．Ｙｅｌｌ
ｏｗ １３９」は「Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌ
ｌｏｗ １３９」を表す。

【００３１】

【実施例１】 （ソルトミリング処理顔料の製造法）イエロー顔料（Ｂ
ＡＳＦ社製「パリオトールエローＬ１８２０」：Ｐ．
Ｙ．１３９），塩化ナトリウム７００ｇ，水素添加ロジ
ンエステル（荒川化学社製「エステルガムＨＰ」）１０
７ｇおよびポリエチレングリコール３００（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時間撹拌してスラリー
状とした後，濾過，水洗して塩化ナトリウム及び溶剤を
除き，６０℃の熱風オーブンで約２４時間乾燥してソル
トミリング処理顔料を得た。 （インキの製造法）ソルトミリング処理顔料３ｇ、分散
剤０．１ｇ、ワニス９ｇ、シクロヘキサノン１２ｇと直
径２ｍｍのガラスビーズ７０ｇを１４０ｍｌのマヨネー
ズ瓶に仕込みレッドデビル社製ペイントコンディショナ
ーにて３時間分散し，分散インキを得た。 （インキ塗膜の作成）得られたインキを厚み約１mmのガ
ラス板に＃３のバーコーターにて塗布し，７０度の熱風
オーブンで２０分乾燥して膜厚約１ミクロンのインキ塗
膜を得た。

【００３２】

【実施例２】実施例１のソルトミリング処理顔料の代わ
りに下記の処理顔料を用いて実施例１と同様にしてイン
キ塗膜を得た 「パリオトールエローＬ１８１９」２５０ｇ，塩化ナト
リウム７００ｇ，ショ糖誘導体（第一工業製薬社製「モ
ノペットＳＢ」）１０７ｇおよびポリエチレングリコー
ル３００（東京化成社製）１６０ｇを実施例１記載のニ
ーダーに仕込み同様の操作で処理顔料を製造し，インキ
化して塗膜を作製した。

【００３３】

【実施例３】実施例２の「モノペットＳＢ」のかわりに
エチルセルロース（ハーキュレス社製「Ｔ−１０」）を
用いて実施例１と同様にしてインキ塗膜を得た。

【００３４】

【実施例４】下記の処理顔料を用いて実施例１と同様に
してインキ塗膜を得た。「パリオトールエローＬ１８１
９」２５０ｇ、塩化ナトリウム７００ｇおよびポリエチ
レングリコール３００（東京化成社製）３２０ｇを実施
例１記載のニーダーに仕込み、３時間混練した。これを
実施例１と同様の操作で樹脂を含まないソルトミリング
処理顔料を得た。

【００３５】

【実施例５】「パリオトールエローＬ１８１９」２５０
ｇの代わりにオレンジ顔料（東洋インキ製造社製「リオ
ノールオレンジＢ ＮＥＷ」：Ｐ．Ｏｒａｎｇｅ １
３）２５０ｇを用いて実施例１と同様にしてソルトミリ
ング処理，インキ化しインキ塗膜を得た。

【００３６】

【実施例６】「パリオトールエローＬ１８１９」２５０
ｇの代わりにレッド顔料（ＢＡＳＦ社製「クロモフタル
レッドＡ２Ｂ」：Ｐ．Ｒｅｄ １７７）２８０ｇを用い
て実施例１と同様にしてソルトミリング処理顔料を製造
し、インキ塗膜を得た。

【００３７】

【実施例７】「パリオトールエローＬ１８１９」２５０
ｇの代わりにグリーン顔料（東洋インキ製造社製「リオ
ノールグリーン６ＹＫ：Ｐ．Ｇｒｅｅｎ ３６）２８０
ｇを用いて実施例１と同様にしてソルトミリング処理顔
料を製造し、インキ塗膜を得た。

【００３８】

【実施例８】「パリオトールエローＬ１８１９」２５０
ｇの代わりにブルー顔料（東洋インキ製造社製「リオノ
ールブルー Ｅ」：Ｐ．Ｂｌｕｅ １５：６）２８０ｇ
を用いて実施例１と同様にしてソルトミリング処理顔料
を製造し、インキ塗膜を得た。

【００３９】

【実施例９】「パリオトールエローＬ１８１９」２５０
ｇの代わりにバイオレット顔料（東洋インキ製造社製
「リオノールバイオレットＲＬ」Ｐ．Ｖｉｏｌｅｔ ２
３）２８０ｇを用いて実施例１と同様にしてソルトミリ
ング処理顔料を製造し、インキ塗膜を得た。

【００４０】

【比較例１】「パリオトールエローＬ１８１９」２．１
ｇ，「エステルガムＨＰ」０．９ｇ，分散剤０．１ｇ，
ワニス９ｇ，シクロヘキサノン１２ｇと直径２ｍｍのガ
ラスビーズ７０ｇを１４０ｍｌのマヨネーズ瓶に仕込み
レッドデビル社製ペイントコンディショナーにて３時間
分散し，実施例１と同様にしてインキ塗膜を得た。

【００４１】

【比較例２】比較例１の「パリオトールエローＬ１８１
９」の代わりに「リオノールオレンジＢ ＮＥＷ」を用
いて，実施例１と同様にしてインキ塗膜を得た。

【００４２】

【比較例３】比較例１の「パリオトールエローＬ１８１
９」の代わりに「クロモフタルレッドＡ２Ｂ」を用い
て，実施例１と同様にしてインキ塗膜を得た。

【００４３】

【比較例４】比較例１の「パリオトールエローＬ１８１
９」の代わりに「リオノールグリーン６ＹＫ」を用い
て，実施例１と同様にしてインキ塗膜を得た。

【００４４】

【比較例５】比較例１の「パリオトールエローＬ１８１
９」の代わりに「リオノールブルーＥ」を用いて，実施
例１と同様にしてインキ塗膜を得た。

【００４５】

【比較例６】比較例１の「パリオトールエローＬ１８１
９」の代わりに「リオノールバイオレットＲＬ」を用い
て，実施例１と同様にしてインキ塗膜を得た。上記実施
例および比較例のインキ塗膜のコントラスト比を測定
し，下記の結果を得た。 コントラスト比 コントラスト比 実施例１ １６０ 実施例７ １６６０ 比較例１ ４８ 比較例４ ９５０ 実施例２ １４５ 実施例３ １５０ 実施例８ １８４０ 実施例４ １２３ 比較例５ ９６０ 実施例５ ９５ 実施例９ ２２０ 比較例２ ３２ 比較例６ １１０ 実施例６ １３００ 比較例３ ６６０

【００４６】

【実施例１０】上記実施例で得られたインキを用いて，
下記３種のアルカリ現像型着色レジストを作製した。 （赤色レジストの作製） 実施例１で得られたインキ １４．０部 実施例６で得られたインキ ３２．８部 樹脂溶液ａ ７．８部 ＮＫエステルＡＴＭＰＴ（新中村化学社製） ３．９部 イルガキュア９０７（チバガイギー社製） ０．４部 ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ０．７部 アノン ３４．５部 を，容器中で充分攪拌し１μm のフィルタで濾過して赤
色レジストを作製した。 （緑色レジストの作製） 実施例１で得られたインキ １０．５部 実施例７で得られたインキ ３４．５部 樹脂溶液ａ ６．７部 ＮＫエステルＡＴＭＰＴ（新中村化学社製） ３．８部 イルガキュア９０７（チバガイギー社製） ０．４部 ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ０．７部 アノン ３７．０部 を，容器中で充分攪拌し１μm のフィルタで濾過して緑
色レジストを作製した。 （青色レジストの作製） 実施例８で得られたインキ ３０．０部 実施例９で得られたインキ １．６部 樹脂溶液ａ １９．１部 ＮＫエステルＡＴＭＰＴ（新中村化学社製） ３．９部 イルガキュア９０７（チバガイギー社製） ０．４部 ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製） ０．７部 アノン ３７．０部 を，容器中で充分攪拌し１μm のフィルタで濾過して緑
色レジストを作製した。

【００４７】次に，それぞれの着色レジストを１ｍｍ厚
のガラス基板上に，乾燥膜厚が１．８μm となるように
スピンコーターで塗布し，７０℃で１０分乾燥した。更
に，乾燥塗膜の上にポリビニルアルコール（国産化学社
製：分子量約５００）の５％水溶液を乾燥膜厚が１μm
となるように塗布し，７０℃で２０分乾燥した。次に，
５０μm のラインアンドスペースのストライプパターン
を有するマスクを介して紫外線露光（積算光量：４０ｍ
Ｊ）した後，２％炭酸ナトリウム水溶液に５０秒間ディ
ップし，水洗し，２００℃，３０分加熱して，それぞれ
線幅精度が±１μm 以下の良好なパターンを再現した。

【００４８】また，着色レジストおよびポリビニルアル
コールを同様にして塗布し，マスクを用いないで同量の
紫外線で全面露光し，２％炭酸ナトリウム水溶液に５０
秒間ディップし，水洗し，２００℃，３０分加熱したも
ののコントラスト比を測定して，下記の結果を得た。 赤色レジスト コントラスト比： ８３０ 緑色レジスト コントラスト比：１３８０ 青色レジスト コントラスト比：１２００

【００４９】

【実施例１１】次に，樹脂処理顔料７と比較処理顔料２
を樹脂溶液ｂに下記の方法で分散し，凹版オフセット用
インキを作製した。 樹脂溶液ｂ ６３．９５部 実施例１のソルトミリング処理顔料 ４．８８部 実施例７のソルトミリング処理顔料 １６．３３部 分散剤 ０．７６部 沈降性硫酸バリウム １．３０部 ジエチレングリコールモノブチルエーテル ８．０５部 エチレングリコールモノブチルエーテル ５．３７部 を混合し，３本ロールで充分混練した後，５μのフィル
タで濾過して緑色インキを作製した。次に，平台校正印
刷機を用いて，版深１０μで１ｃｍ角の正方形のパター
ンを有する凹版上に上記緑色インキを塗布し，ドクター
で余分のインキをかきとった。凹版上のインキをシリコ
ンゴム製のブランケットに転写したのち，カラーフィル
タ用ガラス基材にブランケットを接触させ，ブランケッ
ト上のインキをガラス基材に転写した。得られたパター
ンを１８０℃で２時間加熱処理し，膜厚２．０μの緑色
カラーフィルタを作製した。得られたのカラーフィルタ
のコントストを測定した結果１１５０という値が得られ
た。

【００５０】

【比較例７】実施例１１において同様の処方で未処理顔
料，即ち「パリオトールエローＤ１８１９」および「リ
オノールグリーン６ＹＫ」を用いて同様にして緑色のカ
ラーフィルタを作製し，コントラスト比を測定した結
果，２２０という値が得られた。

【００５１】

【発明の効果】本発明により，諸耐性に優れ，かつコン
トラスト比の高いカラーフィルタの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は コントラスト比を測定するための装置の概
念図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 克仁 東京都中央区京橋二丁目３番13号東洋イン キ製造株式会社内 (72)発明者 坂川 誠 東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷 株式会社内 (72)発明者 谷 端仁 東京都台東区台東一丁目５番１号凸版印刷 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明樹脂に着色剤を分散してなるカラーフ
   ィルタ用着色組成物において，着色剤が有機顔料であ
   り，かつ該有機顔料が，水溶性の無機塩（Ａ）および
   （Ａ）を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤（Ｂ）とと
   もに機械的に混練した後，（Ａ）と（Ｂ）を除去してな
   る処理顔料であることを特徴とするカラーフィルタ用着
   色組成物。
2. 【請求項２】上記有機顔料が，水溶性の無機塩（Ａ）お
   よび（Ａ）を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤（Ｂ）
   および（Ｂ）に少なくとも一部溶解する樹脂（Ｃ）とと
   もに機械的に混練した後，（Ａ）と（Ｂ）を除去してな
   る処理顔料であることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ーフィルタ用着色組成物。
3. 【請求項３】上記樹脂（Ｃ）が天然樹脂および（また
   は）天然樹脂誘導体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着色組成物。
4. 【請求項４】上記有機顔料がイエロー顔料および（また
   は）オレンジ顔料であることを特徴とした請求項１また
   は２記載のカラーフィルタ用着色組成物。
5. 【請求項５】請求項１，２または３記載の処理顔料を少
   なくとも１種以上含むカラーフィルタ用着色組成物を用
   いてなることを特徴とする，基板上に複数のカラーを配
   列したカラーフィルタ。