特許ウォッチ

公開番号2025102356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219749
出願日2023-12-26
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、液晶表示装置、および固体撮像素子
出願人artience株式会社
代理人
主分類G02B 5/20 20060101AFI20250701BHJP(光学)
要約【課題】本発明が解決しようとする課題は、低粘度で温度変動下でも保存安定性が高く、ろ過性、耐光性が良好であり、結晶性異物を抑制し、水しみやパターン形状にも優れたカラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、およびそれを備えた液晶表示装置、固体撮像素子を提供することにある。
【解決手段】上記課題は、赤色顔料(A)、色素誘導体(B)、バインダ樹脂(C)、および有機溶剤(D)を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、色素誘導体(B)が、一般式(1)で示されるキノフタロン系色素誘導体(B1)と、一般式(2)で示されるキノリン系色素誘導体(B2)または一般式(3)で示されるキノリン系色素誘導体(B3)のいずれかとを含有し、有機溶剤(D)が、沸点100℃～200℃の水酸基を有する有機溶剤(D1)を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物によって、解決される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
赤色顔料（Ａ）、色素誘導体（Ｂ）、バインダ樹脂（Ｃ）、および有機溶剤（Ｄ）を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、
色素誘導体（Ｂ）が、下記一般式（１）で示されるキノフタロン系色素誘導体（Ｂ１）と、下記一般式（２）で示されるキノリン系色素誘導体（Ｂ２）または下記一般式（３）で示されるキノリン系色素誘導体（Ｂ３）のいずれかとを含有し、
有機溶剤（Ｄ）が、沸点１００℃～２００℃の水酸基を有する有機溶剤（Ｄ１）を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
一般式（１）
JPEG
2025102356000075.jpg
73
86
［一般式（１）中、Ｒ
１
～Ｒ
１３
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良いアルコキシル基、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩を示す。ただし、Ｒ
１
～Ｒ
１３
のうち少なくとも一つは、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩である。］
一般式（２）
JPEG
2025102356000076.jpg
73
86
［一般式（２）中、Ｒ
２１
～Ｒ
３３
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良いアルコキシル基、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩を示す。ただし、Ｒ
２１
～Ｒ
３３
のうち少なくとも一つは、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩である。］
一般式（３）
JPEG
2025102356000077.jpg
85
86
［一般式（３）中、Ｒ
４１
～Ｒ
５３
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良いアルコキシル基、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩を示す。ただし、Ｒ
４１
～Ｒ
５３
のうち少なくとも一つは、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩である。］
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
キノフタロン系色素誘導体（Ｂ１）、キノリン系色素誘導体（Ｂ２）、キノリン系色素誘導体（Ｂ３）が、下記式［１］の質量比率を満たすことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用着色組成物。
［１］１０％ ≦ （Ｂ１）の質量／（（Ｂ１）の質量＋（Ｂ２）の質量＋（Ｂ３）の質量）≦ ９０％
【請求項３】
有機溶剤（Ｄ１）の含有量が、有機溶剤（Ｄ）中１～３０質量％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。
【請求項４】
さらに、塩基性基を有する樹脂型分散剤（Ｅ）を含有す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。
【請求項５】
塩基性基を有する樹脂型分散剤（Ｅ）が、下記一般式（４）、一般式（５）、および一般式（６）で表される構成単位からなる群より選ばれる少なくとも一つを含むアクリル系ブロック共重合体を含有することを特徴とする請求項４記載のカラーフィルタ用着色組成物。
一般式（４）
JPEG
2025102356000078.jpg
58
51
（一般式（４）において、Ｒ
１０１
～Ｒ
１０３
は、相互に独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい鎖状若しくは環状の炭化水素基を示し、Ｒ
１０１
～Ｒ
１０３
のうち２つ以上が互いに結合して環状構造を形成してもよい。Ｒ
１０４
は水素原子又はメチル基を示し、Ｘは２価の連結基を示し、Ｙ
－
は対アニオンを示す。）
一般式（５）
JPEG
2025102356000079.jpg
60
55
（一般式（５）において、Ｒ
１０５
及びＲ
１０６
は、相互に独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい鎖状若しくは環状の炭化水素基を示し、Ｒ
１０５
及びＲ
１０６
が互いに結合して環状構造を形成してもよい。Ｒ
１０４
は水素原子又はメチル基を示し、Ｘは２価の連結基を示す。）
一般式（６）
JPEG
2025102356000080.jpg
63
55
（一般式（６）において、Ｒ
１０７
は水素原子、炭素数１～１８のアルキル基、炭素数６～２０のアリール基、炭素数７～１２のアラルキル基、アシル基、オキシラジカル基、またはＯＲ
１１２
を表し、Ｒ
１１２
は、水素原子、炭素数１～１８のアルキル基、炭素数６～２０のアリール基、炭素数７～１２のアラルキル基、またはアシル基を表し、Ｒ
１０８
、Ｒ
１０９
、Ｒ
１１０
、Ｒ
１１１
はそれぞれ独立に、メチル基、エチル基、またはフェニル基を示す。Ｒ
１０４
は水素原子又はメチル基を示し、Ｘは２価の連結基を示す。）
【請求項６】
バインダ樹脂（Ｃ）が、脂環式炭化水素含有単量体単位（ｃ１）、および重合性不飽和基含有単量体単位（ｃ２）を含有するバインダ樹脂（Ｃ１）を含む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。
【請求項７】
赤色顔料（Ａ）が、ジケトピロロピロール系顔料、アゾ系顔料、およびアントラキノン系顔料からなる群より選ばれるいずれか１種以上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。
【請求項８】
さらに、光重合性単量体および／または光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項１～７いずれか１項記載のカラーフィルタ用着色組成物。
【請求項９】
請求項８記載のカラーフィルタ用着色組成物から形成されるフィルタセグメントを具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１０】
請求項９記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする、液晶表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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、カラーフィルタ、液晶表示装置、および固体撮像素子に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、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表示装置である。液晶表示装置は、２枚の偏光板の間にカラーフィルタを設けることによりカラー表示が可能となった。そのため液晶表示装置は、テレビやパソコンモニタ用途へ展開している。
【０００３】
カラーフィルタ用着色組成物に要求される品質項目として、コントラスト比や輝度などが挙げられるが、近年、ろ過性や結晶性異物などの品質項目についても重要性が高くなっている。カラーフィルタ用着色組成物の製造において、最終工程でろ過の工程があるが、粗大粒子が残存しているとろ過用フィルタを頻繁に交換しなければならず、ろ過処理速度が著しく低下してしまう。また、カラーフィルタ製造工程におけるポストベークの工程で、特に赤色顔料は、結晶性異物が発生してしまうという問題を抱えている。
【０００４】
一般に、着色剤として耐熱性や耐候性に優れた顔料を用いる顔料分散法において、微細な顔料粒子をワニスのような着色剤担体に分散させ、安定な着色組成物を得ることは難しく、その中の顔料粒子は、往々にして経時で凝集したり、さらに過分散と呼ばれる、一次粒子が破砕により一次粒子径よりも粒子径が微細化し活性面を露出する現象が起きてしまったりすることもある。顔料粒子が凝集した着色組成物はろ過性を著しく低下させ、過分散した着色組成物は結晶性異物を発生させてしまう。すると、生産性や品位が著しく低下してしまうため、高いろ過性や、結晶性異物の抑制は非常に重要である。
【０００５】
近年では液晶表示装置の画素の微細化が進み、より微細な異物除去の為、ろ過用フィルタの孔径が小さくなってきており、非常に高いレベルでのろ過性が求められている。また、様々な環境下で使用されるようになり、耐光性への要求も高い。加えて製造ラインや保冷庫の故障時のリスクを低減したい顧客からは、温度変動下での保存安定性が要求されている。特許文献１には、分散性、コントラスト、耐熱性、および明度に優れたキノフタロン系色素誘導体が開示されているが、ろ過性や、耐光性、温度変動化での保存安定性に関する記載は無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－０３５３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、低粘度で温度変動下でも保存安定性が高く、ろ過性、耐光性が良好であり、結晶性異物を抑制し、水しみやパターン形状にも優れたカラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、およびそれを備えた液晶表示装置、固体撮像素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、赤色顔料と、特定の色素誘導体と、特定の有機溶剤とを用いることにより、温度変動化でも保存安定性かつ濾過性を持ったカラーフィルタ用着色組成物が得られることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、赤色顔料（Ａ）、色素誘導体（Ｂ）、バインダ樹脂（Ｃ）、および有機溶剤（Ｄ）を含むカラーフィルタ用着色組成物であって、
色素誘導体（Ｂ）が、下記一般式（１）で示されるキノフタロン系色素誘導体（Ｂ１）と、下記一般式（２）で示されるキノリン系色素誘導体（Ｂ２）または下記一般式（３）で示されるキノリン系色素誘導体（Ｂ３）のいずれかとを含有し、
有機溶剤（Ｄ）が、沸点１００℃～２００℃の水酸基を有する有機溶剤（Ｄ１）を含有することを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物に関する。
【００１０】
一般式（１）
JPEG
2025102356000002.jpg
73
86
［一般式（１）中、Ｒ
１
～Ｒ
１３
は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良いアルコキシル基、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩を示す。ただし、Ｒ
１
～Ｒ
１３
のうち少なくとも一つは、－ＳＯ
３
Ｈ、－ＣＯＯＨ、－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨの金属塩、または－ＳＯ
３
Ｈもしくは－ＣＯＯＨのアルキルアンモニウム塩である。］
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許