JP2002285031A - 顔料分散液、カラーペーストおよびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、顔料の分散安定性に優れた顔料分散
液を提供せんとするものであり、もって、顔料の分散安
定性に優れたカラーペーストおよび透過率、コントラス
ト、表面平滑性に優れた画素を有するカラーフィルター
を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の顔料分散液は、塩基性芳香環を有
するポリマーを含有することを特徴とするものである。
また、本発明のカラーペーストは、かかる顔料分散液を
使用して調製されることを特徴とするものであり、ま
た、本発明のカラーフィルターは、かかるカラーペース
トを用いて作成されていることを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顔料分散液、カラ
ーペーストおよびカラーフィルターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子用カラーフィルターは、
赤、緑、青の３色のストライプ状、あるいはドット状の
着色パターンが基板上に作製された構成を有しており、
着色パターンに必要とされる特性としては、特に色純
度、透過率といった色特性が良好であることが要求され
る。

【０００３】通常、カラーフィルターの着色パターン
は、顔料を樹脂中に分散させる顔料分散法により得られ
る。その際、使用する顔料は液晶表示装置のバックライ
ト特性に合うよう選択され、２種類以上の顔料を一定の
割合で調色して用いられることが多い。例えばカラーフ
ィルターのＲ（レッド）画素は、赤色、オレンジ色、黄
色の顔料を２種類以上を選び、一定の割合で調色して用
いられる。同様にＧ（グリーン）画素も、緑色、オレン
ジ色、黄色の顔料を２種類以上を選び、調色して用いら
れる。顔料はこのように要求される色度特性から選ばれ
るが、使用する顔料や、顔料の組み合わせ、調色比によ
っては安定に顔料が分散せず、凝集し、画素塗膜の透過
率、コントラストの低下や表面粗さの増大を引き起こ
し、液晶表示装置の表示品位を低下させる。

【０００４】このような問題を解決するために、ロジン
または変性ロジンのような樹脂を顔料表面処理剤として
用いることが行われている。しかしながら、このような
表面処理剤は分散溶剤中で溶け出し、かえって凝集を引
き起こしたり、塗膜形成時の加熱で着色し色性能を低下
させたりする問題があった。

【０００５】また、他の手段として主鎖中にイミノ基や
イミノカルボニル基を有するポリマーを分散剤として添
加する方法（特開平１０−１２０９６４号公報）が提案
されている。しかしながら、この方法では、分散安定性
の良好な顔料分散液やカラーペーストが得られるもの
の、顔料の微細化を充分に行うことができず、コントラ
ストの低い塗膜しか得られないという問題があった。

【０００６】上記以外の手段として、顔料誘導体を分散
助剤として添加する方法（例えば、特公平４−３８４１
号公報）も提案されている。しかしながら、この方法
は、分散助剤を顔料表面に吸着させて分散効果を発現さ
せるものであって、有効に吸着させるための種々の工
夫、すなわち分散溶剤の選択等の分散条件を適正化する
必要のあるものであるが、かかる方法によっても、顔料
に十分量吸着させることができず、分散助剤として期待
される効果が得られにくいものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、顔料の分散安定性に優れた顔料分散
液を提供せんとするものであり、もって、顔料の分散安
定性に優れたカラーペーストおよび透過率、コントラス
ト、表面平滑性に優れた画素を有するカラーフィルター
を提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の顔料分散液は、塩基性芳香環を
有するポリマーを含有することを特徴とするものであ
る。また、本発明のカラーペーストは、かかる顔料分散
液を使用して調製されることを特徴とするものであり、
また、本発明のカラーフィルターは、かかるカラーペー
ストを用いて作成されることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の顔料分散液は塩基性芳香
環を有するポリマーを含有することを特徴とする。

【００１０】カラーフィルターに使用することができる
有機顔料は一般的にπ共役性が高いものが多く、本発明
の塩基性芳香環を有するポリマーは塩基性芳香環が顔料
表面にπ−π相互作用で吸着すると推定される。吸着し
た該ポリマーは立体反発により顔料同士が凝集するのを
防ぐため、顔料の分散安定性が達成されると考えられ
る。

【００１１】本発明において、塩基性芳香環としては、
芳香環中に塩基性原子乃至は原子団を有するものならば
特に限定されるものではないが、例えばピリジン環、キ
ノリン環、イソキノリン環、ピラジン環、トリアジン
環、ピロール環、インドール環等が挙げられる。キノリ
ン環は合成が容易で、広いπ共役平面を有しているため
吸着能に優れているので好ましい。キノリン環とは、式
（１）の通り骨格を有するものである。

【００１２】

【化１】

【００１３】本発明では、式（１）中Ｒ²〜Ｒ⁸のいずれ
かがポリマー主鎖である。残りは、水素であってもよい
し、アルキル基、アラルキル基、アリール基、水酸基、
アミノ基、カルボキシル基等であっても良い。本発明の
好適な例としてはアルキル基、水酸基、アミノ基であ
る。

【００１４】本発明において、ポリマー上の塩基性芳香
環の結合部位は特に限定されるものではなく、ポリマー
鎖の末端基であっても良いし、その場合、片末端でも両
末端でも良いが両末端で有る方が簡便に合成できる場合
が多く好ましい。あるいは、ポリマー鎖の側鎖であって
も良い。側鎖である場合、多くの塩基性芳香環を導入す
るのには有利である。しかしながら、末端基である場合
は、導入はし易いという利点がある。以下、専ら、両末
端にキノリン環を有するポリマーを例に挙げ、本発明を
詳述する。

【００１５】本発明の塩基性芳香環を有するポリマーに
おいて、ポリマーとは重合体を意味し、重量平均分子量
が５０００以上の高分子量重合体と、重量平均分子量が
５００〜５０００の低分子量重合体が含まれる。特に限
定されるものではないが、その重量平均分子量は好まし
くは５００〜１０００００（より好ましくは１０００〜
５００００、更に好ましくは２０００〜５００００）で
ある。前記数値範囲の下限値を下回ると分散安定性が不
良となり、一方、上限値を上回ると現像性の低下等、好
ましくないことがあるからである。なお、ここでいうポ
リマーないしはその分子量とは、顔料分散液乃至はカラ
ーペースト態様での場合である。例えば、カラーフィル
ターが作成された際には、アクリル系ポリマーでは、架
橋されている場合が大半であり、その場合では、分子量
は測定不能である。一方、ポリアミック酸等のポリアミ
ド酸系ポリマーの場合では、分子内閉環程度であるのが
一般的であるので、顔料ペースト状態とカラーフィルタ
ーが作成された状態と比較して分子量に大差がない例が
多い。

【００１６】ポリマーの主鎖骨格としては、溶剤に可溶
で耐熱性に優れた骨格であれば特に制限されず、どのよ
うなものも使用することができる。例えば、特に限定さ
れるものではないが、ポリアクリル酸誘導体、ポリアミ
ド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド酸など
を挙げることができる。これらの中でポリアミド酸は、
合成が容易で、カラーフィルターの製造プロセスで加熱
されることにより耐熱性の高いポリイミドに変換される
という利点を有しているため、特に好適に用いることが
できる。

【００１７】上記ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二
無水物とジアミンを反応させることにより得ることがで
きる。テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、脂
肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その
具体的な例として、特に限定されるものではないが、
１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水
物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸
二無水物、１，２，３，５−シクロペンタンテトラカル
ボン酸二無水物、１，２，４，５−ビシクロヘキセンテ
トラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキ
サンテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，
５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５
−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−Ｃ］フ
ラン−１，３−ジオンなどが挙げられる。また、芳香族
系のものを用いると、耐熱性の良好なポリイミドに変換
しうるポリアミド酸を得ることができ、その具体的な例
として、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，
９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３
´，４，４´−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二
無水物、４，４´−オキシジフタル酸二無水物、３，３
´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、３，３´，４，４´−パラターフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、３，３´，４，４´−メタターフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。なお、本発
明は、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水物
が１種または２種以上用いられる。

【００１８】また上記ジアミンとして、たとえば、脂肪
族系または脂環式系のものを用いることができ、その具
体的な例として、特に限定されるものではないが、エチ
レンジアミン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，
４−ジアミノシクロヘキサン、４，４´−ジアミノ−
３，３´−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４´
−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキシルなど
が挙げられる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱
性の良好なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組
成物を得ることができ、その具体的な例として、４，４
´−ジアミノジフェニルエーテル、３，４´−ジアミノ
ジフェニルエーテル、４，４´−ジアミノジフェニルメ
タン、３，３´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´
−ジアミノジフェニルスルホン、３，３´−ジアミノジ
フェニルスルホン、４，４´−ジアミノジフェニルサル
ファイド、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジ
アミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノ
トルエン、２，６−ジアミノトルエン、ベンジジン、
３，３´−ジメチルベンジジン、３，３´−ジメトキシ
ベンジジン、ｏ−トリジン、４，４”−ジアミノターフ
ェニル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３´−ジメ
チル−４，４´−ジアミノジフェニルメタン、４，４´
−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−
ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパ
ン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エ
−テル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フ
ェニル］スルホンなどが挙げられる。

【００１９】前記キノリン環をポリアミド酸の両末端に
導入する方法としては、該キノリン環を有するカルボン
酸無水物または該キノリン環を有するアミン化合物を末
端封止剤として用いる方法が挙げられる。該末端封止剤
の具体例として、特に限定されるものではないが、３−
アミノキノリン、５−アミノキノリン、６−アミノキノ
リン、８−アミノキノリン、４−アミノキナルジン、４
−（５−キノフタロニルスルホニル）フタル酸無水物、
４−（５−キノフタロニルオキシ）フタル酸無水物等が
挙げられる。

【００２０】本発明の塩基性芳香環を有するポリマーの
添加量は、顔料に対して好ましくは０．１〜１０００ｗ
ｔ％、より好ましくは１〜１００ｗｔ％、更に好ましく
は２〜５０ｗｔ％である。添加量が少なすぎると分散安
定性の効果が発揮されず、多すぎるとカラーフィルター
製造の際の現像性が低下する。添加方法は、顔料分散前
の添加、顔料分散後の添加のいずれであってもよい。

【００２１】本発明で使用できる顔料としては、以下に
代表的な顔料の具体例をカラーインデックス（ＣＩ）ナ
ンバーで示すが、これらに限定されるものではない。

【００２２】黄色顔料の例としては、ピグメントイエロ
−（以下ＰＹと略す）１２、１３、１７、２０、２４、
８３、８６、９３、９５、１０９、１１０、１１７、１
２５、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４
８、１５０、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５
などを使用することができ、また、オレンジ色顔料の例
としては、ピグメントオレンジ（以下ＰＯと略す）１
３、３６、３８、４３、５１、５５、５９、６１、６
４、６５、７１などを使用することができ、また、赤色
顔料の例としては、ピグメントレッド（以下ＰＲと略
す）９、４８、９７、１２２、１２３、１４４、１４
９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９
２、２０９、２１５、２１６、２１７、２２０、２２
３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２５４
などを使用することができ、また、紫色顔料の例として
はピグメントバイオレット（以下ＰＶと略す）１９、２
３、２９、３０、３２、３７、４０、５０などを使用す
ることができ、また、青色顔料の例としては、ピグメン
トブル−（以下ＰＢと略す）１５、１５：３、１５：
４、１５：６、２２、６０、６４などを使用することが
でき、また、緑色顔料の例としてはピグメントグリ−ン
（以下ＰＧと略す）７、１０、３６、などを使用するこ
とができ、また、黒色顔料の例としてはピグメントブラ
ック７、カーボンブラック、チタンブラックなどを使用
することができる。

【００２３】本発明の塩基性芳香環を有するポリマー、
特に両末端にキノリン環を有するポリマーは、比較的簡
便に合成できる上に、上記顔料の中でＰＹ−１３８に対
する分散安定効果が特に大きいため、該ＰＹ−１３８を
含有する顔料分散液に対してより好適に用いることがで
きる。

【００２４】本発明を液晶表示装置用カラーフィルター
に用いる場合、上記のような顔料を、ＬＣＤのＲ（レッ
ド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）色特性に合うよう
選択し、使用する。必要に応じて２種、あるいはそれ以
上の顔料を組み合わせて調色してもよい。かかる調色の
例としては、例えば、Ｒ（レッド）の場合、ＰＲ−１７
７とＰＹ−１３８の組合せ、ＰＲ−２５４とＰＹ−１３
８の組合せ、ＰＲ−２５４とＰＯ−７１の組合せ、ＰＲ
−２０９とＰＯ−３８の組合せ、ＰＲ−２０９とＰＯ−
７１の組合せ、あるいはＰＲ−２５４単独系、ＰＲ−２
０９単独系等を好ましく用いることができる。Ｇ（グリ
ーン）の場合は、ＰＧ−７やＰＧ−３６と上記黄色顔
料、例えば、ＰＹ−１７、ＰＹ−８３、ＰＹ−１３８、
ＰＹ−１３９、ＰＹ−１５０の組合せを好ましく用いる
ことができる。より好ましくは、ＰＧ−３６とＰＹ−１
７の組み合わせ、ＰＧ−３６とＰＹ−１３８の組み合わ
せ、ＰＧ−３６とＰＹ−１５０の組み合わせを用いる
と、色特性の良いＧ画素を得ることができる。Ｂ（ブル
ー）の場合、ＰＢ１５：６単独、あるいはＰＢ１５：６
とＰＶ２３の組み合わせを好ましく用いることができ
る。

【００２５】次に、本発明の顔料分散液を用いたカラー
ペーストについて説明する。かかるカラーペースト、特
にカラーフィルター用カラーペーストは、少なくとも、
顔料、樹脂、溶剤からなるものである。

【００２６】本発明のカラーペーストに用いられる樹脂
については、一般にカラーフィルターに使用される樹脂
であれば特に限定されず、どのようなものも使用するこ
とができる。例えば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、メ
ラミン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリ
アミドイミド、ポリイミド、ポリイミド前駆体など種々
の樹脂を用いることができる。アルカリ水溶液に溶解す
る樹脂の中では、カルボキシル基を有する感光性アクリ
ル樹脂やポリイミド前駆体が、現像あるいはエッチング
で容易にパターン形成が可能な点で特に好ましい。該ポ
リイミド前駆体としては、ポリアミド酸およびそのエス
テル化物が好ましく用いられ、熱または化学的処理によ
り、イミド環を形成する。

【００２７】本発明のカラーペーストに用いられる溶剤
には、特に制限はなく、水および一般的な有機溶剤を用
いることができる。有機溶剤としては、特に限定される
ものではないが、例えば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
ノメチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールエ
ーテル系極性溶剤、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミドなどのアミド系極性溶剤、β−プロピオラクトン、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロ
ラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトンな
どのラクトン類などを使用することができる。画素のマ
トリクスの成分として、ポリイミドを用いる場合、着色
剤組成物に用いられる溶剤は、ポリイミド前駆体を溶解
する溶剤であることが望ましい。ポリイミド前駆体を溶
解する溶剤としては、前記アミド系極性溶剤、前記ラク
トン類などの極性有機溶剤が使用される。また、単独で
はポリイミド前駆体を溶解しない、エタノール、ブタノ
ール、イソプロパノールなどのアルコール類、メチルセ
ロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルなどのプロピレン
グリコール誘導体類等の有機溶剤を、ポリイミド前駆体
を溶解する溶剤と混合して用いることができる。

【００２８】本発明のカラーペーストの降伏値は、好ま
しくは０．０１以下（より好ましくは０．００１以下、
更に好ましくは０．０００１以下）である。前記上限値
を上回ると塗布ムラや顔料凝集の原因となることがあ
る。

【００２９】カラーペーストは、分散機を用いて樹脂溶
液中に直接顔料を分散させる方法や、分散機を用いて、
水または有機溶剤中に顔料を分散して、顔料分散液を作
製し、その後、樹脂溶液と混合する方法などにより製造
される。顔料の分散方法には特に限定はなく、ボールミ
ル、サンドグラインダー、３本ロールミル、高速度衝撃
ミルなど、種々の方法を採用することができる。

【００３０】上記カラーペーストにおいて、樹脂成分と
顔料は、重量比で好ましくは２０：８０〜９０：１０、
さらに好ましくは３０：７０〜８０：２０、特に好まし
くは４０：６０〜７０：３０の範囲で混合して用いられ
る。樹脂成分の量が少なすぎると、着色被膜の基板との
接着性が不良となり、逆に顔料の量が少なすぎると、着
色度の低下が問題となる。また該着色剤組成物における
溶剤の比率は、好ましくは１０〜９９．５ｗｔ％、さら
に好ましくは５０〜９８ｗｔ％である。

【００３１】本発明のカラーペーストで用いることがで
きる顔料は、単独または２種以上を混合して使用するこ
とができ、さらに一般に知られている顔料分散剤と混合
して使用してもよい。かかる顔料分散剤の例としては、
特に限定されるものではないが、例えばデカンアミド、
ドデカンアミド、Ｎ−ドデシルヘキサデカンアミド、Ｎ
−オクタデシルプロピオアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルドデ
カンアミド、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアセトアミド等のアミ
ド化合物、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジヘプ
チルアミン、ジブチルヘキサデシルアミン、アニリン等
のアミン化合物、モノエタノールアミン、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン等の水酸基を有するアミ
ン化合物等を使用することができる。本発明のカラーペ
ーストにおける該顔料分散剤の添加量は、顔料に対して
好ましくは０．１〜２００ｗｔ％、さらに好ましくは１
〜５０ｗｔ％である。

【００３２】カラーペーストのイオン性不純物含有量が
多い場合、該カラーペーストから作製したカラーフィル
ターを用い液晶表示装置を作製すると、液晶中に浸みだ
した不純物が液晶駆動に悪影響を与え表示不良となる場
合がある。従って、イオン性不純物を該カラーペースト
からできる限り除去することが好ましい。イオン性不純
物を除去する方法として、特に限定されるものではない
が、イオン交換樹脂を使用する手段が好ましく採用され
る。例えば、セラミックビーズを充填したミル型分散機
と、粒状のイオン交換樹脂を充填したカラムを直結する
ことで、顔料の分散と同時にイオン性不純物を除去する
ことができる。

【００３３】カラーペーストの塗布性および着色膜の表
面の均一性を良好にする目的で、あるいは、顔料の分散
性を良好にする目的で、本発明のカラーペーストに界面
活性剤を添加することができる。界面活性剤の添加量
は、顔料に対して、好ましくは０．００１〜１０ｗｔ
％、さらに好ましくは０．０１〜１ｗｔ％である。添加
量が少なすぎると、塗布性、着色膜表面の均一性の改
良、あるいは顔料の分散性の改良の効果がなく、多すぎ
ると、逆に塗布性が不良となったり、顔料の凝集が起こ
る。かかる界面活性剤の具体例としては、ラウリル硫酸
アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫
酸トリエタノールアミンなどの陰イオン界面活性剤、ス
テアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモ
ニウムクロライドなどの陽イオン界面活性剤、ラウリル
ジメチルアミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチル
ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタインなどの両性界
面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリ
オキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンモノス
テアレートなどの非イオン界面活性剤などが使用され
る。かかる界面活性剤は、１種または２種以上混用する
ことができる。かかる界面活性剤の添加は、顔料の分散
工程中またはその工程の前後のどの時点でも行うことが
できる。しかし、添加の時点により顔料の分散性が変わ
る場合があるので、注意を要する。

【００３４】次に、本発明のカラーペーストを用いたカ
ラーフィルターについて説明する。

【００３５】カラーペースト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、スクリーン印刷
法などで基板に塗布する方法、基板を着色剤組成物中に
浸漬する方法、着色剤組成物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や、シリコン、ガリウム−ひ素
などの半導体基板などが用いられるが、特にこれらに限
定されない。なお、基板上に着色剤組成物を塗布する場
合、シランカップリング剤などの接着助剤で基板表面を
処理しておくと、着色膜と基板の接着力を向上させるこ
とができる。

【００３６】本発明のカラーペーストを用いて形成した
着色膜は、液晶ディスプレイや撮像素子のカラーフィル
ターのほか、光学素子の遮光膜、光ファイバーの被覆膜
などに用いられる。例えば、光ファイバーを着色剤組成
物を用いて着色膜で被覆したものは、高温下での光学セ
ンサーとして利用することができる。着色膜の厚みには
特に制限は無いが、好ましくは０．１〜１０μｍ、さら
に好ましくは０．５〜５μｍである。膜厚が小さすぎれ
ば、光の吸収が小さくなりすぎ、カラーフィルターとし
ての光学特性が満足されない。膜厚が大きすぎる場合
は、逆に光の吸収が大きくなりすぎるなどの問題が生
じ、カラーフィルターとしての光学特性が満足されない
おそれがある。光学特性としては、通常、用途に応じて
所望の色度があるので、これに合うよう顔料組成、膜厚
を調整して着色膜を作製する。

【００３７】また、液晶表示装置用カラーフィルターと
して用いる場合、着色膜の重要な特性として色度以外に
コントラスト、表面粗さがある。コントラストは、着色
膜の状態で、好ましくは８００以上、より好ましくは１
０００以上、更に好ましくは１２００以上あることが望
まれる。コントラストが８００未満であると、ディスプ
レイのコントラストが低くなりすぎ、表示特性が悪くな
るおそれがある。表面粗さは、通常、中心線表面粗さ
（Ｒａ）で表され、好ましくは０．００８μｍ以下、よ
り好ましくは０．００６μｍ以下、さらに好ましくは
０．００４μｍ以下が望まれる。表面粗さ（Ｒａ）が
０．００８μｍより大きいとディスプレイとしたときに
液晶の配向が乱れることがあり、表示特性不良が生じる
恐れがある。

【００３８】次にカラーフィルターの代表的な用途であ
る液晶表示装置用カラーフィルターを例に、画素のマト
リクスの樹脂成分としてポリイミドを、その前駆体とし
てポリアミド酸を使用した場合の、カラーフィルターの
作製法の一例を説明する。

【００３９】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、ポリイミド前駆体着色膜を形成する。加熱乾燥の
場合、オーブン、ホットプレートなどを使用し、好まし
くは５０〜１８０℃の範囲、より好ましくは８０〜１２
０℃で、３０秒〜３時間行う。温度が低すぎる場合、溶
剤がなかなか蒸発せず、逆に温度が高すぎると、現像液
への溶解性が低下する。このようにして得られたポリイ
ミド前駆体着色膜に、通常の湿式エッチングによりパタ
ーンを形成する。まず、ポリイミド前駆体着色膜上にポ
ジ型フォトレジストを塗布し、フォトレジスト被膜を形
成する。続いて、該フォトレジスト被膜上にマスクを置
き、露光装置を用いて紫外線を照射する。露光後、ポジ
型フォトレジスト用アルカリ現像液により、フォトレジ
スト被膜とポリイミド前駆体着色膜のエッチングを同時
に行う。エッチング後、不要となったフォトレジスト被
膜を剥離する。ポリイミド前駆体着色膜は、その後、加
熱処理することによって、ポリイミド着色膜に変換され
る。加熱処理は、好ましくは空気中、窒素雰囲気中、あ
るいは、真空中などで、好ましくは１５０〜４５０℃、
さらに好ましくは１８０〜３５０℃、特に好ましくは２
００〜３２０℃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。

【００４０】以上の工程をＲ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）、Ｂ（ブルー）の３色の着色剤組成物および必要に
応じてブラックの着色剤組成物について行うと、液晶表
示装置用カラーフィルターを作製することができる。

【００４１】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、実施
例中に記載された測定法は以下に示すとおりである。 （測定法） ＜コントラスト＞バックライト（明拓システム）上で色
彩輝度計（トプコンＢＭ−５Ａ）にて２度視野で試料の
平行ニコルの輝度と直行ニコルの輝度を測定し、平行ニ
コルの輝度と直行ニコルの輝度との比をコントラストと
した。

【００４２】＜表面あらさ＞東京精密株式会社製、サ−
フコム１５００Ａにて中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定し
た。

【００４３】＜色度＞大塚電子株式会社製、ＭＣＰＤ−
２０００にて２度視野、Ｃ光源で測定した。

【００４４】なお、Ｃ光源とは、国際照明委員会(CIE)
が規定した標準光Ｃである。これは色温度は６７４０°
Ｋであり、一定の規定で点灯したガス入りタングステン
電球に規定のフィルターをかけることにより得られる。
この光の性質は青空の光を含む昼光に相当する。又、２
度視野とは、０°〜２°までの範囲の視野のことを指
す。そして、Ｃ光源および２°視野とは、Ｃ光源の光を
測定対象物に透過させたときの透過光を、前記Ｃ光源の
光が前記測定対象物を垂直に貫いた光軸を０°とし、且
つ、測定対象物を基点としたとき、透過側において、０
〜２°の範囲内の視野の透過光線について測定（透過光
線色度測定）することを意味する。

【００４５】＜粘度、降伏値＞東機産業株式会社製、ビ
スコメーター、モデルＲＥ１００Ｌにて測定した。 （参考例：ポリアミド酸の合成）３，３´−ジアミノジ
フェニルスルフォン ６２０．６ｇ、ｐ−フェニレンジ
アミン ７５７．０ｇ、およびビス（３−アミノプロピ
ル）テトラメチルジシロキサン １２．４．３ｇをγ−
ブチロラクトン １１５２１ｇ、Ｎ−メチルピロリドン
２０３３ｇと共に仕込み、３，３´，４，４´−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物 ２７９５．１ｇを添
加し、６０℃で５時間反応させた後、無水マレイン酸
９８．１ｇを添加し、さらに６０℃で１時間反応させ、
粘度５０センチポワズのポリアミド酸溶液（ＰＡ−１）
を得た。

【００４６】合成例１ ３，３´−ジアミノジフェニルスルフォン １３．０４
ｇ、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキ
サン ０．８７ｇをγ−ブチロラクトン ２４６ｇに仕
込み、３，３´，４，４´−ジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸二無水物 ２５．０８ｇを添加し、６０℃で
５時間反応させた後、４−アミノキナルジン ４．４３
ｇを添加し、さらに６０℃で１時間反応させ、粘度５０
センチポワズの両末端にキノリン環を有するポリアミド
酸溶液（ＰＡ−２）を得た。

【００４７】合成例２ ３、３´−ジアミノジフェニルスルフォン ９．３１
ｇ、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキ
サン ０．６２ｇをγ−ブチロラクトン １６５ｇに仕
込み、３，３´，４，４´−ジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸二無水物 １１．４６ｇを添加し、６０℃で
５時間反応させた後、４−（５−キノフタロニルスルホ
ニル）フタル酸無水物 ７．７４ｇを添加し、さらに６
０℃で１時間反応させ、粘度５０センチポワズの両末端
にキノリン環を有するポリアミド酸溶液（ＰＡ−３）を
得た。

【００４８】実施例１ ＰＧ−３６ ５０．５６ｇ、ＰＹ−１３８ ４３．９４
ｇ、ポリアミド酸（ＰＡ−２） ７０．０ ｇ、γ−ブ
チロラクトン １３３５．５ｇをジルコニアビーズが充
填されたミル型分散機に仕込み、４０００ｒｐｍで３時
間分散した。このようにして固形分濃度７％の顔料分散
液を得た。この顔料分散液の粘度は８センチポアズ（２
５℃）で、降伏値は０．００７パスカルと流動特性が非
常に優れており、−２０℃で１ヶ月保存後も流動特性が
変化せず分散安定性に優れていた。この顔料分散液４０
ｇに、ポリアミド酸（ＰＡ−１）２０ｇをγ−ブチロラ
クトン ３８ｇ、０．１％界面活性剤ＢＹＫ３６１（Ｂ
ＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製）添加γ−ブチロラクトン ２
ｇで希釈した溶液を添加混合し、カラーペーストを得
た。このカラーペーストの粘度は２０センチポアズ（２
５℃）で、降伏値は０．００１パスカルと流動特性が非
常に優れていた。このカラーペーストを用い、ガラス基
板上に仕上がりの色度ｙが０．５６になるように塗布
し、１２０℃で１０分乾燥後、２７０℃で３０分熱処理
し、ポリイミドに転換した。このようにして得られたＧ
（グリーン）塗膜は透明な膜面を有しており、表面荒さ
（Ｒａ）０．００４μｍ、コントラスト１７００の優れ
た特性を示した。

【００４９】実施例２ ポリアミド酸（ＰＡ−２）の代わりにポリアミド酸（Ｐ
Ａ−３）を使用した以外は実施例１と同様にして顔料分
散液、カラーペーストおよびＧ（グリーン）塗膜を得
た。この顔料分散液の粘度は８．５センチポアズ（２５
℃）で、降伏値は０．００５パスカルと流動特性が非常
に優れており、−２０℃で１ヶ月保存後も流動特性が変
化せず分散安定性に優れていた。また、このカラーペー
ストの粘度は１８センチポアズ（２５℃）で、降伏値は
０．００１パスカルと流動特性が非常に優れていた。ま
た、このＧ（グリーン）塗膜は透明な膜面を有してお
り、表面荒さ（Ｒａ）０．００２μｍ、コントラスト１
７５０の優れた特性を示した。

【００５０】比較例１ ポリアミド酸（ＰＡ−２）の代わりにポリアミド酸（Ｐ
Ａ−１）を使用した以外は実施例１と同様にして顔料分
散液、カラーペーストおよびＧ（グリーン）塗膜を得
た。顔料分散液の粘度は１００センチポアズ（２５℃）
で、降伏値は０．１２パスカルと流動特性が悪く、顔料
凝集を生じた。カラーペーストの粘度は８０センチポア
ズ（２５℃）で、降伏値は０．０５パスカルと流動特性
が悪く、顔料凝集を生じた。またＧ（グリーン）塗膜は
顔料凝集に伴う白濁が生じており、表面荒さ（Ｒａ）
０．０２０μｍ、コントラスト５００と特性も不良であ
った。

【００５１】実施例３ ＰＲ−２５４ ７５．６ｇ、ＰＹ−１３８ １８．９
ｇ、ポリアミド酸（ＰＡ−２）７０．０ ｇ、γ−ブチ
ロラクトン １３３５．５ｇをジルコニアビーズが充填
されたミル型分散機に仕込み、３０００ｒｐｍ で３時
間分散した。このようにして固形分濃度７％の顔料分散
液を得た。この顔料分散液の粘度は９センチポアズ（２
５℃）で、降伏値は０．００５パスカルと流動特性が非
常に優れており、−２０℃で１ヶ月保存後も流動特性が
変化せず分散安定性に優れていた。この分散液４０ｇ
に、ポリアミド酸（ＰＡ−１） ２０ｇをγ−ブチロラ
クトン３８ｇ、０．１％界面活性剤ＢＹＫ３６１（ＢＹ
Ｋ−Ｃｈｅｍｉｅ社製）添加γ−ブチロラクトン ２ｇ
で希釈した溶液を添加混合し、カラーペーストを得た。
このカラーペーストの粘度は２５センチポアズ（２５
℃）で、降伏値は０．００１パスカルと流動特性が非常
に優れていた。このカラーペーストを用い、ガラス基板
上に仕上がりの色度ｘが０．５８になるように塗布し、
１２０℃で１０分乾燥後、２７０℃で３０分熱処理し、
ポリイミドに転換した。このようにして得られたＲ（レ
ッド）塗膜は透明な膜面を有しており、表面荒さ（Ｒ
ａ）０．００４μｍ、コントラスト １０００の優れた
特性を示した。

【００５２】実施例４ ポリアミド酸（ＰＡ−２）の代わりにポリアミド酸（Ｐ
Ａ−３）を使用した以外は実施例３と同様にして顔料分
散液、カラーペーストおよびＲ（レッド）塗膜を得た。
この顔料分散液の粘度は９センチポアズ（２５℃）で、
降伏値は０．００４パスカルと流動特性が非常に優れて
おり、−２０℃で１ヶ月保存後も流動特性が変化せず分
散安定性に優れていた。また、このカラーペーストの粘
度は２４．５センチポアズ（２５℃）で、降伏値は０．
００１パスカルと流動特性が非常に優れていた。また、
このＲ（レッド）塗膜は透明な膜面を有しており、表面
荒さ（Ｒａ）０．００４μｍ、コントラスト１０００の
優れた特性を示した。

【００５３】比較例２ ポリアミド酸（ＰＡ−２）の代わりにポリアミド酸（Ｐ
Ａ−１）を使用した以外は実施例５と同様にして顔料分
散液、カラーペーストおよびＲ（レッド）塗膜を得た。
顔料分散液の粘度は２００センチポアズ（２５℃）で、
降伏値は０．５９パスカルと流動特性が悪く、顔料凝集
を生じた。カラーペーストの粘度は１１０センチポアズ
（２５℃）で、降伏値は０．０４パスカルと流動特性が
悪く、顔料凝集を生じた。またＲ（レッド）塗膜は顔料
凝集に伴う白濁が生じており、表面荒さ（Ｒａ）０．０
１５μｍ、コントラスト５００と特性も不良であった。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、顔料の分散安定性に優
れた顔料分散液を提供することができ、もって、顔料の
分散安定性に優れたカラーペーストおよび透過率、コン
トラスト、表面平滑性に優れた画素を有するカラーフィ
ルターを提供することができる。かかるカラーフィルタ
ーは、特に液晶表示装置用に好適に使用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 17/00 Ｃ０９Ｄ 17/00 179/08 179/08 Ｚ 201/02 201/02 Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｆターム(参考） 2H025 AB13 BJ10 CC12 2H048 BA02 BA11 BA45 BA48 BB02 BB13 BB14 BB32 BB42 4J037 AA30 CC21 EE28 FF02 FF23 4J038 CE021 CG032 CG141 DA161 DD121 DH001 DH002 DJ021 DJ022 DJ031 DJ032 DJ051 DJ052 EA011 GA06 KA06 KA08 KA18 MA10 NA01 NA26

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塩基性芳香環を有するポリマーを含有する
   ことを特徴とする顔料分散液。
2. 【請求項２】前記塩基性芳香環が前記ポリマー鎖の末端
   基である請求項１に記載の顔料分散液。
3. 【請求項３】前記塩基性芳香環が前記ポリマー鎖の側鎖
   である請求項１に記載の顔料分散液。
4. 【請求項４】前記塩基性芳香環がキノリン環である請求
   項１〜３のいずれかに記載の顔料分散液。
5. 【請求項５】ピグメントイエロー１３８を含有するもの
   である請求項１〜４のいずれかに記載の顔料分散液。
6. 【請求項６】前記ポリマーの主鎖骨格が、ポリアミド酸
   である請求項１〜５のいずれかに記載の顔料分散液。
7. 【請求項７】顔料、樹脂および溶剤を有してなるカラー
   ペーストにおいて、請求項１〜６のいずれかに記載の顔
   料分散液より得られるものであるカラーペースト。
8. 【請求項８】請求項７に記載のカラーペーストより得ら
   れるものであるカラーフィルター。