TW201411282A - 著色組成物、彩色濾光片及顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種適於形成可兼具耐熱性與耐光性之著色層之包含染料或色澱顏料的著色組成物。本發明的著色組成物係含有(A)著色劑、(B)黏結劑樹脂及(C)聚合性化合物的著色組成物，其特徵為包含選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種作為(A)著色劑，且包含具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯作為(C)聚合性化合物。

Description

著色組成物、彩色濾光片及顯示元件
本發明係關於一種著色組成物、彩色濾光片及顯示元件，更詳細為關於一種對用於透射型或反射型的彩色液晶顯示元件、固態成像元件、有機EL顯示元件、電子紙等之彩色濾光片為有用的著色層之形成所使用的著色組成物、具備使用該著色組成物形成的著色層之彩色濾光片、以及具備該彩色濾光片的顯示元件。
已知有在使用著色感放射線性組成物製造彩色濾光片時，於基板上塗布顏料分散型的著色感放射線性組成物並進行乾燥後，藉由將乾燥塗膜照射放射線成為所需的圖案形狀(以下稱為「曝光」。)，並予以顯影，得到各色之畫素的方法(例如，參照專利文獻1~2)。又，亦已知有利用使碳黑分散的光聚合性組成物形成黑矩陣的方法(例如，參照專利文獻3)。再者，亦已知有使用顏料分散型的著色樹脂組成物，利用噴墨方式得到各色之畫素的方法(例如，參照專利文獻4)。
近年來強烈需要液晶顯示元件之高對比化或固態成像元件之高精細化，為了實現該等，正探討適用於作為著色劑之染料或色澱顏料。例如，專利文獻5中，有提出使用二苯并哌喃(xanthene)系酸性染料，專利文獻6中，有提出使用色澱顏料。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平2-144502號公報
專利文獻2 日本特開平3-53201號公報
專利文獻3 日本特開平6-35188號公報
專利文獻4 日本特開2000-310706號公報
專利文獻5 日本特開2010-254964號公報
專利文獻6 日本特開2011-6602號公報
在彩色濾光片之製造中一般經由超過200℃的高溫步驟，但使用含有染料或色澱顏料之習知的著色組成物時，有耐熱性差的缺點。又，使用染料的彩色濾光片有耐光性亦差的缺點。
因此，本發明的課題在於提供一種適於可兼具耐熱性與耐光性的著色層之形成的包含染料或色澱顏料之著色組成物。又，本發明的課題在於提供一種具備使用前述著色組成物形成的著色層而成的彩色濾光片、及具備該彩色濾光片的顯示元件。
有鑑於該實情，本案發明人進行仔細研究時發現：藉由將包含選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種的著色劑與具有特定結構的多官能(甲基)丙烯酸酯一起使用，可解決前述課題，進而完成本發明。
亦即，本發明提供一種著色組成物，其係含有(A)著色劑、(B)黏結劑樹脂及(C)聚合性化合物的著色組成物，其特徵為：包含選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種作為(A)著色劑，且包含具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯作為(C)聚合性化合物。
再者，本發明提供一種具備使用前述著色組成物形成的著色層而成的彩色濾光片、及具備該彩色濾光片的顯示元件。在此之「著色層」，係指用於彩色濾光片之各色畫素、黑矩陣、黑色間隔物等。
使用本發明之著色組成物形成的著色層，其耐熱性與耐光性之平衡佳。又，令人驚訝的是使用本發明之著色組成物形成的著色層，確定其電壓保持率亦佳。
因此，本發明的著色組成物，可極為適當地使用於彩色液晶顯示元件用彩色濾光片、固態成像元件之色分解用彩色濾光片、有機EL顯示元件用彩色濾光片、電子紙用彩色濾光片為首之各種彩色濾光片之製作。
第1圖為表示實施例所使用的白色LED之發光光譜的圖。
以下對於本發明進行詳細地說明。
[著色組成物]
以下對於本發明之著色組成物的構成成分進行說明。
-(A)著色劑-
本發明的著色組成物，係含有選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種作為著色劑。作為染料，可適當使用任何酸性染料、鹼性染料及非離子性染料。該等可使用1種或組合2種以上使用，併用2種以上時，亦可任意地組合。在本說明書中，「酸性染料」係指陰離子部分成為發色團的離子性染料，且該陰離子部分與鹽形成的離子性染料亦作為酸性染料。又，本說明書中，「鹼性染料」係指陽離子部分成為發色團的離子性染料，且該陽離子部分與鹽形成的離子性染料亦作為鹼性染料。「非離子性染料」係指酸性染料及鹼性染料以外的染料。
作為酸性染料，例如，可舉出偶氮系酸性染料、三芳基甲烷系酸性染料、蒽醌系酸性染料、二苯并哌喃系酸性染料、喹啉系酸性染料、硝基系酸性染料、花青系酸性染料。該等可使用1種或組合2種以上使用，併用2種以上時，亦可任意地組合。
作為偶氮系酸性染料的具體例，例如，可舉出C.I.酸性黃11、C.I.酸性橙7、C.I.酸性紅37、C.I.酸性紅180、C.I.酸性藍29、C.I.直接紅28、C.I.直接紅83、C.I.直接黃12、C.I.直接橙26、C.I.直接綠59、C.I.活性黃2、C.I.活性紅17、C.I.活性紅120、C.I.活性黑5、C.I. 媒介紅7、C.I.媒介黃5、C.I.媒介黑7、C.I.直接綠28等。
作為三芳基甲烷系酸性染料的具體例，例如，可舉出C.I.酸性藍9等。
作為蒽醌系酸性染料的具體例，例如，可舉出C.I.酸性藍40、C.I.酸性綠25、C.I.活性藍19、C.I.活性藍49等。
作為二苯并哌喃系酸性染料的具體例，例如，除C.I.酸性紅52、C.I.酸性紅87、C.I.酸性紅92、C.I.酸性紅289、C.I.酸性紅388之外，亦可舉出在日本特開2010-32999號公報之合成例1~3、日本特開2011-138094號公報揭露的染料等。
作為喹啉系酸性染料的具體例，例如，可舉出C.I.酸性黃3等。
作為硝基系酸性染料的具體例，例如，可舉出C.I.酸性黃1、C.I.酸性橙3等。
作為花青系酸性染料的具體例，例如，可舉出C.I.活性黃1等。
作為鹼性染料，例如，可舉出偶氮系鹼性染料、三芳基甲烷系鹼性染料、二苯并哌喃系鹼性染料、醌亞胺系鹼性染料、花青系鹼性染料等。該等可使用1種或組合2種以上使用，併用2種以上時，亦可任意地組合。
作為偶氮系鹼性染料的具體例，例如，除C.I.鹼性藍41、C.I.鹼性紅18之外，亦可舉出記載於日本特開2011-145540號公報的染料等。
作為三芳基甲烷系鹼性染料的具體例，例如，除C.I.鹼性藍7之外，亦可舉出記載於國際公開第10/123071號公報、日本特開2011-116803號公報、日本特開2011-117995號公報、日本特開2011-133844號公報的染料等。
作為二苯并哌喃系鹼性染料的具體例，例如，可舉出C.I.鹼性紫11等。
作為醌亞胺系鹼性染料的具體例，例如，可舉出C.I.鹼性藍3、C.I.鹼性藍9等。
作為花青系鹼性染料的具體例，例如，可舉出C.I.鹼性紅12、C.I.鹼性紅13、C.I.鹼性紅14、C.I.鹼性紫7、C.I.鹼性紫16、C.I.鹼性黃1、C.I.鹼性黃11、C.I.鹼性黃13、C.I.鹼性黃21、C.I.鹼性黃28、C.I.鹼性黃51等。
此外，可舉出記載於日本特表2007-503477號公報的各種鹼性染料。
作為非離子性染料，例如，可舉出偶氮系非離子性染料、蒽醌系非離子性染料、酞花青系非離子性染料、硝基系非離子性染料、次甲基系非離子性染料等。該等可使用1種或組合2種以上使用，併用2種以上時，亦可任意地組合。
作為偶氮系非離子性染料的具體例，例如，除C.I.分散橙5、C.I.分散紅58、C.I.分散藍165之外，亦可舉出記載於日本特開2010-170073號公報、日本特開2010-170074號公報、日本特開2010-275531號公報、日本特開2010-275533號公報的染料等。
作為蒽醌系非離子性染料的具體例，例如，可舉出C.I.還原藍4、C.I.分散紅60、C.I.分散藍56、C.I.分散藍60等。
作為酞花青系非離子性染料的具體例，例如，可舉出C.I.還原藍5等。
作為喹啉系非離子性染料的具體例，例如，可舉出C.I.溶劑黃33、C.I.分散黃64等。
作為硝基系非離子性染料的具體例，例如，可舉出C.I.分散黃42等。
作為次甲基系非離子性染料的具體例，例如，可舉出C.I.溶劑黃179、分散黃201等。
此外，可舉出記載於日本特開2010-168531號公報之請求項3或請求項4的各種非離子性染料。
本發明中，可適當選擇該等之染料而使用，且其中尤以酸性染料、鹼性染料較為理想。又，從發色團之結構的觀點，三芳基甲烷系染料、二苯并哌喃系染料、偶氮系染料、次甲基系染料、花青系染料較為理想。該等之中，尤其二苯并哌喃系酸性染料、三芳基甲烷系酸性染料、三芳基甲烷系鹼性染料、花青系鹼性染料特為理想。
本說明書中，「色澱顏料」係指利用沉澱劑使可溶性的染料成為不溶性之顏料者。作為用以色澱化的沉澱劑，例如，可舉出氯化鋇、氯化鈣、硫酸銨、氯化鋁、乙酸鋁、乙酸鉛、單寧酸、卡他諾(Katanol)、Tamol(註冊商標)、同多酸(isopolyacid)、雜多酸 (heteropolyacid)等。作為同多酸，例如，可舉出同多鎢酸、同多釩酸、同多鉬酸等，又，作為雜多酸，例如，可舉出磷鎢酸、磷鉬酸、磷鎢．鉬酸、矽鎢鉬酸、矽鎢酸、矽鉬酸等。該等之中，將同多酸、雜多酸作為沉澱劑予以色澱化的色澱顏料較為理想，特別是將雜多酸作為沉澱劑予以色澱化的色澱顏料較佳。將同多酸、雜多酸作為沉澱劑予以色澱化的色澱顏料，例如，可利用記載於日本特開2011-186043號公報的方法製造。
本發明中，作為色澱顏料並無特別限定，例如，可舉出二苯并哌喃系色澱顏料、三芳基甲烷系色澱顏料、偶氮系色澱顏料、酞花青系色澱顏料等。該等可使用1種或組合2種以上使用，併用2種以上時，亦可任意地組合。
作為色澱顏料的具體例，可舉出附有如下述之色指數(C.I.)名者。
C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍2、C.I.顏料藍3、C.I.顏料藍9、C.I.顏料藍10、C.I.顏料藍14、C.I.顏料藍24、顏料藍24：1、C.I.顏料藍56、C.I.顏料藍61、C.I.顏料藍62、C.I.顏料紫3、C.I.顏料紫3：1、C.I.顏料紫3：3、C.I.顏料紫27、C.I.顏料紫39、C.I.顏料綠1、C.I.顏料綠4等之三芳基甲烷系色澱顏料；C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅81：1、C.I.顏料紅81：2、C.I.顏料紅81：3、C.I.顏料紅81：4、C.I.顏料紅81：5、C.I.顏料紅169、C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫1：1、C.I.顏料紫1：2、C.I.顏料紫2等之二苯并哌喃系色澱顏料； C.I.顏料紅48：1、C.I.顏料紅48：2、C.I.顏料紅48：3、C.I.顏料紅48：4、C.I.顏料紅48：5、C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅49：1、C.I.顏料紅49：2、C.I.顏料紅49：3、C.I.顏料紅52：1、C.I.顏料紅52：2、C.I.顏料紅53：1、C.I.顏料紅54、C.I.顏料紅57：1、C.I.顏料紅58、C.I.顏料紅58：1、C.I.顏料紅58：2、C.I.顏料紅58：3、C.I.顏料紅58：4、C.I.顏料紅60：1、C.I.顏料紅63、C.I.顏料紅63：1、C.I.顏料紅63：2、C.I.顏料紅63：3、C.I.顏料黃61、C.I.顏料黃61：1、C.I.顏料黃62、C.I.顏料紅64：1、C.I.顏料紅68、C.I.顏料紅247、C.I.顏料紅200、C.I.顏料黃100、C.I.顏料黃104、C.I.顏料黃133、C.I.顏料黃168、C.I.顏料黃169、C.I.顏料黃183、C.I.顏料黃191、C.I.顏料黃191：1等之偶氮系色澱顏料；C.I.顏料藍17：1等之酞花青系色澱顏料。
本發明中，可適當選擇該等色澱顏料而使用，且其中尤以三芳基甲烷系色澱顏料、二苯并哌喃系色澱顏料較為理想，特別是三芳基甲烷系色澱顏料較為理想。
又，本發明的著色組成物，可含有選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種作為著色劑，同時更含有其他著色劑。作為其他著色劑，並無特別限定，可因應用途適當選擇色彩或材質。
作為其他著色劑，亦可使用任何色澱顏料以外的顏料及天然色素，但在得到輝度及色純度之高畫素的意義上，色澱顏料以外的有機顏料較為理想。本發明中，其 他著色劑可使用1種或組合2種以上使用，併用2種以上時，亦可任意地組合。
作為前述色澱顏料以外的有機顏料之較佳具體例，可舉出色指數(C.I.)名為C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅254、C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠58、C.I.顏料藍15：6、C.I.顏料藍80、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃211、C.I.顏料橙38、C.I.顏料紫23等。
本發明中，作為其他著色劑，使用顏料時，亦可利用再結晶法、再沉澱法、溶劑清洗法、昇華法、真空加熱法或該等之組合進行顏料精製而使用。又，顏料可根據所需將其粒子表面以樹脂進行改質而使用。
作為將顏料之粒子表面改質的樹脂，例如，可舉出記載於日本特開2001-108817號公報的展色劑樹脂(vehicle resin)、或市售之各種的顏料分散用之樹脂。作為碳黑表面的樹脂被覆方法，例如，可採用記載於日本特開平9-71733號公報、日本特開平9-95625號公報、日本特開平9-124969號公報等之方法。又，有機顏料，可利用所謂的鹽磨，將初級粒子細微化而使用。作為鹽磨的方法，例如，可採用在日本特開平8-179111號公報揭示的方法。
本發明中，使用顏料作為著色劑時，可進一步含有周知的分散劑及分散助劑。作為周知的分散劑，例如，可舉出胺基甲酸酯系分散劑、聚乙烯亞胺系分散 劑、聚氧乙烯烷醚系分散劑、聚氧乙烯烷基苯醚系分散劑、聚乙二醇二酯系分散劑、山梨醇酐脂肪酸酯系分散劑、聚酯系分散劑、丙烯酸系分散劑等，又，作為分散助劑，可舉出顏料衍生物等。
可以商業地取得如前述的分散劑，例如，可各別舉出作為丙烯酸系分散劑之Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN21324(以上均為BYK公司製)等；作為胺基甲酸酯系分散劑之Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182、Disperbyk-2164(以上均為BYK公司製)、Solsperse76500(The Lubrizol公司製)等；作為聚乙烯亞胺系分散劑之Solsperse24000(The Lubrizol公司製)等；作為聚酯系分散劑之Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB880、Ajisper PB881(以上均為Ajinomoto Fine-Techno公司製)等。
又，作為前述顏料衍生物，具體而言，可舉出銅酞花青、二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)、喹啉黃之磺酸衍生物等。
本發明的著色組成物，使用三芳基甲烷系之染料或色澱顏料、或是二苯并哌喃系之染料或色澱顏料作為(A)著色劑時，用於藍色畫素或紅色畫素之形成較為理想。
將本發明的著色組成物使用於藍色畫素之形成時，從色度特性之觀點，併用前述染料或色澱顏料與選自於 包含紫色有機顏料及藍色有機顏料的群組中之至少1種作為(A)著色劑較為理想，特別是併用選自於包含C.I.顏料藍15：6及C.I.顏料紫23的群組中之至少1種較為理想。
又，將本發明的著色組成物使用於紅色畫素之形成時，從色度特性之觀點，併用前述染料或色澱顏料與選自於包含紅色有機顏料及紫色有機顏料的群組中之至少1種作為(A)著色劑較為理想，特別是併用選自於包含C.I.顏料紅177及C.I.顏料紅254的群組中之至少1種較為理想。
從形成輝度高且色純度佳的畫素、或是遮光性佳的黑矩陣之觀點，(A)著色劑之含有比例通常在著色組成物的固體成分中為5~70質量%，較佳為10~60質量%。在此之固體成分，係為後述之溶媒以外的成分。
又，選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種的合計含量，係因應需要的色度而適當決定，但全著色劑中較佳為30質量%以上，更佳為60質量%以上。藉由成為如前述的形態，可形成耐熱性佳的著色層。
-(B)黏結劑樹脂-
作為本發明的(B)黏結劑樹脂，並無特別限定，但為具有羧基、酚性羥基等之酸性官能基的樹脂較為理想。其中，尤以具有羧基的聚合物(以下亦稱為「含有羧基的聚合物」。)較為理想，例如，可舉出具有1個以上之羧基的乙烯性不飽和單體(以下亦稱為「不飽和單體(b1)」。)與其他可共聚合的乙烯性不飽和單體(以下亦稱為「不飽和單體(b2)」。)之共聚物。
作為前述不飽和單體(b1)，例如，可舉出(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、琥珀酸單〔2-(甲基)丙烯醯氧乙酯〕、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯(ω-carboxy polycaprolactone mono(meth)acrylate)、苯甲酸對乙烯酯等。
該等之不飽和單體(b1)，可單獨使用或混合2種以上使用。
又，作為前述不飽和單體(b2)，例如，可舉出如N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺之N-位置取代馬來醯亞胺；如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對羥基苯乙烯、對羥基-α-甲基苯乙烯、對乙烯苄基縮水甘油醚、苊烯(acenaphthylene)之芳香族乙烯化合物；如(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-羥乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、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)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、丙三醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥苯酯、對異丙苯基酚之環氧乙烷變性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、3-〔(甲基)丙烯醯氧甲基〕環氧丙烷、3-〔(甲基)丙烯醯氧甲基〕-3-乙基環氧丙烷之(甲基)丙烯酸酯； 如環己基乙烯醚、異莰基乙烯醚、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基乙烯醚、五環十五基乙烯醚、3-(乙烯氧甲基)-3-乙基環氧丙烷之乙烯醚；如聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚矽氧烷之在聚合物分子鏈的末端具有單(甲基)丙烯醯基的巨單體等。
該等之不飽和單體(b2)，可單獨使用或混合2種以上使用。
在不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)的共聚物中，該共聚物中之不飽和單體(b1)的共聚合比例，較佳為5~50質量%，更佳為10~40質量%。藉由在如前述的範圍共聚合不飽和單體(b1)，可得到鹼顯影性及保存穩定性均優異的著色組成物。
作為不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)之共聚物的具體例，例如，可舉出在日本特開平7-140654號公報、日本特開平8-259876號公報、日本特開平10-31308號公報、日本特開平10-300922號公報、日本特開平11-174224號公報、日本特開平11-258415號公報、日本特開2000-56118號公報、日本特開2004-101728號公報等中揭示的共聚物。
又，在本發明中，如日本特開平5-19467號公報、日本特開平6-230212號公報、日本特開平7-207211號公報、日本特開平9-325494號公報、日本特開平11-140144號公報、日本特開2008-181095號公報等所揭示，亦可將在側鏈具有(甲基)丙烯醯基等之聚合性不飽和鍵的含有羧基之聚合物作為黏結劑樹脂使用。
本發明的黏結劑樹脂，以膠體滲透層析(以下簡稱為GPC。)(溶析溶媒：四氫呋喃)測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)，通常為1,000~100,000，較佳為3,000~50,00。Mw過小時，得到的被膜之殘膜率等會下降，圖案形狀、耐熱性等會受損，而且電特性有惡化的可能，另一方面，過大時，解析度會下降，圖案形狀會受損，而且在利用狹縫噴嘴方式的塗布時有容易產生乾燥異物的可能。
又，本發明之黏結劑樹脂的重量平均分子量(Mw)與數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)，較佳為1.0~5.0，更佳為1.0~3.0。再者，在此之Mn，係指以GPC(溶析溶媒：四氫呋喃)測定的聚苯乙烯換算之數量平均分子量。
本發明的黏結劑樹脂，可利用周知的方法製造，例如，亦可利用在日本特開2003-222717號公報、日本特開2006-259680號公報、國際公開第07/029871號小冊等中揭示的方法，控制其結構或Mw、Mw/Mn。
本發明中，黏結劑樹脂可單獨使用或混合2種以上使用。
本發明中，黏結劑樹脂的含量相對於(A)著色劑100質量份，通常為10~1,000質量份，較佳為20~500質量份。黏結劑樹脂的含量過少時，例如，有鹼顯影性下降，且得到的著色組成物之保存穩定性下降的可能，另一方面，過多時，相對地著色劑濃度會下降，因此作為薄膜，達成作為目的之色濃度有變困難的可能。
-(C)聚合性化合物-
本發明的著色組成物，係含有具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯作為聚合性化合物。具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯，只要在分子內具有1個以上的環結構及2個以上的(甲基)丙烯醯基，則無特別限定。
作為前述環結構，可舉出脂環式烴環、芳香族烴環、雜環。
作為脂環式烴環，碳數4~30，更佳為碳數4~18，特佳為碳數4~10的脂環式烴環。在脂環式烴環中係包含環烷烴、環烯烴、縮合多環烴、交聯環烴、螺環烴、環狀萜烯烴等。
作為脂環式烴環，可舉出環丁烷、環戊烷、環己烷、甲基環己烷、第三丁基環己烷、環庚烷、環辛烷、雙環[2.2.1]庚-5-烯、三環癸烷、三環[5.2.1.02,6]癸烷、降莰烯、7,7-二甲基雙環[2.2.1]庚烷、金剛烷、環丁烯、環戊烯、環己烯、甲基環己烯、二環戊烯、三環戊烯、十氫-2-萘、五環十五烷等。該等之脂環式烴環，亦可進一步具有烷基、鹵原子、羧基、羰基等作為取代基。作為前述烷基，可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、己基等。其中尤以碳數1~4的烷基較為理想。作為前述鹵原子，可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。該等脂環式烴環之中，環烷烴、環烯烴、縮合多環烴、交聯環烴較佳，取代或非取代的環己烷、取代或非取代的環己烯、雙環[2.2.1]庚-5-烯更佳。
又，作為芳香族烴環，較佳為碳數6~30，更佳為碳數6~20，特佳為碳數6~10的芳香族烴環，例如，可舉出苯環、萘環、蒽環、菲環、芘環、聯苯環、苝環等之芳香族烴環。該等之芳香族烴環，可進一步具有取代基，作為取代基，可舉出與前述脂環式烴環的情況中同樣者。又，該等芳香族烴環之2個以上亦可介由選自於包含烷二基、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OSO2-、-SO2-、-OSO2NR’-、-NR’CO-、-CONR’-的群組中之至少1種的2價基鍵結。在此之R’係表示氫原子、碳數1~4的烷基。該等芳香族烴環之中，苯環、二苯醚等之2個苯環以-O-鍵結的芳香族烴環、二苯甲酮等之2個苯環以-CO-鍵結的芳香族烴環較為理想。
作為前述雜環，較佳為碳數3~30，更佳為碳數3~20，特佳為碳數3~10的雜環，例如，可舉出吡咯啶、咪唑啶、吡唑啶、哌啶、哌、啉、硫代啉、吲哚啉、二氫苯并哌喃(chroman)等之脂環式雜環、吡啶、吡、嘧啶、嗒、吡咯、咪唑、吡唑、喹啉、異喹啉、酞、啶、喹啉、呋喃、吡喃、噻唑啉、唑、吲哚、吲唑、噻吩、嘌呤、咔唑、二苯并哌喃、吖啶、啡、噻蒽、酚噻、啡、啡啉等之芳香族雜環。該等雜環，可進一步具有取代基，作為取代基，可舉出與前述脂環式烴環的情況中同樣者。該等雜環之中，芳香族雜環較佳，特別是吡啶、吡、嘧啶、吡唑、喹啉、咔唑較為理想。
本發明之具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯，只要在分子內之任意的位置具有環結構即可。
從顯著地提高本發明之效果的觀點，本發明之具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯為進一步具有羧基者較為理想。前述羧基，可於具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯之分子內的任意位置。
如前述之具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯，例如，可使具有羥基的多官能(甲基)丙烯酸酯與具有環結構的酸酐進行縮合反應而得，且反應後，亦可使用自反應生成物除去溶媒或酸酐等的粗縮合物，亦可使用自反應生成物單離的精製縮合物。再者，縮合反應，可採用周知的方法。
作為前述具有羥基的多官能(甲基)丙烯酸酯，例如，可舉出三羥甲基丙烷二(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、丙三醇二甲基丙烯酸酯等。其中尤以季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯較為理想。
又，作為前述具有環結構的酸酐，具有環結構的多元酸的酐較為理想，具體而言，可舉出四氫酞酸酐、甲基四氫酞酸酐、六氫酞酸酐、甲基六氫酞酸酐、腐植酸酐等之具有脂環式烴環的二元酸之酐、環己烷-1,2,4-三羧酸酐等之具有脂環式烴環的三元酸以上之多元酸的一酐、環丁烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐、環己烷四羧酸二酐、降莰烷四羧酸二酐等之具有脂環式烴環的四 元酸以上之多元酸的二酐、酞酸酐、萘-2,3-二羧酸酐等之具有芳香族烴環的二元酸之酐、偏苯三甲酸酐等之具有芳香族烴環的三元酸以上之多元酸的一酐、苯均四酸二酐、聯苯四羧酸二酐、二苯醚四羧酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、苝-3,4,9,10-四羧酸二酐等之具有芳香族烴環的四元酸以上之多元酸的二酐。其中尤以具有脂環式烴環或芳香族烴環的二元酸之酐、具有脂環式烴環或芳香族烴環的四元酸以上之多元酸的二酐較為理想，具有脂環式烴環或芳香族烴環的二元酸之酐更為理想。
作為具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯，含有下述式(1)所示之化合物或下述式(2)所示之化合物較為理想。
〔在式(1)中，R1表示氫原子或甲基，X表示取代或非取代之2價脂環式烴基或表示取代或非取代之2價芳香族烴基，m表示0~4的整數。〕
〔在式(2)中，R1表示氫原子或甲基，Y表示取代或非取代之4價脂環式烴基或表示取代或非取代之4價芳香族烴基，n1及n2相互獨立地表示0~4的整數〕。
X表示取代或非取代之2價脂環式烴基或表示取代或非取代之2價芳香族烴基，作為前述脂環式烴基及芳香族烴基，可舉出自前述脂環式烴環及芳香族烴環除去2個氫原子的殘基。又，作為該等脂環式烴基及芳香族烴基之取代基，可舉出與前述脂環式烴環及芳香族烴環同樣者。
m表示0~4的整數，但0~2的整數較佳，0或1更佳。
Y表示取代或非取代之4價脂環式烴基或表示取代或非取代之4價芳香族烴基，作為前述脂環式烴基及芳香族烴基，可舉出自前述脂環式烴環及芳香族烴環除去4個氫原子的殘基。又，作為該等脂環式烴基及芳香族烴基之取代基，可舉出與前述脂環式烴環及芳香族烴環同樣者。
n1及n2相互獨立地表示0~4的整數，但0~2的整數較佳，0或1更佳。
作為如前述之具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯，例如，可舉出季戊四醇三丙烯酸酯之酞酸酐變性物、季戊四醇三丙烯酸酯之四氫酞酸酐變性物、季戊四醇三丙烯酸酯之六氫酞酸酐變性物、季戊四醇三丙烯酸酯之腐植酸酐變性物、季戊四醇三丙烯酸酯之甲基六氫酞酸酐變性物等之含有羧基的3官能(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯之酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯之四氫酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯之六氫酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯之腐植酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯之甲基六氫酞酸酐變性物等之含有羧基的5官能(甲基)丙烯酸酯。
本發明中，具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯之酸價宜為10~250mgKOH/g，較佳為20~200mgKOH/g，更佳為40~170mgKOH/g，特佳為55~130mgKOH/g，最佳為60~100mgKOH/g。藉由成為如前述的形態，可更顯著地得到本發明所需的效果，因此較為理想。
本發明中，可包含前述具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯以外之其他的聚合性化合物。藉此可進一步提高著色層的硬化性。再者，本發明之其他的聚合物係指具有2個以上可聚合的基之化合物。作為可聚合的基，例如，可舉出乙烯性不飽和基、γ-丁內酯基、環氧乙基、環氧丙基、N-烷氧甲基胺基等。本發明中，作 為其他的聚合性化合物，具有2個以上之(甲基)丙烯醯氧基的化合物(排除前述具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯。)、或具有2個以上之N-烷氧甲基胺基的化合物較為理想。
作為前述具有2個以上之(甲基)丙烯醯氧基的化合物(排除前述具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯。)之具體例，可舉出使脂肪族聚羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己內酯變性的多官能(甲基)丙烯酸酯、環氧烷變性的多官能(甲基)丙烯酸酯、使具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯反應而得到的多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(urethan(meth)acrylate)、使具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與未具有環結構的酸酐反應而得到之具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
在此之前述脂肪族聚羥基化合物，例如，可舉出如乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇之2價的脂肪族聚羥基化合物、如甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇之3價以上的脂肪族聚羥基化合物。作為前述具有羥基的(甲基)丙烯酸酯之具體例，除(甲基)丙烯酸2-羥乙酯以外，亦可舉出與前述具有羥基的多官能(甲基)丙烯酸酯同樣者。作為前述多官能異氰酸酯，例如，可舉出甲伸苯基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二苯基亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等。作為前述未具有環結構的酸酐，例如，可舉出如琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐之脂肪族二元酸的酐。
又，作為前述己內酯變性的多官能(甲基)丙烯酸酯，例如，可舉出記載於日本特開平11-44955號公報之段落〔0015〕~〔0018〕的化合物。作為前述環氧烷變性的多官能(甲基)丙烯酸酯，可舉出利用選自於雙酚A之環氧乙烷加成物及雙酚A之環氧丙烷加成物中之至少1種予以變性的二(甲基)丙烯酸酯、利用選自於異三聚氰酸之環氧乙烷加成物及異三聚氰酸之環氧丙烷加成物中之至少1種予以變性的三(甲基)丙烯酸酯、利用選自於三羥甲基丙烷之環氧乙烷加成物及三羥甲基丙烷之環氧丙烷加成物中之至少1種予以變性的三(甲基)丙烯酸酯、利用選自於季戊四醇之環氧乙烷加成物及季戊四醇之環氧丙烷加成物中之至少1種予以變性的三(甲基)丙烯酸酯、利用選自於季戊四醇之環氧乙烷加成物及季戊四醇之環氧丙烷加成物加成物中之至少1種予以變性的四(甲基)丙烯酸酯、利用選自於二季戊四醇之環氧乙烷加成物及二季戊四醇之環氧丙烷加成物加成物中之至少1種予以變性的五(甲基)丙烯酸酯、利用選自於二季戊四醇之環氧乙烷加成物及二季戊四醇之環氧丙烷加成物中之至少1種予以變性的六(甲基)丙烯酸酯等。
又，作為前述具有2個以上之N-烷氧甲基胺基的化合物，例如，可舉出具有三聚氰胺結構、苯胍胺結構、尿素結構的化合物等。再者，三聚氰胺結構、苯胍胺結構係指具有1個以上之三氮雜苯環或苯基取代三氮雜苯環作為基本骨架的化學結構，且為亦包含三聚氰胺、苯胍胺或該等之縮合物的概念。作為具有2個以上 之N-烷氧甲基胺基的化合物之具體例，可舉出N,N,N',N',N",N"-六(烷氧甲基)三聚氰胺、N,N,N',N'-四(烷氧甲基)苯胍胺、N,N,N',N'-四(烷氧甲基)乙炔脲等。
該等之其他的聚合性化合物之中，使3價以上的脂肪族聚羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己內酯變性的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能胺基甲酸酯(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(烷氧甲基)三聚氰胺、N,N,N',N'-四(烷氧甲基)苯胍胺較為理想。從著色層之強度高，著色層之表面平滑性佳，而且在未曝光部分之基板上及遮光層上難以產生浮渣、膜殘留等之觀點，使3價以上的脂肪族聚羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯中，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯特為理想，具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯中，使季戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得到的化合物、使二季戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得到的化合物特為理想。
本發明中，其他的聚合性化合物，可單獨使用或混合2種以上使用。
本發明的(C)聚合性化合物之合計含量，相對於(B)鹼可溶性樹脂100質量份，通常為5~500重量份，較佳為20~300質量份。藉由成為如前述之形態，可使著色層之強度或表面平滑性均優異，而且鹼顯影性為良好，並在未曝光部分之基板上及遮光層上控制浮渣、膜殘留等。
又，併用具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯與其他的聚合性化合物時，(C)聚合性化合物中之具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯之含有比例為25~95質量%，更佳為35~90質量%，特佳為50~80質量%。該情況中，(C)聚合性化合物中之具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯之含有比例，使(C)聚合性化合物之酸價成為1~150mgKOH/g，較佳為10~10mgKOH/g，更佳為20~90mgKOH/g，特佳為30~80mgKOH/g，最佳為40~60mgKOH/g而適當選擇較為理想。藉由成為如前述的形態，可更顯著地得到本發明所需的效果，因此較為理想。
-光聚合起始劑-
本發明的著色組成物中，可含有光聚合起始劑。藉此，可對著色組成物賦予感放射線性。使用於本發明的光聚合起始劑，係利用可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等之放射線的曝光，產生可使具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯及任意添加之其他的聚合性化合物之聚合開始的活性種之化合物。
作為如前述的光聚合起始劑，例如，可舉出噻噸酮(Thioxanthone)系化合物、苯乙酮系化合物、雙咪唑系化合物、三氮雜苯系化合物、O-醯基肟系化合物、鎓鹽系化合物、苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、重氮系化合物、醯亞胺磺酸酯系化合物、鎓鹽系化合物等。
本發明中，光聚合起始劑，可單獨使用或混合2種以上使用。作為光聚合起始劑，包含選自於噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、雙咪唑系化合物、三氮雜苯系化合物、O-醯基肟系化合物的群組中之至少1種較為理想。
本發明之較理想的光聚合起始劑之中，作為噻噸酮系化合物的具體例，可舉出噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等。
又，作為前述苯乙酮系化合物的具體例，可舉出2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-啉基丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)丁-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-啉基苯基)丁-1-酮等。
又，作為前述雙咪唑系化合物的具體例，可舉出2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-雙咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-雙咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-雙咪唑等。
再者，使用雙咪唑系化合物作為光聚合起始劑時，從可改良感度的觀點，併用氫供體較為理想。在此之「氫供體」，係指相對於利用曝光由雙咪唑系化合物產生的自由基，可供予氫原子的化合物。作為氫供體，例如，可舉出2-硫醇基苯并噻唑、2-硫醇基苯并唑等之硫醇系氫供體；4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’- 雙(二乙基胺基)二苯甲酮等之胺系氫供體。本發明中，氫供體可單獨使用或混合2種以上使用，但從可進一步改良感度的觀點，組合1種以上的硫醇系氫供體與1種以上的胺系氫供體使用較為理想。
又，作為前述三氮雜苯系化合物的具體例，可舉出2,4,6-參(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-〔2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基〕-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-〔2-(3,4-二甲氧苯基)乙烯基〕-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-(4-甲氧苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-(4-乙氧苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-(4-正丁氧苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯等之具有鹵甲基的三氮雜苯系化合物。
又，作為O-醯基肟系化合物的具體例，可舉出1,2-辛二酮，1-〔4-(苯硫基)苯基〕-,2-(O-苄醯基肟)、乙酮，1-[9-乙基-6-(2-甲基苄醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮，1-〔9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧苄醯基)-9H-咔唑-3-基〕-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮，1-〔9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基(oxolanyl))甲氧苄醯基}-9H-咔唑-3-基〕-，1-(O-乙醯基肟)等。作為O-醯基肟系化合物的市售品，亦可使用NCI-831、NCI-930(以上為ADEKA公司製)等。
本發明中，使用苯乙酮系化合物等之雙咪唑系化合物以外的光聚合起始劑時，亦可併用增感劑。作為如前述的增感劑，例如，可舉出4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4-二乙基胺基苯乙酮、4-二甲基胺基苯丙酮、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-雙(4-二乙基胺基亞芐基)環己酮、7-二乙基胺基-3-(4-二乙基胺基苄醯基)香豆素、4-(二乙基胺基)查耳酮等。又，本發明中，利用含有作為鏈轉移劑進行作用的多官能硫醇，可提高著色組成物的感度。作為如前述的鏈轉移劑，例如，可舉出三羥甲基丙烷參(3-硫醇基丙酸酯)、季戊四醇肆(3-硫醇基丙酸酯)、2,4,6-三硫醇基-s-三氮雜苯、2-(N,N-二丁基胺基)-4,6-二硫醇基-s-三氮雜苯等。
本發明中，光聚合起始劑的含量，相對於(C)聚合性化合物之合計100質量份為0.01~120質量份較佳，1~100質量份更佳，3~50質量份特佳，5~30質量份最佳。該情況中，光聚合起始劑的含量過少時，有利用曝光之硬化不足的可能，另一方面過多時，有形成的著色層在顯影時變得容易自基板脫落的傾向。
-溶媒-
本發明的著色組成物，係為含有前述(A)~(C)成分、及任意地加入之其他的成分者，但通常摻合溶媒而製備作為液狀組成物。作為前述溶媒，只要是將構成著色組成物之(A)~(C)成分或其他的成分分散或溶解，而且未與該等之成分反應，並具有適當的揮發性者，則可適當選擇而使用。
作為如前述的溶媒，例如，可舉出乙二醇單甲醚、乙二醇單***、乙二醇單正丙醚、乙二醇單正丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單***、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單***、丙二醇單甲醚、丙二醇單***、丙二醇單正丙醚、丙二醇單正丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單***、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單***等之(聚)烷二醇單烷醚類；乳酸甲酯、乳酸乙酯等之乳酸烷酯類；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、第三丁醇、辛醇、2-乙基己醇、環己醇等之(環)烷醇類；二丙酮醇等之酮醇類；乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單***乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單***乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧丁基乙酸酯等之(聚)烷二醇單烷醚乙酸酯類；二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二***、四氫呋喃等之其他的醚類；甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等之酮類；丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等之二乙酸酯類；3-甲氧丙酸甲酯、3-甲氧丙酸乙酯、3-乙氧丙酸甲酯、3-乙氧丙酸乙酯、乙氧乙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧丁基丙酸酯等之烷氧羧酸酯類； 乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-側氧基丁酸乙酯等之其他的酯類；甲苯、二甲苯等之芳香族烴類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等之醯胺或內醯胺類等。
本發明中，溶媒可單獨使用或混合2種以上使用。
該等溶媒之中，從溶解性、顏料分散性、塗布性等之觀點，丙二醇單甲醚、丙二醇單***等之丙二醇單C1-4烷醚；乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯等之C2-4烷二醇單C1-4烷醚乙酸酯；二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚等之二乙二醇二C1-4烷醚；環己酮、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-甲氧丙酸乙酯、3-乙氧丙酸甲酯、3-乙氧丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧丁基丙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等較佳，丙二醇單C1-4烷醚、C2-4烷二醇單C1-4烷醚乙酸酯更佳。
溶媒的含量並無特別限定，但排除著色組成物之溶媒的各成分之合計濃度為成為5~50質量%的量較佳，成為10~40質量%的量更佳。藉由成為如前述的形 態，可得到分散性、穩定性之良好的著色劑分散液、以及塗布性之良好的著色組成物。
-添加劑-
本發明的著色組成物，視需要亦可含有各種的添加劑。
作為添加劑，例如，可舉出玻璃、氧化鋁等之填充劑；聚乙烯醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)類等之高分子化合物；氟系界面活性劑、矽系界面活性劑等之界面活性劑；乙烯基三甲氧矽烷、乙烯基三乙氧矽烷、乙烯基參(2-甲氧乙氧)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧矽烷、3-胺基丙基三乙氧矽烷、3-縮水甘油氧丙基三甲氧矽烷、3-縮水甘油氧丙基甲基二甲氧矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧矽烷、3-氯丙基三甲氧矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧矽烷、3-硫醇基丙基三甲氧矽烷等之密合促進劑；2,2-硫基雙(4-甲基-6第三丁酚)、2,6-二第三丁酚、季戊四醇肆〔3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯〕等之抗氧化劑；2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯并***、烷氧二苯甲酮類等之紫外線吸收劑；聚丙烯酸鈉等之抗凝聚劑；丙二酸、己二酸、衣康酸、檸康酸、富馬酸、中康酸、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、5-胺基-1-戊醇、3-胺基-1,2-丙二醇、2-胺基-1,3-丙二醇、4-胺基-1,2-丁二醇等之殘渣改善劑；琥珀酸單〔2-(甲基)丙烯醯氧乙酯〕、酞酸單〔2-(甲基)丙烯醯氧乙酯〕、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等之顯影性改善劑等。
[彩色濾光片及其製造方法]
本發明的彩色濾光片，係具備使用本發明的著色組成物形成的著色層。
作為製造彩色濾光片的方法，第一可舉出以下的方法。首先，在基板的表面上，視需要形成遮光層(黑矩陣)，區隔形成畫素的部分。接著，在該基板上，例如，塗布本發明之藍色的感放射線性著色組成物之液狀組成物後，進行預烤(prebaking)使溶媒蒸發，形成塗膜。其次，對該塗膜隔著光罩進行曝光後，使用鹼顯影液進行顯影，將塗膜之未曝光部分溶解去除。之後，藉由進行曝光後烘烤(postbaking)，形成藍色的畫素圖案以指定的排列配置的畫素陣列。
接著，使用綠色或紅色的各感放射線性著色組成物，與前述同樣進行，並進行各感放射線性著色組成物之塗布、預烤、曝光、顯影及曝光後烘烤，使綠色的畫素陣列及紅色的畫素陣列依序形成於同一基板上。據此，可得到紅色、綠色及藍色的三原色之畫素陣列配置於基板上的彩色濾光片。但是，本發明中，形成各色畫素的順序，並無限定於前述者。又，製造彩色濾光片之第一的方法中，只要前述紅色、綠色、藍色之畫素陣列中之1種以上為使用本發明的著色組成物形成的著色層即可。
又，黑矩陣，可將利用濺鍍或蒸鍍成膜的鉻等之金屬薄膜，藉由利用光微影法成為所需的圖案而形成，且使用色澱顏料，同時使用分散有黑色的著色劑之 感放射線性著色組成物，亦可與前述畫素之形成的情況中同樣進行而形成。本發明的著色組成物，在該黑矩陣之形成中亦可適當地使用。
作為在形成彩色濾光片之際使用的基板，例如，可舉出玻璃、矽、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。
又，在該等基板中，根據所需，亦可實施利用矽烷偶合劑等的藥品處理、電漿處理、離子鍍覆、濺鍍、氣相反應法、真空蒸鍍等之適當的前處理。
在將感放射線性著色組成物塗佈於基板之際，可採用噴霧法、輥塗法、旋轉塗布法(旋塗法)、縫模塗布法、棒塗法等之適當的塗布法，特別是採用旋塗法、縫模塗布法較佳。
預烤，通常組合減壓乾燥與加熱乾燥進行。減壓乾燥，通常進行直到到達50~200Pa。又，加熱乾燥的條件，通常在70~110℃且為1~10分左右。
塗布厚度，作為乾燥後的膜厚，通常為0.6~8μm，較佳為1.2~5μm。
作為在形成畫素及/或黑矩陣之際使用的放射線之光源，例如，可舉出氙氣燈、鹵素燈、鎢絲燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、中壓水銀燈、低壓水銀燈等之燈光源或氬離子雷射、YAG雷射、XeCl準分子雷射、氮雷射等之雷射光源等。作為曝光光源，亦可使用紫外線LED。波長在190~450nm之範圍的放射線較為理想。
放射線的曝光量，一般為10~10,000J/m2較佳。
又，作為前述鹼顯影液，例如，碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、膽鹼、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環-[4.3.0]-5-壬烯等之水溶液較為理想。
在前述鹼顯影液中，例如，亦可適量添加甲醇、乙醇等之水溶性有機溶劑或界面活性劑等。再者，鹼顯影後，通常進行水洗。
作為顯影處理法，可應用噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬顯影(dip development)法、槳式顯影(paddle development)法等。顯影條件，在常溫5~300秒較為理想。
曝光後烘烤的條件，通常在180~280℃為10~60分左右，但從本著色劑之耐熱性的觀點，曝光後烘烤的溫度，較佳為240℃以下，更佳為230℃以下，特佳為200℃以下。
如前述進行而形成的畫素之膜厚，通常為0.5~5μm，較佳為1~3μm。
又，作為製造彩色濾光片之第二的方法，可採用在日本特開平7-318723號公報、日本特開2000-310706號公報等揭示之利用噴墨方式得到各色畫素的方法。該方法中，首先，在基板之表面上形成亦兼具遮光機能的間隔壁。接著，在形成的間隔壁內，例如，可將本發明之藍色的熱硬化性著色組成物之液狀組成物，利用噴墨裝置吐出之後，進行預烤使溶媒蒸發。其 次，將該塗膜視需要進行曝光之後，藉由進行曝光後烘烤使其硬化，形成藍色的畫素圖案。
之後，使用綠色或紅色的各熱硬化性著色組成物，與前述同樣進行，使綠色的畫素圖案及紅色的畫素圖案依序形成於同一基板上。據此，可得到紅色、綠色及藍色的三原色之畫素圖案配置於基板上的彩色濾光片。但是，本發明中，形成各色畫素的順序，並無限定於前述者。又，製造彩色濾光片之第二的方法中，亦只要前述紅色、綠色、藍色之畫素陣列中之1種以上為使用本發明的著色組成物形成的著色層即可。
再者，前述間隔壁，不僅有遮光機能，且亦發揮用以使在區隔內吐出的各色著色組成物不會混色的機能，因此相較於前述之第一的方法所使用的黑矩陣，膜厚較厚。因此，間隔壁，通常使用黑色感放射線性組成物形成。
在形成彩色濾光片之際使用的基板或放射線之光源，或是預烤或曝光後烘烤的方法或條件，係與前述之第一的方法為相同。如前述進行，利用噴墨方式形成的畫素之膜厚，與間隔壁的高度為同程度。
在如前述進行而得到的畫素圖案上，視需要形成保護膜後，利用濺鍍形成透明導電膜。形成透明導電膜後，亦可進一步形成間隔物而作為彩色濾光片。間隔物，通常使用感放射線性組成物形成，但亦可作為具有遮光性的間隔物(黑色間隔物)。該情況中，可使用分散有黑色的著色劑之感放射線性著色組成物，但本發明的著色組成物，亦可適當使用於該黑色間隔物之形成。
如前述進行而得到之本發明的彩色濾光片，因為輝度及色純度極高，所以在彩色液晶顯示元件、彩色撮像管元件、彩色感測器、有機EL顯示元件、電子紙等中極為有用。
[顯示元件]
本發明的顯示元件，係具備有本發明的彩色濾光片。作為顯示元件，可舉出彩色液晶顯示元件、有機EL顯示元件、電子紙等。
具備本發明的彩色濾光片之彩色液晶顯示元件，可為透射型亦可為反射型，並可作為適當的結構。例如，可將彩色濾光片形成於與配置有薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板為不同的基板上，作為驅動用基板與形成彩色濾光片的基板隔著液晶層為相對向的結構，甚至可作為在配置有薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板之表面上形成彩色濾光片的基板與形成ITO(摻雜錫的氧化銦)電極的基板隔著液晶層為相對向的結構。後者的結構，可進一步提升開口率，具有得到明亮且高精細的液晶顯示元件之優點。
具備本發明的彩色濾光片之彩色液晶顯示元件，除冷陰極螢光管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)以外，亦可具備將白色LED作為光源的背光單元。作為白色LED，例如，可舉出組合紅色LED與綠色LED及藍色LED，利用混色得到白色光的白色LED、組合藍色LED與紅色LED及綠色螢光體，利用混色得到白色光的白色LED、組合藍色LED與紅色發光螢光體及綠 色發光螢光體，利用混色得到白色光的白色LED、利用藍色LED與YAG系螢光體之混色得到白色光的白色LED、組合藍色LED與橙色發光螢光體及綠色發光螢光體，利用混色得到白色光的白色LED、組合紫外線LED與紅色發光螢光體及綠色發光螢光體與藍色發光螢光體，利用混色得到白色光的白色LED等。
在具備本發明的彩色濾光片之彩色液晶顯示元件中，可應用TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、IPS(In-Planes Switching)型、VA(Vertical Alignment)型、OCB(Optically Compensated Birefringence)型等之適當的液晶模式。
又，具備本發明的彩色濾光片之有機EL顯示元件，可作為適當的結構，例如，可作為在日本特開平11-307242號公報中揭示的結構。
又，具備本發明的彩色濾光片之電子紙，可作為適當的結構，例如，可作為在日本特開2007-41169號公報中揭示的結構。
[實施例]
以下舉出實施例，並進一步具體地說明本發明的實施形態。
但是，本發明並無限定於下述實施例。
<黏結劑樹脂之合成> 合成例1
在具備冷卻管與攪拌機的燒瓶中，加入丙二醇單甲醚乙酸酯100質量份並進行氮取代。加熱至 80℃，在同溫度花費2小時滴加丙二醇單甲醚乙酸酯50質量份、甲基丙烯酸15質量份、琥珀酸-2-甲基丙烯醯氧乙酯12.5質量份、苯乙烯10質量份、甲基丙烯酸2-羥乙酯12.5質量份、甲基丙烯酸甲酯13質量份、N-苯基馬來醯亞胺12質量份、甲基丙烯酸環己酯25質量份及2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)6質量份的混合溶液，並保持該溫度進行聚合1小時。之後，藉由使反應溶液的溫度升溫至90℃，並進一步聚合1小時，可得到樹脂溶液(固體成分濃度=40質量%)。得到的樹脂為Mw=10,700、Mn=6,300、Mw/Mn=1.69。將該黏結劑樹脂作為「黏結劑樹脂(B1)」。
<二苯并哌喃系酸性染料之合成> 合成例2
在放入攪拌子之200mL的茄型燒瓶，加入2.9g(5.0mmol)的C.I.酸性紅52、29mL的離子交換水，一邊攪拌一邊於油浴加熱至浴溫85℃。相對於該溶液，將在離子交換水60g中於室溫溶解三丁基十六基溴化鏻5.2g(10.3mmol)得到的溶液，在同溫度一點點添加。在添加全部後的時間點，可確認有非水溶性之著色的油狀物質生成。之後，在同溫度攪拌1小時後，使用冰浴冷卻直到室溫附近。將上清液以傾析除去，接著將殘渣以離子交換水清洗。將該殘渣溶解於甲醇而回收後，使用旋轉蒸發器進行減壓濃縮。藉由將得到的油狀殘渣於50℃減壓乾燥12小時，可得到紅紫色的固體6.1g。
利用1H-NMR光譜(溶劑：氘代氯仿)測定，可確認得到的化合物為下述式(A1)所示之化合物。將該化合物作為著色劑(A1)。
<著色劑分散液之製備> 製備例1
使用作為著色劑之下述式(A2)所示之三芳基甲烷系色澱顏料(式中，x=1~2)/C.I.顏料藍15：6=67/33(質量比)混合物15質量份、作為分散劑之BYK-LPN21116(BYK公司製)11質量份(固體成分濃度=40質量%)、黏結劑樹脂(B1)溶液12.5質量份、作為溶媒之丙二醇單甲醚乙酸酯/丙二醇單***=90/10(質量比)混合溶媒，使固體成分濃度成為20質量%，利用珠磨機混合．分散，製備著色劑分散液(A-1)。
製備例2
使用作為著色劑之C.I.顏料藍15：6/著色劑(A1)=78/22(質量比)混合物15質量份、作為分散劑之BYK-LPN21116(BYK公司製)11質量份(固體成分濃度=40質量%)、黏結劑樹脂(B1)溶液12.5質量份、作為溶媒之丙二醇單甲醚乙酸酯/乳酸乙酯/丙二醇單甲醚=60/30/10(質量比)混合溶媒，使固體成分濃度成為20質量%，利用珠磨機混合．分散，製備著色劑分散液(A-2)。
製備例3
使用作為(A)著色劑之C.I.顏料紅254/C.I.顏料紅177/C.I.顏料紅81：2(以矽鉬酸色澱化的二苯并哌喃系色澱顏料)=10/70/20(質量比)混合物15質量份、作為分散劑之BYK-LPN21116(BYK公司製)11質量份(固體成分濃度=40質量%)、作為溶媒之丙二醇單甲醚乙酸酯/丙二醇單***=90/10(質量比)混合溶媒，使固體成分濃度成為20質量%，利用珠磨機混合．分散，製備著色劑分散液(A-3)。
<著色組成物之製備及評價> 實施例1 [著色組成物之製備]
混合作為著色劑之著色劑分散液(A-1)40.2質量份、作為(B)黏結劑樹脂之黏結劑樹脂(B1)溶液9.9質量份、作為(C)聚合性化合物之二季戊四醇五丙烯酸酯的酞酸酐變性物、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(新中村化學工業公司製、商品名CBZ-1FC)7.5質量份、作為光聚合起始劑之2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-啉基丙-1-酮(BASF公司製、商品名IRGACURE907)0.8質量份、2,4-二乙基噻噸酮(日本化藥公司製)0.4質量份、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苄醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)](BASF公司製、商品名IRGACURE OXE02)0.2質量份、作為氟系界面活性劑之Megafac F-554(DIC股份有限公司製)0.3質量份、及作為溶媒之丙二醇單甲醚乙酸酯/甲氧丁基乙酸酯=80/20，製備固體成分濃度20質量%的著色組成物(S-1)。
[耐熱性之評價]
使用旋塗機將著色組成物(S-1)塗布於在表面形成防止鈉離子之溶析的SiO2膜之鈉玻璃基板上後，以90℃的熱板進行2分鐘預烤，形成膜厚2.5μm的塗膜。其次，將該基板冷卻至室溫後，使用高壓水銀燈，隔著光罩，對各塗膜以400J/m2的曝光量之包含365nm、405nm及436nm之各波長的放射線曝光。之後，相對於該等基板，藉由將23℃之包含0.04質量%氫氧化鉀水溶液的顯 影液以顯影壓1kgf/cm2(噴嘴徑1mm)吐出，進行90秒鐘噴淋顯影。之後，將該基板以超純水清洗，並風乾後，藉由進一步在200℃之無塵烘箱內進行30分鐘曝光後烘烤，於基板上形成點圖案。
關於得到的點圖案，使用彩色分析儀(大塚電子(股)製MCPD2000)，以C光源、2度視野，測定CIE表色系的色度座標值(x,y)及刺激值(Y)。接著，測定在200℃追加烘烤90分鐘後之色度座標值(x,y)及刺激值(Y)，評價在追加烘烤前後之色變化，亦即△Eab。其結果，△Eab的值未滿3.0時，評價為「○」，3.0以上未滿5.0時為「△」，5.0以上時為「×」。評價結果係示於表1。再者，△Eab值越小，意指耐熱性越為良好。
[耐光性試驗]
使用旋塗機將著色組成物(S-1)塗布於在表面形成防止鈉離子之溶析的SiO2膜之鈉玻璃基板上後，以90℃的熱板進行2分鐘預烤，形成膜厚2.5μm的塗膜。其次，將該基板冷卻至室溫後，使用高壓水銀燈，隔著光罩，對各塗膜以400J/m2的曝光量之包含365nm、405nm及436nm之各波長的放射線曝光。之後，相對於該等基板，藉由將23℃之包含0.04質量%氫氧化鉀水溶液的顯影液以顯影壓1kgf/cm2(噴嘴徑1mm)吐出，進行90秒鐘噴淋顯影。之後，將該基板以超純水清洗，並風乾後，藉由進一步在200℃之無塵烘箱內進行30分鐘曝光後烘烤，於基板上形成點圖案。
對得到的基板照射顯示圖1之發光光譜的白色LED 1000小時。關於照射前後的基板，係使用彩色分析儀(大塚電子(股)製MCPD2000)測定分光特性，並求出色差(△Eab)。其結果，△Eab的值未滿3.0時，評價為「○」，3.0以上未滿5.0時為「△」，5.0以上時為「×」。評價結果係示於表1。再者，△Eab值越小，意指耐光性越為良好。
[電壓保持率之評價]
使用旋塗機將著色組成物(S-1)塗布於在表面形成防止鈉離子之溶析的SiO2膜，且進一步將ITO(銦-氧化錫合金)蒸鍍為指定形狀的電極之鈉玻璃基板上後，在90℃之無塵烘箱內進行10分鐘預烤，形成膜厚2.5μm的塗膜。
其次，使用高壓水銀燈，未隔著光罩，對各塗膜以600J/m2的曝光量之包含365nm、405nm及436nm之各波長的放射線曝光。之後，將該基板浸漬於23℃之包含0.04質量%碳酸鈉水溶液的顯影液1分鐘，進行顯影後，以超純水清洗並風乾，並且於200℃進行30分鐘曝光後烘烤使塗膜硬化，在基板上形成畫素。
接著，將形成該畫素的基板與僅將ITO電極蒸鍍為指定形狀的基板，以混合有0.018mm之玻璃珠的密封劑貼合後，注入默克公司製液晶MLC6608(商品名)，製作液晶盒(liquid crystal cell)。
其次，將液晶盒放入60℃的恆溫層，利用TOYO公司製液晶電壓保持率測定系統VHR-1A型(商品名)測定液晶盒的電壓保持率。此時的施加電壓為5.0V的方形 波，測定頻率為60Hz。在此之電壓保持率，係為(16.7毫秒後的液晶盒電位差/在0毫秒施加的電壓)之數值。評價結果係示於表1。
實施例2~9及比較例1~3
將著色組成物的著色劑分散液及(C)成分的種類如表1所示變更以外，係與實施例1同樣進行，製備著色組成物(S-2)~(S-12)。然後，關於得到的著色組成物(S-2)~(S-12)，係與實施例1同樣進行評價。結果係示於表1。
再者，在表1中，各成分如下所述，各(C)成分的酸價係利用後述的方法測定。
C-1：二季戊四醇五丙烯酸酯的酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(新中村化學工業公司製、商品名NK Ester CBZ-1FC、酸價47mgKOH/g)
C-2：二季戊四醇五丙烯酸酯的四氫酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯的混合 物(新中村化學工業公司製、商品名NK Ester CBZ-2FC、酸價48mgKOH/g)
C-3：二季戊四醇五丙烯酸酯的六氫酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(新中村化學工業公司製、商品名NK Ester CBZ-3FC、酸價47mgKOH/g)
C-4：二季戊四醇五丙烯酸酯的腐植酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(新中村化學工業公司製、商品名NK Ester CBZ-4FC、酸價42mgKOH/g)
C-5：二季戊四醇五丙烯酸酯的甲基六氫酞酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(新中村化學工業公司製、商品名NK Ester CBZ-6FC、酸價44mgKOH/g)
C-6：二季戊四醇六丙烯酸酯與二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化藥公司製、商品名KAYARAD DPHA)
C-7：二季戊四醇五丙烯酸酯的琥珀酸酐變性物、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(東亞合成公司製、商品名Aronix M-520、酸價43mgKOH/g)
<酸價之測定>
以下述的要領測定(C)成分的酸價。以精密至1mg單位秤量(C)成分0.5g，並分取至玻璃容器。利用丙二醇單甲醚乙酸酯稀釋為50mL後，添加酚酞，以0.1N乙醇性氫氧化鉀水溶液進行滴定，將著色為粉紅色時作 為終點。同樣地進行對照試驗。由(C)成分與對照試驗的0.1N乙醇性氫氧化鉀水溶液滴加量算出酸價(單位：mgKOH/g)。

Claims (9)

  1. 一種著色組成物，其係含有(A)著色劑、(B)黏結劑樹脂及(C)聚合性化合物的著色組成物，其特徵為：包含選自於包含染料及色澱顏料的群組中之至少1種作為(A)著色劑，且包含具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯作為(C)聚合性化合物。
  2. 如請求項1之著色組成物，其中該具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯更具有羧基。
  3. 如請求項1之著色組成物，其中該具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯係使具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與具有環結構的酸酐縮合反應而得者。
  4. 如請求項1之著色組成物，其中該具有環結構的多官能(甲基)丙烯酸酯係包含下述式(1)所示之化合物或下述式(2)所示之化合物； 〔在式(1)中，R1表示氫原子或甲基，X表示取代或非取代之2價脂環式烴基或表示取代或非取代之2價芳香族烴基，m表示0~4的整數；〕 〔在式(2)中，R1表示氫原子或甲基，Y表示取代或非取代之4價脂環式烴基或表示取代或非取代之4價芳香族烴基，n1及n2相互獨立地表示0~4的整數〕。
  5. 如請求項1之著色組成物，其中該色澱顏料係使用雜多酸(heteropolyacid)製備者。
  6. 如請求項1至5中任一項之著色組成物，其中該色澱顏料係選自於包含三芳基甲烷系色澱顏料及二苯并哌喃(xanthene)系色澱顏料的群組中之至少1種。
  7. 如請求項1至4中任一項之著色組成物，其中該染料係選自於包含酸性染料及鹼性染料的群組中之至少1種。
  8. 一種彩色濾光片，其係具備使用如請求項1至7中任一項之著色組成物形成的著色層而成。
  9. 一種顯示元件，其係具備如請求項8之彩色濾光片。
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