[go: up one dir, main page]

JP2011128181A - カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置 - Google Patents

カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011128181A
JP2011128181A JP2009283636A JP2009283636A JP2011128181A JP 2011128181 A JP2011128181 A JP 2011128181A JP 2009283636 A JP2009283636 A JP 2009283636A JP 2009283636 A JP2009283636 A JP 2009283636A JP 2011128181 A JP2011128181 A JP 2011128181A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pigment
color filter
green
colorant composition
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009283636A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5423374B2 (ja
Inventor
Akira Nagase
亮 長瀬
Shota Hashimoto
昇太 橋本
Yoshihiro Ikegami
由洋 池上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2009283636A priority Critical patent/JP5423374B2/ja
Publication of JP2011128181A publication Critical patent/JP2011128181A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5423374B2 publication Critical patent/JP5423374B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

【課題】薄膜で超高色純度、かつ超高コントラスト比となるカラーフィルターを提供する。
【解決手段】少なくとも樹脂、溶剤、顔料分散剤、緑色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物において、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料を含有し、さらに顔料分散剤として銅フタロシアニン系顔料にスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有することを特徴とするカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等に使用するカラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置に関する。
液晶ディスプレイは軽量、薄型、低消費電力等の特性を活かし、ノートパソコン、携帯情報端末、デジタルカメラ、デスクトップモニタ等様々な用途で使用されている。
最近、液晶ディスプレイには、従来のCRTテレビには表現できなかった真紅のバラの鮮やかな色や、南国の海の美しい緑色などを忠実に再現するため、色再現範囲を拡大しNTSC規格比を100%に近づけることが強く要求されてきている。なお、NTSC規格比100%は、RGB各色のXYZ表色系色度図における色度座標(x、y)がそれぞれR(0.670,0.330)、G(0.210,0.710)、B(0.150,0.060)である。
また、液晶ディスプレイには色再現範囲拡大に加えて、高輝度化および高コントラスト化による表示品位向上が要求されている。しかし、色再現範囲と透過率、色再現範囲とコントラスト比はトレードオフの関係にあり、色再現範囲を拡大しようとすると透過率、コントラスト比が低下してしまうという問題がある。
色再現範囲が広く、高輝度となる液晶ディスプレイを得るために、カラーフィルターの各画素で用いられる顔料はバックライトの光線透過特性に合うよう選択することが重要であり、2種類以上の顔料を一定の割合で調色されて用いられることが多い。一方、高コントラスト比となる液晶ディスプレイを得るためには、カラーフィルターの各画素で用いられる顔料を微細で安定な粒子に分散することが重要であり、顔料誘導体分散剤、高分子等による顔料の分散安定化が各種検討されている。
特許文献1では、カラーフィルターのG画素用に、緑色顔料として臭素化銅フタロシアニン系顔料であるC.I.ピグメントグリーン(PG)36、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料であるC.I.ピグメントイエロー(PY)129を用いることで、高輝度化を達成している。ただし、色度座標(x、y)のyは、0.58以下であり、色純度が低いという問題がある。さらに、特許文献1には、PY129の分散安定化に関する記載はなく、コントラスト比に関する記載もない。
特許文献2では、緑色顔料としてPG36、黄色顔料としてPY129を用いることで高輝度化を達成している。ただし、色度座標yは0.55以下であり色純度が低いという問題がある。さらに、特許文献2にはPY129分散安定化の方法は記載されてなく、コントラスト比は1000程度で低いという問題がある。
特許文献3では、緑色顔料としてPG36、黄色顔料としてPY129を用いている。ただし、色度座標(x、y)のyは、0.58以下であり色純度が低いという問題がある。さらに、特許文献3にはPY129分散安定化の方法は記載されてなく、コントラスト比は1000程度で低いという問題がある。
特許文献4では、PG7、PG36、PY129を用いることで高色純度化を達成している。ただし、色度座標yが0.67での膜厚は2.7μmであり、薄膜で高色純度化できないという問題がある。特許文献4では、銅アゾメチン系顔料PY129を、銅アゾメチンスルホン化物を用いて分散しているものの、コントラスト比は2000程度で低いという問題がある。
上記のように、現状カラーフィルターのG画素には、緑色顔料、黄色顔料が調色して用いられているが、色再現範囲を拡大しようとすると、膜厚が厚くなるという問題があり、コントラスト比が低下するという問題もある。
特開平09−203808号公報 特開2008−33342号公報 特開2003−227921号公報 特開2009−35671号公報
本発明は、薄膜で超高色純度、超高コントラスト比となるカラーフィルターを提供することを目的とする。さらに、高輝度となるカラーフィルターを提供することを目的とする。
1.少なくとも樹脂、溶剤、顔料分散剤、緑色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物において、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料を含有し、さらに顔料分散剤として銅フタロシアニン系顔料にスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有することを特徴とするカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
2.銅フタロシアニン系顔料誘導体1分子あたりの平均スルホン酸基導入数が1.8〜2.1個であることを特徴とする1項記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
3.銅アゾメチン系顔料がC.I.ピグメントイエロー129であり、さらに黄色顔料としてC.I.ピグメントイエロー150を含有することを特徴とする1項または2項に記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
4.緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料を含有し、該塩素化銅フタロシアニン系顔料の塩素化銅フタロシアニン1分子あたりの平均塩素原子導入数が15.1〜16.0個であることを特徴とする1項〜3項のいずれかに記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
5.緑色顔料として亜鉛フタロシアニン系顔料をさらに含有することを特徴とする1項〜4項のいずれかに記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
6.透明基板上に任意の色数で各色別に所望のパターン状に設けられた着色膜からなる画素が形成されたカラーフィルター基板であって、該着色膜が1項〜5項のいずれかに記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物により形成されることを特徴とするカラーフィルター基板。
7.6項に記載のカラーフィルター基板を具備してなる液晶表示装置。
本発明のカラーフィルター用緑色着色剤組成物は、緑色顔料、銅アゾメチン系黄色顔料、銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有するため、銅アゾメチン系顔料の分散安定性に極めて優れる。よって、本発明の緑色着色剤組成物を用いて製造されるカラーフィルター基板は超高コントラスト比、超高色純度となり、本発明のカラーフィルター基板を用いて製造される液晶ディスプレイは、高表示品位で、高色再現範囲となる。
本発明は、少なくとも樹脂、溶剤、顔料分散剤、緑色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物において、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料を含有し、さらに顔料分散剤として銅フタロシアニン系顔料にスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物である。
有機顔料を分散安定化する分散剤としては、有機顔料と同一骨格の顔料スルホン化誘導体を顔料分散剤として用いて分散安定性を向上できることが一般的に知られている。従って、分散性の悪い銅アゾメチン系顔料を分散させるために銅アゾメチン系顔料のスルホン化誘導体を分散剤として使用することが考えられる。ところが、この銅アゾメチン系顔料については、スルホン化誘導体を分散剤として使用しても分散性は向上せず、結果的にコントラスト比の低いカラーフィルターしか得られない。
発明者らが鋭意検討した結果、意外なことに銅アゾメチン系顔料の分散安定化に、銅アゾメチン系顔料とは全く構造が異なる銅フタロシアニン系顔料のスルホン化誘導体を用いることによって分散安定性を著しく向上させ、これによってカラーフィルターの色純度とコントラスト比を著しく向上させることが判った。
本発明において、緑色着色剤組成物中に含有する顔料分散剤すなわち銅フタロシアニン系顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数は、1.8〜2.1個が好ましく、1.9〜2.0が更に好ましい。平均スルホン酸基導入数が1.8個よりも小さくても、2.1個よりも多くても、銅アゾメチン系顔料の分散安定性が低下し、カラーフィルターのコントラスト比が低くなる。銅フタロシアニン系顔料誘導体のスルホン酸基導入数を上記の範囲とすることによって、銅アゾメチン系顔料の分散安定性を向上でき、カラーフィルターのコントラスト比を向上させることができる。
本発明において、緑色着色剤組成物中に黄色顔料として含有する銅アゾメチン系顔料としては、PY65、PY129、PY153等が挙げられ、顔料の着色力が強く、色相に優れることからPY129が特に好ましい。
さらに、本発明の緑色着色剤組成物には、銅アゾメチン系顔料以外の黄色顔料を含有させることもできる。その黄色顔料としては特に制限はなく、PY12、13、17、20、24、83、86、93、95、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、154、166、168、185などが挙げられる。中でもカラーフィルターの輝度、コントラスト比を高くしやすいことからPY150が好ましい。
本発明の緑色着色剤組成物では、特に黄色顔料としてPY129およびPY150を
組み合わせた場合に、超高色純度、超高コントラスト比に加え、高輝度となるため好ましい。PY129とPY150との重量混合比は、PY129:PY150=70:30〜50:50が特に好ましい。黄色顔料中のPY129が70重量%より多いとカラーフィルターの輝度が低下する傾向があり、PY129が50重量%より少ないと色純度が低下する傾向がある。
本発明では、PY129およびPY150の単独での透過スペクトル形状(立ち上がり波長、ピーク傾き等)が異なる点に着目し、PY129およびPY150の重量混合比を上記の範囲に最適化することで、カラーフィルターの超高色純度化、高輝度化を両立させ、PY129とPY150との組み合わせによる相乗効果を見出すことが出来た。
本発明において、緑色着色剤組成物中に含有する緑色顔料としては、塩素化銅フタロシアニン系顔料、臭素化銅フタロシアニン系顔料、臭素化亜鉛フタロシアニン系顔料等が挙げられる。塩素化銅フタロシアニン系顔料がカラーフィルターを高色純度化できるため好ましく、臭素化亜鉛フタロシアニン系顔料がカラーフィルターを高輝度化できるため好ましい。
塩素化銅フタロシアニン系顔料は通常、塩素化銅フタロシアニン1分子あたりの塩素原子導入数は1〜16個である。塩素原子導入数が1個の銅フタロシアニン分子の集合体からなる顔料はPB15:1、塩素原子導入数が4〜8個の銅フタロシアニン分子の集合体からなる顔料はPG37、塩素原子導入数が12〜16個の銅フタロシアニン分子の集合体からなる顔料はPG7とされている。本発明で緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料を用いる場合、塩素化銅フタロシアニン系顔料の銅フタロシアニン1分子あたりの平均塩素原子導入数は15.1〜16.0個が好ましく、15.5〜16.0個がさらに好ましい。平均塩素導入数を15.5〜16.0個とすることによって、カラーフィルターを高色純度化、高輝度化できる。塩素化銅フタロシアニン1分子あたりの平均塩素原子導入数の測定は、例えばレーザー脱離イオン化法により塩素化銅フタロシアン顔料の負イオン測定を行い、イオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)を10〜2000の範囲とし、得られたm/zのピーク強度比から塩素化銅フタロシアニン系顔料の平均塩素原子導入数を求めることができる。
本発明において、緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料を緑色顔料として用いる場合、その作製方法としては、例えば銅フタロシアニン系顔料を塩化ナトリウムおよび塩化アルミニウムとともに加熱し溶融させ、その溶融物に塩素ガスを投入することによって、合成することができる。また、その合成条件を以下のようにして適切に制御することによって、銅フタロシアニン1分子あたりの塩素原子の平均導入数を15.1〜16.0個とすることができる。
本発明で用いる塩素化銅フタロシアニン系顔料の合成する際、原料である銅フタロシアニン系顔料、塩化ナトリウム、および塩化アルミニウムの重量混合比は、好ましくは銅フタロシアニン:塩化ナトリウム:塩化アルミニウム=1:1:1〜1:20:20である。混合比が1:1:1より小さいと銅フタロシアニン系顔料を溶融させることができずに塩素原子の導入数が15.1より小さくなる場合があり、混合比が1:20:20より大きいと生産効率が低下する。
また、塩素ガスを投入し、塩素化反応を行う温度は、好ましくは150〜200℃であることが望まれる。塩素化反応温度が高すぎても低すぎても、1分子あたりの塩素原子の導入数を15.1〜16.0個とすることが困難となる。
さらに、塩素ガスを投入し、塩素化反応を行う時間は、好ましくは1〜50時間、より好ましくは5〜25時間である。塩素化反応時間が1時間より短いと1分子あたりの塩素原子の導入数を15.1〜16.0個とすることが困難となる。
なお、本発明で用いる塩素化銅フタロシアニン系顔料において、塩素化銅フタロシアニン1分子あたりの塩素原子以外の置換基の平均導入数は、0.9〜0個となる。その置換基としては、例えば臭素原子、水素原子、水酸基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、環状アルキル基、アルコキシ基、環状アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキルチオ基、環状アルキルチオ基、アルケニル基、環状アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルキルアミノ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルアミノカルボニル基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロアルキルチオ基、カルボキシル基、ホルミル基、スルホン酸基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノスルホニル基、アルキルアミノスルホン酸塩基、クロロスルホン基、カルバミド基、スルホンアミド基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、脂肪族複素環基又は芳香族複素環基などがあげられる。
本発明の緑色着色剤組成物は、顔料分散剤、緑色顔料、銅アゾメチン系黄色顔料等を溶媒と共に分散機により分散し緑色顔料分散液を製造した後、その緑色顔料分散液に樹脂や種々の添加剤を加えることによって製造される。この緑色顔料分散液の製造の際に、銅アゾメチン系黄色顔料とともにスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有させることが重要である。すなわち、顔料は、粉体の状態で一次粒子が凝集した二次粒子の状態(二粒粒子径は、通常1〜50μm)であるため、溶媒および必要により樹脂等を添加した後、分散機を用いて顔料の二次粒子に剪断応力を印加し、一次粒子または小数の一次粒子の集合体の粒子に微細化することが必要である。
溶媒中で顔料の粗大粒子に剪断応力を印加するための分散機としては、サンドミル、ボールミル、ビーズミル、3本ロールミル、アトライターなどが用いられ、特に分散効率に優れるためビーズミルを用いることが好ましい。分散ビーズの例としては、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、ガラスビーズなどが挙げられ、効率よく微細化するためには、特にジルコニアビーズを使用することが好ましい。分散条件としては、ジルコニアビーズのビーズ径、分散機の周速、分散時間等を適切に制御することで剪断応力を適当な大きさに調整でき、かつ、顔料の粗大粒子を効率よく微細化することができる。
本発明では、緑色顔料と黄色顔料を混合して分散しても、混合せずに単独で分散してもどちらでも良いが、単独で別々に分散したほうが顔料毎に分散液の組成(分散剤種、分散剤量等)、分散条件(分散ビーズ粒、分散時間等)を最適化できる、結果としてカラーフィルターとしてのコントラスト比が高くなる可能性が高いため好ましい。さらに、単独で別々に分散したほうが、各顔料の重量混合比に制限が無くなり、調色の幅が広がるため好ましい。
本発明で用いる緑色顔料分散液には、高分子分散剤を添加することが好ましい。高分子分散剤の添加により、分散安定性の更なる向上が期待できる。使用できる高分子分散剤としては、塩基性基をその構造中に有するものが好ましく、市販品としては、例えば、“ソルスパース”(アビシア社製)、“EFKA”(エフカ社製)、”アジスパー”(味の素ファインテクノ社製)、“BYK”(ビックケミー社製)等を好ましく用いることができる。“ソルスパース”24000、“EFKA”4300、4330、4340、“アジスパー”PB821、PB822、“BYK”161〜163、2000、2001を用いた場合に分散安定化効果が高くなるため好ましい。本発明で用いられる高分子分散剤の添加量としては、特に限定されるわけではないが、好ましくは顔料100重量部に対して2〜100重量部であり、より好ましくは10〜50重量部である。高分子分散剤の添加量が2重量部より少ないと良好な顔料分散安定性が得られず、100重量部より多いと現像性が不良となる場合がある。
本発明の緑色着色剤組成物に用いられる樹脂としては、特に限定はなく、通常、カラーフィルターに使用している樹脂、すなわちアクリル系、エポキシ系、あるいはポリアミック酸等の樹脂を好ましく用いることができる。使用する樹脂によって、非感光性、あるいは感光性とすることができ、カラーフィルター製造プロセスに応じて適宜選択することができる。
以下、感光性緑色着色剤組成物に用いる樹脂の代表的な例としてアクリル系樹脂を用いた場合について説明する。アクリル系樹脂としては、感光性を持たせるため、少なくともアクリル系ポリマー、多官能モノマーあるいはオリゴマー、光重合開始剤を含有させることが一般的である。
使用できるアクリル系ポリマーとしては、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などがあげられる。
これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸nープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、1,3−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
使用できる多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、アジピン酸1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール(メタ)アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ(メタ)アクリレート、アルキッド変性(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、1,6−ヘキサンジオールジ(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、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、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどがあげられる。これらは単独または混合して用いることができる。これらの2種以上の混合物、あるいはその他の化合物との混合物などが用いられる。
光重合開始剤としては、特に限定はなく、公知のものが使用でき、例えば、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパン、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体などがあげられる。
また、本発明の緑色着色剤組成物に用いる溶剤としては、特に限定はなく、例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、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、プロピ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メチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエチルエーテルなどの(ポリ)アルキレングリコールエーテル系溶剤、あるいは、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エチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル―3―メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシブチルアセテート、3―メチル―3―メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、3―メチル―3―メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類を用いることができ、これらの単独、あるいは2種類以上の混合溶剤も好ましく用いることができる。またこれら以外の溶剤との混合も好ましく用いられる。
本発明の緑色着色剤組成物には、界面活性剤、密着性改良剤、硬化促進剤などを添加することもできる。
本発明の緑色着色剤組成物中の、顔料成分と樹脂成分の重量混合比は、通常10:90〜60:40であり、好ましくは20:80〜50:50である。顔料成分の量が10重量%より少ないとカラーフィルターの色純度が低下しやすい、顔料成分が60重量%より多いとカラーフィルターの信頼性が低下しやすい。なお、本発明でアクリル系樹脂を用いた場合、アクリルポリマー、アクリルモノマー、および高分子分散剤を樹脂成分とし、顔料および顔料誘導体を顔料成分とする。
本発明の緑色着色剤組成物中の緑色顔料と黄色顔料の重量混合比は、特に制限はないが、緑色顔料:黄色顔料=90:10〜10:90が好ましく、緑色顔料:黄色顔料=70:30〜30:70が更に好ましい。緑色顔料が少なすぎても、黄色顔料が少なすぎてもカラーフィルターを高色純度化できない。
本発明の緑色着色剤組成物において、塗工性、乾燥性などの観点から、顔料と樹脂をあわせた固形分濃度は、好ましくは5〜20質量%の範囲で使用する。
本発明では、顔料分散液中の顔料の分散安定性は、粘度およびCasson降伏値を用いて評価することができる。顔料の分散安定性が良好なほど、顔料分散液の粘度および降伏値が小さくなる。顔料分散液の顔料の分散安定性が良好であれば通常、顔料分散液に樹脂、溶媒等を添加して作製される緑色着色剤組成物の分散安定性も良好となる。
本発明の緑色着色剤組成物の粘度は、1〜20mPa・sの範囲にあることが好ましく、2〜10mPa・sの範囲にあることが更に好ましい。また、緑色着色剤組成物の降伏値は、1×10−3Pa以下であることが好ましく、1×10−4Pa以下であることが更に好ましい。粘度および降伏値が上記の範囲にあれば、緑色着色剤組成物の顔料の分散安定性は良好といえる。
以下、本発明の緑色着色剤組成物を用いたカラーフィルターの製造方法を説明する。
カラーフィルターは通常、ブラックマトリクスを形成させた透明基板上に、赤色、緑色、青色の3色の画素を形成させた構造を持つ。
本発明のカラーフィルターは、緑画素を、少なくとも樹脂、溶剤、顔料分散剤、緑色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物において、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料を含有し、さらに顔料分散剤として銅フタロシアニン系顔料にスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物を用いて製造することが必要である。なお、赤画素、青画素を形成させるための赤色着色剤組成物、青色着色剤組成物としては特に限定はなく、例えば、上記で述べた本発明の緑色着色剤組成物と同様に、樹脂、溶剤中に主顔料と副顔料とからなる顔料系で調色して作製される。
まず、着色剤組成物を基板上に塗布する方法としては、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板を溶液中に浸漬する方法、溶液を基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。基板としては通常、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの透明基板が用いられる。緑色着色剤組成物を前記のような方法で透明基板上に塗布した後、風乾、加熱乾燥、真空乾燥などにより、緑色着色剤組成物の塗膜を形成する。
次に、緑色着色剤組成物が感光性の場合、該感光性着色組成物の塗膜上にマスクを設置し、超高圧水銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯等を用いて、紫外線等により選択的に露光を行う。
その後、アルカリ性現像液で現像を行う。アルカリ性現像液に用いるアルカリ性物質としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の3級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機アルカリ類等が挙げられる。
その後、得られた塗膜パターンを加熱処理することによって画素がパターンニングされたカラーフィルターとなる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、150〜350℃、好ましくは180〜250℃の温度のもとで、0.5〜5時間、連続的または段階的に行われる。この加熱工程により、緑色着色剤組成物中の樹脂成分の硬化が進む。
上記のようなパターンニング工程を赤、緑、青などの各色について順次行うと、液晶表示装置用カラーフィルターが作製できる。各色のパターンニング順序は限定されない。
本発明のカラーフィルターの緑画素の膜厚は、通常1.0〜2.5μm、好ましくは1.2〜2.0μmであることが望まれる。膜厚が1.0μmより薄いと、光の吸収が小さくなりカラーフィルターの色純度が低くなりやすい。一方、膜厚が2.5μmより厚いと、カラーフィルターの平坦性低下、パターン加工性低下、信頼性低下等の様々な問題が生じ易くなる。
本発明のカラーフィルターの緑画素の色純度は、例えば標準条件として周知されているC光源XYZ表示系における色度座標(x、y)のyと膜厚の関係から評価することができる。カラーフィルターの緑画素は通常、画素膜厚が厚くなるほど、yが増大し高色純度となるが、上記したように実用上の膜厚の上限は2.5μmであるため、より薄膜で高色純度化することが要求される。緑画素の場合は、yが一定での膜厚、あるいは膜厚一定でのyから色純度を評価することができ、yが一定での膜厚が薄いほど、また、膜厚一定でのyが大きいほど、薄膜で高色純度といえる。
本発明のカラーフィルターにおいて、色度座標(x、y)のy=0.650における膜厚は、好ましくは2.0μm以下、より好ましくは1.8μm以下、更に好ましくは1.6μm以下であることが望まれる。y=0.650における膜厚が1.8μm以下であれば、カラーフィルターを薄膜で高色純度化することができ、y=0.650における膜厚を1.6μm以下であれば、カラーフィルターを薄膜で超高色純度化することができる。
本発明では、緑色着色剤組成物中に、緑色顔料、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料、銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有させることによって、緑色着色剤組成物の銅アゾメチン系顔料の分散安定性を向上でき、y=0.650における膜厚を1.6μm以下とすることができる。なお、一般的に液晶ディスプレイに用いられるLED光源は、C光源よりもG画素が高色純度化される傾向があり、C光源でy=0.650であれば、LED光源ではy=0.660〜0.700の色を得ることが可能と考えられる。
本発明のカラーフィルターにおいて、色度座標(x、y)のy=0.650におけるコントラスト比は、通常4000以上、好ましくは6000以上、更に好ましくは8000以上であることが望まれる。カラーフィルターのコントラスト比が大きいほど、液晶ディスプレイの表示品位が向上するため好ましい。本発明では、緑色顔料、銅アゾメチン系黄色顔料、銅フタロシアニン系顔料誘導体を用いることによって、カラーフィルターのコントラスト比を6000以上とすることができる。
本発明のカラーフィルターの輝度は、例えばC光源XYZ表示系における輝度(Y)を用いて評価することができる。通常、G画素の場合、yが大きくなるほど高色純度化しYが小さくなり、xが大きくなるほど黄色味の色相となりYが大きくなるため、輝度は色度座標(x、y)一定で評価することが必要である。本発明のカラーフィルターにおいて、色度座標(x、y)=(0.240、0.650)におけるYは、好ましくは35以上、より好ましくは37以上であることが望まれる。好ましくは本発明では、緑色顔料として高塩素化銅フタロシアニン系顔料を用い、黄色顔料としてPY129およびPY150を用いることによって、(x、y)=(0.240、0.650)におけるYを37以上とすることができる。
一方、本発明では、緑色顔料として臭素化亜鉛フタロシアニン系顔料を用い、黄色顔料としてPY129およびPY150を用いることによって、色純度は少し低下するものの、Yをさらに向上することができ、(x、y)=(0.240、0.650)におけるYを38以上とすることもできる。
次に、このカラーフィルターを用いて作成した液晶表示装置の一例について述べる。上記カラーフィルター基板とアレイ基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させて貼りあわせる。なお、アレイ基板上には、薄膜トランジスタ(TFT)素子や薄膜ダイオード(TFD)素子、および走査線、信号線などを設け、TFT液晶表示装置やTFD液晶表示装置を作成することができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。次に、ICドライバー等を実装することにより液晶表示装置が完成する。
以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更に詳しく説明する。
実施例中の顔料、顔料誘導体、顔料分散液、緑色着色剤組成物、およびカラーフィルターの評価を以下の方法で行った。
<評価方法>
(塩素化銅フタロシアニン系顔料の平均塩素原子導入数)
レーザー飛行時間型質量分析装置(島津製作所製AXIMA−TOF)を使用して、レーザー脱離イオン化法により塩素化銅フタロシアニン系顔料の負イオン測定を行った。測定には、波長337nmの窒素レーザーを使用し、マトリックスは使用しなかった。イオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行い、得られたm/zの強度比から塩素化銅フタロシアニン系顔料の平均塩素原子導入数を求めた。
(顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数)
m−ニトロベンジルアルコールをマトリックスとして用い、高速原子衝撃イオン化法質量分析装置(日本電子(株)製JMS−SX102A)を使用して顔料誘導体の負イオン測定を行った。測定はイオン化により生成したイオンの質量(m)と電荷(z)の比(m/z)で10〜2000の範囲で行い、得られたm/zの強度比から顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数を求めた。
(顔料分散液、および緑色着色剤組成物の粘度)
円錐平板型粘度計(東機産業(株)製RE100L)を用いて、25℃での顔料分散液の粘度を測定した。
(顔料分散液、および緑色着色剤組成物の降伏値)
円錐平板型粘度計(東機産業(株)製RE100L)を用い、異なるずり速度での粘度を3点測定し、Cassonの式を用いることにより降伏値を求めた。
得られた粘度および降伏値から、顔料分散液および緑色着色剤組成物の分散安定性を評価した。
(カラーフィルターのコントラスト比)
緑色着色剤組成物をガラス基板上に塗布して形成させた着色膜を作製し、膜面が全測定面積に入るように偏光子と検光子の間に置き、偏光子と検光子が平行の時の光線透過率(I1)と、偏光子と検光子が直行したときの光線透過率(I2)の比(I1/I2)を測定することによりコントラスト比を算出した。偏光子と検光子には日東電工(株)製偏光フィルム”NPF−G1220DUN”を使用した。光源として熱陰極管を用いたバックライトユニットである明拓システム製”FL8A−EX/70”を使用し、色彩輝度計としてトプコン(株)製”BM−5A”を使用した。
(カラーフィルターの色度)
着色膜のC光源XYZ表色系における色度座標(x、y)、および輝度(Y)は、大塚電子(株)製、顕微分光光度計“MCPD−2000”を用いて測定した。
(着色剤組成物より形成されたカラーフィルターの膜厚)
着色膜の膜厚は、東京精密(株)製、表面段差計“サーフコム1400D”を用いて測定した。
参考例1
(塩素化銅フタロシアニン系顔料の作製)
ガス導入管を有するガラス製の反応容器中に、50gの銅フタロシアニン系顔料(クラリアント(株)製“ホスタパームブルー”(商品名)A2−R)、350gの塩化ナトリウム、および350gの塩化アルミニウムを投入した。その後、180℃まで加熱し、スラリーを溶融させた。溶融状態のスラリーに塩素ガスを注入し、180℃で24時間塩素化反応を行った。反応終了後、溶融物を氷水2000g中に注ぎ入れ、得られた沈殿物を濾過した。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を10回繰り返して、塩素化銅フタロシアニン系顔料を得た。この塩素化銅フタロシアニン系顔料の塩素導入数を上記の方法により測定したところ、塩素原子が16個導入されたことを示すm/z=1126のピーク、塩素原子が15個導入されたことを示すm/z=1093のピーク、塩素原子が14個導入されたことを示すm/z=1059のピークが確認された。これらのピーク強度比から塩素導入数を算出したところ、塩素導入数16個のものが87%、塩素導入数15個のものが11%、塩素導入数14個のものが2%であり、塩素化銅フタロシアニン1分子あたりの平均塩素導入数は、15.85個であった。
参考例2
(塩素化銅フタロシアニン系顔料の作製)
塩素化反応時間を8時間としたこと以外は、参考例1と同様にして塩素化反応を行い、塩素化銅フタロシアニン系顔料を得た。この塩素化銅フタロシアニン系顔料の平均塩素導入数は、15.60個であった。
参考例3
(銅フタロシアニン系顔料誘導体の作製)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパームブルー”B2G)60gを攪拌しながら60℃に加熱した発煙硫酸(28%SO)780g中に投入した。3時間攪拌した後、氷1500g上に加えた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水2000ml中へ前記生成物を投入し、アンモニア水溶液で中和(pHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加)し、濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を3回繰り返して、69gの銅フタロシアニン系顔料誘導体を得た。次に、この銅フタロシアニン系顔料有誘導体とイオン交換水を混合した後、スラリーをPMMA透析モジュール(東レ(株)製“フィルトライザー”(商品名)B3−20A)を用いて透析を行い、銅フタロシアニン系顔料誘導体を精製した。この精製後の銅フタロシアニン系顔料誘導体のスルホン酸基導入数を上記の方法により測定したところ、スルホン酸基が1個導入されたことを示すm/z=654のピーク、2個導入されたことを示すm/z=734のピーク、3個導入されたことを示すm/z=814のピークが観測された。これらのピーク強度比からスルホン酸基導入数を算出したところ、平均スルホン酸基導入数は1.9個であった。
参考例4
(銅フタロシアニン系顔料誘導体の作製)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパームブルー”B2G)60gを、80℃に加熱した発煙硫酸(28%SO)780g中に投入したこと以外は、参考例3と同様にして、顔料のスルホン化および精製を行った。この銅フタロシアニン系顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数は、2.4個であった。
参考例5
(銅フタロシアニン系顔料誘導体の作製)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパームブルー”B2G)60gを、70℃に加熱した発煙硫酸(28%SO)780g中に投入したこと以外は、参考例3と同様にして、顔料のスルホン化および精製を行った。この銅フタロシアニン系顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数は、2.1個であった。
参考例6
(銅フタロシアニン系顔料誘導体の作製)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパームブルー”B2G)60gを、50℃に加熱した発煙硫酸(28%SO)780g中に投入したこと以外は、参考例3と同様にして、顔料のスルホン化および精製を行った。この銅フタロシアニン系顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数は、1.8個であった。
参考例7
(銅フタロシアニン系顔料誘導体の作製)
PB15:3(クラリアント社製“ホスタパームブルー”B2G)60gを、40℃に加熱した発煙硫酸(28%SO)780g中に投入したこと以外は、参考例3と同様にして、顔料のスルホン化および精製を行った。この銅フタロシアニン系顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数は、1.6個であった。
参考例8
(銅アゾメチンスルホン化顔料誘導体の作製)
60gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”(商品名)5GLT)を、氷冷下で攪拌しながらで発煙硫酸(28重量%SO)780g中に投入した。反応中の溶液の温度は0〜5℃であった。3時間攪拌した後、氷水1500g中に注ぎ入れた。30分間放置後、生じた懸濁液を濾過し、得られた生成物を300mlの純水で洗浄した。純水2000ml中へ前記生成物を投入し、アンモニア水溶液でpHが7以上になるまでアンモニア水溶液を添加し、中和を行い、次いで濾過を行った。得られたウェット結晶を純水で洗浄した後、80℃で乾燥した。乾燥して得られたものを純水による洗浄、濾過、乾燥という操作を3回繰り返して、62gの銅アゾメチンスルホン化誘導体を得た。
次に、参考例3と同様の手順で銅アゾメチン系顔料誘導体の透析を行った。この透析後の銅アゾメチン系顔料誘導体のスルホン酸基導入数を、上記に示した方法により測定したところにPY129にスルホン酸基が2個導入されたことを示すm/z=483のピークのみが観測されたことら、銅アゾメチン系顔料誘導体の平均スルホン酸基導入数は、2.0個であった。
参考例9
(黄色顔料分散液1の作製)
97gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製、“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)、3gの参考例3で得られた銅フタロシアニン系顔料誘導体(平均スルホン酸基導入数1.9個)、100gの高分子分散剤(ビックミージャパン(株)製、(商品名)BYK2000)、67gのアクリル系樹脂(ダイセル化学製、“サイクロマー”、(商品名)CA250)、83gのプロピレングリコールモノメチルエーテル、および650g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混合して、スラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して、3200rpm、6時間の分散処理を行い、黄色顔料分散液1を得た。
参考例10
(黄色顔料分散液2の作製)
97gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)、3gの参考例8で得られた銅アゾメチン系顔料誘導体(平均スルホン酸基導入数2.0個)を用いたこと以外は参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液2を得た。
参考例11
(黄色顔料分散液3の作製)
100gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)を用い、顔料誘導体を使用しなかったこと以外は、参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液3を得た。
参考例12
(黄色顔料分散液4の作製)
100gのPY150(ランクセス(株)製、(商品名)E4GNGT)を用い、顔料誘導体を使用しなかったこと以外は参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液4を得た。
参考例13
(黄色顔料分散液5の作製)
97gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)、3gの参考例4で得られた銅フタロシアニン系顔料誘導体(平均スルホン酸基導入数2.4個)を用いたこと以外は参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液5を得た。
参考例14
(黄色顔料分散液6の作製)
97gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)、3gの参考例5で得られた銅フタロシアニン系顔料誘導体(平均スルホン酸基導入数2.1個)を用いこと以外は参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液6を得た。
参考例15
(黄色顔料分散液7の作製)
97gの銅アゾメチン系顔料PY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)、3gの参考例6で得られた銅フタロシアニン系顔料誘導体(平均スルホン酸基導入数1.8個)を用いこと以外は参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液7を得た。
参考例16
(黄色顔料分散液8の作製)
97gのPY129(チバスペシャリティケミカルズ(株)製“イルガジンイエロー”、(商品名)5GLT)、3gの参考例7で得られた銅フタロシアニン系顔料誘導体(平均スルホン酸基導入数1.6個)を用いこと以外は参考例9と同様にして分散処理を行い、黄色顔料分散液8を得た。
参考例17
(緑色顔料分散液1の作製)
100gの参考例1で得られた塩素化銅フタロシアニン系顔料(平均塩素導入数15.85個)、100gの高分子分散剤(ビックミージャパン(株)製、(商品名)BYK2000)、67gのアクリルポリマー(ダイセル化学製”サイクロマー”A、(商品名)CA250)、40gのプロピレングリコールモノメチルエーテル、および693g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混合して、スラリーを作製した。スラリーを入れたビーカーを循環式ビーズミル分散機(ウイリー・エ・バッコーフェン社製“ダイノーミル”KDL−A)とチューブでつなぎ、メディアとして直径0.3mmのジルコニアビーズを使用して、3200rpm、3時間の分散処理を行い、緑色顔料分散液1を得た。
参考例18
(緑色顔料分散液2の作製)
100gの参考例2で得られた塩素化銅フタロシアニン系顔料(平均塩素導入数15.60個)を用いたこと以外は参考例17と同様にして緑色顔料分散液2を得た。
参考例19
(緑色顔料分散液3の作製)
100gの塩素化銅フタロシアニン系顔料(クラリアント社製、“ホスタパームグリーン”、(商品名)GNX)を用いたこと以外は参考例17と同様にして緑色顔料分散液3を得た。
なお、市販の塩化銅フタロシアニン系顔料であるホスタパームグリーンGNXの平均塩素導入数は、15.03個であった。
参考例20
(緑色顔料分散液4の作製)
100gの臭素化銅フタロシアニン系顔料(DIC(株)製、“ファーストゲングリーン”、(商品名)2FK−CF)を用いたこと以外は参考例17と同様にして緑色顔料分散液4を得た。
参考例21
(緑色顔料分散液5の作製)
100gの臭素化亜鉛フタロシアニン系顔料(DIC(株)製、“ファーストゲングリーン”、(商品名)A110)を用いたこと以外は参考例17と同様にして緑色顔料分散液5を得た。
参考例22
(青色顔料分散液1の作製)
80gのPB15:6、20gのPV23を用いたこと以外は参考例17と同様にして青色顔料分散液1を得た。
参考例23
(赤色顔料分散液1の作製)
60gのPR254、40gのPR177を用いたこと以外は参考例17と同様にして赤色顔料分散液1を得た。
参考例9〜21で得られた黄色顔料分散液1〜8、緑色顔料分散液1〜5の評価結果を表1に示す。
Figure 2011128181
黄色顔料分散液1は、銅アゾメチン系顔料とともに、銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有するため、顔料分散液の粘度、降伏値ともに低い値となり、顔料の分散安定性が良好となった。一方、黄色顔料分散液2および黄色顔料分散液3は、銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有しないため、顔料分散液の粘度、降伏値ともに上昇してしまい、顔料の分散安定性が不良となった。
黄色顔料分散液1、黄色顔料分散液5〜8は、銅フタロシアニン系顔料誘導体の平均スルホン酸導入数を変化させたものである。黄色顔料分散液1、黄色顔料分散液6および黄色顔料分散液7が、特に粘度、降伏値ともに低い値となり、銅アゾメチン系顔料の分散安定性が良好となった。
なお、黄色顔料分散液4,緑色顔料分散液1〜5は、各種顔料を用いた顔料分散液であり、いずれも粘度、降伏値ともに低い値となり分散安定性が良好となった。
実施例1
(緑色着色剤組成物の作製)
37.2gの参考例9で得られた黄色顔料分散液1、37.2gの参考例17で得られた緑色顔料分散液1、0.7gのサイクロマーACA250(45重量%溶液)、3.4gの日本化薬製多官能モノマー”カヤラッド”DPHA、0.4gのチバ・スペシャルティケミカルズ製光開始剤”イルガキュア”907、0.2gの日本化薬製増感剤”カヤキュア”DETX−S、および20.9g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後、さらにbic chemie社製界面活性剤“BYK333”を固形分全体の2000ppmになるよう添加し、感光性緑色着色剤組成物を得た。
緑色着色剤組成物における顔料成分と樹脂成分との重量混合比は、顔料成分:樹脂成分=50:50であり、顔料の重量混合比は、塩素化銅フタロシアニン系顔料:銅アゾメチン系顔料=50:50であった。
(カラーフィルター基板の作製)
透明ガラス基板上に得られた感光性緑色着色剤組成物をスピナーにより塗布し、その後熱風オーブン中90℃、10分加熱処理することにより、緑色着色膜を得た。次にネガマスクを介し所定領域を露光し、0.04%水酸化カリウム水溶液に、非イオン界面活性剤として“エマルゲン”A−60(HLB12.8、ポリオキシエチレン誘導体))(花王(株)製)を現像液総量に対して0.1質量%添加したアルカリ現像液で90秒間揺動しながら浸漬を行い現像し、続いて純水洗浄することにより、パターンニング基板を得た。得られたパターンニング基板を熱風オーブン中で220℃で30分保持することにより、アクリル系樹脂の硬化を行った。以上により緑画素を有するカラーフィルター基板を作製した。
なお、緑色着色剤組成物のスピナー回転数を調整して、硬化後の緑画素の色度がC光源でy=0.650になるように塗布を行った。実施例1で得られた緑色着色剤組成物およびカラーフィルター基板の各種評価結果を表2に示す。
Figure 2011128181
実施例2〜12、比較例1〜3
(緑色着色剤組成物、およびカラーフィルター基板作製)
表2に示した緑色顔料分散液、黄色顔料分散液を用いて、表2に示した顔料比率としたこと以外は、実施例1と同様にして緑色着色剤組成物およびカラーフィルター基板を作製した。各種評価結果を表2に示す。
実施例1は、銅アゾメチン系顔料および銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有する黄色顔料分散液1を使用したため、超高コントラスト比(コントラスト比8800)、超高色純度(膜厚1.58μm)、となり良好な結果が得られた。一方、比較例1および比較例2は、銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有してない黄色顔料分散液を使用したため、緑色着色剤組成物の分散安定性が不良で、カラーフィルターのコントラスト比は低く、結果が不良であった。また、比較例3は、銅アゾメチン系顔料を含有していない黄色顔料分散液4を使用したため、色純度化が低く、結果は不良であった。
実施例1、6〜8は、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料、PY150を用い、緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料を用い、これらの顔料の重量混合比を変化させた結果である。コントラスト比は実施例1、6〜8全てにおいて高く、色純度は実施例1、6、7が高く、輝度は実施例6、7、8が高い結果となった。すなわち、実施例6、7は、銅アゾメチン系顔料およびPY150の重量混合比が最適化されているため、コントラスト比、色純度、輝度ともに良好な結果となった。
実施例6、9、10は、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料、PY150を用い、緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料を用い、塩素化銅フタロシアニン系顔料の塩素化導入数を変化させた結果である。コントラスト比は実施例6、9、10全てにおいて高く、色純度は実施例6が高く、輝度は実施例6が高い値となった。すなわち、塩素化銅フタロシアニン系顔料の塩素導入数が多いほど、色純度および輝度が高くなった。
実施例12は、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料、PY150を用い、緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料、臭素化亜鉛フタロシアニン系顔料を用いた結果である。実施例6と比較して実施例12は、膜厚は厚いものの、輝度は高い値となった。すなわち、緑顔料として臭素化亜鉛フタロシアニン系顔料を使用すると色純度は少し低下するものの、輝度は向上する結果が得られた。
実施例13
(青色着色剤組成物、赤色着色剤組成物作製)
74gの参考例22で得られた青色顔料分散液1を用いたこと以外は実施例1と同様にして青色着色剤組成物を作製した。青色着色剤組成物における顔料成分と樹脂成分との重量混合比は、顔料成分:樹脂成分=50:50であり、顔料の重量混合比は、PB15:6:PV23=80:20であった。
74gの参考例23で得られた赤色顔料分散液1を用いたこと以外は実施例1と同様にして赤色着色剤組成物を作製した。赤色着色剤組成物における顔料成分と樹脂成分との重量混合比は、顔料成分:樹脂成分=50:50であり、顔料の重量混合比は、PR254:PR177=60:40であった。
(カラーフィルター作製)
ブラックマトリックスを作製したガラス基板上に、実施例1で得られた緑色着色剤組成物を用いて、実施例1と同様にして緑画素を作製した。次に、実施例13で得られた青色着色剤組成物および赤色着色剤組成物を用いて、同様にして青画素、赤画素を作製した。その後、透明電極を形成させ、緑画素、青画素、赤画素を有するカラーフィルター基板を得た。なお、カラーフィルター硬化後の各画素の膜厚が2.0μmとなるように、各着色剤組成物のスピナー回転数を調整した。
(液晶表示装置作製)
無アルカリガラス上にTFT素子、透明電極等を形成させてアレイ基板を作製した。カラーフィルター基板とTFT基板にポリイミド配向膜を形成しラビング処理を行った。アレイ基板にマイクロロッドを練り込んだシール剤を印刷し、6μmの厚さのビーズスペーサーを散布した後、アレイ基板とカラーフィルター基板を貼り合わせた。シール部に設けられた注入口からネマティック液晶(チッソ製“リクソン”JC−5007LA)を注入した後、液晶セルの両面に偏光フィルムを偏光軸が垂直になるようにして張り合わせ液晶パネルを得た。この液晶パネルに、青色LEDにYAG蛍光体をコーティングした白色LEDを取り付け、TABモジュール、プリント基板等を実装し液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置の白表示と黒表示との輝度比からコントラスト比を測定したところ、コントラスト比は2500であり、良好な結果が得られた。また、この液晶表示装置の色再現範囲は、NTSC規格比で96%であり、良好であった。
すなわち、カラーフィルター基板の緑画素が超高色純度、超高コントラストのため、この液晶表示装置は色再現範囲が極めて広く、表示品位が良好であった。
比較例4
(カラーフィルター基板および液晶表示装置作製)
比較例1で得られた緑色着色剤組成物を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、カラーフィルター基板および液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置のコントラスト比は600であった。この液晶表示装置の色再現範囲は、NTSC規格比で92%であった。
すなわち、カラーフィルターの緑画素のコントラスト比が低いため、この液晶表示装置の表示品位は不良であった。
比較例5
(カラーフィルター基板および液晶表示装置作製)
比較例3で得られた緑色着色剤組成物を使用したこと以外は、実施例13と同様にして、カラーフィルター基板および液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置のコントラスト比は2500であった。この液晶表示装置の色再現範囲は、NTSC規格比で84%であった。
すなわち、カラーフィルターの緑画素の色純度が低いため、この液晶表示装置の表示色再現範囲はそれほど広くなかった。
本発明のカラーフィルター用緑色着色剤組成物等は、液晶ディスプレイ等に使用するカラーフィルター用緑色着色剤組成物に好適に使用できる。

Claims (7)

  1. 少なくとも樹脂、溶剤、顔料分散剤、緑色顔料および黄色顔料を含有するカラーフィルター用緑色着色剤組成物において、黄色顔料として銅アゾメチン系顔料を含有し、さらに顔料分散剤として銅フタロシアニン系顔料にスルホン酸基が導入された銅フタロシアニン系顔料誘導体を含有することを特徴とするカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
  2. 銅フタロシアニン系顔料誘導体1分子あたりの平均スルホン酸基導入数が1.8〜2.1個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ー用緑色着色剤組成物。
  3. 銅アゾメチン系顔料がC.I.ピグメントイエロー129であり、さらに黄色顔料としてC.I.ピグメントイエロー150を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
  4. 緑色顔料として塩素化銅フタロシアニン系顔料を含有し、該塩素化銅フタロシアニン系顔料の塩素化銅フタロシアニン1分子あたりの平均塩素原子導入数が15.1〜16.0個であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
  5. 緑色顔料として亜鉛フタロシアニン系顔料をさらに含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物。
  6. 透明基板上に任意の色数で各色別に所望のパターン状に設けられた着色膜からなる画素が形成されたカラーフィルター基板であって、該着色膜が請求項1〜5のいずれかに記載のカラーフィルター用緑色着色剤組成物により形成されることを特徴とするカラーフィルター基板。
  7. 請求項6に記載のカラーフィルター基板を具備してなる液晶表示装置。
JP2009283636A 2009-12-15 2009-12-15 カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置 Expired - Fee Related JP5423374B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009283636A JP5423374B2 (ja) 2009-12-15 2009-12-15 カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009283636A JP5423374B2 (ja) 2009-12-15 2009-12-15 カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011128181A true JP2011128181A (ja) 2011-06-30
JP5423374B2 JP5423374B2 (ja) 2014-02-19

Family

ID=44290877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009283636A Expired - Fee Related JP5423374B2 (ja) 2009-12-15 2009-12-15 カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5423374B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018186182A1 (ja) * 2017-04-03 2018-10-11 Dic株式会社 カラーフィルタ用顔料組成物及びカラーフィルタ
JP2019101352A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 Dic株式会社 カラーフィルタ用顔料組成物及びカラーフィルタ
WO2020196393A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、構造体、カラーフィルタおよび表示装置
JPWO2022168742A1 (ja) * 2021-02-03 2022-08-11
WO2022168741A1 (ja) * 2021-02-03 2022-08-11 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および化合物
WO2023228791A1 (ja) * 2022-05-25 2023-11-30 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
WO2024010025A1 (ja) * 2022-07-07 2024-01-11 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置及び化合物
WO2024018910A1 (ja) * 2022-07-19 2024-01-25 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および着色剤
TWI881032B (zh) * 2020-02-05 2025-04-21 日商富士軟片股份有限公司 著色組成物、膜、濾光器、固體攝像元件及圖像顯示裝置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10237326A (ja) * 1996-12-24 1998-09-08 Hitachi Chem Co Ltd 緑色樹脂組成物、感光性緑色樹脂組成物、緑色画像形成用感光液、着色画像の製造法及びカラーフィルターの製造法
JP2001356210A (ja) * 2000-06-14 2001-12-26 Jsr Corp カラーフィルタ用感放射線性組成物およびカラーフィルタ
JP2007293127A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Fujifilm Corp 染料含有ネガ型硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法
JP2009035671A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Toray Ind Inc 顔料分散液、着色剤組成物、およびカラーフィルター

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10237326A (ja) * 1996-12-24 1998-09-08 Hitachi Chem Co Ltd 緑色樹脂組成物、感光性緑色樹脂組成物、緑色画像形成用感光液、着色画像の製造法及びカラーフィルターの製造法
JP2001356210A (ja) * 2000-06-14 2001-12-26 Jsr Corp カラーフィルタ用感放射線性組成物およびカラーフィルタ
JP2007293127A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Fujifilm Corp 染料含有ネガ型硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法
JP2009035671A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Toray Ind Inc 顔料分散液、着色剤組成物、およびカラーフィルター

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102531076B1 (ko) 2017-04-03 2023-05-09 디아이씨 가부시끼가이샤 컬러필터용 안료 조성물 및 컬러필터
WO2018186182A1 (ja) * 2017-04-03 2018-10-11 Dic株式会社 カラーフィルタ用顔料組成物及びカラーフィルタ
KR20190137072A (ko) * 2017-04-03 2019-12-10 디아이씨 가부시끼가이샤 컬러필터용 안료 조성물 및 컬러필터
TWI745571B (zh) * 2017-04-03 2021-11-11 日商迪愛生股份有限公司 彩色濾光片用顏料組成物及彩色濾光片
JP6455748B1 (ja) * 2017-04-03 2019-01-23 Dic株式会社 カラーフィルタ用顔料組成物及びカラーフィルタ
JP2019101352A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 Dic株式会社 カラーフィルタ用顔料組成物及びカラーフィルタ
WO2020196393A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、構造体、カラーフィルタおよび表示装置
TWI881032B (zh) * 2020-02-05 2025-04-21 日商富士軟片股份有限公司 著色組成物、膜、濾光器、固體攝像元件及圖像顯示裝置
CN116848199A (zh) * 2021-02-03 2023-10-03 富士胶片株式会社 着色组合物、膜、滤光器、固体摄像元件、图像显示装置及化合物
JPWO2022168742A1 (ja) * 2021-02-03 2022-08-11
WO2022168742A1 (ja) * 2021-02-03 2022-08-11 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および化合物
WO2022168741A1 (ja) * 2021-02-03 2022-08-11 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および化合物
WO2023228791A1 (ja) * 2022-05-25 2023-11-30 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
WO2024010025A1 (ja) * 2022-07-07 2024-01-11 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置及び化合物
WO2024018910A1 (ja) * 2022-07-19 2024-01-25 富士フイルム株式会社 着色組成物、膜、光学フィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および着色剤

Also Published As

Publication number Publication date
JP5423374B2 (ja) 2014-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5604968B2 (ja) カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置
JP5423374B2 (ja) カラーフィルター用緑色着色剤組成物、カラーフィルター基板および液晶表示装置
JP5238490B2 (ja) カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP5853673B2 (ja) カラーフィルター基板および液晶表示装置
JP5136139B2 (ja) 樹脂ブラックマトリクス用黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP5577659B2 (ja) 感光性黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス基板、カラーフィルター基板および液晶表示装置
TWI428640B (zh) 彩色濾光片及液晶顯示裝置
JP2011242568A (ja) カラーフィルター用緑色着色剤組成物およびカラーフィルター基板
CN102279522A (zh) 滤色器用着色组合物及滤色器
JP5262691B2 (ja) 液晶表示装置用カラーフィルター基板およびこれを用いた液晶表示装置
JP6252001B2 (ja) 着色剤組成物、カラーフィルター基板及び液晶表示装置
JP2004067715A (ja) 顔料分散液、着色剤組成物、カラーフィルター、及び液晶表示パネル
JP2010095716A (ja) 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP6413615B2 (ja) カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007112919A (ja) 顔料分散液、着色剤組成物、およびカラーフィルター
JP7210994B2 (ja) 着色樹脂組成物、カラーフィルタ基板および表示装置
JP6728765B2 (ja) 樹脂組成物、カラーフィルター基板及び表示装置
JP5707105B2 (ja) カラーフィルタ用黄色着色組成物及びカラーフィルタ
JP5315858B2 (ja) 青色着色剤組成物、およびカラーフィルター
JP2010189628A (ja) 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP5297754B2 (ja) カラーフィルタ用赤色着色組成物及びこれを用いたカラーフィルタ
CN103246103A (zh) 彩色液晶显示装置
JP4821316B2 (ja) 赤色着色剤組成物およびカラーフィルター
JP2009058946A (ja) 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP5266900B2 (ja) カラーフィルター用緑色着色剤組成物、およびカラーフィルター

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121024

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130611

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130701

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131029

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131111

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees