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公開番号2025097451
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213657
出願日2023-12-19
発明の名称カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、固体撮像素子、及び画像表示装置
出願人artience株式会社
代理人
主分類G02B 5/20 20060101AFI20250624BHJP(光学)
要約【課題】耐熱性、コントラスト比(CR)、及び長期保存安定性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、これを用いたカラーフィルタ、固体撮像素子、及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】着色剤、バインダー樹脂、及び有機溶剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、着色剤が、1分子中に、一般式(1)で表される構造単位、及び一般式(2)で表される構造単位を有する造塩化合物を含むカラーフィルタ用着色組成物。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
着色剤、バインダー樹脂、及び有機溶剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、着色剤が、１分子中に、下記一般式（１）で表される構造単位、及び下記一般式（２）で表される構造単位を有する造塩化合物を含むカラーフィルタ用着色組成物。
一般式（１）
TIFF
2025097451000021.tif
55
64
［一般式（１）中、Ｒ
１
は水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。Ｒ
２
～Ｒ
４
はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基又は置換基を有してもよいアリール基を表し、Ｒ
２
～Ｒ
４
の内２つが互いに結合して環を形成しても良い。Ｑ
１
はアルキレン基、アリーレン基、－ＣＯＮＨ－Ｒ
５
－又は－ＣＯＯ－Ｒ
５
－を表し、Ｒ
５
はアルキレン基を表す。Ｙ
－
はキサンテン系アニオン性染料を表す。］
一般式（２）
TIFF
2025097451000022.tif
52
62
［一般式（２）中、Ｒ
１
は水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。Ｒ
２
～Ｒ
４
はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基又は置換基を有してもよいアリール基を表し、Ｒ
２
～Ｒ
４
の内２つが互いに結合して環を形成しても良い。Ｑ
１
はアルキレン基、アリーレン基、－ＣＯＮＨ－Ｒ
５
－又は－ＣＯＯ－Ｒ
５
－を表し、Ｒ
５
はアルキレン基を表す。Ｚ
－
は、極大吸収波長がＹ－の極大吸収波長より長波長であり、重金属元素を含まないアニオン性染料を表す。］
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
一般式（１）におけるＹ
－
と、一般式（２）におけるＺ
－
の極大吸収波長差が、２０～７０ｎｍである請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項３】
一般式（２）におけるＺ
－
が、ジスアゾ系アニオン性染料、及びトリアリールメタン系アニオン性染料からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む請求項１記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項４】
造塩化合物におけるＹ
－
とＺ
－
のモル比（Ｚ
－
／Ｙ
－
）が、０．１～０．８である請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項５】
造塩化合物が、一般式（１）で表される構造単位、及び一般式（２）で表される構造単位を有するＡブロックと、一般式（１）で表される構造単位、及び一般式（２）で表される構造単位を含まないＢブロックとからなるＡＢブロック共重合体構造を有する請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項６】
造塩化合物が、ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキセタン基、ｔ－ブチル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びブロックイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも１種の熱架橋性基を含む構造単位を有する請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項７】
さらに光重合性単量体及び／又は光重合開始剤を含む請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項８】
基板上に、請求項１～７いずれか一項に記載のカラーフィルタ用着色組成物から形成されてなるフィルタセグメントを具備するカラーフィルタ。
【請求項９】
請求項８に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
【請求項１０】
請求項８に記載のカラーフィルタを有する画像表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ用着色組成物、これを用いて形成されてなるフィルタセグメントを備えるカラーフィルタ、固体撮像素子、及び画像表示装置に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年顔料で達成し得ない高明度化を実現するため、染料系の色材に注目が集まっている。しかし、染料種によっては、蛍光発光特性を示す（例えば特許文献１参照）ため、コントラスト比が低くなるという問題があった。また、染料一般の特性として、顔料に比較して耐熱性・耐光性など堅牢性に劣る傾向にあり、またカラーフィルタ用着色物として好適な有機溶剤への溶解性が劣る傾向にある。そのため、染料を使用するに当たって、有機溶剤溶解性を付与すること、堅牢性を付与すること、蛍光を有する染料においては蛍光発光を抑制する技術が求められている。
染料の発する蛍光を消光する材料として、様々な文献が提案されているが（例えば特許文献２参照）、これらの消光剤は、カラーフィルタの基板作製時の加熱工程で昇華・分解等することにより蛍光消光効果を発揮できず、充分なコントラスト比を得ることが出来ていなかった。
更に消光剤の効果を効果的に発揮するには、蛍光発光する染料と消光剤の距離を近づけることでエネルギー移動を促進させることが一般的に知られている。この距離を近づける手法として染料と消光剤を塩形成させる手法が考えられるが、この方法では耐溶剤性の改善は示されているものの、カラーフィルタの基板作製時の加熱工程で昇華・分解等に対する耐熱性に関しては解決されていない（特許文献３参照）。
また消光剤の昇華・分解等に対する耐熱性を向上させる手段として、樹脂に組み込む手法が提案されている（特許文献４参照）。この手法は、耐熱性の向上には有効だが、染料・消光剤ともに樹脂に組み込んでいる為に互いの距離が離れてしまい、消光効果が十分に得られていなかった。
その後、染料・消光剤ともに単一樹脂内に組み込むことで耐熱性及びコントラスト比を向上させる手法が提案されている（特許文献５参照）。しかしながら、この手法では消光剤として重金属元素を有するアニオン性染料を使用しており、長期保存によって沈殿が発生し濾過性が悪化するという保存安定性に課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－３２９９９号公報
特開２０１３－１０１１６６号公報
特開２０１１－２１５５７２号公報
特開２０１５－１８２０８号公報
特開２０１９－０８６６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、耐熱性、コントラスト比（ＣＲ）、及び長期保存安定性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、これを用いたカラーフィルタ、固体撮像素子、及び画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
＜１＞着色剤、バインダー樹脂、及び有機溶剤を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、着色剤が、１分子中に、下記一般式（１）で表される構造単位、及び下記一般式（２）で表される構造単位を有する造塩化合物を含むカラーフィルタ用着色組成物。
【０００６】
一般式（１）
JPEG
2025097451000002.jpg
56
65
【０００７】
［一般式（１）中、Ｒ
１
は水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。Ｒ
２
～Ｒ
４
はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基又は置換基を有してもよいアリール基を表し、Ｒ
２
～Ｒ
４
の内２つが互いに結合して環を形成しても良い。Ｑ
１
はアルキレン基、アリーレン基、－ＣＯＮＨ－Ｒ
５
－又は－ＣＯＯ－Ｒ
５
－を表し、Ｒ
５
はアルキレン基を表す。Ｙ
－
はキサンテン系アニオン性染料を表す。］
【０００８】
一般式（２）
JPEG
2025097451000003.jpg
54
64
【０００９】
［一般式（２）中、Ｒ
１
は水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。Ｒ
２
～Ｒ
４
はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基又は置換基を有してもよいアリール基を表し、Ｒ
２
～Ｒ
４
の内２つが互いに結合して環を形成しても良い。Ｑ
１
はアルキレン基、アリーレン基、－ＣＯＮＨ－Ｒ
５
－又は－ＣＯＯ－Ｒ
５
－を表し、Ｒ
５
はアルキレン基を表す。Ｚ
－
は、極大吸収波長がＹ－の極大吸収波長より長波長であり、重金属元素を含まないアニオン性染料を表す。］
【００１０】
＜２＞一般式（１）におけるＹ
－
と、一般式（２）におけるＺ
－
の極大吸収波長差が、２０～７０ｎｍである上記カラーフィルタ用着色組成物。
（【００１１】以降は省略されています）

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