TWI509356B - 著色組成物、彩色濾光片及顯示元件 - Google Patents

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Description

著色組成物、彩色濾光片、及顯示元件
本發明係關於著色劑、著色組成物、彩色濾光片及顯示元件，更詳言之，關於穿透型或反射型之彩色液晶顯示元件、固態攝影元件、有機EL顯示元件、電子紙等適合用於彩色濾光片之形成的著色劑、含有該著色劑之著色組成物、具備含有上述著色劑之著色層的彩色濾光片、及具備該彩色濾光片之顯示元件。
已知為了使用著色感放射線性組成物來製造彩色濾光片，於基板上塗布顏料分散型之著色感放射線性組成物並乾燥後，將乾燥塗膜照射放射線至期望之圖案形狀(下文中以「曝光」言之)並顯影而藉以得到各色像素之方法(專利文獻1~2)。此外，亦已知利用經分散碳黑之光聚合性組成物來形成黑矩陣之方法(專利文獻3)。再者，亦已知使用顏料分散型之著色樹脂組成物來藉由噴墨方式而得到各色像素之方法(專利文獻4)。
再一提，為了實現液晶顯示元件之高對比化或固態攝影元件之高精細化，已知使用染料做為著色劑係為有效。例如，於專利文獻4係提案有將直接鍵結至色素母核之磺酸基做成胺鹽之形態的染料或將磺醯胺基導入色素之染料的使用。
[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]日本特開平6-51115號公報
然而，如同在專利文獻4所提案者，可做成將直接鍵結至色素母核之磺酸基做成胺鹽之形態的染料或將磺醯胺基導入色素之染料者，限於酞青素等具有芳香環之部分色素化合物。因此，強烈地需求可實現液晶顯示元件之高對比化或固態攝影元件之高精細化的新穎著色劑。
從而，本發明之課題係在於提供對於有機溶劑之溶解性高、耐熱性亦優異、於彩色濾光片等之形成有用的新穎著色劑。再者，本發明之課題係在於提供含有該著色劑之著色組成物、具備含有該著色劑之著色層而成之彩色濾光片、及具備該彩色濾光片之顯示元件。
本發明人等發現以下述式(1)所表示之化合物可解決上述課題。
亦即，本發明係提供以下述式(1)所表示之著色劑(下文亦稱為「本著色劑」)者。
D(-R-SO3 - )m X+ m 　(1)
[式(1)中，D係表示著色劑母體、R係表示取代或非取代之伸烷基、取代或非取代之伸烯基、取代或非取代之2價脂環式烴基、或取代或非取代之伸芳基、X+ 係表示有機銨離子、m係表示1以上之整數]
此外，本發明係提供含有將具有活性氫之色素化合物在鹼存在下使其與以下述式(5)所表之化合物反應的步驟的本著色劑之製造方法者。
[式(5)中，R係與上述同義]
再者，本發明係含有(A)著色劑、(B)黏合劑樹脂及(C)交聯劑之著色組成物，且係提供含有上述本著色劑做為(A)著色劑之著色組成物、具備含有上述本著色劑之著色層而成之彩色濾光片、及具備該彩色濾光片之顯示元件者。在此，所謂「著色層」係意指使用於彩色濾光片之各色像素、黑矩陣、黑間隔物等。
本發明之著色劑對有機溶劑之溶解性高、耐熱性亦優異。並且，若使用含有本發明之著色劑的著色組成物，則可得具有對比高之各色像素的彩色濾光片。
從而，本發明之著色劑係可極適於使用在以例如彩色液晶顯示元件用彩色濾光片、固態攝影元件之分色用彩色濾光片、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的製作。此外，本發明之著色劑係亦可合適地用於電泳顯示元件。再者，本發明之著色劑係亦可做為色素衍生物型之顏料分散劑來使用。
 [用以實施發明之形態]
以下就本發明詳細地進行說明。
本著色劑
首先，說明式(1)中之符號的定義。
上述式(1)之R中，伸烷基可為直鏈狀亦可為分支鏈狀，可舉出例如碳數2~20之伸烷基。具體而言，可舉出伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、丁-1,3-二基、五亞甲基、戊-1,3-二基、戊-1,4-二基、己-1,4-二基、己-1,5-二基、4,4-二甲基戊-1,3-二基、十二烷-1,4-二基等。伸烷基亦可具有取代基，以該取代基而言，可舉出例如鹵基，其中較佳為氟基。
上述式(1)之R中，伸烯基係可為直鏈狀亦可為分支鏈狀，可舉出例如碳數3~6之伸烯基。具體而言，可舉出1-丙烯-1,3-二基、丁-1-烯-1,3-二基、戊-1-烯-1,3-二基、己-1-烯-1,3-二基等。伸烯基亦可具有取代基，以該取代基而言，可舉出例如鹵基。
上述式(1)之R中，以2價脂環式烴基而言，可舉出例如雙環[2.2.1]庚-2,6-二基。2價脂環式烴基亦可具有取代基，以該取代基而言，可舉出例如羥基。
上述式(1)之R中，以伸芳基而言，可舉出例如，萘-1,8-二基。伸芳基亦可具有取代基，以該取代基而言，可舉出例如，烷氧基、鹵基、硝基、氰基、三氟甲基。
本發明中，R較佳為伸烷基、氟化伸烷基或伸烯基，尤其以碳數2~5之伸烷基、碳數2~5之氟化伸烷基或碳數3~6之伸烯基為較佳。
D係表示著色劑母體，但以D而言，從本著色劑之製造容易度方面看來，較佳為從具備-NHCO-、-CONHCO-、-OH、-NH2 、-NH-、-COCH2 CO-、-COOH、-SH等具有活性氫之基的色素化合物中除去了1個以上之活性氫的殘基。
m若為1以上之整數則可視本著色劑之種類而適當選擇，但從本著色劑之製造容易度方面看來，較佳為1~6之整數，更佳為2~4之整數。
以具備具有活性氫之基的色素化合物而言，可舉出例如以下述式(6)所表示之化合物、以下述式(7)所表示化合物、以下述式(8)所表示之化合物、示於下述之化合物群a~k的化合物。
[式(6)及(7)中，R1 ~R4 係彼此獨立地表示氫原子、鹵基、烷基、烷氧基、烷基取代胺基、三氟甲基或硝基]
上述式(6)中，R1 ~R2 係彼此獨立地表示氫原子、鹵基、烷基、烷氧基、烷基取代胺基、三氟甲基或硝基，但該等之中，較佳為氫原子、烷基，特佳為氫原子。
此外，上述式(7)中，R3 ~R4 係彼此獨立地表示氫原子、鹵基、烷基、烷氧基、烷基取代胺基、三氟甲基或硝基，但該等之中，較佳為鹵基。以鹵基而言，可舉出氟、氯、溴、碘，其中較佳為氯。
構成R1 ~R4 中之烷基、及烷基取代胺基的烷基之碳數較佳為1~20，更佳為1~12。另外，烷基取代胺基係可為1取代亦可為2取代。此外，R1 ~R4 中之烷氧基的碳數較佳為1~8，更佳為1~4。另外，烷基及烷氧基係可為直鏈狀亦可為分支鏈狀。
本發明中，以D而言，從對有機溶劑之溶解性及耐熱性的觀點看來，較佳為由具有-NHCO-、-CONHCO-、尤其-NHCO-之色素化合物除去了1個以上之活性氫的殘基。亦即，以本著色劑而言，較佳為具有以下述式(4)所表之結構者。
[式(4)中，R及X+ 係與上述式(1)中之R及X+ 同義，「*」係表示連接鍵]
以X+ 而言只要係有機銨離子即無特別限定，但從對有機溶劑之溶解性及耐熱性之觀點看來，較佳為以下述式(2)或下述式(3)所表示者。
[式(2)及式(3)中，Q1 ~Q5 係彼此獨立地表示氫原子、取代或非取代之烴基、苯甲醯甲基或雜環基，Q6 係表示氫原子、鹵基、取代或非取代之烴基、烷氧基羰基、胺甲醯基或苄氧基。但Q1 ~Q4 之中至少一個係表示取代或非取代之烴基]
Q1 ~Q6 中，以烴基而言，可舉出例如碳數1~20之脂肪族烴基、碳數3~20之脂環式烴基、碳數6~20之芳基、碳數7~20之芳烷基等。以碳數1~20之脂肪族烴基而言，可舉出碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基等。以碳數3~20之脂環式烴基而言，可舉出碳數3~8之環烷基、碳數3~8之環烯基等。另外，烷基、烯基及炔基可為直鏈狀亦可為分支鏈狀，烯基及炔基亦可在分子內及末端中之任一者具有不飽和鍵。此外，以碳數6~20之芳基而言，可舉出苯基、萘基、蒽基、菲基、聯苯基等。以碳數7~20之芳烷基而言，可舉出苄基、苯乙基、三苯甲基、伸烷基(較佳為C1-6 伸烷基)-伸苯基-伸烷基(較佳為C1-6 伸烷基)基、伸烷基(較佳為C1-6 伸烷基)-伸聯苯基-伸烷基(較佳為C1-6 伸烷基)基等。在此，本說明書中所謂「C1-6 」係意指碳原子數為1~6。
該等之烴基係亦可具有取代基，以該取代基而言，可舉出例如羥基、烷氧基、鹵基、硝基、氰基、醯胺基、磺酸基、烷基(較佳為C1-6 烷基)-羰基、芳基(較佳為C6-14 芳基)-羰基等。另外，該等取代基之位置及數量係任意，在具有2個以上之取代基時，該取代基可相同亦可不同。在此，本說明書中所謂「C6-14 」係意指碳原子數為6~14。
此外，Q1 ~Q5 中，以雜環基而言，可舉出來自選自碳原子、氮原子、氧原子及硫原子之至少1種原子結合所形成之單環(較佳為3~8員環、更佳為5~6員環)的基。在具體例方面可舉出吡咯啶基、咪唑啶基、吡唑啶基、哌啶基、N-六氫吡啶基、六氫吡基、升六氫吡基、啉基、硫啉基等之脂環式雜環基、吡啶基、吡基、嘧啶基、嗒基、喹啉基、異喹啉基、酞基、萘啶基、喹啉基、噻吩基、呋喃基、吡喃基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、***基、四唑基、噻唑基、唑基、吲哚基、吲唑基、苯并咪唑基、嘌呤基等之芳香族雜環基。
其中，以Q1 ~Q5 而言，較佳為氫原子或取代或非取代之烴基。以該烴基而言，較佳為碳數1~20之脂肪族烴基、碳數3~20之脂環式烴基，更佳為碳數1~20之烷基、碳數3~8之環烷基，尤以碳數1~20之烷基為較佳。另外，Q1 ~Q4 之中至少1個係表示取代或非取代之烴基，但以該烴基而言，較佳為碳數1~20之脂肪族烴基、碳數3~20之脂環式烴基，更佳為碳數1~20之烷基、碳數3~8之環烷基，尤以碳數1~20之烷基為較佳。
此外，以Q6 中之烷氧基羰基中之烷氧基係可為直鏈狀亦可為分支鏈狀，但碳數係較佳為1~6。
其中，以Q6 而言，較佳為氫原子、取代或非取代之烴基，尤以氫原子、碳數1~6之烷基為較佳。
該等之中，以用上述式(2)來表示之X+ 而言，較佳為單、二、三或四烷基銨離子、尤以四烷基銨離子為較佳。具體而言，可舉出四乙基銨離子、四丁基銨離子、二甲基(二-十八烷基)銨離子、四己基銨離子、三丁基(甲基)銨離子、四-十二烷基銨離子、四辛基銨離子、三甲基(十六烷基)銨離子、三辛基(甲基)銨離子、四異戊基銨離子等。
此外，以在上述式(3)所表示之X+ 而言，可舉出例如吡啶陽離子(pyridinium)、烷基取代吡啶陽離子、1-烷基吡啶陽離子、1-烷基-鹵取代吡啶陽離子、1-烷基-烷氧基羰基取代吡啶陽離子、1-苯甲醯甲基吡啶陽離子、1-烷基-胺甲醯基取代吡啶陽離子、1-烷基-苄氧基取代吡啶陽離子。具體而言，可舉出2,4,6-三甲基吡啶陽離子、1-甲基吡啶陽離子、1-十二烷基吡啶陽離子、1-丁基-3-甲基吡啶陽離子、2-溴-1-乙基吡啶陽離子、1-乙基-3-(羥基甲基)吡啶陽離子、1-乙基-4-(甲氧基羰基)吡啶陽離子、4-胺甲醯基-1-十六烷基吡啶陽離子、2-苄氧基-1-甲基吡啶陽離子等。
於下述之化合物群1~p顯示以上述式(1)所表示之化合物的合適具體例，但並非受限定於該等者。
本著色劑係可藉由例如使具有活性氫之色素化合物供予在鹼存在下與以下述式(5)所表示之化合物反應的步驟(下文中亦稱為「步驟1」)、與使所得之色素化合物的磺酸鹽與有機4級銨鹽進行鹼交換反應的步驟(下文中亦稱為「步驟2」)來製造。
[式(5)中，R係與上述同義]
以在步驟1使用之具有活性氫之色素化合物而言，可為藉由公知之方法來合成者、亦可為市售品。以市售品而言，例如以上述式(6)所表示之化合物中之Z係乙氧基、且R1 及R2 係氫原子的化合物(C.I.顏料紫37)、或以上述式(7)所表示之化合物中之R3 及R4 係氯原子的化合物(C.I.顏料紅254)，係可從汽巴精化公司來得到。
此外，以在步驟1使用之鹼而言，可舉出例如碳酸鉀、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉、三級丁醇鉀、三乙胺、DBU、氫化鈉等。
上述式(5)中，以R而言，較佳為伸烷基、氟化伸烷基或伸烯基，以如此之化合物而言，可舉出例如以下述式(5-1)所表示之化合物。
[式(5-1)中，Ra 係表示可具有鹵基之亞甲基或伸烷基、或伸烯基、Rb 係表示氫原子、可具有鹵基之烷基或鹵基、Rc 係表示氫原子或鹵基]
Ra 中之伸烷基係較佳為碳數2~4者、Ra 中之伸烯基係較佳為碳數2者、Rb 中之烷基係碳數1~3者。Ra 及Rb 之合計碳數係較佳為1~5。
以上述式(5)所表示之化合物而言，具體而言可舉出1,2-乙磺內酯、1,3-丙磺內酯、1,4-丁磺內酯、2,4-丁磺內酯、1,5-戊磺內酯、2,5-戊磺內酯、3,5-戊磺內酯、3,6-己磺內酯、2,6-己磺內酯、2,2-二甲基-3,5-戊磺內酯、9,12-十二磺內酯、1,3-丙烯磺內酯、全氟-1,2-乙磺內酯、全氟-2,3-丙磺內酯、全氟-3,4-丁磺內酯、1,8-萘磺內酯、5-羥基-2,6-雙環[2.2.1]庚磺內酯(5-羥基-3--2-噻三環[4.2.1.04,8 ]壬-2,2-二酮)等。
以上述式(5)所表示之化合物係可藉由公知之方法，例如記載於日本特開平5-43572號公報、日本特開2007-31355號公報等之方法來製造，或亦可使用市售品。
此外，上述步驟1係較佳為在溶劑中進行，以該溶劑而言，可舉出例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之醯胺、N-甲基吡咯啶酮等之吡咯啶酮、N,N’-二甲基咪唑啶酮等之咪唑啶酮、乙腈等之腈、四氫呋喃等之醚。
反應溫度係例如20~150℃，反應時間係例如30分鐘~48小時。
以在步驟2使用之有機4級銨鹽而言，可舉出例如鹵化四乙基銨、鹵化四丁基銨、鹵化二甲基(二-十八烷基)銨、鹵化四己銨、鹵化三丁基(甲基)銨、鹵化四-十二烷基銨、鹵化四辛銨、鹵化三甲基(十六烷基)銨、鹵化三辛基(甲基)銨、鹵化四異戊銨、鹵化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、鹵化1-丁基-4-甲基吡啶鎓、鹵化1-丁基吡啶鎓、鹵化1-十二烷基吡啶鎓、1-乙基-3-(羥基甲基)吡啶鎓乙基硫酸酯、1-乙基-3-甲基吡啶鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、鹵化1-乙基吡啶鎓、鹵化1-甲基吡啶鎓、鹵化1-苯甲醯甲基吡啶鎓、鹵化1-丙基吡啶鎓、鹵化1-乙基-4-(甲氧基羰基)吡啶鎓、2,4,6-三甲基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、2,6-二甲基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、四氟硼酸2-溴-1-乙基吡啶鎓、鹵化2-氯-1-甲基吡啶鎓、2-氟-1-甲基吡啶鎓對甲苯磺酸酯、2-(氯甲基)吡啶之鹵化氫鹽、3-(氯甲基)吡啶之鹵化氫鹽、4-(氯甲基)吡啶之鹵化氫鹽、鹵化3-胺甲醯基-1-甲基吡啶鎓、鹵化4-胺甲醯基-1-十六烷基吡啶鎓、2-苄氧基-1-甲基吡啶鎓三氟甲磺酸酯等。
上述步驟2亦以在溶劑中進行為較佳，以該溶劑而言，可舉出例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之醯胺、N-甲基吡咯啶酮等之吡咯啶酮、N,N’-二甲基咪唑啶酮等之咪唑啶酮、乙腈等之腈、四氫呋喃等之醚、甲醇、乙醇等之醇、丙酮等之酮。該等溶劑係可單獨或混合2種以上來使用。
反應溫度係例如20~70℃，反應時間係例如30分鐘~12小時。
步驟1或步驟2結束後，視需要可適當組合過濾、洗淨、乾燥、濃縮、再沉殿、離心分離、以各種溶劑進行之萃取、層析等一般之純化手段，從反應系統中將目的化合物單獨分離。另外，在步驟1結束後，亦可不將目的化合物單獨分離即供予步驟2。
另外，以步驟1為起始點，亦可製造經由伸烷基將磺酸基導入色素化合物中之化合物、或經由伸烷基將磺醯亞胺基導入色素化合物之化合物。如此而得之化合物亦可做為著色劑來使用。
如此而得之本著色劑係如後述之實施例所示，可溶於以環己酮等之酮為首之各種有機溶劑，又可具有在TG-DTA分析中之減少5%質量的溫度在300℃以上這樣的優異耐熱性。
著色組成物
下文中就本發明之著色組成物(下文中單以「著色組成物」稱之)之構成成分來進行說明。
-(A)著色劑-
本發明之著色組成物係含有本著色劑做為(A)著色劑。本著色劑係可單獨或混合2種以上來使用。
本發明中係可使其亦含有本著色劑以外之著色劑做為(A)著色劑。以如此之著色劑而言係若具有著色性則無特別限定，視彩色濾光片之用途可適當選擇色彩或材質。具體而言，亦可使用顏料、染料及天然色素之任一做為本色素以外之著色劑，但在彩色濾光片因要求高色純度、輝度、對比等，故較佳為顏料及/或染料。
以上述顏料而言，有機顏料、無機顏料之任一皆可，以有機顏料而言，可舉出例如在色素索引(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司發行)中被分類成顏料之化合物。具體而言，可舉出被附上如下所述之色素索引(C.I.)名者。
C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃20、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃31、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃166、C.I.顏料黃168、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃211;C.I.顏料橘5、C.I.顏料橘13、C.I.顏料橘14、C.I.顏料橘24、C.I.顏料橘34、C.I.顏料橘36、C.I.顏料橘38、C.I.顏料橘40、C.I.顏料橘43、C.I.顏料橘46、C.I.顏料橘49、C.I.顏料橘61、C.I.顏料橘64、C.I.顏料橘68、C.I.顏料橘70、C.I.顏料橘71、C.I.顏料橘72、C.I.顏料橘73、C.I.顏料橘74;C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅180、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅207、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅243、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅255、C.I.顏料紅262、C.I.顏料紅264、C.I.顏料紅272;C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫32、C.I.顏料紫36、C.I.顏料紫38;C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15:3、C.I.顏料藍15:4、C.I.顏料藍15:6、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍80;C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠58;C.I.顏料棕23、C.I.顏料棕25;C.I.顏料黑1、C.I.顏料黑7。
此外，以上述無機顏料而言，可舉出例如氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鋅、硫酸鉛、鉻酸鉛、鋅鉻黃、鐵丹(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、普魯士藍、氧化鉻綠、鈷綠、琥珀、鈦黑、合成鐵黑、碳黑等。
在本發明中，亦可將顏料以再結晶法、再沉殿法、溶劑洗淨法、昇華法、真空加熱法或該等之組合而純化來使用。此外，顏料亦可按照需求而將其粒子表面以樹脂來改質而使用。以將顏料之粒子表面改質的樹脂而言，可舉出例如記載於日本特開2001-108817號公報之載體樹脂、或市售之各種顏料分散用之樹脂。以碳黑表面之樹脂被覆方法而言，可採用例如記載於日本特開平9-71733號公報、日本特開平9-95625號公報、日本特開平9-124969號公報等的方法。此外，有機顏料係較佳為藉由所謂的鹽磨而將一次粒子微細化來使用。以鹽磨之方法而言，可採用例如揭示於日本特開平08-179111號公報的方法。
此外，以上述染料而言，可從各種油溶性染料、直接染料、酸性染料、金屬錯合物染料等之中適當選擇，可舉出例如被附上如下所述之色素索引(C.I.)名者。
C.I.溶劑黃4、C.I.溶劑黃14、C.I.溶劑黃15、C.I.溶劑黃24、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃88、C.I.溶劑黃94、C.I.溶劑黃98、C.I.溶劑黃162、C.I.溶劑黃179;C.I.溶劑紅45、C.I.溶劑紅49;C.I.溶劑橘2、C.I.溶劑橘7、C.I.溶劑橘11、C.I.溶劑橘15、C.I.溶劑橘26、C.I.溶劑橘56;C.I.溶劑藍35、C.I.溶劑藍37、C.I.溶劑藍59、C.I.溶劑藍67;C.I.酸性黃17、C.I.酸性黃29、C.I.酸性黃40、C.I.酸性黃76;C.I.酸性紅91、C.I.酸性紅92、C.I.酸性紅97、C.I.酸性紅114、C.I.酸性紅138、C.I.酸性紅151;C.I.酸性橘51、C.I.酸性橘63;C.I.酸性藍80、C.I.酸性藍83、C.I.酸性藍90;C.I.酸性綠9、C.I.酸性綠16、C.I.酸性綠25、C.I.酸性綠27。
在本發明中其他著色劑係可單獨或混合2種以上來使用。
(A)著色劑之含有比例，從形成輝度高且色純度優異之像素、或遮光性優異之黑矩陣的方面看來，通常係於著色組成物之固體成分中的5~70質量%、較佳為5~60質量%。在此所謂的固體成分係後述之溶劑以外的成分。
本發明中使用顏料做為其他著色劑時，按照需求可與分散劑、分散助劑一起使用。以上述分散劑而言，可使用例如陽離子系、陰離子系、非離子系等之適當的分散劑，但以聚合物分散劑為較佳。具體而言，可舉出胺甲酸酯系分散劑、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、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。
如此之分散劑係可在商業上取得，例如可各自舉出：Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN21324(以上係BYK Chemie(BYK)公司製)等做為丙烯酸系分散劑、Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182(以上係BYK Chemie(BYK)公司製)、Solsperse 76500(Lubrizol(股)公司製)等做為胺甲酸酯系分散劑、Solsperse 24000(Lubrizol(股)公司製)等做為聚乙烯亞胺系分散劑、Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB880、Ajisper PB881(Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製)等做為聚酯系分散劑。
此外，以上述分散助劑而言，可舉出例如顏料衍生物，具體而言，銅酞青素、二酮吡咯并吡咯、喹酞酮之磺酸衍生物等。另外，分散劑及分散助劑之含有量係可在不阻礙本發明之目的之範圍內適當地決定。
-(B)黏合劑樹脂-
本發明之著色組成物係含有(B)黏合劑樹脂。藉此，可於著色組成物提高鹼顯影性或對基板之結著性。以如此之黏合劑樹脂而言，並無特別限定，但較佳為具有羧基、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(下文中稱為「含羧基之聚合物」)，可舉出例如具有1個以上之羧基的乙烯性不飽和單體(下文中稱為「不飽和單體(b1)」)與其他可共聚合之乙烯性不飽和單體(下文中稱為「不飽和單體(b2)」)的共聚物。
以上述不飽和單體(b1)而言，可舉出例如(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、對乙烯基苯甲酸等。
該等之不飽和單體(b1)係可單獨或混合2種以上來使用。
此外，以上述不飽和單體(b2)而言，可舉出例如，如N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺之N-位取代順丁烯二醯亞胺；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、對乙烯基苄基縮水甘油醚、苊之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-羥基乙酯、(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、環己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6 ]癸-8-基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、單(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸4-羥基苯酯、對異丙苯基酚之氧化乙烯改質(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯、3-[(甲基)丙烯醯氧基甲基]呾、3-[(甲基)丙烯醯氧基甲基]-3-乙基呾之(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-8-基乙烯醚、五環十五烷基乙烯醚、3-(乙烯氧基甲基)-3-乙基呾之乙烯醚；如聚苯乙烯、聚甲基(甲基)丙烯酸酯、聚正丁基(甲基)丙烯酸酯、聚矽氧烷之於聚合物分子鏈末端具有單(甲基)丙烯醯基之大分子單體等。
該等之不飽和單體(b2)係可單獨或混合2種以上來使用。
不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)之共聚物中，該共聚物中之不飽和單體(b1)的共聚比例較佳為5~50質量%、更佳為10~40質量%。藉由在如此之範圍使不飽和單體(b1)共聚合，可得到鹼顯影性及保存安定性優異之著色組成物。
以不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)之共聚物的具體例而言，可舉出例如揭示於日本特開平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號公報等之共聚物。
此外，在本發明中，係亦可將例如如於日本特開平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號公報等所揭示之於側鏈具有(甲基)丙烯醯基等聚合性不飽和鍵的含羧基之聚合物做為黏合劑樹脂來使用。
本發明中之黏合劑樹脂，以GPC(溶出溶劑：四氫呋喃)測定之聚苯乙烯換算的重量平均分子量(下文中亦稱為「Mw」)一般係1,000~100,000，較佳為3,000~50,000。Mw若過小則所得之被膜的殘膜率等降低，圖案形狀、耐熱性等受損，又有電特性惡化之虞，另一方面若過大則解析度降低，圖案形狀受損，又有以狹縫噴嘴方式進行塗布時容易產生乾燥異物之虞。
此外，本發明中之黏合劑樹脂的Mw、與以GPC(溶出溶劑：四氫呋喃)測定之聚苯乙烯換算的數量平均分子量(下文中亦稱為「Mn」)之比(Mw/Mn)係較佳為1.0~5.0，更佳為1.0~3.0。
本發明中之黏合劑樹脂係可藉由周知之方法進行製造，但藉由例如日本特開2003-222717號公報、日本特開2006-259680號公報、國際公開第07/029871號小冊等所揭示之方法，亦可控制其結構或Mw、Mw/Mn。
本發明中，黏合劑樹脂係可單獨或混合2種以上來使用。
本發明中，黏合劑樹脂之含有量相對於(A)著色劑100質量份，係一般為10~1,000質量份、較佳為20~500質量份。黏合劑樹脂之含有量若過少，則有例如鹼顯影性降低、所得之著色組成物的保存安定性降低之虞，另一方面若多，則因著色劑濃度相對地降低，故有難以達成做為薄膜之目的的色濃度之虞。
-(C)交聯劑-
在本發明中所謂(C)交聯劑，係稱具有2個以上之可聚合基的化合物。以可聚合基而言，可舉出例如乙烯性不飽和基、基、呾基、N-烷氧基甲基胺基等。在本發明中，以(C)交聯劑而言，較佳為具有2個以上之(甲基)丙烯醯基的化合物、或具有2個以上之N-烷氧基甲基胺基的化合物。
以上述具有2個以上之(甲基)丙烯醯基的化合物之具體例而言，可舉出使脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得之多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯、經氧化烯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯、使具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯反應而得之多官能胺甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、使具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與酸酐反應而得之具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
在此，以上述脂肪族多羥基化合物而言，可舉出例如像乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇之2價脂肪族多羥基化合物、甘油、三羥甲基丙烷、新戊四醇、二新戊四醇之3價以上之脂肪族多羥基化合物。以上述具有羥基之(甲基)丙烯酸酯而言，可舉出例如2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、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、二甲基丙烯酸甘油酯等。以上述多官能異氰酸酯而言，可舉出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、異佛酮二異氰酸酯等。以酸酐而言，可舉出例如像琥珀酸酐、順丁烯二酸酐、戊二酸酐、伊康酸酐、酞酸酐、六氫酞酸酐之二元酸之酐、苯均四酸酐、聯苯基四甲酸二酐、二苯基酮四甲酸二酐之四元酸二酐。
此外，以上述經己內酯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯而言，可舉出例如記載於日本特開平11-44955號公報的段落[0015]~[0018]之化合物。以上述經氧化烯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯而言，可舉出雙酚A之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質二(甲基)丙烯酸酯、三聚異氰酸之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇之氧化乙烯及/或氧化丙烯改質六(甲基)丙烯酸酯等。
此外，以上述具有2個以上之N-烷氧基甲基胺基的化合物而言，可舉出例如具有三聚氰胺結構、苯并胍胺(benzoguanamine)結構、脲結構之化合物等。另外，所謂三聚氰胺結構、苯并胍胺結構係指具有1個以上之三環或苯基取代三環做為基本骨架之化學結構，係亦包含三聚氰胺、苯并胍胺或該等之縮合物的概念。以具有2個以上之N-烷氧基甲基胺基之化合物的具體例而言，可舉出N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)甘脲等。
該等之多官能性單體之中，較佳為使3價以上之脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得之多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改質之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能胺甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、具有羧基之多官能(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。在使3價以上之脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得之多官能(甲基)丙烯酸酯之中，係以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；在具有羧基之多官能(甲基)丙烯酸酯之中，係以使新戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得之化合物、二新戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得之化合物，在著色層之強度高、著色層之表面平滑性優異、且難以於未曝光部之基板上及遮光層上產生浮渣(scumming)、殘膜等方面為特佳。
本發明中，(C)交聯劑係可單獨或混合2種以上來使用。
本發明中之(C)交聯劑之含有量，相對於(A)著色劑100質量份係以10~1,000質量份為較佳，尤以20~500質量份為較佳。此情形下，多官能性單體之含有量若過少，則有無法得到充分的硬化性之虞。另一方面，多官能性單體之含有量若過多，則在賦予本發明之著色組成物鹼顯影性時，鹼顯影性降低、且有變得容易於未曝光部之基板上或遮光層上產生浮渣、殘膜等之傾向。
-(D)光聚合引發劑-
於本發明之著色組成物係可使其含有(D)光聚合引發劑。藉此，可賦予著色組成物感放射線性。使用於本發明之(D)光聚合引發劑係產生活性種之化合物，該活性種係藉由可見光線、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等之放射線的曝光而可引發上述(C)交聯劑之聚合。
以如此之光聚合引發劑而言，可舉出例如噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物、鎓鹽系化合物、苯偶姻系化合物、二苯基酮系化合物、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等。
本發明中，光聚合引發劑係可單獨或混合2種以上來使用。以光聚合引發劑而言，較佳為選自噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物之群組之至少1種。
本發明中之較佳的光聚合引發劑之中，以噻噸酮系化合物之具體例而言，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。
此外，以上述苯乙酮系化合物之具體例而言，可舉出2-甲基-1-[4-(甲基硫)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。
此外，以上述聯咪唑系化合物之具體例而言，可舉出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。
另外，使用聯咪唑系化合物做為光聚合引發劑時，以併用氫予體在可改良感度方面為較佳。在此所謂「氫予體」係意指可對因曝光而產生自聯咪唑系化合物之自由基提供氫原子的化合物。以氫予體而言，可舉出例如2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并唑等之硫醇系氫予體、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯基酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮等之胺系氫予體。本發明中，氫予體係可單獨或混合2種以上來使用，但將1種以上之硫醇系氫予體與1種以上之胺系氫予體組合來使用，在可進一步改良感度方面為較佳。
此外，以上述三系化合物之具體例而言，可舉出2,4,6-參(三氯甲基)-s-三、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、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、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三等具有鹵甲基之三系化合物。
此外，以O-醯基肟系化合物之具體例而言，可舉出1,2-辛二酮,1-[4-(苯基硫)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-(2,2-二甲基-1,3-二基)甲氧基苄醯基}-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等。
本發明中，在使用苯乙酮系化合物等之聯咪唑系化合物以外的光聚合引發劑時，亦可併用增感劑。以如此之增感劑而言，可舉出例如4,4’-雙(二甲基胺基)二苯基酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮、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-(4-二乙基胺基苄醯基)香豆素、4-(二乙基胺基)查酮等。
本發明中，光聚合引發劑之含有量，相對於(C)交聯劑100質量份係較佳為0.01~120質量份，尤以1~100質量份為較佳。此情形下，光聚合引發劑之含有量若過少，則有曝光所至之硬化變得不足之虞，另一方面若過多，則所形成之著色層於顯影時有變得容易從基板脫落之傾向。
-(E)溶劑-
本發明之著色組成物係含有上述(A)~(C)成分、及可任意地添加之其他成分者，但通常摻合溶劑而做為液狀組成物來調製。
以上述溶劑而言，只要係分散或溶解構成著色組成物之(A)~(C)成分或其他成分，且不與該等成分反應，具有適度之揮發性者，可適當地選擇來使用。
以如此之溶劑而言，可舉出例如，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***等之(多)烷二醇單烷基醚類；乳酸甲酯、乳酸乙酯等之乳酸烷基酯類；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、環己醇等之(環)烷基醇類；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-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等之(多)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***、四氫呋喃等之其他醚類；甲乙酮、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、乙氧基醋酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯等之烷氧基羧酸酯類；醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸正戊酯、醋酸異戊酯、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。
該等溶劑之中，從溶解性、顏料分散性、塗布性等之觀點看來，較佳為丙二醇單甲醚、丙二醇單***、乙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲***、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、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸正戊酯、醋酸異戊酯、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，溶劑係可單獨或混合2種以上來使用。
溶劑之含有量係無特別限定，但從所得之著色組成物的塗布性、安定性等之觀點來看，除了該著色組成物之溶劑外的各成分的合計濃度較佳為5~50質量%之量，尤以10~40質量%之量為較佳。
-添加劑-
本發明之著色組成物視需要係亦可含有各種添加劑。
以添加劑而言，可舉出例如玻璃、氧化鋁等之充填劑；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-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)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之密著促進劑；2,2-硫基雙(4-甲基-6-三級丁基酚)、2,6-二-三級丁基酚等之抗氧化劑；2-(3-三級丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯并三、烷氧基二苯基酮類等之紫外線吸收劑；聚丙烯酸鈉等之去絮凝劑；丙二酸、己二酸、伊康酸、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)丙烯醯氧基乙基]、富馬酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]、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
本發明之彩色濾光片係具備含有本著色劑之著色層者。
以製造彩色濾光片之方法而言，第一可舉出以下方法。首先，於基板之表面上，視需要形成遮光層(黑矩陣)使其劃分形成像素之部分。接著，於該基板上塗布例如經分散紅色著色劑之本發明的感放射線性組成物之液狀組成物後，進行預焙並使溶劑蒸發，形成塗膜。接著，於該塗膜透過光罩而曝光之後，使用鹼顯影液來顯影，溶解除去塗膜之未曝光部。其後，藉由進行後焙，形成紅色之像素圖案以既定的排列來配置之像素陣列。
接著，使用綠色或藍色之各著色感放射線性組成物，與上述同樣地進行各著色感放射線性組成物之塗布、預焙、曝光、顯影及後焙，在同一基板上依序形成綠色之像素陣列及藍色之像素陣列。藉此，可得經配置紅色、綠色及藍色三原色之像素陣列於基板上的彩色濾光片。但在本發明中，形成各色像素之順序係不受限於上述者。
此外，黑矩陣係可藉由將以濺鍍或蒸鍍所成膜之鉻等金屬薄膜利用微影法做成期望之圖案而形成，但亦可使用經分散黑色著色劑之著色感放射線性組成物，與上述像素之形成的情形同樣地進行形成。
以形成彩色濾光片時所使用之基板而言，可舉出例如玻璃、矽、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。
此外，於該等之基板係亦可按照需求，事先施以矽烷偶合劑等所致之藥品處理、電漿處理、離子電鍍、濺鍍、氣相反應法、真空蒸鍍等之適當的前處理。
在將著色感放射線性組成物塗布於基板時，可採用噴霧法、輥塗法、旋轉塗布法(旋塗法)、狹縫塗布法(slit die coating)、棒塗布法等適當之塗布法，但尤以採用旋塗法、狹縫塗布法為較佳。
預焙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到達50~200Pa為止。此外，加熱乾燥之條件通常係在70~110℃，1~10分鐘左右。
塗布厚度，以乾燥後之膜厚而言通常係0.6~8.0μm，較佳為1.2~5.0μm。
以形成像素及/或黑矩陣時所使用之放射線的光源而言，可舉出例如氙燈、鹵素燈、鎢絲燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵素燈、中壓汞燈、低壓汞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，但以波長在190~450nm之範圍之放射線為較佳。
放射線之曝光量，一般而言係以10~10,000J/m2 為較佳。
此外，以上述鹼顯影液而言，較佳為例如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、膽鹼、1,8-二吖雙環-[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二吖雙環-[4.3.0]-5-壬烯等之水溶液。
於上述鹼顯影液中亦可適量添加例如甲醇、乙醇等之水溶性有機溶劑或界面活性劑等。另外，鹼顯影後通常係進行水洗。
以顯影處理法而言，可採用沖淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬(浸漬)顯影法、浸置(液池)顯影法等。顯影條件係較佳為在常溫，5~300秒。
後焙之條件通常係在180~280℃，10~60分鐘左右。
如此進行所形成之像素的膜厚通常係0.5~5.0μm，較佳為1.0~3.0μm。
此外，以製造彩色濾光片之第二方法而言，可採用揭示於日本特開平7-318723號公報、日本特開2000-310706號公報等，藉由噴墨方式而得到各色像素之方法。在該方法中，首先，於基板之表面上形成兼具遮光功能之隔壁。接著，於所形成之隔壁內以噴墨裝置吐出例如經分散紅色著色劑之本發明的著色組成物之液狀組成物之後，進行預焙使溶劑蒸發。接著，將該塗膜視需要曝光之後，藉由後焙而使其硬化，形成紅色之像素圖案。
接著，使用綠色或藍色之各著色組成物，與上述同樣地進行，在同一基板上依序形成綠色之像素圖案及藍色之像素圖案。藉此，可得經配置紅色、綠色及藍色三原色之像素圖案於基板上的彩色濾光片。但在本發明中，形成各色像素之順序係不受限於上述者。
另外，上述隔壁係不僅遮光功能，亦實現用以使被擠出於區劃內之各色著色組成物不混色的功能，故與在上述之第一方法所使用之黑矩陣相比，膜厚為厚。從而，隔壁通常係使用黑色感放射線性組成物來形成。
形成彩色濾光片時所使用之基板或放射線的光源，此外，預焙或後焙之方法或條件係與上述之第一方法相同。如此行之，以噴墨方式所形成之像素的膜厚係與隔壁之高度相同程度。
於如此進行所得之像素圖案上，視需要形成保護膜後，藉由濺鍍而形成透明導電膜。形成透明導電膜後，亦可進一步形成間隔物而做成彩色濾光片。間隔物通常係使用感放射線性組成物所形成，但亦可做成具有遮光性之間隔物(黑間隔物)。此情形下，可使用經分散黑色之著色劑的著色感放射線性組成物，但本發明之著色組成物係亦可合適地使用於如斯之黑間隔物之形成。
如此而得之本發明的彩色濾光片由於輝度及色純度極高，故於彩色液晶顯示元件、彩色攝像管元件、彩色感測器、有機EL顯示元件、電子紙等極為有用。
顯示元件
本發明之顯示元件係具備本發明之彩色濾光片者。以顯示元件而言，可舉出彩色液晶顯示元件、有機EL顯示元件、電子紙等。
具備本發明之彩色濾光片的彩色液晶顯示元件可採取適當之結構。例如，可採取於與經配置薄膜電晶體(TFT)之驅動用基板不同之基板上形成彩色濾光片，與經形成驅動用基板與彩色濾光片的基板隔著液晶層相向之結構，進一步亦可採取於經配置薄膜電晶體(TFT)之驅動用基板之表面上形成彩色濾光片的基板、與形成ITO(摻錫之氧化銦)電極的基板隔著液晶層而相向之結構。後者之結構係可使開口率顯著地提升，有可得明亮且高精細的液晶顯示元件這樣的優點。
具備本發明之彩色濾光片的彩色液晶顯示元件係除冷陰極螢光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)以外，可具備以白色LED做為光源之背光單元。以白色LED而言，可舉出例如將紅色LED與綠色LED與藍色LED組合而藉由混色得到白色光之白色LED、將藍色LED與紅色LED與綠色發光螢光體組合而藉由混色得到白色光之白色LED、將藍色LED與紅色發光螢光體與綠色發光螢光體組合而藉由混色得到白色光之白色LED、藉由藍色LED與YAG系螢光體之混色得到白色光之白色LED、將藍色LED與橙色發光螢光體與綠色發光螢光體組合而藉由混色得到白色光之白色LED、將紫外線LED與紅色發光螢光體與綠色發光螢光體與藍色發光螢光體組合而藉由混色得到白色光之白色LED等。
於具備本發明之彩色濾光片的彩色液晶顯示元件，係可採用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。
此外，具備本發明之彩色濾光片的有機EL顯示元件係可採取適當之結構，例如可採取揭示於日本特開平11-307242號公報之結構。
此外，具備本發明之彩色濾光片的電子紙係可採取適當之結構，例如可採取揭示於日本特開2007-41169號公報之結構。
[實施例]
下文中舉實施例進一步具體地說明本發明之實施形態。但本發明並非受限於下述實施例者。
<本著色劑之合成及評價>
實施例1(記載於上述具體例之化合物(ix)的合成及評價)
混合氫化鈉0.3g、汽巴精化公司製之C.I.顏料紫37(下文中亦稱「PV-37」)1.63g及二甲基甲醯胺20mL並在室溫攪拌2小時，進一步加入1,4-丁磺內酯1.45g，攪拌12小時。其後，矽藻土過濾反應液，並將濾液以丙酮300mL再沉澱。將所得之固體以丙酮洗淨，並得到藍色之固體1.5g。
混合所得之藍色固體1.5g、氯化二甲基二-十八烷基銨5g及丙酮30mL，一邊加熱回流一邊攪拌6小時。其後，矽藻土過濾反應液，並減壓除去溶劑，藉此得到紫色之固體1.5g。將此當做化合物A。藉由化合物A之1 H-NMR(溶劑：重氫氯仿)測定，確認係目的之化合物。
1 H-NMR:δ7.95-7.32(m、10H)、6.98(S、2H)、6.56(S、2H)、3.97(t、4H)、3.41(t、8H)、3.30-3.10(m、48H)、1.98-1.02(m、288H)
將化合物A溶解於1-甲氧基-2-丙基乙酸酯，調製濃度約0.0010質量%之溶液，測定吸收光譜。其結果，λmax=545nm、ε=60000mol-1 cm-1 L。
此外，化合物A係10質量%以上溶解於環己酮。
此外，化合物A之熱重量-示差熱同時測定分析(下文中稱為「TG-DTA」)之結果，5%質量減少之溫度係315℃。
實施例2
實施例1中除了使用C.I.顏料紅254(上述式(7)中R3 與R4 兩者係氯原子之化合物)取代PV-37以外係與實施例1同樣地進行合成著色劑，藉由1 H-NMR(溶劑：重氫氯仿)測定，確認係目的之化合物。
實施例3
實施例1中，除了使用C.I.顏料黃128(以下述式所表示之化合物)取代C.I.顏料紫37、使用氯化1-乙基吡啶鎓取代氯化二甲基二-十八烷基銨以外，係與實施例1同樣地進行合成著色劑，藉由1 H-NMR(溶劑：重氫氯仿)測定，確認係目的之化合物。
在實施例2~3所得之著色劑係任一皆10質量%以上溶解於環己酮。此外，在實施例2~3所得之著色劑之基於TG-DTA的5%質量減少溫度係任一皆為250℃以上。
比較例1
將PV-37溶解於1-甲氧基-2-丙基乙酸酯，調製濃度約0.0010質量%之溶液，測定吸收光譜。其結果，在562nm係ε=600mol-1 cm-1 L。
此外，PV-37係於1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、環己酮之任一者皆即使0.1質量%亦不溶解。
<顏料分散液之調製>
調製例1
使用15質量份C.I.顏料藍15:6做為著色劑、使用12.5質量份(固體成分濃度=40質量%)BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製)做為分散劑、使用72.5質量份丙二醇單甲醚乙酸酯做為溶劑，以珠磨來處理，調製顏料分散液(A-1)。
調製例2
除了使用C.I.顏料紫23取代C.I.顏料藍15:6做為著色劑以外係與調製例1同樣地進行，調製顏料分散液(A-2)。
<染料溶液之調製>
調製例3
將5質量份化合物A做為著色劑、95質量份丙二醇單甲醚乙酸酯做為溶劑混合，調製染料溶液A。
<黏合劑樹脂之合成>
於具備冷卻管與攪拌機之燒瓶，裝入丙二醇單甲醚乙酸酯100質量份並進行氮取代。加熱至80℃，在同溫度以1小時滴入丙二醇單甲醚乙酸酯100質量份、甲基丙烯酸20質量份、苯乙烯10質量份、甲基丙烯酸苄酯5質量份、甲基丙烯酸2-羥基乙酯15質量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯23質量份、N-苯基順丁烯二醯亞胺12質量份、琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙基)15質量份及2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)6質量份之混合溶液，並保持該溫度聚合2小時。其後，使反應溶液之溫度升溫至100℃，藉由進一步聚合1小時，得到黏合劑樹脂溶液(固體成分濃度=33質量%)。所得之黏合劑樹脂係Mw=12,200、Mn=6,500。將該黏合劑樹脂當做「黏合劑樹脂(B1)」。
<著色組成物之調製及評價>
實施例4
將13.6質量份顏料分散液(A-1)、27.2質量份染料溶液A、做為黏合劑樹脂之黏合劑樹脂(B1)溶液16.1質量份、做為交聯劑之東亞合成股份有限公司製M-402(二新戊四醇六丙烯酸酯與二新戊四醇五丙烯酸酯之混合物)5.5質量份與股份有限公司Sanwa chemical製MW-30(N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺為主成分、重量平均聚合度1.3)2.4質量份、做為光聚合引發劑之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)丁-1-酮(汽巴精化公司製，商品名IRGACURE369)2.2質量份、及做為溶劑之丙二醇單甲醚乙酸酯混合，調製固體成分濃度20質量%之著色組成物(CR1)。
使用旋塗機將著色組成物(CR1)塗布於玻璃基板上後，以80℃之加熱板進行10分鐘預焙形成塗膜。改變旋塗機之旋轉數以同樣的操作形成膜厚不同之3塊塗膜。
接著，將該等基板冷卻至室溫後，使用高壓汞燈，不經由光罩而對各塗膜將包含365nm、405nm及436nm之各波長的放射線以2,000J/m2 之曝光量來曝光。其後，藉由對該等之基板以顯影壓1kgf/cm2 (噴嘴徑1mm)噴出23℃之0.04質量%氫氧化鉀水溶液構成之顯影液，而進行90秒鐘顯影。其後，將該基板以超純水洗淨，並風乾後，藉由進一步在230℃之清潔烘箱內進行30分鐘後焙，而形成評價用硬化膜。
將經形成硬化膜之基板以2塊偏向板挾住，從背面側以螢光燈(波長範圍380~780nm)照射同時使前面側之偏向板旋轉，以輝度計LS-100(Minolta(股)製)測定穿透之光強度的最大值與最小值。然後針對各自之硬化膜，將以最小值除最大值之值當做對比比。由測定結果求出在色度座標值y=0.080之對比比。將評價結果示於表1。
比較例2
顏料分散液(A-1)18.1質量份、顏料分散液(A-2)4.5質量份、做為黏合劑樹脂之黏合劑樹脂(B1)溶液16.1質量份、做為交聯劑之5.5質量份東亞合成股份有限公司製M-402與2.4質量份股份有限公司Sanwa chemical製MW-30、做為光聚合引發劑之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)丁-1-酮(汽巴精化公司製，商品名IRGACURE369)2.2質量份、及做為溶劑之丙二醇單甲醚乙酸酯混合，調製固體成分濃度20質量%之著色組成物(CR2)。
除了使用著色組成物(CR2)代替著色組成物(CR1)以外係與實施例4同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
表1中，所謂「B15:6」係意指C.I.顏料藍15:6、所謂「V23」係意指C.I.顏料紫23。

Claims (10)

  1. 一種著色組成物，其係含有(A)著色劑、(B)黏合劑樹脂及(C)交聯劑之著色組成物，其中作為該(A)著色劑，含有以下述式(1)所表示之著色劑；D(-R-SO 3 - ) m X + m (1) [式(1)中，D係表示從具備具有-NHCO-、-CONHCO-、-OH、-NH2 、-NH-、-COCH2 CO-、-COOH或-SH之基的色素化合物中除去了1個以上之活性氫的殘基，R係表示取代或非取代之伸烷基、取代或非取代之伸烯基、取代或非取代之2價脂環式烴基、或取代或非取代之伸芳基，X+ 係表示有機銨離子、m係表示1以上之整數]。
  2. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其中前述R係伸烷基、氟化伸烷基或伸烯基。
  3. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其中前述有機銨離子係以下述式(2)或下述式(3)所表示者； [式(2)及式(3)中，Q1 ~Q5 係彼此獨立地表示氫原子、取代或非取代之烴基、苯甲醯甲基或雜環基、Q6 係表示氫原子、鹵基、取代或非取代之烴基、烷氧基羰基、 胺甲醯基或苄氧基；但Q1 ~Q4 之中至少1個係表示取代或非取代之烴基]。
  4. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其具有以下述式(4)所表示之結構； [式(4)中，R及X+ 係與前述同義，「*」係表示連接鍵]。
  5. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其係使具有活性氫之色素化合物在鹼存在下與以下述式(5)所表示之化合物反應，藉由使所得之色素化合物的磺酸鹽與有機4級銨鹽進行鹼交換反應而得者； [式(5)中，R係與前述同義]。
  6. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其中該色素化合物為顏料。
  7. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其中該色素化合物為以下述式(6)所表示之化合物或以下述式(7)所表示化合物： [式(6)及(7)中，R1 ~R4 係彼此獨立地表示氫原子、鹵基、烷基、烷氧基、烷基取代胺基、三氟甲基或硝基，Z表示乙氧基]。
  8. 如申請專利範圍第1項之著色組成物，其中進一步含有(D)光聚合引發劑。
  9. 一種彩色濾光片，其係具備使用如申請專利範圍第1至8項中任一項之著色組成物形成的著色層而成。
  10. 一種顯示元件，其具備如申請專利範圍第9項之彩色濾光片。
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