KR20140027346A - 착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내열성 등과 함께 내용제성도 우수한 컬러 필터를 제조할 수 있는 착색 조성물을 제공한다. 본 발명의 착색 조성물은 (A) 착색제, (B) 결합제 수지, (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 및 (D) 광중합 개시제를 함유하는 착색 조성물이며, (A) 착색제로서, 시아노기, 할로겐화 탄화수소기 및 할로술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 전자 흡인기를 갖는 음이온을 갖는 염기성 착색제를 함유하고, (D) 광중합 개시제로서 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자{COLORED COMPOSITION, COLOR FILTER, AND DISPLAY ELEMENT}
본 발명은 착색 조성물, 컬러 필터 및 표시 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과형 또는 반사형의 컬러 액정 표시 소자, 고체 촬상 소자, 유기 EL 표시 소자, 전자 페이퍼 등의 컬러 필터에 적절하게 사용되는 착색 조성물, 상기 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층을 구비하는 컬러 필터, 및 해당 컬러 필터를 구비하는 표시 소자에 관한 것이다.
착색 감방사선성 조성물을 사용하여 컬러 필터를 제조함에 있어서는, 기판 위에, 안료 분산형의 착색 감방사선성 조성물을 도포하여 건조한 뒤, 건조 도막을 원하는 패턴 형상으로 방사선을 조사(이하, "노광"이라고 함)하여 현상함으로써, 각 색의 화소를 얻는 방법(특허문헌 1 내지 2)이 알려져 있다. 또한, 카본 블랙을 분산시킨 광중합성 조성물을 이용하여 블랙 매트릭스를 형성하는 방법(특허문헌 3)도 알려져 있다.
그런데, 표시 소자의 고휘도화와 고색순도화, 또는 고체 촬상 소자의 고정밀화를 실현하기 위해서는, 착색제로서 염료를 사용하는 것이 유효하다고 알려져 있다. 그러나, 착색제로서 염료를 사용하면, 안료를 사용한 경우에 비해, 내열성, 내광성 등이 떨어진다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하고자, 예를 들어 특허문헌 4에서는, 비스트리플루오로메탄술포닐이미드 음이온 또는 트리스트리플루오로메탄술포닐메티드 음이온을 갖는 트리아릴메탄 화합물의 사용이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 (평)2-144502호 공보 일본 특허 공개 (평)3-53201호 공보 일본 특허 공개 (평)6-35188호 공보 국제 공개 제2010/123071호 공보
그러나, 특허문헌 4에서 제안되어 있는 바와 같은, 전자 흡인력이 매우 강한 기를 갖는 음이온부를 갖는 염기성 염료를 사용하면, 컬러 필터를 구성하는 착색층의 내용제성이 현저하게 저하된다는 문제가 있다. 이상과 같은 배경으로부터, 내열성 등과 함께 내용제성도 우수한 컬러 필터를 제조할 수 있는 착색 조성물의 개발이 강하게 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 과제는 내열성 등과 함께 내용제성도 우수한 컬러 필터를 제조할 수 있는 착색 조성물을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는 해당 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층을 구비하여 이루어지는 컬러 필터, 및 해당 컬러 필터를 구비하는 표시 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 특정한 음이온부를 갖는 염기성 염료를 특정한 광중합 개시제와 병용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하였다.
즉, 본 발명은 (A) 착색제, (B) 결합제 수지, (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 및 (D) 광중합 개시제를 함유하는 착색 조성물이며,
(A) 착색제로서, 시아노기, 할로겐화 탄화수소기 및 할로술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 전자 흡인기를 갖는 음이온을 갖는 염기성 착색제(이하, "특정 착색제"라고도 함)를 함유하고,
(D) 광중합 개시제로서 분자간 수소 인발(引拔)형의 광 라디칼 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에서는, 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제로서 비이미다졸계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층을 구비하여 이루어지는 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 구비하는 표시 소자를 제공하는 것이다. 여기서, "착색층"이란, 컬러 필터에 사용되는 각 색 화소, 블랙 매트릭스, 블랙 스페이서 등을 의미한다.
본 발명의 착색 조성물을 사용하면, 내열성 등과 함께 내용제성도 우수한 착색층을 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 착색 조성물은 컬러 액정 표시 소자용 컬러 필터, 고체 촬상 소자의 색 분해용 컬러 필터, 유기 EL 표시 소자용 컬러 필터, 전자 페이퍼용 컬러 필터를 비롯한 각종 컬러 필터의 제조에 매우 적절하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
착색 조성물
이하, 본 발명의 착색 조성물의 구성 성분에 대하여 설명한다.
-(A) 착색제-
본 발명의 착색 조성물은 착색제로서, 특정 착색제, 즉 시아노기, 할로겐화 탄화수소기 및 할로술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 전자 흡인기를 갖는 음이온을 갖는 염기성 착색제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 염기성 착색제란, 양이온부가 발색단이 되는 이온성 착색제이며, 바람직하게는 염기성 염료이다.
본 발명의 착색 조성물에 있어서, 특정 착색제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
우선, 특정 착색제에서의 음이온부에 대하여 설명한다.
특정 착색제에서의 음이온부는, 시아노기, 할로겐화 탄화수소기 및 할로술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 전자 흡인기를 갖는 음이온이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 하기 화학식 (1a) 내지 (1e)로 표현되는 음이온을 들 수 있다.
Figure pct00001
(화학식 (1a)에서, R1은 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 탄화수소기를 나타내고, a는 1 이상의 정수를 나타낸다.)
Figure pct00002
(화학식 (1b)에서, R2는 서로 독립적으로 시아노기, 할로술포닐기, 또는 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 알킬술포닐기를 나타내고, R2가 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 알킬술포닐기인 경우, R2끼리 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있다.)
Figure pct00003
(화학식 (1c)에서, R3은 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 탄화수소기를 나타내고, P는 인 원자를 나타내고, Hal은 할로기를 나타내고, R3, Hal이 각각 복수개 존재하는 경우 동일하거나 상이할 수도 있다. b는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.)
Figure pct00004
(화학식 (1d)에서, R4는 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 탄화수소기 또는 시아노기를 나타내고, B는 붕소 원자를 나타내고, Hal은 할로기를 나타내고, R4, Hal이 각각 복수개 존재하는 경우 동일하거나 상이할 수도 있다. c는 1 내지 4의 정수를 나타낸다.)
Figure pct00005
(화학식 (1e)에서, R5는 서로 독립적으로 할로술포닐기 또는 할로겐화 알킬술포닐기를 나타낸다.)
화학식 (1a)(a=1인 경우), 화학식 (1c) 및 화학식 (1d)에서, R1, R3 및 R4의 할로겐화 탄화수소기의 골격을 이루는 탄화수소기로서는, 예를 들어 (i) 지방족 탄화수소기, (ii) 지환식 탄화수소기, (iii) 치환기로서 지환식 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기(이하, "지환식 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기"라고 함), (iv) 방향족 탄화수소기, (v) 치환기로서 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족 탄화수소기(이하, "지방족 탄화수소 치환 방향족 탄화수소기"라고 함), (vi) 치환기로서 방향족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기(이하, "방향족 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기"라고 함) 등을 들 수 있다. R1, R3 및 R4의 골격을 이루는 탄화수소기로서는, 유기 용매에 대한 용해성의 관점에서 이하의 특성기인 것이 바람직하다.
(i) 지방족 탄화수소기로서는, 알킬기가 바람직하고, 직쇄상이거나 분지쇄상이어도 된다. 지방족 탄화수소기의 탄소수는 1 내지 20, 특히 1 내지 8이 바람직하다. 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등을 들 수 있다. (ii) 지환식 탄화수소기로서는, 지환식 포화 탄화수소기가 바람직하고, 그의 탄소수는 3 내지 20, 특히 3 내지 12가 바람직하다. 구체적으로는, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다. 또한, (iii) 지환식 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기로서는, 지환식 포화 탄화수소 치환 알킬기가 바람직하고, 상기 알킬기는 직쇄상이거나 분지쇄상이어도 된다. 지환식 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기의 탄소수는 4 내지 20, 특히 6 내지 14가 바람직하다. 구체적으로는, 시클로헥실 메틸기, 시클로헥실 에틸기 등을 들 수 있다. (iv) 방향족 탄화수소기로서는, 탄소수가 6 내지 14, 특히 6 내지 10인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다. (v) 지방족 탄화수소 치환 방향족 탄화수소기로서는, 알킬 치환 페닐기가 바람직하고, 알킬 부분은 직쇄상이거나 분지쇄상이어도 된다. 지방족 탄화수소 치환 방향족 탄화수소기의 탄소수는 7 내지 30, 특히 7 내지 20이 바람직하다. 구체적으로는, 톨릴기, 크실릴기, 에틸페닐기, 이소프로필페닐기, 노닐페닐기 등을 들 수 있다. (vi) 방향족 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기로서는, 아르알킬기가 바람직하고, 그의 탄소수는 7 내지 30, 특히 7 내지 20이 바람직하다. 구체적으로는, 벤질기, 페네틸기 등을 들 수 있다.
이들 중, 할로겐화 탄화수소기의 골격을 이루는 탄화수소기로서는, (i) 지방족 탄화수소기, (iii) 지환식 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기, (iv) 방향족 탄화수소기, (v) 지방족 탄화수소 치환 방향족 탄화수소기 또는 (vi) 방향족 탄화수소 치환 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 알킬기, 지환식 포화 탄화수소 치환 알킬기, 페닐기, 알킬 치환 페닐기, 아르알킬기가 보다 바람직하고, 특히 알킬기가 바람직하다.
또한, 할로겐화 탄화수소기 중의 할로겐으로서는, 착색제의 내열성의 관점에서, 불소가 바람직하다. 치환기로서 불소를 선택함으로써, 본 착색제의 음이온부가 보다 산성도가 강한 유기산의 공액 염기가 되므로, 이온 결합력이 보다 강한 염이 형성되어 내열성이 높아진다고 생각된다.
또한, R1, R3 및 R4의 할로겐화 탄화수소기 및 R2의 할로겐화 알킬술포닐기에서의 연결기로서는, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -CONH-, -SO2- 등을 들 수 있다. 그리고, 단락 <0034>에서 말하는 바의 탄소수는, 상기 연결기를 구성하는 탄소 원자를 제외한 부분의 총 탄소수를 의미한다.
본 발명에서, 착색제의 내열성의 관점에서, R1, R3 및 R4로서는 하기 화학식 (1-1) 또는 (1-2)로 표현되는 기가 바람직하고, 그 중에서도, 보다 산성도가 강한 유기산의 공액 염기를 형성하는 하기 화학식 (1-1)로 표현되는 기가 특히 바람직하다.
Figure pct00006
(화학식 (1-1)에서, R19는 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 불화 알킬기, 지환식 탄화수소기, 알콕시기, 불화 알콕시기, R20COOR21- 또는 R20COOR21CFH-(R20은 알킬기, 지환식 탄화수소기, 헤테로아릴기 또는 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, R21은 알칸디일기를 나타냄)를 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타내고, "*"는 결합손을 나타낸다.)
Figure pct00007
(화학식 (1-2)에서, R22 내지 R26은 서로 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 수산기, 알킬기, 불화 알킬기 또는 알콕시기를 나타내고, "*"는 결합손을 나타낸다. 단, R22 내지 R26 중 적어도 1개는 불소 원자 또는 불화 알킬기이다.)
화학식 (1-1) 및 (1-2)에서, 알킬기, 불화 알킬기, 알콕시기 및 불화 알콕시기의 탄소수는 1 내지 16, 나아가 1 내지 12, 더 나아가 1 내지 8이 바람직하다. 또한, 화학식 (1-1)에서, 지환식 탄화수소기의 탄소수는 3 내지 12, 나아가 3 내지 7이 바람직하다.
화학식 (1-1)에서 R19로서는, 불소 원자, 불화 알킬기, 지환식 탄화수소기, 불화 알콕시기, R20COOR21- 또는 R20COOR21CFH-가 바람직하고, 불소 원자, 지환식 탄화수소기, 퍼플루오로알콕시기, R20COOCH2CH2- 또는 R20COOCH2CH2CFH-가 특히 바람직하다.
R20은 알킬기, 지환식 탄화수소기, 헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내지만, 알킬기는 직쇄상이거나 분지쇄상이어도 되고, 알킬기의 탄소수는 1 내지 12, 나아가 1 내지 8이 바람직하다. 지환식 탄화수소기는 2 내지 4환의 가교 지환식 탄화수소기일 수도 있고, 지환식 탄화수소기의 탄소수는 3 내지 20, 나아가 3 내지 12가 바람직하다. 헤테로아릴기로서는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자에서 선택되는 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 5 내지 10원의 방향족 복소환으로 구성되는 기가 바람직하다. 아릴기로서는, 탄소수 6 내지 14, 나아가 6 내지 10의 아릴기가 바람직하고, 특히 페닐기가 바람직하다. 또한, 치환기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 할로기 또는 트리플루오로메틸기를 들 수 있고, 치환기의 위치 및 수는 임의이며, 치환기를 2개 이상 갖는 경우, 해당 치환기는 동일하거나 상이할 수도 있다.
또한, R21은 알칸디일기를 나타내는데, 그의 탄소수는 1 내지 12, 나아가 1 내지 6이 바람직하다. 구체적으로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 에탄-1,1-디일기, 프로판-1,1-디일기, 프로판-1,2-디일기, 프로판-1,3-디일기, 프로판-2,2-디일기, 부탄-1,2-디일기, 부탄-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 제조 용이성의 관점에서 에틸렌기가 바람직하다.
또한, n의 상한은 10이 바람직하고, 8이 보다 바람직하다.
또한 화학식 (1-2)에서는, R22 내지 R26 중 적어도 3개가 불소 원자 또는 불화 알킬기인 것이 바람직하다.
화학식 (1b) 및 화학식 (1e)에서, R2 및 R5의 할로술포닐기로서는, 예를 들어 FSO2기, ClSO2기, BrSO2기, ISO2기를 들 수 있고, 그 중에서도 FSO2기가 바람직하다.
화학식 (1b) 및 화학식 (1e)에서, R2 및 R5의 할로겐화 알킬술포닐기의 골격을 이루는 알킬기는 직쇄상이거나 분지쇄상이어도 되고, 탄소수는 1 내지 8이 바람직하다. 상기 알킬기의 구체예로서는, 할로겐화 탄화수소기에서의 알킬기와 마찬가지의 것을 들 수 있다. 또한, 할로겐화 알킬술포닐기에서의 할로기로서는, 플루오로기가 바람직하다.
할로겐화 알킬술포닐기로서는, 퍼플루오로알킬술포닐기가 바람직하고, 예를 들어 CF3SO2기, CF3CF2SO2기, (CF3)2CFSO2기, CF3CF2CF2SO2기, CF3CF2CF2CF2SO2기, (CF3)2CFCF2SO2기, CF3CF2(CF3)CFSO2기, (CF3)3CSO2기를 들 수 있다. 그 중에서도, CF3SO2기가 바람직하다.
상기 화학식 (1a)로 표현되는 음이온은, R1의 할로겐화 탄화수소기에 a개의 SO3-기가 치환된 것인데, a는 1 내지 4의 정수가 바람직하고, 1 또는 2가 특히 바람직하다. 이 경우, R1의 할로겐화 탄화수소기는 1 내지 4가의 할로겐화 탄화수소기가 될 수 있는데, 2 내지 4가의 할로겐화 탄화수소기로서는, 상술한 할로겐화 탄화수소기의 골격을 이루는 탄화수소기에서 예시한 (i) 내지 (vi)의 탄화수소기로부터 1 내지 3개의 수소 원자를 제거한 잔기를 들 수 있다.
상기 화학식 (1a)로 표현되는 음이온이 적합한 구체예로서는, 하기 화학식 (1a-1) 또는 (1a-2)로 표현되는 음이온을 들 수 있다.
Figure pct00008
(화학식 (1a-1)에서, R1a는 연결기를 가질 수도 있는 1가의 할로겐화 탄화수소기를 나타낸다.
화학식 (1a-2)에서, R1b는 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 알칸디일기를 나타낸다.)
상기 화학식 (1a-1)로 표현되는 음이온의 대표예로서는, 예를 들어 하기 화합물군 a 및 화합물군 b에 나타내는 음이온을 들 수 있다.
[화합물군 a]
[화합물군 b]
Figure pct00010
또한, 상기 화학식 (1a-2)로 표현되는 음이온의 대표예로서는, 예를 들어 하기 화합물군 c에 나타내는 음이온을 들 수 있다.
[화합물군 c]
Figure pct00011
상기 화학식 (1b)로 표현되는 음이온의 대표예로서는, 예를 들어 하기 화합물군 d에 나타내는 음이온 외에, [(CN)2N]-, [(FSO2)2N]-, [(FSO2)N(CF3SO2)]-, [(FSO2)N(CF3CF2SO2)]-, [(FSO2)N{(CF3)2CFSO2}]-, [(FSO2)N(CF3CF2CF2SO2)]-, [(FSO2)N(CF3CF2CF2CF2SO2)]-, [(FSO2)N{(CF3)2CFCF2SO2}]-, [(FSO2)N{CF3CF2(CF3)CFSO2}]-, [(FSO2)N{(CF3)3CSO2}]- 등을 들 수 있다.
[화합물군 d]
Figure pct00012
상기 화학식 (1c)로 표현되는 음이온의 대표예로서는, 예를 들어 (CF3)3PF3 -, (C2F5)2PF4 -, (C2F5)3PF3 -, [(CF3)2CF]2PF4 -, [(CF3)2CF]3PF3, (n-C3F7)2PF4 -, (n-C3F7)3PF3 -, (n-C4F9)3PF3 -, (C2F5)(CF3)2PF3 -, [(CF3)2CFCF2]2PF4 -, [(CF3)2CFCF2]3PF3 -, (n-C4F9)2PF4 -, (n-C4F9)3PF3 -, (C2F4H)(CF3)2PF3 -, (C2F3H2)3PF3 -, (C2F5)(CF3)2PF3 - 등을 들 수 있다. 그 중에서도, (C2F5)2PF4 -, (C2F5)3PF3 -, (n-C3F7)3PF3 -, (n-C4F9)3PF3 -, [(CF3)2CF]3PF3 -, [(CF3)2CF]2PF4 -, [(CF3)2CFCF2]3PF3 -, [(CF3)2CFCF2]2PF4 -가 바람직하다.
상기 화학식 (1d)로 표현되는 음이온의 대표예로서는, 예를 들어 (CF3)4B-, (CF3)3BF-, (CF3)2BF2 -, (CF3)BF3 -, (C2F5)4B-, (C2F5)3BF-, (C2F5)BF3 -, (C2F5)2BF2 -, (CF3)(C2F5)2BF-, (C6F5)4B-, [(CF3)2C6H3]4B-, (CF3C6H4)4B-, (C6F5)2BF2 -, (C6F5)BF3 -, (C6H3F2)4B-, B(CN)4 -, B(CN)F3 -, B(CN)2F2 -, B(CN)3F-, (CF3)3B(CN)-, (CF3)2B(CN)2 -, (C2F5)3B(CN)-, (C2F5)2B(CN)2 -, (n-C3F7)3B(CN)-, (n-C4F9)3B(CN)-, (n-C4F9)2B(CN)2 -, (n-C6F13)3B(CN)-, (CHF2)3B(CN)-, (CHF2)2B(CN)2 -, (CH2CF3)3B(CN)-, (CH2CF3)2B(CN)2 -, (CH2C2F5)3B(CN)-, (CH2C2F5)2B(CN)2 -, (CH2CH2C3F7)2B(CN)2 -, (n-C3F7CH2)2B(CN)2 -, (C6H5)3B(CN)- 등을 들 수 있다. 그 중에서도, B(CN)4 -, B(CN)F3 -, B(CN)2F2 -, B(CN)3F-, (CF3)4B-, (C6F5)4B-, [(CF3)2C6H3]4B-가 바람직하다.
상기 화학식 (1e)로 표현되는 음이온의 대표예로서는, 예를 들어 (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)3C-, [(CF3)2CFSO2]3C-, (CF3CF2CF2SO2)3C-, (CF3CF2CF2CF2SO2)3C-, [(CF3)2CFCF2SO2]3C-, [CF3CF2(CF3)CFSO2]3C-, [(CF3)3CSO2]3C-, (FSO2)3C-, (ClSO2)3C-, (BrSO2)3C-, (ISO2)3C-를 들 수 있다. 그 중에서도, (CF3SO2)3C-가 바람직하다.
특정 착색제는, 상기한 특정한 음이온부를 갖는 염기성 착색제이면, 양이온부는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 아진계 착색제, 옥사진계 착색제, 티아진계 착색제, 아조계 착색제, 안트라퀴논계 착색제, 크산텐계 착색제, 디아릴메탄계 착색제, 트리아릴메탄계 착색제, 프탈로시아닌계 착색제, 케톤이민계 착색제, 티아졸계 착색제, 아크리딘계 착색제, 퀴놀린계 착색제, 시아닌계 착색제, 메틴계 착색제 등을 들 수 있다.
이들 중, 크산텐계 착색제, 트리아릴메탄계 착색제가 바람직하고, 특히 트리아릴메탄계 착색제를, 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제와 함께 사용하는 것이, 원하는 효과가 보다 현저하게 얻어지는 점에서 바람직하다.
상기 트리아릴메탄계 착색제로서는, 하기 화학식 (2)로 표현되는 양이온을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 하기 화학식 (2)로 표현되는 양이온에는 다양한 공명 구조가 존재하는데, 본 명세서에서는 해당 공명 구조에 대하여 하기 화학식으로 표현되는 양이온과 동등한 것으로 한다. 이하, 각 화학식으로 표현되는 양이온에 대해서도 공명 구조가 존재하는 경우에는, 해당 화학식으로 표현되는 양이온과 동등한 것으로 한다.
Figure pct00013
(Ar은 아렌환을 나타내고,
R6 및 R7은 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기, 페닐기, 또는 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기를 나타내고,
R8 및 R9는 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기, 페닐기, 또는 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기를 나타내고,
R10은 수소 원자, 염소 원자, 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기 또는 -COOR17(R17은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기를 나타냄)을 나타내고,
R11 및 R14는 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기를 나타내거나, 또는 R11과 R14가 일체로 되어서 황 원자를 나타내고,
R12 및 R13은 서로 독립적으로 수소 원자, 염소 원자, 또는 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기를 나타내고,
Y는 수소 원자 또는 하기 화학식 (3)으로 표현되는 기를 나타내고,
Figure pct00014
R15 및 R16은 서로 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기, 페닐기, 또는 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기를 나타낸다.)
Ar에서의 아렌환으로서는, 탄소수 6 내지 20, 나아가 6 내지 10의 아렌환이 바람직하고, 구체적으로는 벤젠환, 나프탈렌환, 비페닐환, 안트라센환 등을 들 수 있다.
R6 내지 R14(-COOR17에서의 R17을 포함함), R15 및 R16에서의 탄소수 1 내지 8의 쇄상 또는 환상의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 시클로프로필기, 부틸기, 제2 부틸기, 제3 부틸기, 이소부틸기, 시클로부틸기, 아밀기, 제3 아밀기, 시클로펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 헵틸기, 시클로헵틸기, 옥틸기, 이소옥틸기, 제3 옥틸기, 2-에틸헥실기 등을 들 수 있다.
R6 내지 R9, R15 및 R16에서의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 CH2=CH-COO-R18-, CH2=C(CH3)-COO-R18-, CH2=CH-Ph-R18-, CH2=C(CH3)-Ph-R18- 및 CH2=CH-CO-(R18은 탄소수 1 내지 4의 알칸디일기를 나타내고, Ph는 페닐렌기를 나타냄) 등을 들 수 있다.
R18에서의 탄소수 1 내지 4의 알칸디일기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 프로필렌기, 테트라메틸렌기 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 상기 화학식 (2)로 표현되는 양이온 중에서도, 휘도 및 색순도의 향상의 관점에서, 특히 하기 화학식 (4)로 표현되는 양이온이 바람직하다.
Figure pct00015
(화학식 (4)에서, R6, R7, R8, R9, R15 및 R16은 상기 화학식 (2) 및 (3)에서의 R6, R7, R8, R9, R15 및 R16과 동의이다.)
상기 화학식 (4)에서, R6, R7, R15 및 R16으로서는, 탄소수 1 내지 8, 나아가 1 내지 6의 쇄상 또는 환상의 알킬기가 바람직하고, 또한 R8로서는, 탄소수 1 내지 8, 나아가 1 내지 6의 쇄상 또는 환상의 알킬기, 또는 페닐기가 바람직하고, 또한 R9로서는, 탄소수 1 내지 8, 나아가 1 내지 6의 쇄상 또는 환상의 알킬기, 또는 수소 원자가 바람직하다.
상기 화학식 (2)로 표현되는 양이온의 대표예로서는, 예를 들어 하기의 화합물군 e에 나타내는 양이온을 들 수 있다.
[화합물군 e]
Figure pct00016
트리아릴메탄계 착색제 이외의 착색제로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2010-209191호 공보의 화학식 (I)에 기재된 양이온을 갖는 메틴계 착색제, 일본 특허 공개 제2010-244027호 공보의 화학식 (1)에 기재된 양이온을 갖는 크산텐계 착색제 등을 들 수 있다.
특정 착색제는, 공지된 방법에 의해 제조하는 것이 가능한데, 예를 들어 일본 특허 공표 제2007-503477호 공보, 국제 공개 제2010/123071호 공보 등을 참고로 하여 제조할 수 있다.
특정 착색제는, 예를 들어 트리아릴메탄계 염료이면, 유기 용매에 용해시키면 청색 내지 적색을 띠므로, 상기 화합물을 단독으로, 또는 다른 착색제와 적절히 혼합하여 사용함으로써, 예를 들어 청색 화소, 적색 화소, 흑색의 착색층을 형성하기 위한 착색 조성물에 적용할 수 있다. 또한, 크산텐계 착색제이면, 유기 용매에 용해시키면 보라색 내지 적색을 띠므로, 상기 화합물을 단독으로, 또는 다른 착색제와 적절히 혼합하여 사용함으로써, 예를 들어 청색 화소, 적색 화소, 흑색의 착색층을 형성하기 위한 착색 조성물에 적용할 수 있다.
다른 착색제로서는, 용도에 따라서 색채나 재질을 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 안료, 염료 및 천연 색소 중 어느 것이든 사용할 수 있지만, 컬러 필터를 구성하는 착색층에는 높은 색순도, 휘도, 콘트라스트, 차광성 등이 요구되므로, 안료 및 염료에서 선택되는 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 안료로서는, 유기 안료 및 무기 안료 중 어느 것이어도 좋고, 유기 안료로서는, 예를 들어 컬러 인덱스(C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 58, C.I. 피그먼트 블루 1, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 80, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 180, C.I. 피그먼트 옐로우 211, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 바이올렛 23.
또한, 상기 무기 안료로서는, 예를 들어 산화티타늄, 황산바륨, 탄산칼슘, 아연화, 황산납, 황색 납, 아연황, 벵갈라(적색 산화철(III)), 카드뮴적, 군청, 감청, 산화크롬녹, 코발트녹, 앰버, 티타늄 블랙, 합성 철흑, 카본 블랙 등을 들 수 있다.
본 발명에서 다른 착색제로서 안료를 사용하는 경우, 안료를, 재결정법, 재침전법, 용제 세정법, 승화법, 진공 가열법 또는 이들의 조합에 의해 정제하여 사용할 수도 있다. 또한, 안료는, 필요에 따라 그의 입자 표면을 수지로 개질시켜 사용할 수도 있다. 안료의 입자 표면을 개질시키는 수지로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-108817호 공보에 기재된 비히클 수지, 또는 시판되고 있는 각종 안료 분산용의 수지를 들 수 있다. 카본 블랙 표면의 수지 피복 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)9-71733호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-95625호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-124969호 공보 등에 기재된 방법을 채용할 수 있다. 또한, 유기 안료는, 소위 솔트 밀링(salt milling)에 의해, 1차 입자를 미세화하여 사용할 수도 있다. 솔트 밀링의 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)08-179111호 공보에 개시되어 있는 방법을 채용할 수 있다.
또한, 상기 염료로서는, 각종 유용성 염료, 직접 염료, 산성 염료, 금속 착체 염료 등 중에서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 솔벤트 옐로우 4, C.I. 솔벤트 옐로우 14, C.I. 솔벤트 옐로우 15, C.I. 솔벤트 옐로우 24, C.I. 솔벤트 옐로우 82, C.I. 솔벤트 옐로우 88, C.I. 솔벤트 옐로우 94, C.I. 솔벤트 옐로우 98, C.I. 솔벤트 옐로우 162, C.I. 솔벤트 옐로우 179;
C.I. 솔벤트 레드 45, C.I. 솔벤트 레드 49;
C.I. 솔벤트 오렌지 2, C.I. 솔벤트 오렌지 7, C.I. 솔벤트 오렌지 11, C.I. 솔벤트 오렌지 15, C.I. 솔벤트 오렌지 26, C.I. 솔벤트 오렌지 56;
C.I. 솔벤트 블루 35, C.I. 솔벤트 블루 37, C.I. 솔벤트 블루 59, C.I. 솔벤트 블루 67;
C.I. 애시드 옐로우 17, C.I. 애시드 옐로우 29, C.I. 애시드 옐로우 40, C.I. 애시드 옐로우 76;
C.I. 애시드 레드 91, C.I. 애시드 레드 92, C.I. 애시드 레드 97, C.I. 애시드 레드 114, C.I. 애시드 레드 138, C.I. 애시드 레드 151;
C.I. 애시드 오렌지 51, C.I. 애시드 오렌지 63;
C.I. 애시드 블루 80, C.I. 애시드 블루 83, C.I. 애시드 블루 90;
C.I. 애시드 그린 9, C.I. 애시드 그린 16, C.I. 애시드 그린 25, C.I. 애시드 그린 27.
본 발명에서 다른 착색제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
특정 착색제와, 필요에 따라 사용되는 다른 착색제의 합계 함유 비율은 휘도가 높고 색순도가 우수한 화소, 또는 차광성이 우수한 블랙 매트릭스를 형성하는 점에서, 통상 착색 조성물의 고형분 중에 5 내지 70질량%, 바람직하게는 5 내지 60질량%이다. 여기에서 말하는 고형분이란, 후술하는 용매 이외의 성분이다.
또한 본 발명에서, 특정 착색제와 다른 착색제를 병용하는 경우, 특정 착색제의 함유 비율은 전체 착색제 중 5 내지 80질량%, 나아가 15 내지 70질량%, 더 나아가 30 내지 60질량%인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 특정 착색제로서의 트리아릴메탄계 착색제와 다른 착색제를 병용하는 경우, 트리아릴메탄계 착색제의 함유 비율은, 전체 착색제 중 20 내지 80질량%, 나아가 20 내지 60질량%, 더 나아가 30 내지 50질량%인 것이 바람직하다.
본 발명에서 착색제로서 안료를 사용하는 경우, 필요에 따라 분산제, 분산 보조제와 함께 사용할 수 있다. 상기 분산제로서는, 예를 들어 양이온계, 음이온계, 비이온계 등의 적절한 분산제를 사용할 수 있는데, 중합체 분산제가 바람직하다. 구체적으로는, 우레탄계 분산제, 폴리에틸렌이민계 분산제, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르계 분산제, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르계 분산제, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르계 분산제, 소르비탄 지방산 에스테르계 분산제, 폴리에스테르계 분산제, 아크릴계 분산제 등을 들 수 있다.
이러한 분산제는 상업적으로 입수할 수 있고, 예를 들어 아크릴계 분산제로서, Disperbyk-2000, Disperbyk-2001, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116, BYK-LPN21324(이상, 빅 케미(BYK)사 제조), 우레탄계 분산제로서, Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-165, Disperbyk-167, Disperbyk-170, Disperbyk-182(이상, 빅 케미(BYK)사 제조), 솔스퍼스 76500(루브리졸(주)사 제조), 폴리에틸렌이민계 분산제로서, 솔스퍼스 24000(루브리졸(주)사 제조), 폴리에스테르계 분산제로서, 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 아지스퍼 PB880, 아지스퍼 PB881(이상, 아지노모또 파인테크노 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 분산 보조제로서는, 예를 들어 안료 유도체를 들 수 있고, 구체적으로는, 구리 프탈로시아닌, 디케토피롤로피롤, 퀴노프탈론의 술폰산 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 분산제 및 분산 보조제의 함유량은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 결정하는 것이 가능하다.
-(B) 결합제 수지-
본 발명에서의 결합제 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 카르복실기, 페놀성 수산기 등의 산성 관능기를 갖는 수지인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 카르복실기를 갖는 중합체(이하, "카르복실기 함유 중합체"라고 함)가 바람직하고, 예를 들어 1개 이상의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(이하, "불포화 단량체(b1)"이라고 함)와 다른 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체(이하, "불포화 단량체(b2)"라고 함)의 공중합체를 들 수 있다.
상기 불포화 단량체(b1)로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산, 숙신산 모노 [2-(메트)아크릴로일옥시에틸], ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메트)아크릴레이트, p-비닐벤조산 등을 들 수 있다.
이러한 불포화 단량체(b1)는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 불포화 단량체(b2)로서는, 예를 들어
N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드와 같은 N-위치 치환 말레이미드;
스티렌, α-메틸스티렌, p-히드록시 스티렌, p-히드록시-α-메틸스티렌, p-비닐벤질글리시딜에테르, 아세나프틸렌과 같은 방향족 비닐 화합물;
메틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글루콜(중합도 2 내지 10)메틸에테르(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글루콜(중합도 2 내지 10)메틸에테르(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(중합도 2 내지 10)모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(중합도 2 내지 10)모노(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 글리세롤 모노(메트)아크릴레이트, 4-히드록시페닐(메트)아크릴레이트, 파라쿠밀페놀의 에틸렌옥시드 변성 (메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트, 3-[(메트)아크릴로일옥시메틸]옥세탄, 3-[(메트)아크릴로일옥시메틸]-3-에틸옥세탄과 같은 (메트)아크릴산 에스테르;
시클로헥실비닐에테르, 이소보르닐비닐에테르, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일비닐에테르, 펜타시클로펜타데카닐비닐에테르, 3-(비닐옥시메틸)-3-에틸옥세탄과 같은 비닐에테르;
폴리스티렌, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리-n-부틸(메트)아크릴레이트, 폴리실록산과 같은 중합체 분자쇄의 말단에 모노(메트)아크릴로일기를 갖는 매크로 단량체 등을 들 수 있다.
이러한 불포화 단량체(b2)는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
불포화 단량체(b1)와 불포화 단량체(b2)의 공중합체에 있어서, 상기 공중합체 중의 불포화 단량체(b1)의 공중합 비율은 바람직하게는 5 내지 50질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40질량%이다. 이러한 범위에서 불포화 단량체(b1)를 공중합시킴으로써, 알칼리 현상성 및 보존 안정성이 우수한 착색 조성물을 얻을 수 있다.
불포화 단량체(b1)와 불포화 단량체(b2)의 공중합체의 구체예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)7-140654호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-259876호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-31308호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-300922호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-174224호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-258415호 공보, 일본 특허 공개 제2000-56118호 공보, 일본 특허 공개 제2004-101728호 공보 등에 개시되어 있는 공중합체를 들 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)5-19467호 공보, 일본 특허 공개 (평)6-230212호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-207211호 공보, 일본 특허 공개 (평)09-325494호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-140144호 공보, 일본 특허 공개 제2008-181095호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 측쇄에 (메트)아크릴로일기 등의 중합성 불포화 결합을 갖는 카르복실기 함유 중합체를, 결합제 수지로서 사용할 수도 있다.
본 발명에서의 결합제 수지는, GPC(용출 용매: 테트라히드로푸란)로 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)이 통상 1,000 내지 100,000, 바람직하게는 3,000 내지 50,000이다. Mw가 너무 작으면, 얻어지는 피막의 잔막률 등이 저하되거나, 패턴 형상, 내열성 등이 손상되거나, 나아가 전기 특성이 악화되거나 할 우려가 있고, 한편 너무 크면, 해상도가 저하되거나, 패턴 형상이 손상되거나, 나아가 슬릿 노즐 방식에 의한 도포시에 건조 이물이 발생하기 쉬워지거나 할 우려가 있다.
또한, 본 발명에서의 결합제 수지의 중량 평균 분자량과, GPC(용출 용매: 테트라히드로푸란)로 측정한 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)는 바람직하게는 1.0 내지 5.0, 보다 바람직하게는 1.0 내지 3.0이다.
본 발명에서의 결합제 수지는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있는데, 예를 들어 일본 특허 공개 제2003-222717호 공보, 일본 특허 공개 제2006-259680호 공보, 국제 공개 제07/029871호 공보 등에 개시되어 있는 방법에 의해, 그의 구조나 Mw, Mw/Mn을 제어할 수도 있다.
본 발명에서, 결합제 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서, 결합제 수지의 함유량은, 특정 착색 화합물과, 필요에 따라 사용되는 다른 착색제의 합계 100질량부에 대하여 통상 10 내지 1,000질량부, 바람직하게는 20 내지 500질량부, 보다 바람직하게는 50 내지 400질량부, 더욱 바람직하게는 100 내지 300질량부이다. 결합제 수지의 함유량이 너무 적으면, 예를 들어 알칼리 현상성이 저하되거나, 얻어지는 착색 조성물의 보존 안정성이 저하되거나 할 우려가 있고, 한편 너무 많으면, 상대적으로 착색제 농도가 저하되기 때문에, 박막으로 하여 목적으로 하는 색 농도를 달성하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
-(C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물-
본 발명에서 (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물이 바람직하다.
상기 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 지방족 폴리히드록시 화합물과 (메트)아크릴산을 반응시켜서 얻어지는 다관능 (메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트, 알킬렌옥시드 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트와 다관능 이소시아네이트를 반응시켜서 얻어지는 다관능 우레탄 (메트)아크릴레이트, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트와 산 무수물을 반응시켜서 얻어지는 카르복실기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 지방족 폴리히드록시 화합물로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜과 같은 2가의 지방족 폴리히드록시 화합물, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨과 같은 3가 이상의 지방족 폴리히드록시 화합물을 들 수 있다. 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤 디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 다관능 이소시아네이트로서는, 예를 들어 톨릴렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디페닐메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 산 무수물로서는, 예를 들어 무수 숙신산, 무수 말레산, 무수 글루타르산, 무수 이타콘산, 무수 프탈산, 헥사히드로 무수 프탈산과 같은 2염기산의 무수물, 무수 피로멜리트산, 비페닐테트라카르복실산 2무수물, 벤조페논 테트라카르복실산 2무수물과 같은 4염기산 2무수물을 들 수 있다.
또한, 상기 카프로락톤 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)11-44955호 공보의 단락 [0015] 내지 [0018]에 기재되어 있는 화합물을 들 수 있다. 상기 알킬렌옥시드 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트로서는, 비스페놀 A의 에틸렌옥시드 및 비스페놀 A의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 디(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산의 에틸렌옥시드 및 이소시아누르산의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판의 에틸렌옥시드 및 트리메틸올프로판의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨의 에틸렌옥시드 및 펜타에리트리톨의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨의 에틸렌옥시드 및 펜타에리트리톨의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨의 에틸렌옥시드 및 디펜타에리트리톨의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨의 에틸렌옥시드 및 디펜타에리트리톨의 프로필렌옥시드에서 선택되는 적어도 1종에 의해 변성된 헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 중, 3가 이상의 지방족 폴리히드록시 화합물과 (메트)아크릴산을 반응시켜서 얻어지는 다관능 (메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트, 다관능 우레탄(메트)아크릴레이트, 카르복실기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 3가 이상의 지방족 폴리히드록시 화합물과 (메트)아크릴산을 반응시켜서 얻어지는 다관능 (메트)아크릴레이트 중에서는, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트가, 카르복실기를 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트 중에서는, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트와 무수 숙신산을 반응시켜서 얻어지는 화합물, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트와 무수 숙신산을 반응시켜서 얻어지는 화합물이, 착색층의 강도가 높고, 착색층의 표면 평활성이 우수하고, 또한 미노광부의 기판 위 및 차광층 위에 바탕 오염, 막 잔류 등이 발생하기 어려운 점에서 특히 바람직하다.
본 발명에서, (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서의 (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 함유량은, (B) 결합제 수지 100질량부에 대하여 10 내지 1,000질량부가 바람직하고, 나아가 20 내지 500질량부, 더 나아가 50 내지 300질량부, 특히 80 내지 200질량부가 바람직하다. 이 경우, 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 함유량이 너무 적으면, 충분한 경화성을 얻지 못할 우려가 있다. 한편, 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 함유량이 너무 많으면, 본 발명의 착색 조성물에 알칼리 현상성을 부여한 경우에, 알칼리 현상성이 저하되어, 미노광부의 기판 위 또는 차광층 위에 바탕 오염, 막 잔류 등이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
-(D) 광중합 개시제-
(D) 광중합 개시제는, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등의 방사선의 노광에 의해, 상기 (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 중합 반응을 개시할 수 있는 활성종을 발생하는 화합물이다. 본 발명의 착색 조성물은 (D) 광중합 개시제로서, 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 내용제성이 우수한 착색층을 형성할 수 있는 착색 조성물이 얻어진다.
분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제로서는, 예를 들어 비이미다졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 비이미다졸계 화합물이 바람직하다.
본 발명에서, 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
비이미다졸계 화합물이란, 하기 화학식 (5), 화학식 (6) 또는 화학식 (7)로 표현되는 골격을 적어도 1종 갖는 화합물이다.
Figure pct00017
그 구체예로서는, 예를 들어
2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 등의 비스(할로겐 치환 페닐)테트라키스(알콕시카르보닐페닐)비이미다졸;
2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등의 비스(할로겐 치환 페닐)테트라페닐 비이미다졸
을 들 수 있다.
비이미다졸계 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
이러한 비이미다졸계 화합물 중, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 및 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하고, 특히 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하다.
본 발명에서, 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제의 함유량은, (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 100질량부에 대하여 통상 0.01 내지 50질량부, 바람직하게는 1 내지 40질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 30질량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 30질량부이다.
본 발명에서는, 광중합 개시제로서 비이미다졸계 화합물을 사용하는 경우에는, 하기의 수소 공여체를 더 병용하는 것이, 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 여기에서 말하는 "수소 공여체"란, 노광에 의해 비이미다졸계 화합물로부터 발생한 라디칼에 대하여 수소 원자를 제공할 수 있는 화합물을 의미한다. 본 발명에서의 수소 공여체로서는, 하기에서 정의하는 머캅탄계 화합물, 아민계 화합물 등이 바람직하다.
머캅탄계 화합물이란, 벤젠환 또는 복소환을 모핵으로 하고, 상기 모핵에 직접 결합한 머캅토기를 1개 이상, 바람직하게는 1 내지 3개, 더욱 바람직하게는 1 내지 2개 갖는 화합물(이하, "머캅탄계 수소 공여체"라고 함)을 의미한다. 또한, 아민계 화합물이란, 벤젠환 또는 복소환을 모핵으로 하고, 상기 모핵에 직접 결합한 아미노기를 1개 이상, 바람직하게는 1 내지 3개, 더욱 바람직하게는 1 내지 2개 갖는 화합물(이하, "아민계 수소 공여체"라고 함)을 의미한다. 또한, 이러한 수소 공여체는 머캅토기와 아미노기를 동시에 가질 수도 있다.
이하, 수소 공여체에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
머캅탄계 수소 공여체는, 벤젠환 또는 복소환을 각각 1개 이상 가질 수도 있고, 또한 벤젠환과 복소환의 양자를 가질 수도 있다. 이러한 환을 2개 이상 갖는 경우, 축합환을 형성하고 있을 수도 있다.
또한, 머캅탄계 수소 공여체는, 머캅토기를 2개 이상 갖는 경우, 적어도 1개의 유리(遊離) 머캅토기가 잔존하는 한, 나머지 머캅토기의 1개 이상이 알킬기, 아르알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있을 수도 있다. 나아가, 적어도 1개의 유리 머캅토기가 잔존하는 한, 2개의 황 원자가 알킬렌기 등의 2가의 유기기를 개재하여 결합한 구조 단위, 또는 2개의 황 원자가 디술피드의 형태로 결합한 구조 단위를 가질 수 있다.
또한, 머캅탄계 수소 공여체는, 머캅토기 이외의 개소에서, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 치환 알콕시카르보닐기, 페녹시카르보닐기, 치환 페녹시카르보닐기, 니트릴기 등에 의해 치환되어 있을 수도 있다.
이러한 머캅탄계 수소 공여체의 구체예로서는, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸, 2-머캅토벤조이미다졸, 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-머캅토-2,5-디메틸아미노피리딘 등의 머캅토 치환 복소환 화합물을 들 수 있다.
이러한 머캅탄계 수소 공여체 중, 2-머캅토벤조티아졸 등의 머캅토 치환 벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸 등의 머캅토 치환 벤조옥사졸이 바람직하고, 나아가 머캅토 치환 벤조티아졸이 바람직하고, 특히 2-머캅토벤조티아졸이 바람직하다.
또한, 아민계 수소 공여체는, 벤젠환 또는 복소환을 각각 1개 이상 가질 수도 있고, 또한 벤젠환과 복소환의 양자를 가질 수도 있다. 이러한 환을 2개 이상 갖는 경우, 축합환을 형성하고 있을 수도 있다.
또한, 아민계 수소 공여체는 모든 아미노기가 1급 아미노기일 수도 있고, 아미노기의 1개 이상이 알킬기 또는 치환 알킬기로 치환된 2급 아미노기 또는 3급 아미노기일 수도 있고, 또한 아미노기 이외의 개소에서, 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 치환 알콕시카르보닐기, 페녹시카르보닐기, 치환 페녹시카르보닐기, 니트릴기 등에 의해 치환되어 있을 수도 있다.
이러한 아민계 수소 공여체의 구체예로서는, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 아미노 치환 벤조페논; 4-디에틸아미노아세토페논, 4-디메틸아미노프로피오페논, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 4-디메틸아미노벤조산, 4-디메틸아미노벤조니트릴 등을 들 수 있다.
이러한 아민계 수소 공여체 중, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 아미노 치환 벤조페논이 바람직하고, 특히 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다.
또한, 아민계 수소 공여체는, 비이미다졸계 화합물 이외의 광중합 개시제의 경우에도 증감제로서의 작용을 갖는 것이다.
본 발명에서, 수소 공여체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서, 수소 공여체를 비이미다졸계 화합물과 병용하는 경우, 수소 공여체의 함유량은 (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 100질량부에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 40질량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 30질량부, 특히 바람직하게는 1 내지 20질량부이다. 수소 공여체의 함유량이 너무 적으면, 감도의 개량 효과가 저하되는 경향이 있다. 한편, 너무 많으면, 형성된 착색층이 현상시에 기판으로부터 탈락되기 쉬워지는 경향이 있다.
또한, 비이미다졸계 화합물 100질량부에 대한 수소 공여체의 함유량은 5 내지 60질량부, 나아가 10 내지 40질량부인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 광중합 개시제로서, 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제와 함께, 분자 내 결합 개열형의 광중합 개시제를 병용할 수 있다. 분자 내 결합 개열형의 광중합 개시제로서는, 예를 들어 아세토페논계 화합물, 트리아진계 화합물, O-아실옥심계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, α-디케톤계 화합물, 디아조계 화합물, 이미드 술포네이트계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중, 아세토페논계 화합물, 트리아진계 화합물, O-아실옥심계 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제의 함유 비율은, 원하는 효과를 높이는 점에서, 전체 광중합 개시제 중 바람직하게는 50질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상, 더욱 바람직하게는 70질량% 이상이다. 또한, 상한은 특별히 한정되지 않지만, 90질량%, 80질량%가 바람직하다.
-(E) 음이온성 계면 활성제-
착색제로서 염기성 염료 또는 염기성 레이크 안료를 사용하는 경우, (E) 음이온성 계면 활성제를 함유시킴으로써, 그들의 내열성을 높일 수 있다. 음이온성 계면 활성제로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 카르복실산계 계면 활성제, 인산계 계면 활성제, 술폰산계 계면 활성제 등을 들 수 있다.
상기 카르복실산계 계면 활성제의 구체예로서는, 스테아르산 모노에탄올아민염, 스테아르산 나트륨, 폴리에테르에스테르산의 아민염 등을 들 수 있다.
또한, 상기 인산계 계면 활성제의 구체예로서는, 히드록시에틸렌옥시드 인산 에스테르, 히드록시에틸렌옥시드 인산 에스테르의 나트륨염, 에틸렌옥시드 알킬인산 에스테르, 폴리옥시에틸렌스티렌화 페닐에테르 인산 에스테르 등을 들 수 있다.
또한, 상기 술폰산계 계면 활성제의 구체예로서는, 도데실벤젠술폰산 나트륨, 라우릴 황산 트리에탄올아민염, 라우릴 황산 암모늄, 라우릴 황산 나트륨, 디알킬술포숙신산 나트륨, 알킬나프탈렌 술폰산 나트륨, 알킬디페닐에테르 디술폰산 나트륨, 폴리옥시에틸렌스티렌화 페닐에테르 황산 암모늄, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 황산 암모늄, 폴리옥시에틸렌-1-(알릴옥시메틸)알킬에테르 황산 암모늄, 폴리옥시에틸렌 노닐프로페닐페닐에테르 황산 암모늄 등을 들 수 있다.
이들 중, 원하는 효과를 높이는 점에서, 인산계 계면 활성제, 술폰산계 계면 활성제가 바람직하다. 인산계 계면 활성제 중에서는, 히드록시에틸렌옥시드 인산 에스테르, 에틸렌옥시드알킬인산 에스테르, 폴리옥시에틸렌스티렌화 페닐에테르 인산 에스테르가 특히 바람직하다. 술폰산계 계면 활성제 중에서는, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 황산 암모늄등의 알킬에테르 황산 암모늄이 특히 바람직하고, 구체예로서, 폴리옥시에틸렌-1-(알릴옥시메틸)알킬에테르 황산 암모늄등을 들 수 있다. (E) 음이온성 계면 활성제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
(E) 음이온성 계면 활성제의 함유량은, 착색제 100질량부에 대하여 바람직하게는 5 내지 50질량부, 특히 바람직하게는 20 내지 40질량부이다. 이러한 범위로 음이온성 계면 활성제를 함유시킴으로써, 고온의 가열 공정을 거쳐도 색도 특성이 저하되지 않는 착색층을 형성하는 것이 가능하게 된다.
-(F) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 이외의 가교제-
본 발명의 착색 조성물에는, 상기 (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 이외의 가교제(이하, 간단히 "(F) 가교제"라고도 함)를 함유시킴으로써, 내열성이나 내용제성을 더욱 높일 수 있다. 이러한 (F) 가교제로서는, 예를 들어 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물, N-메틸올기 및 N-알콕시메틸기에서 선택되는 기를 합계 2개 이상 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물로서는, 2개 이상의 옥세타닐기를 갖는 화합물이 바람직하고, 그 구체예로서는, 3,7-비스(3-옥세타닐)-5-옥사-노난, 3,3'-(1,3-(2-메틸레닐)프로판디일 비스(옥시메틸렌))비스-(3-에틸옥세탄), 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에탄, 1,3-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]프로판, 에틸렌글리콜 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 디시클로펜테닐 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 트리에틸렌글리콜 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 테트라에틸렌글리콜 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 트리시클로데칸디일 디메틸렌(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 트리메틸올프로판 트리스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 1,4-비스(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)부탄, 1,6-비스(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)헥산, 펜타에리트리톨 트리스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 폴리에틸렌글리콜 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 디펜타에리트리톨 헥사키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 디펜타에리트리톨펜타키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 디펜타에리트리톨 테트라키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨 헥사키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨펜타키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, 디트리메틸올프로판 테트라키스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, EO 변성 비스페놀 A 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, PO 변성 비스페놀 A 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, EO 변성 수소 첨가 비스페놀 A 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, PO 변성 수소 첨가 비스페놀 A 비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르, EO 변성 비스페놀 F (3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르 등을 들 수 있다.
또한, N-메틸올기 및 N-알콕시메틸기에서 선택되는 기를 합계 2개 이상 갖는 화합물로서는, 예를 들어 멜라민 구조, 벤조구아나민 구조, 우레아 구조를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 멜라민 구조, 벤조구아나민 구조란 각각, 1개 이상의 트리아진환을 기본 골격으로 갖는 화학 구조, 1개 이상의 페닐 치환 트리아진환을 기본 골격으로 갖는 화학 구조를 말하고, 멜라민 화합물, 벤조구아나민 화합물 또는 그들의 축합물도 포함하는 개념이다. 이러한 화합물의 구체예로서는, 하기 화학식 (8) 내지 (12)로 표현되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00018
상기 화학식 (8) 내지 (12) 중, R은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1 내지 4의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기 등을 들 수 있다.
본 발명에서, (F) 가교제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서의 (F) 가교제의 함유량은, (B) 결합제 수지 100질량부에 대하여 10 내지 500질량부가 바람직하고, 특히 30 내지 200질량부가 바람직하다. 이러한 범위에서 (F) 가교제를 함유시킴으로써, 내열성이나 내용제성을 더욱 높일 수 있다.
-(G) 용매-
본 발명의 착색 조성물은 상기 (A) 내지 (D) 성분, 및 임의적으로 가해지는 다른 성분을 함유하는 것인데 통상 용매를 배합하여 액상 조성물로서 제조된다.
상기 용매로서는 착색 조성물을 구성하는 (A) 내지 (D) 성분이나 다른 성분을 분산 또는 용해시키고, 또한 이들 성분과 반응하지 않으며, 적합한 휘발성을 갖는 것인 한, 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
이러한 용매로서는, 예를 들어
에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노에틸에테르 등의 (폴리)알킬렌글리콜 모노알킬에테르류;
락트산 메틸, 락트산 에틸 등의 락트산 알킬에스테르류;
메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소프로판올, 이소부탄올, t-부탄올, 옥탄올, 2-에틸 헥산올, 시클로헥산올 등의 (시클로)알킬알코올류;
디아세톤 알코올 등의 케토 알코올류;
에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트 등의 (폴리)알킬렌글리콜 모노알킬에테르 아세테이트류;
디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 테트라히드로푸란 등의 다른 에테르류;
메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논 등의 케톤류;
프로필렌글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아세테이트, 1,6-헥산디올 디아세테이트 등의 디아세테이트류;
3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 에톡시 아세트산 에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸 프로피오네이트 등의 알콕시 카르복실산 에스테르류;
아세트산 에틸, 아세트산 n-프로필, 아세트산 i-프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 포름산 n-아밀, 아세트산 i-아밀, 프로피온산 n-부틸, 부티르산 에틸, 부티르산 n-프로필, 부티르산 i-프로필, 부티르산 n-부틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 피루브산 n-프로필, 아세토아세트산 메틸, 아세토아세트산 에틸, 2-옥소부탄산 에틸 등의 다른 에스테르류;
톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류;
N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드 또는 락탐류
등을 들 수 있다.
이들 용매 중, 용해성, 안료 분산성, 도포성 등의 관점에서, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 1,3-부틸렌글리콜 디아세테이트, 1,6-헥산디올 디아세테이트, 락트산 에틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸 프로피오네이트, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 포름산 n-아밀, 아세트산 i-아밀, 프로피온산 n-부틸, 부티르산 에틸, 부티르산 i-프로필, 부티르산 n-부틸, 피루브산 에틸 등이 바람직하다.
본 발명에서, 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
용매의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니나, 얻어지는 착색 조성물의 도포성, 안정성 등의 관점에서, 해당 착색 조성물로부터 용매를 제거한 각 성분의 합계 농도가 5 내지 50질량%가 되는 양이 바람직하고, 특히 10 내지 40질량%가 되는 양이 바람직하다.
-첨가제-
본 발명의 착색 조성물은 필요에 따라 다양한 첨가제를 함유할 수도 있다.
첨가제로서는, 예를 들어 유리, 알루미나 등의 충전제; 폴리비닐알코올, 폴리(플루오로알킬아크릴레이트)류 등의 고분자 화합물; 불소계 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제 등의 계면 활성제; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 밀착 촉진제; 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸페놀 등의 산화 방지제; 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논류 등의 자외선 흡수제; 폴리아크릴산 나트륨 등의 응집 방지제; 말론산, 아디프산, 이타콘산, 시트라콘산, 푸마르산, 메사콘산, 2-아미노에탄올, 3-아미노-1-프로판올, 5-아미노-1-펜탄올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 4-아미노-1,2-부탄디올 등의 잔사 개선제; 숙신산 모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸], 프탈산 모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸], ω-카르복시폴리카프로락톤 모노(메트)아크릴레이트 등의 현상성 개선제; 일본 특허 공개 제2008-242078호 공보 등에 개시되어 있는 반응성 관능기를 갖는 실록산 올리고머 등을 들 수 있다.
본 발명의 착색 조성물은 적당한 방법에 의해 제조할 수 있고, 특정 착색제가 염기성 염료인 경우에는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-58642호 공보, 일본 특허 공개 제2010-132874호 공보 등에 개시되어 있는 방법에 의해 제조할 수 있다. 염기성 염료(특정 착색제)와 함께 안료를 사용하는 경우, 일본 특허 공개 제2010-132874호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 특정 착색제를 포함하는 염료 용액을 제1 필터에 통과시킨 후, 제1 필터를 통과한 염료 용액을, 별도 제조한 안료 분산액 등과 혼합하고, 얻어진 착색 조성물을 제2 필터에 통과시킴으로써 제조하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 염기성 염료(특정 착색제)와, 상기 (B) 내지 (D) 성분, 및 필요에 따라 상기 (E) 내지 (F) 성분 및 첨가제 성분을 (G) 용매에 용해시키고, 얻어진 용액을 제1 필터에 통과시킨 후, 제1 필터를 통과한 용액을, 별도 제조한 안료 분산액과 혼합하고, 얻어진 착색 조성물을 제2 필터에 통과시킴으로써 제조하는 방법도 채용할 수 있다. 또한, 특정 착색제를 포함하는 염료 용액을 제1 필터에 통과시킨 후, 제1 필터를 통과한 염료 용액과, 상기 (B) 내지 (D) 성분, 및 필요에 따라 상기 (E) 내지 (F) 성분 및 첨가제 성분을 혼합·용해시키고, 얻어진 용액을 제2 필터에 통과시키고, 또한 제2 필터를 통과한 용액을, 별도 제조한 안료 분산액과 혼합하고, 얻어진 착색 조성물을 제3 필터에 통과시킴으로써 제조하는 방법도 채용할 수 있다.
컬러 필터 및 그의 제조 방법
본 발명의 컬러 필터는 본 발명의 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층을 구비하여 이루어지는 것이다.
컬러 필터를 제조하는 방법으로서는, 첫째로 다음 방법을 들 수 있다. 우선, 기판의 표면 위에, 필요에 따라, 화소를 형성하는 부분을 구획하도록 차광층(블랙 매트릭스)을 형성한다. 계속해서, 이 기판 위에, 예를 들어 특정 착색제를 함유하는 본 발명의 청색의 감방사선성 조성물의 액상 조성물을 도포한 뒤, 프리베이킹을 행하여 용매를 증발시켜, 도막을 형성한다. 계속해서, 이 도막에 포토마스크를 개재하여 노광한 뒤, 알칼리 현상액을 사용하여 현상하고, 도막의 미노광부를 용해 제거한다. 그 후, 포스트베이킹함으로써, 청색의 화소 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이를 형성한다.
계속해서, 녹색 또는 적색의 각 착색 감방사선성 조성물을 사용하여, 상기와 마찬가지로 해서, 각 착색 감방사선성 조성물의 도포, 프리베이킹, 노광, 현상 및 포스트베이킹을 행하여 녹색의 화소 어레이 및 적색의 화소 어레이를 동일 기판 위에 순차 형성한다. 이에 의해, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 화소 어레이가 기판 위에 배치된 컬러 필터가 얻어진다. 단, 본 발명에서 각 색의 화소를 형성하는 순서는 상기의 것에 한정되지 않는다. 또한, 컬러 필터를 제조하는 제1 방법에서는, 상기 청색, 녹색, 적색의 화소 어레이 중 어느 하나 이상이 본 발명의 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층이면 된다.
또한, 블랙 매트릭스는 스퍼터링이나 증착에 의해 성막한 크롬 등의 금속 박막을, 포토리소그래피법을 이용하여 원하는 패턴으로 함으로써 형성할 수 있는데, 흑색의 착색제가 분산된 착색 감방사선성 조성물을 사용하여, 상기 화소 형성의 경우와 마찬가지로 해서 형성할 수도 있다. 본 발명의 착색 조성물은 이와 같은 블랙 매트릭스의 형성에도 적절하게 사용할 수 있다.
컬러 필터를 형성할 때에 사용되는 기판으로서는, 예를 들어 유리, 실리콘, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 들 수 있다.
또한, 이러한 기판에는, 필요에 따라 실란 커플링제 등에 의한 약품 처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상 반응법, 진공 증착 등의 적절한 전처리를 실시해 둘 수도 있다.
착색 감방사선성 조성물을 기판에 도포할 때에는, 스프레이법, 롤 코팅법, 회전 도포법(스핀 코팅법), 슬릿 다이 도포법, 바 도포법 등의 적절한 도포법을 채용할 수 있는데, 특히, 스핀 코팅법, 슬릿 다이 도포법을 채용하는 것이 바람직하다.
프리베이킹은 통상 감압 건조와 가열 건조를 조합하여 행해진다. 감압 건조는 통상 50 내지 200Pa에 도달할 때까지 행한다. 또한, 가열 건조의 조건은 통상 70 내지 110℃에서 1 내지 10분 정도다.
도포 두께는 건조 후의 막 두께로서, 통상 0.6 내지 8㎛, 바람직하게는 1.2 내지 5㎛이다.
화소 및 블랙 매트릭스에서 선택되는 적어도 1종을 형성할 때에 사용되는 방사선의 광원으로서는, 예를 들어 크세논 램프, 할로겐 램프, 텅스텐 램프, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 중압 수은등, 저압 수은등 등의 램프 광원이나 아르곤 이온 레이저, YAG 레이저, XeCl 엑시머 레이저, 질소 레이저 등의 레이저 광원 등을 들 수 있는데, 파장이 190 내지 450nm의 범위에 있는 방사선이 바람직하다.
방사선의 노광량은, 일반적으로는 10 내지 10,000J/m2가 바람직하다.
또한, 상기 알칼리 현상액으로서는, 예를 들어 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하다.
상기 알칼리 현상액에는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용제나 계면 활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 알칼리 현상 후는 통상 수세한다.
현상 처리법으로서는, 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 딥(침지) 현상법, 퍼들(액고임) 현상법 등을 적용할 수 있다. 현상 조건은 상온에서 5 내지 300초가 바람직하다.
포스트베이킹의 조건은 통상 120 내지 280℃에서 10 내지 60분 정도인데, 특정 착색제의 내열성의 관점에서, 포스트베이킹의 온도는 바람직하게는 240℃ 이하, 특히 바람직하게는 230℃ 이하다.
이와 같이 하여 형성된 화소의 막 두께는 통상 0.5 내지 5㎛, 바람직하게는 1 내지 3㎛이다.
또한, 컬러 필터를 제조하는 제2 방법으로서, 일본 특허 공개 (평)7-318723호 공보, 일본 특허 공개 제2000-310706호 공보 등에 개시되어 있는, 잉크젯 방식에 의해 각 색의 화소를 얻는 방법을 채용할 수 있다. 이 방법에서는, 우선 기판의 표면 위에 차광 기능도 겸한 격벽을 형성한다. 계속해서, 형성된 격벽 내에, 예를 들어 특정 착색제를 함유하는 본 발명의 청색의 착색 열경화성 조성물의 액상 조성물을 잉크젯 장치에 의해 토출시킨 뒤, 프리베이킹을 행하여 용매를 증발시킨다. 계속해서, 이 도막을 노광한 뒤, 포스트베이킹 함으로써 경화시켜 청색의 화소 패턴을 형성한다.
계속해서, 녹색 또는 적색의 각 착색 열경화성 조성물을 사용하여, 상기와 마찬가지로 해서, 녹색의 화소 패턴 및 적색의 화소 패턴을 동일 기판 위에 순차 형성한다. 이에 의해, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 화소 패턴이 기판 위에 배치된 컬러 필터가 얻어진다. 단, 본 발명에서 각 색의 화소를 형성하는 순서는 상기의 것에 한정되지 않는다. 또한, 컬러 필터를 제조하는 제2 방법에서도, 상기 청색, 녹색, 적색의 화소 어레이 중 어느 하나 이상이 본 발명의 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층이면 된다.
또한, 상기 격벽은 차광 기능뿐만 아니라, 구획 내에 토출된 각 색의 착색 열경화성 조성물이 혼색되지 않기 위한 기능도 하고 있기 때문에, 상기한 제1 방법에서 사용되는 블랙 매트릭스에 비해 막 두께가 두껍다. 따라서, 격벽은 통상, 흑색 감방사선성 조성물을 사용하여 형성된다.
컬러 필터를 형성할 때에 사용되는 기판이나 방사선의 광원, 또한 프리베이킹나 포스트베이킹의 방법이나 조건은 상기한 제1 방법과 마찬가지이다. 이와 같이 하여, 잉크젯 방식에 의해 형성된 화소의 막 두께는 격벽의 높이와 동일한 정도다.
이와 같이 하여 얻어진 화소 패턴 위에, 필요에 따라 보호막을 형성한 후, 투명 도전막을 스퍼터링에 의해 형성한다. 투명 도전막을 형성한 후, 또한 스페이서를 형성하여 컬러 필터로 할 수도 있다. 스페이서는 통상 감방사선성 조성물을 사용하여 형성되지만, 차광성을 갖는 스페이서(블랙 스페이서)로 할 수도 있다. 이 경우, 흑색의 착색제가 분산된 착색 감방사선성 조성물이 사용되는데, 본 발명의 착색 조성물은 이와 같은 블랙 스페이서의 형성에도 적절하게 사용할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 컬러 필터는 휘도 및 색순도가 매우 높기 때문에, 컬러 액정 표시 소자, 컬러 촬상관 소자, 컬러 센서, 유기 EL 표시 소자, 전자 페이퍼 등에 매우 유용하다.
표시 소자
본 발명의 표시 소자는 본 발명의 컬러 필터를 구비하는 것이다. 표시 소자로서는 컬러 액정 표시 소자, 유기 EL 표시 소자, 전자 페이퍼 등을 들 수 있다.
본 발명의 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자는 투과형이나 반사형일 수도 있고, 적당한 구조를 취할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터를, 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판과는 다른 기판 위에 형성하여, 구동용 기판과 컬러 필터를 형성한 기판이 액정층을 개재하여 대향한 구조를 취할 수 있고, 또한 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판의 표면 위에 컬러 필터를 형성한 기판과, ITO(주석을 도핑한 산화인듐) 전극 또는 IZO(산화인듐과 산화아연의 혼합물) 전극을 형성한 기판이 액정층을 개재하여 대향한 구조를 취할 수도 있다. 후자의 구조는 개구율을 현저히 향상시킬 수 있고, 밝고 고정밀한 액정 표시 소자가 얻어진다는 이점을 갖는다.
본 발명의 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자는 냉음극 형광관(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 외에, 백색 LED를 광원으로 하는 백라이트 유닛을 구비할 수 있다. 백색 LED로서는, 예를 들어 적색 LED와 녹색 LED와 청색 LED를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 적색 LED와 녹색 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 적색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 YAG계 형광체의 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 주황색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 자외선 LED와 적색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체와 청색 발광 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED 등을 들 수 있다.
본 발명의 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자에는, TN(Twisted Nematic)형, STN(Super Twisted Nematic)형, IPS(In-Planes Switching)형, VA(Vertical Alignment)형, OCB(Optically Compensated Birefringence)형 등의 적절한 액정 모드를 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터를 구비하는 유기 EL 표시 소자는 적당한 구조를 채용하는 것이 가능하며, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)11-307242호 공보에 개시되어 있는 구조를 들 수 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터를 구비하는 전자 페이퍼는 적당한 구조를 채용하는 것이 가능하며, 예를 들어 일본 특허 공개 제2007-41169호 공보에 개시되어 있는 구조를 들 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<안료 분산액의 제조>
안료 분산액 제조예 1
착색제로서 C.I. 피그먼트 블루 15:6을 15질량부, 분산제로서 BYK-LPN21116(빅 케미(BYK)사 제조) 12.5질량부(고형분 농도=40질량%), 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 72.5질량부를 사용하고, 비즈 밀에 의해 처리하여, 안료 분산액 (A-1)을 제조하였다.
<염료 용액의 제조>
염료 용액 제조예 1
하기 화학식으로 표현되는 화합물 A를 5질량부, 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 95질량부를 혼합하여, 염료 용액 A를 제조하였다.
Figure pct00019
염료 용액 제조예 2
하기 화학식으로 표현되는 화합물 B를 5질량부, 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 95질량부를 혼합하여, 염료 용액 B를 제조하였다.
Figure pct00020
염료 용액 제조예 3
하기 화학식으로 표현되는 화합물 C를 5질량부, 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 95질량부를 혼합하여, 염료 용액 C를 제조하였다.
Figure pct00021
염료 용액 제조예 4
하기 화학식으로 표현되는 화합물 D를 5질량부, 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 95질량부를 혼합하여, 염료 용액 D를 제조하였다.
Figure pct00022
염료 용액 제조예 5
하기 화학식으로 표현되는 화합물 E를 5질량부, 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 95질량부를 혼합하여, 염료 용액 E를 제조하였다.
Figure pct00023
<결합제 수지의 합성>
합성예 1
냉각관과 교반기를 구비한 플라스크에, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 100질량부를 투입하고 질소 치환하였다. 80℃로 가열하고, 동일 온도에서, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 100질량부, 메타크릴산 20질량부, 스티렌 10질량부, 벤질메타크릴레이트 5질량부, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 15질량부, 2-에틸헥실메타크릴레이트 23질량부, N-페닐말레이미드 12질량부, 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸) 15질량부 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 6질량부의 혼합 용액을 1시간에 걸쳐 적하하고, 이 온도를 유지하여 2시간 중합하였다. 그 후, 반응 용액의 온도를 100℃로 승온시키고 1시간 더 중합함으로써, 결합제 수지 용액(고형분 농도=33질량%)을 얻었다.
얻어진 결합제 수지는 Mw=12,200, Mn=6,500이었다. 이 결합제 수지를 "결합제 수지(b)"라 한다.
<착색 조성물의 제조 및 평가>
실시예 1
안료 분산액 (A-1) 13.6질량부, 염료 용액 A를 27.2질량부, 결합제 수지로서 결합제 수지(b) 용액 21.6질량부, (C) 성분으로서 도아 고세가부시끼가이샤 제조 M-402(디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트와 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트의 혼합물) 9.2질량부, 광중합 개시제로서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 1.7질량부, 수소 공여체로서 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 0.3질량부와 2-머캅토벤조티아졸 0.2질량부, 불소계 계면 활성제로서 DIC 가부시끼가이샤 제조 메가페이스 F-554를 0.2질량부, 및 용매로서 3-메톡시부틸 아세테이트를 혼합하여, 고형분 농도 20질량%의 착색 조성물을 제조하였다.
얻어진 착색 조성물을 유리 기판 위에 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 80℃의 핫 플레이트에서 10분간 프리베이킹을 행하여 막 두께 약 2.5㎛의 도막을 형성하였다.
계속해서, 이 기판을 실온으로 냉각한 뒤, 고압 수은 램프를 사용하여, 포토마스크를 통하지 않고, 각 도막에 365nm, 405nm 및 436nm의 각 파장을 포함하는 방사선을 2,000J/m2의 노광량으로 노광하였다. 이와 같이 하여, 기판 위에 청색의 평가용 경화막을 형성한 평가용 기판 2장을 제조하였다.
내열성의 평가
평가용 기판 2장 중 1장을, 230℃의 클린 오븐 내에서 1시간 포스트베이킹하였다. 포스트베이킹 전후의 기판에 대해서, 색차(ΔEab*)를 컬러 애널라이저(오츠카 덴시(주) 제조 MCPD2000)에 의해 측정하였다. 그리고, ΔEab*가 3.0 미만인 경우를 "◎", 3.0 이상 5.0 미만인 경우를 "○", 5.0 이상인 경우를 "×"라고 평가하였다. 또한, ΔEab*값이 낮을수록 양호한 것을 의미한다. 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
내용제성의 평가
상기에서 얻어진 평가용 기판 2장 중의 남는 1장을, 25℃의 프로필렌글리콜 모노메틸아세테이트에 30분간 침지시켰다. 이 처리 전후의 막 두께를 촉침식 막 두께 측정기(알파 스텝사 IQ, KLA 텐코르사)로 측정하여, 잔막률(처리후 막 두께/처리전 막 두께×100)을 산출하였다. 그리고, 잔막률이 90% 이상인 경우를 "◎", 80% 이상 90% 미만인 경우를 "○", 80% 미만인 경우를 "×"라고 평가하였다. 또한, 잔막률이 높을수록 양호한 것을 의미한다. 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 2 내지 9 및 비교예 1 내지 5
실시예 1에서, 구성 성분의 종류 및 양을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 착색 조성물을 제조하였다. 그리고, 얻어진 착색 조성물에 대하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure pct00024
표 1에서, 각 성분은 하기와 같다.
C-1: 도아 고세가부시끼가이샤 제조 M-402(디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트와 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트의 혼합물)
D-1: 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸
D-2: 에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸 벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-,1-(O-아세틸 옥심)
D-3: 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논(수소 공여체)
D-4: 2-머캅토벤조티아졸(수소 공여체)
D-5: 하기 화학식 (13)으로 표현되는 광중합 개시제
Figure pct00025
E-1: DIC 가부시끼가이샤 제조 불소계 계면 활성제 메가페이스 F-554
E-2: 시판되고 있는 인산계 계면 활성제(히드록시에틸렌옥시드 인산 에스테르)
E-3: 시판되고 있는 술폰산계 계면 활성제(폴리옥시에틸렌-1-(알릴옥시메틸)알킬에테르 황산 암모늄)
Figure pct00026

Claims (8)

  1. (A) 착색제, (B) 결합제 수지, (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 및 (D) 광중합 개시제를 함유하는 착색 조성물이며,
    (A) 착색제로서, 시아노기, 할로겐화 탄화수소기 및 할로술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 전자 흡인기를 갖는 음이온을 갖는 염기성 착색제를 함유하고,
    (D) 광중합 개시제로서 분자간 수소 인발(引拔)형의 광 라디칼 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
  2. (A) 착색제, (B) 결합제 수지, (C) 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 및 (D) 광중합 개시제를 함유하는 착색 조성물이며,
    (A) 착색제로서, 시아노기, 할로겐화 탄화수소기 및 할로술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 전자 흡인기를 갖는 음이온을 갖는 염기성 착색제를 함유하고,
    (D) 광중합 개시제로서 비이미다졸계 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전자 흡인기를 갖는 상기 음이온이 하기 화학식 (1a) 내지 (1e) 중 어느 하나로 표현되는 음이온인 착색 조성물.
    Figure pct00027

    (화학식 (1a)에서, R1은 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 탄화수소기를 나타내고, a는 1 이상의 정수를 나타냄)
    Figure pct00028

    (화학식 (1b)에서, R2는 서로 독립적으로 시아노기, 할로술포닐기, 또는 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 알킬술포닐기를 나타내고, R2가 연결기를 가질 수도 있는 할로겐화 알킬술포닐기인 경우, R2끼리 서로 결합하여 환을 형성할 수도 있음)
    Figure pct00029

    (화학식 (1c)에서, R3은 할로겐화 탄화수소기를 나타내고, P는 인 원자를 나타내고, Hal은 할로기를 나타내고, R3, Hal이 각각 복수개 존재하는 경우 동일하거나 상이할 수도 있으며, b는 1 내지 6의 정수를 나타냄)
    Figure pct00030

    (화학식 (1d)에서, R4는 할로겐화 탄화수소기 또는 시아노기를 나타내고, B는 붕소 원자를 나타내고, Hal은 할로기를 나타내고, R4, Hal이 각각 복수개 존재하는 경우 동일하거나 상이할 수도 있으며, c는 1 내지 4의 정수를 나타냄)
    Figure pct00031

    (화학식 (1e)에서, R5는 서로 독립적으로 할로술포닐기 또는 할로겐화 알킬술포닐기를 나타냄)
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염기성 착색제가 트리아릴메탄계 착색제인 착색 조성물.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분자간 수소 인발형의 광 라디칼 개시제의 함유 비율이 전체 광 중합 개시제 중 50질량% 이상인 착색 조성물.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이미다졸계 화합물의 함유 비율이 전체 광 중합 개시제 중 50질량% 이상인 착색 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색층을 구비하여 이루어지는 컬러 필터.
  8. 제7항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 표시 소자.
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