CN105074570B - 着色感放射线性组合物与其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种着色感放射线性组合物与其用途,上述着色感放射线性组合物可抑制其他颜色的着色感放射线性组合物浸透至先形成的像素中、或先获得的像素的颜色纯度降低的现象。本发明的着色感放射线性组合物含有染料、光聚合性化合物、光聚合引发剂及非离子系表面活性剂,所述非离子系表面活性剂具有下述通式(1)或通式(2)所表示的部分结构,所述非离子系表面活性剂的重量平均分子量为2500以下,且由格里芬法所得的亲水亲油平衡值为9.2~15.5。通式(1)及通式(2)中,R1及R2分别独立地表示碳数8以上的烃基,n1及n2分别独立地表示4~25的数。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于制作用于形成着色像素的彩色滤光片的着色感放射线性组合物。另外,本发明涉及一种使用着色感放射线性组合物的着色硬化膜、彩色滤光片、着色图案形成方法、彩色滤光片的制造方法、固体摄像元件及图像显示装置。
背景技术
近年来,由于数字照相机(digital camera)、带有照相机的移动电话等的普及,电荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)图像传感器(image sensor)等固体摄像元件的需要大幅度地增长。作为这些显示器(diaplay)或光学元件的关键元件(key device),使用彩色滤光片,因而进一步的高感度化、小型化的要求不断高涨。此种彩色滤光片通常具备红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的三原色的着色图案,发挥将透射光分解成三原色的作用。
制作上述彩色滤光片的方法之一可列举颜料分散法。以颜料分散法且利用光刻法或喷墨法来制作彩色滤光片的方法因使用颜料,故对光或热稳定。然而,由于颜料自身为微粒子,故时常产生光散射或颜色不均、粗糙等问题。为了解决这些问题而进行了颜料微细化,但有难以与分散稳定性并存的问题。
作为代替这些颜料分散法的彩色滤光片的制作方法,可列举使用染料作为着色剂的方法。染料溶解于组合物中,故可抑制颜料那样的光散射或颜色不均、粗糙。近年来,正在开发坚牢性优异的染料。
另外,关于含有染料的着色感放射线性组合物,已指出其在制膜后实施加热处理的情形时,容易产生在邻接的色调不同的着色图案间或层叠而重合的层间发生色移(colormigration)的现象,且已揭示有通过将色素制成聚合物来解决这些问题的方法(例如参考专利文献1~专利文献5)。
另外,在专利文献6及专利文献7中,对用于彩色滤光片的含染料的负型硬化性组合物进行了记载。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本专利特开2007-139906号公报
专利文献2:日本专利特开2007-138051号公报
专利文献3:日本专利特开2000-162429号公报
专利文献4:日本专利特开2011-95732号公报
专利文献5:日本专利特开2013-029760号公报
专利文献6:日本专利特开2006-106099号公报
专利文献7:日本专利特开2005-274968号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
使用染料的方法尤其在染料浓度高的情形时,被指出如下的颜色纯度降低的问题。
例如在彩色滤光片那样具有多种颜色的着色硬化膜的着色像素的中,为了形成此种多种颜色的像素,必须在形成显示出一种颜色的像素后,形成显示出其他颜色的像素。此时,如图1所示,例如在基板100先形成的像素101、像素102上涂布其他颜色的着色感放射线线性组合物,在与先获得的像素不同的部位,利用其他颜色的着色感放射线性组合物而依序形成像素103。
然而,在此种使用多种着色感放射线性组合物来依序形成像素的情形时,产生以下现象:其他颜色的着色感放射线性组合物在先形成的像素101、像素102上作为残渣104而残留,或者其他颜色的着色感放射线性组合物浸透至先形成的像素101、像素102中,导致先获得的像素101、像素102的颜色纯度降低的现象(以下将此种现象也称为“其他颜色上残渣混色”)。
此种其他颜色上残渣混色使所得的彩色滤光片的颜色纯度降低,即便使用颜色纯度高、着色力高的着色剂,其效果也降低,无法获得颜色分解性高的彩色滤光片。
本发明的目的在于提供一种可抑制其他颜色上残渣混色的着色感放射线性组合物。另外,本发明的目的在于提供一种使用着色感放射线性组合物的着色硬化膜、彩色滤光片、着色图案形成方法、彩色滤光片的制造方法、固体摄像元件及图像显示装置。
[解决问题的技术手段]
本申请发明人根据上述状况进行了努力研究,结果发现,通过在着色感放射线性组合物中调配具有特定的结构、且亲水亲油平衡(Hydrophilic Lipophilic Balance,HLB)值为既定值的非离子系表面活性剂,可抑制其他颜色上残渣混色。
虽不拘于任何理论,但可推测,通过在着色感放射线性组合物中调配具有特定的部分结构、且HLB值为既定值的非离子系表面活性剂,即具有特定的亲水性部分结构、与特定的疏水性部分结构的非离子系表面活性剂,可有效地抑制其他颜色上残渣混色。具体而言可推测,利用非离子系表面活性剂中的特定的疏水性部分结构,更容易引起与染料的疏水部的相互作用,故非离子系表面活性剂容易覆盖染料,另外,利用非离子系表面活性剂中的特定的亲水性部分结构,染料在显影液中的溶解性进一步提高,结果可有效地抑制其他颜色上残渣混色。
具体而言,利用以下的手段<1>、优选为手段<2>~手段<16>解决了上述课题。
<l>一种着色感放射线性组合物,其含有染料、光聚合性化合物、光聚合引发剂及非离子系表面活性剂,上述非离子系表面活性剂具有下述通式(1)或通式(2)所表示的部分结构,所述非离子系表面活性剂的重量平均分子量为2500以下,且由格里芬(Griffin)法所得的HLB值为9.2~15.5,
[化1]
(通式(1)及通式(2)中,R1及R2分别独立地表示碳数8以上的烃基,n1及n2分别独立地表示4~25的数)。
<2>根据<1>所记载的着色感放射线性组合物,其中非离子系表面活性剂为下述通式(3)所表示的化合物,
[化2]
(通式(3)中,R3表示碳数8以上的烷基或烯基,n3表示4~25的数)。
<3>根据<1>或<2>所记载的着色感放射线性组合物,其中非离子系表面活性剂为下述通式(4)所表示的化合物,
[化3]
(通式(4)中,R4表示碳数15~19的烷基或烯基,n4表示4~25的数)。
<4>根据<1>至<3>中任一项所记载的着色感放射线性组合物,其中染料的重量平均分子量为5000以上。
<5>根据<1>至<4>中任一项所记载的着色感放射线性组合物,其中相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,包含染料的着色剂的浓度为50质量%以上。
<6>根据<1>至<5>中任一项所记载的着色感放射线性组合物,其中上述染料具有来源于以下色素的部分结构,上述色素选自二吡咯亚甲基色素、偶氮色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、氧杂蒽色素、花青色素、方酸盐(squarylium)色素、喹酞酮(quinophthalone)色素、酞菁色素及亚酞菁(subphthalocyanine)色素。
<7>根据<1>至<6>中任一项所记载的着色感放射线性组合物,其还含有颜料。
<8>根据<1>至<7>中任一项所记载的着色感放射线性组合物,其还含有碱可溶性树脂。
<9>根据<1>至<8>中任一项所记载的着色感放射线性组合物,其用于形成彩色滤光片的着色层。
<10>一种着色硬化膜,其是使根据<1>至<9>中任一项所记载的着色感放射线性组合物进行硬化而成。
<11>一种彩色滤光片,其具有根据<10>所记载的着色硬化膜。
<12>根据<11>所记载的彩色滤光片,其中着色硬化膜的厚度为0.2μm~1.5μm。
<13>一种着色图案形成方法,其包括以下步骤:着色感放射线性组合物层形成步骤,将根据<1>至<9>中任一项所记载的着色感放射线性组合物应用于支撑体上,形成着色感放射线性组合物层;曝光步骤,对着色感放射线性组合物层以图案状进行曝光;以及图案形成步骤,将未曝光部显影去除而形成着色图案。
<14>一种彩色滤光片的制造方法,包括以下步骤:着色感放射线性组合物层形成步骤,将根据<1>至<9>中任一项所记载的着色感放射线性组合物应用于支撑体上,形成着色感放射线性组合物层;曝光步骤,对着色感放射线性组合物层以图案状进行曝光;以及图案形成步骤,将未曝光部显影去除而形成着色图案。
<15>一种固体摄像元件,其具有根据<11>或<12>所记载的彩色滤光片或者利用根据<14>所记载的彩色滤光片的制造方法所得的彩色滤光片。
<16>一种图像显示装置,其具有根据<11>或<12>所记载的彩色滤光片或者利用根据<14>所记载的彩色滤光片的制造方法所得的彩色滤光片。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种可抑制其他颜色上残渣混色的着色感放射线性组合物。另外,可提供一种其他颜色上残渣混色得到抑制的着色硬化膜、彩色滤光片、着色图案形成方法、彩色滤光片的制造方法、固体摄像元件及图像显示装置。
附图说明
图1为表示形成多种颜色的像素时产生其他颜色上残渣混色的情形的一例的概略图。
符号的说明
100:基板
101、102、103:像素
104:残渣
具体实施方式
以下,对本发明的内容加以详细说明。
本申请说明书中,“~”是以包含其前后所记载的数值作为下限值及上限值的含意而使用。
在本说明书的基团(原子团)的表述中,未记载经取代及未经取代的表述不仅包含不具有取代基的基团,并且也包含具有取代基的基团。例如所谓“烷基”,不仅包含不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),而且也包含具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基。
在本说明书中,“着色层”是指彩色滤光片中所用的像素。
本发明中所谓颜料,例如是指不溶解于溶剂中的不溶性的色素化合物。典型而言是指以粒子的形式以分散状态存在于组合物中的色素化合物。此处,所谓溶剂,可列举后述溶剂的栏中例示的溶剂。因此,不溶解于这些溶剂中的色素化合物相当于本发明中的颜料。本发明中所用的颜料例如在丙二醇单甲醚乙酸酯及水中,25℃下的溶解度均优选为0.1g/100g溶剂(Solvent)以下。
在本说明书中,所谓着色区域,包含彩色滤光片中的着色像素(着色图案)区域及形成遮光膜的区域。
在本说明书中,HLB(亲水性-亲油性的平衡(Hydrophilic-Lipophilic Balance))表示亲水基部分在非离子系表面活性剂的总分子量中所占的分子量,是利用以下的格里芬(Griffin)式而求出。格里芬式是揭示于文献(W.C.格里芬(W.C.Griffin),“化妆品化学师学会(J.Soc.Cosmetic Chemists)”,1,311(1949),吉田时行、进藤信一、大垣忠义、山中树好编,《新版表面活性剂手册》(1987)工学图书股份有限公司,p234)中。HLB值越大表示越为亲水性,HLB值越小表示越为疏水性。
HLB值(由格里芬法所得的测定值)=20×亲水部的式量的总和/分子量
在本说明书中,所谓非离子系表面活性剂的亲水部,例如是指乙烯氧基部位、丙烯氧基部位、多元醇部位(二醇、甘油、葡糖苷(glucoside)、脱水山梨糖醇(sorbitan)、甘露醇(mannitol)或山梨糖醇)。
[着色感放射线性组合物]
本发明的着色感放射线性组合物含有染料、光聚合性化合物、光聚合引发剂及非离子系表面活性剂,所述非离子系表面活性剂具有下述通式(1)或通式(2)所表示的部分结构,所述非离子系表面活性剂的重量平均分子量为2500以下,且HLB值为9.2~15.5。
[化4]
(通式(1)及通式(2)中,R1及R2分别独立地表示碳数8以上的烃基,n1及n2分别独立地表示4~25的数)
本发明的着色感放射线性组合物含有具有通式(1)或通式(2)所表示的部分结构、重量平均分子量为2500以下且HLB值为9.2~15.5的非离子系表面活性剂,由此可抑制其他颜色上残渣混色。另外,本发明的着色感放射线性组合物也可提高经时稳定性。
虽不拘于任何理论,但可推测,利用非离子系表面活性剂中的疏水性部分结构(通式(1)中的(R1-O-)或通式(2)中的(R2C(=O)O-)),容易引起与染料的疏水部的相互作用,故非离子系表面活性剂容易覆盖染料。另外推测,利用非离子系表面活性剂中的亲水性部分结构(通式(1)中的(-C2H4O-)n1或通式(2)中的(-C2H4O-)n2),染料在显影液中的溶解性进一步提高,结果可有效地抑制其他颜色上残渣混色。
另外推测,通过将非离子系表面活性剂的HLB值设定为9.2~15.5,而调节非离子系表面活性剂中的亲水性部分结构与疏水性部分结构的比例,故可有效地抑制其他颜色上残渣混色。
以下,对本发明的着色感放射线性组合物的各成分加以说明。
[非离子系表面活性剂]
本发明中所用的非离子系表面活性剂具有通式(1)或通式(2)所表示的部分结构,所述非离子系表面活性剂的重量平均分子量为2500以下,且HLB值为9.2~15.5。
通式(1)及通式(2)中,R1及R2分别独立地表示碳数8以上的烃基。烃基优选为烷基、烯基、芳基,更优选为烷基或烯基。
烷基可为直链状、分支状、环状的任一种,更优选为直链状。烷基可经取代或未经取代,优选为未经取代。在烷基为环状的情形时,可为单环、多环的任一种。烷基的碳数优选为10以上,更优选为15以上,进而优选为18以上。另外,烯基的碳数的上限优选为22以下,更优选为20以下,进而优选为19以下。尤其烷基的碳数优选为18。
烯基可为直链状、分支状、环状的任一种,更优选为直链状。烯基可经取代或未经取代,优选为未经取代。在烯基为环状的情形时,可为单环、多环的任一种。烯基的碳数优选为10以上,更优选为15以上,进而优选为18以上。另外,烷基的碳数的上限优选为22以下,更优选为20以下,进而优选为19以下。尤其烯基的碳数优选为18。
芳基优选为经取代或未经取代的碳数8~20的芳基,更优选为经取代或未经取代的碳数8~16的芳基。芳基例如具体可列举苯基、萘基等。
烃基可具有的取代基并无特别限定,例如可例示:聚合性基、卤素原子、烷基、羧酸酯基、卤化烷基、烷氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、醚基、磺酰基、硫醚基、酰胺基、酰基、羟基、羧基等。
通式(1)及通式(2)中,n1及n2分别独立地表示4~25的数,优选为4~20,更优选为6~20,进而优选为7~20,尤其优选为8~20。
本发明中所用的非离子系表面活性剂优选为下述通式(3)所表示的化合物。
[化5]
(通式(3)中,R3表示碳数8以上的烷基或烯基,n3表示4~25的数)
通式(3)中,R3表示碳数8以上的烷基或烯基。烷基或烯基与通式(1)及通式(2)中的R1及R2为相同含意,优选范围也相同。
通式(3)中,n3表示4~25的数,与通式(1)及通式(2)中的n1及n2为相同含意,优选范围也相同。
尤其本发明中所用的非离子系表面活性剂优选为下述通式(4)所表示的化合物。
[化6]
(通式(4)中,R4表示碳数15~19的烷基或烯基,n4表示4~25的数)
通式(4)中,R4表示碳数15~19的烷基或烯基。烷基或烯基与通式(3)中的R3为相同含意。
在R4表示烷基的情形时,烷基的碳数优选为15以上,更优选为18以上。另外,在R4表示烷基的情形时,烷基的碳数的上限优选为19以下,尤其烷基的碳数优选为18。
在R4表示烯基的情形时,烯基的碳数优选为15以上,更优选为18以上。另外,烷基的碳数的上限优选为19以下,尤其烯基的碳数优选为18。
通式(4)中,n4表示4~25的数,与通式(1)及通式(2)中的n1及n2为相同含意,优选范围也相同。
就有效地去除其他颜色上残渣混色的观点而言,本发明中的非离子系表面活性剂的优选聚合平均分子量为2500以下。更优选为350~2500,进而优选为500~2000,尤其优选为500~1500。
本发明中的HLB值的范围为9.2~15.5,优选为10.0~14.0,尤其优选为10.5~13.0。若HLB值为15.5以下,则非离子系表面活性剂的亲水性良好,且容易引起染料的疏水部与非离子系表面活性剂的疏水部的相互作用,可抑制其他颜色上残渣混色。另外,若HLB值为15.5以下,则在溶剂中的溶解性良好,不易产生着色感放射线性组合物中的分离等而实用。若HLB值为9.2以上,则非离子系表面活性剂的疏水性不会变得过高,染料在显影液中的溶解性良好,可抑制其他颜色上残渣混色。
本发明中所用的非离子系表面活性剂具体可列举:聚氧乙烯烷基醚类(聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯-2-乙基己基醚)、聚氧乙烯芳基醚类(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、单月桂酸聚乙二醇酯、异硬脂酸聚氧乙烯甘油酯、三硬脂酸聚氧乙烯甘油酯等。这些化合物中,优选为聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚或异硬脂酸聚氧乙烯甘油酯。
具体可列举:花王公司制造的爱慕根(Emulgen)系列(爱慕根(Emulgen)104P、爱慕根(Emulgen)106、爱慕根(Emulgen)108、爱慕根(Emulgen)210P、爱慕根(Emulgen)306P、爱慕根(Emulgen)408、爱慕根(Emulgen)409PV、爱慕根(Emulgen)420、爱慕根(Emulgen)707、爱慕根(Emulgen)LS-106)、艾玛诺(Emanon)系列(艾玛诺(Emanon)1112),狮王(Lion)公司制造的莱奥克斯(Rheox)系列(莱奥克斯(Rheox)CL-30)、莱奥可(Leocol)系列(莱奥可(Leocol)TD-50、莱奥可(Leocol)SC-50)、日本乳化剂公司制造的纽可(Newcol)系列(纽可(Newcol)NT-5、纽可(Newcol)2304YM、纽可(Newcol)1008、纽可(Newcol)707、纽可(Newcol)564),日油公司制造的非离子系列(非离子(nonion)L-2、非离子DL-4HN)、尤尼奥克斯(Uniox)系列(尤尼奥克斯(Uniox)GM-5IS、尤尼奥克斯(Uniox)GT-20IS)、尤尼卢布(Unilube)系列等。
以下,关于本发明中可使用的非离子系表面活性剂的例示化合物,列举HLB值的具体例,但本发明不限定于这些具体例。
就有效地抑制其他颜色上残渣混色的观点而言,相对于本发明的着色感放射线性组合物的总固体成分,本发明中的非离子系表面活性剂的添加量优选为0.1质量%~15质量%,更优选为0.5质量%~10质量%,尤其优选为2质量%~6质量%。
本发明的着色感放射线性组合物中,也可并用非离子系表面活性剂以外的其他表面活性剂。其他表面活性剂可列举:氟系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、所述非离子系表面活性剂以外的非离子系表面活性剂、硅酮系表面活性剂等各种表面活性剂。尤其就进一步提高涂布性的观点而言,优选为并用氟系表面活性剂或硅酮系表面活性剂。
氟系表面活性剂中的氟含有率优选为3质量%~40质量%,更优选为5质量%~30质量%,尤其优选为7质量%~25质量%。氟含有率为所述范围内的氟系表面活性剂在涂布膜的厚度的均匀性或省液性的方面有效,在着色感光性组合物中的溶解性也良好。
氟系表面活性剂例如可列举:美佳法(Megafac)F171、美佳法(Megafac)F172、美佳法(Megafac)F173、美佳法(Megafac)F176、美佳法(Megafac)F177、美佳法(Megafac)F141、美佳法(Megafac)F142、美佳法(Megafac)F143、美佳法(Megafac)F144、美佳法(Megafac)R30、美佳法(Megafac)F437、美佳法(Megafac)F479、美佳法(Megafac)F482、美佳法(Megafac)F780、美佳法(Megafac)F781(以上为迪爱生(DIC)(股)制造),弗拉德(Fluorad)FC430、弗拉德(Fluorad)FC431、弗拉德(Fluorad)FC171(以上为住友3M(股)制造),沙福隆(Surflon)S-382、沙福隆(Surflon)SC-101、沙福隆(Surflon)SC-103、沙福隆(Surflon)SC-104、沙福隆(Surflon)SC-105、沙福隆(Surflon)SC1068、沙福隆(Surflon)SC-381、沙福隆(Surflon)SC-383、沙福隆(Surflon)S393、沙福隆(Surflon)KH-40(以上为旭硝子(股)制造)等。
阳离子系表面活性剂具体可列举:酞菁衍生物(商品名:埃夫卡(EFKA)-745,森下产业(股)制造),有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业(股)制造),(甲基)丙烯酸系(共)聚合物波利弗洛(Polyflow)No.75、波利弗洛(Polyflow)No.90、波利弗洛(Polyflow)No.95(共荣社油脂化学工业(股)制造),W001(裕商(股)制造)等。
阴离子系表面活性剂具体可列举:W004、W005、W017(裕商(股)制造)等。
硅酮系表面活性剂例如可列举:东丽硅酮(Toray Silicone)股份有限公司制造的“东丽硅酮(Toray Silicone)DC3PA”、“东丽硅酮(Toray Silicone)SH7PA”、“东丽硅酮(Toray Silicone)DC11PA”、“东丽硅酮(Toray Silicone)SH21PA”、“东丽硅酮(ToraySilicone)SH28PA”、“东丽硅酮(Toray Silicone)SH29PA”、“东丽硅酮(Toray Silicone)SH30PA”、“东丽硅酮(Toray Silicone)SH8400”,东芝硅酮股份有限公司制造的“TSF-4440”、“TSF-4300”、“TSF-4445”、“TSF-444(4)(5)(6)(7)6”、“TSF-4460”、“TSF-4452”,硅酮股份有限公司制造的“KP341”,毕克化学(BYK Chemie)公司制造的“毕克(BYK)323”、“毕克(BYK)330”等。
其他表面活性剂可仅使用一种,也可将两种以上组合。
当在本发明的着色感放射线性组合物中添加其他表面活性剂时,相对于本发明的着色感放射线性组合物的总固体成分,其他表面活性剂的添加量优选为0.005质量%~2质量%,更优选为0.01质量%~1质量%。
[染料]
本发明的着色感放射线性组合物含有染料。染料并无特别限制,可使用以前作为彩色滤光片用而公知的染料。例如可使用染料的单体及染料的多聚物。具体可使用:吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三苯基甲烷系、蒽醌系、蒽吡啶酮系、亚苄基系、氧杂菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、吩噻嗪(phenothiazine)系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、氧杂蒽(xanthene)系、酞菁系、苯并吡喃系、靛蓝系、吡咯亚甲基系、次甲基系等的染料。另外,也可使用这些染料的多聚物。
另外,在进行水或碱显影的情形时,就利用显影将光未照射部的粘合剂和/或染料完全去除的观点而言,有时可优选地使用酸性染料和/或其衍生物。
本发明中所用的染料优选为具有来源于以下色素的部分结构,上述色素选自二吡咯亚甲基色素、偶氮色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、氧杂蒽色素、花青色素、方酸盐色素、喹酞酮色素、酞菁色素及亚酞菁色素。
进而,本发明中所用的染料优选为具有部分结构及聚合性基的多聚物,且优选为包含二聚物、三聚物及聚合物等结构。
本发明中所用的染料中,构成来源于色素的部分结构的上述各色素优选为具有最大吸收波长存在于400nm~780nm的范围内的色素骨架。所述染料在本发明的着色感放射线性组合物中例如作为着色剂而发挥功能。
再者,所谓“来源于色素的部分结构”,表示自后述可形成色素结构的具体色素(以下也称为色素化合物)中去掉氢原子所得的可与色素多聚物连结部(聚合物链或树状聚合物(dendrimer)的核心(core)等)连结的结构。
(来源于色素的部分结构)
本发明的着色感放射线性组合物中所用的染料中的来源于色素的部分结构(以下也称为“色素结构”)例如可列举选自以下色素中的色素结构等:醌色素(苯醌色素、萘醌色素、蒽醌色素、蒽吡啶酮色素等)、碳鎓(carbonium)色素(二苯基甲烷色素、三苯基甲烷色素、氧杂蒽色素、吖啶色素等)、醌亚胺(quinonimine)色素(噁嗪(oxazine)色素、噻嗪(thiazine)色素等)、吖嗪(azine)色素、聚次甲基色素(氧杂菁色素、部花青色素、亚芳基(arylidene)色素、苯乙烯基色素、花青色素、方酸盐色素、克酮鎓(croconium)色素等)、喹酞酮色素、酞菁色素、亚酞菁色素、紫环酮(perinone)色素、靛蓝色素、硫靛蓝色素、喹啉色素、硝基色素、亚硝基色素、二吡咯亚甲基色素、偶氮色素及这些色素的金属络合物色素。
这些色素结构中,就颜色分离性、基板密接性及表面粗糙度的观点而言,尤其优选为选自二吡咯亚甲基色素、偶氮色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、氧杂蒽色素、花青色素、方酸盐色素、喹酞酮色素、酞菁色素、亚酞菁色素中的色素结构。
本发明中所用的染料中,色素结构中的氢原子可经选自下述取代基组群A中的取代基所取代。
(取代基组群A)
色素多聚物可具有的取代基可列举:卤素原子、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂环基、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰氧基、氨基(包含烷基氨基、苯胺基)、酰基氨基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基磺酰基氨基或芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基(sulfo group)、烷基亚磺酰基或芳基亚磺酰基、烷基磺酰基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨甲酰基、芳基偶氮基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基(phosphino)、氧膦基(phosphinyl)、氧膦基氧基、氧膦基氨基、硅烷基等。
关于详细情况,例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0027~段落0038,将所述内容并入至本申请说明书中。
以下,对尤其优选的色素骨架加以说明。
(蒽醌色素)
具有来源于蒽醌色素(蒽醌化合物)的部分结构的优选为来源于下述通式(AQ-1)~通式(AQ-3)所表示的化合物(蒽醌化合物)的部分结构。本发明中所谓蒽醌化合物,是指在分子内具有含有蒽醌骨架的色素部位的化合物的总称。
[化7]
通式(AQ-1)中,A及B分别独立地表示氨基、羟基、烷氧基或氢原子。Xqa表示ORqa1或NRqa2Rqa3。Rqa1~Rqa3分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。Rq1~Rq4表示取代基。Rq1~Rq4可取的取代基与取代基组群A的项中列举的取代基相同。Ra及Rb分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。
通式(AQ-2)中,C及D与通式(AQ-1)中的A及B为相同含意。Xqb表示ORqbl或NRqb2Rqb3。Rqb1~Rqb3分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。Rq5~Rq8表示取代基。Rq5~Rq8与通式(AQ-1)中的Rq1~Rq4为相同含意。Rc与通式(AQ-1)中的Ra或Rb为相同含意。
通式(AQ-3)中,E及F与通式(AQ-1)中的A及B为相同含意。Xqc表示ORqc1或NRqc2Rqc3。Rqc1~Rqc3分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。Rq9~Rq12与通式(AQ-1)中的Rq1~Rq4为相同含意。Rd与通式(AQ-1)中的Ra或Rb为相同含意。
通式(AQ-1)、通式(AQ-2)及通式(AQ-3)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0045~段落0047,将其内容并入至本申请说明书中。
蒽醌色素的具体例例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0049、段落0050,将其内容并入至本申请说明书中。
(三苯基甲烷色素)
具有来源于三苯基甲烷色素(三苯基甲烷化合物)的部分结构的优选为来源于下述通式(TP)所表示的化合物(三苯基甲烷化合物)的部分结构。本发明中所谓三苯基甲烷化合物,是指在分子内具有含有三苯基甲烷骨架的色素部位的化合物的总称。
式(TP)
[化8]
(式(TP)中,Rtp1~Rtp4分别独立地表示氢原子、烷基或芳基。Rtp5表示氢原子、烷基、芳基或NRtp9Rtp10(Rtp9及Rtp10表示氢原子、烷基或芳基)。Rtp6、Rtp7及Rtp8表示取代基。a、b及c表示0~4的整数。在a、b及c为2以上的情形时,Rtp6、Rtp7及Rtp8也可分别连结而形成环。X-表示阴离子结构。在X-不存在的情形时,Rtp1~Rtp7的至少一个含有阴离子。
通式(TP)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0055~段落0062,将其内容并入至本申请说明书中。
(氧杂蒽色素)
具有来源于氧杂蒽色素(氧杂蒽化合物)的部分结构的优选为来源于下述通式(J)所表示的氧杂蒽化合物的部分结构。
[化9]
通式(J)中,R81、R82、R83及R84分别独立地表示氢原子或一价取代基,R85分别独立地表示一价取代基,m表示0~5的整数。X-表示阴离子。在X-不存在的情形时,R81~R85的至少一个含有阴离子。
通式(J)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0066~段落0073,将其内容并入至本申请说明书中。
(花青色素)
具有来源于花青色素(花青化合物)的部分结构的优选为来源于下述通式(PM)所表示的化合物(花青化合物)的部分结构。本发明中所谓花青化合物,是指在分子内具有含有花青骨架的色素部位的化合物的总称。
[化10]
通式(PM)中,环Z1及环Z2分别独立地表示可具有取代基的杂环。1表示0以上、3以下的整数。X-表示阴离子。
通式(PM)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0077~段落0084,将其内容并入至本申请说明书中。
(方酸盐色素)
具有来源于方酸盐色素(方酸盐化合物)的部分结构的优选为来源于下述通式(K)所表示的化合物(方酸盐化合物)的部分结构。本发明中所谓方酸盐化合物,是指在分子内具有含有方酸盐骨架的色素部位的化合物的总称。
[化11]
通式(K)中,A及B分别独立地表示芳基或杂环基。芳基优选为碳数6~48、更优选为6~24的芳基,例如可列举苯基、萘基等。杂环基优选为五元环或六元环的杂环基,例如可列举:吡咯基(pyrrolyl)、咪唑基、吡唑基(pyrazolyl)、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、三唑-1-基、呋喃基、噻二唑基(thiadiazolyl)等。
通式(K)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0088~段落0106,将其内容并入至本申请说明书中。
(喹酞酮色素)
具有来源于喹酞酮色素(喹酞酮化合物)的部分结构的优选为来源于下述通式(QP)所表示的化合物(喹酞酮化合物)的部分结构。本发明中所谓喹酞酮化合物,是指在分子内具有含有喹酞酮骨架的色素部位的化合物的总称。
[化12]
通式(QP)中,Rqp1~Rqp6分别独立地表示氢原子或取代基。在Rqp1~Rqp6中的至少两个位于邻位的情形时,也可相互键结而形成环,上述环也可进一步具有取代基。
通式(QP)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0110~段落0114,将其内容并入至本申请说明书中。
(酞菁色素)
具有来源于酞菁色素(酞菁化合物)的部分结构的优选为具有来源于下述通式(F)所表示的化合物(酞菁化合物)的部分结构。本发明中所谓酞菁化合物,是指在分子内具有含有酞菁骨架的色素部位的化合物的总称。
[化13]
通式(F)中,M1表示金属类,Z1、Z2、Z3及Z4分别独立地表示形成含有选自氢原子、碳原子及氮原子中的原子而构成的6元环所必需的原子组群。
通式(F)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0118~段落0124,将其内容并入至本申请说明书中。
(亚酞菁化合物)
具有来源于亚酞菁色素(亚酞菁化合物)的部分结构的优选为具有来源于下述通式(SP)所表示的化合物(亚酞菁化合物)的部分结构。本发明中所谓亚酞菁化合物,是指在分子内具有含有亚酞菁骨架的色素部位的化合物的总称。
[化14]
通式(SP)中,Z1~Z12分别独立地表示氢原子、烷基、芳基、羟基、巯基、氨基、烷氧基、芳氧基、硫醚基。X表示阴离子。
通式(SP)的优选范围例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0128~段落0133,将其内容并入至本申请说明书中。
另外,关于二吡咯亚甲基色素及偶氮色素,例如可参考日本专利特开2011-95732号公报的段落0033~段落0135,将其内容并入至本申请说明书中。
(本发明的着色感放射线性组合物中所用的染料的结构)
本发明的着色感放射线性组合物中所用的染料可为在分子内具有一个上述来源于色素的部分结构的色素单体,也可为在分子内具有两个以上的上述来源于色素的部分结构的色素低聚物或色素多聚物。
<色素单体>
色素单体优选为含有聚合性基。
通过设定为此种构成,有耐热性提高的倾向。聚合性基可仅含有一种,也可含有两种以上。聚合性基可使用利用自由基、酸或热可进行交联的公知的聚合性基,例如可列举含有乙烯性不饱和键的基团、环状醚基(环氧基、氧杂环丁烷基)、羟甲基等,尤其优选为含有乙烯性不饱和键的基团,更优选为(甲基)丙烯酰基,尤其优选为来源于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯及(甲基)丙烯酸-3,4-环氧-环己基甲酯的(甲基)丙烯酰基。
聚合性基的导入方法有使色素单体与含聚合性基的化合物进行共聚合而导入聚合性基的方法等。这些方法例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0181~段落0188,将其内容并入至本申请说明书中。
色素单体的一分子中的聚合性基的个数优选为1~4,更优选为1~2。
色素单体也可具有碱可溶性基。碱可溶性基可例示羧酸基、磺酸基、磷酸基。
另外,对色素单体导入碱可溶性基的方法可列举在色素单体中预先导入碱可溶性基的方法。
色素单体的一分子中的碱可溶性基的个数优选为1~4,更优选为1~2。
此外,色素单体可具有的官能基可列举:内酯、酸酐、酰胺、-COCH2CO-、氰基等显影促进基,长链及环状烷基、芳烷基、芳基、聚环氧烷基、羟基、马来酰亚胺基、氨基等亲疏水性调整基等,可适当地导入这些官能基。
色素单体的酸值优选为5mgKOH/g~200mgKOH/g,更优选为10mgKOH/g~180mgKOH/g。
<色素低聚物>
色素低聚物为在分子内具有两个以上的上述来源于色素的部分结构的低聚物,包含二聚物至八聚物的任一种结构。色素低聚物优选为下述通式(I)所表示的低聚物。
通式(I)
(R)m-Q-(D)n
(通式(I)中,Q表示(m+n)价的连结基,R表示取代基,D表示上述色素结构。m表示0~6的整数,n表示2~8的整数,(m+n)表示2~8的整数。在m为2以上的情形时,多个R也可互不相同,在n为2以上的情形时,多个D也可互不相同)
通式(I)中的Q表示(m+n)价的连结基,优选为3价~6价的连结基。
Q所表示的(m+n)价的连结基优选为以下的通式(Q-1)或通式(Q-2)所表示的连结基。
通式(Q-1)
[化15]
(通式(Q-1)中,R1~R4分别独立地表示连结基或取代基。其中,R1~R4中的至少两个为连结基)
R1~R4所表示的取代基优选为碳数1~10的烷基(优选为碳数1~6的烷基、更优选为碳数1~3的烷基)、碳数6~20的芳基(优选为碳数6~14的芳基、更优选为碳数6~10的芳基),更优选为碳数1~10的烷基,进而优选为甲基、乙基、丙基。
R1~R4所表示的连结基更优选为亚烷基(优选为直链或分支的亚烷基,更优选为-(CH2)n1-(n1优选为1~3的整数))、-O-、-CO-、-SO2-或-NRa-(其中,Ra为碳原子数为1~5的烷基或氢原子)、及包含这些基团的两个以上的组合的基团,进而优选为包含亚烷基、-O-、-CO-及-NRa-的两个以上的组合的基团。
R1~R4所表示的连结基中,将R或D与中心的C相连的原子的个数优选为分别为1~15,更优选为分别为1~10。例如在连结基为-CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-的情形时,将R或D与中心的C相连的原子的个数成为5。
通式(Q-2)
[化16]
(通式(Q-2)中,A1~A4分别独立地表示碳原子或氮原子。R11~R16分别独立地表示氢原子、=O或连结基。点线表示单键或双键)
通式(Q-2)中的含有A1~A4的6元环可列举脂肪族环、杂环、苯环,优选为杂环、苯环。
R11~R16所表示的连结基与通式(Q-1)中的R1~R4所表示的连结基为相同含意,优选范围也相同。
以下示出Q所表示的(m+n)价的连结基的具体例。其中,本发明中不限制于这些具体例。
[化17]
[化18]
通式(I)中的R分别独立地表示取代基,在m为2以上的情形时,多个R也可互不相同。
由R所表示的取代基例如可列举:卤素原子、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂环基、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰氧基、氨基(包含烷基氨基、苯胺基)、酰基氨基、氨基羰基氨基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、氨磺酰基氨基、烷基磺酰基氨基或芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亚磺酰基或芳基亚磺酰基、烷基磺酰基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨甲酰基、芳基偶氮基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基(phosphono)、硅烷基等。
另外,R也可为聚合性基、碱可溶性基。
聚合性基可列举利用自由基、酸、热可进行交联的公知的聚合性基。例如可列举:含有乙烯性不饱和键的基团、环状醚基(环氧基、氧杂环丁烷基)、羟甲基等,优选为含有乙烯性不饱和键的基团,更优选为(甲基)丙烯酰基,尤其优选为来源于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯及(甲基)丙烯酸-3,4-环氧-环己基甲酯的(甲基)丙烯酰基。
碱可溶性基可列举羧基、磺基、磷酸基等酸基。优选为羧基。
m表示0~6的整数,优选为1~4的整数,更优选为1~3的整数。
n表示2~8的整数,优选为2~6的整数,更优选为2~5的整数。
m+n表示2~8的整数,优选为2~7的整数,更优选为3~6的整数。
<色素多聚物>
色素多聚物在分子内具有两个以上的上述来源于色素的部分结构。色素多聚物优选为含有下述通式(A)、通式(B)及通式(C)所表示的结构单元的至少一个而成的色素多聚物,或者通式(D)所表示的色素多聚物。
通式(A)所表示的结构单元
[化19]
通式(A)中,X1表示通过聚合所形成的连结基,L1表示单键或二价连结基。DyeI表示上述色素结构。
以下,对通式(A)加以详细说明。
通式(A)中,X1表示通过聚合所形成的连结基。即,是指形成相当于聚合反应中所形成的主链的结构单元的部分。再者,两个*所表示的部位成为结构单元。X1只要为由公知的可聚合的单体所形成的连结基,则并无特别限制,尤其优选为下述(XX-1)~(XX-24)所表示的连结基,更优选为选自(XX-1)及(XX-2)所表示的(甲基)丙烯酸系连结链、(XX-10)~(XX-17)所表示的苯乙烯系连结链、(XX-18)及(XX-19)以及(XX-24)所表示的乙烯系连结链中,进而优选为选自(XX-1)及(XX-2)所表示的(甲基)丙烯酸系连结链、(XX-10)~(XX-17)所表示的苯乙烯系连结链、(XX-24)所表示的乙烯系连结链中,进而更优选为(XX-1)及(XX-2)所表示的(甲基)丙烯酸系连结链以及(XX-11)所表示的苯乙烯系连结链。
(XX-1)~(XX-24)中,表示在*所表示的部位上与L1连结。Me表示甲基。另外,(XX-18)及(XX-19)中的R表示氢原子、碳数1~5的烷基或苯基。
[化20]
[化21]
通式(A)中,L1表示单键或二价连结基。L1表示二价连结基的情形时的二价连结基表示碳数1~30的经取代或未经取代的亚烷基(例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、亚丁基等)、碳数6~30的经取代或未经取代的亚芳基(例如亚苯基、亚萘基等)、经取代或未经取代的杂环连结基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO2-、-NR-、-CONR-、-O2C-、-SO-、-SO2-及将这些连结基的两个以上连结而形成的连结基。另外,L1也优选为含有阴离子的构成。L1更优选为单键或亚烷基,进而优选为单键或-(CH2)n-(n为1~5的整数)。此处,R分别独立地表示氢原子、烷基、芳基、或杂环基。关于L1含有阴离子的情形的例子,将在之后叙述。
通式(A)中,DyeI表示上述色素结构。
含有通式(A)所表示的结构单元的色素多聚物可利用以下方法合成:(1)通过使具有色素残基的单体加成聚合而进行合成的方法;(2)使具有异氰酸酯基、酸酐基或环氧基等高反应性官能基的聚合物,与具有可与高反应性基反应的官能基(羟基、一级或二级氨基、羧基等)的色素反应的方法。
加成聚合时可应用公知的加成聚合(自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合),其中,尤其在利用自由基聚合来进行合成的情况下,可使反应条件平稳且不会使色素结构分解,因此优选。自由基聚合时,可应用公知的反应条件。即,本发明中所用的色素多聚物优选为加成聚合物。
其中,就耐热性的观点而言,含有通式(A)所表示的结构单元的色素多聚物优选为使用具有乙烯性不饱和键的色素单体进行自由基聚合所得的自由基聚合物。
关于通式(A)的详细情况可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0138~段落0152,将其内容并入至本申请说明书中。
通式(B)所表示的结构单元
[化22]
通式(B)中,X2与通式(A)中的X1为相同含意。L2与通式(A)中的L1为相同含意。Y2表示可与DyeII形成离子键或配位键的基团。DyeII表示色素结构。关于通式(B)的详细情况,可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0156~段落0161,将其内容并入至本申请说明书中。
通式(C)所表示的结构单元
[化23]
通式(C)中,L3表示单键或二价连结基。DyeIII表示色素结构。m表示0或1。关于通式(C)的详细情况,可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0165~段落0167,将其内容并入至本申请说明书中。
通式(D)所表示的色素多聚物
[化24]
通式(D)中,L4表示n价连结基。n表示2~20的整数。在n为2以上时,DyeIV的结构可相同也可不同。DyeIV表示色素结构。关于通式(D)的详细情况,可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0173~段落0178,将其内容并入至本申请说明书中。
含有通式(A)、通式(B)和/或通式(C)所表示的结构单元的色素多聚物以及通式(D)所表示的色素多聚物中,含有通式(A)及通式(C)所表示的结构单元的色素多聚物以及通式(D)所表示的色素多聚物是经共价键而连结,故含有色素多聚物的着色感放射线性组合物的耐热性优异,在将着色感放射线性组合物应用于形成多种颜色的着色图案的情形时,有效地抑制向邻接的其他着色图案的色移,故优选。另外,尤其通式(A)所表示的化合物容易控制色素多聚物的分子量,因而优选。
色素多聚物中,在将色素多聚物中的所有结构单元设定为100mol%(摩尔百分比)时,具有色素结构的结构单元的含量优选为15mol%~60mol%,更优选为20mol%~50mol%,尤其优选为20mol%~45mol%。
<<其他官能基或其他结构单元>>
色素多聚物也可含有官能基、或具有色素结构的结构单元以外的其他结构单元。
官能基可含有于具有色素结构的结构单元中,也可与具有色素结构的结构单元不同而以含有官能基的其他结构单元的形式含有。
官能基可例示聚合性基、碱可溶性基等。
以下,对它们的详细情况加以说明。
<<<聚合性基>>>
聚合性基可仅含有一种,也可含有两种以上。
聚合性基可使用利用自由基、酸、热可进行交联的公知的聚合性基,例如可列举:含有乙烯性不饱和键的基团、环状醚基(环氧基、氧杂环丁烷基)、羟甲基等,尤其优选为含有乙烯性不饱和键的基团,更优选为(甲基)丙烯酰基,进而优选为来源于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯及(甲基)丙烯酸-3,4-环氧-环己基甲酯的(甲基)丙烯酰基。
具有聚合性基的结构单元优选为由下述通式(P)所表示。
通式(P)
[化25]
通式(P)中,X1表示通过聚合所形成的连结基,L1表示单键或二价连结基。P表示聚合性基。
通式(P)中的X1及L1分别与通式(A)中的X1及L1为相同含意,优选范围也相同。
聚合性基的导入方法有以下方法:(1)利用含聚合性基的化合物对欲导入聚合性基的结构单元进行改性而导入聚合性基的方法;(2)使含聚合性基的化合物进行共聚合而导入聚合性基的方法等。
在色素单体中含有聚合性基的情形时,相对于色素结构1g,色素单体所含的聚合性基量优选为0.1mmol~2.0mmol,更优选为0.2mmol~1.5mmol,尤其优选为0.3mmol~1.0mmol。
另外,在其他结构单元含有聚合性基的情形时,相对于所有结构单元100质量%,聚合性基的量例如优选为10质量%~40质量%,更优选为15质量%~35质量%。
具有聚合性基的结构单元可列举如下具体例。然而,本发明不限定于这些具体例。
[化26]
[化27]
[化28]
<<<碱可溶性基>>>
色素多聚物可具有的碱可溶性基的一例可列举酸基。酸基可例示羧酸基、磺酸基、磷酸基。
本发明中,碱可溶性基优选为以具有碱可溶性基的结构单元的形式而含有于色素多聚物中。更具体而言,优选为上述通式(P)中P为碱可溶性基的重复单元。
对色素多聚物导入碱可溶性基的方法可列举:在色素单体中预先导入碱可溶性基的方法;及使具有碱可溶性基的色素单体以外的单体((甲基)丙烯酸、丙烯酸的己内酯改性物,(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯的琥珀酸酐改性物,(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯的邻苯二甲酸酐改性物,(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯的1,2-环己烷二羧酸酐改性物,苯乙烯羧酸、衣康酸、马来酸、降冰片烯羧酸等含羧酸的单体,甲基丙烯酸-酸式磷酰氧基乙酯、乙烯基膦酸等含磷酸的单体,乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸等含磺酸的单体)进行共聚合的方法,进而优选为使用此两种方法。
相对于色素多聚物1g,色素多聚物所具有的碱可溶性基量(酸值)优选为15mgKOH/g~130mgKOH/g,更优选为25mgKOH/g~100mgKOH/g,进而优选为25mgKOH/g~80mgKOH/g。碱可溶性基量(酸值)可通过使用0.1N氢氧化钠水溶液的滴定来进行测定。
另外,在色素多聚物含有含色素单体的结构单元与具有酸基的结构单元的情形时,相对于含色素单体的结构单元100摩尔,具有酸基的结构单元的比例例如优选为5摩尔~70摩尔,更优选为10摩尔~50摩尔。
色素多聚物所具有的官能基可列举:内酯、酸酐、酰胺、-COCH2CO-、氰基等显影促进基,长链及环状烷基、芳烷基、芳基、聚环氧烷基、羟基、马来酰亚胺基、氨基等亲疏水性调整基等,可适当地导入这些官能基。
导入方法可列举:预先导入至色素单体中的方法、及使具有上述官能基的单体进行共聚合的方法。
<<<式(1)~式(5)所表示的结构>>>
色素多聚物中,具有色素结构的结构单元也可含有式(1)~式(5)所表示的结构。
将式(1)所表示的结构总称为受阻胺系。将式(2)所表示的结构总称为受阻酚系。将式(3)所表示的结构总称为苯并三唑系。将式(4)所表示的结构总称为羟基二苯甲酮系。将式(5)所表示的结构总称为三嗪系。
式(1)~式(5)所表示的结构中,优选为式(1)所表示的结构及式(2)所表示的结构,尤其优选为式(1)所表示的结构。本发明中所用的色素多聚物在同一分子内具有色素结构与式(1)所表示的结构,由此式(1)所表示的结构中的氨基(amino gro即)与基板相互作用,故可进一步提高密接性。
[化29]
式(1)中,R1表示氢原子、碳数1~18的烷基、芳基、氧自由基。R2及R3分别独立地表示碳数1~18的烷基。R2及R3也可相互键结而表示碳数4~12的脂肪族环。“*”表示式(1)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
式(1)中,R1表示氢原子、碳数1~18的烷基、芳基、氧自由基,优选为碳数1~18的烷基。
碳数1~18的烷基可为直链状、分支链状或环状的任一种,优选为直链状。碳数1~18的烷基的碳数优选为1~12,更优选为1~8,进而优选为1~3,尤其优选为1或2。尤其碳数1~18的烷基优选为甲基或乙基,更优选为甲基。
芳基的碳数可为6~18,也可为6~12,也可为6。具体可列举苯基。
在式(1)中的R1表示碳数1~18的烷基或芳基的情形时,碳数1~18的烷基及芳基可具有取代基,也可未经取代。可具有的取代基可列举选自上述取代基组群A中的取代基。
式(1)中,R2及R3分别独立地表示碳数1~18的烷基,优选为碳数1~3的烷基,更优选为甲基。R2及R3也可相互键结而表示碳数4~12的脂肪族环。
式(1)中,“*”表示式(1)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。结合键可直接或经由连结基而与聚合物骨架键结,也可直接或经由连结基而键结于上述色素结构。尤其式(1)中的“*”优选为直接或经由连结基而与聚合物骨架键结。
以下示出式(1)所表示的结构的具体例,但不限定于这些具体例。下述结构中,“*”表示式(2)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
[化30]
[化31]
式(2)中,R4表示下述式(2A)、碳数1~18的烷基或芳基。R5分别独立地表示氢原子或碳数1~18的烷基。“*”表示式(2)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
式(2)中,R4表示上述式(2A)、碳数1~18的烷基或芳基,优选为由式(2A)所表示。碳数1~18的烷基及芳基与式(1)中的R1中说明的碳数1~18的烷基及芳基为相同含意。另外,“*”与式(1)中说明的结合键为相同含意。
[化32]
式(2A)中,R6分别独立地表示碳数1~18的烷基。“*”表示式(2A)所表示的结构与式(2)所表示的结构的结合键。
式(2A)中,R6与式(1)中的R1中说明的碳数1~18的烷基为相同含意。另外,“*”与式(1)中说明的结合键为相同含意。
以下,示出式(2)所表示的结构的具体例,但不限定于这些具体例。下述结构中,“*”表示式(2)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
[化33]
[化34]
式(3)中,R7表示碳数1~18的烷基;n1表示0~3的整数。在n1为2或3的情形时,各R7可相同也可不同。“*”表示式(3)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
式(3)中,R7与式(1)中的R1中说明的碳数1~18的烷基为相同含意。
式(3)中,n1表示0~3的整数,优选为0~2的整数,更优选为0或1。
式(3)中,“*”与式(1)中说明的结合键为相同含意。
以下示出式(3)所表示的结构的具体例,但不限定于这些具体例。下述结构中,“*”表示式(3)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
[化35]
[化36]
式(4)中,R8及R9分别独立地表示碳数1~18的烷基。n2表示0~3的整数。n3表示0~4的整数。在n2为2或3的情形时,各R8可相同也可不同。在n3表示2~4的整数的情形时,各R9可相同也可不同。“*”表示式(4)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
式(4)中,R8及R9与式(1)中的R1中说明的碳数1~18的烷基为相同含意。
式(4)中,n2表示0~3的整数,优选为0~2的整数,更优选为0或1。
式(4)中,n3表示0~4的整数,优选为0~2的整数,更优选为0或1。
式(4)中,“*”与式(1)中说明的结合键为相同含意。
以下示出式(4)所表示的结构的具体例,但不限定于这些具体例。下述结构中,“*”表示式(4)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
[化37]
[化38]
式(5)中,R10~R12分别独立地表示碳数1~18的烷基或碳数1~8的烷氧基。n4~n6分别独立地表示0~5的整数。n7~n9分别独立地表示0或1,n7~n9的至少一个表示1。“*”表示式(5)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
在式(5)中的R10表示碳数1~18的烷基的情形时,与式(1)中的R1中说明的碳数1~18的烷基为相同含意,优选为碳数1~3的烷基,更优选为甲基。在R10表示碳数1~8的烷氧基的情形时,烷氧基的碳数优选为1~6,更优选为1~5,进而优选为1~4。
式(5)中的n4表示0~5的整数,优选为1~4的整数,更优选为2或3。在n4表示2~5的整数的情形时,各R10可相同也可不同。
式(5)中的R11与式(5)中的R10为相同含意,优选范围也相同。
式(5)中的n5表示0~5的整数,优选为1~3的整数,更优选为1或2。在n5表示2~5的整数的情形时,各R11可相同也可不同。
式(5)中的R12与式(5)中的R10为相同含意,优选范围也相同。
式(5)中的n6表示0~5的整数,优选为0~3的整数,更优选为0或1。在n6表示2~5的整数的情形时,各R12可相同也可不同。
式(5)中的n7~n9分别独立地表示0或1,n7~n9的至少一个表示1。尤其优选为仅n7表示1,或仅n8及n9表示1,或仅n7与n8及n9的任一个表示1。
式(5)中的R10~R12可分别独立地具有取代基,也可未经取代。可具有的取代基可列举选自上述取代基组群A中的取代基。
式(5)中,“*”与式(1)中说明的结合键为相同含意。
以下示出式(5)所表示的结构的具体例,但不限定于这些具体例。下述结构中,“*”表示式(5)所表示的结构与聚合物骨架的结合键。
[化39]
<<<<具有式(1)~式(5)所表示的结构的至少一个的结构单元>>>>
具有式(1)~式(5)所表示的结构的至少一个的结构单元优选为由下述式(E)所表示。
式(E)
[化40]
通式(E)中,X3与通式(A)中的X1为相同含意。L4与通式(A)中的L1为相同含意。Z1表示上述式(1)~式(5)所表示的结构。
以下示出具有式(1)~式(5)所表示的结构的至少一个的结构单元的具体例,但本发明不限定于这些具体例。
[化41]
色素多聚物中,在将色素多聚物中的所有结构单元设定为100质量%时,具有式(1)~式(5)所表示的结构的至少一个的结构单元的含量优选为0.5质量%~20质量%,更优选为1质量%~10质量%,尤其优选为1质量%~5质量%。
另外,相对于含有色素结构的结构单元1摩尔,具有式(1)~式(5)所表示的结构的至少一个的结构单元的含量优选为0.5mol%~25mol%,更优选为1mol%~10mol%,进而优选为1mol%~5mol%。
<<抗衡阴离子>>
在本发明中所用的色素结构具有阳离子结构的情形时,抗衡阴离子可位于色素多聚物的同一结构单元内,也可位于同一结构单元外。所谓抗衡阴离子位于同一结构单元内,是指在具有色素结构的结构单元内,阳离子与阴离子经由共价键而键结的情形。另一方面,所谓同一结构单元外是指上述以外的情形。例如是指阳离子与阴离子并未经由共价键而键结,而是以独立化合物的形式存在的情形,或以色素多聚物的分别独立的结构单元的形式而含有阳离子与阴离子的情形。
本发明的阴离子优选为非亲核性阴离子。非亲核性的阴离子可为有机阴离子,也可为无机阴离子,优选为有机阴离子。本发明中所用的抗衡阴离子的例子可列举日本专利特开2007-310315号公报的段落编号0075中记载的公知的非亲核性阴离子,将这些内容并入至本申请说明书中。此处,所谓非亲核性,是指不会因加热而对色素进行亲核攻击的性质。
抗衡阴离子位于同一结构单元内的情形
本发明的阴离子的第一实施形态为抗衡阴离子位于同一结构单元内的情形,具体而言为在具有色素结构的结构单元内,阳离子与阴离子经由共价键而键结的情形。
所述情形的阴离子部优选为选自-SO3 -、-COO-、-PO4 -、下述通式(A1)所表示的结构及下述通式(A2)所表示的结构中的至少一种,更优选为选自下述通式(A1)所表示的结构及下述通式(A2)所表示的结构中的至少一种。
另外,阴离子部也可含有羧酸根阴离子、磺酸根阴离子、通式(Al-1)所表示的阴离子。
通式(A1)
[化42]
(通式(A1)中,R1及R2分别独立地表示-SO2-或-CO-)
通式(A1)中,优选为R1及R2的至少一个表示-SO2-,更优选为R1及R2两个表示-SO2-。
上述通式(A1)更优选为由下述通式(A1-1)所表示。
通式(A1-1)
[化43]
(通式(Al-1)中,R1及R2分别独立地表示-SO2-或-CO-。X1及X2分别独立地表示亚烷基或亚芳基)
通式(A1-1)中,R1及R2与通式(A1)中的R1及R2为相同含意,优选范围也相同。
在X1表示亚烷基的情形时,亚烷基的碳数优选为1~8,更优选为1~6。在X1表示亚芳基的情形时,亚芳基的碳数优选为6~18,更优选为6~12,进而优选为6。在X1具有取代基的情形时,优选为经氟原子所取代。
X2表示烷基或芳基,优选为烷基。烷基的碳数优选为1~8,更优选为1~6,进而优选为1~3,尤其优选为1。在X2具有取代基的情形时,优选为经氟原子所取代。
通式(A2)
[化44]
(通式(A2)中,R3表示-SO2-或-CO-。R4及R5分别独立地表示-SO2-、-CO-或-CN)
通式(A2)中,优选为R3~R5的至少一个表示-SO2-,更优选为R3~R5的至少两个表示-SO2-。
本实施形态中,尤其在色素多聚物的骨架是由上述通式(A)所表示的结构单元所表示的情形时,可列举L1的一部分含有通式(A1)所表示的部分的情形作为优选的一例。所述情形的具体例可例示后述具有色素结构的结构单元的例示中的(a-xt-1)、(a-xt-5)、(a-xt-6)。
另外,本实施形态中,也可列举色素多聚物的骨架含有通式(B)所表示的结构单元的情形作为一例。所述情形的具体例可例示后述具有色素结构的结构单元的例示中的(B-dp-1)、(B-mp-1)、(B-xt-1)、(B-xt-2)。
抗衡阴离子为独立分子的情形
本发明的阴离子的第二实施形态为以下情形:抗衡阴离子位于同一结构单元外,且阳离子与阴离子并未经由共价键而键结,而是以独立的分子的形式存在。
所述情形的阴离子可例示:氟阴离子、氯阴离子、溴阴离子、碘阴离子、氰化物离子、过氯酸根阴离子等或非亲核性阴离子,优选为非亲核性阴离子。
非亲核性的抗衡阴离子可为有机阴离子,也可为无机阴离子,优选为有机阴离子。本发明中所用的抗衡阴离子的例子可列举日本专利特开2007-310315号公报的段落编号0075中记载的公知的非亲核性阴离子,将这些内容并入至本申请说明书中。
优选可列举:双(磺酰基)酰亚胺阴离子、三(磺酰基)甲基阴离子、四芳基硼酸盐阴离子、B-(CN)n1(ORa)4-n1(Ra表示碳数1~10的烷基或碳数6~10的芳基,n1表示1~4)及PFn2RP (6-n2) -(RP表示碳数1~10的氟化烷基,n2表示1~6的整数),更优选为选自双(磺酰基)酰亚胺阴离子、三(磺酰基)甲基阴离子及四芳基硼酸盐阴离子中,进而优选为双(磺酰基)酰亚胺阴离子。通过使用此种非亲核性的抗衡阴离子,有更有效地发挥本发明的效果的倾向。
作为非亲核性的抗衡阴离子的双(磺酰基)酰亚胺阴离子优选为下述通式(AN-1)所表示的结构。
[化45]
(式(AN-1)中,X1及X2分别独立地表示氟原子或具有氟原子的碳数1~10的烷基。X1及X2也可相互键结而形成环)
X1及X2分别独立地表示氟原子或具有氟原子的碳数1~10的烷基,优选为氟原子或具有氟原子的碳数1~10的烷基,更优选为碳数1~10的全氟烷基,进而优选为碳数1~4的全氟烷基,尤其优选为三氟甲基。
作为非亲核性的抗衡阴离子的三(磺酰基)甲基阴离子优选为作为下述通式(AN-2)的结构。
[化46]
(式(AN-2)中,X3、X4及X5分别独立地表示氟原子或碳数1~10的具有氟原子的烷基)
X3、X4及X5分别独立地与X1及X2为相同含意,优选范围也为相同含意。
作为非亲核性的抗衡阴离子的四芳基硼酸盐阴离子优选为下述通式(AN-5)所表示的化合物。
[化47]
(式(AN-5)中,Ar1、Ar2、Ar3及Ar4分别独立地表示芳基)
Ar1、Ar2、Ar3及Ar4分别独立地优选为碳数6~20的芳基,更优选为碳数6~14的芳基,进而优选为碳数6~10的芳基。
Ar1、Ar2、Ar3及Ar4所表示的芳基也可具有取代基。在具有取代基的情形时,可列举:卤素原子、烷基、芳基、烷氧基、羰基、羰氧基、氨甲酰基、磺基、磺酰胺基、硝基等,优选为卤素原子及烷基,更优选为氟原子、烷基,进而优选为氟原子、碳数1~4的全氟烷基。
Ar1、Ar2、Ar3及Ar4分别独立地更优选为具有卤素原子和/或含卤素原子的烷基的苯基,进而优选为具有氟原子和/或含氟的烷基的苯基。
另外,非亲核性的抗衡阴离子优选为-B(CN)n1(ORa)4-n1(Ra表示碳数1~10的烷基或碳数6~10的芳基,n1表示1~4的整数)。作为碳数1~10的烷基的Ra优选为碳数1~6的烷基,更优选为碳数1~4的烷基。作为碳数6~10的芳基的Ra优选为苯基、萘基。
n1优选为1~3,更优选为1~2。
另外,非亲核性的抗衡阴离子更优选为-PF6RP (6-n2) -(RP表示碳数1~10的氟化烷基,n2表示1~6的整数)。RP优选为碳数1~6的具有氟原子的烷基,更优选为碳数1~4的含氟的烷基,进而优选为碳数1~3的全氟烷基。
n2优选为1~4的整数,更优选为1或2。
本发明中所用的非亲核性抗衡阴离子的每一分子的质量优选为100~1,000,更优选为200~500。
本发明的色素多聚物可仅含有一种非亲核性抗衡阴离子,也可含有两种以上的非亲核性抗衡阴离子。
以下示出本发明中所用的非亲核性的抗衡阴离子的具体例,但本发明不限定于此。
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
另外,在第二实施形态中,阴离子也可为多聚物。所述情形的多聚物可例示:含有含阴离子的结构单元、且不含来源于含阳离子的色素结构的结构单元的多聚物。此处,含阴离子的结构单元可列举后述第三实施形态中所述的含阴离子的结构单元作为优选例。进而,含有阴离子的多聚物也可含有含阴离子的结构单元以外的结构单元。此种结构单元可例示后述本发明中所用的色素多聚物可含有的其他重复单元作为优选例。
阳离子与阴离子含有于色素多聚物的独立结构单元中的情形
本发明的第三实施形态是指阳离子与阴离子含有于色素多聚物的分别独立的结构单元中的情形。
本实施形态的情况下,阴离子可含有于色素多聚物的侧链中,也可含有于主链中,也可在主链及侧链两个中含有抗衡阴离子。优选为侧链。
含阴离子的结构单元的优选例可例示通式(C1)所表示的结构单元及通式(D1)所表示的结构单元。
通式(C1)
[化52]
(通式(C1)中,X1表示结构单元的主链。L1表示单键或二价连结基。anion表示抗衡阴离子)
通式(C1)中,X1表示结构单元的主链,通常表示聚合反应中形成的连结基,例如优选为(甲基)丙烯酸系、苯乙烯系、乙烯系等,更优选为(甲基)丙烯酸系、苯乙烯系,进而优选为(甲基)丙烯酸系。再者,2个*所表示的部位成为结构单元。
在L1表示二价连结基的情形时,优选为碳数1~30的亚烷基(亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、亚丁基等)、碳数6~30的亚芳基(亚苯基、亚萘基等)、杂环连结基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO-、-NR-、-CONR-、-OC-、-SO-、-SO2-及将这些连结基的两个以上组合而成的连结基。此处,R分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或杂环基。
尤其L1优选为单键或将碳数1~10的亚烷基(优选为-(CH2)n-(n为5~10的整数))、碳数6~12的亚芳基(优选为亚苯基、亚萘基)、-NH-、-CO2-、-O-及-SO2-组合两个以上而成的二价连结基。
X1的具体例可例示上述通式(A)中的X1的例子作为优选例。
通式(D1)
[化53]
(通式(D1)中,L2及L3分别独立地表示单键或二价连结基。anion表示上述抗衡阴离子)
通式(D1)中,在L2及L3表示二价连结基的情形时,优选为碳数1~30的亚烷基、碳数6~30的亚芳基、杂环连结基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO2-、-NR-、-CONR-、-O2C-、-SO-、-SO2-及将这些连结基的两个以上组合而成的连结基。此处,R分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或杂环基。
L2优选为碳数6~12的亚芳基(特别是亚苯基)。碳数6~30的亚芳基优选为经氟原子取代。
L3优选为包含碳数6~12的亚芳基(特别是亚苯基)与-O-的组合的基团,优选为至少一种碳数6~12的亚芳基经氟原子所取代。
抗衡阴离子可例示上述抗衡阴离子位于同一结构单元内的情形中所述的阴离子部作为优选阴离子。
以下示出本实施形态中的含阴离子的结构单元的具体例,但本发明不限定于这些具体例。
[化54]
以下具体例表示阴离子结构并未解离的状态,但阴离子结构解离的状态当然也在本发明的范围内。
[化55]
[化56]
[化57]
[化58]
[化59]
<染料的具体例>
以下示出染料的具体例,但本发明不限定于此。下述具体例中,X-表示阴离子。另外,以下所示的色素结构中的任一氢原子与聚合物骨架键结。
三苯基甲烷化合物的具体例可列举以下化合物。
[化60]
[化61]
氧杂蒽化合物的具体例可列举以下化合物。
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
以下示出本发明中所用的具有色素结构的结构单元的例子。X-表示抗衡阴离子。另外,一部分X是以阴离子结构并未解离的状态表示,但解离的状态当然也包括在本发明内。
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
具有色素结构的结构单元也可列举来源于下述例示化合物M-17~例示化合物M-37、例示化合物M-39、例示化合物M-40、例示化合物M-43的任一个的结构单元。
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
<染料的特性>
本发明中所用的染料的最大吸收波长优选为400nm~650nm,更优选为450nm~600nm。
本发明中所用的染料的重量平均分子量优选为2000以上,更优选为3000以上,进而优选为4000以上,尤其优选为5000以上。尤其通过染料的重量平均分子量为5000以上,本发明的着色感放射线性组合物在显影液中的溶解性提高,故可更有效地抑制其他颜色上残渣混色。另外,关于染料的重量平均分子量的上限,并无特别限定,优选为30000以下,更优选为20000以下,进而优选为15000以下,尤其优选为10000以下。
在本说明书中,重量平均分子量及数量平均分子量是使用利用GPC法且通过苯乙烯换算所测定的值。
另外,在染料为色素多聚物的情形时,重量平均分子量(Mw)与数量平均分子量(Mn)的比[(Mw)/(Mn)]优选为1.0~3.0,更优选为1.6~2.5,尤其优选为1.6~2.0。
本发明中所用的染料的玻璃化温度(Tg)优选为50℃以上,更优选为100℃以上。另外,由热重量分析(Thermogravimetric Analysis,TGA测定)所得的5%重量减少温度优选为120℃以上,更优选为150℃以上,进而优选为200℃以上。通过处于所述范围内,在将本发明的着色感放射线性组合物应用于制作彩色滤光片等时,可减少由加热工艺所引起的浓度变化。
另外,本发明中所用的染料的每单位重量的吸光系数(以下记作ε′。ε′=ε/平均分子量,单位:L/g·cm)优选为30以上,更优选为60以上,进而优选为100以上。通过处于所述范围内,在使用本发明的着色感放射线性组合物来制作彩色滤光片的情形时,可制作色彩再现性良好的彩色滤光片。
就着色力的观点而言,染料的摩尔吸光系数优选为尽可能高。
再者,最大吸收波长及摩尔吸光系数是利用分光光度计卡瑞(cary)5(瓦里安(Varian)公司制造)来测定。
本发明中所用的染料优选为溶解于以下有机溶剂中的化合物。有机溶剂可列举:酯类(例如3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯等)、醚类(例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等)、酮类(甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等)、芳香族烃类(例如甲苯、二甲苯等),相对于这些溶剂,优选为溶解1质量%以上、50质量%以下,更优选为5质量%~40质量%,进而优选为以10质量%~30质量%为宜。通过处于所述范围内,在将本发明的着色感放射线性组合物应用于制作彩色滤光片等时,可实现适宜的涂布表面状态、或减少因其他颜色涂布后的溶出所致的浓度降低。
在本发明的着色感放射线性组合物中,可单独使用一种染料,也可并用两种以上的染料。
相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,本发明的着色感放射线性组合物中的染料的含量优选为10质量%~70质量%,更优选为10质量%~50质量%,尤其优选为15质量%~30质量%。
另外,相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,包含染料的着色剂的浓度优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上。
本发明的着色感放射线性组合物可用于彩色滤光片、油墨材料(特别是紫外线(Ultraviolet,UV)油墨材料)、升华热转印材料等。
利用本发明中所用的染料在其结构中所含的具有特定结构的色素结构的特性,本发明的着色感放射线性组合物可将着色图案形成为薄膜(例如厚度为1μm以下)。因此,本发明的着色感放射线性组合物特别适于制作要求2μm以下的微小尺寸(自基板法线方向观察的像素图案的边长例如为0.5μm~2.0μm)的高精细度、且要求良好的矩形的剖面轮廓(profile)的固体摄像元件用的彩色滤光片。
在本发明的着色感放射线性组合物中,可在不损及本发明的效果的范围内,使用染料以外的以前公知的各种颜料(例如无机颜料及有机颜料)。在使用颜料的情形时,也优选为所形成的着色膜为高透射率,应控制颜料的种类、粒径及添加量以维持所述物性。
无机颜料可列举:金属氧化物、金属络合盐等所示的金属化合物或碳黑(颜色索引(Color Index,C.I.)颜料黑7)。金属化合物具体可列举:铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑等的金属氧化物及金属的复合氧化物。
有机颜料例如可列举:
C.I.颜料黄11、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄31、C.I.颜料黄53、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄99、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄147、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄167、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄199;
C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙43、C.I.颜料橙71;
C.I.颜料红81、C.I.颜料红105、C.I.颜料红122、C.I.颜料红149、C.I.颜料红150、C.I.颜料红155、C.I.颜料红171、C.I.颜料红175、C.I.颜料红176、C.I.颜料红177、C.I.颜料红209、C.I.颜料红220、C.I.颜料红224、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料红264、C.I.颜料红270;
C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫39;
C.I.颜料蓝1、C.I.颜料蓝2、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15∶1、C.I.颜料蓝15∶3、C.I.颜料蓝15∶6、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝66;
C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿37、C.I.颜料绿58;
C.I.颜料棕25、C.I.颜料棕28;
C.I.颜料黑1;
等。
本发明中可优选地使用的颜料可列举以下颜料。然而,本发明不限定于这些颜料。
C.I.颜料黄11、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄167、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185,
C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙71,
C.I.颜料红122、C.I.颜料红150、C.I.颜料红171、C.I.颜料红175、C.I.颜料红177、C.I.颜料红209、C.I.颜料红224、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料红264,
C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫32,
C.I.颜料蓝15∶1、C.I.颜料蓝15∶3、C.I.颜料蓝15∶6、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝66,
C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿37、C.I.颜料绿58;
C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7。
-分散剂-
在本发明的着色感放射线性组合物含有颜料的情形时,可含有分散剂。
分散剂可列举:高分子分散剂[例如聚酰胺-胺及其盐、多羧酸及其盐、高分子量不饱和酸酯、改性聚氨基甲酸酯、改性聚酯、改性聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福马林缩合物]及聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷醇胺等表面活性剂及颜料衍生物等。
高分子分散剂可根据其结构而进一步分类为直链状高分子、末端改性型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。
具有对颜料表面的固定(anchor)部位的末端改性型高分子例如可列举:日本专利特开平3-112992号公报、日本专利特表2003-533455号公报等中记载的在末端具有磷酸基的高分子,日本专利特开2002-273191号公报等中记载的在末端具有磺酸基的高分子,日本专利特开平9-77994号公报等中记载的具有有机色素的部分骨架或杂环的高分子等。另外,日本专利特开2007-277514号公报中记载的在高分子末端导入有两个以上的对颜料表面的固定部位(酸基、碱性基、有机色素的部分骨架或杂环等)的高分子也分散稳定性优异而优选。
具有对颜料表面的固定部位的接枝型高分子例如可列举聚酯系分散剂等,具体可列举:日本专利特开昭54-37082号公报、日本专利特表平8-507960号公报、日本专利特开2009-258668号公报等中记载的聚(低级亚烷基亚胺)与聚酯的反应产物,日本专利特开平9-169821号公报等中记载的聚烯丙胺与聚酯的反应产物,日本专利特开平10-339949号公报、日本专利特开2004-37986号公报等中记载的巨单体与氮原子单体的共聚物,日本专利特开2003-238837号公报、日本专利特开2008-9426号公报、日本专利特开2008-81732号公报等中记载的具有有机色素的部分骨架或杂环的接枝型高分子,日本专利特开2010-106268号公报等中记载的巨单体与含酸基的单体的共聚物等。尤其就颜料分散物的分散性、分散稳定性及使用颜料分散物的着色感放射线性组合物所显示出的显影性的观点而言,尤其优选为日本专利特开2009-203462号公报中记载的具有碱性基与酸性基的两性分散树脂。
通过自由基聚合来制造具有对颜料表面的固定部位的接枝型高分子时所用的巨单体可使用公知的巨单体,可列举:东亚合成(股)制造的巨单体AA-6(末端基为甲基丙烯酰基的聚甲基丙烯酸甲酯)、AS-6(末端基为甲基丙烯酰基的聚苯乙烯)、AN-6S(末端基为甲基丙烯酰基的苯乙烯与丙烯腈的共聚物)、AB-6(末端基为甲基丙烯酰基的聚丙烯酸丁酯)、大赛璐(Daicel)化学工业(股)制造的普拉克赛尔(Placcel)FM5(甲基丙烯酸2-羟乙酯的ε-己内酯5摩尔当量加成品)、FA10L(丙烯酸2-羟乙酯的ε-己内酯10摩尔当量加成品)、及日本专利特开平2-272009号公报中记载的聚酯系巨单体等。这些巨单体中,尤其就颜料分散物的分散性、分散稳定性及使用颜料分散物的着色感放射线性组合物所显示出的显影性的观点而言,尤其优选为柔软性且亲溶剂性优异的聚酯系巨单体,进而尤其优选为日本专利特开平2-272009号公报中记载的聚酯系巨单体所表示的聚酯系巨单体。
具有对颜料表面的固定部位的嵌段型高分子优选为日本专利特开2003-49110号公报、日本专利特开2009-52010号公报等中记载的嵌段型高分子。
分散剂也可作为市售品而获取,此种具体例可列举:楠木化成股份有限公司制造的“DA-7301”,毕克化学(BYK Chemie)公司制造的“迪斯帕毕克(Disperbyk)-101(聚酰胺-胺磷酸盐)、迪斯帕毕克(Disperbyk)-107(羧酸酯)、迪斯帕毕克(Disperbyk)-110(含酸基的共聚物)、迪斯帕毕克(Disperbyk)-130(聚酰胺)、迪斯帕毕克(Disperbyk)-161、迪斯帕毕克(Disperbyk)-162、迪斯帕毕克(Disperbyk)-163、迪斯帕毕克(Disperbyk)-164、迪斯帕毕克(Disperbyk)-165、迪斯帕毕克(Disperbyk)-166、迪斯帕毕克(Disperbyk)-170(高分子共聚物)”、“毕克(BYK)-P104、毕克(BYK)-P105(高分子量不饱和多羧酸)”,埃夫卡(EFKA)公司制造的“埃夫卡(EFKA)4047、埃夫卡(EFKA)4050~埃夫卡(EFKA)4010~埃夫卡(EFKA)4165(聚氨基甲酸酯系)、埃夫卡(EFKA)4330~埃夫卡(EFKA)4340(嵌段共聚物)、埃夫卡(EFKA)4400~埃夫卡(EFKA)4402(改性聚丙烯酸酯)、埃夫卡(EFKA)5010(聚酯酰胺)、埃夫卡(EFKA)5765(高分子量多羧酸盐)、埃夫卡(EFKA)6220(脂肪酸聚酯)、埃夫卡(EFKA)6745(酞菁衍生物)、埃夫卡(EFKA)6750(偶氮颜料衍生物)”,味之素精密技术(AjinomotoFine-Techno)公司制造的“阿吉斯帕(Ajisper)PB821、阿吉斯帕(Ajisper)PB822、阿吉斯帕(Ajisper)PB880、阿吉斯帕(Ajisper)PB881”,共荣社化学公司制造的“弗洛兰(Flowlen)TG-710(氨基甲酸酯低聚物)”、“波利弗洛(Polyflow)No.50E、波利弗洛(Polyflow)No.300(丙烯酸系共聚物)”,楠本化成公司制造“迪斯帕隆(Disparlon)KS-860、迪斯帕隆(Disparlon)873SN、迪斯帕隆(Disparlon)874、迪斯帕隆(Disparlon)#2150(脂肪族多元羧酸)、迪斯帕隆(Disparlon)#7004(聚醚酯)、迪斯帕隆(Disparlon)DA-703-50、迪斯帕隆(Disparlon)DA-705、迪斯帕隆(Disparlon)DA-725”,花王公司制造的“德摩尔(Demol)RN、德摩尔(Demol)N(萘磺酸福尔马林缩聚物)、德摩尔(Demol)MS、德摩尔(Demol)C、德摩尔(Demol)SN-B(芳香族磺酸福尔马林缩聚物)”、“火莫格诺(Homogenol)L-18(高分子多羧酸)”、“爱慕根(Emulgen)920、爱慕根(Emulgen)930、爱慕根(Emulgen)935、爱慕根(Emulgen)985(聚氧乙烯壬基苯基醚)”、“阿塞他命(Acetamin)86(硬脂基胺乙酸酯)”,日本路博润(Lubrizol)(股)制造的“索努帕斯(Solsperse)5000(酞菁衍生物)、索努帕斯(Solsperse)22000(偶氮颜料衍生物)、索努帕斯(Solsperse)13240(聚酯胺)、索努帕斯(Solsperse)3000、索努帕斯(Solsperse)17000、索努帕斯(Solsperse)27000(在末端部具有功能部的高分子)、索努帕斯(Solsperse)24000、索努帕斯(Solsperse)28000、索努帕斯(Solsperse)32000、索努帕斯(Solsperse)38500(接枝型高分子)”,日光化学公司制造的“尼克尔(Nikkol)T106(聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯)、尼克尔(Nikkol)MYS-IEX(聚氧乙烯单硬脂酸酯)”,川研精化(股)制造的海诺埃克特(Hinoact)T-8000E等,信越化学工业(股)制造的有机硅氧烷聚合物KP341,裕商(股)制造的“W001:阳离子系表面活性剂”,聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、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、脱水山梨糖醇脂肪酸酯等非离子系表面活性剂,“W004、W005、W017”等阴离子系表面活性剂,森下产业(股)制造的“埃夫卡(EFKA)-46、埃夫卡(EFKA)-47、埃夫卡(EFKA)-47EA、埃夫卡(EFKA)聚合物100、埃夫卡(EFKA)聚合物400、埃夫卡(EFKA)聚合物401、埃夫卡(EFKA)聚合物450”,圣诺普科(Sannopco)(股)制造的“迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)6、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)8、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)15、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)9100”等高分子分散剂,艾迪科(ADEKA)(股)制造的“艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L31、艾迪科普罗尼克(AdekaPluronic)F38、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L42、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L44、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L61、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L64、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)F68、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L72、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)P95、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)F77、艾迪科普罗尼克(AdekaPluronic)P84、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)F87、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)P94、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L101、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)P103、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)F108、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)L121、艾迪科普罗尼克(Adeka Pluronic)P-123”,及三洋化成(股)制造的“伊奥奈特(Eonet)(商品名)S-20”等。
分散剂可单独使用,也可组合使用两种以上。在本发明中,尤其优选为将颜料衍生物与高分子分散剂组合使用。另外,关于本发明的分散剂,也可与具有对颜料表面的固定部位的末端改性型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子一起而并用碱可溶性树脂。碱可溶性树脂可列举:(甲基)丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、丁烯酸共聚物、马来酸共聚物、部分酯化马来酸共聚物等、以及在侧链上具有羧酸的酸性纤维素衍生物、对具有羟基的聚合物进行酸酐改性而成的树脂,尤其优选为(甲基)丙烯酸共聚物。另外,日本专利特开平10-300922号公报中记载的N位取代马来酰亚胺单体共聚物、日本专利特开2004-300204号公报中记载的醚二聚物共聚物、日本专利特开平7-319161号公报中记载的含有聚合性基的碱可溶性树脂也优选。
相对于颜料100质量份,着色感放射线性组合物中的分散剂的含量优选为1质量份~80质量份,更优选为5质量份~70质量份,进而优选为10质量份~60质量份。
具体而言,若为使用高分子分散剂的情形,则相对于颜料100质量份,高分子分散剂的使用量以质量换算计而优选为5份~100份的范围,更优选为10份~80份的范围。
另外,在并用分散剂与颜料衍生物的情形时,相对于颜料100质量份,颜料衍生物的使用量以质量换算计而优选为1份~30份的范围,更优选为3份~20份,尤其优选为5份~15份。
在本发明的着色感放射线性组合物中使用染料及颜料的情形时,就硬化感度或颜色浓度的观点而言,相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,包含染料及颜料的着色剂的浓度优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进而优选为70质量%以上。另外,相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,着色剂的浓度优选为90质量%以下,更优选为85质量%以下。
另外,在本发明的着色感放射线性组合物中使用颜料的情形时,相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,颜料的浓度优选为25质量%以上,更优选为35质量%以上,进而优选为45质量%以上。另外,相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,颜料的浓度优选为65质量%以下,更优选为55质量%以下。
本发明的着色感放射线性组合物即便在制成此种高浓度的着色剂浓度的情形时,也可抑制其他颜色上残渣混色。
[光聚合性化合物]
本发明的着色感放射线性组合物含有光聚合性化合物。
光聚合性化合物可使用利用自由基、酸或热可进行交联的公知的光聚合性化合物,例如可列举含有乙烯性不饱和键、环状醚(环氧、氧杂环丁烷)、羟甲基等的光聚合性化合物。就感度的观点而言,光聚合性化合物可自具有至少一个、优选为两个以上的末端乙烯性不饱和键的光聚合性化合物中优选地选择。其中,优选为四官能以上的多官能光聚合性化合物,进而优选为五官能以上的多官能光聚合性化合物。
此种化合物在产业领域中已广为人知,在本发明中可无特别限定地使用这些化合物。这些化合物例如可为以下化学形态的任一种:单体,预聚物即二聚物、三聚物及低聚物或它们的混合物以及它们的多聚物等。本发明中的光聚合性化合物可单独使用一种,也可并用两种以上。
更具体而言,单体及其预聚物的例子可列举不饱和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、异丁烯酸、马来酸等)或其酯类、酰胺类以及它们的多聚物,优选为不饱和羧酸与脂肪族多元醇化合物的酯、及不饱和羧酸与脂肪族多元胺化合物的酰胺类以及它们的多聚物。另外,也可优选地使用以下反应物:具有羟基或氨基、巯基等亲核性取代基的不饱和羧酸酯或酰胺类与单官能或多官能异氰酸酯类或环氧类的加成反应物,或者与单官能或多官能的羧酸的脱水缩合反应物等。另外,以下反应物也优选:具有异氰酸酯基或环氧基等亲电子性取代基的不饱和羧酸酯或酰胺类与单官能或多官能的醇类、胺类、硫醇类的加成反应物,进而具有卤素基或甲苯磺酰氧基等脱离性取代基的不饱和羧酸酯或酰胺类与单官能或多官能的醇类、胺类、硫醇类的取代反应物。另外,作为其他例,也可使用换成不饱和膦酸、苯乙烯等乙烯基苯衍生物、乙烯醚、烯丙醚等而成的化合物组群来代替上述不饱和羧酸。
这些化合物的具体化合物可参考日本专利特开2009-288705号公报的段落编号0095~段落编号0108中记载的化合物,将其内容并入至本申请说明书中。
另外,光聚合性化合物也优选为具有至少一个可进行加成聚合的亚乙基、且在常压下具有100℃以上的沸点的具有乙烯性不饱和基的化合物。其例子例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0227,将其内容并入至本申请说明书中。
另外,在常压下具有100℃以上的沸点、且具有至少一个可进行加成聚合的乙烯性不饱和基的化合物可参考日本专利特开2008-292970号公报的段落编号0254~段落编号0257中记载的化合物,将其内容并入至本申请说明书中。
其中,光聚合性化合物优选为二季戊四醇三丙烯酸酯(市售品为卡亚拉得(KAYARAD)D-330;日本化药股份有限公司制造)、二季戊四醇四丙烯酸酯(市售品为卡亚拉得(KAYARAD)D-320;日本化药股份有限公司制造)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(市售品为卡亚拉得(KAYARAD)D-310;日本化药股份有限公司制造)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(市售品为卡亚拉得(KAYARAD)DPHA;日本化药股份有限公司制造)、及它们的(甲基)丙烯酰基介隔乙二醇、丙二醇残基的结构。也可使用它们的低聚物类型。以下示出优选的聚合性化合物的形态。
光聚合性化合物也可为多官能单体,且也可具有羧基、磺酸基、磷酸基等酸基。若乙烯性化合物如上述为混合物的情形那样具有未反应的羧基,则可直接利用,视需要也可使非芳香族羧酸酐与上述乙烯性化合物的羟基反应而导入酸基。在所述情形时,所使用的非芳香族羧酸酐的具体例可列举:四氢邻苯二甲酸酐、烷基化四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、烷基化六氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐。
本发明中,具有酸基的单体为脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸的酯,优选为使非芳香族羧酸酐与脂肪族多羟基化合物的未反应的羟基反应而具有酸基的多官能单体,尤其优选为在其酯中脂肪族多羟基化合物为季戊四醇和/或二季戊四醇的。市售品例如可列举东亚合成股份有限公司制造的作为多元酸改性丙烯酸系低聚物的M-510、M-520、亚罗尼斯(Aronix)TO2349等。
这些单体可单独使用一种,但在制造上难以使用单一的化合物,故也可混合使用两种以上。另外,视需要也可并用不具有酸基的多官能单体与具有酸基的多官能单体作为单体。
具有酸基的多官能单体的优选酸值为0.1mgKOH/g~40mgKOH/g,尤其优选为5mgKOH/g~30mgKOH/g。若多官能单体的酸值过低,则显影溶解特性降低,若多官能单体的酸值过高,则制造或操作变困难而光聚合性能降低,像素的表面平滑性等硬化性劣化。因此,在并用两种以上的酸基不同的多官能单体的情形、或并用不具有酸基的多官能单体的情形时,优选为以总体的多官能单体的酸值在上述范围内的方式调整。
另外,含有具有己内酯结构的多官能性单体作为聚合性单体也为优选形态。
具有己内酯结构的多官能性单体只要在其分子内具有己内酯结构,则并无特别限定,例如可列举ε-己内酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯,所述ε-己内酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯是通过将三羟甲基乙烷、二-三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、二-三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、甘油(glycerine)、二甘油(diglycerol)、三羟甲基三聚氰胺等多元醇与(甲基)丙烯酸及ε-己内酯加以酯化而获得。其中,优选为下述通式(Z-1)所表示的具有己内酯结构的多官能性单体。
[化83]
通式(Z-1)中,六个R全部为下述通式(Z-2)所表示的基团,或者六个R中的一个~五个为下述通式(Z-2)所表示的基团且其余为下述通式(Z-3)所表示的基团。
[化84]
通式(Z-2)中,R1表示氢原子或甲基,m表示1或2的数,“*”表示结合键。
[化85]
通式(Z-3)中,R1表示氢原子或甲基,“*”表示结合键。
此种具有己内酯结构的多官能性单体例如是由日本化药(股)作为卡亚拉得(KAYARAD)DPCA系列而市售,可列举:DPCA-20(上述式(Z-1)~式(Z-3)中m=1、式(Z-2)所表示的基团的个数=2、R1全部为氢原子的化合物)、DPCA-30(上述式(Z-1)~式(Z-3)中m=1、式(Z-2)所表示的基团的个数=3、R1全部为氢原子的化合物)、DPCA-60(上述式(Z-1)~式(Z-3)中m=1、式(Z-2)所表示的基团的个数=6、R1全部为氢原子的化合物)、DPCA-120(上述式(Z-1)~式(Z-3)中m=2、式(Z-2)所表示的基团的个数=6、R1全部为氢原子的化合物)等。
在本发明中,具有己内酯结构的多官能性单体可单独使用或混合使用两种以上。
另外,本发明中的特定单体也优选为选自下述通式(Z-4)或通式(Z-5)所表示的化合物的组群中的至少一种。
[化86]
通式(Z-4)及通式(Z-5)中,E分别独立地表示-((CH2)yCH2O)-或-((CH2)yCH(CH3)O)-,y分别独立地表示0~10的整数,X分别独立地表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氢原子或羧基。
通式(Z-4)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基合计为三个或四个,m分别独立地表示0~10的整数,各m的合计值为0~40的整数。其中,在各m的合计值为0的情形时,X中的任一个为羧基。
通式(ii)中,丙烯酰基及甲基丙烯酰基合计为五个或六个,n分别独立地表示0~10的整数,各n的合计值为0~60的整数。其中,在各n的合计值为0的情形时,X中的任一个为羧基。
通式(Z-4)中,m优选为0~6的整数,更优选为0~4的整数。
另外,各m的合计值优选为2~40的整数,更优选为2~16的整数,尤其优选为4~8的整数。
通式(Z-5)中,n优选为0~6的整数,更优选为0~4的整数。
另外,各n的合计值优选为3~60的整数,更优选为3~24的整数,尤其优选为6~12的整数。
另外,通式(Z-4)或通式(Z-5)中的-((CH2)yCH2O)-或-((CH2)yCH(CH3)O)-优选为氧原子侧的末端键结于X的形态。
通式(Z-4)或通式(Z-5)所表示的化合物可单独使用一种,也可并用两种以上。尤其优选为在通式(ii)中六个X全部为丙烯酰基的形态。
另外,通式(Z-4)或通式(Z-5)所表示的化合物在光聚合性化合物中的总含量优选为20质量%以上,更优选为50质量%以上。
通式(Z-4)或通式(Z-5)所表示的化合物可由作为以前公知的步骤的以下步骤来合成:使环氧乙烷或环氧丙烷通过开环加成反应而使开环骨架键结于季戊四醇或二季戊四醇的步骤;及使例如(甲基)丙烯酰氯与开环骨架的末端羟基反应而导入(甲基)丙烯酰基的步骤。各步骤为广为人知的步骤,本领域技术人员可容易地合成通式(i)或通式(ii)所表示的化合物。
通式(Z-4)或通式(Z-5)所表示的化合物中,更优选为季戊四醇衍生物和/或二季戊四醇衍生物。
具体而言,可列举下述式(a)~式(f)所表示的化合物(以下也称为“例示化合物(a)~例示化合物(f)”),其中,优选为例示化合物(a)、例示化合物(b)、例示化合物(e)、例示化合物(f)。
[化87]
[化88]
通式(Z-4)、通式(Z-5)所表示的光聚合性化合物的市售品例如可列举:沙多玛(Sartomer)公司制造的具有四个乙烯氧基链的四官能丙烯酸酯SR-494、日本化药股份有限公司制造的具有六个戊烯氧基链的六官能丙烯酸酯DPCA-60、具有三个异丁烯氧基链的三官能丙烯酸酯TPA-330等。
另外,光聚合性化合物也优选为日本专利特公昭48-41708号公报、日本专利特开昭51-37193号公报、日本专利特公平2-32293号公报、日本专利特公平2-16765号公报中记载那样的丙烯酸氨基甲酸酯类,或日本专利特公昭58-49860号公报、日本专利特公昭56-17654号公报、日本专利特公昭62-39417号公报、日本专利特公昭62-39418号公报中记载的具有环氧乙烷系骨架的氨基甲酸酯化合物类。进而,通过使用日本专利特开昭63-277653号公报、日本专利特开昭63-260909号公报、日本专利特开平1-105238号公报中记载的在分子内具有氨基结构或硫醚结构的加成聚合性化合物类作为光聚合性化合物,可获得感光速度非常优异的硬化性组合物。
光聚合性化合物的市售品可列举:氨基甲酸酯低聚物UAS-10、氨基甲酸酯低聚物UAB-140(山阳国策纸浆公司制造),UA-7200(新中村化学公司制造),DPHA-40H(日本化药公司制造),UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共荣社制造)等。
关于这些光聚合性化合物,其结构、单独使用或并用、添加量等使用方法的详细情况可根据着色感放射线性组合物的最终的性能设计来任意设定。例如就感度的观点而言,优选为每一分子的不饱和基含量多的结构,多的情况下优选为二官能以上。另外,就提高着色感放射线性组合物膜的强度的观点而言,以三官能以上的为宜,进而通过并用官能基数不同、聚合性基不同的(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯系化合物、乙烯醚系化合物)来调节感度与强度两个的方法也有效。进而,通过并用三官能以上且环氧乙烷链长不同的光聚合性化合物,可调节着色感放射线性组合物的显影性,可获得优异的图案形成能力,就此方面而言优选。
另外,对于与着色感放射线性组合物所含有的其他成分(例如光聚合引发剂、被分散体、碱可溶性树脂等)的相容性、分散性而言,光聚合性化合物的选择、使用法也为重要的因素,例如有时通过使用低纯度化合物或并用两种以上而可提高相容性。另外,就提高与支撑体等硬质表面的密接性的观点而言,有时也可选择特定的结构。
相对于着色感放射线性组合物中的总固体成分,本发明的着色感放射线性组合物中的光聚合性化合物的含量优选为0.1质量%~90质量%,更优选为1.0质量%~50质量%,尤其优选为2.0质量%~30质量%。
[光聚合引发剂]
就进一步提高感度的观点而言,本发明的着色感放射线性组合物必须进一步含有光聚合引发剂。
光聚合引发剂只要具有引发光聚合性化合物的聚合的能力,则并无特别限制,可自公知的光聚合引发剂中适当选择。例如优选为对紫外线范围至可见光线具有感光性的。另外,可为与经光激发的增感剂发生某些作用而生成活性自由基的活性剂,也可为根据单体的种类而引发阳离子聚合那样的引发剂。
另外,光聚合引发剂优选为含有至少一种在约300nm~800nm(更优选为330nm~500nm)的范围内具有至少约50的分子吸光系数的化合物。
光聚合引发剂例如可列举:卤化烃衍生物(例如具有三嗪骨架的、具有噁二唑骨架的等)、酰基膦氧化物等酰基膦化合物、六芳基联咪唑、肟衍生物等肟化合物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、酮肟醚、氨基苯乙酮化合物、羟基苯乙酮等。
另外,就曝光感度的观点而言,优选为选自由三卤甲基三嗪化合物、苯偶酰二甲基缩酮化合物、α-羟基酮化合物、α-氨基酮化合物、酰基膦化合物、膦氧化物化合物、茂金属化合物、肟化合物、三烯丙基咪唑二聚物、鎓化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、环戊二烯-苯-铁络合物及其盐、卤甲基噁二唑化合物、3-芳基取代香豆素化合物所组成的组群中的化合物。
尤其在将本发明的着色感放射线性组合物用于制作固体摄像元件的彩色滤光片的情形时,必须以尖锐(sharp)的形状来形成微细的图案,因此重要的是硬化性并且在未曝光部中无残渣地进行显影。就此种观点而言,聚合引发剂尤其优选为使用肟化合物。尤其在固体摄像元件中形成微细的图案的情形时,在硬化用曝光时使用步进式曝光,有时所述曝光机因卤素而受到损伤,必须将聚合引发剂的添加量抑制得低,故若考虑到这些方面,则尤其优选为在形成如固体摄像元件那样的微细图案时,使用肟化合物作为(C)光聚合引发剂。
本发明中所用的光聚合引发剂的具体例例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0265~段落0268,将其内容并入至本申请说明书中。
光聚合引发剂也可优选地使用羟基苯乙酮化合物、氨基苯乙酮化合物及酰基膦化合物。更具体而言,例如也可使用:日本专利特开平10-291969号公报中记载的氨基苯乙酮系引发剂、日本专利第4225898号公报中记载的酰基膦氧化物系引发剂。
羟基苯乙酮系引发剂可使用:易璐佳(IRGACURE)-184、达罗卡(DAROCUR)-1173、易璐佳(IRGACURE)-500、易璐佳(IRGACURE)-2959、易璐佳(IRGACURE)-127(商品名:均为巴斯夫(BASF)公司制造)。
氨基苯乙酮系引发剂可使用:作为市售品的易璐佳(IRGACURE)-907、易璐佳(IRGACURE)-369及易璐佳(IRGACURE)-379(商品名:均为巴斯夫(BASF)公司制造)。氨基苯乙酮系引发剂也可使用吸收波长与365nm或405nm等长波光源匹配(matching)的日本专利特开2009-191179公报中记载的化合物。
另外,酰基膦系引发剂可使用作为市售品的易璐佳(IRGACURE)-819或达罗卡(DAROCUR)-TPO(商品名:均为巴斯夫(BASF)公司制造)。
光聚合引发剂更优选可列举肟化合物。肟引发剂的具体例可使用:日本专利特开2001-233842号公报中记载的化合物、日本专利特开2000-80068号公报中记载的化合物、日本专利特开2006-342166号公报中记载的化合物。
可优选地用作本发明的光聚合引发剂的肟衍生物等肟化合物例如可列举:3-苯甲酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-乙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、3-丙酰氧基亚氨基丁烷-2-酮、2-乙酰氧基亚氨基戊烷-3-酮、2-乙酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲酰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺酰氧基)亚氨基丁烷-2-酮及2-乙氧基羰氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等。
肟酯化合物可列举:《英国化学会志(Journal of the Chemical Society,J.C.S.)普尔金会刊(Perkin)II》(1979年)pp.1653-1660、《英国化学会志(Journal oftheChemical Society,J.C.S.)普尔金会刊(Perkin)II》(1979年)pp.156-162、《光聚合物科学与技术期刊(Journal of Photopolymer Science and Technology)》(1995年)pp.202-232、日本专利特开2000-66385号公报中记载的化合物,日本专利特开2000-80068号公报、日本专利特表2004-534797号公报、日本专利特开2006-342166号公报的各公报中记载的化合物等。
市售品中也可优选地使用易璐佳(IRGACURE)-OXE01(巴斯夫(BASF)公司制造)、易璐佳(IRGACURE)-OXE02(巴斯夫(BASF)公司制造)。
另外,也可使用以下化合物作为上述记载的化合物以外的肟酯化合物:肟连结于咔唑N位上的日本专利特表2009-519904号公报中记载的化合物、在二苯甲酮部位上导入有杂取代基的美国专利第7626957号公报中记载的化合物、在色素部位上导入有硝基的日本专利特开2010-15025号公报及美国专利公开2009-292039号中记载的化合物、国际公开专利2009-131189号公报中记载的酮肟化合物、在同一分子内含有三嗪骨架与肟骨架的美国专利7556910号公报中记载的化合物、在405nm处具有最大吸收且对g射线光源具有良好的感度的日本专利特开2009-221114号公报中记载的化合物等。
优选为可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0274~段落0275,将其内容并入至本申请说明书中。
具体而言,肟聚合引发剂优选为下述式(OX-1)所表示的化合物。再者,可为肟的N-O键为(E)体的肟化合物,也可为(Z)体的肟化合物,也可为(E)体与(Z)体的混合物。
[化89]
(式(OX-1)中,R及B分别独立地表示一价取代基,A表示二价有机基,Ar表示芳基)
此种肟引发剂可参考日本专利特开2012-208494号公报段落0513(对应的美国专利申请公开第2012/235099号说明书的[0632])以后的式(OX-1)、式(OX-2)或式(OX-3)所表示的化合物的说明,将这些内容并入至本申请说明书中。
将可适宜地使用的肟化合物的具体例(C-4)~具体例(C-13)示于以下,但本发明不限定于这些具体例。
[化90]
肟化合物在350nm~500nm的波长范围内具有最大吸收波长,优选为在360nm~480nm的波长范围内具有吸收波长,尤其优选为365nm及405nm的吸光度高。
就感度的观点而言,肟化合物在365nm或405nm下的摩尔吸光系数优选为1,000~300,000,更优选为2,000~300,000,尤其优选为5,000~200,000。
化合物的摩尔吸光系数可使用公知的方法,具体而言,例如优选为利用紫外可见分光光度计(瓦里安(Varian)公司制造的卡里-5分光光度计(Cary-5spectrophotometer)),使用乙酸乙酯溶剂以0.01g/L的浓度进行测定。
本发明中所用的光聚合引发剂视需要也可组合使用两种以上。
相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,本发明的着色感放射线性组合物中含有的(C)光聚合引发剂的含量优选为0.1质量%以上、50质量%以下,更优选为0.5质量%以上、30质量%以下,进而优选为1质量%以上、20质量%以下。所述范围内可获得更良好的感度与图案形成性。
[碱可溶性树脂]
本发明的着色感放射线性组合物也可含有碱可溶性树脂。
碱可溶性树脂可自以下碱可溶性树脂中适当选择,上述碱可溶性树脂为线性有机高分子聚合物,且在分子(优选为以丙烯酸系共聚物、苯乙烯系共聚物作为主链的分子)中具有至少一个促进碱可溶性的基团。就耐热性的观点而言,优选为聚羟基苯乙烯系树脂、聚硅氧烷系树脂、丙烯酸系树脂、丙烯酰胺系树脂、丙烯酸/丙烯酰胺共聚物树脂,就控制显影性的观点而言,优选为丙烯酸系树脂、丙烯酰胺系树脂、丙烯酸/丙烯酰胺共聚物树脂。
促进碱可溶性的基团(以下也称为酸基)例如可列举羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羟基等,优选为可溶于有机溶剂中且可利用弱碱性水溶液进行显影的基团,可列举(甲基)丙烯酸基作为尤其优选的。这些酸基可仅为一种,也可为两种以上。
可在聚合后赋予酸基的单体例如可列举:(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯等具有羟基的单体、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有环氧基的单体、(甲基)丙烯酸-2-异氰酸基乙酯等具有异氰酸酯基的单体等。这些用以导入酸基的单体可仅为一种,也可为两种以上。为了在碱可溶性树脂中导入酸基,例如只要将具有酸基的单体和/或可在聚合后赋予酸基的单体(以下有时也称为“用以导入酸基的单体”)作为单体成分来进行聚合即可。
再者,在将可在聚合后赋予酸基的单体作为单体成分来导入酸基的情形时,必须在聚合后进行例如后述那样的用以赋予酸基的处理。
制造碱可溶性树脂时,例如可应用公知的利用自由基聚合法的方法。利用自由基聚合法来制造碱可溶性树脂时的温度、压力、自由基引发剂的种类及其量、溶剂的种类等聚合条件可由本领域技术人员容易地设定,也能以实验方式来决定条件。
用作碱可溶性树脂的线性有机高分子聚合物优选为在侧链上具有羧酸的聚合物,可列举:甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、丁烯酸共聚物、马来酸共聚物、部分酯化马来酸共聚物、酚醛清漆型树脂等碱可溶性酚树脂等、以及在侧链上具有羧酸的酸性纤维素衍生物、对具有羟基的聚合物加成酸酐而成的。尤其(甲基)丙烯酸与可与其进行共聚合的其他单体的共聚物适合作为碱可溶性树脂。可与(甲基)丙烯酸共聚合的其他单体可列举:(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯系化合物等。(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯可列举:(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)丙烯酸环己酯等,乙烯系化合物可列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸四氢糠酯、聚苯乙烯巨单体、聚甲基丙烯酸甲酯巨单体等、日本专利特开平10-300922号公报中记载的作为N位取代马来酰亚胺单体的N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等。再者,这些可与(甲基)丙烯酸共聚合的其他单体可仅为一种,也可为两种以上。
碱可溶性树脂也优选为含有聚合物(a),所述聚合物(a)是使必需下述通式(ED)所表示的化合物(以下有时也称为“醚二聚物”)的单体成分进行聚合而成。
[化91]
通式(ED)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或可具有取代基的碳数1~25的烃基。
由此,本发明的着色感放射线性组合物可形成耐热性与透明性均极为优异的硬化涂膜。表示醚二聚物的通式(ED)中,R1及R2所表示的可具有取代基的碳数1~25的烃基并无特别限制,例如可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、叔戊基、硬脂基、月桂基、2-乙基己基等直链状或分支状烷基;苯基等芳基;环己基、叔丁基环己基、二环戊二烯基、三环癸基、异冰片基、金刚烷基、2-甲基-2-金刚烷基等脂环式基;1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基等经烷氧基取代的烷基;苄基等经芳基取代的烷基等。这些基团中,尤其就耐热性的方面而言,优选为甲基、乙基、环己基、苄基等那样的不易因酸或热而脱离的一级或二级碳的取代基。
醚二聚物的具体例例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0317,将其内容并入至本申请说明书中。醚二聚物可仅为一种,也可为两种以上。来源于通式(ED)所表示的化合物的结构体也可使其他单体进行共聚合。
另外,为了提高本发明的着色感放射线性组合物的交联效率,也可使用具有聚合性基的碱可溶性树脂。具有聚合性基的碱可溶性树脂有用的是在侧链上含有烯丙基、(甲基)丙烯酸基、烯丙氧基烷基等的碱可溶性树脂等。上述含有聚合性基的聚合物的例子例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0318,将其内容并入至本申请说明书中。
碱可溶性树脂尤其优选为(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物或包含(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸/其他单体的多元共聚物。此外可列举:将甲基丙烯酸-2-羟乙酯进行共聚合而成的、日本专利特开平7-140654号公报中记载的(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯/聚苯乙烯巨单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯巨单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸-2-羟乙酯/聚苯乙烯巨单体/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸-2-羟乙酯/聚苯乙烯巨单体/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等,尤其优选可列举甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸的共聚物等。
碱可溶性树脂的酸值以优选为30mgKOH/g~200mgKOH/g、更优选为50mgKOH/g~150mgKOH/g为宜,尤其优选为70mgKOH/g~120mgKOH/g。
另外,碱可溶性树脂的重量平均分子量(Mw)优选为2,000~50,000,更优选为5,000~30,000,尤其优选为7,000~20,000。
相对于着色感放射线性组合物的总固体成分,碱可溶性树脂在着色感放射线性组合物中的含量优选为1质量%~15质量%,更优选为2质量%~12质量%,尤其优选为3质量%~10质量%。
再者,(B)光聚合性化合物相对于碱可溶性树脂的质量比优选为0.8~4.0,尤其更优选为1.0~3.0。通过在所述范围内,基板边缘部的基板密接性及彩色滤光片的表面粗糙度优异。
[其他成分]
本发明的着色感放射线性组合物除了上述各成分以外,也可在不损及本发明的效果的范围内,还含有有机溶剂、交联剂等其他成分。
(有机溶剂)
本发明的着色感放射线性组合物也可含有有机溶剂。
有机溶剂只要满足各成分的溶解性或着色感放射线性组合物的涂布性,则基本上无特别限制,尤其优选为考虑到紫外线吸收剂、碱可溶性树脂或分散剂等的溶解性、涂布性、安全性而选择。另外,在制备本发明的着色感放射线性组合物时,优选为含有至少两种有机溶剂。
有机溶剂可列举:酯类(3-氧基丙酸烷基酯类、2-氧基丙酸烷基酯类)、醚类、酮类、芳香族烃类等。
有机溶剂的具体例例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0324,将其内容并入至本申请说明书中。
就紫外线吸收剂及碱可溶性树脂的溶解性、涂布表面状态的改良等观点而言,这些有机溶剂也优选为混合两种以上。在所述情形时,尤其优选为由选自以下溶剂中的两种以上所构成的混合溶液:上述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、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、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、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯。
就涂布性的观点而言,有机溶剂在着色感放射线性组合物中的含量优选为设定为组合物的总固体成分浓度成为5质量%~80质量%的量,更优选为5质量%~60质量%,尤其优选为10质量%~50质量%。
(交联剂)
也可在本发明的着色感放射线性组合物中补充使用交联剂,来进一步提高使着色感放射线性组合物硬化而成的着色硬化膜的硬度。
交联剂只要可通过交联反应来进行膜硬化,则并无特别限定,例如可列举:(a)环氧树脂,(b)经选自羟甲基、烷氧基甲基及酰氧基甲基中的至少一个取代基取代的三聚氰胺化合物、胍胺(guanamine)化合物、甘脲(glycoluril)化合物或脲(urea)化合物,(c)经选自羟甲基、烷氧基甲基及酰氧基甲基中的至少一个取代基所取代的苯酚化合物、萘酚化合物或羟基蒽化合物。其中,优选为多官能环氧树脂。
关于交联剂的具体例等详细情况,可参考日本专利特开2004-295116号公报的段落0134~段落0147的记载,将其内容并入至本申请说明书中。
(聚合抑制剂)
本发明的着色感放射线性组合物中,为了在着色感放射线性组合物的制造中或保存中抑制光聚合性化合物的不需要的热聚合,理想的是添加少量的聚合抑制剂。
本发明中可使用的聚合抑制剂可列举:对苯二酚、对甲氧基苯酚、二-叔丁基对甲酚、邻苯三酚、叔丁基邻苯二酚、苯醌、4,4′-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-亚硝基苯基羟基胺亚铈盐等。
相对于所有组合物的质量,聚合抑制剂的添加量优选为约0.01质量%~约5质量%。
(其他添加物)
着色感放射线性组合物中,视需要可调配各种添加物,例如填充剂、密接促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗凝聚剂等。这些添加物可列举日本专利特开2004-295116号公报的段落0155~段落0156中记载的。
在本发明的着色感放射线性组合物中,可含有日本专利特开2004-295116号公报的段落0078中记载的增感剂或光稳定剂、所述公报的段落0081中记载的热聚合抑制剂。
(有机羧酸、有机羧酸酐)
本发明的着色感放射线性组合物也可含有分子量为1000以下的有机羧酸和/或有机羧酸酐。有机羧酸及有机羧酸酐的具体例例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0338~段落0340,将其内容并入至本申请说明书中。
[着色感放射线性组合物的制备方法]
本发明的着色感放射线性组合物是通过将上述成分混合而制备。
再者,在制备着色感放射线性组合物时,可一次性调配构成着色感放射线性组合物的各成分,也可将各成分溶解、分散于溶剂中后依序调配。另外,调配时的投入顺序或作业条件不受特别限制。例如,可将所有成分同时溶解、分散于溶剂中而制备组合物,视需要也可预先将各成分适当制成两种以上的溶液、分散液,并在使用时(涂布时)将它们混合而制备成组合物。
本发明的着色感放射线性组合物为了去除异物或减少缺陷等,优选为利用过滤器进行过滤。只要为以前以来用于过滤用途等中的,则可无特别限定地使用。例如可列举:聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)等氟树脂、尼龙-6、尼龙-6,6等聚酰胺系树脂、聚乙烯、聚丙烯(Polypropylene,PP)等聚烯烃树脂(包含高密度、超高分子量)等的过滤器。这些原材料中,优选为聚丙烯(包含高密度聚丙烯)。
过滤器的孔径合适的是0.01μm~7.0μm左右,优选为0.01μm~3.0μm左右,更优选为0.05μm~0.5μm左右。通过设定为所述范围,可将后续步骤中妨碍均匀及平滑的着色感放射线性组合物的制备的微细异物可靠地去除。
使用过滤器时,也可将不同的过滤器组合。此时,利用第1过滤器的过滤可仅进行一次,也可进行两次以上。
另外,也可在上述范围内将孔径不同的第1过滤器组合。此处的孔径可参考过滤器厂商(filter maker)的标称值。市售的过滤器例如可自日本颇尔(pall)股份有限公司、爱德万东洋(Advantec Toyo)股份有限公司、日本英特格(Entegris)股份有限公司(原日本麦克丽思(Microris)股份有限公司)或北泽微滤器(KITZ Micro Filter)股份有限公司等所提供的各种过滤器中选择。
第2过滤器可使用由与上述第1过滤器相同的材料等所形成的过滤器。
例如,利用第1过滤器的过滤也可仅利用分散液来进行,且混合其他成分后进行第2过滤。
本发明的着色感放射线性组合物可形成改良基板密接性、且表面粗糙度良好的着色硬化膜,故可适宜地用于形成彩色滤光片的着色层。另外,本发明的着色感放射线性组合物可适宜地用于固体摄像元件(例如CCD、互补式金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor,CMOS)等)或液晶显示装置(Liquid Crystal Display,LCD)等图像显示装置中所用的彩色滤光片等着色图案形成用。进而,也可适宜地用于印刷油墨、喷墨油墨及涂料等的制作用途。其中,可适宜地用作CCD及CMOS等固体摄像元件用的彩色滤光片的制作用途。
<着色硬化膜、图案形成方法、彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法>
继而,对本发明的着色硬化膜、图案形成方法及彩色滤光片,通过其制造方法加以详述。
本发明的彩色滤光片的制造方法应用本发明的图案形成方法,包括以下步骤:着色层形成步骤,将本发明的着色硬化性组合物赋予至基板上而形成着色层;曝光步骤,对着色层以图案状进行曝光而使曝光部硬化;及图案形成步骤,利用显影将曝光后的着色层中的未硬化部去除而形成着色图案。
本发明的图案形成方法可适宜地应用于形成彩色滤光片所具有的着色层(像素)。
利用本发明的图案形成方法形成图案的支撑体除了基板等板状物以外,只要为可应用于图案形成的支撑体,则并无特别限定。
以下,关于本发明的图案形成方法中的各步骤,通过固体摄像元件用彩色滤光片的制造方法来加以详细说明,但本发明不限定于所述方法。
本发明的彩色滤光片的制造方法应用本发明的图案形成方法,包括使用本发明的图案形成方法在支撑体上形成着色图案的步骤。
即,本发明的彩色滤光片的制造方法包括以下步骤:着色层形成步骤,将本发明的着色感光性树脂组合物赋予至支撑体上而形成着色层;曝光步骤,对着色层以图案状进行曝光而使曝光部硬化;及图案形成步骤,利用显影将曝光后的着色层中的未硬化部去除而形成着色图案。进而,视需要也可设置对着色层进行烘烤的步骤(预烘烤步骤)及对经显影的着色层进行烘烤的步骤(后烘烤步骤)。以下,有时将这些步骤统称为图案形成步骤。
本发明的彩色滤光片可利用上述制造方法适宜地获得。
以下,有时将固体摄像元件用彩色滤光片简称为“彩色滤光片”。
[着色层形成步骤]
在着色层形成步骤中,在支撑体上赋予本发明的着色感放射线性组合物而形成着色层。
所述步骤中可使用的支撑体例如可使用:在基板(例如硅基板)上设有电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)等摄像元件(受光元件)的固体摄像元件用基板。
本发明的着色图案可形成于固体摄像元件用基板的摄像元件形成面侧(表面),也可形成于未形成摄像元件的一面侧(背面)。
也可在固体摄像元件的着色图案之间或固体摄像元件用基板的背面设置遮光膜。
另外,在支撑体上,视需要也可设置底涂层以改良与上部的层的密接、防止物质的扩散或实现基板表面的平坦化。
在支撑体上赋予本发明的着色感放射线性组合物的方法可应用狭缝涂布、喷墨法、旋转涂布、流延涂布、辊涂布、网版印刷法等各种涂布方法,更优选为狭缝涂布及旋转涂布。
涂布于支撑体上的着色感放射线性组合物层的干燥(预烘烤)可利用加热板、烘箱等在50℃~140℃的温度下进行10秒钟~300秒钟。
[曝光步骤]
在曝光步骤中,使用例如步进机(stepper)等曝光装置,介隔具有既定的掩模图案的掩模对着色层形成步骤中形成的着色层进行图案曝光。由此,可获得使本发明的着色感放射线性组合物硬化而成的着色硬化膜。
曝光时可使用的放射线(光)尤其可优选地使用g射线、i射线等紫外线(尤其优选为i射线)。照射量(曝光量)优选为30mJ/cm2~1500mJ/cm2,更优选为50mJ/cm2~1000mJ/cm2,尤其优选为80mJ/cm2~500mJ/cm2。
着色硬化膜的膜厚优选为1.5μm以下,更优选为0.2μm~1.5μm,进而优选为0.35μm~1.10μm,尤其优选为0.50μm~0.90μm。
通过将膜厚设定为1.5μm以下,可获得高解析性、高密接性,故优选。
[图案形成步骤]
继而,通过进行碱显影处理,曝光步骤中的光未照射部分的着色层溶出至碱性水溶液中,仅经光硬化的部分残留。
显影液理想的是不对底层的摄像元件或电路等造成不良影响的有机碱显影液。显影温度通常为20℃~30℃,显影时间以前为20秒~90秒。为了进一步去除残渣,近年来有时也实施120秒~180秒。进而,为了进一步提高残渣去除性,有时也重复以下步骤几次:每隔60秒甩去显影液,进一步重新供给显影液。
显影液中所用的碱剂例如可列举:氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、胆碱、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-7-十一烯等有机碱性化合物,可优选地使用利用纯水将这些碱剂以浓度成为0.001质量%~10质量%、优选为0.01质量%~1质量%的方式稀释而成的碱性水溶液作为显影液。
再者,显影液中也可使用无机碱,无机碱例如优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠等。
再者,在使用包含此种碱性水溶液的显影液的情形时,通常在显影后利用纯水进行清洗(淋洗)。
继而,优选为在实施干燥后进行加热处理(后烘烤)。若形成多种颜色的着色图案,则可对每种颜色逐一依序重复上述步骤来制造硬化皮膜。由此可获得彩色滤光片。
后烘烤为用以使硬化完全进行的显影后的加热处理,通常进行100℃~240℃、优选为200℃~240℃的热硬化处理。
可使用加热板或对流式烘箱(热风循环式干燥机)、高频加热机等加热机构,以成为上述条件的方式以连续式或批次式对显影后的涂布膜进行所述后烘烤处理。
再者,本发明的制造方法视需要也可包括作为固体摄像元件用彩色滤光片的制造方法而公知的步骤作为上述以外的步骤。例如也可在进行上述着色层形成步骤、曝光步骤及图案形成步骤后,视需要包括通过加热和/或曝光对所形成的着色图案进行硬化的硬化步骤。
另外,在使用本发明的着色感放射线性组合物的情形时,例如有时会产生由涂布装置喷出部的喷嘴或配管部的堵塞、或者着色感放射线性组合物或颜料对涂布机内的附着、沉降、干燥所致的污染等。因此,为了高效地清洗由本发明的着色感放射线性组合物所带来的污染,优选为使用上述与本组合物有关的溶剂作为清洗液。另外,例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0358,将其内容并入至本申请案说明书中。
上述中,优选为亚烷基二醇单烷基醚羧酸酯及亚烷基二醇单烷基醚。
这些溶剂可单独使用也可混合使用两种以上。在将两种以上混合的情形时,优选为将具有羟基的溶剂与不具有羟基的溶剂混合。具有羟基的溶剂与不具有羟基的溶剂的质量比为1/99~99/1,优选为10/90~90/10,更优选为20/80~80/20。尤其优选为丙二醇单甲醚乙酸酯(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate,PGMEA)与丙二醇单甲醚(Propylene Glycol Monomethyl Ether,PGME)的混合溶剂且其比率为60/40。再者,为了提高清洗液对污染物的浸透性,也可在清洗液中添加上述与本组合物有关的表面活性剂。
本发明的固体摄像元件用彩色滤光片因使用本发明的着色感放射线性组合物,故剥离缺陷及残渣缺陷少,另外,着色图案的直线性优异。
本发明的固体摄像元件用彩色滤光片可适宜地用于CCD、CMOS等固体摄像元件,特别适于超过100万像素那样的高分辨率的CCD或CMOS等。本发明的固体摄像元件用彩色滤光片例如可用作配置于构成CCD或CMOS的各像素的受光部、与用以进行聚光的微透镜之间的彩色滤光片。
再者,固体摄像元件用彩色滤光片中的着色图案(着色像素)的膜厚优选为1.5μm以下,更优选为0.2μm~1.5μm,进而优选为0.2μm~1.2μm。
另外,着色图案(着色像素)的尺寸(图案宽度)优选为2.5μm以下,更优选为2.0μm以下,尤其优选为1.7μm以下。
<固体摄像元件>
本发明的固体摄像元件具备上文已述的本发明的固体摄像元件用彩色滤光片。本发明的固体摄像元件的构成为具备本发明的固体摄像元件用彩色滤光片的构成,只要为作为固体摄像元件而发挥功能的构成,则并无特别限定,例如可列举如下构成。
上述固体摄像元件为以下构成:在支撑体上具有构成固体摄像元件(CCD图像传感器、CMOS图像传感器等)的受光区域的多个光二极管(photodiode)及包含多晶硅等的传输电极,在光二极管及传输电极上具有仅光二极管的受光部开口的包含钨等的遮光膜,在遮光膜上具有以覆盖遮光膜整个面及光二极管受光部的方式形成的包含氮化硅等的元件保护膜,在元件保护膜上具有本发明的固体摄像元件用彩色滤光片。
进而,也可为在元件保护层上且彩色滤光片之下(靠近支撑体的一侧)具有聚光机构(例如微透镜等。以下相同)的构成、或在彩色滤光片上具有聚光机构的构成等。
<图像显示装置>
本发明的彩色滤光片不仅可用于固体摄像元件,而且可用于液晶显示装置或有机电致发光(Electroluminescence,EL)显示装置等图像显示装置中,特别适于液晶显示装置的用途。
在用于液晶显示装置的情形时,即便含有分光特性及耐热性优异的金属络合物色素作为着色剂,电阻率的降低所引起的液晶分子的取向不良也少,显示图像的色调良好而显示特性优异。
因此,具备本发明的彩色滤光片的液晶显示装置可显示以下图像:显示图像的色调良好且显示特性优异的高画质图像。
关于显示装置的定义或各显示装置的详细情况,例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0364,将其内容并入至本申请说明书中。
本发明的彩色滤光片也可用于彩色薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)方式的液晶显示装置。关于彩色TFT方式的液晶显示装置,例如是记载于《彩色TFT液晶显示器(共立出版(股)1996年发行)》中。进而,本发明也可应用于共面切换(In-Plane Switching,IPS)等横向电场驱动方式、多畴垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)等像素分割方式等视角经扩大的液晶显示装置或超扭转向列(Super Twisted Nematic,STN)、扭转向列(Twisted Nematic,TN)、垂直取向(Vertical Alignment,VA)、光学补偿倾斜(Optically Compensated Splay,OCS)、边缘场切换(Fringe Field Switching,FFS)及反射光学补偿弯曲(Reflective-Optically Compensated Bend,R-OCB)等中。
另外,本发明的彩色滤光片也可用于明亮且高精细的彩色滤光片阵列(Color-filter On Array,COA)方式。例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0365,将其内容并入至本申请说明书中。
具备本发明的彩色滤光片的液晶显示装置除了本发明的彩色滤光片以外,是由电极基板、偏光膜、相位差膜、背光、间隔件(spacer)、视角保障膜等各种构件所构成。本发明的彩色滤光片可用于由这些公知的构件所构成的液晶显示装置中。关于这些构件,例如可参考日本专利特开2013-29760号公报的段落0366,将其内容并入至本申请说明书中。
若将本发明的彩色滤光片用于液晶显示装置,则与以前公知的冷阴极管的三波长管组合时可实现高的对比度,进而通过将红色、绿色、蓝色的发光二极管(Light EmittingDiode,LED)光源(RGB-LED)设定为背光,可提供亮度高、另外颜色纯度高的色彩再现性良好的液晶显示装置。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明加以更具体说明,本发明只要不超出其主旨,则不限定于以下的实施例。再者,只要无特别说明,则“%”及“份”为质量基准。
(染料a、染料b、染料c的合成)
(合成例1)
利用日本专利特开2012-158739号公报的段落0413~段落0423中记载的方法来获得染料a(色素单体M1)。
(合成例2)
制备50g的染料a、甲基丙烯酸3.67g、十二烷硫醇1.05g、聚合引发剂(V-601,和光纯药制造)4.78g、环己酮50g的混合溶液。另外在反应容器中加入50g的染料a、甲基丙烯酸3.67g、十二烷硫醇1.05g、环己酮50g,流通氮气,保持在80℃进行搅拌。在其中用1小时滴加所制备的混合溶液,搅拌3小时后,停止反应。冷却至室温为止后,用20分钟将混合所得的反应溶液及甲醇1038mL所得的溶液滴加至乙腈6200mL中,搅拌10分钟。将所得的析出物过滤,继而进行干燥,获得70g的作为色素多聚物的染料b。利用凝胶渗透色谱(Gel PermeationChromatography,GPC)测定所确认到的染料b的重量平均分子量(Mw)为6,000,重量平均分子量/数量平均分子量(Mw/Mn)的比为2.0。另外,根据使用0.1N氢氧化钠水溶液进行的滴定,酸值为82mgKOH/g。
(合成例3)
将15g的染料b、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.08g、溴化四丁基铵0.38g、对甲氧基苯酚0.017g添加至丙二醇甲醚乙酸酯96.8g中,在100℃下加热搅拌8小时。将所得的染料溶液滴加至乙腈180g与离子交换水900g的混合溶液中,进行过滤而使其干燥,获得15g的作为色素多聚物的染料c。利用GPC测定所确认到的染料b的重量平均分子量(Mw)为9,000,重量平均分子量/数量平均分子量(Mw/Mn)的比为2.2。另外,根据使用0.1N氢氧化钠水溶液进行的滴定,酸值为28mgKOH/g。
以下示出染料a的结构(色素单体M1)、染料b的结构(式(101))、染料c的结构(式(102))。
[化92]
(染料d、染料e的合成)
使用作为三苯基甲烷色素的色素单体M2作为色素,合成作为下述式(103)所表示的结构的色素多聚物的染料e。以下,对详细的操作加以说明。
[化93]
(合成例4)
利用日本专利特开2000-162429号公报中记载的方法来合成染料d(色素单体M2)。
将色素单体M2(15g)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(6.5g)、甲基丙烯酸羟乙酯(23g)、甲基丙烯酸(5.5g)、28质量%氨水(2g)及偶氮双异丁腈(5g)加入至N-乙基吡咯烷酮(70g)中,在室温下搅拌30分钟而使其溶解(滴加用聚合溶液)。
另外,使色素单体M2(15g)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(6.5g)、甲基丙烯酸羟乙酯(23g)、甲基丙烯酸(5.5g)、28质量%氨水(2g)溶解于N-乙基吡咯烷酮(70g)中,在95℃下搅拌。在其中用3小时滴加所制备的滴加用聚合溶液,搅拌1小时后,添加偶氮异丁腈(2.5g),进一步反应2小时后使反应停止。冷却至室温为止后,将溶剂蒸馏去除,所得的共聚物(染料e)的重量平均分子量(Mw)为28000,根据使用0.1N氢氧化钠水溶液进行的滴定,酸值为190mgKOH/g。
(染料i的合成)
使用作为蒽醌色素的色素单体M3作为色素,如以下那样合成式(104)所表示的结构的染料i。
[化94]
在反应容器中添加色素单体M3(8.21g)、甲基丙烯酸(1.08g)、十二烷基硫醇(0.20g)、丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯(PGMEA)(23.3g),在氮气环境下加热至80℃。在所述溶液中用2小时滴加色素单体M3(8.21g)、甲基丙烯酸(1.08g)、十二烷基硫醇(0.25g)、2,2′-偶氮双(异丁酸)二甲酯(0.46g)、PGMEA(23.3g)的混合溶液(此混合溶液的浊度在室温下为8ppm)。其后搅拌3小时后,升温至90℃,加热搅拌2小时后,放置冷却而获得(MD-1)的PGMEA溶液。继而,添加甲基丙烯酸缩水甘油酯(1.42g)、溴化四丁基铵(80mg)、对甲氧基苯酚(20mg),在空气环境下以100℃加热15小时,确认到甲基丙烯酸缩水甘油酯消失。冷却后,滴加至甲醇/离子交换水=100mL/10mL的混合溶剂中进行再沉淀,获得17.6g的色素多聚物13。根据GPC测定,重量平均分子量(Mw)为9,000,重量平均分子量/数量平均分子量(Mw/Mn)的比为1.9。另外,根据使用0.1N氢氧化钠水溶液进行的滴定,酸值为42mgKOH/g,根据核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)测定,相对于色素多聚物13(1g),色素多聚物所含有的聚合性基量为22mg/g。
(染料j~染料u的合成)
除了如下述表2所示那样设定色素单体的种类以外,与染料i的合成同样地合成染料j~染料u。
下述表2中,色素单体M4~色素单体M15及式(105)~式(116)如下所述。
此处,色素单体M4及色素单体M5为蒽醌色素,色素单体M6为方酸盐色素,色素单体M7为花青色素,色素单体M8为酞菁色素,色素单体M9为亚酞菁色素,色素单体M10为喹酞酮色素,色素单体M11为氧杂蒽色素,色素单体M12~色素单体M15为偶氮色素。
[化95]
[化96]
[化97]
[化98]
在下述表2中,记载作为色素多聚物的染料c~染料u所含的可形成色素结构的色素单体的种类(M1~M15)、色素多聚物的结构(式(101)~式(116))及所得的色素多聚物的酸值、重量平均分子量(Mw)。
[表2]
(合成例5)
<染料aa(色素单体M-21)的合成例>
[化99]
<中间物1的合成>
将DCSF(中外化成制造)50份、2,6-二甲基苯胺74.76份、氯化锌27.58份、环丁砜200份加入至烧瓶中,在外温200℃下搅拌4小时。其后,放置冷却至室温为止,滴加至2N盐酸500份中,将析出的结晶过滤分离。将结晶在乙腈300份中在40℃下分散清洗并滤取,进行送风干燥10小时,获得46.5份的中间物1(产率:65.6%)。
<中间物2的合成>
将20份的中间物1及氧氯化磷(phosphorus oxychloride)106份加入至烧瓶中并在60℃下搅拌2小时。放置冷却至室温为止,将反应液滴加至冰水1500份中,搅拌30分钟。将所得的结晶过滤分离,利用水200份进行清洗,进行送风干燥10小时,获得18.5份的中间物2(产率:89.4%)。
<染料aa(色素单体M-21)的合成>
使7份的中间物2、三氟甲基磺酰胺1.94份溶解于氯仿40份中,滴加三乙胺1.55份,在室温下搅拌1小时。其后,加入水100份进行水洗,利用硫酸钠使有机层干燥,利用管柱色谱法(column chromatography)进行纯化,进行减压浓缩而获得染料aa(3份(产率:36%))。
(合成例6)
<染料ab(色素单体M-22)的合成例>
<中间物3的合成>
将对乙酰氧基苯乙烯50份、乙酸乙酯150份、甲氧化钠的28%甲醇溶液89.2份加入至烧瓶中,在室温下搅拌1小时。对反应液添加1N盐酸水500份,清洗乙酸乙酯层,其后利用硫酸镁将乙酸乙酯层干燥。对所述溶液添加三乙胺4.63份,冷却至0℃为止,在冷却下滴加13.8份的三菱材料(Mitsubishi Material)公司制造的EF-3000,搅拌30分钟。其后,添加氨水溶液500份并搅拌30分钟。利用1N盐酸水将反应液中和,其后利用饱和食盐水500份进行水洗,以硫酸镁进行干燥,进行减压浓缩。利用硅胶管柱色谱法(氯仿/甲醇=8/2的展开溶剂)将残渣纯化,获得3份的中间物3。
[化100]
<染料ab(色素单体M-22)>
使3份的中间物3、三乙胺0.7份溶解于二氯甲烷12份中,添加4.6份的中间物2并在室温下搅拌1小时。在反应液中添加水50份,进行水洗,利用硫酸镁进行干燥后,利用硅胶管柱色谱法(氯仿/甲醇=8/2的展开溶剂)进行纯化,获得0.8份的染料ab(色素单体M-22)。
[化101]
(合成例7)
<染料ac(色素单体M-23)的合成例>
将中间物1的合成中的2,6-二甲基苯胺变更为2,6-二异丙基苯胺,除此以外,与<染料ab(色素单体M-22)>同样地合成染料ac(色素单体M-23)。
[化102]
(合成例8)
<染料ad、染料ae的合成>
[化103]
在三口烧瓶中添加环己酮31.2g,在氮气环境下加热至90℃。在所述溶液中用1小时滴加色素单体M-23(35.0g、32.3mmol)、甲基丙烯酸(9.64g、112mmol)、十二烷基硫醇(2.75g、13.6mmol)、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯[商品名:布兰莫(Blemmer)PE-90,日油(股)制造](3.52g)、2,2′-偶氮双(异丁酸)二甲酯[商品名:V601,和光纯药工业(股)制造](6.25g、27.1mmol)、环己酮(81.2g)的混合溶液。其后在90℃下搅拌3小时后,冷却至室温为止,滴加至乙酸乙酯/乙腈=1530mL/170mL的混合溶剂中进行再沉淀。在40℃下进行送风干燥1天后,获得25.3g的作为色素多聚物的染料ad。染料ad的酸值为2.23mmol/g,利用1H-NMR来确认组成比(摩尔比),结果色素部∶甲基丙烯酸部∶PE-90部=20∶68∶12。
在三口烧瓶中添加上述所得的染料ad(12.5g)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(2.19g)、溴化四乙基铵(0.40g)、对甲氧基苯酚(0.015g)、环己酮(83.3g),在空气下在105℃下搅拌4小时。其后,放置冷却至室温为止,滴加至乙酸乙酯/乙腈=748mL/39mL的混合溶剂中进行再沉淀。在40℃下进行送风干燥1天后,获得6.52g的作为色素多聚物的染料ae。染料ae的酸值为1.01mmol/g,利用1H-NMR来确认组成比(摩尔比),结果色素部∶甲基丙烯酸部∶含聚合性基部∶PE-90部=20∶36∶32∶12。
<其他实施例及比较例中所用的色素多聚物的合成>
<染料al~染料ar的合成>
对于合成例8中的色素单体M-23及聚乙二醇单甲基丙烯酸酯,以成为下述表3所记载的重复单元的方式变更单体,除此以外进行相同的操作,进行合成。
以下示出合成例9~合成例16中所用的色素单体M-24~色素单体M-29(染料af~染料ak)。
[化104]
以下示出利用合成例9~合成例16所得的色素多聚物的重复单元。
<重复单元1>
[化105]
<重复单元2~重复单元4>
[化106]
(合成例17)(染料at的合成)
依照下述流程来合成染料at。
[化107]
将(A-1)10g溶解于氯仿40ml中,添加磷酰氯(phosphoryl chloride)5g并加热回流2小时后,添加由二季戊四醇利用常法所衍生的中间物(B-2)0.7g。进一步加热回流2小时后,对溶液进行水洗,利用硫酸钠进行干燥后将溶剂蒸馏去除。利用异丙醇100ml对红色残渣进行再结晶,获得5g的中间物(C-1)。将中间物(C-1)添加至1N的氢氧化钾水溶液20ml中并搅拌1小时后,添加双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺的锂盐的水溶液,滤取所产生的沉淀,由此获得4.5g的染料at。
(合成例18)(染料au的合成)
依照下述流程来合成染料au。
[化108]
将(A-1)8.8g、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)(DPMP SC有机化学公司制造)2.5g溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)26g中,在室温下缓缓滴加三乙胺1.4g。其后,在室温下搅拌16小时后,将反应液滴加至己烷150mL与乙酸乙酯150mL的混合溶剂中,对所得的固体进行过滤而获得8.5g的(B-1)。
继而,将(B-1)6.0g及衣康酸0.44g溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)15.0g中,在氮气环境下在90℃下进行搅拌而使其溶解。在其中滴加2,2′-偶氮双(异丁酸)二甲酯[商品名:V601,和光纯药工业(股)制造]0.020g,在90℃下加热搅拌2小时。进一步添加0.020g的V-601,在90℃下加热搅拌2小时。将所得的反应液滴加至己烷100mL与乙酸乙酯100mL的混合溶剂中,对所得的固体进行过滤而获得4.5g的(C-1)。
将(C-1)4.5g、甲基丙烯酸-2-羟基-3-丙烯酰氧基丙酯0.26g、三乙胺0.02g溶解于DMF11g中,在室温下搅拌16小时。将所得的反应液滴加至己烷75mL与乙酸乙酯75mL的混合溶剂中,对所得的固体进行过滤而获得4.0g的染料au。
<其他颜色上残渣混色评价用的颜料分散液的制备>
(颜料分散液P1:含有PR254/PY139的分散液的制备)
利用珠磨机(氧化锆珠,直径为0.3mm)将包含9.6份的颜料红(Pigment Red)254、4.3份的颜料黄(Pigment Yellow)139、6.8份的颜料分散剂毕克(BYK)-161(毕克(BYK)公司制造)、79.3份的丙二醇甲醚乙酸酯(以下称为“PGMEA”)的混合液混合、分散3小时,制备颜料分散液。其后,进一步使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(日本BEE(股)制造),在2000kg/cm3的压力下将流量设定为500g/min而进行分散处理。将所述分散处理重复10次,获得颜料分散液P1。
(颜料分散液P2:含有PG36/PG7/PY139的分散液)
利用珠磨机(氧化锆珠,直径为0.3mm)将包含5.9份的颜料绿(Pigment Green)36、5.5份的颜料绿(Pigment Green)7、5.1份的颜料黄(Pigment Yellow)139、8.1份的颜料分散剂毕克(BYK)-161(毕克(BYK)公司制造)、及75.4份的PGMEA的混合液混合、分散3小时,制备颜料分散液。其后,进一步使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(日本BEE(股)制造),在2000kg/cm3的压力下将流量设定为500g/min而进行分散处理。将所述分散处理重复10次,获得颜料分散液P2。
(颜料分散液P3:含有PB15∶6/PV23的分散液)
利用珠磨机(氧化锆珠,直径为0.3mm)将包含9.5份的颜料蓝(Pigment Blue)15∶6、2.4份的颜料紫(Pigment Violet)23、5.6份的颜料分散剂毕克(BYK)-161(毕克(BYK)公司制造)、及82.5份的PGMEA的混合液混合、分散3小时,制备颜料分散液。其后,进而使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(日本BEE(股)制造),在2000kg/cm3的压力下将流量设定为500g/min而进行分散处理。将所述分散处理重复10次,获得颜料分散液P3。
<其他颜色上残渣混色评价用的着色感放射线性组合物的制备>
(着色感放射线性组合物Red-1的制备)
使用上述所得的颜料分散液P1,以成为下述组成的方式将各成分混合、搅拌,制备红色的着色感放射线性组合物Red-1。
<着色感放射线性组合物Red-1的组成>
·颜料分散液P1:169.74份
·碱可溶性树脂1(甲基丙烯酸苄酯(benzyl methacrylate,BzMA)与甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate,MAA)的共聚物(下述结构)),30%PGMEA溶液:7.25份
·碱可溶性树脂2(压克力卡(Acrycure)RD-F8(日本催化剂公司制造)):1.35份
·光聚合性化合物(NK酯(NK Ester)A-DPH-12E(新中村化学公司制造)):3.41份
·光聚合引发剂1-1(易璐佳(IRGACURE)OXE-01(下述结构,巴斯夫(BASF)公司制造)):0.98份
·表面活性剂1(美佳法(Megafac)F-781(迪爱生(DIC)(股)制造,0.2%的3-乙氧基丙酸乙酯溶液)):4.17份
·表面活性剂2(派敖宁(Pionin)D-6112-W(竹本油脂(股)制造)):1.68份
·聚合抑制剂(对甲氧基苯酚(1.0%PGMEA溶液)):0.002份
·有机溶剂1(PGMEA):4.17份
·有机溶剂2(3-乙氧基丙酸乙酯(以下称为“EEP”)):7.24份
[化109]
[化110]
(着色感放射线性组合物Green-1的制备)
除了将颜料分散液P1变更为颜料分散液P2以外,与Red-1的制备同样地制备绿色的着色感放射线性组合物Green-1。
(着色感放射线性组合物Blue-1的制备)
除了将颜料分散液P1变更为颜料分散液P3以外,与Red-1的制备同样地制备蓝色的着色感放射线性组合物Blue-l。
<着色组合物的制备>
(使用低分子染料)
<实施例1>
(颜料分散液P4(C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液)的制备)
如以下那样制备颜料分散液P4(C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液)。
即,利用珠磨机(beads mill)(氧化锆珠,直径为0.3mm),将包含19.4质量份的C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6(蓝色颜料;以下也称为“PB15∶6”)(平均一次粒径为55nm)、及2.95质量份的颜料分散剂BYK-161(毕克(BYK)公司制造)、2.95质量份的碱可溶性树脂1、以及172.3质量份的PGMEA的混合液混合、分散3小时。其后,进而使用带有减压机构的高压分散机NANO-3000-10(日本BEE(股)制造),在2000kg/cm3的压力下将流量设定为500g/min进行分散处理。将所述分散处理重复10次,获得C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液作为颜料分散液。对所得的C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液利用动态光散射法(麦奇克纳米粒度仪(Microtrac Nanotrac)UPA-EX150(日机装公司(Nikkiso Co.,Ltd.)制造)测定颜料的平均一次粒径,结果为24nm。
(着色组合物Blue2的制备)
将下述各成分混合,分散、溶解而获得着色组合物(着色感放射线性组合物1)。
(着色组合物1的组成)
·有机溶剂(PGMEA):17.12份
·碱可溶性树脂1(BzMA与MAA的共聚物,30%PGMEA溶液):1.23份
·碱可溶性树脂2(压克力卡(Acrycure)RD-F8(日本催化剂公司制造)):0.23份
·光聚合引发剂1-1(易璐佳(IRGACURE)OXE-01):0.975份
·染料a的环己酮溶液(固体成分浓度为12.3%):24.57份
·颜料分散液P4(C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液,PGMEA溶液,固体成分浓度为12.8%):51.40份
·光聚合性化合物(NK酯(NK Ester)A-DPH-12E(新中村化学公司制造)):1.31份
·聚合抑制剂(对甲氧基苯酚):0.0007份
·氟系表面活性剂(迪爱生(DIC)公司制造的F475,1%PGMEA溶液):2.50份
·非离子系表面活性剂(爱慕根(Emulgen)408(花王)):0.65份
<实施例2~实施例10>
(颜料分散液P5~颜料分散液P10的制备)
下述颜料分散液是除了使用下述颜料来代替实施例1中的“C.I.颜料蓝(PigmentBlue)15∶6分散液的制备”中用作蓝色颜料的C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6以外,与实施例1中的“C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液的制备”同样地制备。
·红色用颜料A(分散液在表中是记载为“PR254”)颜料分散液P5
C.I.颜料红254(PR254)(平均一次粒径为26nm)
·红色用颜料B(分散液在表中是记载为“PR177”)颜料分散液P6
C.I.颜料红177(PR177)(平均一次粒径为28nm)
·绿色用颜料A颜料分散液P7
C.I.颜料绿36(PG36)(平均一次粒径为25nm)
·绿色用颜料B颜料分散液P8
C.I.颜料绿58(PG58)(平均一次粒径为30nm)
·黄色用颜料A颜料分散液P9
C.I.颜料黄139(PY139)(平均一次粒径为27nm)
·黄色用颜料B颜料分散液P10
C.I.颜料黄150(PY150)(平均一次粒径为26nm)
·紫色用颜料A颜料分散液P11
C.I.颜料紫23(PV150)(平均一次粒径为27nm)
(着色组合物的制备)
除了如下述表那样变更实施例1中的颜料分散液、染料、非离子系表面活性剂以外,与实施例1中的“着色组合物Blue2的制备”同样地制备着色组合物Blue3~着色组合物Blue10、着色组合物Green2、着色组合物Green3。再者,下述表中的染料a为色素单体M1,染料d为色素单体M2,染料f为色素单体M13。
再者,下述表中,非离子系表面活性剂的部分结构表示上述非离子系表面活性剂的通式(1)或通式(2)。另外,下述表中“R1或R2”表示上述非离子系表面活性剂的通式(1)或通式(2)中的R1或R2。另外,下述表中“n1或n2”表示上述非离子系表面活性剂的通式(1)或通式(2)中的n1或n2。另外,下述表中“Mw”表示上述非离子系表面活性剂的重量平均分子量。
<评价>
使用上述所得的实施例1~实施例10及比较例1~比较例6的着色感放射线性组合物,对残渣混色进行评价。
<带有底涂层的玻璃晶片的制作>
如以下那样制作评价中所用的带有底涂层的玻璃晶片。
(1)底涂层用组合物的制备
·丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA):19.20份
·乳酸乙酯:36.67份
·粘合剂((甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物(摩尔比=60∶20∶20)41%EL溶液):30.51份
·二季戊四醇六丙烯酸酯:12.20份
·聚合抑制剂(对甲氧基苯酚):0.006份
·氟系表面活性剂:0.83份
·光聚合引发剂(TAZ-107(碧化学公司制造)):0.59份
(2)带有底涂层的玻璃晶片的制作
通过旋涂在8英寸玻璃晶片上均匀涂布底涂层用组合物而形成涂布膜,将所形成的涂布膜在120℃的加热板上进行120秒钟的加热处理。另外,旋涂的涂布转速是以加热处理后的涂布膜的膜厚成为约0.5μm的方式调整。
进而利用220℃的烘箱对加热处理后的涂布膜进行1小时处理,使涂布膜硬化,制成底涂层。
如以上那样在8英寸玻璃晶片上形成底涂层,获得带有底涂层的玻璃晶片。
<残渣混色的评价>
残渣混色的评价是使用下述表中记载的着色感放射线性组合物来进行。将评价结果示于下述表中。
在带有底涂层的玻璃晶片上,使用旋涂机以干燥后的膜厚成为1.0μm的方式涂布用于形成彩色滤光片的第1层的着色图案的着色感放射线性组合物,使用100℃的加热板进行120秒钟加热处理(预烘烤)。
继而,使用i射线步进式曝光装置FPA-3000i5+(佳能(Canon)(股)制造),将波长为365nm的光以1000mJ/cm2介隔具有2cm×2em的图案的掩模进行曝光。
其后,将经曝光的形成有涂布膜的玻璃晶片载置于旋转/喷淋显影机(DW-30型,化学电子(Chemitronics)(股)制造)的水平旋转台上,使用CD-2000(富士胶片电子材料(Fujifilm Electronic Materials)(股)制造)的60%稀释液在23℃下进行60秒钟的浸置显影,在玻璃晶片上形成着色图案。
将形成有着色图案的玻璃晶片以真空夹盘(chuck)方式固定于水平旋转台上,一面利用旋转装置使玻璃晶片以转速50rpm旋转,一面自其旋转中心的上方自喷出喷嘴以喷淋状供给纯水进行淋洗处理,其后进行喷雾干燥。
进而,使用200℃的加热板进行480秒钟的加热处理(后烘烤),获得形成有第1层的着色图案的单色彩色滤光片。
在所得的具有第1层的着色图案的单色彩色滤光片上,使用旋涂机以干燥后的膜厚成为1.0μm的方式涂布颜色与第1层不同的着色感放射线性组合物,使用100℃的加热板进行120秒钟的加热处理(预烘烤),获得在第1层的单色彩色滤光片上形成有第2色的着色感放射线性组合物层(第2层)的层叠彩色滤光片。
继而,与第1层的着色像素的形成同样地对所得的层叠彩色滤光片实施显影、淋洗、干燥处理,将未硬化部的着色感放射线性组合物层显影去除。
使用MCPD-3000(大塚电子(股)制造),对形成有第1层的着色像素的单色彩色滤光片的制作后、与第2层的显影去除后的最大透射率的分光变动(ΔT%max)进行测定,对作为第1层而形成的着色像素上残留的第2层的着色感放射线性组合物的残渣混色进行评价。变动越小则越不易产生残渣混色,更为理想。下述判定基准中,A、B或C为实用上无问题的水平。D为实用上成问题的水平,E为其他颜色上残渣混色明显差。
<判定基准>
A:ΔT%max<0.5%
B:0.5%<ΔT%max<1.0%
C:1.0%<ΔT%max<2.0%
D:2.0%<ΔT%max<5.0%
E:5.0%<ΔT%max
<经时稳定性的评价>
经时稳定性的评价是使用下述表中记载的着色感放射线性组合物来进行。将评价结果示于下述表中。
依照下述判定基准,对在4℃下保存3个月后的异物的析出程度进行目测评价。
<判定基准>
A:完全未见异物。
B:可见异物,但为实用上无问题的水平。
C:可见异物,为实用上成问题的水平。
D:明显可见大量异物,为实用上成问题的水平。
由上述表明确得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的其他颜色上残渣混色优异。另外得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的经时稳定性也优异。
<着色组合物的制备>
(使用高分子染料)
<实施例11~实施例33、比较例7~比较例14>
(着色组合物的制备)
将实施例1中的光聚合引发剂变更为I-2(下述结构,易璐佳(IRGACURE)OXE-02),且如下述表那样变更颜料分散液、染料、非离子系表面活性剂,除此以外,与实施例1中的“着色组合物Blue2的制备”同样地制备着色组合物Blue16~着色组合物Blue24、着色组合物Green4~着色组合物Green10、着色组合物Red2~着色组合物Red14。
再者,下述表中,非离子系表面活性剂的部分结构表示上述非离子系表面活性剂的通式(1)或通式(2)。另外,下述表中“R1或R2”表示上述非离子系表面活性剂的通式(1)或通式(2)中的R1或R2。另外,下述表中“n1或n2”表示上述非离子系表面活性剂的通式(1)或通式(2)中的n1或n2。另外,下述表中“Mw”表示上述非离子系表面活性剂的重量平均分子量。
[化111]
<评价>
使用上述所得的实施例11~实施例33及比较例7~比较例14的着色感放射线性组合物,与评价1~评价22同样地对残渣混色进行评价23~评价59。将结果示于下述表中。
由上述表明确得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的其他颜色上残渣混色优异。另外得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的经时稳定性也优异。
<着色组合物的制备>
(使用低分子染料2)
<实施例34>
(着色组合物Blue25的制备)
将下述各成分混合,分散、溶解而获得着色组合物Blue25。
·有机溶剂(PGMEA):17.12份
·碱可溶性树脂J1(BzMA与MAA的共聚物,30%PGMEA溶液):1.23份
·碱可溶性树脂J2:0.23份
·光聚合引发剂1-3(易璐佳(IRGACURE)379):0.975份
·染料aa的环己酮溶液(固体成分浓度为12.3%):24.57份
·颜料分散液P4(C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液,PGMEA溶液,固体成分浓度为12.8%):51.40份
·光聚合性化合物(卡亚拉得(KARAYAD)DPHA(日本化药制造)):1.31份
·聚合抑制剂(对甲氧基苯酚):0.0007份
·氟系表面活性剂(迪爱生(DIC)公司制造的F475,1%PGMEA溶液):2.50份
·非离子系表面活性剂(爱慕根(Emulgen)408(花王)):0.65份
[化112]
[化113]
<实施例35~实施例42、比较例15~比较例20>
除了如下述表那样变更实施例34中的颜料分散液、染料、非离子系表面活性剂以外,与实施例34中的“着色组合物Blue2的制备”同样地制备着色组合物Blue26~着色组合物Blue39。
<评价>
使用上述所得的实施例34~实施例42及比较例15~比较例20的着色感放射线性组合物,与评价1~评价22同样地对残渣混色进行评价23~评价59。将结果示于下述表中。
由上述表明确得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的其他颜色上残渣混色优异。另外得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的经时稳定性也优异。
<着色组合物的制备>
(使用高分子染料2)
<实施例43>
(着色组合物Blue40的制备)
将下述各成分混合,分散、溶解而获得着色组合物Blue40。
·有机溶剂(PGMEA):17.12份
·碱可溶性树脂1(BzMA与MAA的共聚物,30%PGMEA溶液):1.23份
·碱可溶性树脂2(压克力卡(Acrycure)RD-F8(日本催化剂公司制造)):0.23份
·光聚合引发剂1-4:0.975份
·染料ae的环己酮溶液(固体成分浓度为12.3%):24.57份
·颜料分散液P4(C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15∶6分散液,PGMEA溶液,固体成分浓度为12.8%):51.40份
·光聚合性化合物(亚罗尼斯(Aronix)TO2349(东亚合成公司制造)):1.31份
·聚合抑制剂(对甲氧基苯酚):0.0007份
·氟系表面活性剂(迪爱生(DIC)公司制造的F475,1%PGMEA溶液):2.50份
·非离子系表面活性剂(爱慕根(Emulgen)408(花王)):0.65份
[化114]
[化115]
<实施例44~实施例53、比较例21>
除了如下述表那样变更实施例34中的颜料分散液、染料、非离子系表面活性剂以外,与实施例34中的“着色组合物Blue40的制备”同样地制备着色组合物Blue41~着色组合物Blue51(实施例44~实施例53、比较例21)。
<评价>
使用上述所得的实施例43~实施例53及比较例21的着色感放射线性组合物,与评价1~评价22同样地对残渣混色进行评价79~评价96。将结果示于下述表中。
由上述表明确得知,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的其他颜色上残渣混色优异。另外,使用本发明的着色感放射线性组合物所得的彩色滤光片的经时稳定性也优异。
[实施例100]
<固体摄像元件用的全彩(full color)的彩色滤光片的制作>
使用实施例33中制备的绿色用着色感放射线性组合物,以1.0μm×1.0μm的岛拜耳(island bayer)状图案形成绿色像素,继而,使用实施例14中制备的红色用着色感放射线性组合物以1.0μm×1.0μm的岛(island)状图案形成红色像素,进而在其余的格子中使用实施例12中制备的蓝色用着色感放射线性组合物形成1.0μm×1.0μm的岛状图案的蓝色像素,制作遮光部固体摄像元件用的彩色滤光片。
<评价>
将所得的固体摄像元件用的全彩的彩色滤光片组入到固体摄像元件中,结果确认到固体摄像元件为高分辨率,且颜色分离性优异。
[实施例101]
<液晶显示装置用彩色滤光片的制作>
在黑色矩阵上,使用实施例22中制备的红色用着色感放射线性组合物来形成80μm×80μm的红色(R)的着色图案。进而,同样地使用实施例9中制备的绿色用着色感放射线性组合物形成绿色(G)的着色图案,然后使用实施例8中制备的蓝色用着色感放射线性组合物形成蓝色(B)的着色图案,制作液晶显示装置用彩色滤光片。
<评价>
对全彩的彩色滤光片实施氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)透明电极、取向膜等加工,设置液晶显示装置。确认到,本发明的着色感放射线性组合物的涂布面均匀性良好,且所形成的彩色滤光片具有良好的图案形状,故具备彩色滤光片的液晶显示装置并无显示不均,画质良好。
Claims (21)
1.一种着色感放射线性组合物,其含有染料、光聚合性化合物、光聚合引发剂及非离子系表面活性剂,所述非离子系表面活性剂具有下述通式(1)或通式(2)所表示的部分结构,所述非离子系表面活性剂的重量平均分子量为2500以下,且由格里芬法所得的亲水亲油平衡值为9.2~15.5,
通式(1)及通式(2)中,R1及R2分别独立地表示碳数8以上的烃基,n1及n2分别独立地表示4~25的数,
其中相对于所述着色感放射线性组合物的总固体成分,所述着色感放射线性组合物中的所述染料的含量为10质量%~70质量%。
2.根据权利要求1所述的着色感放射线性组合物,其中所述非离子系表面活性剂为下述通式(3)所表示的化合物,
通式(3)中,R3表示碳数8以上的烷基或烯基,n3表示4~25的数。
3.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其中所述非离子系表面活性剂为下述通式(4)所表示的化合物,
通式(4)中,R4表示碳数15~19的烷基或烯基,n4表示4~25的数。
4.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其中所述染料的重量平均分子量为5000以上。
5.根据权利要求3所述的着色感放射线性组合物,其中所述染料的重量平均分子量为5000以上。
6.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其中相对于所述着色感放射线性组合物的总固体成分,包含所述染料的着色剂的浓度为50质量%以上。
7.根据权利要求3所述的着色感放射线性组合物,其中相对于所述着色感放射线性组合物的总固体成分,包含所述染料的着色剂的浓度为50质量%以上。
8.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其中所述染料具有来源于以下色素的部分结构,所述色素选自二吡咯亚甲基色素、偶氮色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、氧杂蒽色素、花青色素、方酸盐色素、喹酞酮色素、酞菁色素及亚酞菁色素。
9.根据权利要求3所述的着色感放射线性组合物,其中所述染料具有来源于以下色素的部分结构,所述色素选自二吡咯亚甲基色素、偶氮色素、蒽醌色素、三苯基甲烷色素、氧杂蒽色素、花青色素、方酸盐色素、喹酞酮色素、酞菁色素及亚酞菁色素。
10.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其还含有颜料。
11.根据权利要求3所述的着色感放射线性组合物,其还含有颜料。
12.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其还含有碱可溶性树脂。
13.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其用于形成彩色滤光片的着色层。
14.根据权利要求1或2所述的着色感放射线性组合物,其中所述光聚合引发剂为肟化合物。
15.一种着色硬化膜,其是使根据权利要求1至14中任一项所述的着色感放射线性组合物硬化而成。
16.一种彩色滤光片,其具有根据权利要求15所述的着色硬化膜。
17.根据权利要求16所述的彩色滤光片,其中所述着色硬化膜的厚度为0.2μm~1.5μm。
18.一种着色图案形成方法,其包括以下步骤:着色感放射线性组合物层形成步骤,将根据权利要求1至14中任一项所述的着色感放射线性组合物应用于支撑体上,形成着色感放射线性组合物层;曝光步骤,对所述着色感放射线性组合物层以图案状进行曝光;以及图案形成步骤,将未曝光部显影去除而形成着色图案。
19.一种彩色滤光片的制造方法,其包括以下步骤:着色感放射线性组合物层形成步骤,将根据权利要求1至14中任一项所述的着色感放射线性组合物应用于支撑体上,形成着色感放射线性组合物层;曝光步骤,对所述着色感放射线性组合物层以图案状进行曝光;以及图案形成步骤,将未曝光部显影去除而形成着色图案。
20.一种固体摄像元件,其具有根据权利要求16或17所述的彩色滤光片。
21.一种图像显示装置,其具有根据权利要求16或17所述的彩色滤光片。
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