CN100400604C - 颜料分散液体、其制备方法、着色树脂组合物、滤色器和液晶显示器 - Google Patents

Abstract

消偏振性能优异并能形成高对比度红色像素的颜料分散液体。提供包括颜料、溶剂和分散剂的颜料分散液体，其特征在于当在玻璃衬底上通过使用含有该颜料分散液体的着色树脂组合物形成红色像素和当该衬底插入两个起偏振片之间并通过色亮度计测量时，作为起偏振片以平行关系排列时展现的亮度(B)与以正交关系排列时展现的亮度(A)的比B/A的对比度(C)，满足关系C≥4000x-2000，其中x指通过分光光度计测量的以光源(C)的透射光的色度，并且该颜料含有蒽醌红颜料(优选C.I.颜料红177)和偶氮黄颜料(优选C.I.颜料黄150)，且粒度在30～500nm范围内。进一步提供该颜料分散液体的制备方法，其特征在于将颜料、溶剂和分散剂的混合物用平均粒度为30～500μm的珠粒进行分散。

Description

颜料分散液体、其制备方法、着色树脂组合物、滤色器和液晶显示器

技术领域

本发明涉及颜料分散体、颜料分散体的制备方法、着色树脂组合物、滤色器和液晶显示装置。更具体地说，本发明涉及具有优异消偏振性能并能形成高对比度红色(R)像素的颜料分散体，制备该颜料分散体的方法，含有该颜料分散体的着色树脂组合物，使用该着色树脂组合物的滤色器，和使用该滤色器的液晶显示装置。

背景技术

对于用于液晶显示装置等的滤色器的制造，颜料分散法、染色法、电沉积法和印刷法是常规已知的方法。其中，颜料分散法是最流行的，因为从光谱性能、耐久性、图案形状和精确的角度看，其平均具有优异的特性。

在该颜料分散法中，通过使用光屏蔽金属膜如铬或氧化铬，将黑色基体形成于透明载体如玻璃衬底上。例如其中具有分散的红颜料的着色树脂组合物(其中具有分散的红色、蓝色或绿色颜料的着色树脂组合物以下可称作“彩色抗蚀剂(resist)”，而其中具有分散的黑色颜料的着色树脂组合物以下可称作“黑色抗蚀剂”)通过旋涂施涂于整个表面上。然后将合成的膜通过掩模曝光，在曝光之后通过显影，形成红色像素。以如上所述的类似方式进行彩色抗蚀剂的施涂、曝光和显影，形成蓝色和绿色像素，由此完成三个像素的形成。由于像素之间的黑色基体部分是凹进的，其上已形成像素的表面经常用透明树脂如环氧树脂或丙烯酸类树脂覆盖以平整化表面。然而有时不布置这种防护膜。

在防护膜上，通过溅射或真空沉积形成透明导电膜如ITO(铟氧化锡)膜。近来颜料分散法倾向于用于形成黑色基体。例如，黑色基体通过施涂其中分散有黑色颜料的着色树脂组合物(黑色抗蚀剂)、曝光和显影而形成。

最近技术革新的快速发展，伴随着液晶显示装置的屏幕尺寸增加和它在TV装置上的使用。对于在TV装置上的使用，要求液晶显示装置具有较高的亮度和宽的视角。

作为液晶驱动系统，已使用容许宽视角的VA(竖向定线)系统或IPS(平面内转换)系统。视角越宽，亮度越低。亮度的降低一般通过增加背光灯的数目解决。然而，亮度的提高发生引起黑色显示时漏光，这导致对比度降低且依次，图像质量降低。因此急切地需要滤色器具有更好的消偏振性能和较高的对比度。

按照惯例，二酮基吡咯并吡咯红颜料，特别是C.I.颜料红254已优选用作用于滤色器的红像素，并且它有助于亮度的改善(参见日本专利公开No.22791/1998)。然而，由于初级粒径和晶体颗粒形状的各向异性问题，C.I.颜料红254不能自由地改进对比度。

蒽醌红颜料，特别是C.I颜料红177，也已常规用作另一种红颜料。与C.I.颜料红254相比，从粒度和颗粒形状的角度考虑，该颜料对改善对比度更有效。C.I.颜料红177与黄色颜料混合的技术多年以前已经公知(日本专利公开No.148712/1998)并且广泛地用于液晶显示装置。然而，一些黄色颜料不利地影响对比度，另外，它们不适当的粒度分布干扰获得令人满意的对比度。

作为制备颜料分散体通常使用的颜料分散法，公开了使用特定二氧化锆焙烧的珠粒以改进表面光泽的方法(日本专利公开No.155577/1995)。对于本领域技术人员来说，几乎不可能想到使用上述分散法以改进滤色器的对比度。另外，仅通过将上述方法应用于通常使用的颜料，不能获得对比度的改善。

发明内容

如上所述，在最近的液晶显示装置向TV装置的广泛扩展中，视角变得更宽和亮度变得更高。在这种情况下，对具有优异消偏振性能即较高对比度的滤色器开发的需要不断增加。这种要求还没有充分满足。

因此本发明的目的是提供具有优异的消偏振性能并能够形成高对比度红色像素的颜料分散体，该颜料分散体的制备方法，含有该颜料分散体的着色树脂组合物，使用该颜料分散体的滤色器和使用该滤色器的液晶显示装置。

本发明人为克服上述问题进行了广泛研究。结果发现高对比度红色像素可以由使用含有颜料、溶剂和分散剂的颜料分散体形成，其中该颜料是蒽醌红颜料和偶氮黄颜料的混合物并具有30～500nm的粒度，导致本发明的完成。

因此本发明的一个方面，提供包括颜料、溶剂和分散剂的颜料分散体，其特征在于使用含有该颜料分散体的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A        (1)

其中，A和B分别表示当玻璃衬底夹在两个起偏振片之间并且两个起偏振片以直角排列时以及当两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量；且当暴露于光源C时通过分光光度计测量的透射光的色度x，满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000      (2)

本发明的第二个方面，还提供包括颜料、溶剂和分散剂的颜料分散体，其特征在于该颜料含有蒽醌红颜料和偶氮黄颜料，并且粒度落在30～500nm范围内。

本发明的第三个方面，还提供颜料分散体的制备方法，包括在该颜料分散体的制备时，以平均粒径为30～50μm的珠粒分散颜料、溶剂和分散剂的混合物。

本发明的第四个方面，还有提供包括本发明颜料分散体的着色树脂组合物。

本发明的第五个方面，还提供包括颜料、溶剂、分散剂、粘合剂树脂、单体和光聚合引发剂体系的着色树脂组合物，其特征在于通过使用含有该颜料分散体的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A       (1)

其中，A和B分别表示当玻璃衬底夹在两个起偏振片之间并且两个起偏振片以直角排列时以及当两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量；且当暴露于光源C时通过分光光度计测量的透射光的色度x，满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000     (2)

本发明的第六个方面，还提供包括使用本发明着色树脂组合物形成的像素的滤色器。

本发明的第七个方面，还提供包括该滤色器的液晶显示装置。

本发明带来如下所述的优异的优点，使得它在工业上具有很大的潜力。

1.本发明的颜料分散体和本发明含有该颜料分散体的着色树脂组合物，使得可形成具有优异消偏振性能且因此具有高对比度的红色像素。

2.根据本发明颜料分散体的制备方法简化此类颜料的制备。

3.在本发明的滤色器和装配有该滤色器的本发明液晶显示装置中，红色像素具有优异的消偏振性能并因此具有高对比度，使得它们在质量方面优越并有效提高亮度和视角，以满足较大屏幕尺寸的需要。

具体实施方式

接着将具体描述进行本发明的模式。

首先，解释由本发明颜料分散体形成的红色像素的对比度。

本发明颜料分散体的特征在于当通过使用含有该颜料分散体的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素时，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A       (1)

其中，A和B分别表示当玻璃杯衬底夹在两个起偏振片之间并且两个起偏振片以直角排列时和当两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量；且当暴露于光源C时通过分光光度计测量的透射光的色度x，满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000     (2)

红色像素以下列方式形成。着色树脂组合物旋涂在玻璃衬底上得到干燥厚度为2μm，随后在80℃下干燥10分钟。在树脂通过曝光于UV射线固化后，进行交联，同时在230℃下加热30分钟，由此形成红色像素。

分光光度计(“U4100”，Hitachi Ltd.的产品)用于当暴露于光源C时透射光色度的测量。对于当起偏振片分别以直角和平行排列时的亮度A和B(cd/cm²)的测量，将两个起偏振片紧密粘着于衬底并使用亮度光度计(“BM-5A”，TOPCON的产品)。

当C＜4000x-2000时，由于对比度的降低和黑色显示时漏光的发生，图像质量劣化。

在本发明中，对比度C和色度x之间的关系优选由方程式(2-1)表示，更优选由方程式(2-2)表示。

C≥4000x-1800     (2-1)

C≥4000x-1400     (2-2)

本发明颜料分散体的组分将在下面解释。

[1]颜料分散体

本发明的颜料分散体具有颜料、溶剂和分散剂作为主要成分，且如有必要，它还含有除了上述组分外的添加剂。接着将具体解释各个组分。

[1-1]颜料

在这里术语“颜料”意指用于使本发明颜料分散体着色的物质。在本发明中，蒽醌红颜料和偶氮黄颜料的混合物优选用作该颜料。

作为蒽醌红颜料，可以使用C.I.颜料红177、C.I.颜料橙51、C.I.颜料橙168等的一种或多种。其中，C.I.颜料红177(P.R.177)是特别适合的，因为它可容易转变为细颗粒并且在分散稳定性和色牢度方面优异。

偶氮黄颜料的实例包括C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄10、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄55、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄95、C.I颜料黄97、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄166、C.I.颜料167、和C.I.颜料黄180。它们可以单独使用或以它们的两种或多种组合使用。其中，C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄150、和C.I.颜料黄180是优选的，其中C.I.颜料黄150(P.Y.150)是特别地适合的，因为它可容易转变为细颗粒，并且在分散稳定性、光谱透射率和色牢度方面优异。

基于颜料分散体中总固体含量，颜料比例通常为10～90重量％，优选30～90重量％，更优选50～90重量％。当颜料分散体中颜料比例太小时，得到的颜料分散体具有较差的着色力并且膜相对于着色密度膜趋于过厚。另一方面，当该比例太大时，分散稳定性降低，并可发生诸如再聚集和增厚的问题。本发明中，术语“总固体含量”意指除了溶剂之外的所有组分，将在下文中描述。

根据偶氮黄颜料相对于蒽醌红颜料的重量比，蒽醌红颜料和偶氮黄颜料的混合比例通常为0.1～99重量％，优选3～80重量％，更优选5～60重量％。当偶氮黄颜料的量小于上述范围时，色调变得接近蓝色，引起透射率减少(在XYZ色协调体系中的色度Y)。另一方面，当偶氮黄颜料的量过大时，色调变得接近黄色，并且不优选作为红色像素。

在本发明的颜料分散体中，当蒽醌红颜料和偶氮黄颜料组合用作颜料时，另一颜料仍然可在不损害本发明优点的程度内组合使用。另一可组合使用的颜料的实例包括异二氢吲哚颜料如C.I.颜料黄139、C.I.颜料橙66、C.I.颜料橙69和C.I.颜料红260，异二氢吲哚酮颜料如C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄173和C.I.颜料橙61，和喹酞酮(quinophthalone)颜料如C.I.颜料黄138。这些颜料可单独使用，或两种或多种组合使用。当组合使用另一颜料时，其比率相对于蒽醌红颜料的重量优选调节到20重量％或更少，特别优选10重量％或更少。

[1-2]溶剂

在本发明的颜料分散体中，溶剂具有在其中溶解和分散颜料、分散剂和根据需要加入的其它组分的功能，并调节其粘度。

溶剂的具体实例包括二异丙醚、溶剂油、正戊烷、戊醚、辛酸乙酯、正己烷、二乙醚、异戌二烯、乙基异丁基醚、硬脂酸丁酯、正辛烷、Varsol#2、Apco#18溶剂、二异丁烯、乙酸戊酯、乙酸丁酯、Apco稀释剂、丁基醚、二异丁基酮、甲基环己烯、甲基壬基酮、丙基醚、十二烷、Socal溶剂No.1和No.2、甲酸戊酯、二己基醚、二异丙基酮、Solveso#15、乙酸(正、仲、叔)丁酯、己烯、Shell TS28溶剂、丁基氯、乙基戊基酮、苯甲酸乙酯、戊基氯、乙二醇二乙醚、原甲酸乙酯、甲氧基甲基戊酮、甲基丁基酮、甲基己基酮、异丁酸甲酯、苄腈、丙酸乙酯、甲基溶纤剂乙酸酯、甲基异戊基酮、甲基异丁基酮、乙酸丙酯、乙酸戊酯、甲酸戊酯、双环己烷(bicyclohexyl)、二甘醇单乙醚醋酸酯、二聚戊烯、甲氧基甲基戊醇、甲基戊基酮、甲基异丙基酮、丙酸丙酯、丙二醇叔丁基醚、甲基乙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、乙基溶纤剂乙酸酯、卡比醇、环己酮、乙酸乙酯、丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚乙酸酯、一缩二丙二醇单乙醚、一缩二丙二醇单甲醚、一缩丙二醇单乙基醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸、3-乙氧基丙酸、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二甘醇二甲醚、乙二醇乙酸酯、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙二醇一丁醚、丙二醇叔丁基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二缩三丙二醇甲基醚和乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯。这些溶剂可以单独使用，或以它们两种或多种的混合物使用。

在本发明整个颜料分散体中，对于溶剂含量没有特别的限制，但是其上限通常为99重量％。当溶剂含量超过99重量％时，颜料和分散剂比例太小而无法形成分散体。考虑到颜料分散体的粘度，溶剂含量的下限通常为70重量％，优选75重量％，更优选80重量％。

[1-3]分散剂

作为分散剂，聚合物分散剂和/或颜料衍生物是适合使用的。

聚合物分散剂的实例包括尿烷分散剂、聚乙烯亚胺分散剂、聚氧乙烯烷基醚分散剂、聚氧乙烯二酯分散剂、脱水山梨糖醇脂族酯分散剂和脂族改性聚酯分散剂。此类分散剂的具体实例包括“EFKA”(EFKA Chemicals BV产品)、“Disperbyk”(BYK-Chemie产品)、“DISPARLON”(Kusumoto chemicals产品)、“SOLSPERSSE”(Zeneca产品)、“KP”(Shin-etsu Chemical产品)和POLYFLOW(Kyoeisha Chemical产品)。这些聚合物分散剂可单独使用，或以它们的两种或多种组合使用。

基于该颜料分散体总固体含量，聚合物分散剂比例通常为10～90重量％，优选10～70重量％，更优选10～50重量％。当聚合物分散剂在颜料分散体中的比例太大时，颜料的比例相对减少导致着色力劣化，且相对于色密度，膜的厚度趋向于变大。另一方面，当聚合物分散剂的比例过小时，分散稳定性降低，且可出现诸如再聚集和增厚的问题。

颜料衍生物的实例包括偶氮、酞菁、喹吖啶酮、苯并咪唑酮、喹酞酮、异二氢吲哚酮、二噁嗪、蒽醌、阴丹士林、苝、苝酮(perinone)和二酮基吡咯并吡咯颜料。在本发明中，颜料衍生物如蒽醌或偶氮颜料的使用是优选的，因为它与使用的颜料是相似的类型。这些颜料衍生物可以单独使用或以它们的两种或多种的混合物使用。

用于颜料衍生物的取代基的实例包括磺酸基、磺酰胺基团或其季盐、苯二甲亚氨基甲基、二烷基氨基烷基(adialkylaminoalkyl)、羟基、羧基和酰胺基。这些取代基各自直接或经由连接基团如烷基、芳基或杂环基团连接到颜料骨架。作为颜料衍生物的取代基，磺酰胺基团或其季盐和磺酸基是优选的，磺酸基是更优选的。这些取代基的多个可连接到一个颜料骨架上或可使用不同数目取代基的化合物的混合物。

颜料衍生物的具体实例包括偶氮颜料的磺酸衍生物和蒽醌颜料的磺酸衍生物。

基于该颜料分散体总固体含量，颜料衍生物的比例通常为0.1～20重量％，优选0.5～15重量％，更优选1～10重量％。当颜料衍生物在颜料分散体中的比例太小时，分散稳定性降低，且可出现诸如再聚集和增厚的问题。另一方面，当该比例过大时，其对分散稳定性的作用已饱和，并且由于这种量色纯度有时降低。因此上述范围之外的比例不是优选的。

在本发明中，即使当聚合物分散剂和颜料衍生物组合用作分散剂时，也没有问题发生。

[1-4]另外的组分

对于根据需要引入本发明颜料分散体中的另外的组分没有特别的限制。然而，当本发明颜料分散体混入用于滤色器的着色树脂组合物(将在后面描述)时，本发明的颜料分散体可以含有一些粘合剂树脂(将在后面描述)，因为它可以提高在本发明颜料分散体制备时的分散稳定性。

在这种情况下，基于颜料分散体中总颜料，粘合剂树脂的量优选为5～100重量％，特别优选10～80重量％。粘合剂树脂的量少于5重量％不足以提高分散稳定性。另一方面，该量超过100重量％导致颜料浓度的降低，且不能获得足够的色密度。

[1-5]颜料的粒度分布

在本发明的颜料分散体中，颜料粒度为30nm或更大，优选50nm或更大，更优选80nm或更大，但是为500nm或更小，优选350nm或更小，更优选250nm或更小。粒度分布的半值宽度为250nm或更小，特别优选150nm或更小，更优选100nm或更小。

本发明中，通过组合使用特定颜料及调整粒度落入上述预定范围内可获得优异的消偏振效应和高对比度。调节粒度，特别是半宽度值，落入上述范围内是非常重要的，且在上述范围之外不能获得优异的消偏振效应和高对比度。

[1-6]颜料分散体的制备方法

尽管各种方法可用于本发明颜料分散体的制备以实现上述粒度分布，但是通过硬球(珠粒)碰撞分散颜料的珠粒研磨方法是尤其合适的。此处使用的珠粒可以由玻璃、氧化锆(ZrO₂)、铬等制成。其中，氧化锆制成的珠粒是合适的，因为它具有高的比重和含有较少的污染物，如磨损粉末。此处可用的珠粒通常具有30～500μm的平均粒度，优选30～300μm，更优选40～200μm。平均粒度小于30μm的珠粒不具有足够分散能力，因为它们的重量太小，不能产生足够的碰撞能量。另一方面，平均粒度大于500μm的珠粒不适合转变颜料形式为细颗粒，因为珠粒之间的空隙体积太大。此外，各个珠粒沉重，且颜料不可避免的接收过量的碰撞能量，使得难以减少颜料粒度至30～500nm范围内。

任何分散器可应用于分散处理，只要它允许使用上述珠粒。实例包括间歇式体系“TORUSMILL”(Getzmann产品)、连续式体系“Agitator Mill”(Ashizawa Finetech产品)、“Pico mill”(Asada Iron Works产品)和“Apexmega”(KEMCO产品)。

尽管对于颜料分散体的制备步骤没有特别限制，但是在颜料分散体制备过程中进行通过上述分散体系的分散。例如，所需颜料分散体通过将分散组分例如上述颜料、分散剂、溶剂、和粘合剂树脂(如果需要)预先混合形成液体，然后在上述的分散器中通过珠粒分散得到的混合物而获得。

尽管对使用的珠粒量没有特殊的限制，但是珠粒优选使用量为用于分散处理的分散器容积的50～90体积％。当填入分散装置的珠粒量太小时，其花费很多时间获得所需粒度分布的颜料分散体。另一方面，当它太大时，其变成分散器的负担，且同时，珠粒破碎，和颜料具有宽的粒度分布。

在用30～500μm平均粒度的珠粒分散之前，可以进行预处理，如在辊式破碎机或捏合机的分散，或用500μm或更大的平均粒度的珠粒的分散。可选择的，如此制备的颜料分散体可进行后处理，例如，通过“T.K.Filmics”(Tokushu Kika Kogyo产品)或“Ultimaizer”(Sugino Machine产品)。

[2]着色树脂组合物

接着将解释本发明的着色树脂组合物。

本发明的颜料分散体可用于各种目的。它特别适合于目的在于形成例如滤色器像素图像的着色树脂组合物。除本发明颜料分散体之外，着色树脂组合物可以含有粘合剂树脂、单体、光聚合引发剂和另外的固体组分。各个组分将在下文中描述。

[2-1]粘合剂树脂

粘合剂树脂的实例包括均聚物如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、马来酸、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯和马来酰亚胺、含有此类单体的共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酰纤维素、酚醛清漆树脂、可熔酚醛树脂、聚乙烯基苯酚和聚乙烯醇缩丁醛。

本发明中，术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸两者。这同样用于(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰基。术语“(共)聚合物”是指单组分聚合物(均聚物)和共聚物两者，同时术语“酸(酐)”是指酸和其酐两者。在本发明中，术语“丙烯酸类树脂”是指包括(甲基)丙烯酸的(共)聚合物和包括含有羧基的(甲基)丙烯酸酯的(共)聚合物。

在上述粘合剂树脂中，在其侧链或主链上具有含羧基-或酚羟基单体的丙烯酸树脂是优选的。使用具有这种官能团的丙烯酸类树脂作为粘合剂树脂容许在滤色器制备中在碱性溶液中显影。更优选含有羧基的丙烯酸类树脂，例如丙烯酸类(共)聚合物，和酸酐改性树脂，例如苯乙烯-马来酸酐树脂和酚醛清漆环氧丙烯酸酯，因为它们容许在高碱性溶液中显影。特别优选含有(甲基)丙烯酸的(共)聚合物和含有含羧基的(甲基)丙烯酸酯的(共)聚合物。这些丙烯酸类树脂伴有这些优点以至于它们具有优异的显影特性和透明度，可以通过它们与各种单体组合使用制备性质上不同的共聚物，并且它们的制备方法容易控制。

例如，用作粘合剂树脂的丙烯酸类树脂是主要由以下单体组成的(共)聚合物。

单体的实例包括通过加入酸或酸酐到羟烷基(甲基)丙烯酸酯中获得的化合物。羟烷基(甲基)丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸、(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)琥珀酸酯、(2-丙烯酰氧基乙基)己二酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)邻苯二甲酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)六氢邻苯二甲酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)马来酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丙基)琥珀酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丙基)己二酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丙基)六氢邻苯二甲酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丙基)邻苯二甲酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丙基)马来酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丁基)琥珀酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丁基)己二酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丁基)六氢邻苯二甲酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基丁基)邻苯二甲酸酯、和(2-(甲基)丙烯酰氧基丁基)马来酸酯。该酸(酐)包括琥珀酸(琥珀酸酐)、邻苯二甲酸(邻苯二甲酸酐)、和马来酸(马来酸酐)。

与上述单体共聚的单体的实例包括苯乙烯单体如苯乙烯、α-苯乙烯和乙烯基甲苯；含有不饱和基团的羧酸如肉桂酸、马来酸、富马酸、马来酸酐和衣康酸；(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸羟苯酯、和(甲基)丙烯酸甲氧基苯酯，通过将(甲基)丙烯酸加入内酯获得的化合物，该内酯例如ε-己内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯和δ-戊内酯；丙烯腈如丙烯腈和甲基丙烯腈；丙烯酰胺如(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰基吗啉、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、和N，N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺；和乙烯基酯如乙酸乙烯酯、柯赫酸乙烯(vinyl versatate)、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯。

作为用于改进施涂到衬底上的膜强度的粘合剂树脂，通过共聚选自以下列举的至少一种单体(a)和选自以下列举的至少一种单体(b)而获得的丙烯酸类树脂是特别优选的。

单体(a)：含有苯基的单体如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸羟苯酯、(甲基)丙烯酸甲氧基苯酯、羟苯基(甲基)丙烯酰胺和羟苯基(甲基)丙烯酰基磺酰胺(acrylsulfoamide)。

单体(b)：(甲基)丙烯酸和含有羧基的(甲基)丙烯酸酯如(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)琥珀酸酯、(2-丙烯酰氧基乙基)己二酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)邻苯二甲酸酯、(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)六氢邻苯二甲酸酯、和(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)马来酸酯。

单体(a)通常加入量为10～98摩尔％，优选20～80摩尔％，更优选30～70摩尔％，而单体(b)通常加入量为2～90摩尔％，优选20～80摩尔％，更优选30～70摩尔％。

作为粘合剂树脂，在其侧链具有烯属双键的丙烯酸类树脂是优选的。利用此类树脂改进本发明着色树脂组合物的光固化性，由此使得可带来在分辨率和像素与根据本发明第二个方面的滤色器衬底之间的粘合性的进一步改进。

用引入烯属双键到丙烯酸类树脂侧链的方法实例包括描述于日本专利公开No.34443/1975和日本专利公开No.34444/1975中的下列方法：

(1)将丙烯酸类树脂的羧基与具有缩水甘油基或环氧环己基与(甲基)丙烯酰基两者的化合物反应的方法，和

(2)丙烯酸类树脂的羟基与氯丙烯酸(acrylic acid chloride)反应的方法。

具体地描述，侧链具有烯属双键的丙烯酸类树脂可以由含有羧基或羟基的丙烯酸类树脂与下述化合物反应而获得，该化合物如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、巴豆酰基缩水甘油醚、(异)巴豆酸缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3，4-环氧环己基)甲酯、氯(甲基)丙烯酸或(甲基)烯丙基氯。特别是，优选由含有羧基或羟基丙烯酸类树脂与脂环族环氧化合物如(甲基)丙烯酸(3，4-环氧环己基)甲酯反应而获得的化合物。

作为预先将烯属双键引入含有羧基或羟基的丙烯酸类树脂中的上述方法，它通常优选结合具有2～50摩尔％烯属双键，优选具有5～40摩尔％的羧基或羟基的化合物。根据酸值，羧基的含量优选落入5～200mg-KOH范围内。当该酸值低于5mg-KOH/g时，树脂不溶于碱性显影剂中。另一方面，酸值大于200mg-KOH/g，有时降低显影的敏感度。

通过GPC测量的丙烯酸类树脂的重均分子量(Mw)优选范围为1,000～100,000。当重均分子量低于1,000时，得到的着色树脂组合物不能均匀地施涂。重均分子量大于100,000趋于降低显影性能。

基于本发明着色树脂组合物中总固体含量，粘合剂树脂通常加入量为10～80重量％，优选20～70重量％。

[2-2]单体

作为着色树脂组合物中含有的单体，可使用任何可聚合的低分子量化合物。具有至少一个烯属双键并可进行加聚的化合物(以后简单称作“烯属化合物”)是优选的。当本发明的着色树脂组合物暴露于活性射线时，此类烯属化合物进行加聚，并由光聚合引发剂体系(将在后面描述)的作用而固化。在本发明中，术语“单体”是指相对所谓的聚合物物质的物质。因此，它不仅包括狭义上的单体，而且包括二聚物、三聚物和寡聚物。

烯属化合物的实例包括不饱和羧酸、不饱和羧酸与单羟基化合物的酯、脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯、芳族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯、由不饱和羧酸和多元羧酸与多羟基化合物如脂肪族多羟基化合物或芳族多羟基化合物的酯化反应获得的酯、和由多异氰酸酯与含有(甲基)丙烯酰基的羟基化合物反应获得的具有尿烷骨架的烯属化合物。

脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯的实例包括丙烯酸酯如二丙烯酸乙二醇酯、三甘醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和甘油丙烯酸酯；和分别使用甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸代替丙烯酸酯的丙烯酸部分获得的甲基丙烯酸酯、衣康酸酯、巴豆酸酯和马来酸酯。

芳族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯的实例包括氢醌二丙烯酸酯、氢醌二甲基丙烯酸酯、间苯二酚二丙烯酸酯、间苯二酚二甲基丙烯酸酯和焦棓酚三丙烯酸酯。

由不饱和羧酸和多元羧酸与多羟基化合物酯的化反应获得的酯不必是单个物质，而可以是混合物。典型实例包括丙烯酸、邻苯二甲酸和乙二醇的缩合物，丙烯酸、马来酸和二甘醇的缩合物，甲基丙烯酸、对苯二甲酸和季戊四醇的缩合物，和丙烯酸、己二酸、丁二醇和甘油的缩合物。

通过多异氰酸酯与含有(甲基)丙烯酰基的羟基化合物反应获得的具有尿烷骨架烯属化合物的实例包括脂肪族二异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯或三甲基六亚甲基二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯如环己烷二异氰酸酯或异氟尔酮二异氰酸酯、或芳族二异氰酸酯如三氯乙烯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯与含有(甲基)丙烯酰基的羟基化合物如丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、3-羟基(1，1，1-三丙烯酰氧基甲基)丙烷、或3-羟基(1，1，1-三甲基丙烯酰氧基甲基)丙烷之间的反应产物。

除了上述烯属化合物之外，该烯属化合物的实例包括丙烯酰胺如亚乙基双丙烯酰胺；烯丙基酯如邻苯二甲酸二烯丙酯；和含有乙烯基的化合物如二乙烯基邻苯二甲酸酯。

基于本发明着色树脂组合物的总固体含量，单体通常的加入量为10～80重量％，优选20～70重量％。

[2-3]光聚合引发剂体系

当本发明着色树脂组合物包括烯属化合物作为上述单体组分时，优选加入具有通过直接光吸收或光敏感作用引起分解反应或夺氢反应并产生聚合活性基团的功能的光聚合引发剂体系组分。此处使用的“光聚合引发剂体系组分”意指光聚合引发剂、促进剂和诸如敏化颜料的添加剂的混合物。

构成光聚合引发剂体系的光聚合引发剂的实例包括金属茂化合物，如日本专利公开No.152396/1984和No.151197/1986中描述的二茂钛化合物；基团活化剂(如日本专利公开No.39503/1998中描述的)例如六芳基咪唑(hexarylbimidazole)衍生物，卤甲基-s-三嗪衍生物，N-芳基-α-氨基酸如N-苯基甘氨酸、N-芳基-α-氨基酸盐和N-芳基-α-氨基酸酯；α-氨基烷基苯基酮(aminoalkylphenone)化合物；和肟酯引发剂(如日本专利公开No.2000-80068中描述的)。可用于本发明的聚合引发剂的具体实例包括：

卤甲基化三嗪衍生物如2-(4-甲氧基苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基萘基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪和2-(4-乙氧基羰基萘基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪；

卤甲基化噁二唑衍生物如2-三氯甲基-5-(2’-苯并呋喃基)-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-[β-(2’-苯并呋喃基)乙烯基)]-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-[β-(2’-(6”-苯并呋喃基)乙烯基)]-1，3，4-噁二唑和2-三氯甲基-5-呋喃基-1，3，4-噁二唑；

咪唑衍生物如2-(2’-氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物、2-(2’-氯苯基)-4，5-双(3’-甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(2’-氟苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物、2-(2’-甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物和(4’-甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物；

苯偶姻烷基醚如苯偶姻甲基醚、苯偶姻苯基醚、苯偶姻异丁基醚和苯偶姻异丙基醚；

蒽醌衍生物如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌和1-氯代蒽醌；

二苯甲酮衍生物如二苯甲酮、米蚩酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4-溴二苯甲酮和2-羧基二苯甲酮；

乙酰苯衍生物如2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、2，2-二乙氧基乙酰苯、1-羟基环己基苯基酮、α-羟基-2-甲基苯基丙酮、1-羟基-1-甲基乙基-(对异丙基苯基)酮、1-羟基-1-(对十二烷基苯基)酮、2-甲基-(4’-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代-1-丙酮和1，1，1-三氯甲基-(对丁基苯基)酮；

噻吨酮化合物如噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮和2，4-二异丙基噻吨酮；

苯甲酸酯衍生物如对-二甲基氨基苯甲酸乙酯和对-二乙基氨基苯甲酸乙酯；吖啶衍生物如9-苯基吖啶和9-(对-甲氧基苯基)吖啶；吩嗪衍生物如9，10-二甲基苯并吩嗪(dimethylbenzphenazine)；

蒽酮衍生物如苯并蒽酮；

二茂钛衍生物如二-环戊二烯基-Ti-二氯化物、二-环戊二烯基-Ti-双-苯基、二-环戊二烯基-Ti-双-2，3，4，5，6-五氟苯-1-基、二-环戊二烯基-Ti-双-2，3，5，6-四氟苯-1-基、二-环戊二烯基-Ti-双-2，4，6-三氟苯-1-基、二-环戊二烯基-Ti-2，6-二-氟苯-1-基、二-环戊二烯基-Ti-2，4-二-氟苯-1-基、二-甲基环戊二烯基-Ti-双-2，3，4，5，6-五氟苯-1-基、二-甲基环戊二烯基-Ti-双-2，6-二-氟苯-1-基和二-环戊二烯基-Ti-2，6-二-氟-3-(pyl-1-基)苯1-基；

α-氨基烷基苯基酮化合物如2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1，2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮、4-二甲基氨基乙基苯甲酸酯、4-二甲基氨基异戊基苯甲酸酯、4-二乙基氨基乙酰苯、4-二甲基氨基丙酰苯、2-乙基己基-1，4-二甲基氨基苯甲酸酯、2，5-双(4-二乙基氨基亚苄基)环己酮、7-二乙基氨基-3-(4-二乙基氨基苯甲酰基)香豆素、和4-(二乙基氨基)查耳酮；和

肟酯化合物如1，2-辛二酮、1-[4-(苯硫基)苯基]-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]-、和1-(邻-乙酰基肟)。

作为构成光聚合引发剂体系组分的促进剂，可以使用N，N-二烷基氨基苯甲酸烷基酯如N，N-二甲基氨基苯甲酸乙酯，和含有杂环的化合物如2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑和2-巯基苯并咪唑，和脂肪族多官能巯基化合物。

这些光聚合引发剂和促进剂可以各自单独使用，或以它们的两种或多种组合使用。

光聚合引发剂体系组分的具体实例包括如“Fine Chemical”(第20卷第4期，1991年3月1日)的第16～26页所描述的二烷基乙酰苯衍生物、苯偶姻衍生物和噻吨酮衍生物，如日本专利公开No.403023/1983和日本专利公开No.37377/1970所描述的六芳基咪唑衍生物和S-三卤代甲基三嗪衍生物，和将二茂钛、氧杂蒽颜料和含有烯属饱和双键化合物组合使用的体系，该含有烯属饱和双键化合物具有氨基或尿烷基并可进行加聚。

基于本发明着色树脂组合物的总固体含量，光聚合引发剂体系组分通常加入量为0.1～30重量％，优选0.5～20重量％。更优选0.7～10重量％。当该量太小时，有时引起对曝光敏感性的降低，然而当该量太大时，未曝光部分在显影剂中的溶解性降低，这可导致显影失败。

取决于为了增强响应灵敏度的图像曝光光源的波长，如果需要，光聚合引发剂体系组分可以含有敏化染料。此类敏化染料的实例包括如日本专利公开Nos.221958/1992和219756/1992所描述的氧杂蒽颜料，如日本专利公开Nos.239703/1991和289335/1993描述的含有杂环的香豆素颜料；如日本专利公开Nos.239703/1991和289335/1993描述的3-酮基香豆素化合物；如日本专利公开No.19240/1994描述的吡咯亚甲基(pyrromethene)颜料，和具有如日本专利公开No.2528/1972和155292/1969，日本专利公开No.37377/1970，日本专利公开Nos.84183/1972、112681/1977、15503/1983、88005/1985、56403/1984、69/1990、168088/1982、107761/1993、210240/1993和288818/1992中所描述的二烷基氨基苯骨架的着色剂。

在这些敏化染料中，优选含氨基的一类，更优选在其一个分子中具有氨基和苯基两者的化合物。特别优选的实例包括二苯甲酮化合物如4，4’-二甲氨基二苯甲酮、4，4’-二乙氨基二苯甲酮、2-氨基二苯甲酮、4-氨基二苯甲酮、4，4’-二氨基二苯甲酮、3，3’-二氨基二苯甲酮和3，4-二氨基二苯甲酮；和含有对-二烷基氨基苯基的化合物如2-(对-二甲氨基苯基)苯并噁唑、2-(对-二乙氨基苯基)苯并噁唑、2-(对-二甲氨基苯基)苯并[4，5]苯并噁唑、2-(对-二甲氨基苯基)苯并[6，7]苯并噁唑、2，5-双(对-二乙氨基苯基)1，3，4-噁唑、2-(对-二甲氨基苯基)苯并噻唑、2-(对-二乙氨基苯基)苯并噻唑、2-(对-二甲氨基苯基)苯并咪唑、2-(对-二乙氨基苯基)苯并咪唑、2，5-双(对-二乙氨基苯基)1，3，4-噻二唑、(对-二甲氨基苯基)吡啶、(对-二乙氨基苯基)吡啶、(对-二甲氨基苯基)喹啉、(对-二乙氨基苯基)喹啉、(对-二甲氨基苯基)嘧啶和(对-二乙氨基苯基)嘧啶。其中，最优选4，4’-二烷基氨基二苯甲酮。这些敏化染料可以单独使用，或以它们的两种或多种组合使用。

基于着色树脂组合物的总固体含量，本发明着色树脂组合物中敏化染料的比例通常为0～20重量％优选0.2～15重量％，，更优选0.5～10重量％。

[2-4]另外的固体组分

本发明着色树脂组合物除了上述组分之外可以任选地包含另外的固体组分。其实例包括表面活性剂、热聚合抑制剂、增塑剂、存储稳定剂、表面保护剂、粘合改进剂、和显影改进剂。

作为表面活性剂，可以使用各种表面活性剂例如阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂，但是优选非离子表面活性剂，因为它们较小可能不利地影响树脂组合物的各种性质。基于着色树脂组合物中总固体含量，表面活性剂的比例通常为0.001～10重量％，优选0.005～1重量％，更优选0.01～0.5重量％，最优选0.03～0.3重量％。

作为热聚合抑制剂，可以使用氢醌、对-甲氧基苯酚、焦棓酚、儿茶酚、2，6-叔丁基-对甲酚和β-萘酚。基于着色树脂组合物中总固体含量，优选加入范围为0～3重量％。

作为增塑剂，使用邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸双十二烷酯、三甘醇二辛酸酯、二甲基二醇邻苯二甲酸酯、磷酸三甲苯酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯或三乙酰甘油。基于着色树脂组合物的总固体总量，优选加入量为10重量％或更少。

[2-5]着色树脂组合物的制备

对于本发明着色树脂组合物的制备，均匀的分散体通过将预定量的溶剂和粘合剂树脂和任选的单体、光聚合引发剂体系组分以及另外的组分(其如上所述)加入到上述本发明的颜料分散体中而获得。因为着色树脂组合物形成过程中存在细粉尘混杂在分散体或混合物中的可能性，如此获得组合物优选过滤以除去它们。

在本发明着色树脂组合物中，溶剂的含量优选落入70重量％～99重量％，特别优选为75重量％～90重量％的范围内，因为与颜料分散体中溶剂含量的描述相同的原因。

即使在由混合和分散诸如本发明的颜料分散体、溶剂和粘合剂树脂的组分获得的本发明着色树脂组合物中，着色树脂组合物中含有的颜料粒度分布基本上与颜料分散体中相同。因此，可以保持上述粒度。

当通过使用以这种方法制备的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素时，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A       (1)

其中，A和B表示分别当玻璃杯衬底夹在两个起偏振片之间并且两个起偏振片以直角排列时和当两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量；且通过分光光度计测量的当暴露于光源C时的透射光的色度x，满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000      (2)

其中由此形成的红色像素具有高对比度。

在C＜4000x-2000时，红色像素的对比度低，并且在黑色显示时发生漏光，导致图像质量劣化。

在本发明着色树脂组合物中，对比度C和色度x优选满足下述方程式(2-1)，更优选满足下述方程式(2-2)。

C≥4000x-1800...(2-1)

C≥4000x-1400...(2-2)

[3]滤色器

以下将解释本发明的滤色器。

滤色器通过在透明衬底上布置黑色基体且然后连续地形成红色、绿色和蓝色像素(其顺序不限于此)而制造。在此类滤色器的制造中，本发明的着色树脂组合物用作形成红色像素的涂料溶液。每种颜色的像素通过将黑色抗蚀剂涂于透明衬底上或将红色、绿色或蓝色抗蚀剂涂于在透明衬底上形成的树脂黑色基体的表面上或使用铬化合物或另外的光屏蔽金属材料形成的金属黑色基体的表面上，然后通过加热干燥，成象曝光，显影和热固化而形成。

[3-1]透明衬底(载体)

任何材料可用于滤色器的透明衬底，只要它是透明的并具有适当的强度。该材料的实例包括由热塑性树脂制造的片，如聚酯树脂例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃树脂例如聚丙烯和聚乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚砜；用热固性树脂制造的片，例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂和聚(甲基)丙烯酸类树脂；和各种玻璃。其中，考虑到它们的耐热性，玻璃和耐热性树脂是优选的。

如有必要，透明衬底或具有黑色基体形成其上的衬底可以进行电晕放电处理、臭氧处理或用硅烷偶联剂或树脂如聚氨酯树脂的薄膜成形处理以便改进包括粘合性的表面物理性能。透明衬底的厚度通常在0.05～10mm范围内，优选从0.1～7mm。当使用树脂形成薄膜时，它的厚度通常为0.01～10μm，优选0.05～5μm。

[3-2]黑色基体

黑色基体由使用光屏蔽金属薄膜或用于黑色基体的着色树脂组合物在透明衬底上形成。光屏蔽金属材料的实例包括铬化合物如金属铬、氧化铬和氮化铬、和镍钨合金。该材料可以是它们多层的堆叠。

黑色基体可以通过如下方式形成：通常由溅射形成此类金属光屏蔽膜，通过正性光致抗蚀剂在膜上形成所需图形，由混合硝酸铈(IV)铵和高氯酸和/或硝酸获得的蚀刻剂蚀刻铬或用其适合的蚀刻剂蚀刻另外的材料，然后用专门为此的脱模剂剥离该正性光致抗蚀剂。

在上述情况下，此类金属或金属·金属氧化物的薄膜通过沉积或溅射在透明衬底上形成。随后，在该薄膜上形成着色树脂组合物的膜之后，将得到的膜通过光掩模曝光、显影，该掩模具有重复的图形例如条纹、斑纹状或三角形。黑色基体还可以通过蚀刻得到的膜形成。

当使用用于黑色基体的着色树脂组合物时，黑色基体通过使用含有黑色材料的着色树脂组合物形成。具体地描述，黑色基体可通过使用含有一种或多种黑色材料如炭黑、石墨、黑锑粉、苯胺黑、菁黑和钛黑的着色树脂组合物或含有通过混合根据需要选自无机或有机颜料或染料的红色、绿色和蓝色颜料或染料而获得的黑色材料，并采用如下描述用于形成红色、绿色或蓝色象素的类似方法而形成。

[3-3]像素的形成

[3-3-1]膜的形成

向黑色基体形成其上的透明衬底上，施涂含有选自红色、绿色或蓝色材料的单色材料(颜料)的着色树脂组合物。干燥之后，用光掩模覆盖得到的膜，并通过该光掩模成象曝光、显影，和如有必要进行热固化或光固化以形成像素，由此形成像素着色层。滤色器图像可以通过对于红色、绿色和蓝色的三种着色树脂组合物进行上述操作形成。

用于滤色器的着色树脂组合物可以由旋涂器法、线锭法、流涂法、口模式涂布法、辊涂法、或喷涂法施涂到透明衬底上。其中，从全面的观点看，口模式涂布法是优选的，因为它可以急剧地减少涂料溶液的使用量，并且它不受雾的影响(不然当使用旋涂法时其将粘附)，且因此可抑制杂质的产生。

当着色抗蚀性组合物的膜太厚时，它干扰液晶单元形成步骤中光滑图形显影和间隙调整，然而太薄的膜由于难于提高颜料密度，有时干扰所需颜色的表达。膜的厚度(根据干燥之后膜厚度)优选0.2～20μm，更优选0.5～10μm，再更优选0.8～5μm。

[3-3-2]膜的干燥

由施涂着色树脂组合物到透明衬底形成的膜优选使用热板、IR烘箱、对流烘箱等干燥。干燥通常以两步进行，即初步干燥和通过再加热干燥。初步干燥条件可以取决于溶剂组分类型或使用的干燥器特性根据需要选择。干燥时间通常选择在40～80℃下干燥15秒～5分钟，优选在50～70℃下干燥30秒～3分钟，取决于溶剂组分类型或使用的干燥器特性。

通过再加热的干燥在高于初步干燥的温度下进行，优选50～200℃，更优选70～160℃，特别优选70～130℃。干燥时间取决于加热温度而不同，但是优选范围为10秒～10分钟，特别优选15秒～5分钟。干燥温度越高，对透明衬底的粘合性越好。过高的干燥温度使粘合剂树脂降级并诱导热聚合，这可以推测引起显影失败。作为在高温下干燥的一种代替，膜可以在真空室中通过真空干燥而干燥。

[3-3-3]曝光步骤

通过在着色树脂组合物的干膜上重叠负性基体图样(negative matrixpattern)，并用来自光源的紫外线或可见光线通过掩模图案进行辐射而进行成像曝光。如有必要，该曝光可以在着色树脂组合物膜上形成氧阻挡层如聚乙烯醇层之后进行，以防止通过氧的膜的敏感度降低。

用于成象曝光的光源没有特殊的限制。实例包括灯光源如氙气灯、卤素灯、钨丝灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、中压汞灯、低压汞灯、碳弧和荧光灯；和激光源如氩离子激光器、YAG激光器、准分子激光器、氮激光器、氦镉激光器和半导体激光器。当暴露于具有特定波长的光时，可以使用滤光片。

[3-3-4]显影步骤

上述成象曝光之后，可以使用含有表面活性剂和碱性化合物的有机溶剂或水溶液进行显影。该水溶液可以进一步含有有机溶剂、缓冲液、络合剂、或染料或颜料。

碱性化合物的实例包括无机碱性化合物如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾和氢氧化铵，和有机碱性化合物如单-、二-或三乙醇胺、单-、二或三甲胺、单-、二-或三乙胺、单-或二异丙胺、正丁胺、单-、二-或三异丙醇胺、乙烯亚胺(ethyleneimine)、乙二亚胺(ethylenedimine)、氢氧化四甲铵(TMAH)和胆碱。这些碱性化合物可单独使用，或它们的两种或多种组合使用。

表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯烷基酯、脱水山梨糖醇烷基酯和单酸甘油酯烷基酯；阴离子表面活性剂如烷基苯磺酸酯、烷基萘磺酸酸酯、烷基硫酸酯、烷基磺酸酯和磺基琥珀酸酯；和两性表面活性剂如烷基甜菜碱和氨基酸。这些表面活性剂可单独使用，或它们的两种或多种组合使用。

作为有机溶剂，可以使用选自异丙醇、苄醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、苯基溶纤剂、丙二醇、和双丙酮醇的一种或多种溶剂。有机溶剂可以单独使用或与水溶液组合使用。

显影条件没有特殊的限制。通常在10～50℃温度范围内进行，优选15～45℃，特别地优选20～40℃。可使用浸渍显影、喷雾显影、刷显影和超声学显影中的任一种。

[3-3-5]热固化处理

显影后的滤色器衬底通常进行热固化或光固化处理，优选热固化处理。

热固化温度选自100～280℃，优选150～250℃，而热固化时间选自5～60分钟。

一系列步骤之后，完成一种颜色的图样化成像。通过连续重复这些步骤，进行(黑色)、红色、绿色和蓝色图样化，由此形成滤色器。红色，绿色和蓝色图样化的顺序不局限于以上所述。

另一制造本发明滤色器的方法实例包括：(1)施涂本发明着色树脂组合物到衬底并通过蚀刻形成像素的方法；(2)使用本发明着色树脂组合物作为着色油墨并由打印机在透明衬底上直接形成像素的方法；(3)使用本发明着色树脂组合物作为电沉积液体，将衬底浸渍其中并引起着色膜沉积到形成的ITO电极上以预定图形的方法；(4)将已施涂本发明着色树脂组合物的膜粘附到透明衬底上，剥离该膜，进行成象曝光，显影以形成像素的方法；和(5)使用本发明着色树脂组合物作为着色油墨并由喷墨打印机形成像素的方法。对于滤色器其制造，取决于用于滤色器的着色树脂组合物的组成，采用适合它的方法。

[3-4]透明电极的形成

在透明电极如ITO在图像上形成之后，本发明的滤色器用作彩色显示器、液晶显示装置等部件的一部分，而无需进一步改进该滤色器。为了提高它的表面平滑度和耐久性，如有必要，可以在图像上具有聚酰胺或聚酰亚胺层作为外涂层。

滤色器并不总是具有透明电极，例如，当它用于平面内转换模式(ISP模式)时。

[4]液晶显示装置(板)

以下将解释液晶显示装置(板)。

本发明液晶显示装置通常通过在本发明滤色器上形成定向层(alignmentlayer)，在该定向层上喷射隔离物(spacers)，将得到的滤色器结合到对面(facing)衬底上形成液晶单元，将液晶材料注入该液晶单元并线连到对面衬底的电极上而制造。

作为定向层，树脂膜如聚酰亚胺是适合的。对于形成该定向层，照相凹版印刷和/或胶版印刷方法是通常使用的，且定向层的厚度通常调整到几十纳米。在通过烘焙固化后，定向层暴露于UV射线下或用摩擦布摩擦以便将其加工成允许控制液晶材料定向的表面条件。

该隔离物具有适合于与对面衬底的间隙的尺寸，而且通常优选具有2～8nm的尺寸。通过光刻法在滤色器衬底上的由透明树脂膜制成的照片隔离物(PS)可以用于代替该隔离物。

作为对面衬底，通常使用阵列衬底(array substrate)，特别优选TFT(薄膜晶体管)衬底。

与对面衬底的缝隙取决于液晶显示装置的使用目的而不同，但是通常选自2～8μm的范围。滤色器衬底和对面衬底粘合之后，除了液晶材料的充入孔部分之外的部分使用密封剂如环氧树脂密封。密封剂通过暴露于UVG射线和/或加热固化，由此液晶单元周围的密封完成。

在液晶单元在其周边密封之后被切割成各个板后，液晶材料的充入孔在真空室中减压下浸入液晶材料中。然后，通过在真空室中渗漏，将液晶材料注入液晶单元中。液晶单元中的压力通常减少至1×10^-2～1×10^-7Pa，优选1×10^-3～1×10^-6Pa。在减压下，液晶单元优选被加热，并且加热温度通常为30～100℃，优选50～90℃。在减压过程中，温度保持为热的10～60分钟，且之后，将液晶材料的充入孔浸入液晶材料中。在液晶材料注入液晶单元之后，充入孔通过使UV固化树脂固化密封，由此完成液晶显示装置(板)的制造。

使用液晶材料的种类没有特殊的限制，而且可使用通常已知的液晶材料如芳族化合物、脂肪族化合物或多环化合物。液晶可以是溶致的(lyotropic)或热致的(thermotropic)。作为热致的液晶，向列型、近晶型和胆甾醇型液晶是已知的，并且可以使用任何一种。

实施例

以下本发明将通过实施例和对比例进一步更详细地描述。然而应该记住，本发明局限于此或受此限制，而且在不脱离本发明的范围内可改进。所有的名称中，组成中的“份”意思是“重量份”。

实施例1

<颜料分散体的制备>

本发明的颜料分散体根据以下配方制备。

[颜料分散体配方]

蒽醌红颜料(P.R.117)(“ATY-TR”，DIC产品)：80份

镍偶氮黄颜料(P.Y.150)(“E4GN”，Bayer产品)：20份

胺分散剂(“Disperbyk”，BYK-Chemie产品)：45份

溶剂(丙二醇单甲醚乙酸酯)：580份

在上述材料混合之后，将得到的研磨料(mill base)使用“TORUSMILL”(Getzmann制造)分散，其通过在容器中的珠粒的碰撞进行分散。分散时使用的珠粒是平均粒度100μm的氧化锆珠粒。在0.33-升分散器容器中，填入65体积％的珠粒和充入100cc的研磨料。分散处理在12m/分钟的圆周速度下进行，并且分散时间为4分钟。

<颜料分散体粒度分布的测量>

由此获得的颜料分散体用丙二醇单甲醚乙酸酯稀释5000倍，使用动态光散射分光光度计(“DLS7000”，Otsuka Electronics产品)测量粒度。粒度范围和半宽度值见表1。

<着色树脂组合物(彩色抗蚀剂)的制备>

根据下述配方在得到的颜料分散体中混合组分。得到的混合物通过1μm的过滤器过滤，由此形成彩色抗蚀剂。

[彩色抗蚀剂的配方]

颜料分散体：10.6份

溶剂(丙二醇单甲醚乙酸酯)：80.0份

粘合剂树脂(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物)：4.7份

单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)：2.3份

光聚合引发剂体系组分1(2-巯基苯并噻唑)：0.8份

光聚合引发剂体系组分2(对-二甲基氨基苯甲酸甲酯)：0.8份

光聚合引发剂体系组分3(米蚩酮)：0.8份

<红色像素的形成>

将得到的彩色抗蚀剂旋涂在玻璃衬底上得到2μm的干膜厚度，随后在80℃下干燥10分钟。在暴露于UV射线以固化树脂之后，衬底在230℃下加热30分钟以交联，由此形成红色像素。

<色度和对比度的测量>

以上获得的具有红色像素的玻璃衬底暴露于光源C，且透射光的色度使用分光光度计(“U4100”，Hitachi，Ltd.产品)测量。

然后，将衬底紧密地夹在两个起偏振片之间，且从当起偏振片平行排列时的亮度B(cd/cm²)对当起偏振片以直角排列时的亮度A(cd/cm²)的比例，使用下述方程式(1)计算对比度，该亮度通过亮度光度计(“BM-5A”，Topcon产品)测量。结果见表1。

C＝B/A             (1)

使用通过上述测量获得的色度x，计算“4000x-2000”，并评价结果是否满足下列方程式(2)。结果也见表1。

C≥4000x-2000   (2)

实施例2

除了使用“Chromophthalored A3B”(Ciba Specialty Chemicals产品)作为蒽醌红色颜料(P.R 177)和“E5GN”(Bayer产品)作为镍偶氮黄色颜料(P.Y 150)以外，以类似实施例1的方式，制备颜料分散体和着色树脂组合物并进行计算。结果见表1。

实施例3

除了用于制备颜料分散体的珠粒粒度改变为500μm以外，以类似实施例1的方式，制备颜料分散体和着色树脂组合物并进行计算。结果见表1。

由表1中可以发现能满足上述方程式(2)的高对比度红色像素可以通过使用颜料分散体而形成，该颜料分散体通过混合P.R.177和P.Y.150而获得并且粒度落入本发明范围内。

尽管已经详细并参考其特定的实施方案描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围下可进行各种变化和改进。

本申请基于2003年10月22日提交的日本申请No.2003-362113和2004年1月提交的No.2004-012061，其全部内容在此引入作为参考。

工业实用性

本发明带来如下所述的优异的优点，使得它在工业上具有很大的潜力。

1.本发明的颜料分散体和本发明含有该颜料分散体的着色树脂组合物，使得可形成具有优异消偏振性能和因此具有高对比度的红色像素。

2.根据本发明颜料分散体的制备方法简化此类颜料的制备。

3.在本发明的滤色器和装有该滤色器的本发明液晶显示装置中，红色像素具有优异的消偏振性能并因此具有高对比度，所以它们在质量方面优越并有效提高亮度和视角，以满足较大屏幕尺寸的需要。

Claims (11)

1.一种颜料分散体，包括颜料、溶剂和分散剂，其中：

在使用含有该颜料分散体的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素时，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A    (1)

其中，A和B分别表示当该玻璃衬底夹在两个起偏振片之间并且该两个起偏振片以直角排列时以及当该两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量，和

其中对比度C和当暴露于光源C时通过分光光度计测量的透射光的色度x满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000(2)。

2.一种颜料分散体，包括颜料、溶剂和分散剂，其中：

该颜料包括蒽醌红颜料和偶氮黄颜料，蒽醌红颜料和偶氮黄颜料以外的颜料相对于蒽醌红颜料的重量比例为20重量％以下，并且该颜料的粒度落在30～500nm范围内。

3.权利要求2的颜料分散体，其中该颜料粒度分布的半宽度值为250nm或更小。

4.权利要求2或3的颜料分散体，其中该蒽醌红颜料是C.I.颜料红177，并且该偶氮黄颜料是C.I.颜料黄150。

5.权利要求2或3的颜料分散体，其中：

在使用包含该颜料分散体的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素时，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A    (1)

其中，A和B分别表示当该玻璃衬底夹在两个起偏振片之间并且该两个起偏振片以直角排列时以及当该两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量，和

其中对比度C和当暴露于光源C时通过分光光度计测量的透射光的色度x满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000(2)。

6.一种制备权利要求2-5中任一项颜料分散体的方法，包括将颜料、溶剂和分散剂的混合物用平均粒度为30～500μm的珠粒进行分散处理。

7.一种着色树脂组合物，包括权利要求1-5中任一项的颜料分散体。

8.权利要求7的着色树脂组合物，进一步包括粘合剂树脂、单体和光聚合引发体系。

9.一种着色树脂组合物，包括颜料、溶剂、分散剂、粘合剂树脂、单体和光聚合引发体系，其中：

在使用含有该颜料分散体的着色树脂组合物在玻璃衬底上形成红色像素时，对比度C根据下列方程式(1)计算：

C＝B/A    (1)

其中，A和B分别表示当该玻璃衬底夹在两个起偏振片之间并且该两个起偏振片以直角排列时以及当该两个起偏振片平行排列时的亮度，通过亮度光度计测量，和

其中对比度C和当暴露于光源C时通过分光光度计测量的透射光的色度x满足下列方程式(2)：

C≥4000x-2000      (2)。

10.一种滤色器，包括使用权利要求7-9中任一项的着色树脂组合物形成的像素。

11.一种包括权利要求10的滤色器的液晶显示装置。