TW201502700A - 著色組成物、著色硬化膜及顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於提供一種適於具有高對比的著色硬化膜之形成的著色組成物。 本發明解決手段為一種著色組成物，其係包含(A)著色劑、(B)黏著劑樹脂及(C)聚合性化合物的著色組成物，前述著色劑係含有：具有□骨架的陽離子或具有次甲基骨架的陽離子與金屬錯合物之陰離子形成的鹽，構成前述金屬錯合物的金屬係選自包含鐵、鎳、銅及鋁之群組中的至少1種。

Description

著色組成物、著色硬化膜及顯示元件
本發明係有關於著色組成物、著色硬化膜及顯示元件，更詳言之，係有關於用於穿透型或者反射型彩色液晶顯示元件、固態攝影元件、有機EL顯示元件、電子紙張等所使用的著色硬化膜之形成的著色組成物、使用該著色組成物所形成的著色硬化膜、以及具備該著色硬化膜的顯示元件。
使用著色感放射線性組成物來製造彩色濾光片之際，已知有一種在基板上塗布顏料分散型著色感放射線性組成物並加以乾燥後，對乾燥塗膜照射放射線成所要的圖案形狀(以下稱為「曝光」)，再進行顯影，而得到各色畫素的方法(例如參照專利文獻1~2)。又，亦已知有一種利用分散有碳黑的光聚合性組成物來形成黑色矩陣的方法(例如參照專利文獻3)。更且，還已知有一種使用顏料分散型著色樹脂組成物並藉由噴墨方式來得到各色畫素的方法(例如參照專利文獻4)。
此外，為實現顯示元件的高輝度化與高色純度化、或者固態攝影元件的高精細化，一般已知使用染料作為著色劑係屬有效；有人提案使用如化合物(例如參照專利文獻5)或多次甲基(polymethine)化合物(例如參照專利文獻6)。
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2011-138094號公報
專利文獻6 日本特開2009-235392號公報
然而，由於化合物或多次甲基化合物為會發出螢光的化合物，使用此等作為著色劑時會有所謂對比降低的問題。因此，即使在將化合物或多次甲基化合物等的染料作為著色劑使用的情況下，亦強烈要求一種可形成高對比之著色硬化膜的著色組成物。
從而，本發明課題在於提供一種適於具有高對比的著色硬化膜之形成的著色組成物。更者，本發明課題在於提供一種使用該著色組成物所形成的著色硬化膜、及具備其之顯示元件。
本發明人等致力研究的結果發現，透過使用具有特定結構的著色劑，得以解決上述課題。
亦即，本發明係提供一種著色組成物，其係包含(A)著色劑、(B)黏著劑樹脂及(C)聚合性化合物的著色組成物， 前述著色劑係含有：具有骨架的陽離子或具有次甲基骨架的陽離子與金屬錯合物之陰離子形成的鹽，構成前述金屬錯合物的金屬係選自包含鐵、鎳、銅及鋁之群組中的至少1種。
又，本發明亦提供一種使用上述著色組成物所形成的著色硬化膜、及具備該著色硬化膜的顯示元件。於此，「著色硬化膜」係指顯示元件或固態攝影元件所使用的各色畫素、黑色矩陣、黑色間隔件等。
若使用本發明之著色組成物，則可形成具有高對比的著色硬化膜。
因此，本發明之著色組成物極適合使用於彩色液晶顯示元件、有機EL顯示元件、電子紙張等顯示元件、CMOS感像器等固態攝影元件的製作。
[實施發明之最佳形態]
以下，就本發明詳細加以說明。
著色組成物
以下，就本發明之著色組成物的構成成分詳細加以說明。
-(A)著色劑-
本發明之著色組成物係以下述為特徵：含有具有骨架的陽離子或具有次甲基骨架的陽離子與金 屬錯合物之陰離子形成的鹽作為(A)著色劑，且構成前述金屬錯合物的金屬係選自包含鐵、鎳、銅及鋁之群組中的至少1種。以下，亦將該鹽稱為「本著色劑」。
作為具有骨架的陽離子，較佳為下述式(1)所示之陽離子：
[式(1)中，R1、R2、R3及R4相互獨立地表示氫原子、-R8或碳數6~10之芳香族烴基；惟，該芳香族烴基所含之氫原子可經鹵素原子、-R8、-OH、-OR8、-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R8、-SO3R8、-SO2NHR9或-SO2NR9R10取代；R5及R6相互獨立地表示氫原子或碳數1~8之烷基；R7表示-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R8、-SO3R8、-SO2NHR9或-SO2NR9R10；r表示0~5之整數，若r為2以上之整數時，複數個R7可相同或相異；R8表示碳數1~20之飽和烴基；惟，該飽和烴基所含之氫原子可經鹵素原子取代，且於飽和烴基之C-C鍵間可具有氧原子、羰基或-NR8-； R9及R10相互獨立地表示碳數1~20之鏈狀烷基、碳數3~30之環烷基或-Z、或者表示R9及R10相互鍵結所形成的碳數2~10之取代或者未取代的雜環基；惟，該烷基及環烷基所含之氫原子可經羥基、鹵素原子、-Z、-CH=CH2或-CH=CHR8取代，且於該烷基及環烷基之C-C鍵間可具有氧原子、羰基或-NR8-，該雜環基所含之氫原子可經-R8、-OH或-Z取代；M表示鈉原子或鉀原子；Z表示碳數6~10之芳香族烴基或碳數4~10之芳香族雜環基；惟，該芳香族烴基及芳香族雜環基所含之氫原子可經-OH、-R8、-OR8、-NO2、-CH=CH2、-CH=CHR8或鹵素原子取代]。
屬R8之飽和烴基，只要其碳數為1~20，則可為直鏈狀、支鏈狀及環狀任一種，亦可具有交聯結構。具體而言，可列舉飽和脂肪族烴基、飽和脂環式烴基。作為飽和脂肪族烴基，可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、1-甲基癸基、十二基、1-甲基十一基、1-乙基癸基、十三基、十四基、三級十二基、十五基、1-庚基辛基、十六基、十八基等烷基。作為飽和脂環式烴基，可列舉環丙基、環丁基、環戊基、環己基、三級丁基環己基、環庚基、環辛基等環烷基；三環癸基、十氫-2-萘基、金剛烷基等縮合多環烴基。作為於飽和烴基之C-C鍵間具有氧原子的基，可列舉例如甲氧丙基、乙氧丙基、2-乙基己氧丙基、甲氧己基等。 其中，作為屬R8之飽和烴基，較佳為碳數1~10之直鏈或支鏈烷基，更佳為碳數1~6之直鏈或支鏈烷基。
作為屬R9及R10之碳數1~20之鏈狀烷基、碳數3~30之環烷基，可列舉與前述相同者。其中，作為R9及R10，較佳為碳數6~10之直鏈或支鏈烷基、碳數3~10之環烷基。
作為R9及R10相互鍵結所形成的碳數2~10之取代或者未取代的雜環基，可為單環式雜環基、多環式雜環基、不飽和環或飽和環。具體而言，可列舉例如吡咯基、吡啶基、吲哚基、異吲哚基、喹啉基、異喹啉基、咔唑基、啡啶基、吖啶基、呋喃基、哌喃基(pyranyl)、異苯并呋喃基、異色滿基(isochromanyl)、基、噻吩基、噻蒽基(thianthrenyl)、啡噻基(phenoxathiin)、啡噻基等。作為前述雜環基之取代基，可列舉例如鹵基、羥基、烷氧基、胺基、烷基等。又作為Z之碳數4~10之芳香族雜環基，可列舉呋喃基、噻吩基、吡啶基、吡咯基、唑基、異唑基、噻唑基、異噻唑基、咪唑基、吡唑基、嘧啶基等。
作為屬R1、R2、R3、R4及Z之芳香族烴基，可列舉例如苯基、萘基等。
作為前述鹵素原子，可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作為屬R1、R2、R3及R4之-OR8，較佳為碳數1~10之烷氧基，更佳為碳數1~6之烷氧基，可列舉例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、三級丁 氧基、二級丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、正己氧基等烷氧基、甲氧甲氧基、乙氧乙氧基等。
作為屬R1、R2、R3、R4及R7之-SO3R8，可列舉甲磺醯基、乙磺醯基、己磺醯基、癸磺醯基等。又作為-CO2R8，可列舉甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、異丙氧羰基、丁氧羰基、環己氧羰基、甲氧丙氧羰基等。再者，作為-SO2NHR9、-SO2NR9R10之R9、R10，較佳為碳數6~8之支鏈狀烷基、碳數5~7之脂環式烴基、烯丙基、碳數8~10之芳烷基、碳數2~8之羥基取代烷基、於C-C鍵間具有氧原子的碳數2~8之烷基、碳數6~10之芳基。
作為屬R5及R6之碳數1~8之烷基，較佳為碳數1~6之烷基，更佳為碳數1~4之烷基，該烷基可為直鏈或支鏈。
作為上述式(1)所示之陽離子的代表例，可舉出例如下述式所示之陽離子：
作為上述具有次甲基骨架的陽離子，較佳為下述式(2)或(3)所示之陽離子：
[式(2)中，R21~R26相互獨立地表示氫原子或烷基；環Z1及Z2相互獨立地表示芳香環，該芳香環所具之氫原子可經鹵素原子、硝基、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數2~6之烷羰基取代；g表示1~4之整數]。
[式(3)中，R27~R30相互獨立地表示氫原子或烷基；環Z3及Z4相互獨立地表示芳香環，該芳香環所具之氫原子可經鹵素原子、硝基、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數2~6之烷羰基取代；Q表示氧原子或硫原子；h表示1~4之整數]。
作為R21~R30之烷基，較佳為碳數1~8之烷基，更佳為碳數1~4之烷基。作為具體實例，可列舉與前述相同者。
作為環Z1~Z4之芳香環，較佳為碳數6~10之芳香環，更佳為苯環、萘環。該芳香環可經鹵素原子、硝基、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、及碳數1~6之烷氧基取代。作為鹵素原子、碳數1~8之烷基、碳數1~6之烷氧基，可列舉與前述相同者。作為碳數1~8之氟烷基，較佳為碳數1~4之氟烷基，作為具體實例，可列舉前述烷基之氫原子的一部分或全部經氟原子取代者，特佳為全氟烷基。又，該芳香環可經碳數2~6之烷羰基取代，惟作為烷羰基，較佳為碳數2~5之烷羰基。具體而言，可列舉乙醯基、丙醯基、丁醯基、戊醯基等。
g及h較佳為1或2。
作為上述式(2)所示之陽離子的代表例，可舉出例如下述式所示之陽離子：
作為上述式(3)所示之陽離子的代表例，可舉出例如下述式所示之陽離子：
以下，就金屬錯合物之陰離子加以說明。
作為金屬錯合物之陰離子，不特別限定，惟較佳為在配基上具有偶氮化合物之金屬錯合物之陰離子。於此，偶氮化合物係指分子內具有至少一個偶氮基的化合物的總稱。作為此類配基，可舉下述式(a)所示之配基：
[式(a)中，環Z5相互獨立地表示取代或未取代之雜環基， 環Z6相互獨立地表示取代或未取代之芳香族烴基，t1及t2相互獨立地表示0或1]。
本發明中，作為在配基上具有偶氮化合物之金屬錯合物的陰離子的具體實例，可舉下述式(4)所示之陰離子：
[式(4)中，環Z5相互獨立地表示取代或未取代之雜環基，環Z6相互獨立地表示取代或未取代之芳香族烴基，M1表示鐵、鎳、銅或鋁，t1及t2相互獨立地表示0或1]。
環Z5之雜環基可為單環式雜環基或多環式雜環基。作為所述雜環基，較佳為碳數3~10之一價雜環基，具體而言，可列舉吡咯啶基、咪唑啶基、吡唑啶基、啉基、硫代啉基、哌啶基、N-六氫吡啶基(piperidino)、哌基(piperazinyl)、高哌基等含氮脂環式雜環基、1,3-二氧戊環-2-基等其他脂環式雜環基、吡啶基、吡基、嘧啶基、嗒基、喹啉基、異喹啉基、 呔基、啶基、喹啉基、咪唑基、吡唑基、***基、四唑基、噻唑基、苯并噻唑基、唑基、吲哚基、吲唑基、苯并咪唑基、酞醯亞胺基等含氮芳香族雜環基、噻吩基、呋喃基、哌喃基、嘌呤基等其他芳香族雜環基。其中，較佳為含氮芳香族雜環基，更佳為吡啶基、吡唑基。
所述雜環基在不悖離本發明主旨的範圍內亦可進一步具有取代基。取代基的位置及個數為任意者，若有2個以上取代基時，該取代基可相同或相異。作為此類取代基，可列舉鹵素原子、羥基、氰基、甲醯基、羧基、硝基、胺基、二烷基胺基、二芳基胺基、烷氧基、芳氧基、烷氧羰基、烷硫基、芳硫基、三烷基矽基、巰基、烯丙基、烷基磺醯基、烷基胺磺醯基、脂肪族烴基、芳香族烴基等。此等取代基亦可進一步具有取代基。其中，作為雜環基之取代基，較佳為羥基、氰基、脂肪族烴基、芳香族烴基。
作為脂肪族烴基，除式(1)中所說明之碳數1~20之飽和脂肪族烴基外，尚可列舉烯基、炔基等不飽和脂肪族烴基。作為烯基較佳為碳數2~16之烯基，可列舉例如乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1,3-丁二烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、1-己烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-辛烯基、(4-乙烯基)-5-己烯基、2-癸烯基等。作為炔基，較佳為碳數2~12之炔基，可列舉例如乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、1-戊炔基、3-戊炔基、1-己炔基、2-乙基-2-丁炔基、2-辛炔基、(4-乙炔基)-5-己炔基、2-癸炔基等。作為芳香 族烴基，較佳為碳數為6~20者，更佳為6~10者。作為芳香族烴基，具體而言可列舉苯基、萘基、蒽基、菲基、薁基、9-茀基等單環至三環式之碳數6~14之芳香族烴基。
作為環Z6之芳香族烴基，較佳為碳數6~20，更佳為碳數6~10。作為具體實例，可舉與前述相同者，其中較佳為苯基。作為所述芳香族烴基之取代基，除環Z5之雜環基之說明中所列示者外，尚可列舉磺酸基、胺磺醯基、烷基醯胺基、鍵結有2個烷基醯胺基的基，亦即其中一個烷基醯胺基之烷基與另一個烷基醯胺基之醯胺基鍵結的基(以下，僅予稱為「鍵結有2個烷基醯胺基的基」)。其中，較佳為鹵素原子、羥基、氰基、硝基、烷氧基、磺酸基、烷基磺醯基、胺磺醯基、烷基胺磺醯基、烷基醯胺基、鍵結有2個烷基醯胺基的基、脂肪族烴基。烷基磺醯基、胺磺醯基及烷基胺磺醯基之烷基部分、脂肪族烴基亦可進一步具有取代基。
作為下述式(4)所示之陰離子，較佳為下述式(4-1)或(4-2)所示之陰離子：
[式(4-1)中，R41相互獨立地表示取代或未取代之碳數1~8之烷基，R42相互獨立地表示碳數1~8之烷基、鹵素原子、硝基、-SO3H、-SO2R44、-SO2NH2、-SO2NHR45、或-NHCO-R46-NHCOR47，R43相互獨立地表示硝基、-SO3H、-SO2NH2、或-SO2NHR48，R44、R45、R47及R48相互獨立地表示取代或未取代之碳數1~8之烷基，R46表示碳數1~6之烷二基，M2表示鐵、鎳、銅或鋁，p及q相互獨立地表示0~2之整數，t2相互獨立地表示0或1]。
[式(4-2)中，R51相互獨立地表示取代或未取代之碳數1~8之烷基，R52相互獨立地表示碳數1~8之烷基、碳數1~8之烷氧基、鹵素原子、羥基、氰基、硝基、磺酸基、-SO2NHR54、或-NHCOR55，R53相互獨立地表示碳數1~8之烷基或氰基，R54及R55相互獨立地表示碳數1~8之烷基，M3表示鐵、鎳、銅或鋁，x及y相互獨立地表示0~2之整數，t2相互獨立地表示0或1]。
R41、R42、R44、R45、R47、R48、R51、R52、R53、R54及R55之碳數1~8之烷基可為直鏈或支鏈，作為其具體實例，可舉與前述相同者。其中，較佳為碳數1~6之烷基，更佳為碳數1~4之烷基。
作為R41之烷基之取代基，可列舉羥基、-COOR49。R49為碳數1~8之烷基，可為直鏈或支鏈。
又，作為R44、R45、R47及R48之烷基之取代基，可列舉碳數1~6之烷氧基等。
更且，作為R51之烷基之取代基，可列舉羥基、-COOR56、-OCOR56、-CO-R57-OH、-COR56、-CONHR58。R56及R58相互獨立地為碳數1~8之烷基或苯基，該烷基可為直鏈或支鏈。R57為碳數1~6之烷二基，可為直鏈或支鏈。作為碳數1~6之烷二基的具體實例，可列舉亞甲 基(methylene)、伸乙基、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基等。
R46之碳數1~6之烷二基可為直鏈或支鏈。
作為M2及M3，較佳為鐵、鎳、銅，更佳為鐵、鎳，再佳為鐵。
p較佳為0或1。
q較佳為1或2。
x較佳為0或1。
y較佳為2，此時，較佳為雜環上的2個R53可相同或相異。
本著色劑亦可藉由包含具有骨架的陽離子或具有次甲基骨架的陽離子的化合物、與包含金屬錯合物之陰離子的化合物的鹽交換反應而得。
作為包含具有骨架的陽離子的化合物，可使用周知之系鹼性染料，可列舉例如C.I.鹼性紫11、玫瑰紅6G等的系鹼性染料。其中，較佳為玫瑰紅6G。
作為包含具有次甲基骨架的陽離子的化合物，可使用周知之多次甲基系鹼性染料，可列舉例如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等的多次甲基系鹼性染料。其中，較佳為C.I.鹼性紅12、C.I.鹼性紅13、C.I.鹼性紅14。
此外，本發明中「鹼性染料」係指陽離子部分作為發色團的離子性染料，與該陽離子部分形成鹽的離子性染料亦屬鹼性染料。
包含金屬錯合物之陰離子的化合物中，包含於配基上具有偶氮化合物之金屬錯合物之陰離子的化合物可透過例如依日本特開2011-148993號公報記載之方法所合成的偶氮化合物、與包含鐵、鎳、銅或鋁的化合物的反應來合成。
本發明之著色組成物亦可混合本著色劑以外的其他著色劑而使用。作為其他著色劑，不特別限定，可視用途適當選擇色彩或材質，亦可使用本著色劑以外的顏料、染料及天然色素的任一種，惟在獲得輝度及色純度高的畫素之意義上，較佳為有機顏料、有機染料，更佳為有機顏料。
作為上述有機顏料，可列舉例如在色指數(C.I.；The Society of Dyers and Colourists公司發行)中分類為顏料(pigment)的化合物，其中，較佳為日本特開2001-081348號公報、日本特開2010-026334號公報、日本特開2010-191304號公報、日本特開2010-237384號公報、日本特開2010-237569號公報、日本特開2011-006602號公報、日本特開2011-145346號公報等所記載之色澱顏料、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等的色澱顏料以外的有機顏料。又，色澱顏料當中，較佳為三芳基甲烷系色澱顏料、系色澱顏料、偶氮系色澱顏料，更佳為三芳基甲烷系色澱顏料及系色澱顏料。
又，作為上述有機染料，較佳為系染料、三芳基甲烷系染料、次甲基系染料、蒽醌系染料、偶氮系染料等，更佳為不具金屬錯合物之陰離子的系染料、不具金屬錯合物之陰離子的次甲基系染料。更具體而言，可列舉日本特開2010-32999號公報、日本特開2010-254964號公報、日本特開2011-138094號公報、國際公開第10/123071號小冊、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、日本特開2011-174987號公報等所記載之有機染料。
本發明中，顏料及染料可分別單獨使用或混合2種以上使用。
本發明中，若使用顏料作為其他著色劑時，亦可對顏料以再結晶法、再沉澱法、溶劑清洗法、昇華法、真空加熱法或此等之組合進行精製後使用。又，顏料亦可視需求將其粒子表面用樹脂改質後使用。作為將顏料的粒子表面改質的樹脂，可列舉例如日本特開2001-108817號公報所記載之載色基(vehicle)樹脂、或市售的各種顏料分散用樹脂。作為碳黑表面之樹脂被覆方法，可採用例如日本特開平9-71733號公報、日本特開 平9-95625號公報、日本特開平9-124969號公報等所記載之方法。又，有機顏料亦可利用所謂的鹽磨(salt milling)將一次粒子磨細後使用。作為鹽磨方法，可採用例如日本特開平08-179111號公報所揭示之方法。
此外，本發明中，亦可使其與任意混合的其他著色劑共同進一步含有周知之分散劑及分散助劑。作為周知之分散劑，可列舉例如胺基甲酸酯系分散劑、聚乙烯亞胺系分散劑、聚氧乙烯烷基醚系分散劑、聚氧乙烯烷基苯基醚系分散劑、聚乙二醇二酯系分散劑、去水山梨醇脂肪酸酯系分散劑、聚酯系分散劑、丙烯酸系分散劑等，又作為分散助劑，可舉顏料衍生物等。
此種分散劑可由商業方式得手，例如，作為丙烯酸系分散劑，可列舉Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN21324(以上為BYK-Chemie(BYK)公司製)等；作為胺基甲酸酯系分散劑，可列舉Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182(以上為BYK-Chemie(BYK)公司製)、Solsperse 76500(Lubrizol(股)公司製)等；作為聚乙烯亞胺系分散劑，可列舉Solsperse 24000(Lubrizol(股)公司製)等；作為聚酯系分散劑，可列舉Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB880、Ajisper PB881(以上為Ajinomoto Fine-Techno(股)公司製)等。
再者，作為上述顏料衍生物，具體而言可列舉銅酞菁、二酮吡咯并吡咯、喹啉黃之磺酸衍生物等。
本發明中，其他著色劑可單獨使用或混合2種以上使用。
若使用其他著色劑時，相對於著色劑之合計含量，本著色劑的含量較佳為1~80質量%，更佳為2~50質量%，再佳為3~30質量%，特佳為5~20質量%。
基於形成耐熱性、及輝度高且色純度優良的畫素、或者遮光性優異的黑色矩陣、黑色間隔件觀點，通常(A)著色劑的含有比例在著色組成物的固體成分中為5~70質量%，較佳為5~60質量%。此處所稱「固體成分」係指後述之溶媒以外的成分。
-(B)黏著劑樹脂-
作為本發明著色組成物之(B)黏著劑樹脂，未特別限定，惟較佳為具有羧基、酚性羥基等酸性官能基的樹脂。其中較佳為具有羧基之聚合物(以下稱為「含有羧基之聚合物」)，可例舉如具有1個以上羧基的乙烯性不飽和單體(以下稱為「不飽和單體(b1)」)與其他可共聚合的乙烯性不飽和單體(以下稱為「不飽和單體(b2)」)的共聚物。
作為上述不飽和單體(b1)，可列舉例如(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、對乙烯苯甲酸等。
此等不飽和單體(b1)可單獨使用或混合2種以上使用。
此外，作為上述不飽和單體(b2)，可列舉例如：如N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺之類的N-位取代馬來醯亞胺；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、對乙烯基苄基環氧丙基醚、苊烯(acenaphthylene)之類的芳香族乙烯基化合物；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、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、(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-羥基苯酯、對異丙苯基酚之環氧乙烷改質(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(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-乙基環氧丙烷之類的(甲基)丙烯酸酯；如環己基乙烯基醚、異莰基乙烯基醚、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基乙烯基醚、五環十五烯基乙烯基醚、3-(乙烯氧基甲基)-3-乙基環氧丙烷之類的乙烯基醚；如聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚矽氧烷之類的聚合物分子鏈末端具有單(甲基)丙烯醯基的巨單體等。
此等不飽和單體(b2)可單獨使用或混合2種以上使用。
不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)的共聚物中，該共聚物中的不飽和單體(b1)的共聚合比例較佳為5~50質量%，更佳為10~40質量%。於此範圍使不飽和單體(b1)共聚合，便可製得鹼性顯影性及保存穩定性優良的著色性組成物。
作為不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)的共聚物的具體實例，可列舉例如日本特開平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號公報等所揭示的共聚物。
又，本發明中亦可如日本特開平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09-325494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，將側鏈上具有(甲基)丙烯醯基等聚合性不飽和鍵的含有羧基之聚合物用作黏著劑樹脂。
本發明之黏著劑樹脂其以膠透層析法(以下簡稱為GPC)(溶出溶媒：四氫呋喃)測定之換算成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)通常為1,000~100,000，較佳為3,000~50,000。藉由採用此種形態，可進一步提升被膜之殘膜率、圖案形狀、耐熱性、電特性、解析度，並可高程度抑制塗布時乾燥雜質的產生。
又，本發明之黏著劑樹脂的重量平均分子量(Mw)、與數量平均分子量(Mn)的比(Mw/Mn)較佳為1.0~5.0，更佳為1.0~3.0。而且，此處所稱「Mn」，係指以GPC(溶出溶媒：四氫呋喃)測定之換算成聚苯乙烯的數量平均分子量。
本發明之黏著劑樹脂可藉由周知方法來製造，亦可藉由例如日本特開2003-222717號公報、日本特開2006-259680號公報、國際公開第07/029871號小冊等所揭露之方法來控制其結構或Mw、Mw/Mn。
本發明中，黏著劑樹脂可單獨使用或混合2種以上使用。
本發明中，相對於(A)著色劑100質量份，黏著劑樹脂的含量通常為10~1,000質量份，較佳為20~500質量份。藉由採用此種形態，可進一步提升鹼顯影性、著色組成物之保存穩定性、色度特性。
-(C)聚合性化合物-
本發明中「聚合性化合物」係指具有2個以上可聚合之基的化合物。作為可聚合之基，可列舉例如乙烯性不飽和基、環氧乙基、環氧丙烷基、N-烷氧基甲胺基等。本發明中，作為聚合性化合物，較佳為具有2個以上(甲基)丙烯醯基的化合物、或具有2個以上N-烷氧基甲胺基的化合物。
作為具有2個以上(甲基)丙烯醯基的化合物的具體實例，可列舉使脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改 質的多官能(甲基)丙烯酸酯、經環氧烷改質的多官能(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、使具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與酸酐反應而得到的具羧基之多官能(甲基)丙烯酸酯等。
於此，作為脂肪族多羥基化合物，可列舉例如：如乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇之類的二元脂肪族多羥基化合物；如甘油、三羥甲基丙烷、新戊四醇、二新戊四醇之類的三元以上脂肪族多羥基化合物。作為上述具有羥基的(甲基)丙烯酸酯，可列舉例如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二甲基丙烯酸酯等。作為上述多官能異氰酸酯，可列舉例如甲苯二異氰酸酯、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。作為酸酐，可列舉例如，如琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐之類的二元酸的酸酐，如苯均四酸酐、聯苯四羧酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐之類的四元酸二酐。
另外，作為經己內酯改質的多官能(甲基)丙烯酸酯，可列舉例如日本特開平11-44955號公報之[0015]~[0018]段落中記載的化合物。作為上述經環氧烷改質的多官能(甲基)丙烯酸酯，可列舉經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的異三 聚氰酸三(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、經選自環氧乙烷和環氧丙烷中至少1種改質的二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
又，作為具有2個以上N-烷氧基甲基胺基的化合物，可列舉例如具有三聚氰胺結構、苯并胍胺結構、尿素結構的化合物等。而且，三聚氰胺結構、苯并胍胺結構係指具有1個以上的三環或苯基取代三環作為基本骨架的化學結構，是包括三聚氰胺、苯并胍胺或者彼等的縮合物之概念。作為具有2個以上N-烷氧基甲基胺基的化合物的具體例，可列舉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。
此等聚合性化合物當中，較佳為使三元以上的脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改質的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能胺甲酸酯(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。基於著色層的強度高、著色層的表面平滑性優異，且不易在未曝光部分的基板上及遮光層上產生浮渣、殘膜觀點，在 使三元以上的脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯中，特佳為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯，在具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯中，特佳為使新戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得到的化合物、使二新戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得到的化合物。
本發明中，(C)聚合性化合物可單獨使用或混合2種以上使用。
相對於(A)著色劑100質量份，本發明之(C)聚合性化合物的含量較佳為10~1,000質量份，更佳為20~700質量份，再佳為100~500質量份。藉由採用此種形態，可進一步提升硬化性、鹼顯影性，並能以高水準抑制在未曝光部分的基板上或者遮光層上產生浮渣、殘膜等的情形。
-光聚合起始劑-
本發明著色性組成物中可摻有光聚合起始劑。由此，便可賦予著色組成物感放射線性。本發明所使用的光聚合起始劑為一種可藉由曝射可見光、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等放射線而產生可起始上述聚合性化合物之聚合的活性物種的化合物。
作為此類光聚合起始劑，可列舉例如噻噸酮化合物、苯乙酮化合物、聯咪唑化合物、三化合物、O-醯基肟化合物、鎓鹽化合物、苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、α-二酮化合物、多核醌化合物、重氮化合物、醯亞胺磺酸酯化合物等。
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，較佳為選自噻噸酮化合物、苯乙酮化合物、聯咪唑化合物、三化合物、O-醯基肟化合物之群組中的至少1種。
本發明之較佳光聚合起始劑中，作為噻噸酮化合物的具體實例，可列舉噻噸酮、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。
另外，作為上述苯乙酮化合物的具體實例，可列舉2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-啉基苯基)丁烷-1-酮等。
又，作為上述聯咪唑化合物的具體實例，可列舉2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑等。
而且，使用聯咪唑化合物作為光聚合起始劑時，基於能夠改進靈敏度觀點，較佳為併用氫予體。此處所稱「氫予體」，係指能夠對藉由曝光而由聯咪唑化合物產生的自由基供給氫原子的化合物。作為氫予體，可列舉例如2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并唑等硫醇氫予體；4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基胺基) 二苯甲酮等胺氫予體。本發明中，氫予體可單獨使用或混合2種以上使用，惟基於能夠進一步改進靈敏度觀點，較佳為組合1種以上的硫醇氫予體與1種以上的胺氫予體來使用。
又，作為上述三化合物的具體實例，可列舉2,4,6-參(三氯甲基)-均三、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三等具有鹵代甲基的三化合物。
再者，作為O-醯基肟化合物的具體實例，可列舉1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛烷二酮2-(O-苯甲醯肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙醯肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙醯肟)、1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環基)甲氧基苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙醯肟)等。作為O-醯基肟化合物的市售品，亦可使用NCI-831、NCI-930(以上為ADEKA股份有限公司製)、DFI-020、DFI-091(以上為DAITO CHEMIX股份有限公司製)等。
本發明中，若使用苯乙酮化合物等之聯咪唑化合物以外的光聚合起始劑時，亦可併用敏化劑。作為此類敏化劑，可列舉例如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(4-二乙基胺基亞苄基)環己酮、7-二乙基胺基-3-(4-二乙基胺基苯甲醯基)香豆素、4-(二乙基胺基)查耳酮等。
本發明中，相對於(C)聚合性化合物100質量份，光聚合起始劑的含量較佳為0.01~120質量份，特佳為1~100質量份。藉由採用此種形態，可進一步提升硬化性、被膜特性。
-溶媒-
本發明著色組成物係含有上述(A)~(C)成分、及任意添加的其他成分，但通常摻合有溶媒而調製成為液狀組成物。
作為上述溶媒，只要可分散或溶解構成著色組成物(A)~(C)的成分或其他成分、不與此等成分反應並具有適度的揮發性，則可適當選擇使用。
此類溶媒當中，可列舉例如：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(聚)烷二醇單烷基醚類；乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯類；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、三級丁醇、辛醇、2-乙基己醇，環己醇等(環)烷基醇類；二丙酮醇等酮醇類；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、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯等(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯類；二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲***、二乙二醇二***、四氫呋喃等其他醚類；甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮類；丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二乙酸酯類；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-氧代丁酸乙酯等其他酯類； 甲苯、二甲苯等芳香族烴類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺或內醯胺類等。
此等溶媒中，基於溶解性、顏料分散性、塗布性等觀點，較佳為(聚)烷二醇單烷基醚類、乳酸烷基酯類、(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯類、其他醚類、酮類、二乙酸酯類、烷氧基羧酸酯類、其他酯類，特佳為丙二醇單甲醚、丙二醇單***、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、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲***、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。
本發明中，溶媒可單獨使用或混合2種以上使用。
溶媒的含量不特別限定，惟著色組成物之溶媒除外的各成分的合計濃度較佳為設成5~50質量%的量，更佳為設成10~40質量%的量。藉由採用此種形態，可得分散性、穩定性良好的著色劑分散液、以及塗布性、穩定性良好的著色組成物。
-添加劑-
本發明著色組成物亦可視需求含有各種添加劑。
作為添加劑，可列舉例如玻璃、氧化鋁等填充劑；聚乙烯醇、聚(丙烯酸氟烷基酯)類等高分子化合物；氟界面活性劑、聚矽氧界面活性劑等界面活性劑；乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等密合促進劑；2,2-硫代雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,6-二-三級丁基苯酚、新戊四醇四[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、3,9-雙[2-[3-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)-丙醯氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧-螺[5.5]十一烷、硫代二乙烯雙[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]等抗氧化劑；2-(3-三級丁基-5-甲基-2-羥苯基)-5-氯苯并***、烷氧基二苯甲酮類等紫外線吸收劑；聚丙烯酸鈉等抗凝集劑；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-丁二醇等殘渣改善劑；琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基] 酯、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等顯影性改善劑等。
本發明著色組成物可依適當方法來調製，作為其調製方法，可列舉例如日本特開2008-58642號公報、日本特開2010-132874號公報等所揭示的方法。若使用染料與顏料兩者作為著色劑時，可採用如日本特開2010-132874號公報所揭示，使染料溶液通過第1濾器後，將通過第1濾器的染料溶液與另外調製的顏料分散液等混合，再使所得著色組成物通過第2濾器而調製的方法。又，亦可採用將染料與上述(B)~(C)成分、以及視需求使用的其他成分溶解於溶媒，並使所得溶液通過第1濾器後，將通過第1濾器的溶液與另外調製的顏料分散液混合，再使所得著色組成物通過第2濾器而調製的方法。此外，還可採用使染料溶液通過第1濾器後，將通過第1濾器的染料溶液與上述(B)~(C)成分、以及視需求使用的其他成分混合．溶解，並使所得溶液通過第2濾器，進一步將通過第2濾器的溶液與另外調製的顏料分散液混合，再使所得著色組成物通過第3濾器而調製的方法。
著色硬化膜及其製造方法
本發明著色硬化膜係使用本發明著色組成物而形成者，具體而言，係指顯示元件或固態攝影元件所使用的各色畫素、黑色矩陣、黑色間隔件等。
以下，就用於彩色濾光片的著色硬化膜及其形成方法加以說明。
作為製造彩色濾光片之方法，第一可例舉以下方法。首先，於基板表面上，視需求以劃分形成有畫素之部分的方式形成遮光層(黑色矩陣)。其次，於該基板上塗布例如紅色的本發明之感放射線性著色組成物的液狀組成物後，進行預烘烤使溶媒蒸發而形成塗膜。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，再溶解去除塗膜的未曝光部分。其後，進行後烘烤，由此形成以既定排列配置有紅色畫素圖案(著色硬化膜)的畫素陣列。
接著，使用綠色或藍色的各感放射線著色組成物，與上述同樣地進行各感放射線性著色組成物的塗布、預烘烤、曝光、顯影及後烘烤，而在同一基板上依序形成綠色的畫素陣列及藍色的畫素陣列。由此，便製得藍色、綠色及紅色之三原色的畫素陣列配置於基板上的彩色濾光片。惟，本發明中形成各色畫素的順序並未限於上述者。
又，黑色矩陣可藉由將以濺鍍或蒸鍍而成膜的鉻等的金屬薄膜，利用光微影法製成所要的圖案來形成，惟亦可使用分散有黑色顏料的感放射線性著色組成物，以與形成上述畫素時同樣的方式來形成。
作為形成彩色濾光片之際所使用的基板，可列舉例如玻璃、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，此等基板上亦可視需求預先實施使用矽烷偶合劑等的藥品處理、電漿處理、離子鍍、濺鍍、氣相反應法、真空蒸鍍等適當的前處理。
將感放射線性著色組成物塗布於基板之際可採用噴霧法、輥塗布法、旋轉塗布法(旋塗法)、縫模塗布法(狹縫塗布法)、桿塗布法等適當的塗布法，惟特佳採用旋塗法、縫模塗布法。
預烘烤通常係組合減壓乾燥與加熱乾燥來進行。減壓乾燥通常係進行至達到50~200Pa為止。又，加熱乾燥之條件通常為70~110℃、1~10分鐘左右。
塗布厚度為乾燥後的膜厚，其通常為0.6~8μm，較佳為1.2~5μm。
作為形成選自畫素及黑色矩陣中的至少1種之際所使用之放射線的光源，可列舉例如氙燈、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、低壓水銀燈等燈光源或氬離子雷射、YAG雷射、XeCl準分子雷射、氮氣雷射等雷射光源等。作為曝光光源，亦可使用紫外線LED。較佳為波長處於190~450nm範圍的放射線。
就放射線的曝光量，一般而言較佳為10~10,000J/m2。
又，作為上述鹼顯影液，較佳為例如碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨、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-壬烯等的水溶液。
鹼顯影液中亦可適量添加例如甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或界面活性劑等。此外，鹼顯影後通常進行清洗。
作為顯影處理法，可應用噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸液(浸漬)顯影法(dip development)、槳式(盛液)顯影法(paddle development)等。顯影條件較佳為常溫下5~300秒。
後烘烤之條件通常為180~280℃、10~60分鐘左右。
如此形成之畫素的膜厚通常為0.5~5μm，較佳為1.0~3μm。
又，作為製造彩色濾光片的第二方法，可採用日本特開平7-318723號公報、日本特開2000-310706號公報等所揭露之以噴墨方式來製得各色畫素的方法。在該方法中，係首先在基板表面上形成同時兼具遮光功能的隔壁。次之，在所形成的隔壁內以噴墨裝置排出例如藍色的本發明之熱硬化性著色組成物的液狀組成物後，進行預烘烤使溶媒蒸發。其次，對該塗膜視需求進行曝光，隨後進行後烘烤使之硬化，而形成藍色的畫素圖案。
接著，使用綠色或紅色的各熱硬化性著色組成物，以與上述同樣的方式在同一基板上依序形成綠色的畫素圖案及紅色的畫素圖案。以此，即製得藍色、綠色及紅色之三原色的畫素圖案配置於基板上的彩色濾光片。惟，本發明中形成各色畫素的順序並未限於上述者。
此外，隔壁非僅發揮遮光功能，尚發揮防止排出至劃分區域內的各色之熱硬化性著色組成物混色的功能，故相較於上述第一方法中所使用的黑色矩陣，其 膜厚較厚。因此，隔壁通常係使用黑色感放射線性組成物來形成。
形成彩色濾光片之際所使用的基板或放射線的光源，及預烘烤或後烘烤的方法或條件係與上述第一方法相同。如此一來，藉由噴墨方式所形成的畫素的膜厚便與隔壁的高度同等。
於如此所得之畫素圖案上視需求形成保護膜後，再藉由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件而製成彩色濾光片。間隔件通常係使用感放射線性組成物形成，惟亦可製成具有遮光性的間隔件(黑色間隔件)。此時係使用分散有黑色著色劑的著色感放射線性組成物，惟本發明著色組成物亦可適用於所述黑色間隔件的形成。
本發明著色組成物可適用於上述彩色濾光片所使用的各色畫素、黑色矩陣、黑色間隔件等任一種著色硬化膜的形成。
如此形成之包含本發明著色硬化膜的彩色濾光片由於輝度及著色力極高，極有用於彩色液晶顯示元件、彩色拍攝管元件、色澤感應器、有機EL顯示元件、電子紙張等。此外，後述之顯示元件只要具備至少1個以上使用本發明著色組成物所形成的著色硬化膜即可。
顯示元件
本發明顯示元件係具備本發明著色硬化膜。作為顯示元件，可列舉彩色液晶顯示元件、有機EL顯示元件、電子紙張等。
具備本發明著色硬化膜的彩色液晶顯示元件可為穿透型或反射型，可以採用適當的構造。可採用例如將彩色濾光片形成於與配置有薄膜電晶體(TFT)之驅動用基板不同的基板上，且驅動用基板與形成有彩色濾光片的基板隔著液晶層對向的構造，更且亦可採用在配置有薄膜電晶體(TFT)之驅動用基板的表面上形成有彩色濾光片的基板、與形成有ITO(摻錫的氧化銦)電極或IZO(氧化銦與氧化鋅之混合物)電極的基板隔著液晶層對向的構造。後者之構造具有可格外提升開口率，並可獲得明亮、高精細之液晶顯示元件的優點。而且，當採用後者之構造時，黑色矩陣或黑色間隔件可形成於形成有彩色濾光片的基板側、以及形成有ITO電極或者IZO電極的基板側任一者。
具備本發明著色硬化膜的彩色液晶顯示元件除冷陰極螢光管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)之外，還可具備以白色LED為光源之背光單元。作為白色LED，可列舉例如組合紅色LED、綠色LED與藍色LED並藉由混色而獲得白色光之白色LED、組合藍色LED、紅色LED與綠色螢光體並藉由混色而獲得白色光之白色LED、組合藍色LED、紅色發光螢光體與綠色發光螢光體並藉由混色而獲得白色光之白色LED、藉由藍色LED與YAG系螢光體混色而獲得白色光之白色LED、組合藍色LED、橙色發光螢光體與綠色發光螢光體並藉由混色而獲得白色光之白色LED、組合紫外線LED、紅色發光螢光體、綠色發光螢光體與藍色發光螢光體並藉由混色而獲得白色光之白色LED等。
具備本發明著色硬化膜的彩色液晶顯示元件可適用TN(Twisted Nematic；扭轉向列)型、STN(Super Twisted Nematic；超扭轉向列)型、IPS(In-Planes Switching；平面內切換)型、VA(Vertical Alignment；垂直配向)型、OCB(Optically Compensated Birefringence；光學補償雙折射)型等適宜之液晶模式。
此外，具備本發明著色硬化膜的有機EL顯示元件可採適宜之構造，可列舉例如日本特開平11-307242號公報所揭露的構造。
又，具備本發明著色硬化膜的電子紙張可採適宜之構造，可列舉例如日本特開2007-41169號公報所揭露的構造。
[實施例]
以下舉出實施例，對本發明實施形態進一步具體加以說明。惟，本發明非限定於下述實施例。
(本著色劑的合成) 合成例1
將0.28質量份依循日本特開2011-148994號公報記載之方法所合成的式(a-1)所示之化合物溶解於5質量份二甲基甲醯胺，進一步添加0.092質量份參(乙醯丙酮)鐵(III)及0.16質量份乙酸鈉，於135℃加熱攪拌24小時。將反應液注入至30質量份之20%氯化鈉水溶液，將析出之固體過濾並以少量純水予以清洗後，在減壓下、60℃加以乾燥，而得到0.27質量份之式(a-2)所示之化合物。
將0.12質量份式(a-2)所示之化合物與0.052質量份屬系鹼性染料的玫瑰紅6G添加至1質量份N-甲基吡咯啶酮使其溶解，並攪拌5小時。將反應液注入至20質量份的水中，並將過濾所得固體在減壓下、60℃加以乾燥，而得到0.13質量份之下述式(A2)所示之化合物。以其為著色劑(A2)。
合成例2~5
除將合成例1中作為原料使用的金屬錯合物及/或鹼性染料的種類如表1所示變更以外係以與合成例1同樣的方法，合成出著色劑(A3)~(A6)。
此外，C.I.鹼性紅12係為下述式所示之化合物：
<著色劑溶液的調製> 調製例1
將5質量份下述式所示之Basic Violet 11：1、與95質量份作為溶媒的環己酮混合，調製成著色劑溶液(A1)。
調製例2
將5質量份著色劑(A2)、與95質量份作為溶媒的環己酮混合，調製成著色劑溶液(A2)。
調製例3~6
除使用著色劑(A3)~(A6)來替代調製例2的著色劑(A2)以外係以與調製例2同樣的方式，調製成著色劑溶液(A3)~(A6)。
<黏著劑樹脂的合成> 合成例6
在具備冷卻管與攪拌機的燒瓶中裝入100質量份丙二醇單甲醚乙酸酯並進行氮氣取代。予以加熱至80℃，在該溫度下，以1小時滴下100質量份丙二醇單甲醚乙酸酯、20質量份甲基丙烯酸、10質量份苯乙烯、5質量份甲基丙烯酸苄酯、15質量份甲基丙烯酸2-羥基乙酯、23質量份甲基丙烯酸2-乙基己酯、12質量份N-苯基馬來醯亞胺、15質量份琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯及6質量份2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)的混合溶液，保持該溫度進行聚合2小時。其後，將反應溶液的溫度升溫至100℃，並進一步進行聚合1小時，而得黏著劑樹脂溶液(固體含量濃度33質量%)。所得黏著劑樹脂其Mw為12,200、Mn為6,500。以該黏著劑樹脂作為「黏著劑樹脂(B1)」。
<著色組成物的調製及評定> 著色組成物的調製 實施例1
混合40.5質量份之作為(A)著色劑的著色劑溶液(A1)、3.0質量份著色劑溶液(A2)、26.3質量份之作為(B)黏著劑樹脂的黏著劑樹脂(B1)溶液、9.9質量份之作為(C)聚合性化合物之二新戊四醇六丙烯酸酯與二新戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化藥股份有限公司製；商品名KAYARAD DPHA)、1.8質量份之作為光聚合起始劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-N-啉基苯基)丁 烷-1-酮(商品名IRGACURE 369；Ciba Specialty Chemicals公司製)及0.1質量份NCI-930(ADEKA股份有限公司製)、0.05質量份之作為氟系界面活性劑的MEGAFACEF-554(DIC股份有限公司製)、及作為溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯，調製成固體含量濃度20質量%的著色組成物(S-1)。
對比的評定
將所得著色組成物利用旋塗機塗布於玻璃基板上後，以80℃之加熱板進行預烘烤10分鐘而形成塗膜。變更旋塗機之旋轉數，以同樣操作形成膜厚相異的3片塗膜。
其次，將此等基板冷卻至室溫後，利用高壓水銀燈在未隔著光罩下對各塗膜以2,000J/m2之曝光量曝射包含365nm、405nm及436nm之各波長的放射線。其後，對此等基板以顯影壓力1kgf/cm2(噴嘴直徑1mm)排出包含23℃、0.04質量%氫氧化鉀水溶液的顯影液，以此進行噴淋顯影90秒。其後，藉由以超純水清洗該基板並加以風乾後，進一步在200℃之潔淨烘箱內進行後烘烤30分鐘，形成評定用硬化膜。
以2片偏向板夾持形成有硬化膜之基板，自背面側用螢光燈(波長範圍380~780nm)照射同時旋轉前側之偏向板，並利用輝度計LS-100(Minolta(股)製)量測穿透之光強度的最大值與最小值。爾後，針對各硬化膜，以最大值除以最小值所得的值作為對比度(contrast ratio)。由測定結果求出色度座標值y=0.080下的對比度。將評 定結果示於表2。此外，對比度之數值愈大係指愈良好。
實施例2~5
除使用表2所示著色劑溶液來替代實施例1中的著色劑溶液(A2)以外係以與實施例1同樣的方式，調製成著色組成物(S-2)~(S-5)。其後，對所得著色組成物以與實施例1同樣的方式進行評定。將評定結果示於表2。
比較例1
除未使用實施例1中的著色劑溶液(A2)以外係與實施例1同樣地調製成著色組成物(S-6)。其後，對所得著色組成物以與實施例1同樣的方式進行評定。將評定結果示於表2。

Claims (7)

  1. 一種著色組成物，其係包含(A)著色劑、(B)黏著劑樹脂及(C)聚合性化合物的著色組成物，該著色劑係含有：具有骨架的陽離子或具有次甲基骨架的陽離子與金屬錯合物之陰離子形成的鹽，構成該金屬錯合物的金屬係選自包含鐵、鎳、銅及鋁之群組中的至少1種。
  2. 如請求項1之著色組成物，其中該金屬錯合物之陰離子係於配基上具有偶氮化合物者。
  3. 如請求項2之著色組成物，其中該具有偶氮化合物作為配基的金屬錯合物之陰離子為下述式(4)所示之陰離子： 式(4)中，環Z5相互獨立地表示取代或未取代之雜環基，環Z6相互獨立地表示取代或未取代之芳香族烴基，M1表示鐵、鎳、銅或鋁，t1及t2相互獨立地表示0或1。
  4. 如請求項1至3中任一項之著色組成物，其中該具有骨架的陽離子為下述式(1)所示之陽離子： 式(1)中，R1、R2、R3及R4相互獨立地表示氫原子、-R8或碳數6~10之芳香族烴基；惟，該芳香族烴基所含之氫原子可經鹵素原子、-R8、-OH、-OR8、-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R8、-SO3R8、-SO2NHR9或-SO2NR9R10取代；R5及R6相互獨立地表示氫原子或碳數1~8之烷基；R7表示-SO3H、-SO3M、-CO2H、-CO2R8、-SO3R8、-SO2NHR9或-SO2NR9R10；r表示0~5之整數，若r為2以上之整數時，複數個R7可相同或相異；R8表示碳數1~20之飽和烴基；惟，該飽和烴基所含之氫原子可經鹵素原子取代，且於飽和烴基之C-C鍵間可具有氧原子、羰基或-NR8-；R9及R10相互獨立地表示碳數1~20之鏈狀烷基、碳數3~30之環烷基或-Z、或者表示R9及R10相互鍵結所形成的碳數2~10之取代或者未取代的雜環基；惟， 該烷基及環烷基所含之氫原子可經羥基、鹵素原子、-Z、-CH=CH2或-CH=CHR8取代，且於該烷基及環烷基之C-C鍵間可具有氧原子、羰基或-NR8-，該雜環基所含之氫原子可經-R8、-OH或-Z取代；M表示鈉原子或鉀原子；Z表示碳數6~10之芳香族烴基或碳數4~10之芳香族雜環基；惟，該芳香族烴基及芳香族雜環基所含之氫原子可經-OH、-R8、-OR8、-NO2、-CH=CH2、-CH=CHR8或鹵素原子取代。
  5. 如請求項1至3中任一項之著色組成物，其中該具有次甲基骨架的陽離子為下述式(2)或(3)所示之陽離子： 式(2)中，R21~R26相互獨立地表示氫原子或烷基；環Z1及Z2相互獨立地表示芳香環，該芳香環所具之氫原子可經鹵素原子、硝基、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數2~6之烷羰基取代；g表示1~4之整數； 式(3)中，R27~R30相互獨立地表示氫原子或烷基；環Z3及Z4相互獨立地表示芳香環，該芳香環所具之氫原子可經鹵素原子、硝基、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數2~6之烷羰基取代；Q表示氧原子或硫原子；h表示1~4之整數。
  6. 一種著色硬化膜，其係使用如請求項1至5中任一項之著色組成物所形成。
  7. 一種顯示元件，其具備如請求項6之著色硬化膜。
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