JP5086699B2

JP5086699B2 - 混合顔料の製造方法

Info

Publication number: JP5086699B2
Application number: JP2007149089A
Authority: JP
Inventors: 茂坂本; 雅夫大脇; 弘文佐藤; 寛中川; 博之嶋中; 賀一村上
Original assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Current assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-06-05
Also published as: JP2008304521A

Description

本発明は、液晶カラーディスプレイや撮像素子などの製造に使用されるカラーフィルター用着色組成物およびこれを用いたカラーフィルターに関する。さらに詳しくは輝度やコントラストなどの表示色特性に優れたカラーフィルターを与える着色組成物およびこれを用いたカラーフィルターに関する。

液晶ディスプレイなどに使用されるカラーフィルターは、現在フォトレジストに顔料を分散させた着色組成物を、スピンコート法、スリットコート法、電着法或いは転写法により基板に塗布後、フォトマスクを介して露光し、次いで現像工程を経て着色パターンを形成させる顔料分散法を使用して主に作製されている。

従来のカラーフィルターは、パソコンのディスプレイ、カーナビや携帯電話のディスプレイを主たる用途としていたが、パネル製造基板の大型化に伴い、３２インチ以上の大型液晶パネルが安価に製造できるようになって大型テレビ用途が急速に拡大しつつある。それに伴い、ＣＲＴやＰＤＰの表示品質に比べ、液晶ディスプレイの方が劣っていた色再現性およびコントラストの向上が求められようになった。

液晶ディスプレイの創世期のカラーフィルターは透明フォトレジストによりパターンを作成し、染料浴に浸漬し、パターンを染色することにより製造されていた。染料使用のカラーフィルターは着色パターン中に染料が分子状で存在するため、色素粒子による光散乱が起きず、光の偏光が全く乱れない。それ故、染料使用のカラーフィルターのコントラストは非常に高い値を示している。

その後、染料の弱点である耐熱性や耐光性をカバーする顔料をフォトレジスト中に微分散させた顔料分散液を用いる顔料分散法が開発され、染色法に採って代わった。しかしながら、顔料分散法では顔料をどんなに微細化しても顔料の粒子性に起因する顔料粒子表面での光散乱、干渉、反射などにより偏光が乱れ、偏光平面に対する直交成分が僅かに生ずる。

液晶ディスプレイではパネルの液晶分子がシャットの状態では理論的に光の漏れがゼロになるが、この僅かの直交成分により光が漏れ、平行輝度と直交輝度の比であるコントラストは低いものになってしまう。それ故、顔料分散法によるカラーフィルターを使用した液晶パネルは、本来漆黒であるべき黒が濃い灰色になるように、階調性が狭いので、表示品位がＣＲＴなどより劣っていると見られていた。

光を選択的に吸収および透過する染料を使用するカラーフィルターは、着色パターン中に染料が分子状で存在し、そのコントラストが非常に高いところから、染料に代えて顔料を使用する場合は、顔料の一次粒子をより小さくして染料分子に近づければ、顔料粒子に起因する光散乱が抑えられ、カラーフィルターのコントラストが高くなることが提案されている。例えば、特許文献１および特許文献２などでは、ソルトミリングによって顔料を微細化し、粒子径を小さくして、カラーフィルターに用いるとコントラストの向上効果があると提案している。

ソルトミリングとは、顔料、有機溶剤および水溶性無機塩をニーダーなどで混錬し、その混錬物を多量の水中に投入し、高速攪拌後、ろ過水洗し、乾燥粉砕を行い微細な顔料を得る方法である。

また、特許文献３では主顔料のフタロシアニン系緑顔料と補色顔料の黄色有機顔料とをともに磨砕する方法（以下「共磨砕」と云う場合がある）により、分散性に優れ、透明性（Ｙ値）および着色力が高い顔料が得られることが提案されている。

特開平８−１７９１１１号公報特開２００３−２２７９２１公報特開２００３−１８３５３５公報

液晶パネルメーカーでは、ＣＲＴやＰＤＰの品質表示に比肩する画質水準を達成するため、現行品のカラーフィルターのコントラストの飛躍的なアップを要求している。しかしながら、上記顔料のソルトミリング法や共磨砕法を使用することによっては、顔料の微細化によるコントラストの飛躍的な改良は困難であり、これらのより大幅な改善が要望されている。

本発明者らは顔料微細化における上記の問題点を解決し、カラーフィルターのコントラストの向上を可能にする顔料微細化法を開発すべく鋭意研究した結果、２種類以上の顔料からなる混合顔料を特定の工程で製造することで、微細顔料の二次凝集防止に効果があり、分散が容易であり、コントラストに優れたカラーフィルター用着色剤として有用な混合顔料が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。

上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、混合顔料と樹脂ワニスとを含有してなるカラーフィルター用着色組成物に用いられる混合顔料の製造方法であって、同一色相または類似色相の２種類以上の粗顔料を用い、各粗顔料をそれぞれの条件で単独に水溶性無機塩および有機溶剤とともに磨砕し、次に、それぞれ独立に磨砕した各磨砕物を、混合顔料を構成する顔料の含有量のいずれもが、混合顔料の少なくとも３質量％となる所定の割合で混合し、その後、該磨砕物からなる混合物を水中に投入し水中で攪拌して、混合物からともに水溶性無機塩および有機溶剤を除去（以下「共脱塩」と云う場合がある）して、同一色相または類似色相の２種類以上の顔料が混合されてなる混合顔料を得ることを特徴とする混合顔料の製造方法を提供する。

上記混合顔料の製造方法においては、混合顔料を構成する顔料の内の１種の顔料の含有量が、混合顔料の少なくとも３質量％となるようにし、かつ、前記各磨砕物を所定の割合で混合した混合物からともに水溶性無機塩を除去する共脱塩方法が、混合物を水中に投入しての高速攪拌であること；前記粗顔料の磨砕時に樹脂を加えるか、前記粗顔料の磨砕物の混合時に樹脂を加えるか、前記共脱塩時或いは共脱塩後に樹脂を加えるかして、得られる混合顔料を構成している顔料粒子の表面を樹脂によって被覆することが好ましい。また、本発明は、同一色相または類似色相の２種類以上の顔料が混合されてなる混合顔料と樹脂ワニスとからなるカラーフィルター用着色組成物であって、上記混合顔料が、上記の混合顔料の製造方法により得られた混合顔料であることを特徴とするカラーフィルター用着色組成物を提供する。前記の２種類以上の顔料の組み合わせは、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）２５４とＰＲ１７７とＰＲ２４２とから選ばれる少なくとも２種の組み合わせ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン（ＰＧ）３６とＰＧ７との組み合わせ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（ＰＹ）１３８とＰＹ１３９とＰＹ１５０とＰＹ１８５とから選ばれる少なくとも２種の組み合わせ、またはＣ．Ｉ．ピグメントブルー（ＰＢ）１５：６とＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット（ＰＶ）２３との組み合わせであることが好ましい。

また、本発明は、カラーフィルター用基板に着色パターンを形成する工程を含むカラーフィルターの製造方法において、着色パターンを、上記本発明のカラーフィルター用着色組成物を使用して形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法、および該方法で得られたことを特徴とするカラーフィルターを提供する。

なお、本発明においては磨砕処理前の顔料を「粗顔料」と称し、一方、磨砕処理後の顔料を「磨砕顔料」または単に「顔料」と称する場合がある。

本発明のカラーフィルター用着色組成物に使用する顔料は、同一色相または類似色相の２種類以上の粗顔料をそれぞれ単独で磨砕を行い、両者の磨砕顔料を混合して共脱塩することにより、磨砕顔料同士の相互の親和性が格段に向上する。これに対して顔料の共磨砕では２種以上の粗顔料の固さが異なり、一方の粗顔料の磨砕が進む条件で行うと、他方の粗顔料の磨砕が進まない場合や、逆に進みすぎて磨砕顔料の結晶構造が破壊される場合もあった。例えば、テレビ用に主に使用されるＰＲ１７７およびＰＲ２５４を共磨砕する場合は、ＰＲ１７７の微細化が過剰に進行し、乾燥粉砕後のＰＲ１７７の顔料粒子の凝集力が強くなる。このような顔料を分散させても一次粒子のレベルまでは分散できず、該顔料分散液を用いてカラーフィルターを形成しても、そのコントラストは高くならない。

本発明では、同一色相または類似色相の２種以上の粗顔料をそれぞれ単独で磨砕することにより、それぞれの粗顔料は最適な条件で磨砕微細化が可能となり、最適な一次粒子径および形状の磨砕顔料が得られる。このようにして得られたそれぞれの磨砕物を所定の割合で混合後に共脱塩して得られる混合顔料は、カラーフィルターの着色パターン形成用顔料として使用すると、優れたコントラストの着色パターンが得られ、該コントラストは、顔料の共分散や共磨砕などで得られた顔料混合物を用いた場合に得られるカラーフィルターのコントラストよりも顕著に優れている。

上記コントラストが改善される理由は明瞭ではないが、最適に磨砕された２種以上の顔料磨砕物を所定の割合で混合し、水中で高速攪拌して共脱塩することにより、２種以上の顔料の一次粒子が、乾燥粉砕後も顔料粒子同士で凝集せず、ミクロの状態では２種以上の顔料粒子同士が均一な混合状態で存在するためと考えられる。この混合顔料を分散してなるカラーレジスト（カラーフィルター用着色組成物）は、塗布およびパターニング工程を経てカラーフィルターの着色パターンを形成しても、２種以上の顔料が最適なレベルで微細化され、かつ、一次粒子レベルで均一に混合されているため、得られるカラーフィルターのコントラストが高くなると考えられる。

これらに対して乾燥粉砕後に２種以上の顔料を混合した場合には、それぞれの顔料は二次凝集を起こして通常の分散工程では一次粒子まで分散することは難しく、ミクロの状態では大きな粒子同士でカラーフィルターの着色パターン膜中に存在しているため、カラーフィルターのコントラストが低くなると推定される。

さらに、本発明の混合顔料は、顔料単独での磨砕時或いは共脱塩時或いは共脱塩終了後に樹脂処理を施すことにより、乾燥粉砕時の顔料粒子の二次凝集が防止され、分散工程にて容易に一次粒子レベル近くまで分散できる。

次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
本発明で使用される顔料としては、主としてカラーフィルターの各色の着色パターンの形成に使用される顔料であり、赤色顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ＰＲ５６、５８、１２２、１６６、１６８、１７６、１７７、１７８、２２４、２４２、２５４が挙げられ、緑色顔料としては、ＰＧ７、３６が挙げられ、青色顔料としては、ＰＢ１５：１、１５：３、１５：６、６０、８０などが挙げられる。

黄色顔料として、例えば、ＰＹ１２、１３、１４、１７、２４、５５、６０、７４、８３、９０、９３、１２６、１２８、１３８、１３９、１５０、１５４、１５５、１８０、１８５、２１６、２１９、紫色顔料として、ＰＶ１９、２３などが挙げられる。なお、本発明においては、青色顔料と紫色顔料とを類似色相の顔料という。

上記の顔料の組み合わせは特に限定されないが、混合顔料を構成する２種以上の顔料は同一色相または類似色相の顔料であることが好ましく、また、混合顔料を構成する顔料の内の１種の顔料の含有量が、混合顔料の少なくとも３質量％であることが好ましい。例えば、２種の顔料を混合する場合、そのうちの１種の顔料の割合が３質量％未満であると、本発明の目的達成が困難である。前記の２種類以上の顔料の組み合わせは、ＰＲ２５４と１７７と２４２とから選ばれる少なくとも２種の組み合わせ、ＰＧ３６と７との組み合わせ、ＰＹ１３８と１３９と１５０と１８５とから選ばれる少なくとも２種の組み合わせ、またはＰＢ１５：６とＰＶ２３との組み合わせであることが好ましい。

本発明のカラーフィルター用着色組成物では、着色剤として上記２種以上の粗顔料をそれぞれ単独で水溶性無機塩とともに磨砕した後、所定の割合で混合し、該混合物から水溶性無機塩を共脱塩してなる混合顔料を使用することが特徴である。

上記の粗顔料の磨砕は、水溶性無機塩の存在下に、好ましくはさらに有機溶剤の存在下に強力な剪断力を有するニーダーなどの公知の磨砕機を用いて行う。水溶性無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムなどが挙げられる。また、有機溶剤としては水溶性であることが好ましい。また、磨砕時に温度が上昇することから、安全性を考慮し、沸点の高い溶剤が好ましい。このような溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、液状ポリエチレングリコール、アルコキシアルカノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、低分子量ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。

粗顔料の磨砕を行うに当たっての顔料、有機溶剤および水溶性無機塩の割合は特に制限されないが、一般的に粗顔料１００質量部に対し、水溶性無機塩２００〜２，５００質量部および有機溶剤１〜５００質量部である。粗顔料の磨砕は、２０〜１５０℃の温度で２〜３６時間の範囲で行うことが好ましい。

上記で得られた２種以上の粗顔料の磨砕物は、着色パターンを形成したときに所望の波長の透過光が得られるように混合し、共脱塩する。共脱塩は、各々の磨砕物を大量の水に投入し、加熱しながら高速攪拌し、次いで濾過し、得られたウエットケーキを洗浄して有機溶剤と無機塩を分離する。好ましくは得られたウエットケーキを再度水に加え、懸濁し、濾過洗浄してもよい。得られたウエットケーキを乾燥粉砕することで本発明で使用する混合顔料が得られる。

上記方法においては、２種以上の顔料の組み合わせに対して、さらにカラーフィルターの透過波長を調整する補色顔料をさらに加えることができる。これらの補色顔料の使用は、例えば、特願２００６−１３３２４１号明細書に記載されている。補色顔料の使用割合は、顔料種によって一概には規定できない。

本発明においては、上記混合顔料の顔料粒子を樹脂で被覆することが、磨砕顔料の凝集防止や分散性改良のために好ましい。かかる樹脂による顔料粒子の被覆は、粗顔料の磨砕時に樹脂を加えて行ってもよいし、粗顔料磨砕物の混合時に加えてもよいし、前記共脱塩時または共脱塩後に加えてもよい。上記において樹脂の添加量は、顔料１００質量部当たり、０．５〜１００質量部であることが好ましい。

磨砕時に添加できる樹脂としては天然樹脂、合成樹脂のいずれも用いられる。例えば、ロジン、ロジン変性樹脂、ゴム誘導体、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、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂の中で水不溶性樹脂の場合は、顔料磨砕時に添加する方が好ましい。

共脱塩時或いは共脱塩後に添加する樹脂としては、水溶性樹脂、或いは酸またはアルカリ可溶水溶性樹脂を使用することが好ましい。例えば、水溶性のロジン、ロジン変性樹脂、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、ウレタン樹脂などが挙げられる。完全水溶性樹脂の場合は、水と混和するメタノール、エタノール、プロパノールなどの貧溶媒を顔料の水スラリーに加え、樹脂を顔料粒子表面に析出させる。酸またはアルカリ可溶水溶性樹脂の場合は、樹脂の添加後に顔料の水スラリーのｐＨの調整により、樹脂を不溶化させ、顔料粒子表面に樹脂を析出させる方法などにより樹脂被覆顔料を得ることができる。

以上の如くして得られた混合顔料は、各々最適な一次粒子径と形状を有し、ミクロのレベルにおいても均一な混合状態である。また、顔料粒子が樹脂で被覆されている場合には、乾燥粉砕による顔料粒子の二次凝集の影響を最低限に抑制できる。その結果として混合顔料を分散して得られるカラーフィルター用着色組成物中の２種以上の顔料の顔料粒子同士は、形成される着色パターン膜中で均一に分布し、より微細な粒子として存在するため、得られたカラーフィルターのコントラストは高くなるものと考えられる。

本発明のカラーフィルター用着色組成物は、上記の混合顔料（または樹脂被覆された混合顔料）および樹脂ワニスから構成され、さらに顔料分散剤を含んでもよい。顔料の使用量は特に限定されないが、通常、後述の樹脂ワニスの樹脂バインダー１００質量部当たり５〜５００質量部の割合で使用される。

本発明において顔料を分散させて着色組成物にするための樹脂ワニスとしては、従来からカラーフィルター用着色組成物に使用されている公知の樹脂ワニスが用いられ、特に限定されない。また、媒体として樹脂ワニスに適切な溶剤、水系媒体が使用される。また、必要に応じて従来公知の添加剤、例えば、顔料の分散剤、分散助剤、塗膜の平滑化剤、密着化剤などが適宜添加使用される。

樹脂ワニスとしては、感光性の樹脂ワニスと非感光性樹脂ワニスが使用される。感光性樹脂ワニスとしては、例えば、紫外線硬化性インキ、電子線硬化性インキなどに用いられる感光性樹脂ワニスが挙げられ、非感光性樹脂ワニスとしては、例えば、凸版インキ、平版インキ、凹版グラビヤインキ、孔版スクリーンインキなどの印刷インキに使用する樹脂ワニス、インクジェットプリンティングに使用する樹脂ワニス、電着塗装に使用する樹脂ワニス、電子印刷や静電印刷の現像剤に使用する樹脂ワニス、熱転写フィルムまたはリボンに使用する樹脂ワニスなどが挙げられる。

感光性樹脂ワニスの具体例としては、例えば、感光性環化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性ポリアクリレート系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感光性ポリイミド系樹脂など、および不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリエポキシアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂などのワニス、或いはこれらにさらに反応性希釈剤としてモノマーが加えられたワニスが挙げられる。上記感光性樹脂ワニスの中で好適な樹脂としては、アルカリ現像可能な分子中にフリーのカルボン酸を有するアクリレート系の樹脂が望ましい。

非感光性の樹脂ワニスの具体例としては、例えば、セルロースアセテート系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレン系（共）重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレタン系樹脂、可溶性ポリアミド系樹脂、可溶性ポリイミド系樹脂、可溶性ポリアミドイミド系樹脂、可溶性ポリエステルイミド系樹脂、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン−マレイン酸エステル系共重合体の水溶性塩、（メタ）アクリル酸エステル系（共）重合体の水溶性塩、水溶性アミノアルキッド系樹脂、水溶性アミノポリエステル系樹脂、水溶性ポリアミド系樹脂などが挙げられ、これらは単独或いは２種以上を組み合わせて使用される。

本発明の上記の各成分から構成されるカラーフィルター用着色組成物の製造方法は、特に制限されないが、例えば、下記の方法などが挙げられる。
（イ）共脱塩したウエットケーキを再度水中に均一に懸濁させ、これを樹脂ワニスに加えて混合顔料をワニスに移行させ、フラッシングを行い、練肉する方法。
（ロ）使用する顔料および溶剤とをアトライター、ボールミルなどの湿式媒体分散機で微分散し、樹脂ワニスに添加して練肉する方法。
（ハ）樹脂ワニス中に顔料および溶剤とをプレミキシング時に添加し、湿式媒体分散機で分散処理する方法。

本発明のカラーフィルター用着色組成物を用いてカラーフィルターを製造するに際しては、樹脂ワニスとして感光性の樹脂ワニスを使用する場合には、該組成物にベンゾインエーテル、ベンゾフェノンなどの従来公知の光重合開始剤を加え、従来公知の方法で練肉することにより調製された感光性着色組成物として使用される。また、上記の光重合開始剤に代えて熱重合開始剤を使用して熱重合性着色組成物として使用することもできる。

上記の感光性着色組成物を用いて基板上にカラーフィルターの着色パターンを形成する場合には、透明基板上に該感光性着色組成物を、例えば、スピンコーター、低速回転コーター、ロールコーター、ナイフコーター、スリットコーターなどを用いて全面コーティングを行うか、或いは各種の印刷方法による全面印刷または着色パターンよりやや大きな部分印刷を行い、予備乾燥後フォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯を使用して露光を行って着色パターンを焼き付けする。次いで現像および洗浄を行い、必要に応じポストベークを行うことによりカラーフィルターの着色パターンを形成することができる。これらのカラーフィルターの着色パターン形成方法自体は公知であり、本発明においてはカラーフィルターの着色パターン形成方法は特に限定されない。

非感光性の樹脂ワニスを使用した本発明のカラーフィルター用着色組成物（非感光性着色組成物）を用いてカラーフィルターの着色パターンを形成する場合には、透明基板上に該非感光性着色組成物を、例えば、カラーフィルター用印刷インキとして上記した各種の印刷方法にて直接基板に着色パターンを印刷する方法、カラーフィルター用水性電着塗装組成物として電着塗装により基板に着色パターンを形成させる方法、インクジェット用インキとしてインクジェットプリンティングにより基板に着色パターンを形成させる方法、電子印刷方法や静電印刷方法を用いたり、或いは転写性基材に上記の方式などで一旦着色パターンを形成させてからカラーフィルター用基板に転写する方法などが挙げられる。次いで常法に従い、必要に応じてベーキングを行ったり、表面平滑化のための研磨を行ったり、表面保護のためのトップコーティングを行う。また、常法に従いブラックマトリックスを形成させて、ＲＧＢのカラーフィルターを得ることができる。これらのカラーフィルターの製造方法自体は公知であり、本発明においてはカラーフィルターの製造方法は特に限定されない。

次に磨砕例、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、文中の「部」または「％」とあるのは質量基準である。
［磨砕例１］
市販のジケトピロロピロール系赤色顔料（ＰＲ２５４）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が８０℃〜１００℃を保つように調整し、１６時間磨砕して、混練物Ｒ１を得た。

［磨砕例２］
市販のアンスラキノニール系赤色顔料（ＰＲ１７７）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が８０℃〜１００℃を保つように調整し、８時間磨砕して、混練物Ｒ２を得た。

［磨砕例３］
市販のジスアゾ系赤色顔料（ＰＲ２４２）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が６０℃〜８０℃を保つように調整し、８時間磨砕して、混練物Ｒ３を得た。

［磨砕例４］
市販のイソインドリン系黄色顔料（ＰＹ１３９）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が６０℃〜７０℃を保つように調整し、１０時間磨砕して、混練物Ｙ１を得た。

［磨砕例５］
市販のキノフタロン系黄色顔料（ＰＹ１３８）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が６０℃〜７０℃を保つように調整し、２０時間磨砕して、混練物Ｙ２を得た。

［磨砕例６］
市販のニッケルアゾ系黄色顔料（ＰＹ１５０）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が８０℃〜１００℃を保つように調整し、４時間磨砕して、混練物Ｙ３を得た。

［磨砕例７］
市販のブロム化フタロシアニン系緑色顔料（ＰＧ３６）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が１００℃〜１２０℃を保つように調整し、１４時間磨砕して、混練物Ｇ１を得た。

［磨砕例８］
市販のクロル化フタロシアニン系緑色顔料（ＰＧ７）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が９０℃〜１１０℃を保つように調整し、１２時間磨砕して、混練物Ｇ２を得た。

［磨砕例９］
市販のε型フタロシアニン系青色顔料（ＰＢ１５：６）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が１００℃〜１２０℃を保つように調整し、１６時間磨砕して、混練物Ｂ１を得た。

［磨砕例１０］
市販のジオキサジン系紫色顔料（ＰＶ２３）１００部、ジエチレングリコール２００部および食塩７００部を３，０００容量部のニーダーに投入し、温度が６０℃〜８０℃を保つように調整し、８時間磨砕して、混練物Ｖ１を得た。

［実施例１］
磨砕例１の混練物Ｒ１の６００部および磨砕例２の混練物Ｒ２の４００部を３，０００部の水に投入し、加熱して８０℃まで昇温して、４時間、高速攪拌した。次いでろ過および洗浄を行い、混合顔料のウエットケーキ（顔料純分２９．３％）を得た。次いで８０℃にて一昼夜乾燥を行い、赤色の混合顔料Ｒ（１）を得た。ＴＥＭ観察を行ったところ、一次粒子の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

［実施例２］
混練物Ｒ１の６００部と、実施例１の混練物Ｒ２に代えて、混練物Ｒ３の４００部を使用したことを除いて、実施例１と同様の操作を繰り返し赤色の混合顔料Ｒ（２）得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

［実施例３〜１０］
磨砕例で得た混練物を表１に示す割合に変えた以外は実施例１と同様な操作を繰り返し、混合顔料Ｙ（１）〜Ｂ（２）を得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は表１に示す通りである。

［実施例１１］
アクリル樹脂ワニス（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸／ヒドロキシエチルメタクリレート＝７０／１５／１５／のモル比で重合させたもの：分子量１２，０００、酸価１００、固形分４０％）５０部に実施例１〜１０で得られたレッド（Ｒ）、エロー（Ｙ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の混合顔料のそれぞれ１５部、ポリウレタン系分散剤（固形分４６％）１０部および溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）（以下ＰＭＡと略す。）を２５部配合し、プレミキシングの後、横型ビーズミルで分散し、カラーレジスト用の各色のベースカラー（カラーフィルター用着色組成物１０種）を得た。

さらに、上記で得た各ベースカラー１０部をＰＭＡ１０部で希釈し、厚さ１．１ｍｍで１００ｍｍ角のガラス基板にスピンコーターを用いて塗布した。塗布条件は２００回転５秒、次いでさらに高速回転し、所定の色度の着色膜を有する基板（Ｐ１〜Ｐ１０）を作成した。

［比較例１］
磨砕例１で使用した顔料の代わりに、ＰＲ２５４の６０部およびＰＲ１７７の４０部を使用したことを除いて共磨砕により混合顔料混練物を作成し、水に投入し、水溶性無機塩および有機溶剤を取り除き、次いで乾燥粉砕を行い、赤色混合顔料ＨＲ（１）を得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

［比較例２〜１０］
比較例１で使用した２種の顔料の代わりに、表２に示すように実施例１〜１０で使用した顔料の混合割合と同じ割合になるように、２種の顔料を比較例１と同様に共磨砕して比較例２〜１０の混合顔料（ＨＲ（２）〜ＨＢ（２））を得た。これらの混合顔料のＴＥＭ観察によって得られる一次粒子の平均粒子径は実施例１〜１０で得られた値と殆ど変わらなかった。

［比較例１１］
実施例１１と同様にして比較例１〜１０で得られた混合顔料ＨＲ１〜ＨＢ２を用いてカラーレジスト用の各色のベースカラー（カラーフィルター用着色組成物１０種）を得た。

さらに、上記で得た各ベースカラー１０部をＰＭＡ１０部で希釈し、厚さ１．１ｍｍで１００ｍｍ角のガラス基板にスピンコーターを用いて塗布した。塗布条件は２００回転５秒、次いでさらに高速回転し、所定の色度の着色膜を有する基板（Ｈ１〜Ｈ１０）を作成した。

［実施例１２］
実施例１１および比較例１１で得られた着色基板の色度を分光光度計（日立Ｕ−３１２０型）で、コントラストを壷坂電気コントラストメーターＣＴ−１型で測定した。結果を表３に示す。

表３から明らかなように本発明の混合顔料を着色剤として得られた着色膜は、共磨砕顔料を用いた場合に比べ、輝度およびコントラストに優れている。

［実施例１３］
磨砕例１の混練物Ｒ１の４００部、磨砕例２の混練物Ｒ２の４００部および磨砕例４の混練物Ｙ１（補色顔料）の２００部を２，０００部の水に投入し、加熱して８０℃まで昇温して、４時間、高速攪拌した。次いでろ過および洗浄を行い、混合顔料のウエットケーキ（顔料純分２９．３％）を得た。得られたウエットケーキ２４０部を１，０００部の水に投入し、再解膠する。さらに、ベンジルメタアクリレート−メタクリル酸の共重合物（重量平均分子量２５，０００、酸価１３５）のアンモニア塩の４０％水溶液３５部を加えた後、塩酸を滴下してｐＨを下げて樹脂を析出させ、顔料表面を被覆する。次いで、ろ過および洗浄を行い、８０℃にて一昼夜乾燥を行い、赤色の樹脂被覆混合顔料１１を得た。ＴＥＭ観察を行ったところ、一次粒子の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

［実施例１４］
実施例１３の混練物Ｒ１の４００部、磨砕例２の混練物Ｒ２の４００部および磨砕例４の混練物Ｙ１（補色顔料）の２００部に代えて、磨砕例７の混練物Ｇ１の５７０部、磨砕例８の混練物Ｇ２の３０部および磨砕例６の混練物Ｙ３（補色顔料）の４００部を使用したことを除いて、実施例１３と同様の操作を繰り返し緑色の樹脂被覆混合顔料１２を得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は約２５ｎｍであった。

［実施例１５］
実施例１３の混練物Ｒ１の４００部、磨砕例２の混練物Ｒ２の４００部および磨砕例４の混練物Ｙ１（補色顔料）の２００部に代えて、磨砕例９の混練物Ｂ１の８００部および磨砕例１０の混練物Ｖ１の２００部を使用したことを除いて、実施例１３と同様の操作を繰り返し青色の樹脂被覆混合顔料１３を得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は約２５ｎｍであった。

［比較例１２］
比較例１で使用した顔料の代わりに、ＰＲ２５４の４０部、ＰＲ１７７の４０部およびＰＹ１３９の２０部を使用したことを除いて共磨砕により混合顔料混練物を作成し、水に投入し、水溶性無機塩および有機溶剤を取り除き、次いで乾燥粉砕を行い、赤色混合顔料ＨＲ１１を得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

［比較例１３］
比較例１２で使用した顔料の代わりに、ＰＧ３６の５７部、ＰＧ７の３部およびＰＹ１５０の４０部を使用したことを除いて共磨砕により混合顔料混練物を作成し、水に投入し、水溶性無機塩および有機溶剤を取り除き、次いで乾燥粉砕を行い、緑色混合顔料ＨＧ１２を得た。ＴＥＭ観察による一次粒子の平均粒子径は約３０ｎｍであった。

［実施例１６］
実施例１１の混合顔料に代えて、実施例１３〜１５の樹脂被覆顔料１１〜１３を用いて、カラーレジスト用の各色のベースカラー（カラーフィルター用着色組成物３種）を得た。

さらに、上記で得た各ベースカラー１０部をＰＭＡ１０部で希釈し、厚さ１．１ｍｍで１００ｍｍ角のガラス基板にスピンコーターを用いて塗布した。塗布条件は２００回転５秒、次いでさらに高速回転し、所定の色度の着色膜を有する基板（Ｐ１１〜Ｐ１３）を作成した。

［比較例１４］
実施例１６の混合顔料に代えて、比較例１２および１３の顔料ＨＲ１１およびＨＧ１２を用いて、カラーレジスト用の各色のベースカラー（カラーフィルター用着色組成物２種）を得た。

さらに、上記で得たベースカラー１０部をＰＭＡ１０部で希釈し、厚さ１．１ｍｍで１００ｍｍ角のガラス基板にスピンコーターを用いて塗布した。塗布条件は２００回転５秒、次いでさらに高速回転し、所定の色度の着色膜を有する基板（Ｈ１１、Ｈ１２）を作成した。

［実施例１７］
実施例１６および比較例１４で得られた着色基板の色度を分光光度計（日立Ｕ−３１２０型）で、コントラストを壷坂電気コントラストメーターＣＴ−１型で測定した。結果を表４に示す。

表３および４から明らかなように本発明の混合顔料を着色剤として得られた着色膜は、共磨砕顔料を用いた場合に比べ、輝度およびコントラストに優れている。

［実施例１８］
ＲＧＢのカラーフィルターを作製するために、下記の表５の配合処方によりＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）およびＢ（ブルー）の感光性カラーレジストを得た。

シランカップリング剤処理を行ったガラス基板をスピンコーターにセットし、表５のレッドのカラーレジストを最初３００ｒｐｍで５秒間、次いで１，２００ｒｐｍで５秒間の条件でスピンコートした。次いで８０℃で１０分間プリベークを行い、モザイク状のパターンを有するフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯を用い１００ｍＪ／ｃｍ²の光量で露光を行った。次いで専用現像液および専用リンスで現像および洗浄を行い、ガラス基板上に赤色のモザイク状パターンを形成させた。

引き続いて緑色モザイク状パターンおよび青色モザイク状パターンを表５のグリーンおよびブルーのカラーレジストを用いて上記の方法に準じて塗布および焼き付けを行って形成し、ＲＧＢのカラーフィルターを得た。得られたカラーフィルターは優れた分光カーブ特性を有し、耐光性、耐熱性などの堅牢性に優れ、また、光の透過性にも優れた性質を有し、液晶カラーディスプレイ用カラーフィルターとして優れた性質を示した。

上記本発明によれば、各々単独の顔料を最適な条件で磨砕を行い、２種以上の顔料の混練物を共脱塩し、好ましくは樹脂被覆することにより、コントラストおよび輝度に優れた混合顔料が得られ、次いで分散して得られる分散液を使用してなるカラーレジストを塗布して作成されるカラーフィルターを組み込む液晶ディスプレイは、表示可能色範囲が格段に向上し、優れた色再現性が得られる。

Claims

混合顔料と樹脂ワニスとを含有してなるカラーフィルター用着色組成物に用いられる混合顔料の製造方法であって、同一色相または類似色相の２種類以上の粗顔料を用い、各粗顔料をそれぞれの条件で単独に水溶性無機塩および有機溶剤とともに磨砕し、次に、それぞれ独立に磨砕した各磨砕物を、混合顔料を構成する顔料の含有量のいずれもが、混合顔料の少なくとも３質量％となる所定の割合で混合し、その後、該磨砕物からなる混合物を水中に投入し水中で攪拌して、混合物からともに水溶性無機塩および有機溶剤を除去して、同一色相または類似色相の２種類以上の顔料が混合されてなる混合顔料を得ることを特徴とする混合顔料の製造方法。
前記各粗顔料の磨砕を、それぞれに、粗顔料１００質量部に対し、水溶性無機塩２００〜２，５００質量部および有機溶剤１〜５００質量部の存在下で行い、かつ、前記各磨砕物を所定の割合で混合した混合物からともに水溶性無機塩を除去する共脱塩方法が、混合物を水中に投入し、加熱しながら行う攪拌である請求項１に記載の混合顔料の製造方法。
前記粗顔料の磨砕時に樹脂を加えるか、前記粗顔料の各磨砕物の混合時に樹脂を加えるか、前記共脱塩時或いは共脱塩後に樹脂を加えるかして、得られる混合顔料を構成している顔料粒子の表面を樹脂によって被覆する請求項１又は２に記載の混合顔料の製造方法。
前記の２種類以上の顔料の組み合わせが、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（ＰＲ）２５４とＰＲ１７７とＰＲ２４２とから選ばれる少なくとも２種の組み合わせ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン（ＰＧ）３６とＰＧ７との組み合わせ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（ＰＹ）１３８とＰＹ１３９とＰＹ１５０とＰＹ１８５とから選ばれる少なくとも２種の組み合わせ、またはＣ．Ｉ．ピグメントブルー（ＰＢ）１５：６とＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット（ＰＶ）２３との組み合わせである請求項１〜３のいずれか１項に記載の混合顔料の製造方法。