JP7070934B2 - 着色剤組成物の製造方法、これを用いて製造された着色剤組成物、着色剤分散液、感光性樹脂組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置 - Google Patents

着色剤組成物の製造方法、これを用いて製造された着色剤組成物、着色剤分散液、感光性樹脂組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置 Download PDF

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Description

本出願は、2017年11月28日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第10-2017-0160329号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本発明は、着色剤組成物の製造方法、これを用いて製造された着色剤組成物、着色剤分散液、感光性樹脂組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置に関する。
最近、液晶ディスプレイ(LCD)の光源として、既存のCCFLを代替して、駆動でも液晶でもない自発光をするLEDまたはOLED素子が多く用いられている。LEDまたはOLEDを光源として用いると、自体から赤色、緑色、青色の光が出るため、別途のカラーフィルタを必要としない。
しかし、一般的に、LEDまたはOLED光源から出る光を利用して、要求される色座標を合わせたり、調節することは容易ではない。
一方、現在、カラーフィルタを実現するために、顔料を着色剤として用いた顔料分散法が一般的に適用されている。しかし、顔料分散液の場合、顔料が粒子状態で存在して光を散乱させるだけでなく、顔料の微細化によって顔料表面積が急激に増加し、これによる分散安定性の悪化で不均一な顔料粒子が生成される。したがって、最近要求されている高輝度、高明暗比および高解像度を達成するために、着色剤として顔料の代わりに染料を使用することが検討されてきている。
しかし、一般的に、染料は溶解度が低いため、分散がうまく行われず、カラーフィルタの明度を十分に満足させることができなかった。
本発明は、染料粒子を溶媒に溶解して析出させる過程を経ることにより、染料粒子の直径が小さい着色剤分散液を提供できる着色剤組成物の製造方法、これを用いて製造された着色剤組成物、着色剤分散液および感光性樹脂組成物を提供しようとする。また、本発明は、前記のような感光性樹脂組成物を用いて製造されたカラーフィルタおよびこれを含む液晶表示装置を提供しようとする。
本発明の一実施態様は、同じ数の正電荷と負電荷とを有する第1キサンテン系染料、および正電荷の数より負電荷の数が1以上多い第2キサンテン系染料を第1溶媒に溶解させるステップと、溶解した前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料を第2溶媒中で析出するステップとを含む着色剤組成物の製造方法を提供する。
本発明のもう一つの実施態様は、前記製造方法から製造された着色剤組成物を提供する。
本発明のもう一つの実施態様は、前記着色剤組成物;分散剤;アクリル樹脂;および溶媒を含む着色剤分散液を提供する。
本発明のもう一つの実施態様は、前記着色剤分散液;青色着色剤分散液;アクリル樹脂;多官能性モノマー;界面活性剤;開始剤;および溶媒を含む感光性樹脂組成物を提供する。
本発明のもう一つの実施態様は、透明基板と、前記透明基板上に備えられた着色層とを備えるカラーフィルタであって、前記着色層は、前記感光性樹脂組成物の硬化物を含むものであるカラーフィルタを提供する。
本発明のもう一つの実施態様は、前記カラーフィルタを含む液晶表示装置を提供する。
本発明の実施態様によれば、直径の小さい染料粒子を含む着色剤組成物および着色剤分散液が得られ、これによって、耐熱性、安定性および着色力に優れ、少量の色材で高い色再現率が得られる感光性樹脂組成物を得ることができる。
本発明の一実施態様は、同じ数の正電荷と負電荷とを有する第1キサンテン系染料、および正電荷の数より負電荷の数が1以上多い第2キサンテン系染料を第1溶媒に溶解させるステップと、溶解した前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料を第2溶媒中で析出するステップとを含む着色剤組成物の製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様によれば、第1キサンテン系染料と第2キサンテン系染料とをすべて溶解させる溶媒において、第1染料と第2染料が溶媒によって十分に溶媒和(solvation)が進行して第1キサンテン系染料と第2キサンテン系染料が単分子挙動をする。具体的には、第1キサンテン系染料と第2キサンテン系染料は、いずれもキサンテン系染料であって類似の構造を有する。このように類似の構造を有することにより、第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料は、溶媒内でパイ-パイ相互作用(π-π interaction)をなすことができる。
本発明の第1キサンテン系染料は、同じ数の正電荷と負電荷とを有するので中性化されており、第2キサンテン系染料は、正電荷の数より負電荷の数が1以上多くて陰イオン性を呈する。陰イオン性を呈する第2キサンテン系染料に、陽イオン性を有する分散剤がイオン結合して複合体を形成することができる。前記複合体に、中性化された第1キサンテン系染料が結合することができる。
これにより、第1キサンテン系染料間または第2キサンテン系染料間の凝集を防止可能で、第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料の分散性が向上する。これによって、粒子の直径が小さくて表面積が広い染料が得られ、効果的に光を吸収可能になって着色力を高めることができる。
しかし、第1キサンテン系染料のみを溶媒に溶解せず微細化して分散液を製造する場合、前記第1キサンテン系染料は、同じ数の正電荷と負電荷とを有するので中性化されていて、陽イオン性を有する分散剤とイオン結合することが困難である。したがって、第1キサンテン系染料のみ存在する場合、染料が溶媒内に分散しにくくて染料粒子の直径が増加する。
また、第2キサンテン系染料のみを溶媒に溶解せず微細化して分散液を製造する場合、第2キサンテン系染料を微細化した後、水を用いて水洗過程を経る過程で染料が消失することがある。具体的には、前記第2キサンテン系染料は、正電荷の数より負電荷の数が1以上多くて陰イオン性を呈し、前記陰イオン性基がスルホン酸塩基であってもよい。スルホン酸塩基を含む色材は、水にイオン化されやすくて溶けてしまう。これにより、色材が消失することがある。
そして、第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を溶媒に溶解せず微細化して着色剤組成物、着色剤分散液、感光性樹脂組成物を製造する場合、前記第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料が溶媒内でパイ-パイ相互作用(π-π interaction)を十分になすことができない。
本明細書の一実施態様によれば、必要に応じて、アミン構造またはアンモニウム構造を含む単分子または高分子を含む分散剤は、前記第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を第2溶媒中で析出するステップに、さらに含んでもよい。アミン構造またはアンモニウム構造を含む単分子または高分子を含む分散剤をさらに含む場合、染料を析出するステップでより均一に第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料の相互作用を補助することができる。
本明細書の一実施態様によれば、必要に応じて、前記第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を第1溶媒に溶解させるステップは、第1染料および第2染料を第1溶媒に入れて、-5~200℃で10~30時間、好ましくは22~26時間撹拌するステップを含むことができる。
前記撹拌するステップによって製造された溶液は、製造後、温度を下げることができる。必要に応じて、温度は、常温まで下げることができる。
本明細書の一実施態様によれば、必要に応じて、前記溶解した第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を第2溶媒中で析出するステップは、前記第1染料および第2染料が第1溶媒および第2溶媒に十分に溶媒和(solvation)されなければならず、10分~3時間、好ましくは15分~45分間撹拌するステップを含むことができる。
前記析出した第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を含んで着色剤組成物を製造するステップは、前記析出した第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を減圧下で濾過および水洗過程を経るステップをさらに含んでもよい。
前記濾過および水洗過程を経るステップを経た後、乾燥するステップをさらに含んでもよい。前記乾燥するステップは、第1溶媒と第2溶媒を、50~70℃、好ましくは55~65℃の真空オーブンで、10~30時間、好ましくは22~26時間行われる。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前記第1キサンテン系染料は、500~580nmの間に最大吸収波長を有し、前記第1キサンテン系染料の最大吸収波長と前記第2キサンテン系染料の最大吸収波長との差は、0超過100nm以下である。0超過50nm以下が好ましく、0超過20nm以下が最も好ましい。前記実施態様によれば、第1キサンテン系染料のみ存在する場合、分散安定性が良くないが、化学構造および吸収特性が類似の第2キサンテン系染料を混合して使用することにより、そもそも第1キサンテン系染料で実現しようとする色相を実現しながらも、分散安定性を大きく改善することができる。
本明細書において、第1キサンテン系染料は第1染料、第2キサンテン系染料は第2染料と述べられてもよい。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記第1キサンテン系染料は、下記化学式1で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式2で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含む。
[化学式1]
Figure 0007070934000001
前記化学式1において、
~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホンアミド基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、
~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホンアミド基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R~Rのうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基であり、
10およびR11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r10およびr11は、0~3の整数であり、前記r10およびr11がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
[化学式2]
Figure 0007070934000002
前記化学式2において、
21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホンアミド基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、R21~R24のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基、スルホン酸塩基、またはスルホンアミド基で置換もしくは非置換のアルキル基;陰イオン性基、スルホン酸塩基、またはスルホンアミド基で置換されたアリール基;または陰イオン性基、スルホン酸塩基、またはスルホンアミド基で置換されたヘテロアリール基であり、
25~R29は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホンアミド基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換の炭素数1~30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R25~R29のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基であり、
30およびR31は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r30およびr31は、0~3の整数であり、前記r30およびr31がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
本明細書の一実施態様において、前記R~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、前記R21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、残りの置換基は、先に定義した通りである。
本明細書の前記化学式1において、R~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;または窒素原子を含む二無水物基である。
本明細書の前記化学式1において、R~Rは、水素;陰イオン性基またはアルキル基で置換されたアリール基;または窒素原子を含む二無水物基で置換もしくは非置換のアルキル基である。
本明細書の前記化学式1において、R~Rは、水素;メチル基で置換されたフェニル基;メチル基および陰イオン性基からなる群より1つ以上選択されたもので置換されたフェニル基;エチル基;プロピル基;または窒素原子を含む二無水物基で置換されたプロピル基である。
本明細書の前記化学式1において、R~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または陰イオン性基である。
本明細書の前記化学式1において、R~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;またはSO である。
本明細書の前記化学式1において、R10およびR11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;または重水素であり、r10およびr11は、0~3の整数であり、前記r10およびr11がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
本明細書の前記化学式2において、R21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;または窒素原子を含む二無水物基である。
本明細書の前記化学式2において、R21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ヘテロ環基で置換もしくは非置換のアルキル基;またはアルキル基、スルホン酸塩基、および陰イオン性基からなる群より1つ以上選択されたもので置換されたアリール基である。
本明細書の前記化学式2において、R21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、エチル基;プロピル基;窒素原子を含む二無水物基で置換されたプロピル基;メチル基で置換されたフェニル基;またはメチル基、スルホン酸塩基、および陰イオン性基からなる群より1つ以上選択されたもので置換されたフェニル基である。
本明細書の一実施態様において、前記第1キサンテン系染料は、下記化学式1-1で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式2-1で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含む。
[化学式1-1]
Figure 0007070934000003
[化学式2-1]
Figure 0007070934000004
前記化学式1-1および2-1において、
Yは、陰イオンであり、
aは、正電荷より多い負電荷の数である。
残りの置換基は、先に定義した通りである。
本明細書において、陰イオンとは、タングステン、モリブデン、ケイ素、およびリンからなる群より選択される少なくとも1つの元素および酸素を含む化合物の陰イオン;ボレートを含む陰イオン;イミドを含む陰イオン;または炭素陰イオンであってもよいが、これらに限定されない。
前記aに対して定義した正電荷より多い負電荷の数とは、例えば、第2キサンテン系染料に含まれた正電荷の数が1であれば、aは、2以上であり、正電荷の数が2であれば、aは、3以上であってもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素;ハロゲン基;アルキル基;アルケニル基;アルコキシ基;シクロアルキル基;アリールアルケニル基;アリール基;アリールオキシ基;アリールアルキル基;アルキルアミン基;アラルキルアミン基;アリールアミン基;ヘテロアリール基;ヒドロキシ基;シアノ基;N、O、S、またはP原子のうちの1個以上を含むヘテロ環基;窒素原子を含む二無水物基;スルホン酸塩基;スルホンアミド基および陰イオン性基を含む群より選択された1個以上の置換基で置換されているか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1~30のものが好ましい。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、およびヘプチル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2~30のものが好ましい。具体例としては、スチルベニル基(stylbenyl)、スチレニル基(styrenyl)などのアリール基が置換されたアルケニル基が好ましいが、これらに限定されない。
本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、1~30のものが好ましい。
本明細書において、前記アルケニルオキシ基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、2~30のものが好ましい。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数3~20のものが好ましく、特に、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、前記アリールアルキル基は、具体的には、アリール部分は炭素数6~30であり、アルキル部分は炭素数1~30である。具体例としては、ベンジル基、p-メチルベンジル基、m-メチルベンジル基、p-エチルベンジル基、m-エチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、α-メチルベンジル基、α,α-ジメチルベンジル基、α,α-メチルフェニルベンジル基、1-ナフチルベンジル基、2-ナフチルベンジル基、p-フルオルベンジル基、3,5-ジフルオルベンジル基、α,α-ジトリフルオロメチルベンジル基、p-メトキシベンジル基、m-メトキシベンジル基、α-フェノキシベンジル基、α-ベンジル基オキシベンジル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルイソプロピル基、ピロリルメチル基、ピロリルエチル基、アミノベンジル基、ニトロベンジル基、シアノベンジル基、1-ヒドロキシ-2-フェニルイソプロピル基、1-クロロ-2-フェニルイソプロピル基などがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、アリールアルケニル基のアリール部分は、後述するアリールに関する説明が適用可能であり、アルケニル部分は、前述したアルケニル基に関する説明が適用可能である。
本明細書において、アリール基は、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。
前記アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数6~30のものが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数10~30のものが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、フルオレニル基は、置換基を有してもよいし、置換基が結合してスピロ構造を形成してもよい。
本明細書において、前記ヘテロ環基は、異種原子としてO、N、またはSを含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数2~30のものが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、トリアジン基、アクリジル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、窒素原子を含む二無水物基の炭素数は特に限定されないが、4~20のものが好ましい。例えば、イソインドリン-1,3-ジオンであってもよい。
本明細書において、アルキレン基は、アルカン(alkane)に結合位置が2つあるものを意味する。前記アルキレン基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。アルキレン基の炭素数は特に限定されないが、例えば、炭素数1~30である。
本明細書において、スルホン酸塩基は、-SOX'のように表現されてもよいし、X'は、水素または1族元素であってもよい。例えば、スルホン酸塩基は、-SOH、-SOLi、-SOK、または-SONaがある。
本明細書において、スルホンアミド基は、-SONRxRyのように表現されてもよいし、例えば、RxおよびRyは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数1~30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換の炭素数6~30の単環もしくは多環のアリール基;または置換もしくは非置換の炭素数2~30の単環もしくは多環のヘテロアリール基である。
本明細書において、陰イオン性基は、化学式1の構造と化学的な結合を有し、前記陰イオン性基は、特に限定されず、例えば、米国特許第7,939,644号、日本国特開第2006-003080号、日本国特開第2006-001917号、日本国特開第2005-159926号、日本国特開第2007-7028897号、日本国特開第2005-071680号、韓国出願公開第2007-7000693号、日本国特開第2005-111696号、日本国特開第2008-249663号、日本国特開第2014-199436に記載の陰イオンが適用可能である。前記陰イオン性基の具体例としては、トリフルオルメタンスルホン酸陰イオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド陰イオン、ビストリフルオルメタンスルホンイミド陰イオン、ビスパーフルオルエチルスルホンイミド陰イオン、テトラフェニルボレート陰イオン、テトラキス(4-フルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリストリフルオロメタンスルホニルメチド、SO 、CO 、SOSOCF、SOSOCFCF、ハロゲン基、例えば、フッ素基、ヨウ素基、塩素基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、陰イオン性基は、それ自体で陰イオンを有することができ、または他の陽イオンと共に錯化合物の形態で存在しうる。したがって、置換された陰イオン性基の個数に応じて本発明の化合物の分子全体電荷の合計が変化しうる。本発明の化合物のアミン基1個に陽イオンを有していることから、分子全体電荷の合計は、置換された陰イオン性基の個数から1を引いた値だけの陰イオンから0までの値を有することができる。
本明細書において、単量体とは、重合体を構成する繰り返し単位であって、前記単量体は、重合体内の主鎖に含まれて重合体を構成することができる。
本明細書において、単位とは、単量体が重合体に含まれる繰り返し構造であって、単量体が重合体によって重合体内に結合した構造を意味する。
本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記第1キサンテン系染料は、下記化学式3で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式4で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含む。
[化学式3]
Figure 0007070934000005
[化学式4]
Figure 0007070934000006
化学式3および4において、
12、R13、R32およびR33は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r12およびr13は、0~5の整数であり、r32は、0~5の整数であり、r33は、0~4の整数であり、r12、r13、r32およびr33がそれぞれ2の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
61およびR62は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または窒素原子を含む二無水物基であり、
Xは、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基であり、
残りの置換基は、先に定義した通りである。
一例によれば、R61およびR62は、それぞれ水素であってもよい。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記第1キサンテン系染料は、下記化学式3-1で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式4-1で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含むことができる。
[化学式3-1]
Figure 0007070934000007
[化学式4-1]
Figure 0007070934000008
化学式3-1および4-1において、
12、R13、R32およびR33は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;置換もしくは非置換のアルキル基;陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基であり、r12およびr13は、0~5の整数であり、r32は、0~5の整数であり、r33は、0~4の整数であり、r12、r13、r32およびr33がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
Xは、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基であり、
残りの置換基は、先に定義した通りである。
一例によれば、R61およびR62は、それぞれ水素であってもよい。
前記化学式4の染料を含む第2キサンテン系染料を用いる場合、前記着色剤組成物は、下記化学式4-2の染料をさらに含んでもよい。
[化学式4-2]
Figure 0007070934000009
化学式4-2において、
50~R53は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r50およびr51は、0~4の整数であり、r52およびr53は、0~3の整数であり、r50~r53がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
XaおよびXbは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基であり、
45~R49は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホンアミド基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換の炭素数1~30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R45~R59のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基である。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前記第1キサンテン系染料は、下記化学式5で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式6で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含む。
[化学式5]
Figure 0007070934000010
[化学式6]
Figure 0007070934000011
化学式5および6において、
14~R17、およびR34~R37は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基であり、
61およびR62は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または窒素原子を含む二無水物基であり、
X1~X3は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基である。
一例によれば、R14~R17、およびR34~R37は、メチル基であってもよい。
一例によれば、R61およびR62は、それぞれ水素であってもよい。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記第1キサンテン系染料は、下記化学式5-1で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式6-1で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含むことができる。
[化学式5-1]
Figure 0007070934000012
[化学式6-1]
Figure 0007070934000013
化学式5-1および6-1において、
Yは、陰イオンであり、
aは、正電荷より多い負電荷の数であり、
残りの置換基は、先に定義した通りである。
一例によれば、R61およびR62は、それぞれ水素であってもよい。
一例によれば、前記化学式6の染料を含む第2キサンテン系染料を使用する場合、前記着色剤組成物は、下記化学式6-2の染料をさらに含んでもよい。
[化学式6-2]
Figure 0007070934000014
化学式6-2において、
38~R41は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基であり、
X4~X6は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、陰イオン性基;スルホン酸塩基;またはスルホンアミド基である。
本明細書の一実施態様において、第1キサンテン系染料は、下記の構造のうちのいずれか1つであってもよい。
Figure 0007070934000015
本明細書の一実施態様において、前記化学式1は、下記の構造で表されてもよいし、下記の構造は、前記化学式1の異性体を示すものであり、前記化学式1が代表構造を示す。異性体とは、分子式は同一であるものの、互いに異なる物理/化学的性質を有する分子を意味する。
Figure 0007070934000016
前記異性体に関する説明は、本明細書に記載のキサンテン系染料構造のすべてに適用可能である。
本明細書の一実施態様において、第2キサンテン系染料は、下記の構造のうちのいずれか1つであってもよい。
Figure 0007070934000017
Figure 0007070934000018
本発明において、前記第1溶媒は、前記第1キサンテン系染料と前記第2キサンテン系染料をすべて溶解させることができるものであって、前記第1溶媒の、前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料に対する溶解度は、0.2~50質量%であり、第2溶媒の、前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料に対する溶解度は、0.000001~0.02質量%であってもよい。
もう一つの実施態様において、前記第1キサンテン系染料は10g、第2キサンテン系染料は1gであってもよく、前記第1溶媒および第2溶媒の重量の合計は100gであってもよい。
本明細書において、前記第1溶媒は、スルホキシド化合物またはアミド化合物を含むことができる。前記スルホキシド化合物は、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ヘキサメチレンスルホキシドまたはスルホランであってもよい。前記アミド化合物は、例えば、N-ジメチルホルムアミド、1-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロパンアミド、またはヘキサメチルホスホリックトリアミドであってもよい。
具体的には、前記第1溶媒は、N-メチルピロリドンまたはジメチルホルムアミドであってもよい。
本発明において、前記第2溶媒は、水、塩酸、水酸化ナトリウム、アルコール化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、芳香族化合物、二硫化炭素、脂肪族化合物、ニトリル化合物、ハロゲン化合物、エステル化合物、およびイオン性液体からなる群より1または2以上を含むことができる。
前記アルコール化合物は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、または1-メトキシ-2-プロパノールであってもよいが、これに限定されない。
前記ケトン化合物は、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンであってもよいが、これに限定されない。
前記エーテル化合物は、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、またはテトラヒドロフランであってもよいが、これに限定されない。
前記芳香族化合物は、例えば、ベンゼンまたはトルエンであってもよいが、これに限定されない。
前記脂肪族化合物は、例えば、ヘキサンであってもよいが、これに限定されない。
前記ニトリル化合物は、例えば、アセトニトリルであってもよいが、これに限定されない。
前記ハロゲン化合物は、例えば、ジクロロメタンまたはトリクロロエチレンであってもよいが、これに限定されない。
前記エステル化合物は、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランであってもよいが、これに限定されない。
前記イオン性液体は、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムとヘキサフルオロホスフェート(PF6)の塩であってもよいが、これに限定されない。
具体的には、前記第2溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、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、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピ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メチルエチルエーテル、クロロホルム、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエテン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、t-ブタノール、2-エトキシプロパノール、2-メトキシプロパノール、3-メトキシブタノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、エチル3-エトキシプロピオネート、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、ブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、およびジプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群より選択される1種以上であってもよいが、これにのみ限定されるものではない。
本明細書の一実施態様によれば、前記第2溶媒は、エチルアセテートまたはジエチルエーテルであってもよい。
本明細書の一実施態様において、前記第2染料の重量は、第1染料の重量対比0.001~99.999%、好ましくは0.05~1.0%であってもよい。また、前記第1溶媒および第2溶媒を含む溶媒の全体重量は、第1染料および第2染料の全体重量対比1~100倍、好ましくは5~15倍であってもよい。
本明細書のもう一つの実施態様は、前述した着色剤組成物;分散剤;アクリル樹脂;および溶媒を含む着色剤分散液を提供する。本明細書において、着色剤分散液は、用語、ミルベース(millbase)に代替されてもよい。ここで、着色剤分散液に含まれる着色剤組成物は、溶媒が除去された状態を意味する。着色剤組成物に塩が使用された場合、塩も溶媒と共に洗浄によって除去された後、着色剤分散液に含まれる。
一実施態様によれば、前記着色剤分散液は、ビーズをさらに含んでもよい。ビーズは、粒径が0.05~1.5mmのものを使用することができる。具体例として、粒径が0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、および/または1mmのビーズを使用することができる。ビーズの材料は、アルミニウムオキシド、アルミニウムシリケート、ジルコニウムオキシド、および/またはシリコンナイトライドのうちの1種以上が使用できる。ビーズの使用量は特に限定されないが、着色剤組成物および分散剤の合計重量対比10倍~40倍で使用できる。このようなビーズは、着色剤分散液に含まれた組成を組成成分を分散させる役割を果たすことができる。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前述した着色剤分散液は、追加的に染料および顔料のうちの1種以上をさらに含んでもよい。一例として、前記着色剤分散液は、フタロシアニン顔料をさらに含んでもよいし、例えば、PB15:6を含むことができる。また、金属非置換フタロシアニン系(Metal-free phthalocyanine)顔料または染料、金属置換フタロシアニン系(Metal phthalocyanine)顔料または染料、トリアリールメタン系(Triarylmethane)顔料または染料、キノフタロン系(Quinophthalone)顔料または染料、イソインドリン系(Isoindoline)顔料または染料、アゾ系(Azo)顔料または染料、金属錯体アゾ系(Azo-metal complex)顔料または染料、ペリレン系(Perylene)顔料または染料、ジケトピロロピロール系(Diketopyrrolo-pyrrole)顔料または染料、アントラキノン系(Anthraquinone)顔料または染料、ジピロロメタン系(Dipyrromethene)顔料または染料、ポルフィリン系(Porphyrin)顔料または染料、テトラアザポルフィリン(Tetra aza porphyrin)顔料または染料、ローダミン系(Rhodamine)顔料または染料、およびキサンテン系(Xanthene)顔料または染料からなる群より選択される1つ以上の顔料または染料がさらに含まれてもよい。
本明細書の一実施態様において、前記着色剤組成物の製造方法は、前記析出した第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を微細化するステップをさらに含んでもよい。微細化するステップは、物理的な力を加えて着色剤組成物を微細化する工程を意味する。一例によれば、前記微細化工程によって前記着色剤組成物の分散した粒子直径は、40nm~100nmである。ここで、直径とは、分散した粒子の最大長さであって、(粒子の長軸+粒子の短軸)/2を意味する。
微細化後、粒子の直径は、SEMまたはTEM装備で測定することができる。SEM測定方法を用いた具体例は、次の通りである。まず、微細化した粒子を含む着色剤分散液0.01gをクロロホルム溶媒に入れて、KODO社の超音波装備JAC-5020を用いて中間強度で10分間処理して、粒子と粒子との間をよく引き離す。その後、Glass上に1滴程度落とした後、50度のHot plate上で5分間熱処理をして溶媒を除去する。粒子上をPtの厚さが約100~200Åとなるようにコーティングした後、粒子直径をSEMで観察する。
着色剤分散液を製造した後、1cm×5cmのCellにPGEMA溶媒を1/4程度入れて、これに着色剤分散液を1、2滴程度落とす。溶媒によく希釈した後、Melvern粒度測定器で粒度を測定した。レーザビームが分散した微粒子試料を貫通しながら散乱する光の強度による角度変化を測定することにより、粒度分布を測定する。
着色剤分散液内で分散した粒子の直径が100nmを超える場合、光の散乱によって明暗比(Contrast Ratio)が低下する問題があり、分散した粒子サイズが小さすぎる場合、互いに再凝集によって明暗比(Contrast Ratio)および分散液(Millbase)の安定性が低下するので、40~100nm、さらに好ましくは40~80nmの範囲が好適である。
前記微細化するステップは、必要に応じて、塩(Salt)および溶媒を撹拌機に入れて撹拌するステップを含むことができる。前記撹拌するステップは、40~60℃、好ましくは45~55℃で4~8時間、好ましくは5~7時間撹拌することができる。この後、60~80℃、好ましくは65~75℃の温水を投入し、30分~2時間、好ましくは1時間撹拌するステップをさらに含んでもよい。濾過および水洗過程を繰り返し、残留する塩(Salt)および溶媒を除去することができる。前記塩(Salt)および溶媒の除去後、70~90℃で10~30時間乾燥するステップを含むことができる。
前記塩は、前記微細化するステップで分散粒子を微細化する役割を果たすことができる。前記塩は、蒸留水のような溶媒を用いた洗浄によって除去され、微細化に役立てる成分であれば特に限らない。例えば、NaClのような材料が使用できる。塩が使用される場合、その使用量は必要に応じて決定可能であり、例えば、前記第1および第2キサンテン系染料の合計重量に対して2倍~8倍、好ましくは3倍~5倍程度使用できる。前記塩は、前述のように洗浄によって除去されるが、この場合、溶媒も共に除去される。前記洗浄は、必要に応じて、1回または2回以上の数回行われる。
本明細書において、微細化工程に使用される溶媒、着色剤分散液に使用される溶媒、および感光性樹脂組成物に使用される溶媒は、それぞれ前述した第1溶媒または第2溶媒で例示したものと同一または異なっていてもよい。第1溶媒または第2溶媒で例示したものと同一の場合、感光性樹脂組成物の製造時、残留溶媒によって発生する副作用(side-effect)が発生する恐れがない。前記溶媒が第1溶媒または第2溶媒で例示したものと異なる場合、残留溶媒が感光性樹脂組成物に影響を及ぼしうるので、残留溶媒を最小化する方策がさらに必要になる。
本明細書の一実施態様において、前記第1キサンテン系染料は、前記第2キサンテン系染料とパイ-パイ相互作用(π-π interaction)に結合をし、前記第2キサンテン系染料は、前記分散剤とイオン結合が可能である。よって、第1キサンテン系染料間または第2キサンテン系染料間の凝集することを防止可能で、染料粒子の直径を低減することができ、染料の分散度が向上できる。
本明細書の一実施態様において、前記着色剤組成物の分散した粒子の粘度は、2.5~6.5cPであってもよい。
本発明の一実施態様によれば、前記第2キサンテン系染料は、カウンター陽イオンをさらに含んでもよい。本発明の一実施態様に係る着色剤組成物は、前記第2キサンテン系染料中、正電荷より多い負電荷の数に対応する数のカウンター陽イオンをさらに含んでもよい。カウンター陽イオンは、水素イオン、ナトリウムイオン、または陽イオン性基であってもよいし、これらは、第2キサンテン系染料1分子あたり、例えば、1~7個含まれる。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前記分散剤は、カウンター陰イオンをさらに含んでもよい。カウンター陰イオンは、無機または有機の陰イオンであってもよいし、具体的には、Clのようなハロゲン基であってもよい。分散剤には、カウンター陰イオンは、分散剤の正電荷数に対応する個数だけ含まれる。
本発明の一実施態様に係る着色剤組成物は、後述のように洗浄され、この場合、前記カウンター陽イオンまたはカウンター陰イオンが除去され、分散剤に含まれた陽イオン性構造が前記第2キサンテン系染料のカウンター陽イオンの役割を果たすことができる。
前記分散剤としては、化合物型、非イオン性、陰イオン性、または陽イオン性分散剤を使用することができ、フッ素系、エステル系、陽イオン系、陰イオン系、非イオン系、両性界面活性剤などが挙げられる。これらは、それぞれまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
また、本明細書において、分散剤は、アミン構造またはアンモニウム構造を含むことができる。前記アミン構造は、1級アミン、2級アミン、または3級アミンであってもよい。
具体的には、前記分散剤は、ポリアルキレングリコールおよびそのエステル、ポリオキシアルキレン多価アルコール、エステルアルキレンオキシド付加物、アルコールアルキレンオキシド付加物、スルホン酸エステル、スルホン酸塩、カルボン酸エステル、カルボン酸塩、アルキルアミドアルキレンオキシド付加物、およびアルキルアミンからなるグループより選択された1種以上であってもよいが、これに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様によれば、前記分散剤は、BYK社のLPN-21116であってもよいし、これに限定されるものではない。例えば、前記分散剤は、BYK(ビック)ケミー社のDISPERBYK-2001、DISPERBYK-2000、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN22102、DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPER BYK-184;BASF社のEFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-4010、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4020、EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800;Lubirzol社のSOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-420410;川研ファインケミカル社のヒノアクト(HINOACT)T-6000、ヒノアクトT-7000、ヒノアクトT-8000;味の素社のアジスパー(AJISPUR)PB-821、アジスパーPB-822、アジスパーPB-823;または共栄社化学社のフローレン(FLORENE)DOPA-17HF、フローレンDOPA-15BHF、フローレンDOPA-33、フローレンDOPA-44であってもよい。前記アクリル分散剤のほか、他の樹脂タイプの分散剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができ、アクリル分散と併用して使用することもできる。
本明細書のさらに他の実施態様において、前記分散剤は、下記化学式7で表されてもよい。
[化学式7]
Figure 0007070934000019
前記化学式7において、
Ra~Rdは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のアリールアルキル基;-L-NHCO-R;または-L-OCO-Rであるか、Ra~Rdのうちの2個が互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
Rは、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のアリールアルキル基であり、
Lは、置換もしくは非置換のアルキレン基である。
本明細書の一実施態様において、アンモニウム構造を含む分散剤の具体例としては、テトラメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が74)、テトラエチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が122)、モノステアリルトリメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が312)、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が550)、トリステアリルモノメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が788)、セチルトリメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が284)、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が368)、ジオクチルジメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が270)、モノラウリルトリメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が228)、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が382)、トリラウリルメチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が536)、トリアミルベンジルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が318)、トリヘキシルベンジルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が360)、トリオクチルベンジルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が444)、トリラウリルベンジルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が612)、ベンジルジメチルステアリルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が388)、ベンジルジメチルオクチルアンモニウムクロライド(陽イオン部分の分子量が248)、およびジアルキル(アルキルがC14~C18)ジメチルアンモニウムクロライド(硬化油脂)(陽イオン部分の分子量が438~550)からなる群より選択される。また、製品としては、花王社製のコータミン24P、コータミン86Pコンク、コータミン60W、コータミン86W、コータミンD86P、サニゾールC、サニゾールB-50;ライオン社製のアーカード210-80E、2C-75、2HT-75、2HTフレーク、2O-75I、2HP-75、または2HPフレークなどがあり、コータミンD86P(ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド)、またはアーカード2HT-75(ジアルキル(アルキルがC14~C18)ジメチルアンモニウムクロライド)が使用されることが好ましい。
本明細書の他の実施態様において、前記分散剤は、下記化学式8の単位を含むことができる。
[化学式8]
Figure 0007070934000020
前記化学式8において、
Rb~Rdは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアルケニル基;置換もしくは非置換のアリール基;または置換もしくは非置換のアリールアルキル基であるか、Rb~Rdのうちの2個が互いに結合して置換もしくは非置換の環を形成し、
Zは、アルキレン基;アリーレン基;-L-NHCO-;または-L-OCO-であり、Lは、アルキレン基であり、
Re~Rgは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;またはアルキル基である。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前記分散剤は、重量平均分子量が1,000~10,000である。好ましくは3,000~8,000であり、さらに好ましくは5,000~7,000である。
一例によれば、前記分散剤の末端は、水素、ハロゲン基、またはアルキル基である。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前記分散剤は、前記化学式8の単位のほか、下記化学式9~12のうちの少なくとも1つをさらに含む。
[化学式9]
Figure 0007070934000021
[化学式10]
Figure 0007070934000022
[化学式11]
Figure 0007070934000023
[化学式12]
Figure 0007070934000024
化学式9~12において、
Rh、Ri、Rj、Rl、Rm、Rn、Rp、Rq、Rr、Rt、RuおよびRvは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素または炭素数1~20のアルキル基であり、
RkおよびRsは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基であり、
Roは、炭素数7~20のアリールアルキル基であり、
RwおよびRxは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1~20のアルキル基、または炭素数7~20のアリールアルキル基であり、
L1およびL2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキレン基であり、mは、1~6の整数である。
具体例として、前記分散剤は、下記の単位を含むことができ、このうち、最右側の単位は、必須として含む。
Figure 0007070934000025
前記構造において、a~gは、分散剤を構成する繰り返し単位全体を基準とするモル%であり、a:40-50mol%、b:10-20mol%、c:5-10mol%、d:3-6mol%、e:1-5mol%、f:15-20mol%、g:2-6mol%であってもよいが、これにのみ限定されるものではない。
前記アクリル樹脂は、樹脂組成物で製造された膜の強度、現像性などの物性を示すことができれば、特に限定しない。
前記アクリル樹脂は、機械的強度を付与する多官能性モノマーとアルカリ溶解性を付与するモノマーとの共重合樹脂を用いることができ、当技術分野で一般的に使用するバインダーをさらに含んでもよい。
前記膜の機械的強度を付与する多官能性モノマーは、不飽和カルボン酸エステル類;芳香族ビニル類;不飽和エーテル類;不飽和イミド類;および酸無水物のうちのいずれか1つ以上であってもよい。
前記不飽和カルボン酸エステル類の具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(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、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、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、2-ヒドロキシ-3-クロロプロピル(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、アシルオクチルオキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、p-ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、p-ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、メチルα-ヒドロキシメチルアクリレート、エチルα-ヒドロキシメチルアクリレート、プロピルα-ヒドロキシメチルアクリレート、およびブチルα-ヒドロキシメチルアクリレートからなるグループより選択されるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記芳香族ビニル単量体類の具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、(o,m,p)-ビニルトルエン、(o,m,p)-メトキシスチレン、および(o,m,p)-クロロスチレンからなるグループより選択されるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記不飽和エーテル類の具体例としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、およびアリルグリシジルエーテルからなるグループより選択されるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記不飽和イミド類の具体例としては、N-フェニルマレイミド、N-(4-クロロフェニル)マレイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド、およびN-シクロヘキシルマレイミドからなるグループより選択されるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記酸無水物としては、無水マレイン酸、無水メチルマレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記アルカリ溶解性を付与するモノマーは、酸基を含めば特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、モノメチルマレイン酸、5-ノルボルネン-2-カルボン酸、モノ-2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチルフタレート、モノ-2-((メタ)アクリロイルオキシ)エチルスクシネート、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートからなる群より選択される1種以上を使用することが好ましいが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書の一実施態様によれば、前記アクリル樹脂の酸価は、50~130KOHmg/gであり、重量平均分子量は、1,000~50,000である。
本明細書の一実施態様において、前記アクリル樹脂は、ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、N-フェニルマレイミド、(メタ)アクリル酸、および鎖移動剤の3-メルカプトプロピオン酸、および溶媒の酢酸3-メトキシエステルを混合したもので製造することができる。
本明細書のもう一つの実施態様において、前記アクリル樹脂は、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、鎖移動剤の3-メルカプトプロピオン酸、および溶媒の酢酸3-メトキシエステルを混合した後、テトラブチルアンモニウムブロミドおよびグリシジル(メタ)アクリレートをさらに混合したもので製造することができる。
前記着色剤分散液中、第1および第2キサンテン系染料を含む着色剤組成物の含有量は、5~20重量%であってもよい。前記着色剤分散液中、アクリル樹脂は1~60重量%、分散剤は1~40重量%、溶媒は10~90重量%であってもよい。
本明細書の一実施態様は、前述した着色剤分散液;青色着色剤分散液;アクリル樹脂;多官能性モノマー;界面活性剤;開始剤;および溶媒をさらに含む感光性樹脂組成物を提供する。
前記青色着色剤分散液は、PB15:6(BASF社);分散剤;アクリル樹脂;溶媒;およびビーズを用いて製造される。また、前記青色着色剤分散液は、PB15:6の代わりにトリアリールメタン染料が使用できる。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前述した着色剤組成物は、追加的に、染料および顔料のうちの1種以上をさらに含んでもよい。追加的に含まれる染料および顔料の例示は、前述した着色剤分散液に追加的に含まれる染料および顔料の例示と同一である。着色剤組成物に追加的に含まれる染料および顔料のうちの1種は、着色剤組成物100重量部を基準として1~50重量部、好ましくは10~40重量部含まれる。
前記アクリル樹脂、溶媒、およびビーズは、前述した着色剤分散液で例示したものが使用できる。
前記多官能性モノマーは、光によってフォトレジスト像を形成する役割を果たすモノマーであって、具体的には、プロピレングリコールメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールアクリレートテトラエチレングリコールメタクリレート、ビスフェノキシエチルアルコールジアクリレート、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレートトリメタクリレート、トリメチルプロパントリメタクリレート、ジフェニルペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、およびジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートからなるグループの中から選択される1種または2種以上の混合物であってもよい。
前記開始剤は、光によってラジカルを発生させて架橋を促す開始剤であれば特に限定はないが、例えば、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、およびオキシム系化合物からなる群より選択される1種以上であってもよい。
前記アセトフェノン系化合物は、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2-メチル-(4-メチルチオ)フェニル-2-モルホリノ-1-プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン、2-(4-ブロモ-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン、または2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オンなどがあり、これらに限定されない。
前記ビイミダゾール系化合物としては、2,2-ビス(2-クロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニルビイミダゾール、2,2'-ビス(o-クロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラキス(3,4,5-トリメトキシフェニル)-1,2'-ビイミダゾール、2,2'-ビス(2,3-ジクロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニルビイミダゾール、2,2'-ビス(o-クロロフェニル)-4,4,5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾールなどがあり、これらに限定されない。
前記トリアジン系化合物は、3-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}プロピオン酸、1,1,1,3,3,3-ヘキサフロロイソプロピル-3-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}プロピオネート、エチル-2-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}アセテート、2-エポキシエチル-2-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}アセテート、シクロヘキシル-2-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}アセテート、ベンジル-2-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}アセテート、3-{クロロ-4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}プロピオン酸、3-{4-[2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン-6-イル]フェニルチオ}プロピオンアミド、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-p-メトキシスチリル-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(1-p-ジメチルアミノフェニル)-1,3,-ブタジエニル-s-トリアジン、2-トリクロロメチル-4-アミノ6-p-メトキシスチリル-s-トリアジンなどがあり、これらに限定されない。
前記オキシム系化合物は、1,2-オクタジオン、-1-(4-フェニルチオ)フェニル、-2-(o-ベンゾイルオキシム)(チバガイギー社、CGI124)、エタノン、-1-(9-エチル)-6-(2-メチルベンゾイル-3-イル)-、1-(O-アセチルオキシム)(CGI242)、N-1919(アデカ社)などがあり、これらに限定されない。
本明細書の一実施態様によれば、前記感光性樹脂組成物の初期粘度と40℃の恒温器で7日間保管後に測定した粘度の変化は、2~2.5%であり、分散した平均粒子の直径は、40nm~100nmである。
本明細書の一実施態様によれば、前記感光性樹脂組成物中の固形分の総重量を基準として、前記アクリル樹脂の含有量は1~20重量%であり、前記界面活性剤の含有量は0.1~20重量%、好ましくは0.1~5重量%であり、前記開始剤の含有量は0.1~20重量%、好ましくは0.1~5重量%であり、前記多官能性モノマーの含有量は0.1~30重量%、好ましくは1~15重量%である。溶媒の含有量は、組成物の全体重量を基準として10~85重量%、好ましくは35~65重量%含まれる。前記着色剤分散液は、組成物の全体重量を基準として1~20重量%、好ましくは1~10重量%含まれ、前記青色着色剤分散液は、組成物の全体重量を基準として1~50重量%含まれる。前記着色剤分散液中の第1および第2キサンテン系染料および分散剤の含有量は、5~20重量%で含まれる。
前記固形分の総重量とは、樹脂組成物から溶媒を除いた成分の総重量の合計を意味する。固形分および各成分の固形分を基準とする重量%の基準は、液体クロマトグラフィーまたはガスクロマトグラフィーなどの当業界で用いられる一般的な分析手段で測定することができる。
本発明のもう一つの実施態様によれば、前述した感光性樹脂組成物は、追加的に染料および顔料のうちの1種以上をさらに含んでもよい。追加的に含まれる染料および顔料の例示は、前述した着色剤分散液に追加的に含まれる染料および顔料の例示と同一である。
本明細書の一実施態様によれば、前記樹脂組成物は、酸化防止剤をさらに含んでもよい。
本明細書の一実施態様によれば、前記酸化防止剤の含有量は、前記樹脂組成物中の固形分の総重量を基準として0.1重量%~20重量%であってもよい。
前記感光性樹脂組成物は、表面添加剤をさらに含んでもよい。表面添加剤としては、硬化促進剤、密着促進剤、界面活性剤、熱重合防止剤、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、光架橋増感剤、マルチチオール剤(multi-thiol)などが使用できる。前記表面添加剤は、感光性樹脂組成物の総量を基準として0.1~5重量%、好ましくは0.5~1重量%程度含有される。前記表面添加剤の含有量は、前記感光性樹脂組成物中の固形分の総重量を基準として0.1重量%~20重量%であってもよい。
前記光架橋増感剤は、ベンゾフェノン、4,4-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルアミノベンゾフェノン、メチル-o-ベンゾイルベンゾエート、3,3-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、3,3,4,4-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物;9-フルオレノン、2-クロロ-9-フルオレノン、2-メチル-9-フルオレノンなどのフルオレノン系化合物;チオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロピルオキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物;キサントン、2-メチルキサントンなどのキサントン系化合物;アントラキノン、2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、t-ブチルアントラキノン、2,6-ジクロロ-9,10-アントラキノンなどのアントラキノン系化合物;9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9-アクリジニル)ヘプタン、1,5-ビス(9-アクリジニルペンタン)、1,3-ビス(9-アクリジニル)プロパンなどのアクリジン系化合物;ベンジル、1,7,7-トリメチル-ビシクロ[2,2,1]ヘプタン-2,3-ジオン、9,10-フェナントレンキノンなどのジカルボニル化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシドなどのホスフィンオキシド系化合物;メチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート、エチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2-n-ブトキシエチル-4-(ジメチルアミノ)ベンゾエートなどのベンゾエート系化合物;2,5-ビス(4-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン、2,6-ビス(4-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4-ジエチルアミノベンザル)-4-メチル-シクロペンタノンなどのアミノシナジスト;3,3-カルボニルビニル-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-(2-ベンゾチアゾリル)-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-ベンゾイル-7-(ジエチルアミノ)クマリン、3-ベンゾイル-7-メトキシ-クマリン、10,10-カルボニルビス[1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H,11H-C1]-ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジン-11-オンなどのクマリン系化合物;4-ジエチルアミノカルコン、4-アジドベンザルアセトフェノンなどのカルコン化合物;2-ベンゾイルメチレン、3-メチル-b-ナフトチアゾリンからなる群より選択される1種以上を使用することができる。
前記硬化促進剤としては、硬化および機械的強度を高めるために使用され、具体的には、2-メルカプトベンゾイミダゾール、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、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-4,6-ジメチルアミノピリジン、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトール-トリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトール-テトラキス(2-メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトール-トリス(2-メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパン-トリス(2-メルカプトアセテート)、およびトリメチロールプロパン-トリス(3-メルカプトプロピオネート)からなる群より選択される1種以上を使用することができる。
本明細書で使用される密着促進剤としては、メタアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、メタアクリロイルオキシプロピルジメトキシシラン、メタアクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタアクリロイルオキシプロピルジメトキシシランなどのメタアクリロイルシランカップリング剤のうちの1種以上を選択して使用することができ、アルキルトリメトキシシランとして、オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシランなどから1種以上を選択して使用することができる。
前記界面活性剤は、シリコーン系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤であり、具体的には、シリコーン系界面活性剤は、市販品として、ダウコーニング東レシリコーン社のDC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA、およびSH8400;GE東芝シリコーン社のTSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、またはTSF-4452がある。前記フッ素系界面活性剤は、市販品として、DIC社のF-470、F-471、F-475、F-482、またはF-489がある。また、その他使用可能な市販品としては、KP(信越化学工業(株))、ポリフロー(POLYFLOW)(共栄社化学(株))、エフトップ(EFTOP)(トーケムプロダクツ社)、メガファック(MEGAFAC)(大日本インキ化学工業(株))、フロラード(Flourad)(住友スリーエム(株))、アサヒガード(Asahi guard)、サーフロン(Surflon)(以上、旭硝子(株))、ソルスパース(SOLSPERSE)(Lubrisol)、EFKA(EFKAケミカル社)、PB821(味の素(株))、またはDisperbyk-series(BYK-chemi)を使用することができるが、これにのみ限定されるものではない。
前記酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系(Hindered phenol)酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、チオ系酸化防止剤、およびホスフィン系酸化防止剤からなる群より選択される1種以上であってもよいが、これにのみ限定されるものではない。
前記酸化防止剤の具体例としては、リン酸、トリメチルホスフェートまたはトリエチルホスフェートのようなリン酸系熱安定剤;2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、オクタデシル-3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネート、テトラビス[メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスファイトジエチルエステル、2,2-チオビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,6-g,t-ブチルフェノール4,4'-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4'-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、またはビス[3,3-ビス-(4'-ヒドロキシ-3'-タート-ブチルフェニル)ブタン酸]グリコールエステル(Bis[3,3-bis-(4'-hydroxy-3'-tert-butylphenyl)butanoicacid]glycol ester)のようなヒンダードフェノール(Hindered phenol)系1次酸化防止剤;フェニル-α-ナフチルアミン、フェニル-β-ナフチルアミン、N,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、またはN,N'-ジ-β-ナフチル-p-フェニレンジアミンのようなアミン系2次酸化防止剤;ジラウリルジスルフィド、ジラウリルチオプロピオネート、ジステアリルチオプロピオネート、メルカプトベンゾチアゾール、またはテトラメチルチウラムジスルフィドテトラビス[メチレン-3-(ラウリルチオ)プロピオネート]メタンなどのThio系2次酸化防止剤;またはトリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリイソデシルホスファイト、ビス(2,4-ジブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(Bis(2,4-ditbutylphenyl)Pentaerythritol Diphosphite、または(1,1'-ビフェニル)-4,4'-ジイルビスホスホノ酸テトラキス[2,4-ビス(1,1-ジメチルエチル)フェニル]エステル((1,1'-Biphenyl)-4,4'-Diylbisphosphonous acid tetrakis[2,4-bis(1,1-dimethylethyl)phenyl]ester)のようなホスファイト系2次酸化防止剤が挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、2-(3-t-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロ-ベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノンなどを使用することができるが、これに限定されず、当業界で一般的に用いられるものがすべて使用できる。
前記熱重合防止剤としては、例えば、p-アニソール、ヒドロキノン、ピロカテコール(pyrocatechol)、t-ブチルカテコール(t-butyl catechol)、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、p-メトキシフェノール、ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、ベンゾキノン、4,4-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2-メルカプトイミダゾール、およびフェノチアジン(phenothiazine)からなる群より選択された1種以上を含むことができるが、これらにのみ限定されるものではなく、当技術分野で一般的に知られているものを含むことができる。
前記レベリング剤としては、ポリマー性であるか、非ポリマー性であってもよい。ポリマー性のレベリング剤の具体例としては、ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン、アミンとエポキシドとの反応生成物が挙げられ、非ポリマー性のレベリング剤の具体例としては、非-ポリマー硫黄-含有および非-ポリマー窒素-含有化合物を含むが、これに限定されず、当業界で一般的に用いられるものがすべて使用できる。
本明細書の一実施態様は、透明基板と、前記透明基板上に備えられた着色層とを備えるカラーフィルタであって、前記着色層は、前記感光性樹脂組成物の硬化物を含むものであるカラーフィルタを提供する。
前記カラーフィルタは、前記樹脂組成物を用いて製造される。前記樹脂組成物を基板上に塗布してコーティング膜を形成し、前記コーティング膜を露光、現像および硬化をすることにより、カラーフィルタを形成することができる。
前記塗布方法としては、特に限らないが、スプレー法、ロールコーティング法、スピンコーティング法などを使用することができ、一般的に、スピンコーティング法を広く使用する。また、塗布膜を形成した後、場合によっては、減圧下で残留溶媒を一部除去することができる。
本明細書に係る樹脂組成物を硬化させるための光源としては、例えば、波長が250nm~450nmの光を発散する水銀蒸気アーク(arc)、炭素アーク、Xeアークなどがあるが、必ずしもこれに限らない。
本明細書の一実施態様に係る樹脂組成物は、耐熱性に優れて、熱処理による色の変化が少なくて、カラーフィルタの製造時、硬化過程によっても色再現率が高く、輝度および明暗比が高いカラーフィルタを提供することができる。
前記基板は、ガラス板、シリコンウエハ、およびポリエーテルスルホン(Polyethersulfone、PES)、ポリカーボネート(Polycarbonate、PC)などのプラスチック基材の板などであってもよいし、その種類が特に限定されるものではない。
前記カラーフィルタは、赤色パターン、緑色パターン、青色パターン、ブラックマトリックスを含むことができる。
もう一つの実施態様によれば、前記カラーフィルタは、オーバーコート層をさらに含んでもよい。
カラーフィルタのカラーピクセルの間には、コントラストを向上させる目的でブラックマトリックスと呼ばれる格子状の黒色パターンを配置することができる。ブラックマトリックスの材料としてクロムを使用することができる。この場合、クロムをガラス基板全体に蒸着させてエッチング処理によってパターンを形成する方式を利用することができる。しかし、工程上の高費用、クロムの高反射率、クロム廃液による環境汚染を考慮して、微細加工が可能な顔料分散法によるレジンブラックマトリックスを使用することができる。
本明細書の一実施態様に係るブラックマトリックスは、色材として、ブラック顔料またはブラック染料を使用することができる。例えば、カーボンブラックを単独で使用するか、カーボンブラックと着色顔料とを混合して使用することができ、この時、遮光性が不十分な着色顔料を混合するため、相対的に色材の量が増加しても膜の強度または基板に対する密着性が低下しないという利点がある。
前記カラーフィルタの前記着色層の厚さは、0~5μmである。好ましくは2.23~2.33μmである。
本明細書に係るカラーフィルタを含む液晶表示装置を提供する。液晶表示装置は、前述したカラーフィルタを含むことを除けば、当技術分野で知られた構成を有することができる。
前記液晶表示装置の色変化(△Eab)値は、2.5~2.8である。前記色変化(△Eab)値が小さいほど、色耐熱性に優れていることを意味する。
以下、本明細書を実施例を挙げて詳細に説明する。下記の実施例は本明細書を説明するためのものであり、本明細書の範囲は下記の特許請求の範囲に記載の範囲およびその置換および変更を含み、実施例の範囲に限定されない。
製造例.
1.微細化工程による微細化された色材を含む着色剤組成物
(1)着色剤組成物1
下記化学式で表される第1キサンテン系染料(化合物1)10g、下記化学式で表される第2キサンテン系染料(化合物2)1gをN-methyl-2-pyrrolidone(NMP)100gに入れて、100℃に昇温して24時間撹拌した。この後、撹拌した溶液を常温まで冷やした。次に、エチルアセテート1000gをさらに入れて30分間さらに撹拌した後、析出物を減圧下で濾過および水洗過程を経た。この後、60℃の真空オーブンで24時間乾燥させて、色材1を製造した。第1および第2キサンテン系染料としては下記の構造を使用した。
Figure 0007070934000026
第1キサンテン系染料(化合物1)
Figure 0007070934000027
第2キサンテン系染料(化合物2)
前記色材1 10g、塩化ナトリウム(NaCl)120g、ジエチレングリコール12gを撹拌機(ニーダー)に入れて、50℃で6時間撹拌した。撹拌した混合物を1L、70℃の温水に入れて1時間撹拌した。この後、濾過および水洗を繰り返して、残っている塩化ナトリウム(NaCl)とジエチレングリコールを除去し、80℃で24時間乾燥して、微細化された色材を含む着色剤組成物1を9.5g得た。
(2)着色剤組成物2
前記化学式で表されるキサンテン系染料(化合物1)10g、前記化学式で表される第2キサンテン系染料(化合物2)1gをDimethylformamide(DMF)100gに入れて、100℃に昇温して24時間撹拌した。次に、撹拌した溶液を常温まで冷やした。この後、ジエチルエーテル1000gをさらに入れて30分間さらに撹拌した後、析出物を減圧下で濾過および水洗過程を経た。この後、60℃の真空オーブンで24時間乾燥させて、色材2を製造した。
前記色材2 10g、塩化ナトリウム(NaCl)120g、ジエチレングリコール12gを撹拌機(ニーダー)に入れて、50℃で6時間撹拌した。撹拌した混合物を1L、70℃の温水に入れて1時間撹拌した。この後、濾過および水洗を繰り返して、残っている塩化ナトリウム(NaCl)とジエチレングリコールを除去し、80℃で24時間乾燥して、微細化された色材を含む着色剤組成物2を9.5g得た。
(3)溶媒処理しない着色剤組成物3
前記化学式で表される第1キサンテン系染料(化合物1)10g、塩化ナトリウム(NaCl)120g、ジエチレングリコール12gを撹拌機(ニーダー)に入れて、50℃で6時間撹拌した。撹拌した混合物を1L、70℃の温水に入れて1時間さらに撹拌した。この後、濾過および水洗を繰り返して、残っている塩化ナトリウム(NaCl)とジエチレングリコールを除去し、80℃で24時間乾燥して、微細化された色材を含む着色剤組成物3を9.5g得た。
(4)着色剤組成物4
下記化学式で表される第1キサンテン系染料(化合物1)10g、下記化学式で表される第2キサンテン系染料(化合物3)1gをN-methyl-2-pyrrolidone(NMP)100gに入れて、100℃に昇温して24時間撹拌した。この後、撹拌した溶液を常温まで冷やした。次に、エチルアセテート1000gをさらに入れて30分間さらに撹拌した後、析出物を減圧下で濾過および水洗過程を経た。この後、60℃の真空オーブンで24時間乾燥させて、色材4を製造した。色材4に含まれる第1および第2キサンテン系染料としては下記の構造を使用した。
Figure 0007070934000028
第1キサンテン系染料(化合物1)
Figure 0007070934000029
第2キサンテン系染料(化合物3)
前記色材4 10g、塩化ナトリウム(NaCl)120g、ジエチレングリコール12gを撹拌機(ニーダー)に入れて、50℃で6時間撹拌した。撹拌した混合物を1L、70℃の温水に入れて1時間撹拌した。この後、濾過および水洗を繰り返して、残っている塩化ナトリウム(NaCl)とジエチレングリコールを除去し、80℃で24時間乾燥して、微細化された色材を含む着色剤組成物4を9.2g得た。
(5)着色剤組成物5
前記化学式で表されるキサンテン系染料(化合物1)10g、前記化学式で表される第2キサンテン系染料(化合物3)1gをDimethylformamide(DMF)100gに入れて、100℃に昇温して24時間撹拌した。次に、撹拌した溶液を常温まで冷やした。この後、ジエチルエーテル1000gをさらに入れて30分間さらに撹拌した後、析出物を減圧下で濾過および水洗過程を経た。この後、60℃の真空オーブンで24時間乾燥させて、色材5を製造した。
前記色材5 10g、塩化ナトリウム(NaCl)120g、ジエチレングリコール12gを撹拌機(ニーダー)に入れて、50℃で6時間撹拌した。撹拌した混合物を1L、70℃の温水に入れて1時間撹拌した。この後、濾過および水洗を繰り返して、残っている塩化ナトリウム(NaCl)とジエチレングリコールを除去し、80℃で24時間乾燥して、微細化された色材を含む着色剤組成物5を9.1g得た。
(6)着色剤組成物6
前記着色剤組成物5の第2キサンテン系染料(化合物3)を下記の構造を有する第2キサンテン系染料(化合物4)に変更し、前記着色剤組成物5と同様の方法で着色剤組成物6を製造した。
Figure 0007070934000030
第2キサンテン系染料(化合物4)
(7)着色剤組成物7
前記着色剤組成物5の第2キサンテン系染料(化合物3)を下記の構造を有する第2キサンテン系染料(化合物5)に変更し、前記着色剤組成物5と同様の方法で着色剤組成物7を製造した。
Figure 0007070934000031
第2キサンテン系染料(化合物5)
2.アクリル樹脂製造
(1)アクリル樹脂1
ベンジル(メタ)アクリレート28g、N-phenylmaleimide5g、スチレン3g、メタアクリル酸7g、鎖移動剤の3-メルカプトプロピオン酸0.3g、溶媒の酢酸3-メトキシエステル137gを機械的撹拌機(mechanical stirrer)で窒素雰囲気下で30分間混合した。
窒素雰囲気下、反応器の温度を70℃に上昇させ、混合物の温度が70℃になった時、熱重合開始剤のAIBN1.3gを入れて15時間撹拌して、アクリル樹脂1を製造した(Mw:15,000g/mol、Av:100mgKOH/g)。
(2)アクリル樹脂2
ベンジル(メタ)アクリレート31g、メタアクリル酸18g、鎖移動剤の3-メルカプトプロピオン酸0.3g、溶媒の酢酸3-メトキシエステル137gを機械的撹拌機(mechanical stirrer)で窒素雰囲気下で30分間混合した。
窒素雰囲気下、反応器の温度を70℃に上昇させ、混合物の温度が70℃になった時、熱重合開始う剤のAIBN1.3gを入れて15時間撹拌した。前記高分子を重合した反応器の温度を80℃に上昇させ、テトラブチルアンモニウムブロミド0.1gと熱重合禁止剤のMEHQ0.05gを入れて30分間撹拌した後、高分子溶液に10gのグリシジル(メタ)アクリレートを入れて、120℃で12時間追加的に撹拌して、アクリル樹脂2を製造した(Mw:17,000g/mol、Av:70mgKOH/g)。
3.分散樹脂1の製造
温度計、撹拌機、蒸留管、冷却器を備えた4口分離可能なフラスコに、側鎖に陽イオン性基を有する樹脂を含む分散剤の総重量100重量部を基準として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート56.7重量部を入れて、窒素気流下、75℃に昇温した。別途に添加されるモノマーまたは重合開始剤の総重量100重量部を基準として、メチルメタクリレート45.8重量部、n-ブチルメタクリレート14.8重量部、2-エチルヘキシルメタクリレート7.8重量部、ベンジルメタクリレート5.0重量部、トリエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート3.0重量部、2-ジメチルアミノエチルメタクリレート18.9重量部、ベンジルクロライド塩4.7重量部を均一にした後、滴下漏斗に投入した後、4口分離可能なフラスコに付着させて、2時間かけて滴下した。滴下終了2時間後、固形分から重合収率が98.7%以上であり、重量平均分子量(Mw)が5,500g/molであることを確認して、50℃に冷却した。その後、側鎖に陽イオン性基を有する樹脂を含む分散剤の総重量100重量部を基準としてプロピレングリコールモノメチルエーテルを10.0重量部を加えて、分散樹脂1を製造した。
4.着色剤分散液の製造
(1)着色剤分散液1
前記着色剤組成物1 7.6重量%、分散樹脂1 4重量%、アクリル樹脂1 3重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート85.4重量%を撹拌させ、ジルコニアビーズを用いて着色剤分散液1を製造した。
(2)着色剤分散液2
前記着色剤組成物2 7.6重量%、分散樹脂1 4重量%、アクリル樹脂1 3重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート85.4重量%を撹拌させ、ジルコニアビーズを用いて着色剤分散液2を製造した。
(3)着色剤分散液3
前記着色剤組成物3 7.6重量%、分散樹脂1 4重量%、アクリル樹脂1 3重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート85.4重量%を撹拌させ、ジルコニアビーズを用いて着色剤分散液3を製造した。
(4)着色剤分散液4
前記化学式2で表される第2キサンテン系色材6.93重量%、分散樹脂1 4重量%、アクリル樹脂1 3重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート85.4重量%を撹拌させ、ジルコニアビーズを用いて着色剤分散液4を製造した。
(5)着色剤分散液5
前記着色剤組成物3 6.93重量%、前記化学式2で表される第2キサンテン系色材0.676重量%、分散樹脂1 4重量%、アクリル樹脂1 3重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート85.4重量%を撹拌させ、ジルコニアビーズを用いて着色剤分散液5を製造した。
(6)着色剤分散液6
着色剤分散液5において、着色剤組成物3の代わりに着色剤組成物4を適用したことを除けば、同様の方法で着色剤分散液6を製造した。
(7)着色剤分散液7
着色剤分散液5において、着色剤組成物3の代わりに着色剤組成物5を適用した以外は、同様の方法で着色剤分散液7を製造した。
(8)着色剤分散液8
着色剤分散液5において、着色剤組成物3の代わりに着色剤組成物6を適用した以外は、同様の方法で着色剤分散液8を製造した。
(9)着色剤分散液9
着色剤分散液5において、着色剤組成物3の代わりに着色剤組成物7を適用した以外は、同様の方法で着色剤分散液9を製造した。
(10)青色着色剤分散液
PB15:6(BASF社)10重量%、分散樹脂1 5重量%、アクリル樹脂1 4重量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート81重量%を撹拌させ、ジルコニアビーズを用いて青色着色剤分散液を製造した。
5.感光性樹脂組成物の製造
(1)感光性樹脂組成物1
前記着色剤分散液1 6重量%、前記青色着色剤分散液31.4重量%、アクリル樹脂2 8重量%、多官能性モノマー(日本化薬のDPHA)8重量%、界面活性剤(DIC社のF-475)0.8%重量、開始剤(BASFのI-369)1.4%重量、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.4%重量を撹拌して、感光性樹脂組成物1を得た。
(2)感光性樹脂組成物2
前記着色剤分散液2 6重量%、前記青色着色剤分散液31.4重量%、アクリル樹脂2 8重量%、多官能性モノマー(日本化薬のDPHA)8重量%、界面活性剤(DIC社のF-475)0.8%重量、開始剤(BASFのI-369)1.4%重量、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.4%重量を撹拌して、感光性樹脂組成物2を得た。
(3)感光性樹脂組成物3
前記着色剤分散液3 6重量%、前記青色着色剤分散液31.4重量%、アクリル樹脂2 8重量%、多官能性モノマー(日本化薬のDPHA)8重量%、界面活性剤(DIC社のF-475)0.8%重量、開始剤(BASFのI-369)1.4%重量、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.4%重量を撹拌して、感光性樹脂組成物3を得た。
(4)感光性樹脂組成物4
前記着色剤分散液4 6重量%、前記青色着色剤分散液31.4重量%、アクリル樹脂2 8重量%、多官能性モノマー(日本化薬のDPHA)8重量%、界面活性剤(DIC社のF-475)0.8%重量、開始剤(BASFのI-369)1.4%重量、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.4%重量を撹拌して、感光性樹脂組成物4を得た。
(5)感光性樹脂組成物5
前記着色剤分散液5 6重量%、前記青色着色剤分散液31.4重量%、アクリル樹脂2 8重量%、多官能性モノマー(日本化薬のDPHA)8重量%、界面活性剤(DIC社のF-475)0.8%重量、開始剤(BASFのI-369)1.4%重量、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート44.4%重量を撹拌して、感光性樹脂組成物5を得た。
(6)感光性樹脂組成物6
感光性樹脂組成物4において、着色剤分散液4の代わりに着色剤分散液6を適用した以外は、同様の方法で感光性樹脂組成物6を製造した。
(7)感光性樹脂組成物7
感光性樹脂組成物4において、着色剤分散液4の代わりに着色剤分散液7を適用した以外は、同様の方法で感光性樹脂組成物7を製造した。
(8)感光性樹脂組成物8
感光性樹脂組成物4において、着色剤分散液4の代わりに着色剤分散液8を適用した以外は、同様の方法で感光性樹脂組成物8を製造した。
(9)感光性樹脂組成物9
感光性樹脂組成物4において、着色剤分散液4の代わりに着色剤分散液9を適用した以外は、同様の方法で感光性樹脂組成物9を製造した。
実施例1.
1.保存安定性評価方法
感光性樹脂組成物1を製造した当日の25℃での初期粘度(A)を測定し、40℃のconvection ovenで7日間保存した後の粘度を、粘度計(Toki Sangyo Viscometer TV-25)を用いて回転数100rpmで測定した。以下の式に基づいて測定した粘度で経時粘度変化率を算出した。算出された経時粘度変化率に基づいて保存安定性を下記の基準で評価した。評価結果を下記表1に示した。
(経時粘度変化率)=[{(初期粘度)-(経時粘度)}/(初期粘度)]×100
◎:5%未満、△:5~10%未満、X:10%以上
2.分散した色材の粒度測定
1cm×5cmの石英CellにPGMEAを約1/4を満たした後、製造した着色剤分散液を約1~2滴落とした。粒度測定器(Malvern社のZetasizer nano-ZS90)を用いて測定した。粒度測定の結果を下記表1に示した。
3.透過度評価方法
感光性樹脂組成物1をガラス(5×5cm)上にスピンコーティング(spin coating)し、100℃で100秒間前熱処理(prebake)を施してフィルムを形成させた。
フィルムを形成させた基板とフォトマスク(photo mask)との間の間隔を250μmとし、露光器を用いて基板の全面に40mJ/cmの露光量を照射した。
露光した基板を現像液(KOH、0.05%)に60秒間現像し、230℃に20分間後熱処理(post bake)をしてカラーパターンを得た。
カラーパターンを分光光度計(MCPD)で測定して、実施例1-2、比較例1-3の透過度を得た。透過度値はBy=0.050の時を比較した値である。
4.耐熱性評価方法
230℃、20分後熱処理(Post-bake)を進行させ、分光光度計を用いて色特性を確認した基板を、230℃のconvection ovenで5時間30分間追加的に熱処理を進行させた後、再び分光光度計で色特性を確認して、△Eab値を確認した。
Figure 0007070934000032
透過度および耐熱性評価結果を下記表2に示した。
5.カラーフィルタフィルムの厚さ測定
薄膜厚さ測定装備(Alpha step)を用いて、感光性樹脂組成物1で製造されたカラーフィルタフィルムの厚さを測定して、下記表2に示した。
実施例2.
前記実施例1において、前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物2を用いたことを除けば、同様に実施した。
比較例1.
前記実施例1において、前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物3を用いたことを除けば、同様に実施した。
比較例2.
前記実施例1において、前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物4を用いたことを除けば、同様に実施した。
比較例3.
前記実施例1において、前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物5を用いたことを除けば、同様に実施した。
Figure 0007070934000033
前記表1中、Gel化とは、液体が半固体になるもので、架橋結合によって高分子が網構造を形成することにより溶媒に溶けない現象を意味する。前記表1の結果によれば、実施例1および2の感光性樹脂組成物の粘度変化は2%~2.5%であって、比較例1~3の感光性樹脂組成物より粘度変化の絶対値が小さくて、保存安定性に優れていることが分かる。
また、実施例1および2の分散した色材粒子の直径は、比較例1~3より小さくて、染料の分散性が向上したことが分かる。
追加的に実施した実施例3は、前記実施例1における前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物6を用いたことを除けば、同様に実施し、実施例4は、前記実施例1における前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物7を用いたことを除けば、同様に実施し、実施例5は、前記実施例1における前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物8を用いたことを除けば、同様に実施し、実施例6は、前記実施例1における前記感光性樹脂組成物1の代わりに感光性樹脂組成物9を用いたことを除けば、同様に実施した。その結果、実施例3~6は、比較例1~3対比、粘度変化率が小さくて、保存安定性評価結果において、実施例1および2と同様に◎で表される結果を得ており、これは、比較例1~3より保存安定性に優れていることを確認することができた。
Figure 0007070934000034
前記表2の耐熱性(ΔEab)は、ΔEab値が小さいほど、耐熱性に優れていることを意味する。前記表2の結果によれば、実施例1および2の透過度は、比較例1~3より向上することが分かる。また、実施例1および2のΔEab値は、比較例1~3より小さくて、耐熱性に優れていることを確認することができる。それだけでなく、実施例1および2の測定されたフィルム厚さは、比較例1~3より小さくて、相対的に少量の色材で高い色再現率が得られることを確認することができた。
また、追加的に実施した実施例3~6は、比較例1~3対比、高い透過度および低いフィルム厚さを有することを確認した。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも発明の範疇に属する。

Claims (19)

  1. 同じ数の正電荷と負電荷とを有する第1キサンテン系染料および正電荷の数より負電荷の数が1以上多い第2キサンテン系染料を第1溶媒に溶解させるステップと、
    溶解した前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料を第2溶媒中で析出するステップとを含み、
    前記第1キサンテン系染料は、下記化学式1で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式2で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含むものである、着色剤組成物の製造方法:
    [化学式1]
    Figure 0007070934000035
    前記化学式1において、
    ~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、
    ~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R~Rのうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;またはスルホン酸塩基であり、
    10およびR11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r10およびr11は、0~3の整数であり、前記r10およびr11がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
    [化学式2]
    Figure 0007070934000036
    前記化学式2において、
    21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、R21~R24のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基、またはスルホン酸塩基で置換もしくは非置換のアルキル基;陰イオン性基、またはスルホン酸塩基で置換されたアリール基;または陰イオン性基、またはスルホン酸塩基で置換されたヘテロアリール基であり、
    25~R29は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換の炭素数1~30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R25~R29のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;またはスルホン酸塩基であり、
    30およびR31は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r30およびr31は、0~3の整数であり、前記r30およびr31がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
  2. 前記着色剤組成物の製造方法は、前記析出した第1キサンテン系染料および第2キサンテン系染料を微細化するステップをさらに含むものである、請求項1に記載の着色剤組成物の製造方法。
  3. 前記第1キサンテン系染料は、500~580nmの間に最大吸収波長を有し、前記第1キサンテン系染料の最大吸収波長と前記第2キサンテン系染料の最大吸収波長との差は、100nm以下である、請求項1または2に記載の着色剤組成物の製造方法。
  4. 前記第1キサンテン系染料は、下記化学式3で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式4で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含むものである、請求項1から3のいずれか一項に記載の着色剤組成物の製造方法:
    [化学式3]
    Figure 0007070934000037
    [化学式4]
    Figure 0007070934000038
    化学式3および4において、
    12、R13、R32およびR33は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;置換もしくは非置換のアルキル基;陰イオン性基;スルホン酸塩基であり、r12およびr13は、0~5の整数であり、r32は、0~5であり、r33は、0~4の整数であり、r12、r13、r32およびr33がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
    61およびR62は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;置換もしくは非置換のアルキル基;または窒素原子を含む二無水物基であり、
    Xは、陰イオン性基;またはスルホン酸塩基であり、
    残りの置換基は、請求項4で定義した通りである。
  5. 前記第1溶媒の、前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料に対する溶解度は、0.2~50質量%であり、第2溶媒の、前記第1キサンテン系染料および前記第2キサンテン系染料に対する溶解度は、0.000001~0.02質量%である、請求項1から4のいずれか一項に記載の着色剤組成物の製造方法。
  6. 前記第1溶媒は、スルホキシド化合物またはアミド化合物を含むものである、請求項1から5のいずれか一項に記載の着色剤組成物の製造方法。
  7. 前記第2溶媒は、水、塩酸、水酸化ナトリウム、アルコール化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、芳香族化合物、二硫化炭素、脂肪族化合物、ニトリル化合物、ハロゲン化合物、エステル化合物、およびイオン性液体からなる群より1または2以上を含むものである、請求項1から6のいずれか一項に記載の着色剤組成物の製造方法。
  8. 前記析出するステップは、アミン構造またはアンモニウム構造を含む単分子または高分子を含む分散剤をさらに含むものである、請求項1から7のいずれか一項に記載の着色剤組成物の製造方法。
  9. 前記第2キサンテン系染料は、カウンター陽イオンをさらに含むものである、請求項1から8のいずれか一項に記載の着色剤組成物の製造方法。
  10. 前記分散剤は、カウンター陰イオンをさらに含むものである、請求項8に記載の着色剤組成物の製造方法。
  11. 同じ数の正電荷と負電荷とを有する第1キサンテン系染料および正電荷の数より負電荷の数が1以上多い第2キサンテン系染料とを含み、前記第1キサンテン系染料は、前記第2キサンテン系染料とパイ-パイ相互作用(π-π interaction)結合をするものであり、
    前記第1キサンテン系染料は、下記化学式1で表され、同じ数の正電荷と負電荷とを有する染料を含み、前記第2キサンテン系染料は、下記化学式2で表され、正電荷の数より負電荷の数が1以上多い染料を含むものである、着色剤組成物:
    [化学式1]
    Figure 0007070934000039
    前記化学式1において、
    ~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、
    ~Rは、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R~Rのうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;またはスルホン酸塩基であり、
    10およびR11は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r10およびr11は、0~3の整数であり、前記r10およびr11がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
    [化学式2]
    Figure 0007070934000040
    前記化学式2において、
    21~R24は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;置換もしくは非置換のヘテロアリール基;および窒素原子を含む二無水物基からなる群より選択され、R21~R24のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基、またはスルホン酸塩基で置換のアルキル基;陰イオン性基、またはスルホン酸塩基で置換されたアリール基;または陰イオン性基、またはスルホン酸塩基で置換されたヘテロアリール基であり、
    25~R29は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;陰イオン性基;ヒドロキシ基;スルホン酸塩基;置換もしくは非置換の炭素数1~30の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基;置換もしくは非置換のアリール基;および置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群より選択され、ただし、前記R25~R29のうちの少なくとも1つは、陰イオン性基;またはスルホン酸塩基であり、
    30およびR31は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素;重水素;ハロゲン基;ニトロ基;または置換もしくは非置換のアルキル基であり、r30およびr31は、0~3の整数であり、前記r30およびr31がそれぞれ2以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
  12. 請求項11に記載の着色剤組成物;分散剤;アクリル樹脂;および溶媒を含む着色剤分散液。
  13. 前記第2キサンテン系染料は、前記分散剤とイオン結合をするものである、請求項12に記載の着色剤分散液。
  14. 前記着色剤組成物の分散した粒子の直径は、40nm~80nmであり、前記着色剤分散液の粘度が2.5~6.5cPである、請求項12または13に記載の着色剤分散液。
  15. 請求項12から14のいずれか一項に記載の前記着色剤分散液;青色着色剤分散液;アクリル樹脂;多官能性モノマー;界面活性剤;開始剤;および溶媒を含む感光性樹脂組成物。
  16. フタロシアニン系顔料または染料、トリアリールメタン系顔料または染料、キノフタロン系顔料または染料、イソインドリン系顔料または染料、およびアゾ系顔料または染料からなる群より1つ以上の顔料または染料をさらに含むものである、請求項15に記載の感光性樹脂組成物。
  17. 請求項15または16に記載の感光性樹脂組成物の初期粘度と40℃の恒温器で7日間保管後に測定した粘度の変化は、2~2.5%であり、分散した平均粒子の直径は、100nm以下である感光性樹脂組成物。
  18. 透明基板と、前記透明基板上に備えられた着色層とを備えるカラーフィルタであって、前記着色層は、請求項15から17のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含むものであるカラーフィルタ。
  19. 請求項18に記載のカラーフィルタを含む液晶表示装置。
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