JP6102102B2 - カラーフィルタ用着色液、カラーフィルタ用着色樹脂組成物、カラーフィルタ、液晶表示装置及び有機el表示装置 - Google Patents
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Description
上記問題を解決する為に、例えば、特許文献1及び2では、特定構造を有する樹脂を含有する着色樹脂組成物を用いることが開示されている。また、特許文献3では、顔料誘導体と、該顔料誘導体と結合しうる分散樹脂とを含む顔料分散液について開示されている。
即ち、本発明は、輝度及びコントラストが高いカラーフィルタが得られる着色液を提供することを課題とする。また、特に色材として顔料を用いた場合には、更に歩留まりの悪化が生じ難い着色液を提供することを課題とする。 本発明はまた、高品質の液晶表示装置及び有機EL表示装置を提供することを課題とする。
つまり、色材との相溶性が十分でないと、組成物中の成分、特に樹脂から色材が分離してしまい、色材が経時的に凝集し、透過率の低下に繋がっている。
これらの知見を基にして、更なる検討を行った結果、特定のモノマーを単量体成分として含有する樹脂を組成物中に含むことで、上記課題を解決しうることを見出して、本発明に到達した。
尚、上記式中のベンゼン環は、置換基を有していてもよい。)
また、色材として顔料を用いた場合に特に経時安定性に優れ、組成物の増粘によるカラーフィルタの製造における歩留まり低下を抑制しうる着色液及び着色樹脂組成物を提供しうる。
尚、「(メタ)アクリル」等は「アクリル及びメタクリルのうち少なくとも一つ」、「(メタ)アクリレート」等は、「アクリレート及びメタクリレートのうち少なくとも一つ」等を意味するものとし、例えば「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸及びメタクリル酸のうち少なくとも一つ」を意味するものとする。
本発明において、特に断りの無い限り、重量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を指す。「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
形分換算の酸価を表し、中和滴定することで算出する。
本発明において、「芳香族環」とは「芳香族炭化水素環」及び「芳香族複素環」の双方を示すものとする。
<特定樹脂>
本発明の着色液は、分散樹脂に特定樹脂を含有する。本発明における特定樹脂は、(a)下記式(I)で表される化合物を単量体成分として含む樹脂である。
尚、上記式中のベンゼン環は、置換基を有していてもよい。)
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R1は、得られた特定樹脂の現像液に対する溶解性が高い点では水素原子が好ましく、また該樹脂を含む着色樹脂組成物(後述)の製膜後の塗膜特性が良好である点ではメチル基が好ましい。
また、上記式(I)中のベンゼン環は、置換基を有していてもよい。
前記ベンゼン環が有していてもよい置換基は、本発明の効果を損わない限り特に制限はないが、例えば、下記置換基群が挙げられる。
メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、t−アミル、ステアリル、ラウリル、2−エチルヘキシル等の直鎖状または分岐状のアルキル基、これらは酸基などの置換基を有していてもよい。
さらにはカルボン酸基、フェノール性水酸基等の酸性基;シアノ基;フェニル等のアリール基;シクロヘキシル、t−ブチルシクロヘキシル、ジシクロペンタジエニル、トリシクロデカニル、イソボルニル、アダマンチル、2−メチル−2−アダマンチル等の脂環式基;クロル、ブロムなどのハロゲン原子;1−メトキシエチル、1−エトキシエチル等のアルコキシで置換されたアルキル基;ベンジル等のアリール基で置換されたアルキル基;メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基等の直鎖又は分岐のアルキルチオ基;アミノ基;−NHCOR21で表されるアシルアミノ基;−NHCOOR22で表されるカーバメート基;−CONR23R24で表されるカルバモイル基;−COOR25で表されるカルボン酸エステル基;等が挙げられる。
これらの中でも特に、メチル、エチル、n−ブチル、カルボン酸基が好ましい。
本発明における特定樹脂は、他のモノマーを含有していてもよく、該モノマーとしては
、本発明の効果を損わない限り特に制限はなく、公知のモノマーを組み合わせてもよいが、中でも不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、及びエチレン性不飽和基含有芳香族化合物から選ばれた1以上を単量体成分として含むことが好ましい。
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和ジカルボン酸またはその無水物類;
3価以上の不飽和多価カルボン酸または、不飽和多価カルボン酸無水物類;
コハク酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等の2価以上の多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル類;
ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等の両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート類等を挙げることができる。
また、エチレン性不飽和基含有芳香族化合物としては、例えば、o−ビニルフェノール、m−ビニルフェノール、p−ビニルフェノール、2−メチル−4−ビニルフェノール、3−メチル−4−ビニルフェノール、o−イソプロペニルフェノール、m−イソプロペニルフェノール、p−イソプロペニルフェノール等のエチレン性不飽和基含有フェノール化合物;
2−ビニル−1−ナフトール、3−ビニル−1−ナフトール、1−ビニル−2−ナフトール、3−ビニル−2−ナフトール、2−イソプロペニル−1−ナフトール、3−イソプロペニル−1−ナフトール等のエチレン性不飽和基含有ナフトール化合物等を挙げることができる。
更に、その他の単量体成分としては、これらと共重合可能な不飽和化合物が使用可能であり、例えば、
スチレン、α−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン、p−クロルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−ビニルベンジルメチルエーテル、m−ビニルベンジルメチルエーテル、p−ビニルベンジルメチルエーテル、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等の芳香族ビニル化合物;
インデン、1−メチルインデン等のインデン類;
ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ−n−ブチル(メタ)アクリレート、ポリシロキサン等の重合体分子鎖の片末端に(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー(以下、単に「マクロモノマー」という。)類:
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキ
シブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングルコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングルコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングルコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングルコール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[ 5.2.1.02,6 ] デカン−8−イル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、2−アミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−アミノプロピル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノプロピルアクリレート、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の他の不飽和エーテル類;
(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビニル化合物;
(メタ)アクリルアミド、α−クロロアクリルアミド、N−2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;
1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、イソプレンスルホン酸等の脂肪族共役ジエン類
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のN−位置換マレイミド類等を挙げることができる。
本発明における特定樹脂は、更に側鎖にエチレン性二重結合を含有することが好ましい。
側鎖にエチレン性二重結合を含有する樹脂とする場合、例えば、不飽和カルボン酸を共重合させた樹脂に、更にエポキシ基含有(メタ)アクリレートを付加させればよい。
また、エポキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、そのエポキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が例示できる。
ト基を含有する化合物を付加させてもよく、また不飽和イソシアネート基を含有する化合物を共重合させた樹脂に不飽和水酸基を含有する化合物を付加させてもよい。
上記方法で特定樹脂を形成する場合は、例えば、特開2009−223253号公報に記載の方法が挙げられる。
本発明における特定樹脂中の、前記式(I)で表される化合物の含有量は、通常5重量%以上、好ましくは10重量%以上、更に好ましくは15重量%以上、また通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、更に好ましくは70重量%以下である。
上記範囲内であると、色材(特に、顔料)に対する相溶性及び現像液に対する溶解性が共に良好である点で好ましい。
本発明の着色液における特定樹脂の含有量は、通常3重量%以上、好ましくは5重量%以上、また通常40重量%以下、更に好ましくは35重量%以下である。
本発明における特定樹脂の、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3000以上、特に好ましくは5000以上、また好ましくは100000以下、特に好ましくは50000以下である。
また、分散度(Mw/Mn)は、好ましくは2.0以上、また好ましくは5.0以下である。
なお、特定樹脂の酸価は、通常10mg−KOH/g以上、好ましくは15mg−KOH/g以上、更に好ましくは25mg−KOH/g以上、また通常200mg−KOH/g以下、好ましくは150mg−KOH/g以下、更に好ましくは100mg−KOH/g以下である。
本発明における特定樹脂は、(a)前記式(I)で表される化合物を単量体成分として含む樹脂であれば特に制限はなく、例えば、ランダム共重合体、グラフト共重合体及びブロック共重合体のいずれであってもよい。
また、合成方法としては、特に制限はなく、公知の方法を用いて合成すればよいが、例えば、リビング重合法が挙げられる。リビング重合法としては、アニオンリビング重合法、カチオンリビング重合法、ラジカルリビング重合法がある。
特に、アニオンリビング重合法やラジカルリビング重合法については、例えば、国際公開第2007/105649号パンフレットに記載されている。
尚、上記合成法の中でも、ラジカルリビング重合法は、上述した分散度を制御し易い点で好ましい。
本発明の着色液及び着色樹脂組成物には、本発明の効果を損わない限り、その他の分散樹脂を含有していてもよい。
その他の分散樹脂として、特に制限はなく、公知の分散樹脂を用いることが可能であり
、後述する(C)バインダー樹脂もしくはその他のバインダー樹脂から選ばれた樹脂の一部又は全部を下記の分散樹脂として含有していてもよい。
具体的には、後述する分散処理工程において、前記(D)分散剤等の成分とともに、本発明における特定樹脂、また必要に応じて添加される(C)バインダー樹脂を含有させることにより、当該特定樹脂が、(D)分散剤との相乗効果で顔料の分散安定性に寄与する。結果として(D)分散剤の添加量を減らせる可能性があるため好ましい。又、現像性が向上し、基板の非画素部に未溶解物が残存せず、画素の基板への密着性が向上する、といった効果も奏するため好ましい。
本発明の着色液及び着色樹脂組成物が、本発明における特定樹脂以外の分散樹脂を含有する場合も、分散樹脂の添加量の合計が上記範囲内となるようにする。
尚、本発明の着色液及び着色樹脂組成物が、分散樹脂を含有する場合、該分散樹脂としては本発明における特定樹脂のみを含有することが好ましい。
以下に本発明のカラーフィルタ用着色液の各構成成分を説明する。
本発明のカラーフィルタ用着色液は、(A)色材、(B)溶剤及び前記特定樹脂を含有する。更に、これら成分以外の他の添加剤を含有していてもよい。
以下、各構成成分について説明する。
(A)色材としては、顔料と染料が挙げられるが、着色力や耐熱性が良好な点で、顔料を用いることが好ましい。
顔料として、通常、赤色顔料、緑色顔料、黄色顔料、紫色顔料、オレンジ顔料、ブラウン顔料等各種の色の顔料を使用することができる。
尚、本発明に使用できる顔料は、以下にその具体例をピグメントナンバーで示すが、これら例示によって限定されるものではない。
、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276等を挙げることができる。これらの中で、好ましくはC.I.ピグメントレッド48:1、122、168、177、202、206、207、209、224、242、254等であり、更に好ましくはC.I.ピグメントレッド177、209、224、242、254等である。
黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208、並びに特開2005−325350号公報及び特開2007−25687号公報に記載の顔料が挙げられる。
青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79を挙げることができる。この中でも、好ましくはC.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、更に好ましくはC.I.ピグメントブルー15:6を挙げることができる。
で、好ましくはC.I.ピグメントバイオレット19、23等であり、更に好ましくはC.I.ピグメントバイオレット23等である。
本発明における顔料は、好ましくは、C.I.(カラーインデックス)ピグメントレッド177、ピグメントレッド242、ピグメントレッド254、ピグメントレッド255、ピグメントレッド264、及びピグメントレッド272、ピグメントブルー15:6、ピグメントブルー15:3、ピグメントバイオレット23、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー139、ピグメントイエロー180、ピグメントグリーン7、ピグメントグリーン36、及びピグメントグリーン58、顔料Yからなる群より選択された少なくとも1種の顔料を用いることが好ましい。
これらの顔料は本発明における特定樹脂との親和性が高く、より効果が得られ易い点で、特に好ましい。
尚、上記各種の顔料は、複数種を併用することもできる。例えば、色度の調整のために、(A)色材として、赤色顔料と黄色顔料とを併用したり、緑色顔料と黄色顔料とを併用したりすることができる。
使用する顔料の平均一次粒径を上記範囲とすることにより、消偏特性を良好に保ち、高いコントラストや透過率などを実現し、又、分散安定性が良好で、耐熱性や耐光性にも優れたカラーフィルタ用着色液及びカラーフィルタ用着色樹脂組成物を得ることができる。
先ず、顔料をクロロホルム中に超音波分散し、コロジオン膜貼り付けメッシュ上に滴下して、乾燥させ、透過電子顕微鏡(TEM)観察により、顔料の一次粒子像を得る。但し、有機顔料の場合は、個々の顔料粒子の粒径を、同じ面積となる円の直径に換算した面積円相当径として、複数個(通常200〜300個程度)の顔料粒子についてそれぞれ粒径を求める。得られた一次粒径の値を用い、下式の計算式の通り個数平均値を計算し平均粒径を求める。
またカラーフィルタの色特性を出すために、色材は染料を選択することもできる。染料は一般的に顔料よりも透過性に優れ、高輝度なカラーフィルタを作ることができる。
本発明における色材の含有量は、着色液の全固形分に対し、通常80重量%以下、好ましくは70重量%以下、より好ましくは60重量%以下であり、又、通常0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上である。
上記範囲内であると、色濃度に対する膜厚が適度であり、液晶セル化の際のギャップ制御等に悪影響を及ぼすことなく、且つ十分な画像形成性が得られるうえ、顔料の分散状態も維持され、凝集や沈降が生じにくく、結果として、増粘や輝度・コントラストの低下などといった問題を解消することができる点で好ましい。
溶剤は、本発明において、上記成分のほか、場合により配合したこれら以外の成分等を溶解又は分散させ、粘度を調節する機能を有する。
溶剤としては、特に制限がなく、各成分を溶解又は分散させることができるものであればよい。このような溶剤としては、次のようなものが挙げられる。
エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルのようなグリコールジアルキルエーテル類;
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジアミルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジヘキシルエーテルのようなエーテル類;
アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソアミルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチルアミルケトン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルノニルケトンのようなケトン類;
n−ペンタン、n−オクタン、ジイソブチレン、n−ヘキサン、ヘキセン、イソプレン、ジペンテン、ドデカンのような脂肪族炭化水素類;
シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキセン、ビシクロヘキシルのような脂環式炭化水素類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンのような芳香族炭化水素類;
アミルホルメート、エチルホルメート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸アミル、メチルイソブチレート、エチレングリコールアセテート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、イソ酪酸メチル、エチルカプリレート、ブチルステアレート、エチルベンゾエート、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、γ−ブチロラクトンのような鎖状又は環状エステル類;
ブチルクロライド、アミルクロライドのようなハロゲン化炭化水素類;
メトキシメチルペンタノンのようなエーテルケトン類;
アセトニトリル、ベンゾニトリルのようなニトリル類:
又、これら溶剤に該当する市販のものとしては、ミネラルスピリット、バルソル#2、アプコ#18ソルベント、アプコシンナー、ソーカルソルベントNo.1及びNo.2、ソルベッソ#150、シェルTS28 ソルベント、カルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、ジグライム(いずれも商品名)などが挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
尚、本発明の着色液中に占める溶剤の含有量は、特に制限されないが、通常99重量%以下、また通常60重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に好ましくは80重量%以上である。
また、本発明の着色樹脂組成物全体に占める溶剤の含有量は、特に制限されないが、その上限は通常99重量%以下とし、塗布に適した粘性等をも考慮すれば、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上、特に好ましくは70重量%以上である。
本発明における(D)分散剤は、顔料が分散し、安定を保つことができれば特に種類を問わず、公知の分散剤を用いることができ、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系や両性等の分散剤を使用することができるが、ポリマー分散剤が好ましい。具体的には、ブロック共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、高分子共重合体のアルキルアンモニ
ウム塩又はリン酸エステル塩、カチオン性櫛型グラフトポリマー等を挙げることができる。これら分散剤の中で、ブロック共重合体、ポリウレタン、カチオン性櫛型グラフトポリマーが好ましい。特にブロック共重合体が好ましく、この中でも親溶剤性を有するAブロック及び窒素原子を含む官能基を有するBブロックからなるブロック共重合体からなり、そのアミン価が80mg−KOH/g以上150mg−KOH/g以下(有効固形分換算)であるものが特に好ましい。 より好ましくは100mg−KOH/g以上、140m
g−KOH/g以下である。
ブロック共重合体としては、アクリル系ブロック共重合体が好ましい。
アクリル系ブロック共重合体は、(A)顔料を極めて効率よく分散できる。これは、分子配列が制御されていることにより、分散剤が顔料に吸着する際に障害となる構造が少ないためと推察される。
前記アクリル系ブロック共重合体を構成するBブロックは、窒素原子を含む官能基として1〜3級アミノ基を有することが好ましく、該アミノ基は、好ましくは−NR41R42(但し、R41及びR42は、各々独立に、置換基を有していてもよい環状又は鎖状のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいアラルキル基を表す。)で表わされ、これを含む部分構造として好ましいものは、例えば下記式(1)で表される。
中でも、R41及びR42はメチル基が好ましく、R43はメチレン基、またはエチレン基が好ましく、R44はメチル基であるのが好ましい。このような化合物として下記式で表される部分構造が挙げられる。
Aブロックとしては、例えば、スチレン系モノマー、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、(メタ)アクリル酸塩系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、グリシジルエーテル系モノマー等のコモノマーを共重合させたポリマー構造が挙げられる。
リビング重合法にはアニオンリビング重合法、カチオンリビング重合法、ラジカルリビング重合法がある。具体的には、例えば特開2007−270147号公報に記載の方法が挙げられる。
(但し、W:分散剤試料秤取量[g]、V:滴定終点での滴定量[mL]、S:分散剤試料の固形分濃度[wt%]を表す。)
また、このブロック共重合体の酸価は、該酸価の元となる酸性基の有無及び種類にもよるが、低い方が好ましく、通常50mg−KOH/g以下、好ましくは40mg−KOH/g以下、より好ましくは30mg−KOH/g以下である。
更にその他の分散剤としては、例えば特開2006−343648号公報に記載のものが挙げられる。
上記範囲内であると、特に顔料分散安定性と現像溶解性のバランスをとることができる点で好ましい。
尚、(D)分散剤としては、1種又は2種以上を併用してもよく、特定樹脂以外のその他の分散剤を用いてもよい。その他の分散剤を用いる場合は、分散剤の合計量が上記範囲内となるように調整する。
本発明の着色液又は着色樹脂組成物は、更に分散助剤を含んでいてもよい。
ここでいう分散助剤は、顔料誘導体であってもよく、顔料誘導体としては、例えば特開2001−220520号公報、特開2001−271004号公報、特開2002−179976号公報、特開2007−113000号公報、及び特開2007−186681号公報等に記載の各種化合物等を使用することができる。
上記範囲内であると、分散助剤としての効果が有効に得られ、分散性及び分散安定性が良好である点で好ましい。
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、少なくとも、前述した(A)色材、(B)溶剤、(a)前記式(I)で表される化合物を単量体成分として含む樹脂(特定樹脂)、及び(C)バインダー樹脂を含有し、更に要すれば、これらの成分以外の添加物等を含有していてもよい。又、(E)重合性モノマー、(F)光重合開始系及び/又は熱重合開始系等を含有することが特に好ましい。
これら必須成分以外の成分としては、本願明細書に記載された各種成分以外にも、カラーフィルタ形成材料として使用できるものであれば、特に制限無く使用できる。
本発明の着色樹脂組成物は、(C)バインダー樹脂として、前記特定樹脂を含有することが特に好ましいが、その他のバインダー樹脂を含有していてもよい。
その他のバインダー樹脂としては、例えば、本発明の着色樹脂組成物が光重合性樹脂組成物である場合、例えば特開平7−207211号、特開平8−259876号、特開平10−300922号、特開平11−140144号、特開平11−174224号、特開2000−56118号、特開2003−233179号などの各公報等に記載される高分子化合物を使用することができるが、中でも好ましくは下記(C−1)〜(C−5)の樹脂などが挙げられる。
物を付加させて得られる、アルカリ可溶性樹脂(以下、「樹脂(C−1)」と称す場合がある。)
(C−2):カルボキシル基含有直鎖状アルカリ可溶性樹脂(C−2)(以下、「樹脂(C−2)」と称す場合がある。)
(C−3):前記樹脂(C−2)のカルボキシル基部分に、エポキシ基含有不飽和化合物を付加させた樹脂(以下「樹脂(C−3)」と称す場合がある。)
(C−4):(メタ)アクリル系樹脂(以下、「樹脂(C−4)」と称す場合がある。)
(C−5):カルボキシル基を有するエポキシアクリレート樹脂(以下「樹脂(C−5)と称す場合がある。)
尚、樹脂(C−2)〜(C−5)は、アルカリ性の現像液によって溶解され、目的とする現像処理が遂行される程度に溶解性を有するものであれば何でもよく、各々、特開2009−025813号公報に同項目として記載のものと同様である。好ましい態様も同様である。
樹脂(C−1)の特に好ましい樹脂の一つとして、エポキシ基含有(メタ)アクリレート5〜90モル%と、他のラジカル重合性単量体10〜95モル%との共重合体に対し、該共重合体が有するエポキシ基の10〜100モル%に不飽和一塩基酸を付加させてなる樹脂、或いは該付加反応により生じた水酸基の10〜100モル%に多塩基酸無水物を付加させて得られるアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
R96とR98が連結して形成される環は、脂肪族環であるのが好ましく、飽和又は不飽和のいずれでもよく、更に炭素数は5〜6であることが好ましい。
中でも、式(8)で表される構造中、特に下記構造式(8a)、(8b)、又は(8c)で表されるものが好ましい。
前記式(8)で表される構造を有するモノ(メタ)アクリレート以外の、「他のラジカル重合性単量体」としては、着色樹脂組成物に優れた耐熱性及び強度を向上しうる点で、スチレン、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボロニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、が挙げられる。
尚、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、前記他のラジカル重合性単量体との共重合反応には、公知の溶液重合法が適用される。
本発明において、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと前記他のラジカル重合性単量体との共重合体としては、エポキシ基含有(メタ)アクリレートに由来する繰返し単位5〜90モル%と、他のラジカル重合性単量体に由来する繰返し単位10〜95モル%と、からなるものが好ましく、前者20〜80モル%と、後者80〜20モル%とからなるものが更に好ましく、前者30〜70モル%と、後者70〜30モル%とからなるものが特に好ましい。
上記の様に合成された、エポキシ基含有共重合体のエポキシ基部分に、不飽和一塩基酸(重合性成分)と、更に多塩基酸無水物(アルカリ可溶性成分)とを反応させる。
ここで、エポキシ基に付加させる不飽和一塩基酸としては、公知のものを使用することができ、例えば、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽和カルボン酸が挙げられる。
、α−位がハロアルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、又はシアノ基などで置換された(メタ)アクリル酸等のモノカルボン酸等が挙げられる。中でも好ましくは(メタ)アクリル酸である。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの不飽和一塩基酸は、通常、前記共重合体が有するエポキシ基の10〜100モル%に付加させるが、好ましくは30〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%に付加させる。前記範囲内であると、着色樹脂組成物の経時安定性に優れるため好ましい。尚、共重合体のエポキシ基に不飽和一塩基酸を付加させる方法としては、公知の方法を採用することができる。
例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸等の二塩基酸無水物;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の三塩基以上の酸の無水物が挙げられる。中でも、無水コハク酸及びテトラヒドロ無水フタル酸が好ましい。これらの多塩基酸無水物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの多塩基酸無水物は、通常、前記共重合体が有するエポキシ基に、不飽和一塩基酸を付加させることにより生じる水酸基の10〜100モル%に付加させるが、好ましくは20〜90モル%、より好ましくは30〜80モル%に付加させる。
尚、当該水酸基に多塩基酸無水物を付加させる方法としては、公知の方法を採用することができる。
更に、光感度を向上させるために、前述の多塩基酸無水物を付加させた後、生成したカルボキシル基の一部にグリシジル(メタ)アクリレートや重合性不飽和基を有するグリシジルエーテル化合物を付加させてもよい。このような樹脂の構造に関しては、例えば特開平8−297366号公報や特開2001−89533号公報に記載されている。
上記範囲内であると、現像液に対する溶解性が良好で、また膜荒れなどが生じ難いため好ましい。
80重量%、好ましくは1〜60重量%である。
上記範囲内であると、基板への密着性が良好であり、また露光部への現像液の浸透性が適度で、画素の表面平滑性や感度が良好である点で好ましい。
本発明の着色樹脂組成物は、(E)重合性モノマーを含有することが好ましい。(E)重合性モノマーは、重合可能な低分子化合物であれば特に制限はないが、エチレン性二重結合を少なくとも1つ有する付加重合可能な化合物(以下、「エチレン性化合物」と言う場合がある。)が好ましい。
(E)重合性モノマーにおけるエチレン性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸;モノヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル;脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル;芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル;不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び前述の脂肪族ポリヒドロキシ化合物、芳香族ポリヒドロキシ化合物等の多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られるエステル;ポリイソシアネート化合物と(メタ)アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物とを反応させたウレタン骨格を有するエチレン性化合物;等が挙げられる。
不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び多価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られるエステルは、必ずしも単一物ではなく、混合物であってもよい。代表例としては、(メタ)アクリル酸、フタル酸、及びエチレングリコールの縮合物;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、及びジエチレングリコールの縮合物;(メタ)アクリル酸、テレフタル酸、及びペンタエリスリトールの縮合物;(メタ)アクリル酸、アジピン酸、ブタンジオール、及びグリセリンの縮合物等が挙げられる。
と、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ〔1,1,1−トリ(メタ)アクリロイルオキシメチル〕プロパン等の(メタ)アクリロイル基含有ヒドロキシ化合物との反応物が挙げられる。
これらの中では脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルが好ましく、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールの(メタ)アクリル酸エステルがより好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
酸価を有するモノマーとしては、例えば、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能単量体が好ましく、特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトール及び/又はジペンタエリスリトールであるものである。
つまり、これらの化合物は、製造上、酸基を有する化合物を単一で得ることが難しいことから、酸基を有さないモノマーとの混合物(以下、「酸価を有するモノマー」と称する)として用いてもよい。
即ち、本発明における酸価を有するモノマーとは、酸基を有するモノマーと酸基を有さないモノマーとの混合物を意味する。
上記範囲内であると、現像溶解特性が低下しにくく、また製造や取り扱いが容易である。更に、光重合性能が落ち難く、画素の表面平滑性等の硬化性が良好であるため好ましい。
また、(E)重合性モノマーの全(A)色材の総量に対する比率は、通常1重量%以上、好ましくは5重量%以上、更に好ましくは10重量%以上、特に好ましくは20重量%以上であり、また、通常200重量%以下、好ましくは150重量%以下、更に好ましくは110重量%以下である。
本発明の着色樹脂組成物は、塗膜を硬化させる目的で、(F)光重合開始系及び/又は熱重合開始系を含むことが好ましい。ただし、硬化の方法はこれらの開始剤によるもの以外でもよい。
特に、本発明の着色樹脂組成物が、(C)成分としてエチレン性二重結合を有する樹脂を含む場合や、(E)成分としてエチレン性化合物を含む場合には、光を直接吸収し、又は光増感されて分解反応又は水素引き抜き反応を起こし、重合活性ラジカルを発生する機能を有する光重合開始系及び/又は熱によって重合活性ラジカルを発生する熱重合開始系を含有することが好ましい。なお、本発明において光重合開始系としての(F)成分とは、光重合開始剤(以下、任意に(F1)成分と称する)に重合加速剤(以下、任意に(F2)成分と称する)、増感色素(以下、任意に(F3)成分と称する)などの付加剤が併用されている混合物を意味する。
本発明の着色樹脂組成物に含有されていてもよい。光重合開始系は、通常、(F1)光重合開始剤、及び必要に応じて添加される(F2)重合加速剤及び(F3)増感色素等の付加剤との混合物として用いられ、光を直接吸収し、或いは光増感されて分解反応又は水素引き抜き反応を起こし、重合活性ラジカルを発生する機能を有する成分である。
これら光重合開始剤の中では、α−アミノアルキルフェノン誘導体類、オキシムエステル系誘導体類、ビイミダゾール誘導体類、アセトフェノン誘導体類、及びチオキサントン誘導体類がより好ましい。
ールアルキル基を示し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。あるいは、R101はXまたはZと結合し、環を形成していてもよい。
R102は、炭素数2〜20のアルカノイル基、炭素数3〜25のアルケノイル基、炭素数4〜8のシクロアルカノイル基、炭素数7〜20のアリーロイル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数7〜20のアリールオキシカルボニル基、炭素数2〜20のヘテロアリール基、炭素数3〜20のヘテロアリーロイル基または炭素数2〜20のアルキルアミノカルボニル基を示し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。
Zは、置換基を有していてもよい芳香族基を示す。)
なお、前記式(XI)で表される化合物の中でも、Xが置換基を有していてもよいカルバゾール環である化合物が好ましく、具体的には下記式(XII)で表される化合物などが挙げられ、中でも下記式(XIII)で表される化合物が特に好ましい。
*は、結合部位を表す。)
R102aは、炭素数2〜4のアルカノイル基を示し、Xaは、窒素原子が1〜4のアル
キル基で置換されていてもよい3,6−カルバゾリル基を示す。Zaは、アルキル基で置
換されていてもよいフェニル基またはモルホリノ基で置換されていてもよいナフチル基を示す。)
その他に、ベンゾインアルキルエーテル類、アントラキノン誘導体類;2−メチル−(4’−メチルチオフェニル)−2−モルホリノ−1−プロパノン等のアセトフェノン誘導体類、2−エチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導体類、安息香酸エステル誘導体類、アクリジン誘導体類、フェナジン誘導体類、アンスロン誘導体類等も挙げられる。
必要に応じて用いられる(F2)重合加速剤としては、例えば、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等のN,N−ジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル類;2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール等の複素環を有するメルカプト化合物;脂肪族多官能メルカプト化合物等のメルカプト化合物類等が挙げられる。
また、必要に応じて感応感度を高める目的で、(F3)増感色素が用いられる。増感色素は、画像露光光源の波長に応じて、適切なものが用いられるが、例えば特開平4−221958号、特開平4−219756号各公報等に記載のキサンテン系色素;特開平3−239703号、特開平5−289335号各公報等に記載の複素環を有するクマリン系色素;特開平3−239703号、特開平5−289335号各公報等に記載の3−ケトクマリン系色素;特開平6−19240号公報等に記載のピロメテン系色素;特開昭47−2528号、特開昭54−155292号、特公昭45−37377号、特開昭48−84183号、特開昭52−112681号、特開昭58−15503号、特開昭60−88005号、特開昭59−56403号、特開平2−69号、特開昭57−168088号、特開平5−107761号、特開平5−210240号、特開平4−288818号各公報等に記載のジアルキルアミノベンゼン骨格を有する色素等が挙げられる。
本発明の着色樹脂組成物において、これらの(F)光重合開始系の含有量は、全固形分中、通常0.1重量%以上、好ましくは0.2重量%以上、更に好ましくは0.5重量%以上、また、通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下、更に好ましくは20重量%以下の範囲である。
上記範囲内であると、露光光線に対する感度が良好で、また未露光部分の現像駅に対する溶解性も良好で、現像不良などを誘起し難い点で好ましい。
本発明の着色樹脂組成物に含有されていてもよい熱重合開始系(熱重合開始剤)の具体例としては、アゾ系化合物、有機過酸化物及び過酸化水素等が挙げられる。これらのうち、アゾ系化合物が好適に用いられる。より具体的には、例えば国際公開第2009/107734号パンフレット等に記載の熱重合開始剤を用いることができる。
これらの熱重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の着色樹脂組成物は、前記各成分の外に、界面活性剤、有機カルボン酸及び/又は有機カルボン酸無水物、熱硬化性化合物、可塑剤、熱重合防止剤、保存安定剤、表面保護剤、密着向上剤、現像改良剤等を含有していてもよい。また、色素として顔料を含有する場合には、分散剤や分散助剤を含有してもよい。これら任意成分としては、例えば特開2007−113000号公報記載の各種化合物を使用することができる。
本発明の着色樹脂組成物は、更に界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性界面活性剤等、各種のものを用いることができるが、電圧保持率や有機溶剤に対する相溶性等の諸特性に悪影響を及ぼす可能性が低い点で、非イオン性界面活性剤を用いるのが好ましい。
。
これら界面活性剤の含有量は、本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物の全固形分中において、好ましくは0.001重量%以上、より好ましくは0.005重量%以上、更に好ましくは0.01重量%以上である。又、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下の範囲で用いられる。
本発明において、着色樹脂組成物は、適宜の方法により調製することができるが、例えば、前記(A)色材、(B)溶剤、前記特定樹脂及びその他の添加剤と共に混合することで調製できる。
(A)色材として、顔料を含有する場合、より好ましい調製方法としては、顔料を溶剤中、(D)分散剤、及び分散樹脂として特定樹脂、更に必要に応じて添加する分散助剤の存在下で、場合により(C)バインダー樹脂の一部と共に、例えば、ペイントシェイカー、サンドグラインダー、ボールミル、ロールミル、ストーンミル、ジェットミル、ホモジナイザー等を用いて、粉砕しつつ混合・分散して着色液を調製する。該着色液に、(C)バインダー樹脂、(E)重合性モノマー、(F)光重合開始系及び/又は熱重合開始系、必要に応じて加えられる添加剤を添加し、混合することにより調製する方法を挙げることができる。
本発明のカラーフィルタ用着色樹脂組成物は、通常、すべての構成成分が溶剤中に溶解又は分散された状態である。この着色樹脂組成物が基板上へ供給され、カラーフィルタや液晶表示装置、有機EL表示装置などの構成部材が形成される。
以下、本発明の着色樹脂組成物の応用例として、カラーフィルタとしての応用、及びそれらを用いた液晶表示装置(パネル)及び有機EL表示装置について、説明する。
本発明のカラーフィルタは、本発明の着色樹脂組成物から形成された画素を有するものである。
以下に、本発明のカラーフィルタを形成する方法について説明する。
カラーフィルタの画素は、様々な方法で形成することができる。ここでは光重合性の着色樹脂組成物を使用してフォトリソグラフィ法にて形成する場合を例に説明するが、製造方法はこれに限定されるものではない。
また、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤やウレタン系樹脂などによる薄膜形成処理、コロナ放電処理やオゾン処理などの表面処理等、適宜前処理を施してもよい。
塗布膜の厚さは、乾燥後の膜厚として、通常、0.2〜20μm、好ましくは0.5〜10μm、特に好ましくは0.8〜5.0μmである。
画素を形成する際に使用される放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を使用することができるが、波長が190〜450nmの範囲にある放射線が好ましい。
また、前記アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、メタ珪酸ナトリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、燐酸水素ナトリウム、燐酸水素カリウム、燐酸二水素ナトリウム、燐酸二水素カリウム、水酸化アンモニウム等の無機アルカリ性化合物;モノ−・ジ−・又はトリ−エタノールアミン、モノ−・ジ−・又はトリ−メチルアミン、モノ−・ジ−・又はトリ−エチルアミ
ン、モノ−・又はジ−イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、モノ−・ジ−・又はトリ−イソプロパノールアミン、エチレンイミン、エチレンジイミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリン等の有機アルカリ性化合物等の水溶液が好ましい。
現像処理法としては、浸漬現像法、スプレー現像法、ブラシ現像法、超音波現像法等の何れかの方法によることができる。現像条件は、室温(23℃)で5〜300秒が好ましい。
現像方法は、浸漬現像法、スプレー現像法、ブラシ現像法、超音波現像法等の何れかの方法によることができる。
本発明の液晶表示装置は、上述の本発明のカラーフィルタを含むものである。本発明の液晶表示装置の型式や構造については特に制限はなく、本発明のカラーフィルタを用いて常法に従って組み立てることができる。
例えば、「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、1989年9月29日発行、日本学術振興会第142委員会著)に記載の方法で、本発明の液晶表示装置を形成することができる。
本発明のカラーフィルタを有する有機EL表示装置を作成する場合、例えば図1に示すように、透明支持基板10上に、本発明の着色樹脂組成物により画素20が形成された青色カラーフィルタ上に有機保護層30及び無機酸化膜40を介して有機発光体500を積層することによって多色の有機EL素子を作製する。
その要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記実施例において「部」は「重量部」を表わす。
<合成例1:樹脂Aの合成>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(250.0g)を500mlの4つ口フラスコに入れ、窒素バブリングを行いながら85℃まで昇温した。これにフェニルメタクリレート(84.7g、0.52mol)、メタクリル酸(15.3g、0.18mol)、および2.2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(4.925g、0.03mol)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(96.45g)に溶解し、4時間かけて滴下した。滴下後反応液を85℃に保ったままさらに2時間攪拌し、その後窒素バブリングを止めて100℃に昇温1時間攪拌した。こうして得られた樹脂AのGPCにより測定した重量平均分子量は約12500、酸価は100mg−KOH/gであった。
合成例1において樹脂Aの単量体成分であるフェニルメタクリレートを、フェノキシエチルメタクリレート(84.7g、0.41mol)に変更した他は、合成例1と同様の方法で樹脂Bを合成した。得られた樹脂Bの重量平均分子量は約12200、酸価は100mg−KOH/gであった。
合成例1において樹脂Aの単量体成分であるフェニルメタクリレートを、シクロヘキシルメタクリレート(84.7g、0.50mol)に変更した他は、合成例1と同様の方法で樹脂Cを合成した。得られた樹脂Cの重量平均分子量は約12600、酸価は100mg−KOH/gであった。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(145重量部)を窒素置換しながら攪拌し、120℃に昇温した。ここにスチレン(10.0重量部)、グリシジルメタクリレート(85.2重量部)およびフェニルメタクリレート(48.7重量部)を滴下し、および2.2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(8.47重量部)を3時間かけて滴下し、更に90℃で2時間攪拌し続けた。次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸(43.2重量部)にトリスジメチルアミノメチルフェノール(0.7重量部)およびハイドロキノン(0.12重量部)を投入し、100℃で12時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸(THPA)(56.2重量部)、トリエチルアミン(0.7重量部)を加え、100℃3.5時間反応させた。こうして得られた樹脂DのGPCにより測定した重量平均分子量は約7100、酸価87mg−KOH/gであった。
合成例4において樹脂Dの単量体成分であるフェニルメタクリレートを、トリシクロデカン骨格を有するモノアクリレートFA−513M(日立化成社製)66重量部に変更した他は、合成例4と同様の方法で樹脂Eを合成した。得られた樹脂Eの重量平均分子量は約8400、酸価80mg−KOH/gであった。
[2−1]赤色着色液(1)の調製
顔料としてC.I.ピグメントレッド177(以下、「R177」と略す場合がある)を9.47重量部、分散剤として「DB2000(ビックケミー社製)」を固形分換算で2.37重量部、分散樹脂として樹脂A(合成例1で合成した樹脂)を固形分換算で3.
16重量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(60.00重量部)、径0.5mmのジルコニアビーズ(225重量部)をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて6時間分散させて赤色着色液(1)を調製した。
前記赤色着色液(1)の調製において、分散樹脂として用いた樹脂Aを樹脂B(合成例2で合成した樹脂)に変更した他は、「[2−1]赤色着色液(1)の調製」の項で記載の方法と同様にして赤色着色液(2)を調製した。
また、前記赤色着色液(1)の調製において、分散樹脂として用いた樹脂Aを樹脂C(合成例3で合成した樹脂)に変更した他は、「[2−1]赤色着色液(1)の調製」の項で記載の方法と同様にして赤色着色液(3)を調製した。
青色色素としてC.I.ピグメントブルー15:6(以下、「B15:6」と略す)を9.26重量部、分散剤として「LPN6919」(ビックケミー社製)を分散剤固形分換算で3.09重量部、更に分散樹脂として樹脂D(合成例4で合成した樹脂)を固形分換算で3.70重量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを
(60.00重量部)、径0.5mmのジルコニアビーズ(225重量部)をステンレス
容器に充填し、ペイントシェーカーにて6時間分散させて青色着色液(1)を調製した。
前記青色着色液(1)の調製において、分散樹脂として用いた樹脂Dを樹脂E(合成例5で合成した樹脂)に変更した他は、「[2−3]青色着色液(1)の調製」の項で記載の方法と同様にして青色着色液(2)を調製した。
[3]着色液の調製
表1に、各実施例で用いた分散樹脂を示す。
M−520:下記構造式で表される化合物(東亞合成社製)(酸価25mg−KOH/g)
Irgacure907:2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モル
フォリノプロパン−1−オン(BASF社製)
OXE02:エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾールー3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)(BASF社製)
F475:フッ素系界面活性剤(DIC社製)
[4]色特性の測定
[4−1]色度測定
50mm角、厚さ0.7mmのガラス基板AN100(旭硝子社製)上に、上記着色樹脂組成物をスピンコーターで塗布した後、80℃で3分間乾燥した。次いで、2kW高圧水銀灯により、300mJ/cm2の露光量で全面露光処理を行った。その後、現像処理
を、0.1重量%炭酸ナトリウム水溶液を使用し、現像液温度23℃で現像を行った。ついで、3kg/cm2の水圧で30秒間スプレー水洗処理を行い着色樹脂組成物塗布基板
を作成した。その後、温度230℃で、30分間の熱硬化処理を行った。
[4−2]コントラスト測定
以下に示す方法により色度測定に用いた塗布基板(以下、着色板と称す)のコントラストを測定した。結果を表3に示す。
上記色度特性の評価で得られた基板を2枚の偏向板で挟み、背面側から蛍光灯(波長範囲380〜780nm)で照射しつつ前面側の偏向板を回転させ、透過する光強度を輝度計BM−5AS(トプコン社製)にて最大値と最小値を測定した。そして、その最大値を最小値で割った値を、コントラスト比として評価した。
得られた赤色着色液(1)〜(3)について、着色液を調製してから、2時間後、4時間後の粘度を測定した。
また青色着色液については、表2で示した実施例2、比較例3の着色樹脂組成物の調製後、室温(23℃)で1日放置、次いで35℃の恒温槽に3日間静置後の粘度を測定した。
<粘度測定の条件>
測定温度:室温(23℃)
回転数 :20rpm
赤色着色液の粘度変化、並びに該赤色着色液を含む着色樹脂組成物を用いて形成された画素の色度測定及びコントラストの測定結果を表4に纏めた。
更に、本発明の着色液は、経時的粘度変化が少ないため、該着色液を含む着色樹脂組成物も増粘がし難く、これより組成物の増粘によるカラーフィルタの製造上の歩留まりの低下が生じ難い。
更に、本発明の着色樹脂組成物は、経時的粘度変化が少ないため、組成物の増粘によるカラーフィルタの製造上の歩留まりの低下が生じ難い。
[6]残渣評価
洗浄した液晶用ガラス基板に、実施例1及び2で調製した着色樹脂組成物をそれぞれスピンコート塗布し、80℃のホットプレートにて3分間プリベークを行った。
A:トレシーへの顔料付着は全く認められなかった。
B:トレシーへの顔料の付着が、かすかに認められた。
C:トレシーへの顔料付着が明らかに認められた。
洗浄した液晶用ガラス基板に、実施例1及び2で調製着色樹脂組成物をそれぞれスピンコート塗布し、23℃湿度55%環境下で30分静置する。塗布したガラス板をPGMEAに5秒間浸漬し、ガラス板を引き上げ、着色樹脂組成物のPGMEAへの溶出の様子を目視で評価し、下記A〜Cの判定を行った。
B:PGMEAに付着したレジストが少し溶解する。
C:レジストがほとんど溶解しない
20 画素
30 有機保護層
40 無機酸化膜
500 有機発光体
51 正孔注入層
54 電子注入層
Claims (11)
- 前記樹脂が、単量体成分として更に不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、及びエチレン性不飽和基含有芳香族化合物から選ばれた1以上を含むことを特徴とする、請求項1に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を製造するための着色液。
- 前記樹脂が、
(a)前記式(I)で表される化合物5重量%以上90重量%以下と
前記不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、又はエチレン性不飽和基含有芳香族化合物を合計10重量%以上、95重量%以下とを共重合してなる樹脂であることを特徴とする、請求項2に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を製造するための着色液。 - 前記樹脂が、側鎖にエチレン性二重結合を含有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を製造するための着色液。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を製造するための着色液及び(C)バインダー樹脂を含有することを特徴とする、カラーフィルタ用着色樹脂組成物。
- 更に、(E)重合性モノマーを含有することを特徴とする、請求項5に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
- 前記(E)重合性モノマーが、酸基を有するモノマーを含有することを特徴とする、請求項6に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
- 更に、(F)光重合開始系及び/又は熱重合開始系を含有することを特徴とする、請求項5〜7のいずれか一項に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物。
- 請求項5〜8のいずれか一項に記載のカラーフィルタ用着色樹脂組成物を用いて形成された画素を有することを特徴とする、カラーフィルタ。
- 請求項9に記載のカラーフィルタを含むことを特徴とする、液晶表示装置。
- 請求項9に記載のカラーフィルタを含むことを特徴とする、有機EL表示装置。
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