CN101105546A - 着色树脂组合物及液晶显示元件用滤色器 - Google Patents

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Abstract

一种着色树脂组合物，其中含有平均粒径为200nm以下的着色剂和碱溶性树脂，所述碱溶性树脂在一分子中具有羧基及磷酸基中的至少一种基团和磺酸基。

Description

着色树脂组合物及液晶显示元件用滤色器
技术领域
本发明涉及着色树脂组合物及液晶显示元件用滤色器、更详细地说，涉及适合形成构成液晶显示元件等用的滤色器的着色图像的着色树脂组合物及用其制作的液晶显示元件用的滤色器。
背景技术
构成液晶显示元件(LCD)的滤色器，是将含有颜料等的感光性着色树脂组合物涂布在基板上，使其干燥后，按所希望的图案对干燥的涂膜进行曝光，经显影处理，在基板上形成象素图案来制作的。
关于具有感光性的着色组合物，以往曾进行过大量的研究，已知的有如：同时含有含COOH基、PO3H2基或-SO3H基等酸性基的共聚物与颜料的组合物；使用了以具有磺酸基的单体等作为单体组分的、高分子链呈树枝状延伸的星形聚合物的组合物等(参考如特开平9-146272号公报、特开2003-222717号公报)。
另一方面，影响液晶显示元件(LCD)的显示性能的特性之一是电压保持率(VHR)。而构成LCD的滤色器是影响该电压保持率的一个因素。例如，组成小型液晶单元后施加电压时，由于滤色器用组合物中残留的颜料的表面改性剂或分散剂等的极性化合物会微量地溶于液晶单元中，所以电极间的电压不能保持恒定。
这种电压的变化可以认为是由于电荷载体物从滤色器上渗入到液晶单元(液晶层)中导致了电压的下降的缘故，但是，除了上述因素外，实际上与施加电压时产生的极化作用也有很大关系。
针对于此，曾报道过一种组合物，其中作为着色剂用的颜料是用具有尿烷键的分散剂分散的，其电压保持率为80％以上(参考如特开2002-365795号公报)。另外，还曾报导过含有含氮原子的树脂或分散剂，并通过将总氮量的残留率控制为60质量％以下来改善电压保持率的组合物及含有电压保持率为80％以上的颜料的组合物(参考如特开2004-325968号公报、特开2000-329929号公报)。
然而，与上述电压保持率(VHR)有关的问题，随着着色剂的粒子尺寸变小、其表面积变大，另外滤色器的各象素中的着色剂的含有率变高，越来越容易发生。
近年来，LCD在TV领域的用途正在普及，在TV用途中，进一步提高对比度和色纯度的要求，比以往的记录器还高，然而，目前着色剂粒子尺寸的微小化、象素中着色剂含有率的增加又是不可避免的问题。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供着色树脂组合物及液晶显示元件用滤色器，该着色树脂组合物可抑制图像显示时电压保持率的下降，即使着色剂粒子微细，经时保存稳定性仍很优异，显示图像的图像再现性良好，可进行稳定的图像显示。
为达到上述目的，其具体的方法如下所述。
<1>一种着色树脂组合物，其特征是含有平均粒径为200nm以下的着色剂及一分子中含有羧基及磷酸基中的至少一种和磺酸基的碱溶性树脂。
<2><1>中所述的着色树脂组合物，其特征是上述碱溶性树脂是使从下述化合物D-1～D-9中选择的至少一种化合物进行共聚而制得的树脂。
Figure A20071012731000061
Figure A20071012731000071
式中，Q2表示-H或-CH3，j表示2～18的整数，1表示1～4的整数，m表示1～12的整数。
<3>上述<1>或<2>的着色树脂组合物，其特征是上述碱溶性树脂是使从下述化合物D-10～D-16中选择的至少一种化合物进行共聚而制得的树脂。
式中，Q2表示-H或-CH3，j表示2～18的整数，m表示1～12的整数。
<4>上述<1>～<3>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述碱溶性树脂的重均分子量(用GPC法测定的聚苯乙烯的换算值)为2000～100000。
<5>上述<1>～<4>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述着色剂中的至少一种是红色用着色剂，上述红色用着色剂的平均粒径为150nm以下，上述红色用着色剂相对总固体量而言，其含有率为20质量％以上。
<6>上述<1>～<4>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述着色剂中的至少一种是绿色用着色剂，上述绿色用着色剂的平均粒径为200nm以下，上述绿色用着色剂相对总固体量而言，其含有率为35质量％以上。
<7>上述<1>～<4>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述着色剂中的至少一种是蓝色用着色剂、上述蓝色用着色剂的平均粒径为150nm以下，上述蓝色用着色剂相对总固体量而言，其含有率为15质量％以上。
<8>上述<1>～<7>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是还含有光聚合性化合物及光聚合引发剂。
<9>上述<1>～<8>中的任意一种着色树脂组合物，其特征在于上述的着色剂是平均粒径为10～100nm的有机颜料。
<10>上述<5>～<9>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述红色用着色剂的平均粒径为10～100nm，上述红色用着色剂相对总固体量而言，其含有率为25～50质量％。
<11>上述<6>～<10>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述绿色用着色剂的平均粒径为10～100nm，上述绿色用着色剂相对总固体量而言，其含有率为45～60质量％。
<12>上述<7>～<11>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述蓝色用着色剂的平均粒径为10～100nm，上述蓝色用着色剂相对总固体量而言，其含有率为25～50质量％。
<13>上述<1>～<12>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述碱溶性树脂的含有量相对于上述着色剂的质量而言为0.5～150质量％。
<14>上述<8>～<13>中的任意一种着色树脂组合物，其特征是上述光聚合性化合物为4官能以上的丙烯酸酯化合物。
<15>一种液晶显示元件用滤色器，其特征是用上述<1>～<14>中的任意一种着色树脂组合物制作的。
<16>上述<15>中的液晶显示元件用滤色器，其特征是电压保持率为85％以上。
发明效果
本发明可提供一种着色树脂组合物及液晶显示元件用滤色器，该着色树脂组合物可抑制图像显示时电压保持率的下降，显示图像的图像再现性良好，可进行稳定的图像显示。再有，本发明的着色树脂组合物经时保存稳定性良好，即使着色剂粒子微细，其经时保存时的粘度变化也小，可将经时变化抑制为很小。
附图说明
图1是为说明VHR测定中用的液晶单元的构成的截面示意图。
具体实施方式
下面就本发明的着色树脂组合物加以详细说明的同时，还将就采用着色树脂组合物制作的本发明的液晶显示元件用滤色器加以详细说明。
本发明的着色树脂组合物至少含有着色剂和碱溶性树脂，上述着色剂的平均粒径为200nm以下，上述碱溶性树脂是在一分子中至少含有羧基及磷酸基中的至少一种和磺酸基的树脂。另外，优选含有光聚合性化合物、光聚合引发剂、溶剂，根据需要可再用其它成分来构成。
本发明中，采用平均粒径为200nm以下的粒子尺寸小的着色剂时，通过使用在具有羧基或磷酸基的碱可溶基团的分子上引入有磺酸基(理想的是在分子侧链上)的树脂成分，可抑制电压保持率的下降，使电压保持很高，所以构成液晶面板而显示图像时可稳定地进行图像显示。
这里，电压保持率(VHR)是对液晶单元的电极之间施加5V电压一定时间后，停止电压的施加，测定经过规定时间后的单元电压，由所得值按下式求得的。还有，测定中，在夹持液晶单元中的液晶的二块基板上分别设置的ITO膜(透明电极)之间布线，并将极性反转，重复几次施加5V电压，将测定值的平均值作为单元电压。
电压保持率(％)＝(单元电压/5)×100
如图1所示，制作液晶单元时，将在玻璃基板上具有ITO电极及滤色器膜的滤色器基板和另准备的带ITO电极的对向基板，按照使滤色器膜和对向基板的ITO电极面对面的方式相向地配置，并使它们具有所需的单元间隔(cell gap)，之后将基板间用密封剂贴合，注入液晶，用烘箱加热、粘接来完成制作。
-着色剂-
本发明的着色树脂组合物至少含有一种平均粒径为200nm以下的着色剂。由于选择了平均粒径为200nm以下的粒子尺寸小的着色剂，所以构成显示面板而显示图像时可获得具有高对比度及高透过率、且色纯度良好的色再现性高的图像。另外，虽然随着采用粒子尺寸小(即比表面积大)的着色剂，构成液晶显示面板使图像显示时的电压保持率(VHR)有显著下降，图像显示性能有变差的倾向，但是，因使用了后述的本发明中的碱溶性树脂，所以有效地控制了VHR的下降，图像显示性能良好，可获得稳定的图像。
另外，使用粒子尺寸小的着色剂时，无论是无机颜料粒子还是有机颜料粒子，要使微粒不凝聚、保持分散状态一般是很困难的。特意分散为微粒状的着色剂一旦凝聚，就会导致滤色器的对比度、透过率的下降，在制备工序中还易产生异物，进而在基板上不能以均匀的膜厚进行涂布。通过使用本发明的碱溶性树脂，可防止颜料凝聚，可得到保存性良好的分散液，做成着色树脂组合物时保存性也良好，可形成均匀的涂布膜。其结果可制得上述图像显示良好的显示装置。
这里所谓的平均粒径是指调制含有着色剂的着色树脂组合物(如颜料的情况下，是指分散有颜料的分散组合物)时的原始粒径的平均值(如分散颜料等时，是指被分散于分散组合物中的颜料的平均原始粒径)，分散处理后马上用透射电子显微镜(TEM；如带TEM功能的SEM S-4800、(株)日立制作所制)进行测定。
作为着色剂，除了平均粒径以外没有特别地限制，可以从以往公知的各种染料和颜料中选择一种或二种以上，在分散状态下的平均粒径为200nm下的范围内使用。
作为上述的平均粒径，无论是无机颜料还是有机颜料，如果考虑高透过率为好的话，则尽量选择微细粒径的着色剂为佳。作为平均粒径，以200nm以下为好、150nm以下更好、100nm以下最好。而且，作为平均粒径的下限则为10nm。另外，在操作性方面也以上述范围内的为好。
作为无机颜料可列举用金属氧化物、金属配位化合物等表示的金属化合物。作为无机颜料的具体例子可列举铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑等的金属氧化物及上述金属的复合氧化物。
作为有机颜料可列举如：
C.I.黄色颜料11，24，31，53，83，93，99，108，109，110，138，139，147，150，151，154，155，167，180，185，199；
C.I.橙色颜料36，38，43，71；
C.I.红色颜料81，105，122，149，150，155，171，175，176，177，209，220，224，242，254，255，264，270；
C.I.紫色颜料19，23，32，39；
C.I.蓝色颜料1，2，15，15：1，15：3，15：6，16，22，60，66；
C.I.绿色颜料7，36，37；
C.I.棕色颜料25，28；
C.I.黑色颜料1；
炭黑、钛黑等。
上述颜料中适宜使用以下的。但是，本发明中不只限定于这些颜料。
C.I.黄色颜料11，24，108，109，110，138，139，150，151，154，167，180，185；
C.I.橙色颜料36，71；
C.I.红色颜料122，150，171，175，177，209，224，242，254，255，264；
C.I.紫色颜料19，23，32；
C.I.蓝色颜料15:1，15:3，15:6，16，22，60，66；
C.I.绿色颜料7，36，37；
C.I.黑色颜料1；
本发明中的着色树脂组合物中，作为上述有机颜料，以含有绿色、红色或蓝色有机颜料为好。
有机颜料除了可以单独使用一种以外，为了提高色纯度也可几种组合使用。组合使用的具体例子如下所示。
作为红色用的颜料，可以使用蒽醌类颜料、苝类颜料、二酮基吡咯并吡咯类颜料单独或它们中的至少一种与二重氮类黄色颜料、异吲哚满类黄色颜料或奎酞酮类黄色颜料中的至少一种颜料的混合颜料、蒽醌类颜料与二酮基吡咯并吡咯类颜料的混合颜料等。例如：作为蒽醌类颜料可列举C.I.红色颜料177，作为苝类颜料可列举C.I.红色颜料155、C.I.红色颜料224，作为二酮基吡咯并吡咯类颜料可列举C.I.红色颜料254，从色再现性方面考虑，以C.I.黄色颜料139与上述红色颜料中的至少一种的混合类颜料为好。
另外，红色颜料与黄色颜料的质量比以100∶5～100∶75为好。如果在该范围内的话，则可抑制光透过率、提高色纯度。更好的质量比为100∶10～100∶50。
当作为上述着色剂中的至少一种而使用上述红色用的有机颜料时，以平均原始粒径为150nm以下的红色用有机颜料为好，相对于着色树脂组合物的总固体量而言，其含量以20质量％以上为好。还有，红色用有机颜料的平均原始粒径以100nm以下为更好、80nm以下为更加好。平均原始粒径的下限希望为10nm。另外，相对于着色树脂组合物的总固体量而言，其含量以25重量％以上为理想、30质量％以上为更理想。该含量的上限希望为着色树脂组合物总固体量的50质量％。
如果红色有机颜料的含量在20质量％以上的范围内，则滤色器的涂膜即使很薄，也能实现作为LCD(液晶显示装置)所必要的色再现。
另外，作为绿色用的颜料既可单独使用卤化酞菁类颜料，又可将其与二重氮类黄色颜料、奎酞酮类黄色颜料、甲亚胺类黄色颜料或异吲哚满类黄色颜料混合使用。
例如：可单独使用C.I.绿色颜料36或将C.I.绿色颜料7、36、37与C.I.黄色颜料83、C.I.黄色颜料138、C.I.黄色颜料139、C.I.黄色颜料150、C.I.黄色颜料180或C.I.黄色颜料185混合使用。
绿色颜料与黄色颜料的质量比以100∶5～100∶150为好。
当作为上述着色剂中的至少一种而使用上述绿色用有机颜料时，绿色用有机颜料的平均原始粒径以200nm以下为好，相对着色树脂组合物的总固体量而言，其含量以35质量％以上为好。绿色用有机颜料的平均原始粒径以150nm以下的为更好、100nm以下为更加好。平均原始粒径的下限希望为10nm。另外，相对于着色树脂组合物的总固体量而言，其含量以45重量％以上为佳、50质量％以上为更佳。该含量的上限希望为60质量％。
如果绿色有机颜料的含量在35质量％以上的范围内，则即使滤色器的涂膜薄，也可实现作为LCD(液晶显示装置)所必要的色再现。
作为蓝色用颜料，可以单独使用酞菁类颜料，或将其与二嗪类紫色颜料混合使用。例如：可将C.I.蓝色颜料15:6与C.I.紫色颜料23混合使用。
蓝色颜料与紫色颜料的质量比以100∶0～100∶30为好。
当作为上述着色剂中的至少一种而使用上述蓝色用有机颜料时，蓝色用有机颜料的平均原始粒径以150nm以下为佳，相对着色树脂组合物的总固体量而言，其含量以15质量％以上为佳。蓝色用有机颜料的平均原始粒径以100nm以下为更好、70nm以下为更加好。平均原始粒径的下限希望为10nm。另外，相对于着色树脂组合物的总固体量而言，其含量以20重量％以上为好、以25质量％以上为更好。该含量的上限希望为着色树脂组合物总固体量的50质量％。
如果蓝色有机颜料的含量在15质量％以上的范围内，则即使滤色器的涂膜薄，也可实现作为LCD(液晶显示装置)所必要的色再现。
本发明中，着色剂是染料时，可制得其均匀地溶解于着色树脂组合物中而被着色了的组合物。
作为上述的染料并无特别地限制，可使用以往滤色器用的公知的染料。例如可使用特开昭64-90403号公报、特开昭64-91102号公报、特开平1-94301号公报、特开平6-11614号公报、特登259220号、美国专利第4,808,501号说明书、美国专利第5,667,920号说明书、美国专利第5,059,500号说明书、特开平5-333207号公报、特开平6-35183号公报、特开平6-51115号公报、特开平6-194828号公报、特开平8-211599号公报、特开平4-249549号公报、特开平10-123316号公报、特开平11-302283号公报、特开平7-286107号公报、特开2001-4823号公报、特开平8-15522号公报、特开平8-29771号公报、特开平8-146215号公报、特开平11-343437号公报、特开平8-62416号公报、特开2002-14220号公报、特开2002-14221号公报、特开2002-14222号公报、特开2002-14223号公报、特开平8-302224号公报、特开平8-73758号公报、特开平8-179120号公报、特开平8-151531号公报中记载的色素。
作为染料的化学结构可列举：吡唑偶氮类、苯胺基偶氮类、三苯基甲烷类、蒽醌类、蒽吡啶酮类、苄叉类、氧杂菁类、吡唑并三唑偶氮类、吡啶酮偶氮类、菁类、吩噻嗪类、吡咯并吡唑亚甲胺、氧杂蒽类、酞菁类、苯并吡喃类、靛蓝类等。
另外，构成进行水或碱显影的抗蚀剂体系时，从由显影可完全除去未固化部分的粘合剂及/或染料方面考虑，适合使用酸性染料及/或其衍生物。其它如直接染料、碱性染料、媒染染料、酸性媒染染料、冰染染料、分散染料、油溶染料、食品染料及/或它们的衍生物等也有用。
上述酸性染料如果是具有磺酸或羧酸等酸性基的染料的话，则无特别的限制，但应全面考虑对有机溶剂和显影液的溶解性、与碱性化合物的成盐性、吸光度、与组合物中其它成分的相互作用、耐光性、耐热性等必要的性能后再进行选择。
下面列出酸性染料的具体例子。但是，本发明中不只限于这些。可列举如：酸性茜素紫N；酸性黑1，2，24，48；酸性蓝1，7，9，15，18，23，25，27，29，40，45，62，70，74，80，83，86，87，90，92，103，112，113，120，129，138，147，158，171，182，192，243，324:1；酸性铬紫K；酸性品红；酸性绿1，3，5，9，16，25，27，50；酸性橙6，7，8，10，12，50，51，52，56，63，74，95；酸性红1，4，8，14，17，18，26，27，29，31，34，35，37，42，44，50，51，52，57，66，73，80，87，88，91，92，94，97，103，111，114，129，133，134，138，143，145，150，151，158，176，183，198，211，215，216，217，249，252，257，260，266，274；酸性紫6B，7，9，17，19；酸性黄1，3，7，9，11，17，23，25，29，34，36，42，54，72，73，76，79，98，99，111，112，114，116，184，243；食品黄3；及这些染料的衍生物。
其中，作为酸性染料，以酸性黑24；酸性蓝23，25，29，62，80，86，87，92，138，158，182，243，324:1；酸性橙8，51，56，63，74；酸性红1，4，8，34，37，42，52，57，80，97，114，143，145，151，183，217；酸性紫7；酸性黄17，25，29，34，42，72，76，99，111，112，114，116，184，243；酸性绿25等染料及这些染料的衍生物为好。
另外，上述以外的偶氮类、氧杂蒽类、酞菁类酸性染料也优选使用，C.I.溶剂蓝44，38；C.I.溶剂橙45；若丹明B、若丹明110等酸性染料及它们的衍生物也好用。
作为着色剂采用染料时的着色树脂组合物中，红色用、绿色用、蓝色用染料各自的平均粒径、含量的范围及其理想的范围与已述的有机颜料相同。
为了提高上述颜料的分散性，在着色树脂组合物中可添加以往公知的颜料分散剂和表面活性剂。作为分散剂，许多种化合物都可使用，可列举如：酞菁衍生物(市售品EFKA-745(エフカ社制))、ソルスパ一ス500(ゼネカ(株)制)；有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业(株)制)、(甲基)丙烯酸类(共)聚合物ポリフロ一No.75、No.90、No.95(共荣社油脂化学工业(株)制)、W001(裕商社制)等的阳离子类表面活性剂；聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬酯醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯等非离子类表面活性剂W004、W005、W017(裕商社制)等的阴离子类表面活性剂；EFKA-46、EFKA-47、EFKA-47EA、EFKA聚合物100、EFKA聚合物400、EFKA聚合物401、EFKA聚合物450(以上，森下产业(株)制)、デイスパ一スエイド 6、デイスパ一スエイド 8、デイスパ一スエイド15、デイスパ一スエイド9100(センノプコ社制)等的高分子分散剂；ソルスパ一ス3000、同5000、同9000、同12000、同13240、同13940、同17000、同24000、同26000、同28000等的各种ソルスパ一ス分散剂(ゼネカ(株)制)；アデカプルロニツクL31，同F38，同L42，同L44，同L61，同L64，同F68，同L72，同P95，同F77，同P84，同F87，同P94，同L101，同P103，同F108，同L121，同P-123(旭电化(株)制)及イソネツトS-20(三洋化成(株)制)。
-碱溶性树脂-
本发明的着色树脂组合物至少含有一种碱溶性树脂(以下有时称“本发明的碱溶性树脂”)，这种碱溶性树脂在一分子中含有羧基及磷酸基中的至少一种和磺酸基。所用着色剂的粒子尺寸即使是很小(即表面积大)的体系，可有效地抑制构成液晶显示面板而显示图像时的电压保持率(VHR)的下降，图像再现性良好，可进行稳定的图像显示。另外，因含有本发明中的碱溶性树脂，所以即使着色剂(如颜料)粒子微细，也可大大提高着色树脂组合物的保存稳定性。即，本发明的着色树脂组合物具有长期保存也几乎看不到粘度变化的优点。
电压保持率(VHR)的改良可推测是因分子中引入了pKa小的磺酸基，强烈地拉动对极化有用的电荷，所以即使施加电压，电荷的移动也受到抑制的结果。另外，也可以推测是因pKa小的磺酸基牢牢地吸附在颜料粒子表面的特定部位(推测为强碱性点)，另一方面，羧基、磷酸基吸附在弱碱性点上，于是在颜料的周围形成了大范围的保护胶体，使粒子能维持高的分散状态。其次，可以推测由于牢固地吸附，所以即使长期保存也不会凝聚。
作为本发明中的碱溶性树脂，可从具有碱溶性的物质中进行适当地选择，碱溶性物质是分子(理想的是以丙烯酸类共聚物、苯乙烯类共聚物为主链的分子)中含有羧基及磷酸基中的至少一种和磺酸基的物质。
这种碱溶性树脂是将下述的含有羧酸成分的单体、含有磷酸成分的单体、含有磺酸成分的单体进行共聚合制得的。
作为含有羧酸成分的单体，有如：(甲基)丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、部分酯化的马来酸等，记载于特开昭59-44615号、特开昭54-34327号、特开昭58-12577号、特开昭54-25957号、特开昭59-53836号、特开昭59-71048号各公报中。另外，作为含有磷酸成分的单体，有如：2-(甲基)丙烯酰氧基磷酸脂等，适合用下述化合物D-1～D-9(式中，Q2表示-H或-CH3，j表示2～18的整数，1表示1～4的整数、m表示1～12的整数。)等的化合物。
Figure A20071012731000181
作为具有磺酸成分的单体可适用下述化合物D-10～D-16(式中，Q2表示-H或-CH3，j表示2～18的整数，m表示1～12的整数。)等的化合物。
Figure A20071012731000182
Figure A20071012731000191
这些含有酸成分的单体与其它可共聚的单体进行共聚就可制得本发明的碱溶性树脂。如果含有酸基的单体成分多，则由于在溶剂中的溶解性不充分，所以与不含酸成分的其它共聚单体进行共聚为佳。
作为上述的“其它可共聚的单体”可列举如：(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯化合物等。这里，烷基及芳基的氢原子被取代基取代的也可以。
作为上述的(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯可列举如：CH2＝C(R1)(COOR3)[这里，R1表示氢原子或碳原子数为1～5的烷基，R3表示碳原子数为1～8的烷基或碳原子数为6～12的芳烷基。具体地说有：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸羟烷酯(烷基是碳原子数为1～8的烷基)、甲基丙烯酸羟基缩水甘油酯、甲基丙烯酸四氢糠酯等]等。
另外，分子侧链上具有聚氧化烯链的树脂也是理想的树脂。
作为上述的聚氧化烯链，有聚氧化乙烯链、聚氧化丙烯链、聚四甲撑二醇链或可将这些侧链并用，末端是氢原子或直链或支链的烷基。
上述聚氧化乙烯链、聚氧化丙烯链的重复单元数以1～20为好、2～12为更好。这些侧链上含有聚氧化烯链的丙烯酸类共聚物是：以(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)单(甲基)丙烯酸酯等及将它们的末端OH基用烷基封端的化合物，如甲氧基聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚(乙二醇-丙二醇)单(甲基)丙烯酸酯等作为共聚成分的丙烯酸类共聚物。
另外，作为上述的乙烯化合物可列举如：CH2＝CR1R2[R1表示氢原子或碳原子数为1～5的烷基，R2表示碳原子数为6～10的芳香族烃环。具体地说有：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、聚苯乙烯大单体、聚甲基丙烯酸甲酯大单体等]等。理想的可共聚的其它单体有(甲基)丙烯酸烷基酯(烷基是碳原子数为2～4的烷基)、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯及苯乙烯。
含有羧酸基的碱溶性树脂(如丙烯酸类树脂)可通过适当调节各单体的共聚比例使其酸值在20～200mg KOH/g范围内为好。酸值超过200时，碱溶性树脂(如丙烯酸类树脂)对碱的溶解性变得过大，则合适的显影范围(显影宽容度)会变窄，如果不足20太小的话，则对碱的溶解性变小，显影需过多的时间。含磷酸基的碱溶性树脂(如丙烯酸类树脂)也具有同等程度的酸值为宜。
另外，作为碱溶性树脂(如丙烯酸类树脂)的重均分子量Mw(用GPC法测定的聚苯乙烯的换算值)，为达到涂布彩色抗蚀剂等的工序中容易使用的粘度范围的要求，另外为确保膜的强度，以2000～100000为佳、以3000～50000为更佳。
本发明的着色树脂组合物中的碱溶性树脂的量以组合物总固体量的5～90质量％为佳、以10～60质量％为更佳。如果碱溶性树脂的量比5质量％少的话，则膜强度下降，如果比90质量％多的话，因酸性成分多，故溶解性的调节变难，另外，因颜料相对变少，故得不到足够的图像密度。特别是对宽幅的大面积的基板适合的间隙式涂布而言收率高，且可得到良好的涂膜。
另外，为了提高本发明的着色树脂组合物的交联效率，可单独使用碱溶性树脂上具有聚合性基团的树脂或者也可与不含聚合性基团的碱溶性树脂一块使用，侧链上具有芳基、(甲基)丙烯酰基、芳氧烷基等的聚合物等是有用的。含有聚合性双键的碱溶性树脂可在碱显影液中显影，还具备光固化性能。
这些具有聚合性基团的聚合物的例子如下所示。但是，只有是含有COOH基、OH基等的碱溶性基团和碳-碳间的不饱和键的话，则不只限于下述化合物。
(1)通过至少含有一个(甲基)丙烯酰基的化合物与含有羧基的丙烯酸类树脂的反应制得的经尿烷改性的含有聚合性双键的丙烯酸树脂，所述至少含有一个(甲基)丙烯酰基的化合物是预先使异氰酸酯基与OH基反应而形成的，至少残留有一个未反应的异氰酸醋基，
(2)含有羧基的丙烯酸类树脂与分子内同时具有环氧基及聚合性双键的化合物反应得到的含有不饱和基团的丙烯酸类树脂，
(3)酸侧基型环氧丙烯酸酯树脂，
(4)使含OH基的丙烯酸树脂与含聚合性双键的二元酸酐反应的含有聚合性双键的丙烯酸类树脂。
上述树脂中，以(1)及(2)的树脂为好。
作为具有聚合性双键的碱溶性树脂的酸值以30～150mg KOH/g为好、以35～120mg KOH/g为更好，另外，作为重均分子量Mw以2000～50000为好、以3000～30000为更好。
本发明中的碱溶性树脂在着色树脂组合物中的含量相对上述着色剂的质量而言，以0.5～150质量％为好、以1～120质量％为更好。本发明中的碱溶性树脂的含量如果在上述范围内，则构成分散有粒子尺寸小的着色剂的体系时，可有效地抑制显示图像时的电压保持率的下降，有利于进行图像再现性良好的稳定的图像显示。
-光聚合性化合物-
本发明的着色树脂组合物可以使用至少一种光聚合性化合物来构成。作为光聚合性化合物，如果是受后述的光聚合引发剂的作用后可进行光聚合的聚合性化合物，则无特别限定，可进行适当地选择。
其中，具有至少一个可加成聚合的乙烯性不饱和基团且沸点在常压下为100℃以上的化合物为好，特别理想的是4官能团以上的丙烯酸酯化合物。
作为具有至少一个可加成聚合的乙烯性不饱和基团且沸点在常压下为100℃以上的化合物，可例举如：聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯等的单官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)三聚异氰酸酯、甘油或三羟甲基乙烷等多官能醇上加成环氧乙烷或环氧丙烷后(甲基)丙烯酸酯化的化合物、季戊四醇或二季戊四醇的多(甲基)丙烯酸酯化物、特公昭48-41708号、特公昭50-6034号、特开昭51-37193号的各公报中记载的尿烷丙烯酸酯类、特开昭48-64183号、特公昭49-43191号、特公昭52-30490号各公报中记载的聚酯丙烯酸酯类、环氧树脂和(甲基)丙烯酸的反应产物即环氧丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。还有，在日本接着协会志Vol.20、No.7 300～308页中作为光固化性单体及低聚物介绍的化合物也可使用。
另外，在上述多官能醇上加成环氧乙烷或环氧丙烷后(甲基)丙烯酸酯化的化合物，在特开平10-62986号公报中作为通式(1)及(2)与其具体例一并有记载。这些化合物也可用作光聚合性化合物。
其中，以二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯及它们的丙烯酰基介于乙二醇、丙二醇的残基之间的结构为佳。它们的低聚物类型也能使用。
光聚合性化合物可单独使用1种或将2种以上组合使用。
光聚合性化合物在着色树脂组合物中的含有量，相对于着色树脂组合物的总固体量100质量份而言，以20～80质量份为佳、以30～70质量份为更佳。如果光聚合性化合物的含量在上述范围内，则可很好地进行固化。
-光聚合引发剂-
本发明的着色树脂组合物可以使用至少一种光聚合引发剂来构成。该光聚合引发剂是与上述光聚合性化合物同时含有的，可获得高固化度，与此同时可控制固化性达到所要求的程度。
作为光聚合性引发剂可用如：特开平57-6096号公报中记载的卤甲基二唑；特公昭59-1281号公报、特开昭53-133428号公报等中记载的卤甲基-s-三嗪等活性卤代化合物；美国专利USP-4318791、欧洲专利公开EP-88050A等中记载的缩酮、缩醛或苯偶因烷基醚类等的芳香族羰基化合物；美国专利USP-4199420中记载的二苯甲酮类等的芳香族酮化合物；Fr-2456741中记载的氧(或硫)杂蒽酮类或吖啶类化合物；特开平10-62986号公报中记载的香豆素类或洛芬碱二聚物类等的化合物；特开平8-015521号公报等的锍有机硼络合物等。
作为光聚合引发剂适合使用苯乙酮类、缩酮类、二苯甲酮类、苯偶因类、苯甲酰类、氧杂蒽酮类、三嗪类、卤甲基二唑类、吖啶类、香豆素类、洛芬碱二聚物类、联二咪唑类等的光聚合引发剂。
作为苯乙酮类的光聚合引发剂适宜列举如：2，2-二乙氧基苯乙酮、p-二甲氨基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、p-二甲氨基苯乙酮、4’-异丙基-2-羟基-2-甲基-苯丙酮等。
作为上述的缩酮类光聚合引发剂，适宜列举如：苄基二甲基缩酮、苄基-β-甲氧基乙基缩醛等。
作为上述的二苯甲酮类光聚合引发剂适宜列举如：二苯甲酮、4，4’-(双二甲氨基)二苯甲酮、4，4’-(双二乙氨基)二苯甲酮、4，4’-二氯二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1，2-甲苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1，2-甲基-1-[4-(甲硫代)苯基]-2-吗啉丙酮-1等。
作为上述的苯偶因类或苯甲酰类的光聚合引发剂适宜列举如：苯偶因异丙基醚、苯偶因异丁基醚、苯偶因甲醚、甲基-o-苯甲酰基苯甲酸酯等。
作为上述的占吨酮类的光聚合引发剂适宜列举如：二乙基硫杂蒽酮、二异丙基硫杂蒽酮、单异丙基硫杂蒽酮、氯代硫杂蒽酮等。
作为上述的三嗪类光聚合引发剂适宜列举如：2，4-双(三氯甲基)-6-p-甲氧基苯基-s-三嗪、2，4-双(三氯甲基)-6-p-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪、2，4-双(三氯甲基)-6-(1-p-二甲氨基苯基)-1，3-丁二烯基-s-三嗪、2，4-双(三氯甲基)-6-联苯-s-三嗪、2，4-双(三氯甲基)-6-(p-甲基联苯)-s-三嗪、p-羟基乙氧基苯乙烯基-2，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、甲氧基苯乙烯基-2，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、3，4-二甲氧基苯乙烯基-2，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-苯并环氧乙烷基-2，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、4-(o-溴-p-N，N-(二乙氧基羰基氨基)-苯基)-2，6-二(氯甲基)-s-三嗪、4-(p-N，N-(二乙氧基羰基氨基)-苯基)-2，6-二(氯甲基)-s-三嗪等。
作为上述的卤甲基二唑类的光聚合引发剂适宜列举如：2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1，3，4-二唑、2-三氯甲基-5-(氰基苯乙烯基)-1，3，4-二唑、2-三氯甲基-5-(萘并-1-基)-1，3，4-二唑、2-三氯甲基-5-(4-苯乙烯基)苯乙烯基-1，3，4-二唑等。
作为上述的吖啶类光聚合引发剂适宜列举如：9-苯基吖啶、1，7-双(9-吖啶基)庚烷等。
作为上述的香豆素类光聚合引发剂适宜列举如：3-甲基-5-氨基-((s-三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素、3-氯-5-二乙氨基-((s-三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素、3-丁基-5-二甲氨基-((s-三嗪-2-基)氨基)-3-苯基香豆素等。
作为上述的洛芬碱二聚物类光聚合引发剂适宜列举如：2-(o-氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物、2-(o-甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物、2-(2，4-二甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物等。
作为上述的联二咪唑类的光聚合引发剂适宜列举如：2-巯基苯并咪唑、2，2’-苯并噻唑基二硫化物等。
除上述以外，还可列举：1-苯基-1，2-丙烷二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、O-苯甲酰基-4’-(苯并巯基)苯甲酰基-己基酮肟、2，4，6-三甲基苯基羰基-二苯基膦酰基氧化物、六氟偶磷基三烷基苯基盐等。
本发明中并不限定于以上的光聚合引发剂，其它公知的引发剂也可以使用。可列举如：美国专利第2367660号说明书中报导的连位ポリケトルアルドニル化合物、美国专利第2367661号及第2367670号说明书中报导的α-羰基化合物、美国专利第2448828号说明书中报导的偶姻醚、美国专利第2722512号说明书中报导的α-烃上被取代的芳香族偶姻化合物、美国专利第3046127号及第2951758号说明书中报导的多核醌化合物、美国专利第3549367号说明书中报导的三烯丙基咪唑二聚物/p-氨基苯基酮的组合、特公昭51-48516号公报中报导的苯并噻唑类化合物/三卤甲基-s-三嗪类化合物等。
另外，这些光聚合引发剂也可并用。
光聚合引发剂在着色树脂中的含量，相对于该组合物的总固体量而言，以0.1～10.0质量％为好、以0.5～5.0质量％为更好。
光聚合引发剂的含量如在上述范围内，则可很好地进行聚合固化，制得高的膜强度。
-溶剂-
本发明的着色树脂组合物一般可用溶剂来调制。
作为溶剂可列举酯类，如：醋酸乙酯、醋酸-n-丁酯、醋酸异丁酯、甲酸戊酯、醋酸异戊酯、醋酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯类、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羟基醋酸甲酯、羟基醋酸乙酯、羟基醋酸丁酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、及3-氧基丙烯酸甲酯、3-氧基丙烯酸乙酯等3-氧基丙烯酸烷基酯类(如：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-乙氧基丙酸乙酯等)、2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等2-氧基丙酸烷基酯类(如：2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、及丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-羰基丁酸甲酯、2-羰基丁酸乙酯等；
醚类可列举如：二甘醇二甲醚、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇一甲醚乙酸酯、乙二醇一乙醚乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
酮类可列举如：丁酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等；
芳香族烃类可列举如：甲苯、二甲苯。
它们中，优选使用3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乳酸乙酯、二甘醇二甲基醚、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯等。
溶剂除可单独使用以外，也可将2种以上组合使用。
-其它成分-
在本发明的着色树脂组合物中，根据需要，还可含有热阻聚剂、其它填充剂、上述碱溶性树脂以外的高分子化合物、表面活性剂、粘附促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝聚剂等的各种添加剂。
(热阻聚剂)
作为热阻聚剂，如：对苯二酚、p-甲氧基苯酚、二t-丁基-p-甲酚、焦棓酚、t-丁基邻苯二酚、苯醌、4，4’-硫代双(3-甲基-6-t-丁基苯酚)、2，2’-甲叉双(4-甲基-6-t-丁基苯酚)、2-巯基苯并咪唑等有用。
(各种添加剂)
作为各种添加剂的具体的例子可列举玻璃、氧化铝等的填充剂；衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、马来酸共聚物、部分酯化的马来酸共聚物、酸性纤维素衍生物、酸酐与含羟基的聚合物加成反应的产物、醇溶性尼龙、由双酚A和环氧氯丙烷形成的苯氧树脂等碱溶树脂，メガフアツクF171、同F172、同F173、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437(以上为大日本油墨化学工业(株)制)、フロラ一ドFC430、同FC431、FC171(以上为住友3M(株)制)、サ一フロン S-382、同SC-101、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC-1068、同SC-381、同SC-383、同S393、同KH-40(以上为旭硝子(株)制)等的氟类有机化合物；2-(3-t-丁基-5-甲基-2-羟苯基)-5-氯代苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等紫外线吸收剂；及聚丙烯酸钠等防絮凝剂。
另外，为了促进未固化部分的碱溶性，进一步提高本发明的着色树脂组合物的显影性，可在本发明的着色树脂组合物中再添加有机羧酸，理想的是添加分子量为1000以下的低分子量的有机羧酸。具体地说可列举如：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、三甲基乙酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸、辛酸等脂肪族一元羧酸；草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基琥珀酸、四甲基琥珀酸、柠康酸等脂肪族二羧酸；丙三羧酸、丙烯三羧酸、樟脑三酸等脂肪族三羧酸；安息香酸、苯乙酸、对异丙基苯甲酸、林酸等的芳香族单羧酸；邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯三甲酸、偏苯四甲酸、均苯四甲酸等的芳香族聚羧酸；苯基乙酸、α-甲基苯乙酸、氢化肉桂酸、α-苯乙醇酸、苯基琥珀酸、α-苯基丙烯酸、肉桂酸、肉桂酸甲酯、肉桂酸苄酯、肉桂叉乙酸、富马酸、2，4-二羟基肉桂酸等其它的羧酸。
本发明的着色树脂组合物可通过以下的混合分散工序来制备，所述工序中，将平均粒径为200nm以下的着色剂及一分子中含羧基及磷酸基中的至少一种和磺酸基的碱溶性树脂及根据需要而添加的光聚合性化合物、光聚合引发剂、其它成分(优选与溶剂一同)进行混合，用各种混合机、分散机进行混合分散。
混合分散工序优选包括混练分散及之后进行的微分散处理。但是，也可以省去混练分散这一步。
在本发明的着色树脂组合物中，理想的是用分散剂对着色剂进行混练分散处理，以使分散处理后的粘度比较高(10000mPa·s以上、理想的为100000mPa·s以上)，接着添加本发明的碱溶性树脂进行微分散处理，以使处理后的粘度比较低(1000mPa·s以下、理想的为100mPa·s以下)。
在混练分散处理中，可用二辊机、三辊机、球磨机、旋转磨、分散机、捏和机、捏和挤压机、均化机、混合机、单轴及双轴的挤出机等，一边给于很强的剪切力一边进行分散。接着，加入溶剂及本发明的碱溶性树脂，主要用竖型或卧型砂磨机、栓型研磨机(ピンミル)、开片机(スリツトミル)、超声波分散机等，使用珠粒(粒径0.1～1mm的玻璃、氧化锆等)进行微分散处理。这里也可以省去混练分散处理。这时，使用颜料与分散剂或表面处理剂、丙烯酸类共聚物及溶剂进行珠粒分散。
关于混练、分散的详细情况，在T.C.Patton著的“Paint Flow andpigment Dispersion”(1964年John Wiley and Sons社制)等中有记载。
本发明的液晶显示元件用的滤色器是在液晶显示元件(LCD)上用的材料。该滤色器的制作中，将已述的本发明的着色树脂组合物涂布在基板上后，用光刻法形成图像。采用光刻法时，将本发明的着色树脂组合物直接或通过其它涂层用旋转涂布法、狭缝涂布、流延涂布、辊涂等涂布方法(理想的是用狭缝涂布机进行狭缝涂布)涂布在基板上，使其干燥(预焙烘)，形成着色树脂组合物的涂布膜，通过规定的图案掩膜进行曝光，经光照射在固化部分和非固化部分形成潜影，再经显影处理除去未固化部分，只留下固化的部分，由此形成由(如单色的或3色或4色的双色以上的)被着色的图案像(即着色像素)组成的图案，制得滤色器。
这时作为照射用的放射线，最好用g线、h线、i线等的紫外线。
由涂布在基板上的本发明的着色树脂组合物所形成的涂布膜的干燥(预焙烘)，是用电热板、烘箱等，在50～140℃的温度下进行10～300秒。
本发明的液晶显示元件用的滤色器，在CIE色度图上的绿色(G)的y值以0.59以上为佳、0.59～0.7为更佳、0.60～0.68为特佳。如果y值过低，则光的色纯度下降，色再现性有下降的趋势。另外，CIE色度图上的x值是决定色相的值，理想的为0.25～0.35。
还有，本发明的液晶显示元件用的滤色器，在CIE色度图上的红色(R)的x值以0.60以上为好、0.6～0.7为更好、0.62～0.68为特好。如果x值过低，则光的色纯度下降，色再现性有下降的趋势。另外，CIE色度图上的y值是决定色相的值，理想的为0.25～0.35。
再有，本发明的液晶显示元件用的滤色器，在CIE色度图上的蓝色(B)的y值以0.10以下为佳、0.04～0.1为更好、0.05～0.09为特好。如果y值太大，则光的色纯度下降，色再现性有下降的趋势。另外，CIE色度图上的x值理想的为0.1～0.2。
上述中，CIE色度是对用着色树脂组合物在基板上形成的未曝光状态的膜(如涂膜)，用色度计(大冢电子(株)制)测定得到的。
本发明的液晶显示元件用的滤色器，从施加电压使图像显示时的图像再现性良好、可进行稳定的图像显示的角度考虑，其电压保持率以85％以上为佳、90％以上为更佳、95％以上为最佳。电压保持率的详细情况如前所述。
作为上述的基板，可列举如：液晶显示元件(LCD)等中使用的无碱玻璃、钠钙玻璃、パイレツクス(注册商标)玻璃、石英玻璃及在其上附着有透明导电膜的板、固体摄像元件(CCD等的图像传感器)等中使用的光电转换元件基板、如硅基板等。再有也可以使用塑料基板。在这些基板上通常形成有隔离各像素的黑底。另外，对塑料基板而言，其表面具有隔气层及/或耐溶剂层为佳。
将本发明的着色树脂组合物涂布在基板上时的涂膜厚度(干燥膜厚)，一般来说0.3～5.0μm较合适，理想的为0.5～3.5μm，最理想的为1.0～2.5μm。
显影处理，是使用碱性显影液，使光固化部分不溶解、未固化部分溶于显影液中来进行的。碱性显影液只要是能使未固化部分的着色树脂组合物的膜溶解的同时不能溶解固化部分的物质，则任何物质都可以使用。显影温度通常为20～30℃、显影时间为20～90秒。
另外，显影处理后，一般要洗净剩余的显影液，干燥后，在50～240℃的温度下进行加热处理(后焙烘)。
通过针对每一种颜色依次根据所需的色相反复进行以上的工序，可使工序上的难度变低，可制得高质量、低成本的着色固化膜(含滤色器)。
作为上述的碱性显影液，如上所述，如果是能溶解本发明的着色树脂组合物的未固化部分、而不溶解固化部分的溶液，则可无限制地进行选择。具体地说可用各种有机溶剂的组合或碱性水溶液。
作为有机溶剂可列举制备本发明的着色树脂组合物时可用的已述的溶剂。
作为碱性的水溶液，可以使用如：将氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、胆碱、吡咯、哌啶、1，8-二氮杂二环-[5，4，0]-7-十一碳烯等的碱性化合物溶解成浓度为0.001～10质量％、理想的为0.01～1质量％的碱性水溶液。还有，使用碱性显影液时，一般在显影处理后要用水洗净(淋洗)。
上述的后焙烘是为了使固化完全而在显影处理后进行的加热，通常是在约200～220℃下进行加热(ハ一ドベ一ク)的。后焙烘中可以用电热板或对流烘箱(热风循环式干燥机)、高频加热机等加热机构对显影处理后的涂布膜进行连续式或间歇式的加热，以达到上述的条件。
本发明的着色树脂组合物虽然主要是以滤色器的制作用途为中心进行说明的，但是，在构成滤色器的着色象素之间设置的黑底的制作中也可适用。黑底是，用碳黑、钛黑颜料等黑色系列的着色剂作为着色剂制备本发明的着色树脂组合物后，将其曝光、显影，再根据需要进行后焙烘促进膜固化来制备的。
实施例
下面通过实施例更具体地说明本发明，但是本发明不超越其要旨的范围内，不只限于以下的实施例。还有，不特别指出时，“份”以质量为基准。
另外，重均分子量是用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的。作为GPC，使用HLC-8120GPC、SC-8020(东创(東ソ一)(株)社制)，作为柱子用2根Tskgel、Super HM-H(东创(株)社制、6.0mm ID×15cm)，作为洗提液使用THF(四氢呋喃)。另外，作为测定条件，样品浓度为0.5质量％，流速取0.6ml/min，样品注入量为10μl，测定温度40℃，用IR检测器进行检测。另外，校正曲线由东创社制的[聚苯乙烯标准样品TSK标准物]：“A-500”、“F-1”、“F-10”、“F-80”、“F-380”、“A-2500”、“F-4”、“F-40”、“F-128”、“F-700”的10个样品来制作的。
(实施例1～4、比较例1～3)
(1)树脂的合成
(碱溶性树脂R-1的合成)
将下述组成中的成分加入反应容器中，再在其中加入564份丙二醇单甲醚乙酸酯和18份偶氮二异丁腈使其溶解均匀。接着，在100℃下使该溶液聚合反应5小时，制得分子中含羧基及磺酸基的碱溶性树脂R-1的聚合物溶液。该聚合物溶液的固体成分为40.2％、重均分子量为12000。
组成：
·甲基丙烯酸苄酯    …300份
·甲基丙烯酸        …29份
·2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(上述化合物D-16(Q2＝H))…47份
<碱溶性树脂R-2的合成>
将下述组成中的成分加入反应容器中，再往其中加入942份丙二醇单甲醚乙酸酯和24份偶氮二异丁腈使其溶解均匀。接着，在90℃下使该溶液聚合反应6小时，制得分子中含羧基、磷酸基及磺酸基的碱溶性树脂R-2的聚合物溶液。该聚合物溶液的固体成分为40.3％、重均分子量为14000。
组成：
·甲基丙烯酸甲酯              …396份
·磷酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯    …104份
·2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸     …102份
<碱溶性树脂R-3(比较用)的合成>
将下述组成中的成分加入反应容器中，再往其中加入1212份丙二醇单甲醚乙酸酯和38份偶氮二异丁腈使其溶解均匀。接着，在100℃下使该溶液聚合反应4.5小时，制得比较用的碱溶性树脂R-3的聚合物溶液。该聚合物溶液的固体成分为39.9％、重均分子量为10300。
组成：
·甲基丙烯酸苄酯    …750份
·甲基丙烯酸        …92份
<碱溶性树脂R-4(比较用)的合成>
将下述组成中的成分加入反应容器中，再往其中加入688份丙二醇单甲醚乙酸酯和20份偶氮二异丁腈使其溶解均匀。接着，在95℃下使该溶液聚合反应5.5小时，制得比较用的碱溶性树脂R-4的聚合物溶液。该聚合物溶液的固体成分为40.3％、重均分子量为9700。
组成：
·甲基丙烯酸甲酯              …280份
·磷酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯    …126份
·丙烯酸                      …43份
<碱溶性树脂R-5的合成>
在上述的碱溶性树脂R-1的合成中，代替47份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸而使用30份下述化合物D-10(Q2＝CH3、m＝4)，除此之外与上述碱溶性树脂R-1的合成相同地制得分子中含有羧基及磺酸基的碱溶性树脂R-5的聚合物溶液。该聚合物溶液的固体成分为38.9％、重均分子量为8000。
Figure A20071012731000321
<颜料分散用树脂S的合成>
将下述组成中的成分加入反应容器中，再往其中加入753份丙二醇单甲醚乙酸酯和11份偶氮二异丁腈使其溶解均匀。接着，在90℃下使该溶液聚合反应7小时，制得颜料分散用树脂S的聚合物溶液。该聚合物溶液的固体成分为50.2％、重均分子量为29700。
组成：
·甲基丙烯酸甲酯               …500份
·甲基丙烯酸-2-二乙氨基乙酯    …123份
·甲基丙烯酸-2-羟乙酯          …130份
(2)颜料分散液的制备
<颜料分散液P-1的制备>
将下述组成中的成分进行混合，用平均粒径为0.3mm的氧化锆珠，在珠分散机中对该混合液进行分散，制得颜料分散液P-1。分散结束后立即用透射电子显微镜(TEM)测定颜料的平均原始粒径，为50nm。
组成：
·上述树脂S的聚合物溶液  …46份
·C.I.红色颜料254        …40份
·C.I.红色颜料177        …12份
·丙二醇单甲醚乙酸酯     …127份
<颜料分散液P-2的制备>
将下述组成中的成分混合，与上述颜料分散液P-1相同地进行分散，制得颜料分散液P-2。与上述颜料分散液P-1相同地测定的颜料平均原始粒径为60nm。
组成：
·上述树脂S的聚合物溶液             …17份
·Disperbyk 161(BYK社制；分散剂)    …10份
·C.I.绿色颜料36                    …40份
·C.I.黄色颜料150                   …25份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                …162份
<颜料分散液P-3的制备>
将下述组成中的成分混合，与上述颜料分散液P-1相同地进行分散，制得颜料分散液P-3。与上述颜料分散液P-1相同地测定的颜料的平均原始粒径为40nm。
组成：
·上述树脂S的聚合物溶液    …50份
·C.I.蓝色颜料15:6         …87份
·C.I.紫色颜料23           …25份
Solsperse 12000(ZENEKA社制；分散剂)  …5份
·丙二醇单甲醚乙酸酯                 …200份
(3)感光性着色树脂组合物的制备
<感光性着色树脂组合物CR-1的制备>
将下述成分混合、搅拌，制得均匀的红色感光性着色树脂组合物CR-1。
·上述颜料分散液P-1              …131份
·二季戊四醇六丙烯酸酯           …28.5份
·イルガキユア369
(汽巴特殊化学品(株)制)           …1.4份
·上述碱溶性树脂R-1的聚合物溶液  …48.15份
·丙二醇单甲醚乙酸酯             …291份
<感光性着色树脂组合物CR-2的制备>
将下述成分混合、搅拌，制得均匀的绿色感光性着色树脂组合物CR-2。
·上述颜料分散液P-2              …249份
·二季戊四醇六丙烯酸酯           …27份
·イルガキユア369
(汽巴特殊化学品(株)制)           …1.4份
·上述碱溶性树脂R-2的聚合物溶液  …50份
·丙二醇单甲醚乙酸酯             …370份
<感光性着色树脂组合物CR-3的制备>
将下述成分混合、搅拌，制得均匀的蓝色感光性着色树脂组合物CR-3。
·上述颜料分散液P-3              …138份
·二季戊四醇六丙烯酸酯           …41份
·イルガキユア369
(汽巴特殊化学品(株)制)             …2.1份
·上述碱溶性树脂R-1的聚合物溶液    …91份
·丙二醇单甲醚乙酸酯               …454份
<感光性着色树脂组合物CR-4(比较用)的制备>
将下述成分混合、搅拌，制得均匀的红色比较用的感光性着色树脂组合物CR-4。
·上述颜料分散液P-1                …131份
·二季戊四醇六丙烯酸酯             …28.5份
·イルガキユア369
(汽巴特殊化学品(株)制)             …1.4份
·上述碱溶性树脂R-3的聚合物溶液    …48.15份
·丙二醇单甲醚乙酸酯               …291份
<感光性着色树脂组合物CR-5(比较用)的制备>
将下述成分混合、搅拌，制得均匀的绿色比较用的感光性着色树脂组合物CR-5。
·上述颜料分散液P-2                …249份
·二季戊四醇六丙烯酸酯             …27份
·イルガキユア369
(汽巴特殊化学品(株)制)             …1.4份
·上述碱溶性树脂R-4的聚合物溶液    …50份
·丙二醇单甲醚乙酸酯               …370份
<感光性着色树脂组合物CR-6(比较用)的制备>
将下述成分混合、搅拌，制得均匀的蓝色比较用的感光性着色树脂组合物CR-6。
·上述颜料分散液P-3                …138份
·二季戊四醇六丙烯酸酯             …41份
·イルガキユア369
(汽巴特殊化学品(株)制)             …2.1份
·上述碱溶性树脂R-4的聚合物溶液    …91份
·丙二醇单甲醚乙酸酯               …454份
<感光性着色树脂组合物CR-7的制备>
在上述感光性着色对脂组合物CR-1的制备中，代替48.15份的上述碱溶性树脂R-1的聚合物溶液使用49.8份的上述碱溶性树脂R-5的聚合物溶液，除此以外与感光性着色树脂组合物CR-1的制备相同，制得均匀的红色感光性着色树脂组合物CR-7。
(4)图像的形成
准备好形成有ITO透明电极的滤色器用的玻璃基板(10cm×10cm)，将上述制得的感光性着色树脂组合物CR-1～CR-7的试料分别在各自的玻璃基板的ITO透明电极上，用旋转涂布机进行涂布，将涂布后的玻璃基板在100℃的电热板上用玻璃基板面(非涂布面)与其接触的方式放置，使其干燥2分钟，形成了干燥层厚度为2.0μm的感光性着色层。
接着，用2.5kw的超高压汞灯，通过具有规定图案的掩膜，以100mJ/cm2的曝光量，对形成的感光性着色层进行图像曝光。曝光后，用显影液CD(富士胶片材料(株)制)的10％的稀释液，在26℃下显影处理60秒，再用纯水淋洗，形成了象素图案。将该象素图案放入220℃的对流烘箱中加热30分钟，使象素图案固化定影，制得滤色器基板。
(5)评价
用上述制得的各感光性着色树脂组合物及各滤色器基板，按以下所示的方法进行评价。评价结果示于下表1～表2中。
1.电压保持率(VHR)
如图1所示，将上述制得的各滤色器基板及另外准备的具有ITO透明电极的玻璃基板(10cm×10cm)相向放置，使滤色器基板的象素形成面与玻璃基板的ITO透明电极面面对面，用密封剂制作小型单元，使单元间隔为5μm。往该小型单元中注入液晶(メルク(株)制、MLC-6846-000)，用烘箱，在100℃下加热1小时。加热后冷却到室温，然后施加5V电压60μ秒钟，电压释放后经过16.7m秒后测定单元的电压。测定是在滤色器基板侧的ITO透明电极和玻璃基板侧的ITO透明电极间进行布线而进行的。这时施加的电压为5V，将极性反转，重复进行几次，将测定的单元电压取平均值。接着，用测得的单元电压，按下式求电压保持率(％)。
电压保持率(％)＝(单元电压/5)×100
2.图案形状
(1)象素有无剥离·脱落
用光学显微镜观察淋洗后的象素图案的状态，评价有无发生剥离及脱落。
(2)象素图案的直线形状、截面形状及非图像部分残渣的有无
用扫描型电子显微镜(侧长SEM S-7800H、(株)日立制作所制)观察淋洗后的象素图案的直线部分的形状及非象素形成区域(非图像部分)残渣的有无，与此同时，为了观察淋洗后的象素图案的截面，切开滤色器基板的每块玻璃基板，观察其截面的形状，分别对其评价。还有，截面形状的评价分顺锥形、稍垂直、倒锥形及不可测定这几个等级来进行。
3.感光性着色树脂组合物的经时保存稳定性
将制得的感光性着色树脂组合物装入褐色瓶中，在5～10℃的冰箱中保存。接着，每保存2个月，就用E型粘度计(型号：RE550H、东机产业(株)制)在25℃下测定其粘度。
表1
组合物 碱溶性树脂 分散粒径(平均原始粒径)                              评价
  图案直线部分的直线性 剥离/脱落 截面形状   非图像部分残渣     电压保持率[％]
实施例1  CR-1     R-1     50   良好     无 顺锥形     无     96
实施例2  CR-2     R-2     60   良好     无 顺锥形     无     91
实施例3  CR-3     R-1     40   良好     无 顺锥形     无     93
比较例1 CR-4     R-3(比较用) 50 良好 无 顺锥形 无 81
比较例2 CR-5     R-4(比较用) 60 良好 无 顺锥形 无 67
比较例3 CR-6     R-4(比较用) 40 良好 无 顺锥形 无 73
实施例4  CR-7     R-5     50   良好     无 顺锥形     无     95
表2
    粘度[mPa·s/25℃]
    刚制备后     2个月后     4个月后     6个月后
    实施例1     5.2     5.2     5.2     5.2
    实施例2     4.7     4.7     4.7     4.8
    实施例3     4.8     4.8     4.8     4.8
    比较例1     5.2     5.5     5.9     6.2
    比较例2     5.0     5.4     5.8     6.3
    比较例3     4.5     4.7     4.9     5.3
    实施例4     5.1     5.1     5.1     5.2
如上述表1～表2中所示，实施例中制得了图案形状良好的滤色器，也可大大抑制电压保持率的下降。因此，构成液晶面板时，图像再现性良好，可稳定地进行图像显示。另外，尽管颜料的平均原始粒径很小，但是保存稳定性也很好。
与此相反，在比较例中，虽然与实施例一样制得了图案形状良好的滤色器，但是电压保持率则显著下降，未能保持高的、可维持稳定的图像再现性的电压保持率。另外，感光性着色树脂组合物在制备后的存放中粘度上升，得不到良好的保存稳定性。

Claims (16)

1.一种着色树脂组合物，其中含有平均粒径为200nm以下的着色剂和碱溶性树脂，所述碱溶性树脂在一分子中具有羧基和磷酸基中的至少一种基团和磺酸基。
2.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述碱溶性树脂是使用从下述化合物D-1～D-9中选择的至少一种化合物进行共聚而制得的树脂，
Figure A2007101273100002C1
式中，Q2表示-H或-CH3，j表示2～18的整数，l表示1～4的整数，m表示1～12的整数。
3.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述碱溶性树脂是使用从下述化合物D-10～D-16中选择的至少一种化合物进行共聚而制得的树脂，
Figure A2007101273100003C1
式中，Q2表示-H或-CH3，j表示2～18的整数，m表示1～12的整数。
4.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述碱溶性树脂的重均分子量(用GPC法测定的聚苯乙烯换算值)为2000～100000。
5.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述着色剂中的至少一种是红色用着色剂，所述红色用着色剂的平均粒径为150nm以下，所述红色用着色剂的含有率相对总固体量而言，为20质量％以上。
6.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述着色剂中的至少一种是绿色用着色剂，所述绿色用着色剂的平均粒径为200nm以下，所述绿色用着色剂的含有率相对总固体量而言，为35质量％以上。
7.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述着色剂中的至少一种是蓝色用着色剂，所述蓝色用着色剂的平均粒径为150nm以下，所述蓝色用着色剂的含有率相对总固体量而言，为15质量％以上。
8.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，还含有光聚合性化合物及光聚合引发剂。
9.一种液晶显示元件用滤色器，其是用权利要求1所述的着色树脂组合物形成的。
10.如权利要求9所述的液晶显示元件用滤色器，其特征在于，电压保持率为85％以上。
11.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述着色剂是平均粒径为10～100nm的有机颜料。
12.如权利要求5所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述红色用着色剂的平均粒径为10～100nm，所述红色用着色剂的含有率相对总固体量而言为25～50质量％。
13.如权利要求6所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述绿色用着色剂的平均粒径为10～100nm，所述绿色用着色剂的含有率相对总固体量而言为45～60质量％。
14.权利要求7所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述蓝色用着色剂的平均粒径为10～100nm，所述蓝色用着色剂的含有率相对总固体量而言为25～50质量％。
15.如权利要求1所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述碱溶性树脂的含有量相对于所述着色剂的质量而言为0.5～150质量％。
16.如权利要求8所述的着色树脂组合物，其特征在于，所述光聚合性化合物为4官能以上的丙烯酸酯化合物。
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