CN115315483A - 色材分散液、分散剂、着色固化性组合物、滤色器、显示设备 - Google Patents
色材分散液、分散剂、着色固化性组合物、滤色器、显示设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115315483A CN115315483A CN202180022208.1A CN202180022208A CN115315483A CN 115315483 A CN115315483 A CN 115315483A CN 202180022208 A CN202180022208 A CN 202180022208A CN 115315483 A CN115315483 A CN 115315483A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- general formula
- structural unit
- group
- unit represented
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F293/00—Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/02—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
- C08L101/06—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups containing oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C08L57/06—Homopolymers or copolymers containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
- C09D11/101—Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
- G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种色材分散液、分散剂、着色固化性组合物、滤色器及显示设备。
背景技术
近年来,随着个人计算机发展,尤其是便携个人计算机的发展,液晶显示器的需求不断增加。移动显示器(移动电话、智能手机、平板PC(personal computer,个人计算机))的普及率也不断提高,液晶显示器的市场处于日益扩大的状况。另外,最近,由于自发光而可视性较高的有机EL(Electroluminescence,电致发光)显示器之类的有机发光显示设备也作为下一代图像显示设备受到关注。对于这些图像显示设备的性能,强烈希望对比度、亮度、颜色再现性的提高等进一步高画质化或消耗电力的降低。
这些液晶显示设备、有机发光显示设备中使用滤色器。例如,关于液晶显示设备的彩色图像的形成,通过滤色器的光直接被着色为构成滤色器的各像素的颜色,将这些颜色的光合成而形成彩色图像。作为此时的光源,除以往的冷阴极管以外,有时还会利用发出白色光的有机发光元件、发出白色光的无机发光元件。另外,在有机发光显示设备中,为了进行颜色调节等而使用滤色器。
在这种状况下,对于滤色器的高亮度化、高对比度化、颜色再现性的提升之类的要求也不断提高。
此处,滤色器通常具有:透明基板;着色层,其形成于透明基板上,且包含红、绿、蓝三原色的着色图案;以及遮光部,其以划分各着色图案的方式形成于透明基板上。
作为滤色器中的像素的形成方法,其中,就分光特性、耐久性、图案形状以及精度等观点而言,最广泛采用平均具有优异的特性的颜料分散法。
在具有使用颜料分散法而形成的像素的滤色器中,为了实现高亮度化和高对比度化而研究了颜料的微细化。据认为,通过使颜料微细化,由颜料粒子所引起的透过滤色器的光的散射得以减少,从而达成高亮度化和高对比度化。
然而,经微细化的颜料粒子容易发生凝聚,因此存在分散性、分散稳定性降低的问题。
作为提高经微细化的颜料的分散性的方法,已知使用分散剂是有效的。例如,在专利文献1中,作为用作分散剂时可赋予分散稳定性优异的分散组合物的嵌段共聚物,公开了具有A嵌段和B嵌段且酸值为30~250mgKOH/g的嵌段共聚物,上述A嵌段包含源自具有2个以上的羧基且上述羧基的至少2个与芳香环上彼此相邻的碳原子键合的乙烯基单体的结构单元,上述B嵌段包含源自(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。
另一方面,专利文献2的目的在于提供一种具有优异的分散性、对比度比、亮度和耐热性,进而在碱性水溶液中的显影性优异,达成高分辨率的滤色器用着色组合物,记载了如下滤色器用着色组合物,其特征在于:含有颜料、碱性分散剂、酸性分散剂(X)、粘合剂树脂以及溶剂,且上述酸性分散剂是具有如下主链和侧链的分散剂,该主链为具有源自三羧酸酐和/或四羧酸二酐的羧基的聚酯,该侧链为具有特定结构的乙烯基聚合物,上述碱性分散剂是具有氨基的接枝共聚物和/或嵌段共聚物且胺值为10~350mgKOH/g。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-204529号公报
专利文献2:日本特开2016-191909号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述,近年来,在滤色器中,由于要求高亮度、高对比度,所使用的颜料的粒径正在微细化。微细化的颜料因比表面积变大而容易发生凝聚,因此追求分散性能更高的分散剂。另外,由于高色域化、薄膜化等要求,着色固化性组合物中的色材的高浓度化的要求提高。若着色固化性组合物中的色材比例变高,则粘合剂成分相对减少。粘合剂成分中多官能单体、光引发剂等与涂膜的固化性相关的成分变少,因而固化不足,导致涂膜的交联密度降低,涂膜与基材的密合性降低。同样地,着色固化性组合物中难以溶解于溶剂的色材的比例变高,容易溶解于溶剂的粘合剂成分相对减少,由此溶剂再溶解性变差。因此,为了达成着色固化性组合物中的色材的高浓度化的要求,需要同时解决由这些粘合剂成分不足所带来的问题的技术。需要说明的是,基材密合性是所形成的着色涂膜(着色固化性组合物的固化物)与基材的密合性的指标,若基材密合性较差,则产生如下问题,即,着色涂膜因着色涂膜形成后的工序中的物理冲击而发生剥离,产生显示不良。另外,溶剂再溶解性是指一次干燥的着色固化性组合物的固体成分再次溶解于溶剂中的性质。例如,若在通过模涂机进行涂布时着色固化性组合物附着于模唇前端,则因干燥而产生固化物,若在重新开始涂布时固化物难以溶解于着色固化性组合物,则模唇上的固化物部分剥离,例如容易附着于滤色器的着色层,成为异物缺陷的原因。尤其是,在提高着色固化性组合物的色材浓度的情况下,溶剂再溶解性容易不足,滤色器的制造工序中产生上述异物导致成品率降低,该情况成为问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够制作同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性的着色固化性组合物的色材分散液以及分散剂。另外,本发明的目的在于提供一种同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性的着色固化性组合物。另外,本发明的目的在于提供一种使用该着色固化性组合物所形成的滤色器以及显示设备。
用于解决课题的手段
本发明的色材分散液含有色材、分散剂和溶剂,且
上述分散剂包含盐型聚合物,该盐型聚合物是具有下述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的。
[化学式1]
(通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,A表示直接键合或二价连接基团,Q为酸性基团。)
本发明的分散剂是一种盐型聚合物,该盐型聚合物是具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的。
本发明的着色固化性组合物含有色材、本发明的分散剂、聚合性化合物、引发剂以及溶剂。
本发明的滤色器至少具备基板以及设置于该基板上的着色层,且该着色层的至少一者为上述本发明的着色固化性组合物的固化物。
本发明的显示设备具有上述本发明的滤色器。
发明的效果
根据本发明,可提供一种能够制作同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性的着色固化性组合物的色材分散液以及分散剂。另外,根据本发明,可提供一种同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性的着色固化性组合物。另外,根据本发明,可提供一种使用该着色固化性组合物所形成的滤色器以及显示设备。
附图说明
图1是表示本发明的滤色器的一例的概略图。
图2是表示本发明的液晶显示设备的一例的概略图。
图3是表示本发明的有机发光显示设备的一例的概略图。
具体实施方式
以下,对本发明的色材分散液、分散剂、着色固化性组合物、滤色器及显示设备依次详细地进行说明。
需要说明的是,在本发明中,光包含可见和非可见区域的波长的电磁波,还包含放射线,放射线包含例如微波、电子束。具体而言,是指波长5μm以下的电磁波以及电子束。
在本发明中,(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基和甲基丙烯酰基,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和甲基丙烯酸,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
在本说明书中,只要没有特别说明,则色度坐标x,y是使用C光源进行测色的JISZ8701:1999的XYZ表色系中的坐标。
另外,在本说明书中,表示数值范围的“~”以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义使用。
I.色材分散液
本发明的色材分散液含有色材、分散剂以及溶剂,且
上述分散剂包含盐型聚合物,该盐型聚合物是具有下述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的。
[化学式2]
(通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,A表示直接键合或二价连接基团,Q为酸性基团。)
本发明的色材分散液至少使用盐型聚合物作为分散剂,该盐型聚合物是上述通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的。
在本发明中,用作分散剂的盐型聚合物通过作为色材吸附基团的酸性基团的至少一部分与特定碱性化合物形成盐,色材吸附基团的极性提高,色材吸附性提高,因此色材的分散性和分散稳定性提高,从而对比度和亮度提高。另外,据推定,通过分散剂的色材吸附性提高,色材成为被分散剂适当地被覆的状态,溶剂再溶解性提高。
另外,据推定,本发明中用作分散剂的盐型聚合物通过作为色材吸附基团的酸性基团的至少一部分与特定碱性化合物形成盐,分散剂的极性提高,与基材表面的相互作用提高,因此基材密合性提高。
本发明的色材分散液至少含有色材、分散剂和溶剂,可以在不损害本发明的效果的范围内进一步含有其他成分。
以下,对于这样的本发明的色材分散液的各成分,从本发明的分散剂开始依次详细地进行说明。
<分散剂>
在本发明中,作为分散剂,可使用至少1种盐型聚合物,该盐型聚合物是具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的。
[具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物]
(通式(I)所表示的结构单元)
通式(I)中,R1表示氢原子或甲基,A表示直接键合或二价连接基团,Q为酸性基团。
在A中,作为二价连接基团,可列举例如:直链、支链或环状的饱和或不饱和脂肪族烃基;具有羟基的直链、支链或环状的饱和或不饱和脂肪族烃基;芳香族烃基;-CONH-基;-COO-基;-NHCOO-基;醚基(-O-基);硫醚基(-S-基);和它们的组合等。需要说明的是,在本发明中,二价连接基团的键合方向为任意。即,在二价连接基团包含-CONH-的情况下,可以是-CO位于主链的碳原子侧而-NH位于侧链的氮原子侧,相反地,也可以是-NH位于主链的碳原子侧而-CO位于侧链的氮原子侧。
作为上述脂肪族烃基,具体而言,可列举例如:亚甲基、二亚甲基(亚乙基)、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基等直链状亚烷基;甲基亚甲基、甲基亚乙基、1-甲基亚戊基、1,4-二甲基亚丁基等支链状亚烷基;亚环戊基、亚环己基等环状亚烷基。
作为上述脂肪族烃基的碳数,可列举1~20,从分散稳定性的观点出发,优选为1~16,更优选为1~12,更进一步优选为2~8。
作为上述芳香族烃基,具体而言,可列举例如:亚苯基、亚萘基等。
其中,从分散性的观点出发,通式(I)中的A优选为包含-CONH-基和-COO-基的至少1种的二价连接基团,更优选为包含-CONH-基和-COO-基的至少1种、以及任选包含氧原子的碳原子数1~12的脂肪族烃基的二价连接基团。
作为Q所表示的酸性基团,可列举例如:羧基(-COOH)、磺酸基(SO3H)、膦酸基(-P(=O)(OH)2)、磷酸基(-O-P(=O)(OH)2)等。
作为Q所表示的酸性基团,其中,从分散稳定性的观点出发,优选为选自羧基(-COOH)、磺酸基(SO3H)和磷酸基(-O-P(=O)(OH)2)中的至少1种。
作为含磷酸基烯键式不饱和单体,可列举例如:酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、酸式膦酰氧基聚氧乙二醇单(甲基)丙烯酸酯等。
作为含磺酸基烯键式不饱和单体,可列举:(甲基)丙烯酰氧基乙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等。
作为Q所表示的酸性基团,其中,从亮度的观点出发,优选羧基,优选上述通式(I)所表示的结构单元包含下述通式(II)所表示的结构单元。
[化学式3]
(通式(II)中,R1表示氢原子或甲基,A表示直接键合或二价连接基团。)
上述通式(II)中的R1和A可以与上述通式(I)中的R1和A相同。
作为上述通式(II)所表示的结构单元,可列举例如:源自(甲基)丙烯酸的结构单元、源自乙烯基苯甲酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元等。
作为上述通式(II),从分散性和分散稳定性的观点出发,特别优选选自下述通式(II-1)所表示的结构单元和下述通式(II-2)所表示的结构单元中的至少1种。
[化学式4]
(通式(II-1)中,R1表示氢原子或甲基,
通式(II-2)中,R1表示氢原子或甲基,R2表示任选包含氧原子的脂肪族烃基,R3表示烃基。)
通式(II-1)所表示的结构单元是源自(甲基)丙烯酸的结构单元。
在通式(II-2)所表示的结构单元中,R2表示任选包含氧原子的脂肪族烃基。
作为R2中的脂肪族烃基,可与上述相同。
R2中的包含氧原子的脂肪族烃基具有上述脂肪族烃基中的碳原子被氧原子取代的结构,或具有上述脂肪族烃基中的氢原子被包含氧原子的取代基取代的结构。作为任选包含氧原子的脂肪族烃基,可列举例如在烃基的碳链中包含-O-、-COO-、-OCO-等连接基团的结构。作为包含氧原子的脂肪族烃基,具体而言,可列举例如:-R20-(O-R21)s-(此处,R20和R21分别独立地表示脂肪族烃基,s表示1~80的数)、-R22-(OCO-R23)t-(此处,R22和R23分别独立地表示脂肪族烃基,t表示1~40的数)。脂肪族烃基R20、R21、R22和R23任选与上述脂肪族烃基相同。从分散稳定性的观点出发,上述R20优选为碳数1~20的亚烷基,上述R21优选为碳数1~20的亚烷基,s优选为1~40的数,进一步优选为2~25的数,更进一步优选为2~10的数。另外,从分散稳定性的观点出发,上述R22优选为碳数1~20的亚烷基,上述R23优选为碳数1~20的亚烷基,t优选为1~30的数,进一步优选为1~20的数,更进一步优选为1~10的数。
上述R20和上述R22分别独立地优选为碳数1~12的亚烷基,更优选为碳数2~8的亚烷基。
上述R21优选为碳数2~8的亚烷基,更优选为亚乙基或亚丙基。
上述R23优选为碳数2~8的亚烷基,更优选为碳数3~7的亚烷基。
另外,作为包含氧原子的取代基,可列举例如羟基或烷氧基等。
在通式(II-2)所表示的结构单元中,作为R2,特别是从溶剂再溶解性的观点出发,可以是脂肪族烃基,可以是碳数1~20的脂肪族烃基。
在通式(II-2)所表示的结构单元中,R3表示烃基。作为R3中的烃基,可列举:脂肪族烃基、芳香族烃基和它们的组合,关于脂肪族烃基、芳香族烃基,可与上述相同。
作为烃基R3的碳数,可列举1~20,从分散稳定性的观点出发,优选为1~16,更优选为2~12,更进一步优选为2~6。
通式(II-2)所表示的结构单元例如可以衍生自作为具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与二羧酸或二羧酸酐的加成产物的单体。
作为具有羟基的(甲基)丙烯酸酯,可列举例如:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(聚)乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、不饱和脂肪酸羟基烷基酯修饰ε-己内酯等。
另外,作为脂肪族二羧酸或脂肪族二羧酸酐,可列举:丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、1,6-己烷二羧酸、六氢邻苯二甲酸、丁二酸酐、己二酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等。作为芳香族二羧酸或芳香族二羧酸酐,可列举:对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、二苯基二羧酸、4,4′-二羧基二苯醚、邻苯二甲酸酐、萘二甲酸酐等。
在聚合物中,可包含1种通式(I)所表示的结构单元,也可包含2种以上通式(I)所表示的结构单元。
从分散性和分散稳定性的观点出发,具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物优选为共聚物,更优选为接枝共聚物和嵌段共聚物的至少1种,上述接枝共聚物具有上述通式(I)所表示的结构单元,上述嵌段共聚物具有包含上述通式(I)所表示的结构单元的A嵌段。
{接枝共聚物}
本发明所使用的接枝共聚物优选为如下共聚物,其主链具有作为对色材的吸附部位发挥作用的上述通式(I)所表示的结构单元,且侧链具有作为溶剂亲和性部位发挥作用的接枝聚合物链。
(具有接枝聚合物链的结构单元)
上述接枝共聚物是在侧链具有作为溶剂亲和性部位发挥作用的接枝聚合物链。
关于上述聚合物链,作为标准,优选为23℃下在组合使用的有机溶剂中的溶解度为20(g/100g溶剂)以上。
该聚合物链的溶解性可以以制备接枝共聚物时导入聚合物链的原料具有上述溶解度作为标准。例如,在为了向接枝共聚物导入聚合物链而使用聚合物链及其末端包含具有烯键式不饱和双键的基团的聚合性低聚物(大单体)的情况下,只要该聚合性低聚物具有上述溶解度即可。另外,在由包含具有烯键式不饱和双键的基团的单体形成共聚物后,使用包含能够与共聚物中所包含的反应性基团反应的反应性基团的聚合物链,导入聚合物链的情况下,只要包含该反应性基团的聚合物链具有上述溶解度即可。
本发明所使用的接枝共聚物优选具有下述通式(III)所表示的结构单元,其主链具有作为对色材的吸附部位发挥作用的上述通式(I)所表示的结构单元,进而侧链具有作为溶剂亲和性部位发挥作用的聚合物链。
[化学式5]
(通式(III)中,R1″表示氢原子或甲基,A1表示直接键合或二价连接基团,Polymer表示聚合物链。)
在上述通式(III)中,A1为直接键合或二价连接基团。作为A1中的二价连接基团,只要能将源自烯键式不饱和双键的碳原子与聚合物链连接即可,并无特别限制。作为二价连接基团,可与通式(I)中的A相同。
其中,从分散性和分散稳定性的观点出发,通式(III)中的A1优选为包含-CONH-基或-COO-基的二价连接基团,更优选为包含-CONH-基或-COO-基和任选包含氧原子的碳原子数1~12的脂肪族烃基的二价连接基团。
从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,优选上述聚合物链包含至少1种下述通式(IV)所表示的结构单元。
[化学式6]
(通式(IV)中,R11为氢原子或甲基,A2为二价连接基团,R4为任选具有取代基且任选包含杂原子的烃基。)
在通式(IV)中,A2为二价连接基团。作为A2中的二价连接基团,可列举例如与上述A1中的二价连接基团相同的连接基团。
其中,从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,通式(IV)中的A2优选为包含-CONH-基或-COO-基的二价连接基团,更优选为-CONH-基或-COO-基。
R4中的任选包含杂原子的烃基中的烃基可列举例如:碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳基、以及芳烷基或烷基取代芳基等这些的组合。
上述碳数1~18的烷基可以是直链状、支链状、环状的任一种,可以列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正壬基、正月桂基、正硬脂基、环戊基、环己基、冰片基、异冰片基、二环戊基、金刚烷基、低级烷基取代金刚烷基等。烷基的碳数优选为1~12,进一步优选为1~6。
上述碳数2~18的烯基可以是直链状、支链状、环状的任一种。作为这样的烯基,可列举例如:乙烯基、烯丙基、丙烯基等。烯基的双键的位置并无限定,从所获得的聚合物的反应性的观点出发,优选在烯基的末端具有双键。烯基的碳数优选为2~12,进一步优选为2~8。
作为芳基,可列举:苯基、联苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等。芳基的碳数优选为6~24,进一步优选为6~12。
另外,作为芳烷基,可列举:苄基、苯乙基、萘基甲基、联苯基甲基等,也可以进一步具有取代基。芳烷基的碳数优选为7~20,进一步优选为7~14。
另外,在上述芳基或芳烷基等芳香环上,也可以键合碳数1~30的直链状、支链状烷基作为取代基。
作为R4中的烃基,特别是从分散性和分散稳定性的观点出发,优选为选自碳数1~18的烷基、任选被烷基取代的碳数6~12的芳基、和任选被烷基取代的碳数7~14的芳烷基中的1种以上,更优选为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正壬基、正月桂基、正硬脂基、任选被烷基取代的苯基和苄基中的1种以上。
R4中的包含杂原子的烃基具有上述烃基中的碳原子被杂原子取代的结构,或具有上述烃基中的氢原子被包含杂原子的取代基取代的结构。作为烃基任选包含的杂原子,可列举例如:氧原子、氮原子、硫原子、硅原子等。作为任选包含杂原子的烃基,可列举例如烃基的碳链中包含如下连接基团的结构:-CO-、-COO-、-OCO-、-O-、-S-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-等。
另外,该烃基可在不妨碍上述接枝共聚物的分散性能等的范围内具有取代基,作为取代基,可列举例如:卤素原子、羟基、羧基、烷氧基、硝基、氰基、环氧基、异氰酸酯基、硫醇基等。
另外,作为R4中的任选包含杂原子的烃基,可以是在烃基中经由包含杂原子的连接基团于末端加成烯基等聚合性基团而得的结构。例如,通式(IV)所表示的结构单元可以是使源自(甲基)丙烯酸的结构单元与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯反应而得的结构。即,通式(IV)中的-A2-R4的结构可以是-COO-CH2CH(OH)CH2-OCO-CR=CH2所表示的结构(此处,R为氢原子或甲基)。另外,通式(IV)所表示的结构单元可以是使源自(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的结构单元与(甲基)丙烯酸2-异氰酰基烷基酯反应而得的结构。即,通式(IV)中的R4可以是-R′-OCONH-R″-OCO-CR=CH2所表示的结构(此处,R′和R″分别独立地为亚烷基,R为氢原子或甲基)。
作为衍生通式(IV)所表示的结构单元的单体,例如优选为具有源自如下化合物的结构单元的单体:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸、丁二酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、不饱和脂肪酸羟基烷基酯修饰ε-己内酯等。然而,并不限定于这些。
在本发明中,作为上述R4,特别优选使用与下述有机溶剂的溶解性优异的,只要根据色材分散液所使用的有机溶剂适当选择即可。具体而言,例如,在上述有机溶剂使用一般用作色材分散液的有机溶剂的醚醇乙酸酯系、醚系、酯系、醇系等有机溶剂的情况下,上述R4优选为甲基、乙基、异丁基、正丁基、2-乙基己基、苄基、环己基、二环戊基、羟基乙基、苯氧基乙基、金刚烷基、甲氧基聚乙二醇基、甲氧基聚丙二醇基、聚乙二醇基等。
在上述聚合物链中,上述通式(IV)所表示的结构单元可单独使用1种,也可混合2种以上。
从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,在上述聚合物链中,相对于该聚合物链的所有结构单元(100质量%),上述通式(IV)所表示的结构单元的合计比例可以是100质量%。从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,在上述聚合物链中,相对于该聚合物链的所有结构单元,上述通式(IV)所表示的结构单元的合计比例优选为40质量%以上,更优选为70质量%以上。
另外,从提高基材密合性、缩短显影时间的观点出发,大单体的聚合物链优选在上述通式(IV)所表示的结构单元中包含选自下述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元。
[化学式7]
(通式(V)中,R11′为氢原子或甲基,A2′为二价连接基团,R5为亚乙基或亚丙基,R6为氢原子或烃基,m表示2以上且80以下的数。
通式(V′)中,R11″为氢原子或甲基,A2″为二价连接基团,R7是碳数为1~10的亚烷基,R8是碳数为3~7的亚烷基,R9为氢原子或烃基,n表示1以上且40以下的数。)
在上述通式(V)所表示的结构单元和通式(V′)所表示的结构单元中,A2′和A2″分别独立地为二价连接基团。作为A2′和A2″中的二价连接基团,可列举例如与上述A2中的二价连接基团相同的连接基团。
其中,从在用于滤色器用途的有机溶剂中的溶解性的观点出发,A2′和A2″分别独立地优选为包含-CONH-基或-COO-基的二价连接基团,更优选为-CONH-基或-COO-基。
上述通式(V)中的上述m表示环氧乙烷链或环氧丙烷链的重复单元数,表示2以上的数,其中,从基材密合性的观点出发,优选为3以上,进一步优选为4以上。
另一方面,m的上限值为80以下,从在用于滤色器用途的有机溶剂中的溶解性的观点出发,优选为50以下。
R6为氢原子或烃基,作为上述R6中的烃基,可列举例如:碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳基、以及芳烷基、烷基取代芳基等这些的组合。
作为上述R6中的烃基,可列举与上述R4中的烃基相同的烃基。
作为R6中的烃基,其中,从分散稳定性的观点出发,优选为选自碳数1~18的烷基、任选被烷基取代的碳数6~12的芳基、和任选被烷基取代的碳数7~14的芳烷基中的1种以上,更优选为选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正壬基、正月桂基、正硬脂基、任选被烷基取代的苯基和苄基中的1种以上。
在上述通式(V′)中,R7是碳数为1~10的亚烷基,其中,从溶剂再溶解性的观点出发,优选为碳数为2~8的亚烷基。
R8是碳数为3~7的亚烷基,其中,从基材密合性的观点出发,优选为碳数为3~5的亚烷基,进一步优选为碳数为5的亚烷基。
R9为氢原子或烃基,作为上述R9中的烃基,可与上述R6中的烃基相同。
上述通式(V′)中的上述n表示内酯链的重复单元数,表示1以上的数,其中,从基材密合性的观点出发,优选为2以上,进一步优选为3以上。
另一方面,n的上限值为40以下,从在用于滤色器用途的有机溶剂中的溶解性的观点出发,优选为20以下。
在上述聚合物链中,选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元可单独使用1种,也可混合2种以上。
从提高基材密合性、缩短显影时间的观点出发,相对于上述接枝共聚物的大单体中的上述聚合物链的所有结构单元,选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元的合计比例优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,更进一步优选为15质量%以上。从溶剂再溶解性的观点出发,相对于上述聚合物链的所有结构单元,选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元的合计比例优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,更进一步优选为70质量%以下。
在上述接枝共聚物的上述通式(III)所表示的结构单元中的聚合物链的结构单元中,除了含有选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元所包含的上述通式(IV)所表示的结构单元以外,也可以包含其他结构单元。
作为其他结构单元,可列举源自能够与衍生上述通式(IV)所表示的结构单元的烯键式不饱和单体等共聚的烯键式不饱和单体的结构单元。
作为衍生其他结构单元的单体,可列举例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类;苯基乙烯醚等乙烯醚类等。
在上述接枝共聚物的上述通式(III)所表示的结构单元中的聚合物链中,从本发明的效果的角度出发,相对于该聚合物链的所有结构单元,其他结构单元的合计比例优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下。
另外,从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,上述聚合物链的质均分子量Mw优选为2000以上,更优选为3000以上,更进一步优选为4000以上,且更优选为15000以下,更进一步优选为12000以下。
通过处于上述范围内,可以保持作为分散剂的充分的立体排斥效应,并且可以使分散剂的溶剂亲和性部的比表面积变大所带来的如上所述的作用变得良好。
关于上述聚合物链的质均分子量Mw,可以对上述聚合性低聚物或包含上述反应性基团的聚合物链,以与下述分散剂相同的方式进行测定。
另外,从分散稳定性的观点出发,上述聚合物链的酸值优选为10mgKOH/g以下,进一步优选为0mgKOH/g以下。此处,关于酸值,可以对上述聚合性低聚物或包含上述反应性基团的聚合物链,以与下述分散剂的酸值相同的方式进行测定。
只要不损害本发明的效果,则上述聚合物链可含有上述通式(I)所表示的结构单元,从分散稳定性的观点出发,相对于上述聚合物链的所有结构单元,含有酸性基团的结构单元的合计比例优选为5质量%以下,更优选为0质量%。
另外,从分散性和分散稳定性的观点出发,优选上述聚合物链的胺值为10mgKOH/g以下,进一步优选为0mgKOH/g以下。此处,聚合物链的胺值表示相对于中和1g上述聚合性低聚物或包含上述反应性基团的聚合物链的固体成分所需的盐酸量成为当量的氢氧化钾的质量(mg),是通过JIS K 7237:1995所记载的方法测得的值。
只要不损害本发明的效果,则上述聚合物链可以含有含氮原子结构单元,从分散稳定性的观点出发,相对于上述聚合物链的所有结构单元,含氮原子结构单元的合计比例优选为5质量%以下,更优选为0质量%。
在上述接枝共聚物中,相对于接枝共聚物的主链的所有结构单元,上述通式(I)所表示的结构单元的含有比例优选为3质量%以上且60质量%以下,更优选为6质量%以上且45质量%以下,进一步优选为9质量%以上且35质量%以下。若接枝共聚物中的上述通式(I)所表示的结构单元的含有比例处于上述范围内,则接枝共聚物中与色材的亲和性部的比例适当,并且可以抑制其在有机溶剂中的溶解性降低,因此对色材的吸附性变得良好,可获得优异的分散性、分散稳定性和溶剂再溶解性。
另一方面,在上述接枝共聚物中,相对于接枝共聚物的主链的所有结构单元,包含接枝聚合物链的结构单元或上述通式(III)所表示的结构单元的合计含有比例优选为40质量%以上且97质量%以下,更优选为55质量%以上且94质量%以下,进一步优选为65质量%以上且91质量%以下。若接枝共聚物中的包含接枝聚合物链的结构单元或上述通式(III)所表示的结构单元的合计含有比例处于上述范围内,则接枝共聚物中溶剂亲和性部的比例适当,可以保持分散剂的充分的立体排斥效应,并且可以使分散剂的溶剂亲和性部的比表面积变大所带来的对上述效果的作用变得良好。
需要说明的是,上述结构单元的含有比例根据合成接枝共聚物时衍生上述通式(I)所表示的结构单元和上述通式(III)所表示的结构单元等的单体的添加量而算出。
本发明所使用的上述接枝共聚物可以在不损害本发明的效果的范围内,除上述通式(I)所表示的结构单元和上述通式(III)所表示的结构单元以外,进一步具有其他结构单元。作为其他结构单元,可以适当选择能够与衍生上述通式(I)所表示的结构单元等的烯键式不饱和单体等共聚的烯键式不饱和单体进行共聚,而导入其他结构单元。
作为主链上与上述通式(I)所表示的结构单元共聚的其他结构单元,可列举例如:上述通式(IV)所表示的结构单元、或不同于上述通式(I)所表示的结构单元的含有酸性基团的结构单元等。
作为衍生不同于上述通式(I)所表示的结构单元的含有酸性基团的结构单元的单体,可列举例如:顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷基酯、反丁烯二酸、衣康酸、巴豆酸、肉桂酸等。
在上述接枝共聚物中,相对于接枝共聚物的主链的所有结构单元,主链上共聚的其他结构单元的合计含有比例优选为40质量%以下,更优选为20质量%以下,可以是0质量%。
(接枝共聚物的制造方法)
在本发明中,作为上述接枝共聚物的制造方法,并没有特别限定,只要是可以制造具有上述通式(I)所表示的结构单元的接枝共聚物的方法即可。在制造具有上述通式(I)所表示的结构单元的接枝共聚物的情况下,可列举例如如下方法:含有下述通式(Ia)所表示的单体与上述聚合物链及其末端包含具有烯键式不饱和双键的基团的聚合性低聚物(大单体)作为共聚成分进行共聚,从而制造接枝共聚物。
也可以根据需要进一步使用其他单体,使用公知的聚合方法制造接枝共聚物。
[化学式8]
(通式(Ia)中,R1、A和Q与通式(I)中的R1、A和Q相同。)
另外,在制造具有上述通式(I)所表示的结构单元的接枝共聚物的情况下,可以使上述通式(Ia)所表示的单体与其他烯键式不饱和单体发生加成聚合而形成共聚物,然后使用包含能够与共聚物中所包含的反应性基团反应的反应性基团的聚合物链,从而导入聚合物链。具体而言,例如,可以在合成具有烷氧基、羟基、羧基、氨基、环氧基、异氰酸酯基、氢键形成基团等取代基的共聚物后,使之和包含与该取代基反应的官能团的聚合物链发生反应,从而导入聚合物链。
例如,可以使侧链具有缩水甘油基的共聚物与末端具有羧基的聚合物链发生反应,或者使侧链具有异氰酸酯基的共聚物与末端具有羟基的聚合物链发生反应,从而导入聚合物链。
需要说明的是,在上述聚合中,可以使用通常用于聚合的添加剂,例如聚合引发剂、分散稳定剂、链转移剂等。
{嵌段共聚物}
本发明所使用的嵌段共聚物具有A嵌段,该A嵌段包含作为对色材的吸附部位发挥作用的上述通式(I)所表示的结构单元。
本发明所使用的嵌段共聚物优选进一步具有作为溶剂亲和性部位发挥作用的B嵌段。
(A嵌段)
在A嵌段中,上述通式(I)所表示的结构单元与上述相同,故此处省略说明。
在A嵌段中,通式(I)所表示的结构单元可以包含1种,也可以包含2种以上。
在A嵌段中,可以在不损害本发明的效果的范围内,除具有上述通式(I)所表示的结构单元以外,进一步具有其他结构单元。作为其他结构单元,可以适当选择能够与衍生上述通式(I)所表示的结构单元等的烯键式不饱和单体等共聚的烯键式不饱和单体进行共聚,而导入其他结构单元。
作为在不损害本发明的效果的范围内包含于A嵌段的其他结构单元,可列举例如:上述通式(IV)所表示的结构单元、不同于上述通式(I)所表示的结构单元的含有酸性基团的结构单元等。
关于上述通式(IV)所表示的结构单元、不同于上述通式(I)所表示的结构单元的含有酸性基团的结构单元,可以与接枝共聚物中所记载的相同,故此处省略说明。
A嵌段中所包含的其他结构单元的合计含有比例并没有特别限定,只要处于不损害本发明的效果的范围内即可,从分散性、分散稳定性的观点出发,相对于A嵌段的所有结构单元,优选为40质量%以下,更优选为20质量%以下,可以是0质量%。
即,从分散性、分散稳定性的观点出发,相对于A嵌段的所有结构单元,A嵌段中所包含的通式(I)所表示的结构单元的含有比例优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,可以是100质量%。
(B嵌段)
在本发明所使用的嵌段共聚物中,B嵌段是作为溶剂亲和性部位发挥作用的嵌段。上述B嵌段优选从能够与衍生上述通式(I)所表示的结构单元的烯键式不饱和单体共聚的烯键式不饱和单体中,以具有溶剂亲和性的方式,根据溶剂适当选择使用。作为标准,优选以嵌段共聚物于23℃下在组合使用的溶剂中的溶解度成为20(g/100g溶剂)以上的方式导入B嵌段。
在本发明所使用的嵌段共聚物中,从使溶剂亲和性良好、使色材的分散性和分散稳定性良好的观点出发,优选作为溶剂亲和性部位发挥作用的B嵌段包含至少1种上述通式(IV)所表示的结构单元。
作为B嵌段中所包含的上述通式(IV)所表示的结构单元,可与接枝共聚物中所记载的相同,故此处省略说明。
在上述B嵌段中,上述通式(IV)所表示的结构单元可单独使用1种,也可混合2种以上。
从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,在上述B嵌段中,相对于该B嵌段的所有结构单元,上述通式(IV)所表示的结构单元的合计比例可以是100质量%。从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,在上述B嵌段中,相对于该B嵌段的所有结构单元,上述通式(IV)所表示的结构单元的合计比例优选为40质量%以上,更优选为70质量%以上。
另外,从提高基材密合性、缩短显影时间的观点出发,优选上述B嵌段在上述通式(IV)所表示的结构单元中包含选自上述通式(V)所表示的结构单元和上述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元。
作为上述B嵌段中所包含的选自上述通式(V)所表示的结构单元和上述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元,可与接枝共聚物中所记载的相同,故此处省略说明。
在上述B嵌段中,选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元可单独使用1种,也可混合2种以上。
从提高基材密合性、缩短显影时间的观点出发,相对于上述B嵌段的所有结构单元,选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元的合计比例优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,更进一步优选为15质量%以上。从溶剂再溶解性的观点出发,相对于上述B嵌段的所有结构单元,选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元的合计比例优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,更进一步优选为70质量%以下。
在上述B嵌段中,除了含有选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元所包含的上述通式(IV)所表示的结构单元以外,也可包含其他结构单元。
作为其他结构单元,可以列举源自能够与衍生上述通式(IV)所表示的结构单元的烯键式不饱和单体等共聚的烯键式不饱和单体的结构单元。
作为衍生其他结构单元的单体,可列举例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类;苯基乙烯醚等乙烯醚类等。
在上述B嵌段中,从本发明的效果的角度出发,相对于该B嵌段的所有结构单元,其他结构单元的合计比例优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下。
从色材的分散性和分散稳定性的观点出发,上述B嵌段的质均分子量Mw优选为2000以上,更优选为3000以上,更进一步优选为4000以上,且更优选为15000以下,更进一步优选为12000以下。
通过处于上述范围内,可以保持作为分散剂的充分的立体排斥效应,并且可以使分散剂的溶剂亲和性部的比表面积变大所带来的如上所述的作用变得良好。
关于仅上述B嵌段的质均分子量Mw,可以对仅B嵌段的聚合物,以与下述分散剂相同的方式进行测定。
另外,从分散稳定性的观点出发,上述B嵌段的酸值优选为10mgKOH/g以下,进一步优选为0mgKOH/g。此处,关于酸值,可以对仅B嵌段的聚合物,以与下述分散剂的酸值相同的方式进行测定。
只要不损害本发明的效果,则上述B嵌段可含有选自上述通式(I)所表示的结构单元和上述通式(II)所表示的结构单元中的至少1种结构单元等含有酸性基团的结构单元,从分散稳定性的观点出发,相对于上述B嵌段的所有结构单元,含有酸性基团的结构单元的合计比例优选为5质量%以下,更优选为0质量%。
另外,从分散稳定性的观点出发,上述B嵌段的胺值优选为10mgKOH/g以下,进一步优选为0mgKOH/g。此处,关于B嵌段的胺值,可以对仅B嵌段的聚合物,以与上述聚合物链的胺值相同的方式进行测定。
只要不损害本发明的效果,则上述B嵌段可含有含氮原子结构单元,从分散稳定性的观点出发,相对于上述B嵌段的所有结构单元,含氮原子结构单元的合计比例优选为5质量%以下,更优选为0质量%。
另外,上述B嵌段只要选择作为溶剂亲和性部位发挥作用的结构单元即可,可包含1种结构单元,也可混合2种以上的结构单元。在上述B嵌段包含2种以上的结构单元的情况下,在B嵌段内,2种以上的结构单元可无规共聚。
作为上述嵌段共聚物的键合顺序,只要可以使色材稳定分散即可,并没有特别限定,从与色材的相互作用优异、可以有效地抑制分散剂彼此的凝聚的观点出发,优选上述A嵌段键合于上述嵌段共聚物的一端,优选为AB型嵌段共聚物或ABA型嵌段共聚物、BAB型嵌段共聚物,特别优选为AB型嵌段共聚物、BAB型嵌段共聚物。
在上述嵌段共聚物中,相对于嵌段共聚物的主链的所有结构单元,A嵌段的合计含有比例优选为3质量%以上且60质量%以下,更优选为6质量%以上且45质量%以下,进一步优选为9质量%以上且35质量%以下。若嵌段共聚物中的A嵌段的合计含有比例处于上述范围内,则嵌段共聚物中与色材的亲和性部的比例适当,且可以抑制其在有机溶剂中的溶解性降低,因此其对色材的吸附性变得良好,可获得优异的分散性、分散稳定性和溶剂再溶解性。
在上述嵌段共聚物中,相对于嵌段共聚物的主链的所有结构单元,上述通式(I)所表示的结构单元的含有比例优选为3质量%以上且60质量%以下,更优选为6质量%以上且45质量%以下,进一步优选为9质量%以上且35质量%以下。若嵌段共聚物中的上述通式(I)所表示的结构单元的含有比例处于上述范围内,则嵌段共聚物中与色材的亲和性部的比例适当,且可以抑制其在有机溶剂中的溶解性降低,因此其对色材的吸附性变得良好,可获得优异的分散性、分散稳定性和溶剂再溶解性。
另一方面,在上述嵌段共聚物中,相对于嵌段共聚物的主链的所有结构单元,B嵌段的合计含有比例优选为40质量%以上且97质量%以下,更优选为55质量%以上且94质量%以下,进一步优选为65质量%以上且91质量%以下。若嵌段共聚物中的B嵌段的合计含有比例处于上述范围内,则嵌段共聚物中的溶剂亲和性部的比例适当,可以保持作为分散剂的充分的立体排斥效应,并且可以使分散剂的溶剂亲和性部的比表面积变大所带来的对上述效果的作用变得良好。
需要说明的是,上述结构单元的含有比例根据合成嵌段共聚物时衍生上述通式(I)所表示的结构单元和上述通式(IV)所表示的结构单元等的单体的添加量算出。
(嵌段共聚物的制造方法)
上述嵌段共聚物的制造方法并没有特别限定。可以通过公知的方法制造嵌段共聚物,其中,优选通过活性聚合法制造。其原因在于,不易引起链转移和失活,可以制造分子量一致的共聚物,可以提高分散性等。作为活性聚合法,可列举:活性自由基聚合法、基团转移聚合法等活性阴离子聚合法、活性阳离子聚合法等。通过利用这些方法使单体依次聚合,可以制造共聚物。例如,可以先制造A嵌段,使A嵌段与构成B嵌段的结构单元聚合,由此制造嵌段共聚物。另外,在上述制造方法中,也可以将A嵌段与B嵌段的聚合顺序颠倒。另外,也可分别制造A嵌段和B嵌段,其后,使A嵌段与B嵌段偶合。
{具有通式(I)所表示的结构单元的聚合物的特性}
从分散性和分散稳定性的观点出发,形成盐前的具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的质均分子量Mw优选为4000以上,更优选为5000以上,更进一步优选为6000以上。另一方面,从溶剂再溶解性的观点出发,优选为50000以下,更优选为30000以下。
另外,从分散稳定性的观点出发,作为上述接枝共聚物的分散剂的质均分子量Mw与数均分子量Mn的比(Mw/Mn)优选为4.0以下,更优选为3.5以下,进一步优选为3.0以下。
另外,从分散稳定性的观点出发,作为上述嵌段共聚物的分散剂的质均分子量Mw与数均分子量Mn的比(Mw/Mn)优选为1.8以下,更优选为1.6以下,进一步优选为1.4以下。
需要说明的是,在本发明中,质均分子量Mw和数均分子量Mn是通过GPC(gelpermeation chromatography,凝胶渗透色谱法)测定而得的值。测定在如下条件下进行:使用东曹制造的HLC-8120GPC,将溶出溶剂设为添加了0.01摩尔/升的溴化锂的N-甲基吡咯烷酮,将校正曲线用聚苯乙烯标准设为Mw 377400、210500、96000、50400、20650、10850、5460、2930、1300、580(以上为Polymer Laboratories制造的Easi PS-2系列)和Mw 1090000(东曹制造),将测定柱设为TSK-GEL ALPHA-M×2根(东曹制造)。
从分散稳定性的观点出发,形成盐前的具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的酸值优选为20mgKOH/g以上,更优选为30mgKOH/g以上,进一步优选为40mgKOH/g以上,更进一步优选为60mgKOH/g以上。
另一方面,从溶剂再溶解性的观点出发,上述接枝共聚物和上述嵌段共聚物的至少1种的酸值优选为250mgKOH/g以下,更优选为180mgKOH/g以下,进一步优选为160mgKOH/g以下,更进一步优选为120mgKOH/g以下。
分散剂的酸值表示中和共聚物的固体成分1g中所包含的酸性成分所需的氢氧化钾的质量(mg),是通过JIS K 0070:1992所记载的方法测得的值。
[盐型聚合物]
本发明中用作分散剂的盐型聚合物是具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的盐型聚合物。
(化合物(B))
用于与上述通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分形成盐的用作改性剂的化合物(B)选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上。
化合物(B)是用于与酸性基团形成盐的碱性化合物,化合物(B)的第1阶段的酸解离常数(pKa)可列举7.5以上,从分散性、分散稳定性、溶剂再溶解性的观点出发,优选为8.5以上,更优选为9.5以上,更进一步优选为10.5以上。另一方面,酸解离常数的上限值并没有特别限定,只要不损害本发明的效果即可,可列举30以下。此处,pKa是25℃的水中的酸解离常数的值。
作为本发明中的酸解离常数的测定方法,可以使用丸善株式会社出版的实验化学讲座第2版的215页~217页所记载的碱滴定法。
作为化合物(B)中的含叔氨基碱性化合物,只要含有叔氨基,且为碱性化合物即可,可进一步具有其他官能团。作为其他官能团,可列举例如:羟基、(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、酰胺基、醚基等。
作为含叔氨基碱性化合物,可列举例如:二甲基苄基胺(pKa:9)、三乙基胺(pKa:10.8)、三丁基胺(pKa:10)、双(2-二甲基氨基乙基)醚(pKa:9.1)、N,N,N′,N′-四甲基丙二胺(pKa:9.9)、N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺(pKa:10.1)、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(pKa:8.8)、2-(二甲基氨基)乙醇(pKa:9.3)、四甲基乙二胺(pKa:8.3)、N,N,N′,N′,N″-五甲基二亚丙基三胺(pKa:9.9)、N,N-二甲基环己基胺(pKa:10.7)、N-[3-(二甲基氨基)丙基]丙烯酰胺(pKa:10.4)、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(pKa:8.2)等。
另外,作为碱性杂环式化合物,可列举例如:1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(pKa:12.5)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(pKa:12.7)、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(pKa:14.7)、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(pKa:14.4)、2-甲基咪唑(pKa:7.8)、1-异丁基-2-甲基咪唑(pKa:7.8)和三亚乙基二胺(pKa:8.8)等。
从分散稳定性、亮度、对比度以及溶剂再溶解性的观点出发,特别优选使用选自1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(pKa:12.5)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(pKa:12.7)、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(pKa:14.7)和7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(pKa:14.4)中的1种以上。
另外,从提高涂膜的固化性、提高碱性显影时的抗蚀涂膜的抗碎裂性的观点出发,也优选像N-[3-(二甲基氨基)丙基]丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯这样的具有烯键式不饱和双键之类的聚合性官能团的含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物。
从分散性和分散稳定性的观点出发,上述化合物(B)的分子量优选为800以下,更优选为650以下,进一步优选为500以下,更进一步优选为350以下。另一方面,从耐热性的观点出发,上述化合物(B)的分子量优选为60以上。
在盐型聚合物中,关于化合物(B)的含量,由于要与通式(I)所表示的结构单元所具有的末端酸性基团形成盐,因此相对于通式(I)所表示的结构单元所具有的末端酸性基团,选自化合物(B)的至少1种的合计优选设为0.01摩尔当量以上,更优选设为0.05摩尔当量以上,进一步优选设为0.1摩尔当量以上,特别优选设为0.2摩尔当量以上。若为上述下限值以上,则容易获得通过形成盐而提高色材分散性、对比度、基材密合性和亮度的效果。同样地,优选设为1摩尔当量以下,更优选设为0.8摩尔当量以下,进一步优选设为0.7摩尔当量以下,特别优选设为0.6摩尔当量以下。若为上述上限值以下,则可以使碱性显影性和溶剂再溶解性优异。
需要说明的是,选自化合物(B)中的至少1种可单独使用1种,也可组合2种以上。在组合2种以上的情况下,优选其合计含量处于上述范围内。
作为盐型聚合物的制备方法,可列举如下方法等,即,在溶解或分散有形成盐前的具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的溶剂中,添加选自上述化合物(B)中的至少1种,进行搅拌,进而根据需要进行加热。
需要说明的是,聚合物的该通式(I)所表示的结构单元所具有的末端酸性基团与选自上述化合物(B)中的至少1种形成盐的情况及其比例例如可以通过NMR(nuclearmagnetic resonance,核磁共振)等公知的方法进行确认。
在本发明中,分散剂的各结构单元的含有比例和结构可以使用各种质量分析、NMR等来进行。另外,可以根据需要通过热分解等使分散剂分解,对于所获得的分解物,使用高效液相色谱法、气相色谱质谱仪、NMR、元素分析、XPS/ESCA(X-ray photoelectronspectroscopy/Electron Spectroscopy for Chemical Analysis,X射线光电子光谱/化学分析电子光谱)和TOF-SIMS(time of flight secondary ion mass spectrometry,飞行时间二次离子质谱仪)等求出。
本发明的分散剂是具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的盐型聚合物。
在本发明的色材分散液中,作为分散剂,至少含有盐型聚合物,该盐型聚合物是具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的该通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的,但只要不损害本发明的效果,则也可含有其他分散剂。作为其他分散剂,例如可以适当选择使用公知的分散剂。
在本发明的色材分散液所使用的分散剂中,上述盐型共聚物的含有比例优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,更进一步优选为90质量%以上,可以是100质量%。
在本发明的色材分散液中,作为分散剂,至少使用上述盐型共聚物,分散剂的含量根据所使用的色材的种类,进而根据下述着色固化性组合物中的固体成分浓度等适当选定。
关于分散剂的含量,相对于色材分散液中的固体成分总量,优选以3质量%以上且60质量%以下的比例调配,更优选以5质量%以上且45质量%以下的比例调配。若为上述下限值以上,则色材的分散性和分散稳定性优异,着色固化性组合物的保存稳定性更优异。另外,若为上述上限值以下,则显影残渣良好。
需要说明的是,在本发明中,固体成分是除上述溶剂以外的所有成分,也包括溶解于溶剂中的单体等。
<色材>
在本发明中,色材只要在形成滤色器的着色层时可呈现所需的颜色即可,并没有特别限定,可单独使用或混合使用2种以上各种有机颜料、无机颜料、可分散的染料、染料的成盐化合物等。其中,有机颜料的显色性较高,耐热性也较高,故优选地使用。作为有机颜料,可列举例如颜料索引(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司发行)中被分类为颜料(Pigment)的化合物,具体而言,可以列举如下所述的标注有颜料索引(C.I.)编号的颜料。
C.I.颜料黄1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、15、16、17、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、60、61、62、62:1、63、65、71、73、74、75、81、83、87、93、94、95、97、98、100、101、104、105、106、108、109、110、111、113、114、116、117、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、173、175、185、194、211、214、215、231和C.I.颜料黄150的颜料衍生物;
C.I.颜料橙1、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、61、63、64、71、73;
C.I.颜料紫1、19、23、29、32、36、38;
C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60、60:1、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、150、151、166、168、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、215、216、220、221、224、226、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、291;
C.I.颜料蓝1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、61、79、80;
C.I.颜料绿1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58、59、62、63;
C.I.颜料棕23、25;
C.I.颜料黑1、7。
另外,作为上述无机颜料的具体例,可列举:氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、锌白、硫酸铅、黄丹、锌黄、铁丹(红色氧化铁(III))、镉红、群青、铁蓝、氧化铬绿、钴绿、棕土、钛黑、合成铁黑、碳黑等。
例如,在滤色器的基板上,将本发明的色材分散液制成下述着色固化性组合物从而形成遮光层的图案的情况下,在墨水中调配遮光性较高的黑色颜料。作为遮光性较高的黑色颜料,例如可以使用碳黑、四氧化三铁等无机颜料,或者花青黑等有机颜料。
作为上述可分散的染料,可列举通过对染料赋予各种取代基,或与溶解度较低的溶剂组合使用从而能够分散的染料。
作为染料的成盐化合物,是指染料与抗衡离子形成盐的化合物,可列举例如:碱性染料与酸的成盐化合物、酸性染料与碱的成盐化合物,也包含使用公知的色淀化(成盐化)方法,使可溶于溶剂的染料不溶于溶剂而成的色淀颜料。
在本发明中,通过组合使用包含选自染料和染料的成盐化合物的至少一种的色材与上述本发明的分散剂,可以提高该色材的分散性和分散稳定性。
作为上述染料,可以从以往公知的染料中适当选择。作为这种染料,可以列举例如:偶氮染料、金属络盐偶氮染料、蒽醌染料、三苯基甲烷染料、呫吨染料、香豆素染料、花青染料、萘醌染料、醌亚胺染料、次甲基染料、酞菁染料等。
需要说明的是,作为标准,若相对于10g的溶剂(或混合溶剂),染料的溶解量为10mg以下,则可判定该染料能够分散于该溶剂(或混合溶剂)中。
其中,在色材含有选自二酮吡咯并吡咯颜料、蒽醌颜料、喹酞酮颜料、酞菁铜颜料、酞菁锌颜料、酞菁铝颜料、二噁嗪颜料、偶氮甲碱系颜料、酞菁锌染料、三芳基甲烷染料、喹酞酮染料、香豆素染料、酞菁染料和这些染料的成盐化合物中的至少1种的情况下,通过使用上述分散剂,能够形成高亮度的着色层,从这点考虑优选。另外,作为上述色材,其中,优选含有选自二酮吡咯并吡咯颜料、喹酞酮颜料、酞菁铜颜料、酞菁锌颜料、二噁嗪颜料、酞菁锌染料、三芳基甲烷染料、喹酞酮染料和这些染料的成盐化合物中的至少1种。
作为二酮吡咯并吡咯颜料,可列举例如:C.I.颜料红254、255、264、272、291和下述通式(i)所表示的二酮吡咯并吡咯颜料,其中,优选选自C.I.颜料红254、272、291和下述通式(i)中R21和R22分别为4-溴苯基的二酮吡咯并吡咯颜料的至少1种。
[化学式9]
通式(i)
(通式(i)中,R21和R22分别独立地为4-氯苯基或4-溴苯基。)
作为蒽醌颜料,可列举例如C.I.颜料红177等。
作为喹酞酮颜料,可列举例如C.I.颜料黄138、231等。
作为酞菁铜颜料,可列举例如:C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、C.I.颜料绿7、36等,其中,优选为C.I.颜料蓝15:6。
作为酞菁锌颜料,可列举例如C.I.颜料绿58、59等。
作为酞菁铝颜料,可列举例如C.I.颜料绿62、63等。
作为二噁嗪颜料,可列举C.I.颜料紫23等。
作为偶氮甲碱系颜料,可列举C.I.颜料黄150等。
作为喹酞酮染料,可列举例如:C.I.分散黄54、64、67、134、149、160、C.I.溶剂黄114、157等,其中,优选为C.I.分散黄54。
作为三芳基甲烷染料,可列举:C.I.碱性红9、C.I.碱性蓝1、7等。
作为酞菁染料,可列举:C.I.碱性蓝140、和将C.I.碱性蓝140中心金属取代为锌的酞菁锌染料等。
另外,从亮度的观点出发,下述通式(1)所表示的色材也适宜用于与本发明的分散剂的组合中。
[化学式10]
通式(1)
(通式(1)中,A是与N直接键合的碳原子不具有π键的a价有机基团,该有机基团表示至少与N直接键合的末端具有饱和脂肪族烃基的脂肪族烃基、或具有该脂肪族烃基的芳香族基,且碳链中任选包含杂原子。Bc-表示c价多酸阴离子。Ri~Rv分别独立地表示氢原子、任选具有取代基的烷基或任选具有取代基的芳基,Rii与Riii、Riv与Rv任选键合而形成环结构。Rvi和Rvii分别独立地表示任选具有取代基的烷基、任选具有取代基的烷氧基、卤素原子或氰基。Ar1表示任选具有取代基的二价芳香族基。存在多个的Ri~Rvii和Ar1可以分别相同,也可以不同。
a和c表示2以上的整数,b和d表示1以上的整数。e为0或1,在e为0时不存在键。f和g表示0以上且4以下的整数,f+e和g+e为0以上且4以下。存在多个的e、f和g可以分别相同,也可以不同。)
作为上述通式(1)所表示的色材的各符号的说明,可以参照国际公开2018/003706号所记载的通式(I)所对应的部位的符号的说明。上述通式(1)所表示的色材的部分结构或其他结构的例示可列举国际公开2018/003706号、国际公开2012/144521号等所记载的结构。
作为本发明所使用的色材,特别是从能够形成高亮度、高色域的着色层的观点出发,优选为选自C.I.颜料红177、254、291、C.I.颜料黄138、150、231、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料绿58、59、62、63、C.I.颜料紫23和上述通式(1)所表示的色材中的至少1种。
作为本发明所使用的色材的平均一次粒径,只要在制成滤色器的着色层的情况下能够呈现所需颜色即可,并没有特别限定,根据所使用的色材的种类而不同,但优选为10~100nm的范围内,更优选为15~60nm。通过使色材的平均一次粒径为上述范围,可以使具备使用本发明的色材分散液所制造的滤色器的显示设备成为高亮度、高对比度且高质量。
另外,色材分散液中的色材的平均分散粒径根据所使用的色材的种类而不同,优选为10~100nm的范围内,更优选为15~60nm的范围内。
色材分散液中的色材的平均分散粒径是至少含有溶剂的分散介质中分散的色材粒子的分散粒径,通过激光散射粒度分布计进行测定。作为通过激光散射粒度分布计的粒径测定,可以通过色材分散液所使用的溶剂,将色材分散液适当稀释(例如1000倍等)至通过激光散射粒度分布计能够测定的浓度,使用激光散射粒度分布计(例如日机装公司制造的Nanotrac粒度分布测定装置UPA-EX150),通过动态光散射法在23℃下进行测定。此处的平均分布粒径为体积平均粒径。
本发明所使用的色材可通过重晶体法、溶剂盐磨法等公知的方法制造。另外,也可以对市售的色材进行微细化处理而使用。
在本发明的色材分散液中,色材的含量并没有特别限定。关于色材的含量,从分散性和分散稳定性的观点出发,相对于色材分散液中的固体成分总量,优选以5质量%以上且80质量%以下、更优选以8质量%以上且70质量%以下的比例调配。
尤其是在形成色材浓度高的涂膜或着色层的情况下,相对于色材分散液中的固体成分总量,优选以30质量%以上且80质量%以下、更优选为40质量%以上且75质量%以下的比例调配。
<溶剂>
作为本发明所使用的溶剂,只要是不与色材分散液中的各成分反应,能够将它们溶解或分散的有机溶剂即可,并没有特别限定。溶剂可单独使用或组合使用2种以上。
作为溶剂的具体例,可列举例如:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲氧基醇、乙氧基醇等醇系溶剂;甲氧基乙氧基乙醇、乙氧基乙氧基乙醇等卡必醇系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、甲氧基丙酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、羟基丙酸甲酯、羟基丙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丁酸异丁酯、丁酸正丁酯、乳酸乙酯、乙酸环己酯等酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、2-庚酮等酮系溶剂;乙酸甲氧基乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基-3-甲基-1-丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸乙氧基乙酯等二醇醚乙酸酯系溶剂;乙酸甲氧基乙氧基乙酯、乙酸乙氧基乙氧基乙酯、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)等卡必醇乙酸酯系溶剂;丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯等二乙酸酯类;乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单***、二乙二醇二***、丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚等二醇醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等非质子性酰胺溶剂;γ-丁内酯等内酯系溶剂;四氢呋喃等环状醚系溶剂;苯、甲苯、二甲苯、萘等不饱和烃系溶剂;正庚烷、正己烷、正辛烷等饱和烃系溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃类等有机溶剂。在这些溶剂中,从其他成分的溶解性的观点出发,适宜使用二醇醚乙酸酯系溶剂、卡必醇乙酸酯系溶剂、二醇醚系溶剂、酯系溶剂。其中,作为本发明所使用的溶剂,从其他成分的溶解性、涂布适应性的观点出发,优选为选自丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、乙酸3-甲氧基-3-甲基-1-丁酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯和乙酸3-甲氧基丁酯中的1种以上。
本发明的色材分散液以如下比例包含如上所述的溶剂,即,相对于包含该溶剂的色材分散液总量,通常,优选为55质量%以上且95质量%以下的范围内,其中,优选为65质量%以上且90质量%以下的范围内,更优选为70质量%以上且88质量%以下的范围内。若溶剂过少,则粘度上升,分散性容易降低。另外,若溶剂过多,则有时色材浓度降低,难以达成目标色度坐标。
<其他成分>
在本发明的色材分散液中,只要不损害本发明的效果,则可进一步根据需要调配分散辅助树脂、其他成分。
作为分散辅助树脂,可列举例如下述着色固化性组合物中所例示的碱可溶性树脂。通过碱可溶性树脂的立体阻碍,色材粒子彼此不易接触,有时有分散稳定化,或因该分散稳定化效果而减少分散剂的效果。
另外,作为其他成分,可列举例如:用于提高润湿性的表面活性剂、用于提高密合性的硅烷偶联剂、消泡剂、收缩抑制剂、抗氧化剂、凝聚抑制剂、紫外线吸收剂等。
本发明的色材分散液可用作用于制备下述着色固化性组合物的预制备物。即,色材分散液是在制备下述着色固化性组合物的前阶段预制备的高(组合物中的色材成分质量)/(组合物中的除色材成分以外的固体成分质量)比的色材分散液。具体而言,(组合物中的色材成分质量)/(组合物中的除色材成分以外的固体成分质量)比通常为1.0以上。通过将色材分散液与下述各成分进行混合,可以制备分散性优异的着色固化性组合物。
<色材分散液的制造方法>
在本发明中,色材分散液的制造方法并没有特别限定,只要是可获得上述色材通过上述分散剂分散于溶剂中的色材分散液的方法即可。
从色材的分散性和分散稳定性优异的观点出发,作为本发明的色材分散液的制造方法,可列举具有如下工序的方法:准备上述分散剂的工序;和在上述分散剂的存在下,使色材分散于溶剂中的工序。
在上述制造方法中,色材可以使用以往公知的分散机进行分散。
作为分散机的具体例,可列举:双辊研磨机、三辊研磨机等辊磨机;球磨机、振动球磨机等球磨机;涂料调节器、连续盘型珠磨机、连续环型珠磨机等珠磨机。作为珠磨机的优选的分散条件,所使用的珠粒的直径优选为0.03~3.0mm,更优选为0.05~2.0mm。
具体而言,可列举:通过珠径相对较大的2.0mm氧化锆珠进行预分散,进而通过珠径相对较小的0.1mm氧化锆珠进行正式分散。另外,优选分散后,用0.5~2μm的过滤器进行过滤。
<用途>
本发明的色材分散液和分散剂能够制作同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性的着色固化性组合物,因此可以特别适用于滤色器用途。
另外,本发明的色材分散液和分散剂也可以用于不需要感光性成分的着色树脂组合物或热固性着色树脂组合物。
本发明的色材分散液和分散剂可用于要求微细色材的优异的分散稳定性的各种用途,也可用于喷墨用墨水或印刷用墨水、记录用具、化妆品等。
II.着色固化性组合物
本发明的着色固化性组合物的特征在于含有:色材、上述本发明的分散剂、聚合性化合物、引发剂和溶剂。
本发明的着色固化性组合物通过使用上述本发明的分散剂,能够同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性。
本发明的着色固化性组合物至少含有色材、分散剂、聚合性化合物、引发剂和溶剂,可以在不损害本发明的效果的范围内进一步含有其他成分。以下,对本发明的着色固化性组合物中所包含的各成分进行说明,分散剂、色材和溶剂与上述本发明的色材分散液中所说明的相同,故此处省略说明。
<聚合性化合物>
聚合性化合物并没有特别限定,只要通过下述引发剂能够聚合即可,例如可以使用光聚合性化合物、热聚合性化合物。作为热聚合性化合物,可以使用分子内具有羧基、氨基、环氧基、羟基、缩水甘油基、异氰酸酯基和烷氧基等热聚合性官能团的化合物。另外,通过将具有烯键式不饱和基团的化合物与热自由基聚合引发剂组合使用,也可用作热聚合性化合物。作为聚合性化合物,其中,从可以通过光刻法使用已有的工艺简便地形成图案的观点出发,优选通过下述光引发剂能够聚合的光聚合性化合物。
着色固化性组合物中所使用的光聚合性化合物并没有特别限定,只要通过下述光引发剂能够聚合即可,通常,可使用具有2个以上的烯键式不饱和双键的化合物,特别优选为具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
作为这种多官能(甲基)丙烯酸酯,只要从以往公知的多官能(甲基)丙烯酸酯中适当选择使用即可。作为具体例,可列举例如日本特开2013-029832号公报所记载的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
这些光聚合性化合物可单独使用1种,也可组合使用2种以上。另外,在对本发明的着色固化性组合物要求优异的光固化性(高灵敏度)的情况下,光聚合性化合物优选具有3个(三官能)以上的能够聚合的双键,优选为三价以上的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯类或它们的二羧酸改性物,具体而言,优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的丁二酸改性物、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的丁二酸改性物、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
相对于着色固化性组合物的固体成分总量,着色固化性组合物中的聚合性化合物的含量优选为5质量%以上且60质量%以下,更优选为10质量%以上且50质量%以下,更进一步优选为20质量%以上且40质量%以下。若聚合性化合物的含量为上述下限值以上,则可以抑制固化不良,因此可以抑制曝光的部分在显影时溶出,另外,若聚合性化合物的含量为上述上限值以下,则可以抑制显影不良,另外,可以抑制热收缩,因此着色层的整个表面不易产生微小的褶皱。
<引发剂>
作为本发明的着色固化性组合物中所使用的引发剂,并无特别限制,可以从以往已知的各种引发剂中单独使用1种或组合使用2种以上。作为引发剂,可列举例如热聚合引发剂、光聚合引发剂等聚合引发剂,具体而言,可列举例如日本特开2013-029832号公报所记载的引发剂等。
作为光引发剂,可列举:芳香族酮类、安息香醚类、卤甲基噁二唑化合物、α-氨基酮、联咪唑类、N,N-二甲基氨基二苯甲酮、卤甲基-S-三嗪系化合物、噻吨酮等。作为光引发剂的具体例,可列举:二苯甲酮、4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4′-二甲基氨基二苯甲酮等芳香族酮类;安息香甲醚等安息香醚类;乙基安息香等安息香;2-(邻氯苯基)-4,5-苯基咪唑二聚物等联咪唑类;2-三氯甲基-5-(对甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑等卤甲基噁二唑化合物;2-(4-丁氧基-萘-1-基)-4,6-双-三氯甲基-S-三嗪等卤甲基-S-三嗪系化合物;2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮、1,2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-,、1-羟基-环己基-苯基酮、苯偶酰、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯甲酰基-4′-甲基二苯基硫醚、苯偶酰甲基缩酮、二甲基氨基苯甲酸酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、2-正丁氧基乙基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、2-氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、4-苯甲酰基-甲基二苯基硫醚、1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、1-(9,9-二丁基-9H-芴-2-基)-2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-丙酮等。
其中,优选使用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)-1-丁酮,4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮、二乙基噻吨酮。从调整灵敏度、抑制水斑、提高显影耐性的观点出发,进一步优选将2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮之类的α-氨基苯乙酮系引发剂与二乙基噻吨酮之类的噻吨酮系引发剂组合。
相对于着色固化性组合物的固体成分总量,使用α-氨基苯乙酮系引发剂和噻吨酮系引发剂的情况下的这些的合计含量优选为5质量%以上且15质量以下%。若引发剂量为15质量%以下,则工艺中的升华物减少,因此优选。若引发剂量为5质量%以上,则抑制水斑等,提高显影耐性。
在本发明中,从可以提高灵敏度的观点出发,光引发剂优选包含肟酯系光引发剂。另外,通过使用肟酯系光引发剂,容易抑制形成细线图案时面内线宽的偏差。进而,通过使用肟酯系光引发剂,有残膜率提高,水斑产生的抑制效果变高的趋势。
作为该肟酯系光引发剂,从降低由分解物导致的着色固化性组合物污染或装置污染的观点出发,其中,优选具有芳香环,更优选具有包含芳香环的缩合环,进一步优选具有包含苯环和杂环的缩合环。
作为肟酯系光引发剂,可以从1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-,2-(邻苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(邻乙酰基肟)、日本特开2000-80068号公报、日本特开2001-233842号公报、日本专利特表2010-527339、日本专利特表2010-527338、日本特开2013-041153等所记载的肟酯系光引发剂中适当选择。作为市售品,可使用具有二苯基硫醚骨架的Irgacure OXE-01、Adeka Arkles NCI-930、TR-PBG-345;具有咔唑骨架的TR-PBG-304;具有芴骨架的Irgacure OXE-02、Adeka Arkles NCI-831、TR-PBG-365;具有二苯基硫醚骨架的TR-PBG-3057(以上为常州强力电子新材料公司制造)等。从亮度的观点出发,特别优选使用具有二苯基硫醚骨架或芴骨架的肟酯系光引发剂。另外,从灵敏度高的观点出发,优选使用具有咔唑骨架的肟酯系光引发剂。
另外,从抑制水斑、且提高灵敏度的观点出发,优选将具有叔胺结构的光引发剂与肟酯系光引发剂组合使用。其原因在于,具有叔胺结构的光引发剂在分子内具有作为氧猝灭剂的叔胺结构,因此由引发剂产生的自由基不易因氧而失活,可以提高灵敏度。作为上述具有叔胺结构的光引发剂的市售品,可列举例如:2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(例如Irgacure907,BASF公司制造)、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(例如Irgacure 369,BASF公司制造)、4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮(例如HicureABP,川口药品制造)等。
另外,从调整灵敏度、抑制水斑、提高显影耐性的观点出发,优选将噻吨酮系引发剂与肟酯系光引发剂组合,从提高亮度、残膜率、容易调整灵敏度、水斑产生抑制效果高、提高显影耐性的观点出发,优选将2种以上的肟酯系光引发剂与噻吨酮系引发剂组合。
相对于着色固化性组合物的固体成分总量,着色固化性组合物中的引发剂的含量优选为0.1质量%以上且15质量%以下,更优选为1质量%以上且10质量%以下。若引发剂的含量为上述下限值以上,则固化充分进行,另外,若引发剂的含量为上述上限值以下,则可以抑制副反应,且可以维持经时稳定性。
<其他成分>
在本发明的着色固化性组合物中,可根据需要包含碱可溶性树脂等聚合物、抗氧化剂,进而包含各种添加剂。
(聚合物)
作为聚合物,在形成着色层时使用光刻工序的情况下,可适宜使用在碱性显影液中具有可溶性的碱可溶性树脂。在本发明中,由于分散剂具有酸性基团,故也可作为碱可溶性树脂发挥作用,因此即使在使用光刻工序的情况下,与上述分散剂不同的碱可溶性树脂也并非必需成分。
在本发明的感光性着色树脂组合物中,从容易调整碱可溶性的观点出发,优选进一步含有与上述分散剂不同的碱可溶性树脂。
碱可溶性树脂具有酸性基团,可以适当选择使用,只要作为粘合剂树脂发挥作用且可溶于形成图案时所使用的碱性显影液中即可。
在本发明中,碱可溶性树脂可以以酸值为30mgKOH/g以上作为标准。
作为碱可溶性树脂,可以适当选择使用以往公知的碱可溶性树脂,例如,可以适当选择使用WO2016/104493号公报所记载的碱可溶性树脂。
本发明中的优选的碱可溶性树脂是具有酸性基团、通常是具有羧基的树脂,具体而言,可列举:具有羧基的丙烯酸系共聚物和具有羧基的苯乙烯-丙烯酸系共聚物等丙烯酸系树脂;具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂等。其中,特别优选侧链具有羧基,且进而侧链具有烯键式不饱和基团等光聚合性官能团。其原因在于,通过含有光聚合性官能团所形成的固化膜的膜强度提高。另外,这些丙烯酸系共聚物和苯乙烯-丙烯酸系共聚物等丙烯酸系树脂、以及环氧丙烯酸酯树脂可混合使用2种以上。
着色固化性组合物中所使用的碱可溶性树脂的含量并无特别限制,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,优选为1质量%以上且60质量%以下的范围内,进一步优选为5质量%以上且40质量%以下的范围内。若碱可溶性树脂的含量为上述下限值以上,则容易获得充分的碱性显影性,另外,若碱可溶性树脂的含量为上述上限值以下,则容易抑制显影时膜粗糙或图案缺损。
需要说明的是,在本发明中,固体成分是除溶剂以外的所有成分,也包括溶解于溶剂中的单体等。
另外,关于本发明的着色固化性组合物,作为上述聚合物,例如可含有酚树脂、脲树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三聚氰胺-脲共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等热固性聚合物。
需要说明的是,上述聚合物可单独使用1种,也可组合使用2种以上。
着色固化性组合物中的聚合物的含量并没有特别限定,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,优选为1质量%以上且60质量%以下,更优选为5质量%以上且50质量%以下。若聚合物的含量为上述下限值以上,则可以抑制膜强度的降低,另外,若聚合物的含量为上述上限值以下,则可以充分含有除聚合物以外的成分。
(抗氧化剂)
从提高耐热性、抑制色材的褪色、提高亮度的观点出发,本发明的着色固化性组合物优选进一步含有抗氧化剂。抗氧化剂只要从以往公知的抗氧化剂中适当选择即可。作为抗氧化剂的具体例,可列举例如:受阻酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、肼系抗氧化剂等,从耐热性的观点出发,优选使用受阻酚系抗氧化剂。也可以是国际公开第2014/021023号所记载的潜在性抗氧化剂。
作为受阻酚系抗氧化剂,可列举例如:季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](商品名:商品名:IRGANOX 1010,BASF公司制造)、异氰脲酸1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)酯(商品名:IRGANOX 3114,BASF制造)、2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苄基)均三甲苯(商品名:IRGANOX 1330,BASF制造)、2,2′-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)(商品名:Sumilizer MDP-S,住友化学制造)、6,6′-硫代双(2-叔丁基-4-甲基苯酚)(商品名:IRGANOX 1081,BASF制造)、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二乙酯(商品名:Irgamod195,BASF制造)等。其中,从耐热性和耐光性的观点出发,优选季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](商品名:商品名:IRGANOX 1010,BASF公司制造)。
若本发明的着色固化性组合物组合含有上述肟酯系光引发剂与抗氧化剂,则因协同效应而亮度提高,按照掩膜线宽的设计形成细线图案的能力提高,从这些方面出发优选。
作为抗氧化剂的调配量,相对于着色固化性组合物中的固体成分总量,抗氧化剂优选为0.1质量%以上且10.0质量%以下,更优选为0.5质量%以上且5.0质量%以下。若为上述下限值以上,则耐热性和耐光性优异。另一方面,若为上述上限值以下,则可以使本发明的着色固化性组合物为高灵敏度的感光性树脂组合物。
在将抗氧化剂与上述肟酯系光引发剂组合使用的情况下,作为抗氧化剂的调配量,相对于上述肟酯系光引发剂的合计量100质量份,抗氧化剂优选为1质量份以上且250质量份以下,更优选为3质量份以上且80质量份以下,更进一步优选为5质量份以上且45质量份以下。若处于上述范围内,则上述组合的效果优异。
(各种添加剂)
本发明的着色固化性组合物中可包含各种添加剂。
作为添加剂,可列举例如:聚合终止剂、链转移剂、流平剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、密合促进剂等。
作为表面活性剂和增塑剂的具体例,可列举例如日本特开2013-029832号公报所记载的表面活性剂和增塑剂。
另外,作为硅烷偶联剂,可列举例如:KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-903、KBE-903、KBM-573、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-303、KBM-802、KBM-803、KBE-9007、X-12-967C(信越硅胶公司制造)等。其中,从SiN基板的密合性的观点出发,优选具有甲基丙烯酰基、丙烯酰基的KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503、KBM-5103。
作为硅烷偶联剂的含量,相对于着色固化性组合物中的固体成分总量,硅烷偶联剂优选为0.05质量%以上且10.0质量%以下,更优选为0.1质量%以上且5.0质量%以下。若为上述下限值以上且上述上限值以下,则基材密合性优异。
<着色固化性组合物中的各成分的调配比例>
关于色材的合计含量,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,优选以3质量%以上且65质量%以下、更优选以4质量%以上且60质量%以下的比例调配。若为上述下限值以上,则将着色固化性组合物涂布成特定膜厚(通常为1.0~5.0μm)时的着色层具有充分的色浓度。另外,若为上述上限值以下,则可以获得保存稳定性优异,并且具有充分的硬度和与基板的密合性的着色层。尤其是,在形成色材浓度高的着色层的情况下,关于色材的含量,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,优选以15质量%以上且75质量%以下、更优选以25质量%以上且70质量%以下的比例调配。
另外,作为分散剂的含量,并没有特别限定,只要可以使色材均匀分散即可,例如,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,可以以1质量%以上且40质量%以下的比例使用。进而,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,优选以2质量%以上且30质量%以下的比例调配,特别优选以3质量%以上且25质量%以下的比例调配。若为上述下限值以上,则色材的分散性和分散稳定性优异,着色固化性组合物的保存稳定性更优异。另外,若为上述上限值以下,则碱性显影性良好。尤其是,在形成色材浓度高的着色层的情况下,关于分散剂的含量,相对于着色固化性组合物的固体成分总量,优选以2质量%以上且25质量%以下、更优选以3质量%以上且20质量%以下的比例调配。
另外,溶剂的含量只要在能够高精度地形成着色层的范围内适当设定即可。相对于包含该溶剂的着色固化性组合物的总量,通常,优选为55质量%以上且95质量%以下的范围内,其中,更优选为65质量%以上且88质量%以下的范围内。通过使上述溶剂的含量处于上述范围内,可以使涂布性优异。
<着色固化性组合物的制造方法>
本发明的着色固化性组合物的制造方法并没有特别限定,例如可以通过如下方式获得,即,在上述本发明的色材分散液中添加多官能单体和光引发剂,根据需要添加碱可溶性树脂及其他成分,使用公知的混合机构进行混合。或者,可以通过如下方式获得,即,添加色材、上述本发明的分散剂、多官能单体、光引发剂和溶剂,根据需要添加碱可溶性树脂及其他成分,使用公知的混合机构进行混合。
<用途>
本发明的着色固化性组合物能够同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性,故特别适宜用于滤色器用途。
本发明的着色固化性组合物可用于要求微细色材的优异的分散稳定性的各种用途,也可用于喷墨用墨水、印刷用墨水。
IIJ.滤色器
本发明的滤色器至少具备基板和设置于该基板上的着色层,且该着色层的至少一者为上述本发明的着色固化性组合物的固化物。
参照附图对这种本发明的滤色器进行说明。图1是表示本发明的滤色器的一例的概略截面图。根据图1,本发明的滤色器10具有基板1、遮光部2和着色层3。
<着色层>
本发明的滤色器所使用的着色层的至少一者为上述本发明的着色固化性组合物的固化物。
着色层通常形成于下述基板上的遮光部的开口部,通常由3色以上的着色图案构成。
另外,作为该着色层的排列,并没有特别限定,例如可采用条纹型、马赛克型、三角型、4像素配置型等一般的排列。另外,着色层的宽度、面积等可以任意设定。
该着色层的厚度通过调整涂布方法、着色固化性组合物的固体成分浓度、粘度等而适当控制,通常,优选为1~5μm的范围。
该着色层例如可通过下述方法形成。
首先,使用喷雾涂布法、浸渍涂布法、棒涂法、辊涂法、旋涂法、模涂法等涂布方法,将上述本发明的着色固化性组合物涂布于下述基板上,使之形成湿涂膜。其中,可以优选使用旋涂法、模涂法。
继而,使用加热板或烘箱等使该湿涂膜干燥,然后隔着规定的图案的掩膜对其进行曝光,使碱可溶性树脂和多官能单体等发生光聚合反应从而制成固化涂膜。作为用于曝光的光源,可列举例如:低压汞灯、高压汞灯、金属卤化物灯等的紫外线、电子束等。曝光量可根据所使用的光源、涂膜的厚度等适当调整。
另外,在曝光后,为了促进聚合反应,可进行加热处理。加热条件可根据所使用的着色固化性组合物中的各成分的调配比例、涂膜的厚度等适当选择。
其次,使用显影液进行显影处理,将未曝光部分溶解、去除,由此以所需的图案形成涂膜。作为显影液,通常使用使碱溶解于水或水溶性溶剂中而得的溶液。在该碱性溶液中,可适量地添加表面活性剂等。另外,显影方法可以采用一般的方法。
在显影处理后,通常进行显影液的清洗、着色固化性组合物的固化涂膜的干燥,形成着色层。需要说明的是,在显影处理后,为了使涂膜充分固化,可进行加热处理。作为加热条件,并没有特别限定,可根据涂膜的用途适当选择。
<遮光部>
本发明的滤色器中的遮光部在下述基板上形成为图案状,可以与一般的滤色器中用作遮光部的相同。
作为该遮光部的图案形状,并没有特别限定,可列举例如:条纹状、矩阵状等形状。遮光部可以是通过溅镀法、真空蒸镀法等形成的铬等金属薄膜。或者,遮光部也可以是树脂粘合剂中含有碳微粒子、金属氧化物、无机颜料、有机颜料等遮光性粒子的树脂层。在含有遮光性粒子的树脂层的情况下,存在如下方法:使用感光性抗蚀剂,通过显影进行图案化的方法;使用含有遮光性粒子的喷墨墨水进行图案化的方法;对感光性抗蚀剂进行热转印的方法等。
作为遮光部的膜厚,在金属薄膜的情况下,设定为0.2~0.4μm左右,在使黑色颜料分散或溶解于粘合剂树脂中而得的情况下,设定为0.5~2μm左右。
<基板>
作为基板,可使用下述透明基板;硅基板;和在透明基板或硅基板上形成有铝、银、银/铜/钯合金薄膜等的基板。在这些基板上,可形成其他滤色器层、树脂层、TFT(thin-filmtransistor,薄膜晶体管)等晶体管、电路等。
作为本发明的滤色器中的透明基板,并没有特别限定,只要是对可见光透明的基材即可,可以使用一般的滤色器所使用的透明基板。具体而言,可列举:石英玻璃、无碱玻璃、合成石英板等不具有挠性的透明刚性材料;或透明树脂膜、光学用树脂板、柔性玻璃等具有挠性的透明的柔性材料。
该透明基板的厚度并没有特别限定,根据本发明的滤色器的用途,可以使用例如100μm~1mm左右的透明基板。
需要说明的是,本发明的滤色器除上述基板、遮光部和着色层以外,例如也可形成有覆盖层、透明电极层,进而形成有取向膜、柱状间隔件等。
IV.显示设备
本发明的显示设备的特征在于具有上述本发明的滤色器。在本发明中,显示设备的构成并没有特别限定,可以从以往公知的显示设备中适当选择,可列举例如,液晶显示设备、有机发光显示设备等。
[液晶显示设备]
作为本发明的液晶显示设备,可列举例如如下液晶显示设备,其具有:上述本发明的滤色器、对置基板、和形成于上述滤色器与上述对置基板之间的液晶层。
参照附图对这种本发明的液晶显示设备进行说明。图2是表示本发明的液晶显示设备的一例的概略图。如图2所例示,本发明的液晶显示设备40具有:滤色器10、具有TFT数组基板等的对置基板20、和形成于上述滤色器10与上述对置基板20之间的液晶层30。
需要说明的是,本发明的液晶显示设备并不限定于该图2所示的构成,可以设为对于一般使用滤色器的液晶显示设备而言公知的构成。
作为本发明的液晶显示设备的驱动方式,并没有特别限定,可以采用一般用于液晶显示设备的驱动方式。作为这种驱动方式,可列举例如:TN(Twisted Nematic,扭转向列)方式、IPS(in-plane switching,横向电场效应)方式、OCB(optically compensated bend,光学补偿弯曲)方式和MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,多域垂直取向)方式等。在本发明中,这些任一方式均可适宜地使用。
另外,作为对置基板,可以根据本发明的液晶显示设备的驱动方式等适当选择使用。
进而,作为构成液晶层的液晶,可以根据本发明的液晶显示设备的驱动方式等,使用介电各向异性不同的各种液晶和它们的混合物。
作为液晶层的形成方法,可以使用一般用作液晶单元的制作方法的方法,可列举例如真空注入方式、液晶滴加方式等。可以通过上述方法形成液晶层后,将液晶单元徐徐冷却至常温,由此使封入的液晶取向。
[有机发光显示设备]
作为本发明的有机发光显示设备,可列举例如具有上述本发明的滤色器和有机发光体的有机发光显示设备。
参照附图对这种本发明的有机发光显示设备进行说明。图3是表示本发明的有机发光显示设备的一例的概略图。如图3所例示,本发明的有机发光显示设备100具有滤色器10和有机发光体80。在滤色器10与有机发光体80之间,可具有有机保护层50、无机氧化膜60。
作为有机发光体80的层叠方法,可列举例如如下方法:在滤色器上表面依次形成透明阳极71、空穴注入层72、空穴传输层73、发光层74、电子注入层75和阴极76的方法;将形成于其他基板上的有机发光体80贴合于无机氧化膜60上的方法等。有机发光体80中的透明阳极71、空穴注入层72、空穴传输层73、发光层74、电子注入层75和阴极76、其他构成可以适当使用公知的构成。以这种方式制作的有机发光显示设备100例如可应用于被动驱动方式的有机EL显示器,也可应用于主动驱动方式的有机EL显示器。
需要说明的是,本发明的有机发光显示设备并不限定于该图3所示的构成,可以采用对于一般使用滤色器的有机发光显示设备而言公知的构成。
实施例
以下,示出实施例对本发明具体地进行说明。本发明并不受这些记载限制。
接枝共聚物和嵌段共聚物的酸值根据上述本发明的说明书所记载的测定方法求出。
接枝共聚物和嵌段共聚物的重均分子量(Mw)和Mw/Mn根据上述本发明的说明书所记载的测定方法通过GPC(凝胶渗透色谱法),以标准聚苯乙烯换算值的形式求出。
(合成例1:大单体m1的制造)
在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数字温度计的反应器中,添加丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)30.0质量份,一边在氮气流下搅拌,一边加温至温度90℃。历时1.5小时滴加甲基丙烯酸甲酯(MMA)45.0质量份、甲基丙烯酸丁酯(BMA)10.0质量份、甲基丙烯酸苄酯(BzMA)10.0质量份、不饱和脂肪酸羟基烷基酯修饰ε-己内酯(PCL-FM5)(商品名:PLACCEL FM5,Daicel株式会社制造,己内酯链重复数=5)35.0质量份、巯基丙酸7.0质量份、α,α′-偶氮二异丁腈(AIBN)1.0质量份的混合溶液,进一步反应3小时。冷却后,用四氢呋喃(THF)200质量份稀释该反应溶液,在己烷3000质量份中再沉淀,由此获得白色粉末106.0质量份。其次,在该白色粉末100.0质量份中加入PGMEA 50.0质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)7.4质量份、N,N-二甲基十二烷基胺0.30质量份和对甲氧基苯酚0.2质量份,一边进行空气鼓泡,一边在110℃下搅拌24小时。冷却后,使该反应溶液在己烷3000质量份中再沉淀,由此获得106.0质量份的大单体m1。
利用GPC(凝胶渗透色谱法)在添加了0.01摩尔/L溴化锂的N-甲基吡咯烷酮/聚苯乙烯标准的条件下对所获得的大单体m1进行确认,结果重均分子量(Mw)为4500,分子量分布(Mw/Mn)为1.6。
(合成例2:大单体m2的制造)
代替在合成例1的大单体m1的制造中使用MMA 45.0质量份、BMA 10.0质量份、BzMA10.0质量份、不饱和脂肪酸羟基烷基酯修饰ε-己内酯(PCL-FM5)35.0质量份,如表1所示,变更为MMA 60.0质量份、BMA 10.0质量份、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(日油株式会社制造,商品名:Blemmer PME-200,亚乙基氧基重复数=4)(PME一200)30.0质量份来使用,除此以外,以与合成例1相同的方式制造大单体m2。所获得的大单体m2的重均分子量(Mw)为6000,分子量分布(Mw/Mn)为1.7。
(合成例3:接枝共聚物A的制造)
在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数字温度计的反应器中,添加PGMEA 100.0质量份,一边在氮气流下搅拌,一边加温至温度85℃。历时1.5小时滴加94.6质量份合成例1的大单体m1、甲基丙烯酸(MAA)5.4质量份、正十二烷基硫醇1.3质量份、PGMEA 50.0质量份、AIBN 1.0质量份的混合溶液,加热搅拌3小时后,历时10分钟滴加AIBN0.10质量份、PGMEA 6.0质量份的混合液,进一步在同一温度下熟化1小时。冷却后,使该反应溶液在己烷3000质量份中再沉淀,由此获得接枝共聚物A 99.0质量份。所获得的接枝共聚物A的重均分子量(Mw)为11200,Mw/Mn为2.6,酸值为35mgKOH/g。
(合成例4~8:接枝共聚物B~F的制造)
代替在合成例1中使用94.6质量份大单体m1和5.4质量份MAA,如表1所示,变更大单体的种类、衍生通式(I)所表示的结构单元的单体的种类、和大单体与衍生通式(I)所表示的结构单元的单体的质量比中的至少一者,且任意变更正十二烷基硫醇的量以调整分子量,除此以外,以与合成例1相同的方式制造接枝共聚物B~F。将所获得的接枝共聚物B~F的重均分子量(Mw)、Mw/Mn和酸值示于表1。
需要说明的是,表中,2-MOES表示衍生上述通式(II-2)所表示的结构单元的2-甲基丙烯酰氧基乙基丁二酸。另外,ATBS表示2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(东亚合成制造,产品名ATBS),P-1M表示酸式磷酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯(共荣社化学工业,产品名LightesterP-1M)。
[表1]
表1
(合成例9:嵌段共聚物G的制造)
在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数字温度计的反应器中,添加PGMEA 150.0质量份、碘3.0份、2,2′-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(商品名:V-70,和光纯药公司制造)、MMA 26.3质量份、BMA 17.5质量份、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(日油株式会社制造,商品名:Blemmer PME-200,亚乙基氧基重复数=4)(PME-200)43.9质量份、丁二酰亚胺0.04质量份,一边在氮气流下搅拌,一边在40℃下搅拌5小时,制造B嵌段的共聚物。
继而,加入MAA 12.3质量份,在40℃下搅拌5小时。测定固体成分,根据不挥发成分进行换算,结果聚合转化率为99%。使该反应溶液在己烷3000质量份中再沉淀,由此获得AB嵌段共聚物G 99.0质量份。以这种方式所获得的嵌段共聚物G的重均分子量(Mw)为8100,Mw/Mn为1.2,酸值为80mgKOH/g。
(合成例10:嵌段共聚物H的制造)
代替在合成例9中使用MMA 26.3质量份、BMA 17.5质量份和甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯43.9质量份,变更为MMA 70.2质量份和BMA 17.5质量份,除此以外,以与合成例9相同的方式制造嵌段共聚物H。将所获得的嵌段共聚物H的重均分子量(Mw)、Mw/Mn和酸值示于表2。
[表2]
表2
(制造例1:盐型接枝共聚物A的制造)
在PGMEA 25.0质量份中加入接枝共聚物A 25.52质量份、化合物(B)1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7(San-Apro公司制造,“DBU”)0.48质量份(相对于接枝共聚物A的MAA结构单元为0.2摩尔当量),在室温下搅拌6小时,由此制备盐型接枝共聚物A溶液。通过PGMEA将所获得的盐型接枝共聚物A溶液调整至固体成分为35%。
(制造例2~8:盐型接枝或嵌段共聚物B~H的制造)
使用接枝共聚物B~F或嵌段共聚物G和H代替制造例1中的接枝共聚物A,关于DBU的量,以相对于接枝共聚物B~F或嵌段共聚物G和H的通式(I)所表示的结构单元成为0.2摩尔当量的方式使用,除此以外,以与制造例1相同的方式分别制造盐型接枝共聚物B~F溶液以及盐型嵌段共聚物G和H溶液。
(制造例9~11:盐型接枝共聚物I~K的制造)
使用接枝共聚物B代替制造例1中的接枝共聚物A,如表4所示地变更化合物(B)的量(相对于接枝共聚物的MAA结构单元的摩尔当量),除此以外,以与制造例1相同的方式分别制造盐型接枝共聚物I~K溶液。
(制造例12~30:盐型接枝共聚物L~AD的制造)
使用接枝共聚物B代替制造例1中的接枝共聚物A,如表4或表5所示地变更化合物(B)的种类,除此以外,以与制造例1相同的方式分别制造盐型接枝共聚物L~AD溶液。
(制备例1:碱可溶性树脂α的制备)
在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数字温度计的反应器中,添加PGMEA 300质量份,在氮气氛围下升温至100℃后,历时1.5小时连续滴加甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯(PhEMA)90质量份、MMA 54质量份、甲基丙烯酸(MAA)36质量份和PERBUTYL O(日油株式会社制造)6质量份、链转移剂(正十二烷基硫醇)2质量份。其后,保持100℃继续反应,在上述主链形成用混合物滴加结束起2小时后,添加作为聚合抑制剂的对甲氧基苯酚0.1质量份从而终止聚合。
其次,一边吹入空气,一边添加作为含环氧基化合物的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)20质量份,升温至110℃后,添加三乙基胺0.8质量份,使之在110℃下加成反应15小时,获得碱可溶性树脂α溶液(重均分子量(Mw)8500,酸值75mgKOH/g,固体成分40质量%)。
(实施例1)
(1)色材分散液G-1的制造
将作为分散剂A的制造例1的盐型接枝共聚物A溶液14.9质量份、作为色材的C.I.颜料绿58(PG58)11.7质量份、C.I.颜料黄138(PY138)1.3质量份、PGMEA 72.1质量份、粒径为2.0mm的氧化锆珠100质量份放入至蛋黄酱瓶中,通过涂料振荡机(浅田铁工株式会社制造)进行1小时振荡作为预压碎,继而取出粒径为2.0mm的氧化锆珠,加入粒径为0.1mm的氧化锆珠200质量份,同样地,通过涂料振荡机进行4小时分散作为正式压碎,获得色材分散液G-1。
(2)着色固化性组合物G-1的制造
加入上述(1)中所获得的色材分散液G-19.80质量份、制备例1中所获得的碱可溶性树脂α溶液0.36质量份、多官能单体(商品名ARONIX M-403,东亚合成株式会社制造)1.31质量份、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(光引发剂:商品名Irgacure 907,BASF Japan株式会社制造)0.06质量份、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(光引发剂:商品名Irgacure 369,BASF Japan制造)0.06质量份、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)](光引发剂:商品名Irgacure OXE01,BASF Japan株式会社制造)0.03质量份、氟系表面活性剂(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC株式会社制造)0.07质量份、PGMEA 8.30质量份,获得着色固化性组合物G-1。
(实施例2~30)
(1)色材分散液G-2~G-30的制造
如表3~表5所示,分别使用盐型接枝共聚物B~AD溶液代替实施例1的(1)中的盐型接枝共聚物A溶液,除此以外,以与实施例1相同的方式制造色材分散液G-2~G-30。
(2)着色固化性组合物G-2~G-30的制造
分别使用上述色材分散液G-2~G-30代替实施例1的(2)中的色材分散液G-1,除此以外,以与实施例1的(2)相同的方式获得着色固化性组合物G-2~G-30。
(比较例1~3)
(1)比较色材分散液CG-1~CG-3的制造
如表5所示,分别使用未通过化合物(B)形成盐的接枝共聚物B、E或F代替实施例1的(1)中的作为盐型接枝共聚物的分散剂A,除此以外,以与实施例1相同的方式获得比较色材分散液CG-1~CG-3。
(2)比较着色固化性组合物CG-1~CG-3的制造
分别使用上述比较色材分散液CG-1~CG-3代替实施例1的(2)中的色材分散液G-1,除此以外,以与实施例1的(2)相同的方式获得比较着色固化性组合物CG-1~CG-3。
(实施例31)
(1)色材分散液R-1的制造
将作为分散剂A的制造例1的盐型接枝共聚物A溶液14.9质量份、作为色材的C.I.颜料红177(PR177)3.9质量份、C.I.颜料红291(PR291)9.1质量份、PGMEA 72.1质量份、粒径为2.0mm的氧化锆珠100质量份放入至蛋黄酱瓶中,通过涂料振荡机(浅田铁工株式会社制造)进行1小时振荡作为预压碎,继而取出粒径为2.0mm的氧化锆珠,加入粒径为0.1mm的氧化锆珠200质量份,同样地,通过涂料振荡机进行4小时分散作为正式压碎,获得色材分散液R-1。
(2)着色固化性组合物R-1的制造
加入上述(1)中所获得的色材分散液R-19.80质量份、制备例1中所获得的碱可溶性树脂α溶液0.36质量份、多官能单体(商品名ARONIX M-403,东亚合成株式会社制造)1.31质量份、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(光引发剂:商品名Irgacure 907,BASF Japan株式会社制造)0.06质量份、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(光引发剂:商品名Irgacure 369,BASF Japan制造)0.06质量份、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)](光引发剂:商品名Irgacure OXE01,BASF Japan株式会社制造)0.03质量份、氟系表面活性剂(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC株式会社制造)0.07质量份、PGMEA 8.30质量份,获得着色固化性组合物R-1。
(实施例32~60)
(1)色材分散液R-2~R-30的制造
如表6~表8所示,分别使用盐型接枝共聚物B~AD溶液代替实施例31的(1)中的盐型接枝共聚物A溶液,除此以外,以与实施例31相同的方式制造色材分散液R-2~R-30。
(2)着色固化性组合物R-2~R-30的制造
分别使用上述色材分散液R-2~R-30代替实施例31的(2)中的色材分散液R-1,除此以外,以与实施例31的(2)相同的方式获得着色固化性组合物R-2~R-30。
(比较例4~6)
(1)比较色材分散液CR-1~CR-3的制造
如表8所示,分别使用未通过化合物(B)形成盐的接枝共聚物B、E或F代替实施例31的(1)中的作为盐型接枝共聚物的分散剂A,除此以外,以与实施例31相同的方式获得比较色材分散液CR-1~CR-3。
(2)比较着色固化性组合物CR-1~CR-3的制造
分别使用上述比较色材分散液CR-1~CR-3代替实施例31的(2)中的色材分散液R-1,除此以外,以与实施例31的(2)相同的方式获得比较着色固化性组合物CR-1~CR-3。
(实施例61)
(1)色材分散液B-1的制造
将作为分散剂A的制造例1的盐型接枝共聚物A溶液14.9质量份、作为色材的C.I.颜料蓝15:6(PB15:6)10.4质量份、C.I.颜料紫23(PV23)2.6质量份、PGMEA 72.1质量份、粒径为2.0mm的氧化锆珠100质量份放入至蛋黄酱瓶中,通过涂料振荡机(浅田铁工株式会社制造)进行1小时振荡作为预压碎,继而取出粒径为2.0mm的氧化锆珠,加入粒径为0.1mm的氧化锆珠200质量份,同样地,通过涂料振荡机进行4小时分散作为正式压碎,获得色材分散液B-1。
(2)着色固化性组合物B-1的制造
加入上述(1)中所获得的色材分散液B-16.78质量份、制备例1中所获得的碱可溶性树脂α溶液1.46质量份、多官能单体(商品名ARONIX M-403,东亚合成株式会社制造)1.36质量份、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(光引发剂:商品名Irgacure 907,BASF Japan株式会社制造)0.09质量份、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(光引发剂:商品名Irgacure 369,BASF Japan制造)0.09质量份、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰基肟)](光引发剂:商品名Irgacure OXE01,BASF Japan株式会社制造)0.04质量份、氟系表面活性剂(商品名MEGAFAC R-08MH,DIC株式会社制造)0.07质量份、PGMEA 10.11质量份,获得着色固化性组合物B-1。
(实施例62~90)
(1)色材分散液B-2~B-30的制造
如表9~表11所示,分别使用盐型接枝共聚物B~AD溶液代替实施例61的(1)中的盐型接枝共聚物A溶液,除此以外,以与实施例61相同的方式制造色材分散液B-2~B-30。
(2)着色固化性组合物B-2~B-30的制造
分别使用上述色材分散液B-2~B-30代替实施例61的(2)中的色材分散液B-1,除此以外,以与实施例61的(2)相同的方式获得着色固化性组合物B-2~B-30。
(比较例7~9)
(1)比较色材分散液CB-1~CB-3的制造
如表11所示,分别使用未通过化合物(B)形成盐的接枝共聚物B、E或F代替实施例61的(1)中的作为盐型接枝共聚物的分散剂A,除此以外,以与实施例61相同的方式获得比较色材分散液CB-1~CB-3。
(2)比较着色固化性组合物CB-1~CB-3的制造
分别使用上述比较色材分散液CB-1~CB-3代替实施例61的(2)中的色材分散液B-1,除此以外,以与实施例61的(2)相同的方式获得比较着色固化性组合物CB-1~CB-3。
[评价方法]
<色材分散液的分散性稳定性评价>
对于实施例和比较例中所获得的色材分散液,分别测定刚制备后和25℃下保存30天后的粘度,根据保存前后的粘度算出粘度变化率,评价粘度稳定性。在粘度测定中,使用振动式粘度计,测定25.0±0.5℃下的粘度。
(分散稳定性评价基准)
A:保存前后的粘度的变化率小于10%
B:保存前后的粘度的变化率为10%以上且小于20%
C:保存前后的粘度的变化率为20%以上且小于40%
D:保存前后的粘度的变化率为40%以上
E:分散时或保存时凝胶化
其中,其为相对于包括色材分散液的溶剂在内的合计质量,将色材设为13质量%时的值。
若评价结果为C,则分散稳定性为相对良好,若评价结果为B,则分散稳定性为良好,若评价结果为A,则色材分散液的分散稳定性优异。
<光学性能、对比度>
使用旋转涂布机,将实施例和比较例中所获得的着色固化性组合物以在后烘烤后形成绿:y=0.520、红:x=0.655、蓝:y=0.082的着色层的膜厚分别涂布于玻璃基板(NHTECHNO GLASS株式会社制造,“NA35”)上后,使用加热板,在80℃下干燥3分钟,由此在玻璃基板上形成着色层。使用超高压汞灯,对该着色层照射60mJ/cm2的紫外线。其次,将该着色基板在230℃的无尘烘箱中后烘烤30分钟,制成着色基板。
对于所获得的着色基板,使用壶阪电气制造的对比度测定装置CT-1B和Olympus制造的显微分光测定装置OSP-SP200测定对比度、色度(x,y)和亮度(Y)。
求出绿:y=0.520、红:x=0.655、蓝:y=0.082时的亮度。值越大,表示亮度越高。
(对比度评价基准)
A:绿和蓝超过7000,红超过6000
B:绿和蓝为6000~7000,红为5000~6000
C:绿和蓝为5000~6000,红为4000~5000
D:绿和蓝为4000~5000,红为3000~4000
E:绿和蓝小于4000,红小于3000
其为绿:y=0.520、红:x=0.655、蓝:y=0.082时的对比度。
若评价结果为C,则对比度为相对良好,若评价结果为B,则对比度为良好,若评价结果为A,则对比度优异。
<基材密合性评价>
使用旋转涂布机,将实施例和比较例中所获得的着色固化性组合物以在后烘烤后形成厚度2.0μm的着色层的膜厚分别涂布于玻璃基板(NH TECHNO GLASS株式会社制造,“NA35”)上后,使用加热板,在80℃下干燥3分钟,由此在玻璃基板上形成着色层。使用超高压汞灯,对该着色层照射60mJ/cm2的紫外线。
其次,将该着色基板在230℃的无尘烘箱中后烘烤30分钟,制成着色基板。通过与JIS K5400相同的方法,对所获得的着色基板制作100块的切口后,贴附透明胶带,然后瞬间剥离。使用光学显微镜,对通过透明胶带进行试验前后的100块的切口部观察状态的变化。
(基材密合性评价基准)
A:试验后确认到100块,试验前后切口部的状态也没有变化
B:试验后确认到100块,试验前后切口部的宽度大幅变化
C:试验后确认到70块以上且小于100块
D:试验后确认到30块以上且小于70块
E:试验后确认到小于30块。或,着色层全部剥离
若评价结果为C,则基材密合性为相对良好,若评价结果为B,则基材密合性为良好,若评价结果为A,则基材密合性优异。
<溶剂再溶解性>
将宽度0.5cm且长度10cm的玻璃基板的前端浸渍于实施例和比较例中所获得的着色固化性组合物中,涂布于玻璃基板的长度1cm部分。将提拉出的玻璃基板以玻璃面呈水平的方式放入至恒温恒湿机中,在温度23℃、湿度80%RH的条件下干燥30分钟。其次,将附着有干燥涂膜的玻璃基板浸渍于PGMEA中15秒。此时,以目视判断干燥涂膜的再溶解状态并进行评价。
(溶剂再溶解性评价基准)
A:干燥涂膜完全溶解
B:在溶剂中产生干燥涂膜的薄片,该薄片不久后溶解
C:在溶剂中产生干燥涂膜的薄片,溶液着色
D:在溶剂中产生干燥涂膜的薄片,溶液未着色
E:溶剂中未产生干燥涂膜的薄片,溶液未着色
若评价结果为C,则溶剂再溶解性为相对良好,若评价结果为B,则溶剂再溶解性为良好,若评价结果为A,则溶剂再溶解性优异。
<显影时间评价>
使用旋转涂布机,将实施例和比较例中所获得的着色固化性组合物以在后烘烤后形成厚度2.0μm的着色层的膜厚分别涂布于玻璃基板(NH TECHNO GLASS株式会社制造,“NA35”)上后,使用加热板,在80℃下干燥3分钟,由此于玻璃基板上形成着色层。使用超高压汞灯隔着光掩膜对该着色层照射60mJ/cm2的紫外线。其后,使用0.05质量%氢氧化钾水溶液作为碱性显影液,对形成有上述着色层的玻璃基板进行60秒喷淋显影,测定直至上述着色层完全溶解且形成有上述着色层的部位的玻璃面露出为止的时间作为显影时间。
(评价基准)
A:玻璃面露出为止的时间为15秒以下
B:玻璃面露出为止的时间超过15秒且为30秒以下
C:玻璃面露出为止的时间超过30秒且为45秒以下
D:玻璃面露出为止的时间超过45秒且为60秒以下
E:玻璃面未露出
若评价结果为C,则显影性为相对良好,若评价结果为B,则显影性为良好,若评价结果为A,则显影性优异。
对以上获得的实施例和比较例中所获得的色材分散液和着色固化性组合物进行上述评价。将评价结果示于表3~表11。
[表3]
表3
[表4]
[表5]
[表6]
表6
[表7]
[表8]
[表9]
表9
[表10]
[表11]
[结果汇总]
根据实施例和比较例的比较可知,在使用上述通式(I)中所包含的酸性基团的至少一部分与选自含叔氨基碱性化合物和碱性杂环式化合物中的1种以上的化合物(B)形成盐而得的的盐型聚合物作为分散剂的实施例1~90中,可获得同时满足优异的分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性的着色固化性组合物。
相对于此,使用未通过上述化合物(B)形成盐的含酸性基团聚合物的比较例1~9的比较着色固化性组合物的分散稳定性较差,亮度、对比度也较差,基材密合性和溶剂再溶解性也较差。
在实施例中进行比较时表现出:若分散剂的酸值处于特定范围内,则有分散稳定性、亮度、对比度以及溶剂再溶解性更优异的趋势,若分散剂的酸性基团为磺酸基和羧基、尤其是羧基,则有分散稳定性、亮度、对比度以及溶剂再溶解性更优异的趋势。还表现出:若分散剂的酸性基团与上述化合物(B)形成盐的摩尔当量处于特定范围内,则有分散稳定性、亮度、对比度、基材密合性以及溶剂再溶解性更优异的趋势,且存在上述化合物(B)的pKa越大,分散稳定性、亮度、对比度以及溶剂再溶解性越优异的趋势。
在分散剂中,若具有上述通式(I)所表示的结构单元的聚合物包含选自上述通式(V)所表示的结构单元和下述通式(V′)所表示的结构单元中的至少1种结构单元,则表现出基材密合性进一步提高的趋势。
附图标记说明
1:基板
2:遮光部
3:着色层
10:滤色器
20:对置基板
30:液晶层
40:液晶显示设备
50:有机保护层
60:无机氧化膜
71:透明阳极
72:空穴注入层
73:空穴传输层
74:发光层
75:电子注入层
76:阴极
80:有机发光体
100:有机发光显示设备。
Claims (17)
2.根据权利要求1所述的色材分散液,其中,具有所述通式(I)所表示的结构单元的聚合物是具有所述通式(I)所表示的结构单元的接枝共聚物、以及具有包含所述通式(I)所表示的结构单元的A嵌段的嵌段共聚物中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的色材分散液,其中,在所述通式(I)所表示的结构单元中,Q是选自羧基-COOH、磺酸基-SO3H以及磷酸基-O-P(=O)(OH)2中的至少1种酸性基团。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的色材分散液,其中,所述化合物B的分子量为800以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的色材分散液,其中,在所述分散剂中,形成盐前的具有所述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的酸值为20mgKOH/g~250mgKOH/g。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的色材分散液,其中,具有所述通式(I)所表示的结构单元的聚合物是接枝共聚物以及嵌段共聚物的至少1种,
所述接枝共聚物具有所述通式(I)所表示的结构单元以及下述通式(III)所表示的结构单元,且该通式(III)中的聚合物链包含选自下述通式(V)所表示的结构单元以及下述通式(V')所表示的结构单元中的至少1种结构单元,
所述嵌段共聚物具有包含所述通式(I)所表示的结构单元的A嵌段、以及包含下述通式(IV)所表示的结构单元的B嵌段,且该B嵌段中包含选自下述通式(V)所表示的结构单元以及下述通式(V')所表示的结构单元中的至少1种结构单元,
通式(III)中,R1″表示氢原子或甲基,A1表示直接键合或二价连接基团,Polymer表示聚合物链,
通式(IV)中,R11为氢原子或甲基,A2为二价连接基团,R4为任选具有取代基且任选包含杂原子的烃基,
通式(V)中,R11'为氢原子或甲基,A2'为二价连接基团,R5为亚乙基或亚丙基,R6为氢原子或烃基,m表示2以上且80以下的数,
通式(V')中,R11”为氢原子或甲基,A2”为二价连接基团,R6'为氢原子或烃基,k表示3以上且7以下的整数,n表示2以上且80以下的数。
9.根据权利要求8所述的分散剂,其中,具有所述通式(I)所表示的结构单元的聚合物是具有所述通式(I)所表示的结构单元的接枝共聚物、以及具有包含所述通式(I)所表示的结构单元的A嵌段的嵌段共聚物中的至少1种。
10.根据权利要求8或9所述的分散剂,其中,在所述通式(I)所表示的结构单元中,Q是选自羧基-COOH、磺酸基-SO3H以及磷酸基-O-P(=O)(OH)2中的至少1种酸性基团。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的分散剂,其中,所述化合物B的分子量为800以下。
12.根据权利要求8~11中任一项所述的分散剂,其中,形成盐前的具有所述通式(I)所表示的结构单元的聚合物的酸值为20mgKOH/g~250mgKOH/g。
14.根据权利要求8~13中任一项所述的分散剂,其中,具有所述通式(I)所表示的结构单元的聚合物是接枝共聚物以及嵌段共聚物的至少1种,
所述接枝共聚物具有所述通式(I)所表示的结构单元以及下述通式(III)所表示的结构单元,且该通式(III)中的聚合物链包含选自下述通式(V)所表示的结构单元以及下述通式(V')所表示的结构单元中的至少1种结构单元,
所述嵌段共聚物具有包含所述通式(I)所表示的结构单元的A嵌段、以及包含下述通式(IV)所表示的结构单元的B嵌段,且该B嵌段中包含选自下述通式(V)所表示的结构单元以及下述通式(V')所表示的结构单元中的至少1种结构单元,
通式(III)中,R1”表示氢原子或甲基,A1表示直接键合或二价连接基团,Polymer表示聚合物链,
通式(IV)中,R11为氢原子或甲基,A2为二价连接基团,R4为任选具有取代基且任选包含杂原子的烃基,
通式(V)中,R11′为氢原子或甲基,A2'为二价连接基团,R5为亚乙基或亚丙基,R6为氢原子或烃基,m表示2以上且80以下的数,
通式(V')中,R11”为氢原子或甲基,A2”为二价连接基团,R6'为氢原子或烃基,k表示3以上且7以下的整数,n表示2以上且80以下的数。
15.一种着色固化性组合物,其含有权利要求8~14中任一项所述的分散剂、色材、聚合性化合物、引发剂以及溶剂。
16.一种滤色器,其至少具备基板和设置于该基板上的着色层,且该着色层的至少一者为权利要求15所述的着色固化性组合物的固化物。
17.一种显示设备,其具有所述权利要求16所述的滤色器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020065796A JP2021161311A (ja) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | 色材分散液、分散剤、着色硬化性組成物、カラーフィルタ、表示装置 |
JP2020-065796 | 2020-04-01 | ||
PCT/JP2021/006466 WO2021199786A1 (ja) | 2020-04-01 | 2021-02-19 | 色材分散液、分散剤、着色硬化性組成物、カラーフィルタ、表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115315483A true CN115315483A (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=77928081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180022208.1A Pending CN115315483A (zh) | 2020-04-01 | 2021-02-19 | 色材分散液、分散剂、着色固化性组合物、滤色器、显示设备 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021161311A (zh) |
KR (1) | KR20220162700A (zh) |
CN (1) | CN115315483A (zh) |
TW (1) | TW202204455A (zh) |
WO (1) | WO2021199786A1 (zh) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09143410A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-03 | Seiko Epson Corp | 疎水性着色剤水溶液およびその製造方法およびそれを用いた水性インク |
US6194510B1 (en) * | 1997-11-12 | 2001-02-27 | S. C. Johnson Commercial Markets, Inc. | Aqueous dispersions of non-gelled polymeric compositions having designated amounts of reactive groups |
JP5342934B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2013-11-13 | キヤノンファインテック株式会社 | 顔料分散液、インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 |
JP2012041459A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Pilot Ink Co Ltd | 可逆熱変色性水性インキ組成物及びそれを用いた筆記具、筆記具セット |
JP2015081273A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 株式会社リコー | インクジェット記録用インク |
JP2016191909A (ja) | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | カラーフィルタ用着色組成物、およびカラーフィルタ |
JP6568392B2 (ja) | 2015-04-23 | 2019-08-28 | 大塚化学株式会社 | ブロック共重合体及びその製造方法、分散剤並びに顔料分散組成物 |
JP6152879B2 (ja) * | 2015-06-10 | 2017-06-28 | 大日本印刷株式会社 | 色材分散液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタの製造方法、液晶表示装置の製造方法、及び発光表示装置の製造方法 |
JP6507868B2 (ja) * | 2015-06-11 | 2019-05-08 | 株式会社リコー | インク、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびインク記録物 |
WO2018061510A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 富士フイルム株式会社 | 水性顔料分散物、及び、水性インク組成物 |
-
2020
- 2020-04-01 JP JP2020065796A patent/JP2021161311A/ja active Pending
-
2021
- 2021-02-19 CN CN202180022208.1A patent/CN115315483A/zh active Pending
- 2021-02-19 WO PCT/JP2021/006466 patent/WO2021199786A1/ja active Application Filing
- 2021-02-19 KR KR1020227032828A patent/KR20220162700A/ko unknown
- 2021-03-08 TW TW110108131A patent/TW202204455A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202204455A (zh) | 2022-02-01 |
KR20220162700A (ko) | 2022-12-08 |
WO2021199786A1 (ja) | 2021-10-07 |
JP2021161311A (ja) | 2021-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018159458A1 (ja) | カラーフィルタ用色材分散液、分散剤、カラーフィルタ用感光性着色樹脂組成物、カラーフィルタ、表示装置 | |
WO2019031292A1 (ja) | 感光性着色樹脂組成物及びその硬化物、カラーフィルタ、並びに表示装置 | |
JP7123660B2 (ja) | 感光性着色樹脂組成物及びその硬化物、カラーフィルタ、並びに表示装置 | |
CN116194841A (zh) | 感光性着色树脂组合物、固化物、滤色器、以及显示设备 | |
CN112805338B (zh) | 色材分散液、着色树脂组合物及其固化物、彩色滤色器及显示装置 | |
WO2021199786A1 (ja) | 色材分散液、分散剤、着色硬化性組成物、カラーフィルタ、表示装置 | |
JP6450057B1 (ja) | 感光性着色樹脂組成物及びその硬化物、カラーフィルタ、並びに表示装置 | |
JP2021162759A (ja) | 修飾色材、色材分散液、着色硬化性組成物、カラーフィルタ、表示装置 | |
WO2021090762A1 (ja) | 色材分散液、分散剤、感光性着色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置 | |
WO2022202208A1 (ja) | 色材分散液、修飾色材、着色硬化性組成物、カラーフィルタ、表示装置 | |
WO2022070977A1 (ja) | 光硬化性着色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置 | |
WO2022176831A1 (ja) | 感光性緑色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置、及び有機発光素子と外光反射防止膜の積層体の製造方法 | |
WO2022176830A1 (ja) | 光硬化性緑色樹脂組成物、表示装置、及び有機発光素子と外光反射防止膜の積層体の製造方法 | |
JP7449765B2 (ja) | 感光性着色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置 | |
CN114051519B (zh) | 色材分散液、分散剂、感光性着色树脂组合物、固化物、滤色器、显示设备 | |
WO2022270349A1 (ja) | 感光性赤色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置 | |
JP7317605B2 (ja) | 色材分散液、分散剤、感光性着色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置 | |
WO2022138027A1 (ja) | 光硬化性赤色樹脂組成物、表示装置、及び有機発光素子と外光反射防止膜の積層体の製造方法 | |
JP2021119368A (ja) | 感光性着色樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |