CN104460230A - 着色组合物、着色固化膜以及显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种着色组合物,该着色组合物适合于形成即便是薄膜亮度、对比度也高的色度特性良好的着色固化膜。所述着色组合物含有(A)着色剂、(B)粘结剂树脂以及(C)聚合性化合物,(A)着色剂含有卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w2/w3=70/30~85/15。
Description
技术领域
本发明涉及着色组合物、着色固化膜以及显示元件,更具体而言,涉及用于形成透射型或反射型的彩色液晶显示元件、固体摄像元件、有机EL显示元件、电子纸等中使用的着色固化膜的着色组合物,使用该着色组合物形成的着色固化膜,以及具备该着色固化膜的显示元件。
背景技术
使用着色放射线敏化性组合物制造滤色器时,已知有如下方法,即,在基板上涂布颜料分散型的着色放射线敏化性组合物并干燥后,将干燥涂膜按所希望的图案形状照射(以下,称为“曝光”)放射线,进行显影,由此得到各色的像素的方法(例如,参照专利文献1~2)。另外,还已知利用分散有炭黑的光聚合性组合物形成黑矩阵的方法(例如,参照专利文献3)。并且,还已知使用颜料分散型的着色树脂组合物利用喷墨方式得到各色的像素的方法(例如,参照专利文献4)。
近年来,社会上对节能的要求日益增强,例如,要求兼得高品质的显示性能和省电的显示元件。为了适应该要求,正在尝试抑制背光灯的亮度而减少耗电量,同时提高滤色器的亮度、对比度。
作为滤色器中使用的着色剂,从耐热性和耐溶剂性的观点出发,大多使用颜料。形成绿色像素的着色组合物的情况下,已知将卤化锌酞菁颜料和各种黄色颜料组合使用,例如专利文献5~6中公开了将卤化锌酞菁颜料和喹酞酮颜料组合使用。另外,专利文献7中公开了将溴化锌酞菁颜料、颜料Y(C.I.颜料黄150)和C.I.颜料黄138组合使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平2-144502号公报
专利文献2:日本特开平3-53201号公报
专利文献3:日本特开平6-35188号公报
专利文献4:日本特开2000-310706号公报
专利文献5:日本特开2012-098712号公报
专利文献6:日本特开2013-011867号公报
专利文献7:日本特开2013-037276号公报
发明内容
然而,对于专利文献5~7中记载的着色组合物的情况而言,发现为了提高亮度、对比度等色度特性而不得不使着色固化膜的膜厚变厚。如果着色固化膜的膜厚较厚,则显示元件也变厚,所以在发展显示元件的轻薄化、轻型化方面容易成为障碍。因此,现状是强烈要求开发适合于形成即便是薄膜亮度、对比度也高的色度特性良好的着色固化膜的着色组合物。
因此,本发明的课题在于提供适合于形成即便是薄膜亮度、对比度也高的色度特性良好的着色固化膜的着色组合物。并且,本发明的课题在于提供使用该着色组合物形成的着色固化膜以及具备该着色固化膜的显示元件。
本发明人等进行深入研究,结果发现通过以一定的量比使用特定的着色剂,能够解决上述课题。
即,本发明提供一种着色组合物,其特征在于,含有(A)着色剂、(B)粘结剂树脂和(C)聚合性化合物,(A)着色剂含有卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w2/w3=70/30~85/15。
另外,本发明提供着色固化膜和具备该着色固化膜的显示元件,该着色固化膜含有卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w2/w3=70/30~85/15。这里所说的“着色固化膜”是指显示元件、固体摄像元件中使用的绿色像素等。
如果使用本发明的着色组合物,能够形成即便是薄膜亮度、对比度也高的着色固化膜。另外,通过使用本发明的着色组合物,还能够形成耐热性和耐溶剂性优异的着色固化膜。
因此,本发明的着色组合物能够极其适合用于彩色液晶显示元件、有机EL显示元件、电子纸等的显示元件、CMOS图像传感器等的固体摄像元件的制作。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
着色组合物
以下,对本发明的着色组合物的构成成分进行详细说明。
-(A)着色剂-
本发明的着色组合物含有卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料作为(A)着色剂,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w2/w3=70/30~85/15。
作为卤化锌酞菁,优选溴化锌酞菁或者溴化氯化锌酞菁。溴化氯化锌酞菁是在颜色索引(C.I.)名中分类为C.I.颜料绿58的颜料,优选为下述式(1)表示的结构。
(式(1)中,X相互独立地表示氢原子、氯原子或者溴原子,全部X中10~15个为溴原子,1~6个为氯原子。)
作为喹酞酮系黄色颜料,没有特别限定,优选C.I.颜料黄138。
作为偶氮甲碱铜颜料,可以举出C.I.颜料黄117、C.I.颜料黄129等,其中,优选C.I.颜料黄129。
本发明中,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计需要为w2/w3=70/30~85/15,该比率更优选为w2/w3=70/30~80/20,进一步优选为70/30~75/25。通过设为这样的方式,能够形成即便是薄膜亮度、对比度也高的、耐热性和耐溶剂性均优异的着色固化膜。
卤化锌酞菁颜料的含量w1与偶氮甲碱铜颜料的含量w3的含有质量比(w1/w3)可以适当地选择,从进一步提高亮度和对比度的观点出发,优选为w1/w3=65/35~90/10,更优选为70/30~90/10,进一步优选为75/25~88/12,特别优选为80/20~86/14。
本发明的着色组合物通常用于形成绿色像素。这时,也可以将其它着色剂与卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料一起混合。作为其它着色剂,没有特别限定,可以根据用途适当地选择色彩、材质。
作为其它着色剂,可以举出颜料和染料,其它着色剂可以单独使用或组合2种以上使用。其中,从得到亮度、对比度以及着色力高的像素的方面出发,作为颜料,优选有机颜料,另外,作为染料,优选有机染料。
作为有机颜料,例如,可以举出颜色索引(C.I.;The Society of Dyersand Colourists公司发行)中被分类为颜料的化合物,即被附以下述的颜色索引(C.I.)编号的颜料。
C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红224、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红264等红色颜料;
C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36等绿色颜料;
C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝80等蓝色颜料;
C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄179、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄211、C.I.颜料黄215等黄色颜料;
C.I.颜料橙38等橙色颜料;
C.I.颜料紫23等紫色颜料。
另外,可以举出日本特开2001-081348号公报、日本特开2010-026334号公报、日本特开2010-191304号公报、日本特开2010-237384号公报、日本特开2010-237569号公报、日本特开2011-006602号公报、日本特开2011-145346号公报等记载的色淀颜料。
另外,作为上述染料,优选吨系染料、三芳基甲烷系染料、菁系染料、蒽醌系染料、偶氮系染料等。更具体而言,可以举出日本特开2010-32999号公报、日本特开2010-254964号公报、日本特开2011-138094号公报、国际公开第10/123071号小册子、日本特开2011-116803号公报、日本特开2011-117995号公报、日本特开2011-133844号公报、日本特开2011-174987号公报等记载的有机染料。
本发明中颜料和染料分别可以单独使用或混合2种以上使用。
其中,作为其它着色剂,优选卤化锌酞菁颜料以外的绿色着色剂、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料以外的黄色着色剂。
本发明中,可以将卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料、偶氮甲碱铜颜料以及任意混合的其它颜料通过重结晶法、再沉淀法、溶剂清洗法、升华法、真空加热法或者它们的组合进行精制来使用。另外,这些颜料可以根据需要用树脂对其粒子表面进行改性来使用。作为对颜料的粒子表面进行改性的树脂,例如,可举出日本特开2001-108817号公报中记载的载色剂树脂或者市售的各种颜料分散用的树脂。另外,有机颜料可以通过所谓的盐磨将一次粒子微细化来使用。作为盐磨的方法,例如,可以采用日本特开平08-179111号公报中公开的方法。
另外,本发明中也可以与卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料、偶氮甲碱铜颜料以及任意混合的其它着色剂一起进一步含有公知的分散剂和分散助剂。
作为公知的分散剂,例如,可举出聚氨酯系分散剂、聚乙烯亚胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚系分散剂、聚氧乙烯烷基苯基醚系分散剂、聚乙二醇二酯系分散剂、山梨糖醇酐脂肪酸酯系分散剂、聚酯系分散剂、丙烯酸系分散剂等,作为市售品,例如,可以使用Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116(以上为BYK公司制)等(甲基)丙烯酸系分散剂,Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182(以上为BYK公司制),Solsperse 76500(Lubrizol株式会社制)等聚氨酯系分散剂,Solsperse 24000(Lubrizol株式会社制)等聚乙烯亚胺系分散剂,Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB880、Ajisper PB881(以上为Ajinomoto Fine-Techno株式会社制)等聚酯系分散剂以及BYK-LPN21324(BYK公司制)等分散剂。
其中,作为分散剂,优选选自(甲基)丙烯酸系分散剂、聚氨酯系分散剂和聚酯系分散剂中的至少1种,更优选(甲基)丙烯酸系分散剂。
(甲基)丙烯酸系分散剂中,优选具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系分散剂。作为该交联性官能团,可以举出环氧乙烷基、氧杂环丁烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基等含氧饱和杂环基,烯键式不饱和基团、环硫基、(二硫代)碳酸酯基等。这些交联性官能团中优选含氧饱和杂环基,更优选氧杂环丁烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基,进一步优选氧杂环丁烷基、四氢呋喃基。
具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系分散剂是指由具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系单体的(共)聚合物构成的化合物。另外,“(甲基)丙烯酸系单体”是指在分子内具有(甲基)丙烯酰基的聚合性化合物,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或者甲基丙烯酰基。
作为具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系分散剂,例如,可以举出具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系单体与其它可共聚的(甲基)丙烯酸系单体的共聚物。作为其它可共聚的(甲基)丙烯酸系单体,例如,可举出具有氧化烯基的(甲基)丙烯酸酯、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、具有伯氨基~叔氨基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯等,它们可以具有1种或者2种以上。
具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系单体的比例在全部单体中优选为5~50质量%,进一步优选为10~30质量%。应予说明,具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系分散剂,例如可以利用日本特开2012-118505号公报中记载的方法合成。
通过这样的方式,能够进一步得到本发明的所希望的效果。
本发明中,(B)分散剂的含量相对于(A)着色剂100质量份优选5~300质量份,更优选10~200质量份,进一步优选20~100质量份。通过为这样的方式,容易得到本申请的所希望的效果。
另外,作为分散助剂,可举出颜料衍生物等。作为颜料衍生物,具体而言,可以举出铜酞菁、二酮吡咯并吡咯、喹酞酮的磺酸衍生物等。
从形成亮度高、着色力优异的像素的方面出发,(A)着色剂的含有比例在着色组合物的固体成分中通常为5~70质量%,优选为5~60质量%,更优选为10~50质量%,特别优选为20~50质量%。这里固体成分是指后述的溶剂以外的成分。
另外,含有其它着色剂时,其它着色剂的含有比例相对于着色剂的合计含量优选为50质量%以下,更优选30质量份以下。下限值没有特别限定,为0.01质量%以上即可。
-(B)粘结剂树脂-
作为本发明中的(B)粘结剂树脂,没有特别限定,优选为具有羧基、酚性羟基等酸性官能团的树脂。其中,优选具有羧基的聚合物(以下,也称为“含羧基聚合物”),例如,可以举出具有一个以上羧基的烯键式不饱和单体(以下,也称为“不饱和单体(b1)”)与其它可共聚的烯键式不饱和单体(以下,也称为“不饱和单体(b2)”)的共聚物。
作为上述不饱和单体(b1),例如,可以举出(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、对乙烯基苯甲酸等。
这些不饱和单体(b1)可以单独使用或混合2种以上使用。
另外,作为上述不饱和单体(b2),例如,可以举出:
N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺之类的N-位取代马来酰亚胺;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对羟基苯乙烯、对羟基-α-甲基苯乙烯、对乙烯基苄基缩水甘油醚、苊烯之类的芳香族乙烯基化合物;
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、聚乙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羟基苯酯、对枯基苯酚的环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、3,4-环氧基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、3-〔(甲基)丙烯酰氧基甲基〕氧杂环丁烷、3-〔(甲基)丙烯酰氧基甲基〕-3-乙基氧杂环丁烷之类的(甲基)丙烯酸酯;
环己基乙烯基醚、异冰片基乙烯基醚、三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基乙烯基醚、五环十五烷基乙烯基醚、3-(乙烯氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷之类的乙烯基醚;
聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚硅氧烷之类的聚合物分子链的末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体等。
这些不饱和单体(b2),可以单独使用或混合2种以上使用。
不饱和单体(b1)与不饱和单体(b2)的共聚物中,该共聚物中的不饱和单体(b1)的共聚比例优选5~50质量%,更优选10~40质量%。通过在这样的范围使不饱和单体(b1)共聚,能够得到碱显影性和保存稳定性优异的着色组合物。
作为不饱和单体(b1)与不饱和单体(b2)的共聚物的具体例,例如,可以举出日本特开平7-140654号公报、日本特开平8-259876号公报、日本特开平10-31308号公报、日本特开平10-300922号公报、日本特开平11-174224号公报、日本特开平11-258415号公报、日本特开2000-56118号公报、日本特开2004-101728号公报等中公开的共聚物。
另外,本发明中,例如,像日本特开平5-19467号公报、日本特开平6-230212号公报、日本特开平7-207211号公报、日本特开平9-325494号公报、日本特开平11-140144号公报、日本特开2008-181095号公报等中公开的那样,也可以使用在侧链具有(甲基)丙烯酰基等聚合性不饱和键的含羧基聚合物作为粘结剂树脂。
本发明中的粘结剂树脂,用凝胶渗透色谱(以下,简称为GPC)(洗脱溶剂:四氢呋喃)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)通常为1000~100000,优选为3000~50000。通过为这样的方式,被膜的残膜率、图案形状、耐热性、电特性、分辨率得到进一步提高,另外,能够以高水准抑制涂布时的干燥异物的产生。
另外,本发明中的粘结剂树脂的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)优选为1.0~5.0,更优选为1.0~3.0。应予说明,这里所说的Mn是指用GPC(洗脱溶剂:四氢呋喃)测定的聚苯乙烯换算的数均分子量。
本发明中的粘结剂树脂可以通过公知的方法制造,例如也可以利用日本特开2003-222717号公报、日本特开2006-259680号公报、国际公开第07/029871号小册子等中公开的方法控制其结构、Mw、Mw/Mn。
本发明中,粘结剂树脂可以单独使用或混合2种以上使用。
本发明中,粘结剂树脂的含量相对于(A)着色剂100质量份通常为10~1000质量份,优选为20~500质量份。通过为这样的方式,能够进一步提高碱显影性、着色组合物的保存稳定性、图案形状、色度特性。
-(C)聚合性化合物-
本发明中聚合性化合物是指具有2个以上可聚合的基团的化合物。作为可聚合的基团,例如,可以举出烯键式不饱和基团、环氧乙烷基、氧杂环丁烷基、N-烷氧基甲基氨基等。本发明中,作为聚合性化合物,优选具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物或者具有2个以上N-烷氧基甲基氨基的化合物。
作为具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物的具体例,可以举出使脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、烯化氧改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯反应得到的多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与酸酐反应得到的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
这里,作为脂肪族多羟基化合物,例如,可以举出乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇之类的2价的脂肪族多羟基化合物;甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇之类的3价以上的脂肪族多羟基化合物。作为上述具有羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯等。作为上述多官能异氰酸酯,例如,可以举出甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。作为酸酐,例如,可以举出琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐之类的二元酸的酸酐、均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐之类的四元酸二酐。
另外,作为己内酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出日本特开平11-44955号公报的段落〔0015〕~〔0018〕中记载的化合物。作为上述烯化氧改性的多官能(甲基)丙烯酸酯,可以举出被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、被选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
另外,作为具有2个以上N-烷氧基甲基氨基的化合物,例如,可以举出具有三聚氰胺结构、苯并胍胺结构、脲结构的化合物等。应予说明,三聚氰胺结构、苯并胍胺结构是指具有1个以上三嗪环或者苯基取代三嗪环作为基本骨架的化学结构,是包括三聚氰胺、苯并胍胺或者它们的缩合物的概念。作为具有2个以上N-烷氧基甲基氨基的化合物的具体例,可以举出N,N,N',N',N″,N″-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N',N'-四(烷氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N',N'-四(烷氧基甲基)甘脲等。
这些聚合性化合物中,优选使3价以上的脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯、N,N,N',N',N″,N″-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N',N'-四(烷氧基甲基)苯并胍胺。从着色层的强度高、着色层的表面平滑性优异、且未曝光部的基板上和遮光层上不易产生浮污、膜残留等方面考虑,在使3价以上的脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应得到的多官能(甲基)丙烯酸酯中,特别优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯;在具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯中,特别优选使季戊四醇三丙烯酸酯与琥珀酸酐反应得到的化合物、使二季戊四醇五丙烯酸酯与琥珀酸酐反应得到的化合物。
本发明中(C)聚合性化合物可以单独使用或混合2种以上使用。
本发明中的(C)聚合性化合物的含量相对于(A)着色剂100质量份优选为10~1000质量份,更优选20~700质量份,进一步优选80~500质量份。通过为这样的方式,固化性、碱显影性进一步得到提高,能够以高水准抑制未曝光部的基板上或遮光层上产生浮污、膜残留等。
-(D)光聚合引发剂-
本发明的着色组合物中可以含有光聚合引发剂。由此,对着色组合物赋予放射线敏化性。本发明中使用的光聚合引发剂是通过可见光、紫外线、远紫外线、电子束、X射线等放射线的曝光而产生能够引发上述聚合性化合物的聚合的活性种的化合物。
作为这样的光聚合引发剂,例如,可以举出噻吨酮化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物、三嗪化合物、O-酰基肟化合物、盐化合物、苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、α-二酮化合物、多环醌化合物、重氮化合物、酰亚胺磺酸酯化合物等。
本发明中,光聚合引发剂可以单独使用或混合2种以上使用。作为光聚合引发剂,优选选自噻吨酮化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物、三嗪化合物、O-酰基肟化合物中的至少1种。
本发明中优选的光聚合引发剂中,作为噻吨酮化合物的具体例,可以举出噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等。
另外,作为上述苯乙酮化合物的具体例,可以举出2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
另外,作为上述联咪唑化合物的具体例,可以举出2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑等。
应予说明,使用联咪唑化合物作为光聚合引发剂时,从改善灵敏度的方面考虑,优选并用供氢体。这里所说的“供氢体”是指能够对通过曝光由联咪唑化合物产生的自由基供给氢原子的化合物。作为供氢体,例如,可以举出2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并唑等硫醇供氢体、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮等胺供氢体。本发明中供氢体可以单独使用或混合2种以上使用,从进一步改善灵敏度的方面考虑,优选将1种以上的硫醇供氢体与1种以上的胺供氢体组合使用。
另外,作为上述三嗪化合物的具体例,可以举出2,4,6-三(三氯甲基)均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪等具有卤代甲基的三嗪化合物。
另外,作为O-酰基肟化合物的具体例,可以举出1-〔4-(苯硫基)苯基〕-1,2-辛二酮2-(O-苯甲酰肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰肟)、1-〔9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基〕-乙酮1-(O-乙酰肟)、1-〔9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环)甲氧基苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基〕-乙酮1-(O-乙酰肟)等。作为O-酰基肟化合物的市售品,可以使用NCI-831、NCI-930(以上为株式会社ADEKA公司制),DFI-020、DFI-091(以上为Daito Chemix株式会社制)等。
本发明中,使用苯乙酮化合物等联咪唑化合物以外的光聚合引发剂时,也可以并用敏化剂。作为这样的敏化剂,例如,可以举出4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-二乙基氨基苯乙酮、4-二甲基氨基苯丙酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-双(4-二乙基氨基苯亚甲基)环己酮、7-二乙基氨基-3-(4-二乙基氨基苯甲酰基)香豆素、4-(二乙基氨基)查耳酮等。
本发明中(D)光聚合引发剂的含量相对于(C)聚合性化合物100质量份优选为0.01~120质量份,特别优选1~100质量份。通过为这样的方式,能够进一步提高固化性、被膜特性。
-(E)溶剂-
本发明的着色组合物含有上述(A)~(C)成分和任意添加的其它成分,但通常配合溶剂制备成液态组合物。
作为(E)溶剂,只要是将构成着色组合物的(A)~(C)成分、其它成分分散或者溶解、且不与这些成分反应、具有适度的挥发性的溶剂,就可以适当选择使用。
这样的溶剂中,例如,可以举出:
乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇单正丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单***、二乙二醇单正丙醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单***、丙二醇单甲醚、丙二醇单***、丙二醇单正丙醚、丙二醇单正丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单***、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单正丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单***等(聚)烷撑二醇单烷基醚类;
乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯类;
甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、辛醇、2-乙基己醇、环己醇等(环)烷基醇类;
二丙酮醇等酮醇类;
乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等(聚)烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类;
二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氢呋喃等其它醚类;
甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;
丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二乙酸酯类;
3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯等烷氧基羧酸酯类;乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其它酯类;
甲苯、二甲苯等芳香族烃类;
N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺或者内酰胺类等。
这些溶剂中,从溶解性、颜料分散性、涂布性等观点出发,优选(聚)烷撑二醇单烷基醚类、乳酸烷基酯类、(聚)烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类、其它醚类、酮类、二乙酸酯类、烷氧基羧酸酯类、其它酯类,特别优选丙二醇单甲醚、丙二醇单***、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、环己酮、2-庚酮、3-庚酮、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯,甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等。
本发明中,溶剂可以单独使用或混合2种以上使用。
(E)溶剂的含量没有特别限定,优选着色组合物的除了溶剂以外的各成分的合计浓度成为5~50质量%的量,更优选成为10~40质量%的量。通过为这样的方式,能够得到分散性、稳定性良好的着色剂分散液,以及涂布性、稳定性良好的着色组合物。
-添加剂-
本发明的着色组合物也可以根据需要含有各种添加剂。
作为添加剂,例如,可以举出玻璃、氧化铝等填充剂;聚乙烯醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)类等高分子化合物;氟系表面活性剂、硅系表面活性剂等表面活性剂;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等密合促进剂;2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基苯酚、季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂-螺[5·5]十一烷、硫代二亚乙基双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等抗氧化剂;2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三噻唑,烷氧基二苯甲酮类等紫外线吸收剂;聚丙烯酸酸钠等凝结防止剂;丙二酸、己二酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、中康酸、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、5-氨基-1-戊醇、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇等残渣改善剂;琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等显影性改善剂等。
本发明的着色组合物可以利用适当的方法制备,作为其制备方法,例如,可以将(A)~(C)成分与(E)溶剂、任意添加的其它成分一起混合来制备。其中,优选如下方法:使用例如珠磨机、辊磨机等将颜料在分散剂的存在下根据情况与(B)成分的一部分一起粉碎并混合·分散在(E)溶剂中而制成颜料分散液,接着,在该颜料分散液中添加(B)~(C)成分和根据需要进一步追加的溶剂和其它成分并进行混合而制备。
着色固化膜及其制造方法
本发明的着色固化膜使用本发明的着色组合物形成,例如有滤色器中使用的绿色像素。
以下,对滤色器中使用的着色固化膜及其形成方法进行说明。
作为形成构成滤色器的着色固化膜的方法,第一,可举出以下方法。首先,在基板的表面上根据需要以划分形成像素的部分的方式形成遮光层(黑矩阵)。接着,在该基板上涂布例如绿色的本发明的放射线敏化性着色组合物的液态组合物后,进行预烘焙使溶剂蒸发,形成涂膜。接着,介由光掩模对该涂膜进行曝光后,使用碱显影液进行显影,将涂膜的未曝光部溶解除去。其后,通过后烘焙形成以规定的排列配置有绿色的像素图案(着色固化膜)的像素阵列。
接着,使用红色或者蓝色的各放射线敏化性着色组合物,与上述相同地进行各放射线敏化性着色组合物的涂布、预烘焙、曝光、显影以及后烘焙,将红色的像素阵列以及蓝色的像素阵列依次形成在相同基板上。由此,得到在基板上配置有红色、绿色和蓝色的三原色的像素阵列的滤色器。但是,本发明中,形成各色的像素的顺序不限于上述顺序。
另外,黑矩阵可以利用光刻法使通过溅射、蒸镀成膜的铬等的金属薄膜成为所希望的图案来形成,也可以使用分散有黑色颜料的放射线敏化性着色组合物,与上述形成像素的情况相同地形成。
作为形成着色固化膜时使用的基板,例如,可以举出玻璃、硅、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
另外,可以根据需要对这些基板预先实施利用硅烷偶联剂等进行的化学处理、等离子体处理、离子镀、溅射、气相反应法、真空蒸镀等适当的前处理。
将放射线敏化性着色组合物涂布在基板上时,可以采用喷雾法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、狭缝模头涂布法(狭缝涂布法)、棒涂法等适当的涂布法,特别优选采用旋涂法、狭缝模头涂布法。
预烘焙通常将减压干燥和加热干燥组合进行。减压干燥通常进行至达到50~200Pa。另外,加热干燥的条件通常为70~110℃、1~10分钟左右。
涂布厚度以干燥后的膜厚计,通常为0.6~8μm,优选为1.2~5μm。
作为形成选自像素和黑矩阵中的至少1种时使用的放射线的光源,例如,可以举出氙灯、卤素灯、钨灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、中压汞灯、低压汞灯等灯光源或氩离子激光、YAG激光、XeCl准分子激光、氮激光等激光光源等。作为曝光光源,也可以使用紫外线LED。优选波长在190~450nm的范围的放射线。
放射线的曝光量一般优选10~10000J/m2。
另外,作为上述碱显影液,例如,优选碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、胆碱、1,8-二氮杂环-[5.4.0]-7-十一碳烯,1,5-二氮杂环-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
碱显影液中也可以适量添加例如甲醇、乙醇等的水溶性有机溶剂或表面活性剂等。应予说明,碱显影后通常进行水洗。
作为显影处理法,可以使用喷淋显影法、喷雾显影法、浸泡(浸渍)显影法、浸置(puddle)显影法等。显影条件优选常温下5~300秒。
后烘焙的条件通常为180~280℃、10~60分钟左右。
这样形成的像素的膜厚通常为0.5~5μm,优选为1.0~3μm。
另外,作为形成构成滤色器的着色固化膜的第二方法,可以采用日本特开平7-318723号公报、日本特开2000-310706号公报等中公开的利用喷墨方式得到各色的像素的方法。该方法中,首先,在基板的表面上形成也兼具遮光功能的隔壁。接着,利用喷墨装置向形成的隔壁内喷出例如绿色的本发明的热固化性着色组合物的液态组合物后,进行预烘焙使溶剂蒸发。接着,根据需要将该涂膜曝光后,通过后烘焙使其固化,形成绿色的像素图案。
接着,使用红色或者蓝色的各热固化性着色组合物,与上述相同地在相同基板上依次形成红色的像素图案和蓝色的像素图案。由此,得到在基板上配置有红色、绿色和蓝色的三原色的像素图案的滤色器。但是,本发明中,形成各色的像素的顺序不限定于上述顺序。
应予说明,隔壁不仅具有遮光功能,还发挥使喷出到隔区内的各色的热固化性着色组合物不发生混色的功能,所以膜厚比上述的第一方法中使用的黑矩阵厚。因此,隔壁通常使用黑色放射线敏化性组合物形成。
形成着色固化膜时使用的基板、放射线的光源以及预烘焙、后烘焙的方法、条件与上述的第一方法相同。这样,通过喷墨方式形成的像素的膜厚与隔壁的高度为同等程度。
在这样得到的像素图案上根据需要形成保护膜后,通过溅射形成透明导电膜。形成透明导电膜后,可以进一步形成隔离件而制成滤色器。隔离件通常使用放射线敏化性组合物形成,也可以制成具有遮光性的隔离件(黑隔离件)。这时,可使用分散有黑色着色剂的着色放射线敏化性组合物。
这样形成的含有本发明的着色固化膜的滤色器,亮度、对比度以及着色力极高,在彩色液晶显示元件、彩色摄像管元件、彩色传感器、有机EL显示元件、电子纸等中极其有用。
显示元件
本发明的显示元件具备本发明的着色固化膜。作为显示元件,可以举出彩色液晶显示元件、有机EL显示元件、电子纸等。
具备本发明的着色固化膜的彩色液晶显示元件,可以是透射型也可以是反射型,可以采用适当的结构。例如,可以采用如下结构:将滤色器形成在与配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板不同的基板上,驱动用基板和形成有滤色器的基板隔着液晶层对置;另外,还可以采用如下结构:在配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板的表面上形成滤色器的基板和形成有ITO(掺杂了锡的氧化铟)电极的基板隔着液晶层对置。后者的结构显著提高开口率,具有可得到明亮且高精细的液晶显示元件的优点。应予说明,采用后者的结构时,黑矩阵、黑隔离件可以在形成有滤色器的基板侧和形成有ITO电极的基板侧中的任一侧形成。
具备本发明的着色固化膜的彩色液晶显示元件,除了可具备冷阴极荧光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)之外,还可以具备以白色LED为光源的背光灯单元。作为白色LED,例如,可以举出组合红色LED、绿色LED和蓝色LED通过混色得到白色光的白色LED,组合蓝色LED、红色LED和绿色荧光体通过混色得到白色光的白色LED,组合蓝色LED、红色发光荧光体和绿色发光荧光体通过混色得到白色光的白色LED,通过蓝色LED和YAG系荧光体的混色得到白色光的白色LED,组合蓝色LED、橙色发光荧光体和绿色发光荧光体通过混色得到白色光的白色LED,组合紫外线LED、红色发光荧光体、绿色发光荧光体和蓝色发光荧光体通过混色得到白色光的白色LED等。
具备本发明的着色固化膜的彩色液晶显示元件中,可以使用TN(扭曲向列,Twisted Nematic)型,STN(超扭曲向列,Super TwistedNematic)型,IPS(面内切换,In-Planes Switching)型,VA(垂直取向,Vertical Alignment)型,OCB(光学补偿弯曲排列,OpticallyCompensated Birefringence)型等适当的液晶模式。
另外,具备本发明的着色固化膜的有机EL显示元件可以采用适当的结构,例如,可以举出日本特开平11-307242号公报中公开的结构。
另外,具备本发明的着色固化膜的电子纸可以采用适当的结构,例如,可以举出日本特开2007-41169号公报中公开的结构。
[实施例]
以下,举出实施例进一步对本发明的实施方式进行具体说明。但本发明不限定于下述实施例。
<粘结剂树脂的合成>
合成例1
粘结剂树脂(B-1)
在具备冷却管和搅拌机的烧瓶中装入丙二醇单甲醚乙酸酯80质量份并进行氮置换。加热到80℃,在该温度下,经2小时分别滴加丙二醇单甲醚乙酸酯50质量份、甲基丙烯酸20质量份、苯乙烯10质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯15质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯28质量份、N-苯基马来酰亚胺12质量份和琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯15质量份的混合溶液以及丙二醇单甲醚乙酸酯20质量份和2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6质量份的混合溶液,保持该温度聚合1小时。其后,使反应溶液的温度升温至90℃,再聚合1小时,由此得到粘结剂树脂(B-1)溶液(固体成分浓度=40质量%)。得到的粘结剂树脂(B-1)为Mw=10500、Mn=5900、Mw/Mn=1.78。
<分散剂的合成>
合成例2
分散剂(1)
在经氩置换的烧瓶中加入四氢呋喃80质量份、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯45质量份、仲丁基锂5质量份,在以乙二醇为制冷剂的CoolNix中保持-78℃进行3小时搅拌。接着加入23质量份甲基丙烯酸甲酯、17质量份甲氧基封端的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(日油株式会社制,制品名:BLENMER PME-200)、15质量份甲基丙烯酸四氢糠基酯(共荣社化学株式会社,制品名:Light Ester THF)以及70质量份丙二醇单甲醚乙酸酯,保持该温度进行3小时聚合,用甲醇停止反应后,用超纯水和乙酸乙酯进行3次萃取精制,回收有机层,用蒸发器将乙酸乙酯减压馏去。对得到的树脂固体物质用丙二醇单甲醚乙酸酯进行溶解稀释,以固体成分浓度为40%的方式制备。得到的树脂为Mw=10000、Mn=7700、Mw/Mn=1.30。将得到的树脂溶液作为分散剂(1)溶液。分散剂(1)是具有四氢呋喃基作为交联性官能团的(甲基)丙烯酸系分散剂。
<着色剂分散液的制备>
制备例1
着色剂分散液(A-1)
使用作为(A)着色剂的7.33质量份C.I.颜料绿58、0.94质量份C.I.颜料黄129和4.46质量份C.I.颜料黄138、作为分散剂的11.25质量份BYK-LPN21116(BYK公司制,不挥发成分40质量%)、作为(B)粘结剂树脂的11.25质量份粘结剂树脂(B-1)溶液(固体成分浓度40%)、以及作为(E)溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯76.5质量份和丙二醇单甲醚1.50质量份,利用珠磨机混合·分散,制备绿色的着色剂分散液(A-1)。
制备例2~10
着色剂分散液(A-2)~(A-10)
制备例1中,将各成分的种类和量按表1所示进行变更,除此之外,与制备例1相同地进行,制备绿色的着色剂分散液(A-2)~(A-10)。
[表1]
表1中,各成分如下。
G58:C.I.颜料绿58
Y138:C.I.颜料黄138
Y129:C.I.颜料黄129
Y150:C.I.颜料黄150
LPN21116:BYK-LPN21116(BYK公司制,不挥发成分40质量%)
分散剂(1):合成例2中合成的分散剂(1)溶液(固体成分浓度40%)E-1:丙二醇单甲醚乙酸酯
E-2:丙二醇单甲醚
<着色组合物的制备和评价>
实施例1
着色组合物的制备
将作为(A)着色剂的着色剂分散液(A-1)510质量份、作为(B)粘结剂树脂的粘结剂树脂(B-1)溶液100质量份、作为(C)聚合性化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药株式会社制,商品名KAYARAD DPHA)90质量份、作为(D)光聚合引发剂的2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Ciba Specialty Chemicals公司制,商品名IRGACURE 369)3质量份和乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)](BASF公司制,商品名IRGACURE OXE02)12质量份、作为密合促进剂的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5质量份、作为表面活性剂的EMULGEN A-60(花王株式会社制)的丙二醇单甲醚乙酸酯5质量%溶液5质量份、以及作为(E)溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯155质量份和3-乙氧基丙酸乙酯420质量份混合,制备绿色的着色组合物(S-1)。
(1)色度特性的评价
使用旋涂机将着色组合物(S-1)涂布在玻璃基板上后,用90℃的加热板进行1分钟预烘焙,形成膜厚2.5μm的涂膜。改变旋涂机的转速进行相同的操作,形成膜厚不同的3张涂膜。
接着,将这些基板冷却至室温后,使用高压汞灯不介由光掩模以照度35mW、600J/m2的曝光量对基板上的涂膜曝光包含365nm、405nm以及436nm各波长的放射线。其后,对基板上的涂膜以显影压1kgf/cm2(喷嘴直径1mm)喷出25℃的由0.04质量%氢氧化钾水溶液构成的显影液,由此进行喷淋显影。其后,用超纯水清洗这些基板,风干后,进一步在230℃的洁净烘箱内进行20分钟后烘焙,由此制成绿色的固化膜。
对得到的3张固化膜,使用色彩分析仪(大塚电子株式会社制MCPD2000),在C光源、2度视场的条件下,测定CIE表色系中的色度坐标值(x,y)和刺激值(Y)。根据测定结果求出色度坐标值y=0.590时的色度坐标值x和刺激值(Y)。将评价结果示于表3。可以说刺激值(Y)越大亮度越高。
另外,使用KLA-Tencor制Alpha-Step IQ对得到的固化膜的膜厚进行测定。将比较例1的膜厚作为100,作为相对于该膜厚的相对值汇总于表3。可以说膜厚越薄着色剂的着色力越大。
(2)对比度评价
用2片偏振片夹持形成有固化膜的基板,一边从背面侧用荧光灯(波长范围380~780nm)照射一边旋转前面侧的偏振片,利用亮度计LS-100(Minolta株式会社制)测定透过的光强度的最大值和最小值。于是,对各个的固化膜,将最大值除以最小值而得的值作为对比度比值。根据测定结果求出在色度坐标值y=0.590的对比度比值。将评价结果示于表3。应予说明,对比度比值的数值越大表示越良好。
(3)耐热性的评价
使用狭缝模头涂布机将着色组合物(S-1)涂布在玻璃基板上后,用90℃的加热板进行4分钟预烘焙,形成膜厚2.0μm的涂膜。接着,将该基板冷却至室温后,使用高压汞灯介由光掩模以400J/m2的曝光量对各涂膜曝光包含365nm、405nm以及436nm各波长的放射线。其后,对这些基板使用25℃的0.04质量%氢氧化钾水溶液进行90秒钟喷淋显影。其后,用超纯水清洗该基板,风干后,再在230℃的洁净烘箱内进行30分钟后烘焙,由此在基板上形成绿色点图案。
对得到的点图案使用色彩分析仪(大塚电子株式会社制MCPD2000)在C光源、2度视场的条件下测定CIE表色系中的色度坐标值(x,y)和刺激值(Y)。接着,在230℃进行90分钟追加烘焙后,测定色度坐标值(x,y)和刺激值(Y),评价追加烘焙前后的颜色变化,即ΔEab。其结果,ΔEab的值小于2的评价为“◎”,2以上且小于3的评价为“○”,3以上且小于5的评价为“△”,5以上的评价为“×”。将评价结果示于表3。可以说ΔEab的值越小耐热性越良好。
(4)耐溶剂性的评价
使用着色组合物(S-1)与上述“耐热性的评价”相同地进行,在基板上形成绿色点图案。将形成了点图案的基板浸渍在25℃的N-甲基吡咯烷酮中30分钟,与上述“耐热性的评价”相同地评价浸渍前后的ΔEab。其结果,ΔEab的值小于3的评价为“○”,在3~5之间的评价为“△”,大于5的评价为“×”。将评价结果示于表3。可以说ΔEab的值越小耐溶剂性越良好。
实施例2~5和比较例1~5
实施例1中,将着色剂分散液、溶剂的种类和量按表2所示进行变更,除此之外,与实施例1相同地制备着色组合物(S-2)~(S-10)。接着,对得到的着色组合物(S-2)~(S-10)与实施例1相同地进行评价。
将结果示于表3。
[表2]
表2中,各成分如下。
C-1:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药株式会社制,商品名KAYARADDPHA)
D-1:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Ciba SpecialtyChemicals公司制,商品名IRGACURE 369)
D-2:乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)](BASF公司制,商品名IRGACURE OXE02)
F-1:3-甲基丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷
F-2:EMULGEN A-60(花王株式会社制)的丙二醇单甲醚乙酸酯5质量%溶液
E-1:丙二醇单甲醚乙酸酯
E-3:3-乙氧基丙酸乙酯
E-4:甲氧基丁基乙酸酯
[表3]
※膜厚:将比较例1的膜厚作为100时的相对值
Claims (5)
1.一种着色组合物,含有(A)着色剂、(B)粘结剂树脂以及(C)聚合性化合物,
(A)着色剂含有卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w2/w3=70/30~85/15。
2.根据权利要求1所述的着色组合物,其中,卤化锌酞菁颜料的含量w1与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w1/w3=65/35~90/10。
3.根据权利要求1或2所述的着色组合物,其中,进一步含有具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸系分散剂。
4.一种着色固化膜,含有卤化锌酞菁颜料、喹酞酮颜料和偶氮甲碱铜颜料,喹酞酮颜料的含量w2与偶氮甲碱铜颜料的含量w3之比以质量比计为w2/w3=70/30~85/15。
5.一种显示元件,具备权利要求4所述的着色固化膜。
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