KR20160002806A - 색재, 색재 분산액, 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 컬러 필터, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

색재, 색재 분산액, 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 컬러 필터, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 도막을 형성 가능한 색재 분산액을 제공한다. (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제를 함유하고, 상기 (A) 색재가, 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 색재 분산액. (일반식(I) 및 일반식(II) 중의 각 부호는 명세서 중에 기재한 바와 같음)

Description

색재, 색재 분산액, 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 컬러 필터, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치{COLORANT, COLORANT DISPERSION LIQUID, COLORED RESIN COMPOSITION FOR COLOR FILTER, COLOR FILTER, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND ORGANIC LIGHT-EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 색재, 색재 분산액, 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 컬러 필터, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
디스플레이 등으로 대표되는 박형 화상 표시 장치, 소위 플랫 패널 디스플레이가, 브라운관형 디스플레이보다도 얇아 깊이 방향으로 장소를 차지하지 않는 것을 특징으로 해서 수많이 출시되었다. 그 시장 가격은 생산 기술의 진화와 함께 해마다 가격이 적당해지고, 또한 수요가 확대되어, 생산량도 해마다 증가하고 있다. 특히 컬러 액정 TV는 거의 TV의 메인 스트림에 도달하였다. 또한, 최근에는 자발광에 의해 시인성이 높은 유기 EL 디스플레이와 같은 유기 발광 표시 장치도, 차세대 화상 표시 장치로서 주목받고 있다. 이들 화상 표시 장치의 성능에서는 콘트라스트나 색 재현성의 향상이라는 가일층의 고화질화나 소비 전력의 저감이 강하게 요망되고 있다.
이들 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치에는 컬러 필터가 사용된다. 예를 들어, 컬러 액정 디스플레이의 경우에는, 백라이트를 광원으로 하고, 전기적으로 액정을 구동시킴으로써 광량을 제어하고, 그 광이 컬러 필터를 통과함으로써 색 표현을 행하고 있다. 따라서 액정 TV의 색 표현에는 컬러 필터는 없어서는 안 되며, 또한 디스플레이의 성능을 좌우하는 큰 역할을 담당하고 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치에서는 백색 발광의 유기 발광 소자에 컬러 필터를 사용한 경우에는 액정 표시 장치와 마찬가지로 컬러 화상을 형성한다.
최근의 경향으로서, 화상 표시 장치의 전력 절약화가 요구되고 있어, 백라이트의 이용 효율을 향상시키기 위해서 컬러 필터의 고휘도화가 특히 요구되고 있다. 특히 모바일 디스플레이(휴대 전화, 스마트폰, 태블릿 PC)에서는 큰 과제이다.
기술 진화에 따라 전지 용량이 커졌다고는 해도, 모바일의 축전량은 유한한 것에 변함은 없고, 한편 화면 사이즈의 확대에 수반하여 소비 전력은 증가하는 경향이 있다. 모바일 단말기의 사용 가능 시간이나 충전 빈도에 직결되기 때문에, 컬러 필터를 포함하는 화상 표시 장치는 모바일 단말기의 설계나 성능을 좌우한다.
여기서, 컬러 필터는 일반적으로, 투명 기판과, 투명 기판 상에 형성되고, 적색, 녹색, 청색의 삼원색의 착색 패턴을 포함하는 착색층과, 각 착색 패턴을 구획하게 투명 기판 상에 형성된 차광부를 갖고 있다.
이러한 착색층의 형성 방법에서는, 색재로서 내열성이나 내광성이 우수한 안료를 사용한 안료 분산법이 널리 사용되어 왔다. 그러나 안료를 사용한 컬러 필터로는, 현재 가일층의 고휘도화에 대한 요구를 달성하는 것이 곤란해지게 되었다.
고휘도화를 달성하기 위한 하나의 수단으로서, 염료를 사용한 컬러 필터용 착색 수지 조성물이 검토되고 있다. 염료는 안료에 비하여, 일반적으로 투과율이 높고, 고휘도의 컬러 필터를 제조할 수 있지만, 내열성이나 내광성이 나빠, 컬러 필터 제조 공정에서의 고온 가열시 등에, 색도가 변화하기 쉽다는 문제가 있었다. 또한, 염료를 사용한 착색 수지 조성물은 건조 공정 중에 이물을 석출하기 쉽다는 문제가 있었다. 도막에 이물이 석출되면 콘트라스트가 현저하게 악화되어 착색층으로서 사용하는 것은 곤란하였다.
염료의 각종 내성을 향상하는 방법으로서, 염료를 조염하는 방법이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 색 특성, 내열성, 내광성 및 내용제성이 우수한 컬러 필터용 착색 수지 조성물로서, 염기성 염료와, 분자량이 200 내지 3500인 음이온 성분과의 조염 화합물을 함유하는 컬러 필터용 착색 조성물이 기재되어 있다. 그러나 특허문헌 1에 기재된 컬러 필터용 착색 조성물을 사용한 착색층은 컬러 필터 제조 공정에서의 고온 가열 공정에 대한 내열성이 불충분하였다.
특허문헌 2에는, 양호한 몰 흡광 계수를 갖는 염료로서, 크산텐 골격을 갖는 양이온과, 트리페닐메탄 골격을 갖는 음이온을 포함하는 염이 개시되어 있다. 특허문헌 2의 상기 염은 유기 용매에의 용해성을 나타낸다고 기재되어 있고, 수지 조성물 중에서 분산시켜서 사용하는 것은 아니었다.
본 발명자들은 특허문헌 3에서, 복수의 염료 골격이 가교 기에 의해 가교된 2가 이상의 양이온과, 2가 이상의 음이온을 함유하는 특정한 색재를 사용한 컬러 필터 등을 개시하고 있다. 상기 색재는 2가 이상의 음이온을 함유함으로써 분자 회합체가 형성되어, 내열성이 우수하고, 당해 색재를 사용한 컬러 필터는 고콘트라스트이고, 내용제성 및 전기 신뢰성이 우수한 것을 개시하고 있다.
국제 공개 제2011/037195호 팸플릿 일본 특허 공개 제2012-233033호 공보 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿
본 발명자들은 내열성이 우수하고, 고휘도화를 기대할 수 있는 점에서, 특허문헌 3에 기재된 색재를 사용하는 것을 검토하였다. 그러나 원하는 색조로 조정하기 위해서는, 다른 색재를 조합해서 사용할 필요가 있었다.
다른 색재로서 종래 사용되고 있는 디옥사진계 자색 안료를 사용한 경우에는, 안료의 투과율이 낮기 때문에 휘도가 저하되어버리고, 염료를 사용한 경우에는 내열성이나 내광성이 악화되고, 결과로서 휘도가 저하된다는 문제가 있었다. 또한, 금속 레이크 안료를 사용한 경우에는, 염료보다는 내열성이 향상되어 있기는 하지만, 내열성이 아직 불충분하고, 결과로서 휘도가 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 도막을 형성 가능한 색재 분산액, 원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 착색층을 형성 가능한 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 당해 착색 수지 조성물을 사용한 고휘도의 컬러 필터, 당해 컬러 필터를 갖는 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치, 및 내열성이 우수하고, 또한 착색 수지 조성물의 경시 안정성을 향상 가능한 색재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 색재 분산액은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제를 함유하고, 상기 (A) 색재가, 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00001
(일반식(I) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
일반식(II) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기), 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.)
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 수지 조성물은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, (D) 바인더 성분을 함유하고, 상기 (A) 색재가, 적어도 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 상기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러 필터는 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 착색층을 적어도 구비하는 컬러 필터이며, 당해 착색층 중 적어도 하나가, 적어도 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 상기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 색재 분산액, 본 발명의 컬러 필터용 착색 수지 조성물 및 본 발명의 컬러 필터에서는, 상기 색재 (A-1)이 또한, 폴리산 음이온을 함유하는 하기 일반식(III)으로 표시되는 색재인 것이 내열성 및 분산성의 점에서 바람직하다.
Figure pct00002
(일반식(III) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이다.)
본 발명의 색재 분산액, 본 발명의 컬러 필터용 착색 수지 조성물 및 본 발명의 컬러 필터에서는, 상기 일반식(III)으로 표시되는 색재에 있어서의 폴리산 음이온이 적어도 텅스텐을 포함하고, 당해 폴리산 음이온 중의 텅스텐과 몰리브덴의 몰비가 100:0 내지 85:15인 것이 내열성 및 내광성을 양립시키는 점에서 바람직하다.
본 발명은 상기 본 발명에 따른 컬러 필터와, 대향 기판과, 상기 컬러 필터와 상기 대향 기판 사이에 형성된 액정층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 컬러 필터와, 유기 발광체를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 하기 일반식(III')로 표시되는 색재를 제공한다.
Figure pct00003
(일반식(III') 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이며, c:(d×e)가 5:95 내지 50:50이다.)
본 발명에 따르면, 원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 도막을 형성 가능한 색재 분산액, 원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 착색층을 형성 가능한 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 당해 착색 수지 조성물을 사용한 고휘도의 컬러 필터, 당해 컬러 필터를 갖는 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치, 및 내열성이 우수하고, 또한 착색 수지 조성물의 경시 안정성을 향상 가능한 색재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 컬러 필터의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 3은 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 일례를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4는 색재 (A-1)의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 5는 색재 (A-1)의 다른 일례를 도시하는 모식도이다.
도 6은 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과, 폴리산 음이온이 염 형성한 색재의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 7은 일반식(III')로 표시되는 색재의 일례를 도시하는 모식도이다.
이하, 본 발명에 따른 색재 분산액, 색재, 컬러 필터용 착색 수지 조성물, 컬러 필터, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치에 대해서 순서대로 설명한다.
또한, 본 발명에서 광에는, 가시 및 비가시 영역의 파장을 갖는 전자파, 나아가 방사선이 포함되고, 방사선에는, 예를 들어, 마이크로파, 전자선이 포함된다. 구체적으로는, 파장 5㎛ 이하의 전자파 및 전자선을 말한다.
본 발명에 있어서, (메트)아크릴이란, 아크릴 및 메타크릴의 각각을 나타내고, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 각각을 나타낸다.
또한, 본 발명에서 유기기란, 탄소 원자를 1개 이상 갖는 기를 말한다.
1. 색재 분산액
본 발명에 따른 색재 분산액은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제를 함유하고, 상기 (A) 색재가, 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00004
(일반식(I) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
일반식(II) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.)
본 발명에 따른 색재 분산액은 (A) 색재로서 상기 특정한 색재 (A-1)을 사용하고, 또한 (C) 용제에 분산되어 있음으로써, 원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 도막을 형성 가능한 색재 분산액이 된다.
상기 특정한 조합에 의해, 상기와 같은 효과를 발휘하는 작용으로서는 아직 해명되지 않았지만 이하와 같이 추정된다.
일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온은 복수의 발색 부위를 갖고, 당해 발색 부위가 염기성 염료와 마찬가지인 기본 골격을 갖기 때문에, 종래의 염료와 마찬가지로 투과율이 우수한 한편, 종래의 염기성 염료보다도 분자량이 크고 내열성이 우수하다. 색재 (A-1)은 이러한 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있다. 그로 인해, 원하는 색조로 조정하면서, 분자량이 더욱 증대되고, 내열성이 향상되어, 컬러 필터 제조 공정에서의 고온 가열 공정을 거쳐도, 고휘도를 실현할 수 있는 것으로 추정된다.
또한, 종래, 크산텐계 염료 내지 레이크 안료 단독으로는 분산하기 어렵기 때문에, 분산제의 사용량이 많았다. 본 발명에서 색재 (A-1)은 상기 양이온과 상기 음이온이 염을 형성한 채 분산제(B)에 의해 분산되어 있기 때문에, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온을 함유하는 색재와, 일반식(II)로 표시되는 음이온을 함유하는 색재를 따로따로 분산할 경우와 비교하여, 분산제 사용량을 줄이는 것이 가능하게 된다. 그로 인해, 본 발명의 색재 분산액은 색재의 함유 비율을 증가시켰을 경우에도 양호하게 분산이 가능하고, 색 농도가 높은 색재 분산액으로 하는 것도 가능하게 된다. 이러한 점에서, 본 발명의 색재 분산액을 사용함으로써, 컬러 필터용 착색 수지 조성물의 바인더 성분이나 그 밖의 성분의 함유 비율을 증가시키는 등, 설계 폭을 확장할 수 있고, 또한 종래보다도 박막으로 했을 경우라도 원하는 색조를 얻을 수 있다.
본 발명의 색재 분산액은 적어도 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제를 함유하는 것이며, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 성분을 더 함유해도 좋은 것이다.
이하, 이러한 본 발명의 색재 분산액의 각 성분에 대해서 순서대로 상세하게 설명한다.
[(A) 색재]
본 발명에서 사용되는 (A) 색재는, 적어도 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 색재를 더 함유해도 좋은 것이다. 본 발명에서는, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 분산해서 사용함으로써, 분산성 및 내열성이 우수하고, 색 농도를 높이는 것이 가능하게 되어, 고휘도의 컬러 필터를 얻을 수 있다.
<색재 (A-1)>
본 발명에서는, 색재로서 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 사용함으로써, 컬러 필터의 고휘도화를 가능하게 하는 동시에, 내용제성이나 전기 신뢰성도 우수한 착색층을 형성할 수 있다.
Figure pct00005
(일반식(I) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때, 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
일반식(II) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.)
도 4에 색재 (A-1)의 모식도를 나타낸다. 색재 (A-1)(110)은 복수의 발색 부위(101)가 연결기 A(102)를 개재해서 연결하는 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온(103)과, 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온(104)이 염을 형성하고 있다. 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온(103)은 발색 부위(101)가 양이온성을 갖는 부위이기 때문에, 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온(104)은 당해 발색 부위(1)와의 사이에서 이온 쌍을 형성하는 것으로 추정된다. 발색 부위(101)와, 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온(104)은 모두 방향족환을 갖는 등, 탄소 골격이 유사하기 때문에, π-π 상호 작용 등의 상호 작용에 의해 이온 쌍의 해리가 억제되는 것으로 추정된다. 그 결과, 내열성이 더욱 향상되는 것으로 추정된다.
(일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온)
본 발명에서 사용되는 색재 (A-1)은 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온을 갖는다. 당해 양이온을 함유함으로써, 색재 (A-1)의 내열성이 우수하다.
Figure pct00006
(일반식(I) 중의 각 부호는 상술한 바와 같음)
일반식(I)에서의 A는 N(질소 원자)과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O(산소 원자), S(황 원자), N(질소 원자)이 함유될 수 있는 것이다. N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않기 때문에, 양이온성 발색 부위가 갖는 색조나 투과율 등의 색 특성은, 연결기 A나 다른 발색 부위의 영향을 받지 않고, 단량체와 마찬가지인 색을 유지할 수 있다.
A에서, 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기는, N과 직접 결합하는 말단의 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않으면, 직쇄, 분기 또는 환상 중 어느 것이든 좋고, 말단 이외의 탄소 원자가 불포화 결합을 갖고 있어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 되고, 탄소 쇄 중에, O, S, N이 포함될 수 있다. 예를 들어, 카르보닐기, 카르복시기, 옥시카르보닐기, 아미드기 등이 함유될 수 있고, 수소 원자가 다시 할로겐 원자 등으로 치환되어 있어도 된다.
또한, A에서 상기 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기를 갖는 단환 또는 다환 방향족기를 들 수 있고, 치환기를 가질 수 있고, O, S, N이 포함되는 복소환이어도 된다.
그중에서도, 골격의 견뢰성의 관점에서, A는 환상의 지방족 탄화수소기 또는 방향족기를 함유하는 것이 바람직하다.
환상의 지방족 탄화수소기로서는 그 중에서도, 유교 지환식 탄화수소기가 골격의 견뢰성의 관점에서 바람직하다. 유교 지환식 탄화수소기란, 지방족 환 내에 가교 구조를 갖고, 다환 구조를 갖는 다환상 지방족 탄화수소기를 말하고, 예를 들어, 노르보르난, 비시클로[2,2,2]옥탄, 아다만탄 등을 들 수 있다. 유교 지환식 탄화수소기 중에서도, 노르보르난이 바람직하다. 또한, 방향족기로서는 예를 들어, 벤젠환, 나프탈렌환을 함유하는 기를 들 수 있고, 그 중에서도, 벤젠환을 함유하는 기가 바람직하다. A에서의 가수 a는 양이온을 구성하는 발색성 양이온 부위의 수이며, a는 2 이상의 수이다. 본 발명의 색재에 있어서는, 양이온의 가수 a가 2 이상이기 때문에, 내열성이 우수하고, a의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 제조의 용이성의 관점에서, a가 2 내지 4인 것이 바람직하고, 2 내지 3인 것이 보다 바람직하고, 2인 것이 더욱더 바람직하다. 예를 들어, A가 2가의 유기기일 경우, 탄소 원자수 1 내지 20의 직쇄, 분기, 또는 환상의 알킬렌기나, 크실릴렌기 등의 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬렌기를 2개 치환한 방향족기 등을 들 수 있다.
Ri 내지 Rv에서의 알킬기는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 탄소 원자수 1 내지 20의 직쇄 또는 분기 형상 알킬기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 탄소 원자수가 1 내지 8인 직쇄 또는 분기의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수가 1 내지 5인 직쇄 또는 분기의 알킬기인 것이, 휘도 및 내열성의 관점에서, 보다 바람직하다. 그 중에서도, Ri 내지 Rv에 있어서의 알킬기가 에틸기 또는 메틸기인 것이 특히 바람직하다. 알킬기가 가질 수 있는 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아릴기, 할로겐 원자, 수산기 등을 들 수 있고, 치환된 알킬기로서는 벤질기 등을 들 수 있다.
Ri 내지 Rv에서의 아릴기는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다. 아릴기가 가질 수 있는 치환기로서는, 예를 들어, 알킬기, 할로겐 원자 등을 들 수 있다.
Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성하고 있다란, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 질소 원자를 개재해서 환 구조를 형성하고 있는 것을 말한다. 환 구조는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 피롤리딘환, 피페리딘환, 모르폴린환 등을 들 수 있다.
그중에서도 화학적 안정성의 점에서 Ri 내지 Rv로서는 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 내지 5의 알킬기, 페닐기 또는 Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 피롤리딘환, 피페리딘환, 모르폴린환을 형성하고 있는 것이 바람직하다.
Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 상기 구조를 취할 수 있지만, 그 중에서도, 색순도의 점에서 Ri이 수소 원자인 것이 바람직하고, 또한 제조 및 원료 조달의 용이함의 관점에서, Rii 내지 Rv가 모두 동일한 것이 보다 바람직하다.
Ar1에서의 2가의 방향족기는 특별히 한정되지 않는다. Ar1에서의 방향족기로서는, A에서의 방향족기에 예로 든 것과 마찬가지의 것으로 할 수 있다.
Ar1은 탄소 원자수 6 내지 20의 방향족기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 10 내지 14의 축합 다환식 탄소 환을 포함하는 방향족기가 보다 바람직하다. 그 중에서도, 구조가 단순하고 원료가 저렴한 점에서 페닐렌기나 나프틸렌기인 것이 보다 바람직하다.
1 분자 내에 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 동일하거나 상이할 수 있다. Ri 내지 Rv 및 Ar1의 조합에 의해, 원하는 색으로 조정할 수 있다.
일반식(I)에서의 n은 0 또는 1의 정수이다. n=0은 트리아릴메탄 골격을 나타내고, n=1은 크산텐 골격을 나타낸다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다. 즉, 예를 들어, 트리아릴메탄 골격만 또는 크산텐 골격만을 복수 갖는 양이온이어도 되고, 1분자 내에, 트리아릴메탄 골격과 크산텐 골격의 양쪽을 함유하는 양이온이어도 된다. 색순도의 면에서는, 동일 골격만을 갖는 양이온인 것이 바람직하다. 한편, 트리아릴메탄 골격과 크산텐 골격의 양쪽을 함유하는 양이온으로 함으로써, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온은 원하는 색으로 조정할 수 있다.
일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온의 제조 방법은 종래 공지된 방법 중에서 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 제조 방법에 의해 얻을 수 있다.
(일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온)
본 발명에서 사용되는 색재 (A-1)은 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온을 갖는다. 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 염 형성시켜서 사용함으로써, 내열성이 향상됨과 함께, 착색층을 원하는 색조로 조정할 수 있고, 고휘도화도 달성 가능하게 된다.
Figure pct00007
(일반식(II) 중의 각 부호는 상술한 바와 같음)
R1 내지 R4에서의 알킬기는 예를 들어, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기상 알킬기 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄 또는 분기 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 5의 직쇄 또는 분기 알킬기인 것이, 휘도 및 내열성의 점에서 보다 바람직하다. 그 중에서도, R1 내지 R4에서의 알킬기가 에틸기 또는 메틸기인 것이 특히 바람직하다. 알킬기가 가질 수 있는 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아릴기, 할로겐 원자, 수산기, 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하는 치환기, 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함하는 치환기 등을 들 수 있고, 치환된 알킬기로서는 벤질기 등을 들 수 있고, 또한 술포네이트기, 또는 카르복실레이트기를 갖고 있어도 된다.
R1 내지 R4에서의 아릴기는 예를 들어, 탄소 원자수 6 내지 12의 아릴기를 들 수 있고, 아릴기의 구체예로서는 예를 들어, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다. 아릴기가 가질 수 있는 치환기로서는 예를 들어, 알킬기, 할로겐 원자 등을 들 수 있고, 알킬기는 또한 술포네이트기, 또는 카르복실레이트기를 갖고 있어도 된다.
R1 내지 R4에서의 아르알킬기는 예를 들어, 탄소 원자수 7 내지 16의 아르알킬기를 들 수 있고, 구체예로서는 예를 들어, 벤질기, 페네틸기, 나프틸메틸기, 비페닐메틸기 등을 들 수 있고, 또한 술포네이트기, 또는 카르복실레이트기를 갖고 있어도 된다.
R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성하고 있다란, R1과 R2, R3과 R4가 질소 원자를 개재해서 환 구조를 형성하고 있는 것을 말한다. 환 구조는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 피롤리딘환, 피페리딘환, 모르폴린환 등을 들 수 있다.
R6 및 R7에서의 알킬기는 상기 R1 내지 R4에서의 알킬기와 마찬가지인 것으로 할 수 있다. 또한, R6 및 R7에서의 할로겐 원자로서는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.
R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. 치환기를 가질 수 있는 알킬기로서는, 상기 R1 내지 R4에서의 알킬기와 마찬가지인 것으로 할 수 있고, 술포네이트기, 또는 카르복실레이트기를 갖고 있어도 된다.
상기 일반식(II)에 있어서, 크산텐 골격에 결합한 벤젠환에서의 치환기 R5의 치환 위치는 크산텐 골격에 대하여 오르토 위치 또는 파라 위치인 것이 안정성의 점에서 바람직하고, 또한 오르토 위치인 것이 바람직하다. 치환기 R5가 오르토 위치에 있으면, 벤젠환이 결합하고 있는 크산텐 골격의 탄소 원자와 공명하여 환 구조를 형성할 수 있고, 그 때문에 내열성과 내광성이 향상된다고 추정된다.
본 발명에서, 일반식(II)로 표시되는 음이온은 R1 내지 R5에서, 1 분자 중에 합계 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 또는 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함하는 것이다. 그로 인해, 일반식(II)로 표시되는 음이온은 1가의 음이온이다. 일반식(II)로 표시되는 음이온이 1가의 음이온이기 때문에, 색재 (A-1)은 도 4와 같이 분자량이 적절한 크기가 되고, 분산성이 우수하다.
일반식(II)로 표시되는 1가 음이온의 구체예로서는 애시드 레드 50, 52, 289, 애시드 바이올렛 9, 30, 애시드 블루 19의 음이온 등을 들 수 있고, 내열성이 우수하고, 고휘도의 도막을 형성 가능하며, 입수가 용이한 점에서, 애시드 레드 52, 289가 바람직하다.
(기타의 이온)
색재 (A-1)은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 다른 양이온이나 음이온을 더 함유해서 복염이 되어 있어도 좋다. 이러한 양이온의 구체예로서는, 다른 염기성 염료 이외에, 아미노기, 피리딘기, 이미다졸기 등 음이온과 염 형성 가능한 관능기를 함유한 유기 화합물이나, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 마그네슘 이온, 칼슘 이온, 구리 이온, 철 이온, 알루미늄 이온, 지르코늄 이온 등의 금속 이온이나, 폴리염화알루미늄 등의 무기 중합체를 들 수 있다. 또한, 음이온의 구체예로서는 불화물 이온, 염화물 이온, 브롬화물 이온 등의 할로겐화물 이온이나, 무기산의 음이온 등을 들 수 있다. 상기 무기산의 음이온으로서는 인산 이온, 황산 이온, 크롬산 이온, 텅스텐산 이온(WO4 2-), 몰리브덴산 이온(MoO4 2 -) 등의 옥소산의 음이온 외에, 폴리산 음이온을 들 수 있고, 본 발명에서는, 색재 (A-1)이 또한 폴리산 음이온을 함유하는 하기 일반식(III)으로 표시되는 색재인 것이, 내열성이 우수하고, 고휘도의 도막을 형성 가능한 점에서 특히 바람직하다.
Figure pct00008
(일반식(III) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이다.)
도 5에 일반식(III)으로 표시되는 색재의 모식도를 나타낸다. 일반식(III)으로 표시되는 색재(120)는 복수의 발색 부위(101)가 연결기 A(102)를 개재해서 연결하는 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온(103)이, 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온(104) 외에, 폴리산 음이온(105)과도 염을 형성하고 있다. 2가 이상의 폴리산 음이온(105)과 2가 이상의 양이온(103)을 함유하기 때문에, 일반식(III)으로 표시되는 색재에 있어서는, 폴리산 음이온(105)을 개재해서 복수의 분자가 모이는 분자 회합체를 형성하는 것으로 추정된다. 그로 인해, 일반식(III)으로 표시되는 색재의 겉보기 분자량은 종래의 레이크 안료의 분자량에 비하여 현저히 증대되고, 고체 상태에서의 응집력이 더욱 커지고, 이온 쌍의 해리나 색소 골격의 분해를 억제할 수 있고, 내열성이 향상되는 것으로 추정된다. 또한, 2가 이상의 음이온으로서 무기 음이온인 폴리산 음이온(105)을 사용함으로써, 분자 회합체의 접속부가 견고한 것이 되기 때문에, 내열성이 더욱 향상되는 것으로 추정된다.
한편, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온은 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온(104)과도 염 형성하고, 당해 부분은 상기 분자 회합체의 말단을 구성한다. 그로 인해, 분자 회합체가 너무 커지는 것을 억제하고, 일반식(III)으로 표시되는 색재는 내열성이 우수함과 함께 분산성도 우수한 크기가 된다. 그 결과, 분산제 사용량을 저감시킬 수 있고, 색재 분산액 내의 색재의 농도를 상대적으로 높일 수 있고, 착색층을 박막화해도 원하는 색조로 조정하는 것이 가능하게 되는 것으로 추정된다.
일반식(III) 중의, Ri 내지 Rv, A, Ar1, a 및 n은 상기 일반식(I)과 마찬가지인 것으로 할 수 있다. 또한, 일반식(III) 중의, R1 내지 R7 및 m은 상기 일반식(II)와 마찬가지인 것으로 할 수 있다.
일반식(III)에서의 폴리산 음이온(Bd -)으로서는, 이소폴리산 이온(MmOn)d -이어도 되고 헤테로폴리산 이온(XlMmOn)d -이어도 된다. 상기 이온식 중, M은 폴리 원자, X는 헤테로 원자, m은 폴리 원자의 조성비, n은 산소 원자의 조성비를 나타낸다. 폴리 원자 M으로서는 예를 들어, Mo, W, V, Ti, Nb 등을 들 수 있다. 또한, 헤테로 원자 X로서는 예를 들어, Si, P, As, S, Fe, Co 등을 들 수 있다. 또한, 일부에 Na+나 H+ 등의 반대 양이온이 함유될 수 있다.
그 중에서도, 고휘도이며 내열성이나 내광성이 우수한 점에서, 텅스텐(W) 및 몰리브덴(Mo) 중 적어도 1종을 함유하는 폴리산 음이온인 것이 바람직하고, 적어도 텅스텐을 포함하고, 또한 몰리브덴을 함유하고 있어도 되는 폴리산 음이온인 것이, 내열성의 점에서 보다 바람직하다.
텅스텐(W) 및 몰리브덴(Mo) 중 적어도 1종을 함유하는 폴리산 음이온으로서는 예를 들어, 이소폴리산인, 텅스텐산 이온[W10O32]4 -, 몰리브덴산 이온[Mo6O19]2 -나, 헤테로폴리산인, 인 텅스텐산 이온[PW12O40]3 -, [P2W18O62]6-, 규소 텅스텐산 이온 [SiW12O40]4-, 인 몰리브덴산 이온[PMo12O40]3 -, 규소 몰리브덴산 이온[SiMo12O40]4 -, 인 텅스텐 몰리브덴산 이온[PW12-xMoxO40]3 -(x는 1 내지 11의 정수), [P2W18 - yMoyO62]6-(y는 1 내지 17의 정수), 규소 텅스텐 몰리브덴산 이온[SiW12-xMoxO40]4 -(x는 1 내지 11의 정수) 등을 들 수 있다. 텅스텐(W) 및 몰리브덴(Mo) 중 적어도 1종을 함유하는 폴리산 음이온으로서는, 내열성의 관점 및 원료 입수의 용이성의 관점에서, 상기한 것 중에서도 헤테로폴리산인 것이 바람직하고, 또한 P(인)을 함유하는 헤테로폴리산인 것이 보다 바람직하다.
적어도 텅스텐(W)을 함유하는 폴리산 음이온에서, 텅스텐과 몰리브덴과의 함유비는 특별히 한정되지 않지만, 특히 내열성이 우수한 점에서, 텅스텐과 몰리브덴과의 몰비가 100:0 내지 85:15인 것이 바람직하고, 100:0 내지 90:10인 것이 보다 바람직하다.
일반식(III)에서의 폴리산 음이온은 상기한 폴리산 음이온을 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있고, 2종 이상을 조합하여 사용하는 경우에는, 폴리산 음이온 전체에서의 텅스텐과 몰리브덴과의 몰비가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
일반식(III)으로 표시되는 색재에 있어서, 상기 일반식(II)로 표시되는 음이온과, 상기 폴리산 음이온과의 함유비는, 원하는 색조가 얻어지도록 적절히 조정하면 된다. 내열성 및 분산성의 관점에서는, 일반식(II)로 표시되는 음이온과, d가의 폴리산 음이온과의 함유비는 전하 기준(c:(d×e))으로서, 그 중에서도, 5:95 내지 40:60인 것이 바람직하고, 10:90 내지 30:70인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서 색재(III)은 그 중에서도, 하기 일반식(III')로 표시되는 색재인 것이, 내열성이 우수하고, 또한 후술하는 착색 수지 조성물의 경시 안정성을 향상 가능한 점에서 바람직하다.
Figure pct00009
(일반식(III') 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이며, c:(d×e)가 5:95 내지 50:50이다.)
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 일반식(III)으로 표시되는 색재에 있어서, 1가의 음이온인 일반식(II)로 표시되는 음이온과, d가의 폴리산 음이온과의 함유비를, 전하 기준으로서 5:95 내지 50:50, 즉(1×c):(d×e)가 5:95 내지 50:50의 범위 내로 함으로써, 우수한 내열성을 갖고, 또한 착색 수지 조성물로 했을 때의 경시 안정성도 우수함을 알아내었다.
이에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 도 6은 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과, 폴리산 음이온이 염 형성한 색재의 일례를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 7은 일반식(III')로 표시되는 색재의 일례를 도시하는 모식도이다. 전술한 바와 같이, 2가 이상의 양이온과 2가 이상의 음이온을 조합함으로써 분자 회합체가 형성된다고 추정된다. 그러나 도 6의 예에 나타나는 바와 같이, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온(103)과 폴리산 음이온(105)만을 조합한 경우, 분자 회합체의 말단에는 염 형성하지 않은 폴리산 음이온(106)이나 염 형성하지 않은 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온(107)이 존재하는 것으로 추정된다. 염 형성하지 않은 폴리산 음이온(106)은 산성도가 높고, 분자 회합체의 말단에 존재하면, 후술하는 바인더 성분 등에 작용하여, 당해 바인더 성분 등을 분해하거나, 변질시키는 것으로 추정된다. 그로 인해, 도 6의 예에 나타낸 바와 같은 색재는 후술하는 착색 수지 조성물로 했을 때에, 경시적으로 증점하기 쉽다고 추정된다.
한편, 도 7의 예에 나타나는 바와 같이, 일반식(III')로 표시되는 색재(130)는 특정량으로 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온(104)과 폴리산 음이온(105)을 조합함으로써, 내열성이 향상되는 분자 회합체를 형성하면서, 상대적으로 폴리산 음이온(105)의 함유 비율이 적어지기 때문에, 염 형성하지 않은 폴리산 음이온(106)의 비율이 저하되어, 바인더 성분과의 반응이 억제되는 것으로 추정된다. 이상의 점에서, 일반식(III')의 색재를 사용한 착색 수지 조성물은 경시 안정성도 우수하다.
본 발명에서, 일반식(II)로 표시되는 음이온과, d가의 폴리산 음이온과의 함유비(c:(d×e))는 그 중에서도, 5:95 내지 40:60인 것이 바람직하고, 10:90 내지 30:70인 것이 보다 바람직하다.
색재 (A-1)의 제조 방법은 종래 공지된 방법 중에서 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과, 일반식(II)로 표시되는 음이온과, 필요에 따라 사용되는 폴리산 음이온 등의 기타의 이온을, 용제 중에서 혼합함으로써 얻을 수 있다.
<다른 색재>
(A) 색재는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 색조의 제어를 목적으로 하여, 또한 다른 색재를 함유해도 된다. 다른 색재로서는, 공지된 안료 및 염료 등을 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상 선택해서 사용할 수 있다. 다른 색재로서는, 그 중에서도 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 2가 이상의 양이온과 2가 이상의 음이온을 함유하는, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 색재를 사용하는 것이 바람직하다. 기타의 색재의 구체예 및 다른 색재의 배합량은, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위라면 특별히 한정되지 않고, 후술하는 컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 사용되는 경우와 마찬가지로 할 수 있다.
본 발명에 사용되는 (A) 색재의 평균 분산 입경으로서는, 컬러 필터의 착색 층으로 한 경우에, 원하는 발색이 가능한 것이면 되며, 특별히 한정되지 않고, 콘트라스트를 향상시키고, 내열성 및 내광성이 우수한 점에서, 10 내지 200nm의 범위 내인 것이 바람직하고, 20 내지 150nm의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. (A) 색재의 평균 분산 입경이 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 컬러 필터용 착색 수지 조성물을 사용해서 제조된 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치를 고 콘트라스트이며, 또한 고 품질의 것으로 할 수 있다.
색재 분산액 내의 (A) 색재의 평균 분산 입경은, 적어도 용매를 함유하는 분산 매체 중에 분산하고 있는 색재 입자의 분산 입경이며, 레이저광 산란 입도 분포계에 의해 측정되는 것이다. 레이저광 산란 입도 분포계에 의한 입경의 측정으로서는, 색재 분산액에 사용되고 있는 용매로, 색재 분산액을 레이저광 산란 입도 분포계로 측정가능한 농도로 적절히 희석(예를 들어, 1000배 등)하고, 레이저광 산란 입도 분포계(예를 들어, 닛끼소사제 나노트랙 입도 분포 측정 장치 UPA-EX150)를 사용해서 동적 광 산란법에 의해 23℃에서 측정할 수 있다. 여기에서의 평균 분산 입경은 체적 평균 입경이다.
본 발명의 색재 분산액에서, 색재의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 색재의 함유량은 분산성 및 분산 안정성의 관점에서, 색재 분산액 전량에 대하여 5 내지 40질량%, 또한 10 내지 20질량%의 범위 내인 것이 바람직하다.
[(B) 분산제]
본 발명의 색재 분산액에서, 색재 (A-1)은 (B) 분산제에 의해, 용제 중에 분산시켜서 사용된다. (B) 분산제로서는, 종래 분산제로서 사용되고 있는 것 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 분산제의 구체예로서는 예를 들어, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 실리콘계, 불소계 등의 계면 활성제를 사용할 수 있다. 계면 활성제 중에서도, 균일하게, 미세하게 분산할 수 있는 점에서, 고분자 계면 활성제(고분자 분산제)가 바람직하다.
고분자 분산제로서는 예를 들어, 폴리아크릴산 에스테르 등의 불포화 카르복실산 에스테르의 (공)중합체류; 폴리아크릴산 등의 불포화 카르복실산의 (공)중합체의 (부분)아민염, (부분)암모늄염이나 (부분)알킬아민염류; 수산기 함유 폴리아크릴산 에스테르 등의 수산기 함유 불포화 카르복실산 에스테르의 (공)중합체나 그들의 변성물; 폴리우레탄류; 불포화 폴리아미드류; 폴리실록산류; 장쇄 폴리아미노아미드 인산염류; 폴리에틸렌이민 유도체(폴리(저급 알킬렌이민)과 유리 카르복실기 함유 폴리에스테르와의 반응에 의해 얻어지는 아미드나 그들의 염기); 폴리아릴아민 유도체(폴리아릴아민과, 유리 카르복실기를 갖는 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 에스테르와 아미드의 공축합물(폴리에스테르 아미드)의 3종의 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 반응시켜서 얻어지는 반응 생성물) 등을 들 수 있다.
이러한 분산제의 시판품으로서는 예를 들어, Disperbyk-2000, 2001, BYK-LPN6919, 21116(이상, 빅 케미·재팬(주)제), 아지스퍼 PB821, 881(아지노모또(주)제) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성, 전기 신뢰성, 분산성의 관점에서, BYK-LPN6919, 21116이 바람직하다.
고분자 분산제로서는, 그 중에서도, 상기 색재 (A-1)을 적절하게 분산할 수 있고, 분산 안정성이 양호한 점에서, 적어도 하기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위를 갖는 중합체 및 1 분자 내에 1개 이상의 우레탄 결합(-NH-COO-)을 갖는 화합물로 이루어지는 우레탄계 분산제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
이하, 상기 바람직한 분산제에 대해서 상세하게 설명한다.
<적어도 하기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위를 가진 중합체>
본 발명에서는 (B) 분산제로서, 적어도 하기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위를 가진 중합체를 적절하게 사용할 수 있다.
Figure pct00010
(일반식(IV) 중, R11은 수소 원자 또는 메틸기, A는 직접 결합 또는 2가의 연결기, Q는 하기 일반식(IV-a)로 표시되는 기 또는 치환기를 가질 수 있는, 염 형성 가능한 질소 함유 복소환기를 나타냄)
Figure pct00011
(일반식(IV-a) 중, R12 및 R13은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 헤테로 원자를 함유해도 되는 탄화수소기를 나타내고, R12 및 R13은 서로 동일해도 상이해도 됨)
일반식(IV)에 있어서, A는 직접 결합 또는 2가의 연결기이다. 직접 결합이란, Q가 연결기를 개재하지 않고 일반식(IV)에서의 탄소 원자에 직접 결합하고 있는 것을 의미한다.
A에서의 2가의 연결기로서는, 예를 들어, 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬렌기, 아릴렌기, -CONH-기, -COO-기, 탄소 원자수 1 내지 10의 에테르기(-R'-OR"-: R' 및 R"는 각각 독립적으로 알킬렌기) 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 분산성의 관점에서, 일반식(IV)에서의 A는 직접 결합, -CONH-기 또는 -COO-기를 함유하는 2가의 연결기인 것이 바람직하다.
또한, 이들 분산제의 상기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위를 임의의 비율로 하기 염 형성제에 의해 염 형성함으로써 특히 적절하게 사용할 수 있다.
일반식(IV)로 표시되는 구성단위를 가진 중합체로서는, 그 중에서도, WO2011/108495호 팸플릿, 일본 특허 공개 제2013-054200호 공보, 일본 특허 공개 제2010-237608호 공보, 일본 특허 공개 제2011-75661호 공보에 기재된 구조를 갖는 블록 공중합체 및 그래프트 공중합체가, 색재의 분산성 및 분산 안정성 및 수지 조성물의 내열성을 향상하고, 고휘도 또한 고콘트라스트의 착색층을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 일반식(IV)로 표시되는 구성단위를 가진 중합체의 시판품으로서는 BYK-LPN6919 등을 들 수 있다.
(염 형성제)
본 발명의 바람직한 분산제는 상기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위가 갖는 질소 부위의 적어도 일부가 염을 형성(이하, 염 변성이라 칭하는 경우가 있음)한 중합체이다.
본 발명에서는 염 형성제를 사용하고, 일반식(IV)로 표시되는 구성단위가 갖는 질소 부위를 염 형성함으로써, 마찬가지로 염 형성하고 있는 색재에 대하여 강하게 분산제가 흡착함으로써 색재의 분산성 및 분산 안정성이 향상된다. 염 형성제로서는 WO2011/108495호 팸플릿, 일본 특허 공개 제2013-054200호 공보에 기재된 산성 유기 인 화합물, 유기 술폰산 화합물, 4급화제 등을 적절하게 사용할 수 있다. 특히, 염 형성제가 산성 유기 인 화합물일 경우에는, 색재의 입자 표면에 분산제의 산성 유기 인 화합물을 함유하는 염 형성 부위가 국재화함으로써, 색재 표면이 인산염으로 피복된 상태로 되기 때문에, 활성 산소에 의한 색재의 염료 골격에의 공격(수소 인발)이 억제되어, 염료 골격을 갖는 색재의 내열성이나 내광성이 향상된다. 이로 인해, 산성 유기 인 화합물에 의해 염 변성한 중합체를 분산제로서 사용하면, 본 발명에 사용되는 고투과율의 색재(A)가 양호하게 분산된 상태에서 고온 가열시의 퇴색을 보다 억제할 수 있는 점에서, 컬러 필터 제조 공정에서의 고온 가열 공정을 거쳐도, 보다 고휘도의 착색층을 형성할 수 있다.
<우레탄계 분산제>
분산제로서 적절하게 사용되는 우레탄계 분산제는 1 분자 내에 1개 이상의 우레탄 결합(-NH-COO-)을 갖는 화합물을 포함하는 분산제이다.
우레탄계 분산제를 사용함으로써, 소량으로 양호한 분산이 가능하게 된다. 분산제를 소량으로 함으로써, 상대적으로 경화 성분 등의 배합량을 증가시킬 수 있고, 그 결과, 내열성이 우수한 착색층을 형성할 수 있다.
본 발명에서 우레탄계 분산제로서는 그 중에서도, (1) 1 분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 폴리이소시아네이트류와, (2) 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르류 및 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리(메트)아크릴레이트류로부터 선택되는 1종 이상과의 반응 생성물인 것이 바람직하고, 또한, (1) 1 분자 중에 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 폴리이소시아네이트류와, (2) 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르류 및 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리(메트)아크릴레이트류로부터 선택되는 1종 이상과, (3) 동일 분자 내에 활성 수소와, 염기성기 또는 산성기를 갖는 화합물과의 반응 생성물인 것이 보다 바람직하다.
분산제의 시판품으로서는, Disperbyk-161, 162, 163, 164, 167, 168, 170, 171, 174, 182, 183, 184, 185, BYK-9077(이상, 빅 케미·재팬(주)제), 아지스퍼 PB711(아지노모또(주)제), EFKA-46, 47, 48(EFKA CHEMICALS사제) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성, 전기 신뢰성, 분산성의 관점에서, Disperbyk-161, 162, 166, 170, 174가 바람직하다.
이들 (B) 분산제는 1종으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 발명의 색재 분산액에서, (B) 분산제의 함유량은 통상 분산액의 전량에 대하여 1 내지 50질량%, 또한 1 내지 20질량%의 범위 내인 것이, 분산성 및 분산 안정성의 관점에서 바람직하다.
[(C) 용제]
본 발명에서는, (C) 용제는 색재 분산액 내지 후술하는 착색 수지 조성물 중의 각 성분과는 반응하지 않고, 이들을 용해 내지 분산 가능한 용제 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 구체적으로는, 알코올계; 에테르 알코올계; 에스테르계; 케톤계; 에테르 알코올 아세테이트계; 에테르계; 비프로톤성 아미드계; 락톤계; 불포화 탄화수소계; 포화 탄화수소계 등의 유기 용제를 들 수 있고, 그 중에서도, 분산 시의 용해성이나 도포 적성의 관점에서 에스테르계 용제를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 에스테르계 용제로서는 예를 들어, 메톡시프로피온산 메틸, 에톡시프로피온산 에틸, 메톡시에틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시-3-메틸-1-부틸 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 에톡시에틸 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아세테이트, 시클로헥산올 아세테이트, 1,6-헥산디올 디아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 인체에의 위험성이 낮은 점, 실온 부근에서의 휘발성이 낮지만 가열 건조성이 좋은 점에서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 종래의 PGMEA를 사용한 착색 수지 조성물과의 교환 시에도 특별한 세정 공정을 필요로 하지 않는다고 하는 장점이 있다.
이들 용제는 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 발명의 색재 분산액은 (C) 용제를, 색재 분산액의 전량에 대하여, 통상은 50 내지 95질량%, 바람직하게는 60 내지 85질량%의 비율로 사용해서 제조한다. 용제가 너무 적으면, 점도가 상승하여, 분산성이 저하되기 쉽다. 또한, 용제가 너무 많으면, 색재 농도가 저하되어, 컬러 필터용 착색 수지 조성물을 제조 후, 목표로 하는 색도 좌표를 달성하는 것이 곤란한 경우가 있다.
(그 밖의 성분)
본 발명의 색재 분산액에는 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한, 또한 필요에 따라, 분산 보조 수지, 그 밖의 성분을 배합해도 된다.
분산 보조 수지로서는 예를 들어, 후술하는 컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 예시되는 알칼리 가용성 수지를 들 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 입체장애에 의해 색재 입자끼리가 접촉하기 어려워져, 분산 안정화하는 것이나 그 분산 안정화 효과에 의해 분산제를 저감시키는 효과가 있는 경우가 있다.
또한, 그 밖의 성분으로서는 예를 들어, 습윤성 향상을 위한 계면 활성제, 밀착성 향상을 위한 실란 커플링제, 소포제, 크레이터링 방지제, 산화 방지제, 응집 방지제, 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.
본 발명의 색재 분산액은 후술하는 컬러 필터용 착색 수지 조성물을 제조하기 위한 예비 제조물로서 사용된다. 즉, 색재 분산액이란, 후술하는 착색 수지 조성물을 제조하는 전단계에서 예비 제조되는, (조성물 중의 색재 성분 질량)/(조성물 중의 색재 성분 이외의 고형분 질량) 비가 높은 색재 분산액이다. 구체적으로는, (조성물 중의 색재 성분 질량)/(조성물 중의 색재 성분 이외의 고형분 질량) 비는 통상 1.0 이상이다. 색재 분산액과 적어도 바인더 성분을 혼합함으로써, 분산성이 우수한 착색 수지 조성물을 제조할 수 있다.
<색재 분산액의 제조 방법>
본 발명에서, 색재 분산액의 제조 방법은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, 필요에 따라 사용되는 각종 첨가 성분을 함유하고, 색재 (A-1)이 분산제에 의해 용제 중에 균일하게 분산될 수 있는 방법이면 되고, 공지된 혼합 수단을 사용해서 혼합함으로써 제조할 수 있다.
분산액의 제조 방법으로서는 (B) 분산제를 (C) 용제에 혼합, 교반하고, 분산제 용액을 제조한 후, 당해 분산제 용액에, 색재 (A-1)과 필요에 따라서 그 밖의 성분을 혼합하고, 공지된 교반기 또는 분산기를 사용해서 분산시킴으로써 분산액을 제조할 수 있다.
분산 처리를 행하기 위한 분산기로서는 2축 롤, 3축 롤 등의 롤 밀, 볼 밀, 진동 볼 밀 등의 볼 밀, 페인트 컨디셔너, 연속 디스크형 비즈 밀, 연속 애뉼라형 비즈 밀 등의 비즈 밀을 들 수 있다. 비즈 밀의 바람직한 분산 조건으로서, 사용하는 비즈 직경은 0.03 내지 2.00mm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.10 내지 1.0mm이다.
구체적으로는, 비즈 직경이 비교적 큼직한 2mm 지르코니아 비즈로 예비 분산을 행하고, 또한 비즈 직경이 비교적 자그마한 0.1mm 지르코니아 비즈로 본 분산하는 것을 들 수 있다. 또한, 분산 후, 0.5 내지 5.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하는 것이 바람직하다.
2. 컬러 필터용 착색 수지 조성물
본 발명에 따른 컬러 필터용 착색 수지 조성물은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, (D) 바인더 성분을 함유하고, 상기 (A) 색재가 적어도 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 상기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 컬러 필터용 착색 수지 조성물은 상기 (A) 색재로서 상기 특정한 색재 (A-1)을 사용하고, 또한 (C) 용제에 분산되어 있음으로써, 원하는 색조로 조정하면서, 내열성이 우수하고, 고휘도의 착색층을 형성할 수 있다.
당해 착색 수지 조성물은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, (D) 바인더 성분을 함유하는 것이며, 필요에 따라서 다른 성분을 함유해도 좋은 것이다.
이하, 이러한 컬러 필터용 착색 수지 조성물에 대해서 설명하는데, (A) 색재, (B) 분산제 및 (C) 용제에 대해서는, 상기 본 발명에 따른 색재 분산액과 마찬가지의 것으로 할 수 있기 때문에, 설명은 생략한다.
[(D) 바인더 성분]
컬러 필터용 착색 수지 조성물은 성막성이나 피 도포 시공 면에 대한 밀착성을 부여하기 위해서 바인더 성분을 함유한다. 도막에 충분한 경도를 부여하기 위해서, 경화성 바인더 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 경화성 바인더 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 컬러 필터의 착색층을 형성하는 데도 사용되는 경화성 바인더 성분을 적절히 사용할 수 있다.
경화성 바인더 성분으로서는 예를 들어, 가시광선, 자외선, 전자선 등에 의해 중합 경화시킬 수 있는 광경화성 수지를 함유하는 광경화성 바인더 성분이나, 가열에 의해 중합 경화시킬 수 있는 열경화성 수지를 함유하는 열경화성 바인더 성분을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 컬러 필터용 착색 수지 조성물을, 예를 들어, 잉크젯 방식으로 사용하는 경우 등, 기판 상에 패턴 형상으로 선택적으로 부착시켜서 착색층을 형성 가능한 경우에는, 경화성 바인더 성분에 현상성은 필요가 없다. 이 경우, 잉크젯 방식 등으로 컬러 필터 착색층을 형성하는 경우에 사용되는, 공지된 열경화성 바인더 성분이나, 감광성 바인더 성분 등을 적절히 사용할 수 있다.
열경화성 바인더로서는, 1 분자 중에 열경화성 관능기를 2개 이상 갖는 화합물과 경화제의 조합이 통상 사용되고, 또한 열경화 반응을 촉진할 수 있는 촉매를 첨가해도 된다. 열경화성 관능기로서는 에폭시기, 옥세타닐기, 이소시아네이트기, 에틸렌성 불포화 결합 등을 들 수 있다. 열경화성 관능기로서는 에폭시기가 바람직하게 사용된다. 열경화성 바인더 성분의 구체예로서는 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 것을 들 수 있다.
한편, 착색층을 형성할 때에 포토리소그래피 공정을 사용하는 경우에는, 알칼리 현상성을 갖는 감광성 바인더 성분이 적절하게 사용된다.
이하, 감광성 바인더 성분에 대해서 설명하는데, 경화성 바인더 성분은 이들에 한정되는 것은 아니다. 이하에 설명하는 감광성 바인더 성분 이외에, 에폭시 수지와 같은 가열에 의해 중합 경화시킬 수 있는 열경화성 바인더 성분을 더 사용해도 된다.
감광성 바인더 성분으로서는, 포지티브형 감광성 바인더 성분과 네가티브형 감광성 바인더 성분을 들 수 있다. 포지티브형 감광성 바인더 성분으로서는 예를 들어, 알칼리 가용성 수지와, 감광성 부여 성분으로서 o-퀴논 디아지드기 함유 화합물을 함유한 계 등을 들 수 있다.
한편, 네가티브형 감광성 바인더 성분으로서는, 알칼리 가용성 수지와, 다관능 단량체와, 광개시제를 적어도 함유하는 계가 적절하게 사용된다.
컬러 필터용 착색 수지 조성물에서는, 네가티브형 감광성 바인더 성분인 것이, 포토리소그래피법에 의해 기존의 프로세스를 사용해서 간편하게 패턴을 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.
이하, 네가티브형 감광성 바인더 성분을 구성하는, 알칼리 가용성 수지와, 다관능 단량체와, 광개시제에 대해서 구체적으로 설명한다.
(알칼리 가용성 수지)
본 발명에서의 알칼리 가용성 수지는 산성기를 갖는 것이며, 바인더 수지로서 작용하고, 또한 패턴 형성할 때에 사용되는 현상액, 특히 바람직하게는 알칼리 현상액에 가용성인 한, 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
본 발명에서의 바람직한 알칼리 가용성 수지는, 산성기로서 카르복실기를 갖는 수지인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 카르복실기를 갖는 아크릴계 공중합체, 카르복실기를 갖는 에폭시 (메트)아크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은, 측쇄에 카르복실기를 가짐과 함께, 또한 측쇄에 에틸렌성 불포화기 등의 광중합성 관능기를 갖는 것이다. 광중합성 관능기를 함유함으로써 형성되는 경화막의 막 강도가 향상되기 때문이다. 또한, 이들 아크릴계 공중합체 및 에폭시 아크릴레이트 수지는 2종 이상 혼합해서 사용해도 된다.
카르복실기를 갖는 아크릴계 공중합체는, 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체와 에틸렌성 불포화 단량체를 공중합해서 얻어진다.
카르복실기를 갖는 아크릴계 공중합체는, 또한 방향족 탄소 환을 갖는 구성단위를 함유하고 있어도 된다. 방향족 탄소 환은 컬러 필터용 착색 수지 조성물에 도막성을 부여하는 성분으로서 기능한다.
카르복실기를 갖는 아크릴계 공중합체는 또한 에스테르기를 갖는 구성단위를 함유하고 있어도 된다. 에스테르기를 갖는 구성단위는 컬러 필터용 착색 수지 조성물의 알칼리 가용성을 억제하는 성분으로서 기능할뿐만 아니라, 용제에 대한 용해성, 나아가 용제 재용해성을 향상시키는 성분으로서도 기능한다.
카르복실기를 갖는 아크릴계 공중합체의 구체예로서는 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 것을 들 수 있고, 구체적으로는 예를 들어, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트 등의 카르복실기를 갖지 않는 단량체와, (메트)아크릴산 및 그의 무수물로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 공중합체를 예시할 수 있다. 또한, 상기 공중합체에, 예를 들어, 글리시딜기, 수산기 등의 반응성 관능기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물을 부가시키거나 하여, 에틸렌성 불포화 결합을 도입한 중합체 등도 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
이들 중에서 공중합체에 글리시딜기 또는 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물을 부가하거나 함으로써, 에틸렌성 불포화 결합을 도입한 중합체 등은, 노광 시에, 후술하는 다관능성 단량체와 중합하는 것이 가능하게 되고, 착색층이 보다 안정된 것이 되는 점에서, 특히 적합하다.
카르복실기 함유 공중합체에서의 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합 비율은 통상 5 내지 50질량%, 바람직하게는 10 내지 40질량%이다. 이 경우, 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합 비율이 5질량% 미만이면, 얻어지는 도막의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 저하되고, 패턴 형성이 곤란해진다. 또한, 공중합 비율이 50질량%를 초과하면, 알칼리 현상액에 의한 현상 시에, 형성된 패턴의 기판으로부터의 탈락이나 패턴 표면의 막 거칠음을 초래하기 쉬워지는 경향이 있다.
카르복실기 함유 공중합체의 바람직한 분자량은 바람직하게는 1,000 내지 500,000의 범위이며, 더욱 바람직하게는 3,000 내지 200,000이다. 1,000 미만이면 경화 후의 바인더 기능이 현저하게 저하되고, 500,000을 초과하면 알칼리 현상액에 의한 현상 시에, 패턴 형성이 곤란해지는 경우가 있다.
카르복실기를 갖는 에폭시 (메트)아크릴레이트 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 에폭시 화합물과 불포화기 함유 모노카르복실산과의 반응물을 산 무수물과 반응시켜서 얻어지는 에폭시 (메트)아크릴레이트 화합물이 적합하다.
에폭시 화합물, 불포화기 함유 모노카르복실산 및 산 무수물은, 공지된 것 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 구체예로서는 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 것 등을 들 수 있다. 에폭시 화합물, 불포화기 함유 모노카르복실산 및 산 무수물은 각각 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 사용되는 알칼리 가용성 수지는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 되고, 그 함유량으로서는 착색 수지 조성물에 함유되는 색재 100질량부에 대하여, 통상 10 내지 1000질량부의 범위 내, 바람직하게는 20 내지 500질량부의 범위 내이다. 알칼리 가용성 수지의 함유량이 너무 적으면, 충분한 알칼리 현상성이 얻어지지 않는 경우가 있고, 또한 알칼리 가용성 수지의 함유량이 너무 많으면 색재의 비율이 상대적으로 낮아져서, 충분한 착색 농도가 얻어지지 않는 경우가 있다.
(다관능 단량체)
컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 사용되는 다관능 단량체는 후술하는 광개시제에 의해 중합 가능한 것이면 되며, 특별히 한정되지 않고, 통상 에틸렌성 불포화 이중 결합을 2개 이상 갖는 화합물이 사용되고, 특히 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 2개 이상 갖는 다관능 (메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
이러한 다관능 (메트)아크릴레이트로서는 종래 공지된 것 중에서 적절히 선택해서 사용하면 된다. 구체예로서는 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 것 등을 들 수 있다.
이들 다관능 (메트)아크릴레이트는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 또한, 본 발명의 착색 수지 조성물에 우수한 광경화성(고감도)이 요구되는 경우에는, 다관능 단량체가 중합 가능한 이중 결합을 3개(3관능) 이상 갖는 것인 것이 바람직하고, 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메트)아크릴레이트류나 그들의 디카르복실산 변성물이 바람직하고, 구체적으로는, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트의 숙신산 변성물, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트의 숙신산 변성물, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트 등이 바람직하다.
컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 사용되는 상기 다관능 단량체의 함유량은 특별히 제한은 없지만, 상기 알칼리 가용성 수지 100질량부에 대하여, 통상 5 내지 500질량부 정도, 바람직하게는 20 내지 300질량부의 범위이다. 다관능 단량체의 함유량이 상기 범위보다 적으면 충분히 광경화가 진행되지 않고, 노광 부분이 용출되는 경우가 있고, 또한 다관능 단량체의 함유량이 상기 범위보다 많으면 알칼리 현상성이 저하될 우려가 있다.
(광개시제)
컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 사용되는 광개시제로서는 특별히 제한은 없고, 종래 알려진 각종 광개시제 중에서 1종 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 구체예로서는 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 것 등을 들 수 있다.
컬러 필터용 착색 수지 조성물에서 사용되는 광개시제의 함유량은 상기 다관능 단량체 100질량부에 대하여, 통상 0.01 내지 100질량부 정도, 바람직하게는 5 내지 60질량부이다. 이 함유량이 상기 범위보다 적으면 충분히 중합 반응을 일으킬 수 없기 때문에, 착색층의 경도를 충분한 것으로 할 수 없는 경우가 있고, 한편 상기 범위보다 많으면, 착색 수지 조성물의 고형분 중의 색재 등의 함유량이 상대적으로 적어져, 충분한 착색 농도가 얻어지지 않는 경우가 있다.
<임의 첨가 성분>
컬러 필터용 착색 수지 조성물에는, 필요에 따라서 다른 색재나 각종 첨가제를 함유하는 것이어도 된다.
(다른 색재)
색조의 제어를 목적으로 해서 필요에 따라서 다른 색재를 배합해도 된다. 다른 색재로서는 예를 들어, 종래 공지된 안료나 염료를 목적에 따라서 선택할 수 있고, 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다.
다른 색재로서는 그 중에서 상기 일반식(II)로 표시되는 2가 이상의 양이온과 2가 이상의 음이온을 함유하는, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 색재를 사용하는 것이 바람직하다.
다른 색재의 구체예로서는 예를 들어, C.I. 피그먼트 바이올렛 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 2, C.I. 피그먼트 바이올렛 3, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23; C.I. 피그먼트 블루 1, C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 60, C.I. 피그먼트 레드 81, C.I. 피그먼트 레드 82 등의 안료나, 애시드 레드 등의 염료를 들 수 있다.
다른 색재를 사용하는 경우, 그 배합량은 특별히 한정되지 않는다. 그 중에서도, 다른 색재로서, 상기 일반식(II)로 표시되는 2가 이상의 양이온과 2가 이상의 음이온을 함유하는 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 색재를 사용하는 경우에는, 임의의 비율로 적절하게 사용할 수 있다.
다른 색재의 배합량으로서는 (A) 색재 전량 100질량부에 대하여 다른 색재가 40질량부 이하인 것이 바람직하고, 20질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 범위 내이면, 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 색재가 갖는 고투과율의 특성이나, 내열성이나 내광성의 특성을 손상시키지 않고, 색조의 제어가 가능하게 되기 때문이다.
(산화 방지제)
컬러 필터용 착색 수지 조성물은 또한 산화 방지제를 함유하는 것이, 내열성 및 내광성의 관점에서 바람직하다. 산화 방지제는 종래 공지된 것 중에서 적절히 선택하면 된다. 산화 방지제의 구체예로서는 예를 들어, 힌더드 페놀계 산화 방지제, 아민계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 황계 산화 방지제, 히드라진계 산화 방지제 등을 들 수 있고, 내열성의 관점에서, 힌더드 페놀계 산화 방지제를 사용하는 것이 바람직하다.
힌더드 페놀계 산화 방지제란, 적어도 1개의 페놀 구조를 함유하고, 당해 페놀 구조의 수산기에 있는 2 위치와 6 위치 중 적어도 하나에 탄소 원자수 4 이상의 치환기가 치환되어 있는 구조를 갖는 산화 방지제를 의미한다.
산화 방지제를 사용하는 경우, 그 배합량은 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위라면 특별히 한정되지 않는다. 산화 방지제의 배합량으로서는 착색 수지 조성물 중의 전체 고형분 100질량부에 대하여 산화 방지제가 0.1 내지 5.0질량부인 것이 바람직하고, 0.5 내지 4.0질량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 하한값 이상이면, 내열성이 우수하다. 한편, 상기 상한값 이하이면, 착색 수지 조성물을 고감도의 감광성 수지 조성물로 할 수 있다.
(다른 첨가제)
첨가제로서는 상기 산화 방지제 외에, 예를 들어, 중합 정지제, 연쇄 이동제, 레벨링제, 가소제, 계면 활성제, 소포제, 실란 커플링제, 자외선 흡수제, 밀착 촉진제 등 등을 들 수 있다.
계면 활성제 및 가소제의 구체예로서는 예를 들어, 국제 공개 제2012/144521호 팸플릿에 기재된 것을 들 수 있다.
<착색 수지 조성물에서의 각 성분의 배합 비율>
(A) 색재의 합계 함유량은 착색 수지 조성물의 고형분 전량에 대하여 3 내지 65질량%, 보다 바람직하게는 4 내지 55질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 상기 하한값 이상이면, 착색 수지 조성물을 소정의 막 두께(통상은 1.0 내지 5.0 ㎛)로 도포했을 때의 착색층이 충분한 색 농도를 갖는다. 또한, 상기 상한값 이하이면, 분산성 및 분산 안정성이 우수함과 함께, 충분한 경도나, 기판과의 밀착성을 갖는 착색층을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에서 고형분은 상술한 용제 이외의 것 모두이며, 액상의 다관능 단량체 등도 포함된다.
또한, (B) 분산제의 함유량으로서는, (A) 색재를 균일하게 분산할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 착색 수지 조성물의 고형분 전량에 대하여 3 내지 40질량% 사용할 수 있다. 또한, 착색 수지 조성물의 고형분 전량에 대하여 5 내지 35질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하고, 특히 5 내지 25질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 상기 하한값 이상이면, (A) 색재의 분산성 및 분산 안정성이 우수하고, 보존 안정성이 우수하다. 또한, 상기 상한값 이하이면, 현상성이 양호한 것이 된다.
(D) 바인더 성분은 이들 합계량이 착색 수지 조성물의 고형분 전량에 대하여 10 내지 92질량%, 바람직하게는 15 내지 87질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 상기 하한값 이상이면, 충분한 경도나, 기판과의 밀착성을 갖는 착색층을 얻을 수 있다. 또한 상기 상한값 이하이면, 현상성이 우수하거나, 열수축에 의한 미소한 주름의 발생도 억제된다.
또한, (C) 용제의 함유량은 착색층을 고정밀도로 형성할 수 있는 범위에서 적절히 설정하면 된다. 해당 용제를 함유하는 상기 착색 수지 조성물의 전량에 대하여, 통상 55 내지 95질량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 65 내지 88질량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 상기 용제의 함유량이 상기 범위 내인 것에 의해, 도포성이 우수한 것으로 할 수 있다.
<컬러 필터용 착색 수지 조성물의 제조 방법>
컬러 필터용 착색 수지 조성물의 제조 방법은 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, (D) 바인더 성분과 필요에 따라 사용되는 각종 첨가 성분을 함유하고, (A) 색재가 (B) 분산제보다 (C) 용제 중에 균일하게 분산되게 할 수 있는 방법이면 되며, 특별히 제한되지 않고, 공지된 혼합 수단을 사용해서 혼합함으로써, 제조할 수 있다.
당해 수지 조성물의 제조 방법으로서는, 예를 들어, (1) 상기 본 발명에 따른 색재 분산액에, (D) 바인더 성분과 필요에 따라 사용되는 각종 첨가 성분을 혼합하는 방법; (2) (C) 용제 중에, (A) 색재와, (B) 분산제와, (D) 바인더 성분과, 필요에 따라 사용되는 각종 첨가 성분을 동시에 투입하고, 혼합하는 방법; (3) (C) 용제 중에, (B) 분산제와, (D) 바인더 성분과, 필요에 따라 사용되는 각종 첨가 성분을 첨가하고, 혼합한 뒤, (A) 색재를 첨가하여 혼합하는 방법; 등을 들 수 있다.
이들 방법 중에서, 상기 (1)의 방법이, 색재의 응집을 효과적으로 방지하고, 균일하게 분산시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
3. 컬러 필터
본 발명에 따른 컬러 필터는 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 착색층을 적어도 구비하는 컬러 필터이며, 당해 착색층 중 적어도 하나가 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00012
(일반식(I) 및 일반식(II)에서의 각 부호는 상기한 바와 같음)
이러한 본 발명에 따른 컬러 필터에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 컬러 필터의 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 도 1에 의하면, 본 발명의 컬러 필터(10)는 투명 기판(1)과, 차광부(2)와, 착색층(3)을 갖고 있다.
(착색층)
본 발명의 컬러 필터에 사용되는 착색층은 적어도 하나가 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 착색층이다.
착색층은 통상 후술하는 투명 기판 상의 차광부의 개구부에 형성되어, 통상 3색 이상의 착색 패턴으로 구성된다.
또한, 당해 착색층의 배열로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스트라이프형, 모자이크형, 트라이앵글형, 4화소 배치형 등의 일반적인 배열로 할 수 있다. 또한, 착색층의 폭, 면적 등은 임의로 설정할 수 있다.
당해 착색층의 두께는 도포 방법, 컬러 필터용 착색 수지 조성물의 고형분 농도나 점도 등을 조정함으로써, 적절히 제어되지만, 통상 1 내지 5㎛의 범위인 것이 바람직하다.
당해 착색층은 예를 들어, 상기 컬러 필터용 착색 수지 조성물이 감광성 수지 조성물일 경우, 다음 방법에 의해 형성할 수 있다. 본 발명의 컬러 필터에 사용되는 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는 착색층은 전술한 (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, (D) 바인더 성분을 함유하고, 상기 (A) 색재가 상기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는, 컬러 필터용 착색 수지 조성물을 사용해서 형성되는 것이 바람직하고, 당해 컬러 필터용 착색 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.
먼저, 컬러 필터용 착색 수지 조성물을, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 바 코팅법, 콜 코팅법, 스핀 코팅법 등의 도포 수단을 사용해서 후술하는 투명 기판 상에 도포하여, 웨트 도막을 형성시킨다.
계속해서, 핫 플레이트나 오븐 등을 사용하여, 해당 웨트 도막을 건조시킨 뒤, 이것에, 소정 패턴의 마스크를 개재해서 노광하고, 알칼리 가용성 수지 및 다관능 단량체 등을 광중합 반응시켜서, 감광성의 도막으로 한다. 노광에 사용되는 광원으로서는, 예를 들어, 저압 수은등, 고압 수은등, 메탈 할라이드 램프 등의 자외선, 전자선 등을 들 수 있다. 노광량은 사용하는 광원이나 도막의 두께 등에 따라 적절히 조정된다.
또한, 노광 후에 중합 반응을 촉진시키기 위해서, 가열 처리를 행해도 된다. 가열 조건은 사용하는 착색 수지 조성물 중의 각 성분의 배합 비율이나, 도막의 두께 등에 따라 적절히 선택된다.
이어서, 현상액을 사용해서 현상 처리하고, 미노광 부분을 용해, 제거함으로써, 원하는 패턴으로 도막이 형성된다. 현상액으로서는 통상 물이나 수용성 용제에 알칼리를 용해시킨 용액이 사용된다. 이 알칼리 용액에는 계면 활성제 등을 적당량 첨가해도 된다. 또한, 현상 방법은 일반적인 방법을 채용할 수 있다.
현상 처리 후는 통상, 현상액의 세정, 착색 수지 조성물의 경화 도막의 건조가 행하여져, 착색층이 형성된다. 또한, 현상 처리 후에, 도막을 충분히 경화시키기 위해서 가열 처리를 행해도 된다. 가열 조건으로서는 특별히 한정은 없고, 도막의 용도에 따라서 적절히 선택된다.
(차광부)
본 발명의 컬러 필터에서의 차광부는 후술하는 투명 기판 상에 패턴 형상으로 형성되는 것으로서, 일반적인 컬러 필터에 차광부로서 사용되는 것과 마찬가지로 할 수 있다.
당해 차광부의 패턴 형상으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스트라이프 형상, 매트릭스 형상 등의 형상을 들 수 있다. 이 차광부로서는 예를 들어, 흑색 안료를 바인더 수지 중에 분산 또는 용해시킨 것이나, 크롬, 산화크롬 등의 금속 박막 등을 들 수 있다. 이 금속 박막은 CrOx막(x는 임의의 수) 및 Cr막이 2층 적층된 것이어도 되고, 또한 보다 반사율을 저감시킨 CrOx막(x는 임의의 수), CrNy막(y는 임의의 수) 및 Cr막이 3층 적층된 것이어도 된다.
당해 차광부가 흑색 색재를 바인더 수지 중에 분산 또는 용해시킨 것일 경우, 이 차광부의 형성 방법으로서는 차광부를 패터닝할 수 있는 방법이면 되며, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 차광부용 착색 수지 조성물을 사용한 포토리소그래피법, 인쇄법, 잉크젯법 등을 들 수 있다.
차광부의 막 두께로서는 금속 박막의 경우에는 0.2 내지 0.4㎛ 정도로 설정되고, 흑색 색재를 바인더 수지 중에 분산 또는 용해시킨 것일 경우에는 0.5 내지 2㎛ 정도로 설정된다.
(투명 기판)
본 발명의 컬러 필터에서의 투명 기판으로서는 가시광에 대하여 투명한 기재라면 되고, 특별히 한정되지 않고, 일반적인 컬러 필터에 사용되는 투명 기판을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 석영 유리, 무알칼리 유리, 합성 석영판 등의 가요성이 없는 투명한 강성재, 또는 투명 수지 필름, 광학용 수지판, 플렉시블 유리 등의 가요성이나 플렉시블성을 갖는 투명한 플렉시블재를 들 수 있다.
당해 투명 기판의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 컬러 필터의 용도에 따라, 예를 들어, 100㎛ 내지 1mm 정도의 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터는 상기 투명 기판, 차광부 및 착색층 이외에도 예를 들어, 오버코트층이나 투명 전극층, 나아가 배향막이나 기둥 형상 스페이서 등이 형성된 것이어도 된다.
5. 액정 표시 장치
본 발명의 액정 표시 장치는 전술한 본 발명에 따른 컬러 필터와, 대향 기판과, 상기 컬러 필터와 상기 대향 기판 사이에 형성된 액정층을 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 액정 표시 장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 2에 예시한 바와 같이 본 발명의 액정 표시 장치(40)는 컬러 필터(10)와, TFT 어레이 기판 등을 갖는 대향 기판(20)과, 상기 컬러 필터(10)와 상기 대향 기판(20) 사이에 형성된 액정층(30)을 갖고 있다.
또한, 본 발명의 액정 표시 장치는 이 도 2에 도시되는 구성에 한정되는 것은 아니고, 일반적으로 컬러 필터가 사용된 액정 표시 장치로서 공지된 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방식으로서는 특별히 한정은 없고, 일반적으로 액정 표시 장치에 사용되고 있는 구동 방식을 채용할 수 있다. 이러한 구동 방식으로서는 예를 들어, TN 방식, IPS 방식, OCB 방식 및 MVA 방식 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이들 중 어느 방식이라도 적절하게 사용할 수 있다.
또한, 대향 기판으로서는 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방식 등에 따라서 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
또한, 액정층을 구성하는 액정으로서는 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방식 등에 따라, 유전 이방성이 다른 각종 액정 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
액정층의 형성 방법으로서는, 일반적으로 액정 셀의 제작 방법으로서 사용되는 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어, 진공 주입 방식이나 액정 적하 방식 등을 들 수 있다.
진공 주입 방식에서는 예를 들어, 미리 컬러 필터 및 대향 기판을 사용해서 액정 셀을 제작하고, 액정을 가온함으로써 등방성 액체로 하고, 모세관 효과를 이용해서 액정 셀에 액정을 등방성 액체의 상태로 주입하고, 접착제로 밀봉함으로써 액정층을 형성할 수 있다. 그 후, 액정 셀을 상온까지 서냉함으로써, 봉입된 액정을 배향시킬 수 있다.
또한, 액정 적하 방식에서는 예를 들어, 컬러 필터의 주연에 밀봉제를 도포하고, 이 컬러 필터를 액정이 등방상이 되는 온도까지 가열하고, 디스펜서 등을 사용해서 액정을 등방성 액체의 상태로 적하하고, 컬러 필터 및 대향 기판을 감압 하에서 중첩하여, 밀봉제를 개재해서 접착시킴으로써, 액정층을 형성할 수 있다. 그 후, 액정 셀을 상온까지 서냉함으로써, 봉입된 액정을 배향시킬 수 있다.
6. 유기 발광 표시 장치
본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 전술한 본 발명에 따른 컬러 필터와, 유기 발광체를 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 유기 발광 표시 장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3은 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 3에 예시한 바와 같이 본 발명의 유기 발광 표시 장치(100)는 컬러 필터(10)와, 유기 발광체(80)를 갖고 있다. 컬러 필터(10)와, 유기 발광체(80) 사이에, 유기 보호층(50)이나 무기 산화막(60)을 갖고 있어도 된다.
유기 발광체(80)의 적층 방법으로서는, 예를 들어, 컬러 필터 상면에 투명 양극(71), 정공 주입층(72), 정공 수송층(73), 발광층(74), 전자 주입층(75) 및 음극(76)을 축차 형성해 가는 방법이나, 별도의 기판상에 형성한 유기 발광체(80)를 무기 산화막(60) 위에 접합하는 방법 등을 들 수 있다. 유기 발광체(80)에서의, 투명 양극(71), 정공 주입층(72), 정공 수송층(73), 발광층(74), 전자 주입층(75) 및 음극(76), 기타의 구성은 공지된 것을 적절히 사용할 수 있다. 이와 같이 하여 제작된 유기 발광 표시 장치(100)는 예를 들어, 패시브 구동 방식의 유기 EL 디스플레이에도 액티브 구동 방식의 유기 EL 디스플레이에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 이 도 3에 도시되는 구성에 한정되는 것은 아니고, 일반적으로 컬러 필터가 사용된 유기 발광 표시 장치로서 공지된 구성으로 할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 대해서 실시예를 나타내서 구체적으로 설명한다. 이들 기재에 의해 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
(합성예 1: 2량화 트리아릴메탄 염료의 합성)
국제 공개 제2012/144521호에 기재된 중간체 3 및 중간체 4의 제조 방법을 참조하여, 하기 화학식(1)로 표시되는 2량화 트리아릴메탄 염료를 15.9g(수율 70%) 얻었다.
얻어진 화합물은 다음 분석 결과로부터 원하는 화합물인 것을 확인하였다.
·MS(ESI)(m/z): 511(+), 2가
·원소 분석값: CHN 실측값(78.13%, 7.48%, 7.78%); 이론값(78.06%, 7.75%, 7.69%)
Figure pct00013
(합성예 2: 공레이크 색재 A1의 합성)
염기성 염료로서, 합성예 1에서 얻어진 2량화 트리아릴메탄 염료 5g(4.58mmol)을 물 300ml에 가하고, 90℃에서 용해시켜, 염기성 염료 수용액을 조정하였다. 산성 염료로서 애시드 레드 289(약칭 AR289, 도꾜 가세이제) 0.620g(0.916mmol), 폴리산으로서, 인 텅스텐산·n수화물 H3[PW12O40]·nH2O(n=30)(닛폰 무끼 가가꾸 고교제) 9.39g(2.75mmol)을 물 100mL에 넣어, 90℃에서 교반하고, 수용액을 조정하였다. 이 조정한 수용액을 90℃에서 15분에 걸쳐 염기성 염료 수용액에 적하하고, 90℃에서 1시간 더 교반하였다. 생성한 침전물을 여과 취출하고, 물로 세정하였다. 얻어진 케이크를 건조해서 하기 화학식(2)로 표시되는 공 레이크 색재 A1을 12.96g(수율 98%) 얻었다. 당해 공레이크 색재 A1은 상기 본 발명에 사용되는 색재 (A-1)에 해당한다.
Figure pct00014
(합성예 3 내지 10)
합성예 2에서, 염기성 염료와 산성 염료와 폴리산을, 표 1과 같이 변경한 것 외에는, 합성예 2와 마찬가지로 하여 공레이크 색재 A2 내지 A4, 청색 레이크 색재 A1 내지 A3, 자색 레이크 색재 A1, A2를 얻었다. 당해 공레이크 색재 A2 내지 A4 및 자색 레이크 색재 A1은 상기 본 발명에 사용되는 색재 (A-1)에 해당한다.
표 1 중, 각 성분의 값은 질량(g)을 나타내고, 괄호 안에 물질량(mmol)으로 나타냈다.
또한, c:(d×e)는 색재 중의 {산성 염료 성분 유래의 음전하:폴리산 유래의 음전하}를 나타내고, 공레이크 색재 A1이 10:90, 공레이크 색재 A2가 10:90, 공레이크 색재 A3이 30:70, 공레이크 색재 A4가 20:80이었다.
Figure pct00015
(합성예 11: 적색 레이크 색재 A1의 합성)
염기성 염료로서, 로다민 6G(타오까 가가꾸제) 5g(10.44mmol)을 물 300ml에 가하고, 90℃에서 용해시켜, 염기성 염료 수용액을 조정하였다. 폴리산으로서, 인텅스텐산·n수화물 H3[PW12O40]·nH2O(n=30)(닛폰 무끼 가가꾸 고교제) 11.90g(3.48mmol)을 물 100mL에 넣어, 90℃에서 교반하고, 수용액을 조정하였다. 이 조정한 수용액을 90℃에서 15분에 걸쳐 염기성 염료 수용액에 적하하고, 90℃에서 1시간 더 교반하였다. 생성한 침전물을 여과 취출하고, 물로 세정하였다. 얻어진 케이크를 건조해서 하기 화학식(3)으로 표시되는 적색 레이크 색재 A1을 13.25g(수율 96%) 얻었다.
화학식(3)
Figure pct00016
(합성예 12: 바인더 수지 A의 합성)
냉각관, 첨가용 깔때기, 질소용 인렛, 기계적 교반기, 디지털 온도계를 구비한 반응기에, 용제로서 디에틸렌 글리콜 에틸메틸 에테르(약칭 EMDG) 130질량부를 투입하고, 질소 분위기 하에서 110℃로 승온한 후, 메타크릴산 메틸 32질량부, 메타크릴산 시클로헥실 22질량부, 메타크릴산 24질량부, 개시제로서 α,α'-아조비스 이소부티로니트릴(약칭 AIBN) 2질량부 및 연쇄 이동제로서 n-도데실머캅탄 4.5질량부를 함유하는 혼합물을, 각각 1.5시간에 걸쳐 연속적으로 적하하였다.
그 후, 합성 온도를 유지해서 반응을 계속하고, 적하 종료로부터 2시간 후에 중합 금지제로서, p-메톡시페놀 0.05질량부를 첨가하였다.
이어서, 공기를 불어 넣으면서, 메타크릴산 글리시딜 22질량부를 첨가하여, 110℃로 승온한 후, 트리에틸아민 0.2질량부를 첨가해서 110℃에서 15시간 부가 반응시키고, 바인더 수지 A(고형분 44질량%)를 얻었다.
얻어진 바인더 수지 A의 질량 평균 분자량 Mw는 8500, 산가는 85mgKOH/g이었다. 또한, 질량 평균 분자량 Mw는 폴리스티렌을 표준 물질로 하고, THF를 용리액으로서 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 산출하고, 산가는 JIS-K0070을 따라 측정하였다.
(합성예 13: 유기 포스폰산 에스테르 화합물 1의 합성)
냉각관, 첨가용 깔때기, 질소용 인렛, 기계적 교반기, 디지털 온도계를 구비한 반응기에, 디에틸렌 글리콜 에틸메틸 에테르(EMDG) 142.61질량부와 페닐 포스폰산(제품명 「PPA」닛산 가가꾸제) 50.00질량부, p-메톡시페놀 0.10질량부를 투입하고, 질소 기류 하에 교반하면서, 온도 120℃까지 가온하였다. 메타크릴산 글리시딜(GMA) 44.96질량부를 30분에 걸쳐 적하하고, 2시간 가열 교반함으로써, PPA의 2가 산성기의 절반이 GMA의 에폭시기와 에스테르화한 유기 포스폰산 모노에스테르 화합물을 함유하는 유기 포스폰산 에스테르 화합물 1의 40.0질량% 용액을 얻었다. 에스테르화 반응의 진행은 산가 측정에 의해, 생성물의 조성비는 31P-NMR 측정에 의해 확인하였다. 산가는 190mgKOH/g이며, 유기 포스폰산 모노에스테르 화합물이 55질량%, 유기 포스폰산 디에스테르 화합물이 23질량%, PPA가 22질량%의 조성비였다.
(합성예 14: 인산염 변성 분산제 용액 A의 제조)
100mL 가지 플라스크에, PGMEA 30.07질량부, 3급 아미노기를 함유하는 블록 공중합체(상기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위와 상기 일반식(V)로 표시되는 구성단위를 갖는 블록 공중합체)(상품명: BYK-LPN6919, 빅 케미사제)(아민가 120mgKOH/g, 고형분 60질량%) 10.15질량부(유효 고형분 6.09질량부)를 각각 용해시켜, 합성예 13의 유기 포스폰산 에스테르 화합물 1을 9.78질량부(유효 고형분 3.91질량부)(블록 공중합체의 3급 아미노기에 대하여 1.0몰 당량)를 첨가하고, 40℃에서 30분 교반함으로써 인산염 변성 분산제 용액 A(고형분 20질량%)를 제조하였다. 이때, 블록 공중합체의 아미노기는 유기 포스폰산 에스테르 화합물 1의 산성기와의 산-염기 반응에 의해 염 형성되어 있는 것을 포함한다.
(합성예 15: 인산염 변성 분산제 용액 B의 제조)
100mL 가지 플라스크에, PGMEA 34.30질량부, BYK-LPN 6919 14.26질량부(유효 고형분 8.55질량부)를 각각 용해시켜, 페닐포스폰산(제품명: PPA, 닛산 가가꾸제) 1.45질량부(블록 공중합체의 3급 아미노기에 대하여 0.5몰 당량)를 첨가하고, 40℃에서 30분 교반함으로써 인산염 변성 분산제 용액 B(고형분 20질량%)를 제조하였다. 이때, 블록 공중합체의 아미노기는 PPA의 산성기와의 산-염기 반응에 의해 염 형성되어 있는 것을 포함한다.
(합성예 16: 그래프트 중합체 A의 제조)
<매크로 단량체 A의 제조>
냉각관, 첨가용 깔때기, 질소용 인렛, 기계적 교반기, 디지털 온도계를 구비한 반응기에, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(약칭 PGMEA) 80.0질량부를 투입하고, 질소 기류 하에 교반하면서, 온도 90℃로 가온하였다. 메타크릴산 메틸 50.0질량부, 메타크릴산-n-부틸 15.0질량부, 메타크릴산 벤질 15.0질량부, 메타크릴산 2-에톡시에틸 20.0질량부, 머캅토에탄올 4.0질량부, PGMEA 30질량부, α, α'-아조비스이소부티로니트릴(약칭 AIBN) 1.0질량부의 혼합 용액을 1.5시간에 걸쳐 적하하고, 3시간 더 반응시켰다. 이어서, 질소 기류를 멈추고, 이 반응 용액을 80℃로 냉각하고, 카렌즈 MOI(쇼와 덴꼬사제) 8.74질량부, 디라우르산 디부틸주석 0.125질량부, p-메톡시페놀 0.125질량부 및 PGMEA 10질량부를 첨가해서 3시간 교반함으로써, 매크로 단량체 A의 49.5질량% 용액을 얻었다. 얻어진 매크로 단량체 A를, GPC(겔 투과 크로마토그래피)로 N-메틸피롤리돈 0.01mol/L 브롬화리튬 첨가/폴리스티렌 표준의 조건에서 확인한 결과, 질량 평균 분자량(Mw) 4040, 수 평균 분자량(Mn) 1930, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.09였다.
<그래프트 공중합체 A의 합성>
냉각관, 첨가용 깔때기, 질소용 인렛, 기계적 교반기, 디지털 온도계를 구비한 반응기에, PGMEA 80.0질량부를 투입하고, 질소 기류 하에 교반하면서, 온도 85℃로 가온하였다. 상기 매크로 단량체 A 용액 67.33질량부(유효 고형분 33.33질량부), 메타크릴산 2-(디메틸아미노)에틸(약칭 DMA) 16.67질량부, n-도데실머캅탄 1.24질량부, PGMEA 20.0질량부, AIBN 0.5질량부의 혼합 용액을 1.5시간에 걸쳐 적하하고, 3시간 가열 교반한 뒤, AIBN 0.10질량부, PGMEA 10.0질량부의 혼합액을 10분에 걸쳐 적하하고, 또한 동온에서 1시간 숙성함으로써, 그래프트 공중합체 A의 26.0질량% 용액을 얻었다. 얻어진 그래프트 공중합체 A는 GPC 측정의 결과, 질량 평균 분자량(Mw) 11510, 수 평균 분자량(Mn) 4730, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.43이었다.
(합성예 17: 인산염 변성 분산제 용액 C의 제조)
100mL 가지 플라스크에, PGMEA 16.77질량부, 합성예 16의 그래프트 공중합체 A(상기 일반식(IV)로 표시되는 구성단위와 상기 일반식(VI)으로 표시되는 구성단위를 갖는 그래프트 공중합체) 23.50질량부(유효 고형분 6.11질량부)를 각각 용해시켜, 합성예 13의 유기 포스폰산 에스테르 화합물 1을 9.72질량부(유효 고형분 3.89질량부)(그래프트 공중합체의 3급 아미노기에 대하여 1.0몰 당량) 첨가하고, 40℃에서 30분 교반함으로써 인산염 변성 분산제 용액 B(고형분 20질량%)를 제조하였다. 이때, 블록 공중합체의 아미노기는 유기 포스폰산 에스테르 화합물 1의 산성기와의 산-염기 반응에 의해 염 형성되어 있는 것을 포함한다.
(제조예 1: 색재 분산액 A의 제조)
색재로서, 합성예 2에서 제조한 공레이크 색재 A1 13.0질량부, 합성예 14에서 제조한 인산염 변성 분산제 용액 A를 22.75질량부(유효 고형분 4.55질량부), 합성예 12의 바인더 수지 A 13.30질량부(유효 고형분 5.85질량부), PGMEA 50.95질량부를 혼합하고, 페인트 셰이커(아사다 텟꼬제)에서 예비 분산으로서 2mm 지르코니아 비즈로 1시간, 또한 본 분산으로서 0.1mm 지르코니아 비즈로 4시간 분산하여, 색재 분산액 A를 얻었다.
(제조예 2 내지 제조예 11: 색재 분산액 B 내지 K의 제조)
제조예 1에서, 색재와 분산 시간을 각각 하기 표 2 중에 기재한 것으로 변경한 것 외에는, 제조예 1과 마찬가지로 하여 색재 분산액 B 내지 K를 제조하였다.
Figure pct00017
또한, 표 2에서의 약호는 이하와 같다.
·디옥사진 안료(C.I. 피그먼트 바이올렛 23, 1차 입자 직경 60nm)
·구리 프탈로시아닌 안료(C.I. 피그먼트 블루 15:6, 1차 입자 직경 40nm)
(실시예 1)
제조예 8에서 얻어진 색재 분산액 H 28.57질량부, 하기 바인더 조성물 A 28.29질량부, PGMEA 43.14질량부, 계면 활성제 R08MH(DIC제) 0.04질량부, 실란 커플링제 KBM503(신에쯔 실리콘제) 0.4질량부를 첨가 혼합하고, 가압 여과를 행하여, 착색 수지 조성물 A를 얻었다.
<바인더 조성물 A(고형분 40질량%)>
·알칼리 가용성 수지(합성예 4의 바인더 수지 A, 고형분 44질량%): 18.18질량부
·5 내지 6 관능 아크릴레이트 단량체(상품명: 아로닉스 M403, 도아 고세이제): 8.00질량부
·광중합 개시제: 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온(상품명: 이르가큐어907, 바스프(BASF)제)): 3.00질량부
·광증감제: 2,4-디에틸티오크산톤(상품명: 카야큐어 DETX-S, 닛본 가야꾸제): 1.00질량부
·용제: 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA): 19.82질량부
(실시예 2 내지 8)
실시예 1에서, 색재 분산액을 각각 하기 표 3 중에 기재한 것으로 변경한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 C, E, F, I, J, K 및 L을 얻었다.
(비교예 1 내지 6)
실시예 1에서, 색재 분산액을 각각 하기 표 3 중에 기재한 것으로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 B, D, G, H, M 및 N을 얻었다.
Figure pct00018
(비교예 7)
제조예 8에서 얻어진 색재 분산액 H 20.00질량부, AR289의 10질량% 메탄올 용액 1.70질량부, 상기 바인더 조성물 A 30.52질량부, PGMEA 47.78질량부, 계면 활성제 R08MH(DIC제) 0.04질량부, 실란 커플링제 KBM503(신에쯔 실리콘제) 0.4질량부를 첨가 혼합하고, 가압 여과를 행하여, 착색 수지 조성물 O를 얻었다.
(평가)
<광학 성능 평가, 내열성 평가>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 청색 착색 수지 조성물을, 두께 0.7mm의 유리 기판(닛폰 덴끼 가라스제, 「OA-10G」) 상에 스핀 코터를 사용해서 도포하였다. 그 후, 80℃의 핫 플레이트 상에서 3분간 가열 건조를 행하였다. 초고압 수은등을 사용해서 40mJ/cm2의 자외선을 조사함으로써 경화막(청색 착색층)을 얻었다. 상기 착색 기판을 클린 오븐에서 230℃ 60분간 포스트 베이크(표 중에서는, 「PB」라고 약칭하는 경우가 있음) 처리하였다. 얻어진 착색 막의 포스트 베이크 전후의 색도(x, y), 휘도(Y)와 색 좌표(L, a, b)를 각각 올림푸스제 「현미 분광 측정 장치 OSP-SP200」을 사용하여 측정하고, 콘트라스트는 쯔보사까 덴끼제 「콘트라스트 측정 장치 CT-1B」를 사용하여 측정하였다.
포스트 베이크 전의 색 좌표를 L1, a1, b1이라 하고, 포스트 베이크후의 색 좌표를 L2, a2, b2라 했을 때, 색차(ΔEab)는 하기 식으로부터 산출되어, 내열성의 지표가 된다. 이때, ΔEab의 값이 10 이하일 경우에는 특히 실용에 적합하다고 판단되고, 반대로 20을 초과하는 경우에는 실용에는 적합하지 않다고 판단된다.
ΔEab={(L2-L1)2+(a2-a1)2+(b2-b1)2}1 /2
평가 결과를 표 4 내지 7에 나타내었다.
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
[결과의 정리]
표 4의 결과로부터, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 자색 레이크 색재 A1을 함유하는 실시예 1의 청색 착색 수지 조성물을 사용해서 형성된 착색층은, 베이직 블루 7과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재를 사용한 비교예 1보다도 ΔEab가 작고, 휘도값이 높은 점에서, 내열성이 높은 고휘도의 색재라고 판단할 수 있다.
이 우위성은 표 5의 실시예 2와 비교예 2와의 비교로부터, 구리 프탈로시아닌 안료와 배합했을 때에도 유지되어 있고, 또한 표 6의 실시예 4와 비교예 3과의 비교로부터, 청색 레이크 색재와 배합한 경우에도 유지되어 있는 점에서도 명확하다. 이들 결과로부터, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재가, 청색 색재의 색을 조정하는 색재로서 우수한 것이 명확해졌다.
이어서, 표 7의 실시예 6과 비교예 5와의 비교로부터, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 자색 레이크 색재 A1을 사용한 실시예 6은, 디옥사진 안료를 사용한 비교예 5보다도 포스트 베이크 후의 휘도가 대폭으로 높고, 내열성도 우수하였다. 비교예 6과 같이 디옥사진 안료는 다른 안료와의 조합에서는 내열성이 우수한데, 2량화 트리아릴메탄 염료와의 조합에서는, 내열성이 저하되었다(비교예 5). 이들 결과로부터, 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재와, 2량화 트리아릴메탄 염료를 조합한 경우에, 포스트 베이크 후의 휘도가 높고, 내열성이 우수하다고 하는 효과가 현저해지는 것이 명확해졌다.
비교예 7의 착색 수지 조성물 O는 스핀 코터로 도포 후, 80℃의 핫 플레이트 상에서 3분간 가열 건조한 시점에서, AR289이라고 생각되는 입자가 격렬하게 석출해버려, 통상의 평가를 할 수 없었다.
또한, 모든 결과를 상세하게 보면, 실시예 3과 실시예 4, 실시예 5와 실시예 6, 실시예 7과 실시예 8의 비교로부터, 2량화 트리아릴메탄 염료와 AR289와 헤테로폴리산을 동시에 레이크화한 일반식(III)으로 표시되는 색재를 사용한 착색층은, 특히 ΔEab가 작고, 휘도값이 높은 것이 명확해졌다. 이것은 2량화 트리아릴메탄 염료와 헤테로폴리산으로 구성되는 3차원 가교 구조를 가진 색재 중에 AR289가 내장되는 형으로 레이크화됨으로써, 염료의 내열성이 더한층 향상된 결과라고 생각된다.
(제조예 12 색재 분산액 L의 제조)
색재로서, 합성예 2에서 제조한 공레이크 색재 A1 13.0질량부, 합성예 15에서 제조한 인산염 변성 분산제 용액 B를 22.75질량부(유효 고형분 4.55질량부), 합성예 12의 바인더 수지 A 13.30질량부(유효 고형분 5.85질량부), PGMEA 50.95질량부를 혼합하고, 페인트 셰이커(아사다 텟꼬제)에서 예비 분산으로서 2mm 지르코니아 비즈로 1시간, 또한 본 분산으로서 0.1mm 지르코니아 비즈로 4시간 분산하여, 색재 분산액 L을 얻었다.
(제조예 13 색재 분산액 M의 제조)
제조예 12에서, 인산염 변성 분산제 용액 B 대신 인산염 변성 분산제 용액 C를 사용한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 M을 얻었다.
(제조예 14 색재 분산액 N의 제조)
제조예 12에서, 인산염 변성 분산제 용액 B 대신에 Disperbyk-161(빅 케미사제, 우레탄계 분산제, 고형분 30질량%) 15.17질량부를 사용하고, PGMEA의 양을 58.54질량부로 한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 N을 얻었다.
(제조예 15 색재 분산액 O의 제조)
제조예 12에서, 인산염 변성 분산제 용액 B 대신에 BYK-LPN21116(빅 케미사제, 블록 공중합체, 고형분 40질량%) 11.38질량부를 사용하고, PGMEA의 양을 62.33질량부로 한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 O를 얻었다.
(제조예 16 색재 분산액 P의 제조)
제조예 12에서, 공레이크 색재 A1 대신에 합성예 5의 공레이크 색재 A4를 사용한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 P를 얻었다.
(제조예 17 색재 분산액 Q의 제조)
제조예 12에서, 공레이크 색재 A1 대신에 합성예 6의 청색 레이크 색재 A1 11.7질량부와, 합성예 11의 적색 레이크 색재 A1 1.3질량부를 사용한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 Q를 얻었다.
(제조예 18 색재 분산액 R의 제조)
제조예 12에서, 공레이크 색재 A1 대신에 합성예 6의 청색 레이크 색재 A1을 사용한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 R을 얻었다.
(제조예 19 색재 분산액 S의 제조)
제조예 12에서, 공레이크 색재 A1 대신에 합성예 8의 청색 레이크 색재 A3을 사용한 것 외에는, 제조예 12와 마찬가지로 하여, 색재 분산액 S를 얻었다.
(실시예 9)
실시예 1에서, 색재 분산액 H 대신에 제조예 12의 색재 분산액 L을 사용한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 착색 수지 조성물 I-2를 얻었다.
(실시예 10)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 13의 색재 분산액 M을 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 I-3을 얻었다.
(실시예 11)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 14의 색재 분산액 N을 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 I-4를 얻었다.
(실시예 12)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 15의 색재 분산액 O를 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 I-5를 얻었다.
(실시예 13)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 16의 색재 분산액 P를 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 P를 얻었다.
(비교예 8)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 17의 색재 분산액 Q를 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 Q를 얻었다.
(비교예 9)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 18의 색재 분산액 R을 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 R을 얻었다.
(비교예 10)
실시예 9에서, 색재 분산액 L 대신 제조예 19의 색재 분산액 S를 사용한 것 외에는, 실시예 9와 마찬가지로 하여 착색 수지 조성물 S를 얻었다.
(평가)
<광학 성능 평가, 내열성 평가>
실시예 9 내지 14 및 상기 실시예 5, 및 비교예 8 내지 11 및 상기 비교예 5의 착색 수지 조성물에 대해서, 각각 상기 광학 성능 평가, 내열성 평가와 마찬가지로 하여 평가를 행하였다. 결과를 표 8에 나타내었다.
<경시 안정성 평가>
실시예 9 내지 14, 및 비교예 8 내지 11의 착색 수지 조성물에 대해서, 안톤 파르(Anton Paar)제 「레오미터 MCR301」을 사용하여, 전단 속도가 60rpm일 때의 전단 점도(mPa·sec)를 측정하였다. 제조 직후와, 실온에서 7일간 보관 후의 점도를 측정하고, 평가를 행하였다. 결과를 표 8에 나타내었다.
Figure pct00023
[결과의 정리]
표 8의 결과로부터, 비교예 5 및 비교예 8 내지 9와 같이, 청색 레이크 색재 A1을 함유한 착색 수지 조성물은 시간의 경과에 따라 점도가 증가하였다. 한편, 일반식(III')로 표시되는 색재인, 공레이크 색재 A1 및 공레이크 색재 A4를 사용해서 제조된 실시예 5 및 실시예 9 내지 13의 착색 수지 조성물은, 경시 안정성이 우수하고, 포스트 베이크 후의 휘도도 높은 것이 명확해졌다. 비교예 10의 착색 수지 조성물은 경시 안정성은 양호했지만, 내열성이 현저하게 나쁘고, 포스트 베이크 후에는 색이 격렬하게 퇴색해버려, 통상의 색감으로 비교를 행할 수 없었다.
또한, 비교예 8의 착색 수지 조성물 Q를 도포한 기판은 포스트 베이크 시에 적색 레이크 색재 A1 유래라고 생각되는 적색 색소가 주위에 부착되고, 주위를 오염시키는 것을 알았다. 이것은 적색 레이크 색재 A1이 열에 의해 승화한 것이라 생각된다.
1 투명 기판
2 차광부
3 착색층
10 컬러 필터
20 대향 기판
30 액정층
40 액정 표시 장치
50 유기 보호층
60 무기 산화막
71 투명 양극
72 정공 주입층
73 정공 수송층
74 발광층
75 전자 주입층
76 음극
80 유기 발광체
100 유기 발광 표시 장치
101 발색 부위
102 연결기 A
103 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온
104 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온
105 폴리산 음이온
106 염 형성하지 않은 폴리산 음이온
107 염 형성하지 않은 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온
110 색재 (A-1)
120 일반식(III)으로 표시되는 색재
130 일반식(III')로 표시되는 색재

Claims (10)

  1. (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제를 함유하고, 상기 (A) 색재가, 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 함유하는, 색재 분산액.
    Figure pct00024

    (일반식(I) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
    a는 2 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
    일반식(II) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
    단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 색재 (A-1)이 또한, 폴리산 음이온을 함유하는 하기 일반식(III)으로 표시되는 색재인, 색재 분산액.
    Figure pct00025

    (일반식(III) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
    a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
    단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
    Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이다.)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일반식(III)으로 표시되는 색재에 있어서의 폴리산 음이온이 적어도 텅스텐을 포함하고, 당해 폴리산 음이온 중의 텅스텐과 몰리브덴의 몰비가 100:0 내지 85:15인, 색재 분산액.
  4. (A) 색재와, (B) 분산제와, (C) 용제와, (D) 바인더 성분을 함유하고, 상기 (A) 색재가, 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하는 색재 (A-1)을 함유하는, 컬러 필터용 착색 수지 조성물.
    Figure pct00026

    (일반식(I) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
    a는 2 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
    일반식(II) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
    단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.)
  5. 제4항에 있어서,
    상기 색재 (A-1)이 또한, 폴리산 음이온을 함유하는 하기 일반식(III)으로 표시되는 색재인, 컬러 필터용 착색 수지 조성물.
    Figure pct00027

    (일반식(III) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
    a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
    단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
    Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이다.)
  6. 제5항에 있어서,
    상기 일반식(III)으로 표시되는 색재에 있어서의 폴리산 음이온이 적어도 텅스텐을 포함하고, 당해 폴리산 음이온 중의 텅스텐과 몰리브덴의 몰비가 100:0 내지 85:15인, 컬러 필터용 착색 수지 조성물.
  7. 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 착색층을 적어도 구비하는 컬러 필터이며, 당해 착색층 중 적어도 하나가, 적어도 하기 일반식(Ｉ)로 표시되는 양이온과 하기 일반식(II)로 표시되는 1가의 음이온이 염을 형성하고 있는 색재 (A-1)을 포함하는, 컬러 필터.
    Figure pct00028

    (일반식(I) 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
    a는 2 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
    일반식(II) 중, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
    단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.)
  8. 상기 제7항에 따른 컬러 필터와, 대향 기판과, 상기 컬러 필터와 상기 대향 기판 사이에 형성된 액정층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 상기 제7항에 따른 컬러 필터와, 유기 발광체를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  10. 하기 일반식(III')로 표시되는 색재.
    Figure pct00029

    (일반식(III') 중, A는 N과 직접 결합하는 탄소 원자가 π 결합을 갖지 않는 a가의 유기기이며, 당해 유기기는 적어도 N과 직접 결합하는 말단에 포화 지방족 탄화수소기를 갖는 지방족 탄화수소기, 또는 당해 지방족 탄화수소기를 갖는 방향족기를 나타내고, 탄소 쇄 중에 O, S, N이 포함될 수 있다. Ri 내지 Rv는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 나타내고, Rii와 Riii, Riv와 Rv가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. Ar1은 치환기를 가질 수 있는 2가의 방향족기를 나타낸다. 복수 있는 Ri 내지 Rv 및 Ar1은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
    a는 2 이상의 수, b는 1 이상의 수를 나타낸다. n은 0 또는 1이며, n이 0일 때 결합은 존재하지 않는다. 복수 있는 n은 동일하거나 상이할 수 있다.
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 또는 치환기를 가질 수 있는 아르알킬기를 나타내고, R1과 R2, R3과 R4가 결합해서 환 구조를 형성할 수 있다. R5는 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 술포네이트기(-SO3 -기) 또는 카르복실레이트기(-COO-기)를 나타낸다. m은 0 내지 5를 나타내고, R5가 복수인 경우, 복수 있는 R5는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. R6 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환기를 가질 수 있는 알킬기를 나타낸다.
    단, R1 내지 R5에서, 2개의 술포네이트기(-SO3 -기)를 포함하거나, 1개의 술포네이트기(-SO3 -기)와 1개의 카르복실레이트기(-COO-기)를 포함한다.
    Bd -는 d가의 폴리산 음이온을 나타내고, c 및 e는 양수이며, c:(d×e)가 5:95 내지 50:50이다.)
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