TW201348342A - 彩色濾光片用色材分散液、彩色濾光片用著色樹脂組成物、彩色濾光片、暨液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可形成高亮度且耐熱性及耐光性優異之塗膜之色材分散液、可形成高亮度且耐熱性及耐光性優異之著色層之彩色濾光片用著色樹脂組成物、使用該彩色濾光片用著色樹脂組成物所形成之彩色濾光片、包含有該彩色濾光片之液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。本發明之色材分散液含有下述通式(I)所表示之色材、分散劑、及23℃下之上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中包含鉬及鎢,鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85。□(通式(I)中之符號如說明書中所記載)

Description

彩色濾光片用色材分散液、彩色濾光片用著色樹脂組成物、彩色 濾光片、暨液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置
本發明係關於一種彩色濾光片用色材分散液、彩色濾光片用著色樹脂組成物、彩色濾光片、暨液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。
近年來,隨著液晶面板之價格降低或數位地面廣播開始之影響等,平板顯示器正迅速普及。目前,於實用化之平板顯示器之中,液晶顯示器除用於電視或電腦用螢幕以外,亦廣泛應用於行動電話、攜帶式遊戲機、平板電腦(Tablet PC,Tablet Personal Computer)等移動終端,液晶顯示器之市場處於日益擴大之狀態。
於上述狀態下,對於具有使液晶顯示器彩色顯示化之功能之彩色濾光片,亦要求高亮度化或高對比度化、色再現性之提高等。尤其是最近,由於背光源之消耗電力降低或發光二極體(LED,Light Emitting Diode)背光源之特性,因而對彩色濾光片之高亮度化之要求變高。
又,上述課題於預計今後將逐漸普及之有機EL顯示器中亦同樣地存在,關於高亮度化或色再現性之提高,對於該顯示器而言亦為應解決之問題。
於形成彩色濾光片之著色層之情形時,使用含有顏料或 染料作為其色材之著色層形成用樹脂組成物。顏料與染料相比,通常耐熱性等各耐性優異,但存在所製造之彩色濾光片之亮度變得不充分之情況。
另一方面,於使用染料作為色材之情形時,可製造高亮度之彩色濾光片,但存在耐熱性或耐光性等各種耐性變得不充分之問題。
作為提高染料之各種耐性之方法,已知有形成成鹽化合物之方法(例如專利文獻1~4)。
於專利文獻1中,揭示有如下例:為了提高三芳基甲烷系染料對熱之耐久性而使用氯化物離子或芳基硫酸根離子作為三芳基甲烷染料之相對陰離子。
又,於專利文獻2中,作為獲得耐光性優異且亦滿足耐熱性之著色樹脂組成物之方法,報告有如下方法:將酞花青或蒽醌等色素骨架之磺化物作為相對陰離子,而與作為陽離子之三芳基甲烷骨架形成鹽。
專利文獻1及2中記載之成鹽化合物基本上係使之溶解於溶劑中而使用者,耐熱性及耐光性並不充分。
於專利文獻3中,作為獲得色特性及耐熱性、耐光性、耐溶劑性優異之穩定之彩色濾光片用著色組成物的方法,記載有由三芳基甲烷系鹼性染料與具有至少2個碸基之有機磺化物形成之成鹽化合物。
於專利文獻4中,作為即便於高溫下亦可長期維持亮度優異之液晶顯示之彩色濾光片用藍色顏料,記載有一種陰離子含有選自鎢、矽、磷中之1種或複數種元素與氧作為必需元素之鹼性三芳基甲烷染料。 然而,如下述比較例所示,於專利文獻3之方法中耐光性較差,於專利文獻4之方法中耐熱性較差。
於專利文獻5中記載有一種藉由包含至少10個Si原子之聚矽氧烷而高度交聯之聚矽氧烷色素。專利文獻5中記載之聚矽氧烷色素根據其合成方法而為色素骨架僅為1個之未反應化合物或存在聚合度不同之色素之混合物。於該聚矽氧烷色素中,存在難以僅分離特定聚合度之色素、生產性較差之問題。上述聚矽氧烷色素由於具有矽烷醇基或烷氧矽烷基,故而於色素彼此、或與具有矽烷醇基或烷氧矽烷基之其他成分之間形成矽氧烷鍵,使溶解度發生變化或對分散穩定性等造成影響等,溶液或分散液之狀態隨時間經過而發生變化,因此作為溶液或作為分散液均難以操作。該反應尤其是於加熱時易於進行,因此並非適合彩色濾光片用途之色素。又,如下述比較例所示,使用上述聚矽氧烷色素之彩色濾光片之耐熱性較差。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2008-304766號公報
專利文獻2:國際公開第2009/107734號公報
專利文獻3:日本專利特開2011-7847號公報
專利文獻4:日本專利特開2011-186043號公報
專利文獻5:日本專利特表2010-526897號公報
本發明係鑒於上述實際情況而成者,其目的在於提供一 種可形成高亮度且耐熱性及耐光性優異之塗膜之色材分散液、可形成高亮度且耐熱性及耐光性優異之著色層之彩色濾光片用著色樹脂組成物、使用該彩色濾光片用著色樹脂組成物所形成之彩色濾光片、包含有該彩色濾光片之液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。
本發明者等人為達成上述目的反覆進行努力研究,結果獲得如下見解:藉由使由特定之陽離子與特定之多金屬氧酸鹽陰離子形成之色材分散於實質上不溶解該色材之溶劑或難溶性之溶劑中而使用,從而獲得可達成與染料相同之高亮度化並且可形成耐熱性及耐光性優異之塗膜的色材分散液。進而,本發明者等人獲得如下見解:於多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬與鎢之莫耳比處於特定範圍內之情形時,耐熱性與耐光性均優異。又,本發明者等人獲得如下見解:於多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬與鎢之莫耳比處於另一特定之範圍內之情形時,可進一步抑制高溫加熱後之著色層之亮度之下降。
本發明係基於上述見解而完成者。
本發明之第一態樣之彩色濾光片用色材分散液之特徵在於:含有下述通式(I)所表示之色材、分散劑、及23℃下上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中包含鉬及鎢,鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85。
[化1]通式(I)
(於通式(I)中,A為與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O、S、N;Bc-表示c價之多金屬氧酸鹽陰離子;Ri~Rv分別獨立表示氫原子、可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基,Rii與Riii、Riv與Rv亦可鍵結而形成環構造;Ar1表示可具有取代基之2價芳香族基;複數個Ri~Rv及Ar1分別可相同亦可不同; a及c表示2以上之整數,b及d表示1以上之整數;e為0或1,於e為0時鍵結不存在;複數個e可相同亦可不同)
本發明之第二態樣之彩色濾光片用色材分散液之特徵在於:含有下述通式(I)所表示之色材、分散劑、及23℃下上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中至少包含鎢,鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6。
[化2]通式(I)
(於通式(I)中,A為與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O、S、N;Bc-表示c價之多金屬氧酸鹽陰離子;Ri~Rv分別獨立表示氫原子、可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基,Rii與Riii、Riv與Rv亦可鍵結而形成環構造;Ar1表示可具有取代基之2價芳香族基;複數個Ri~Rv及Ar1分別可相同亦可不同;a及c表示2以上之整數,b及d表示1以上之整數;e為0或1,於e為0時鍵結不存在;複數個e可相同亦可不同)
於本發明之色材分散液中,就分散穩定性優異之方面而言,較佳為上述溶劑為酯系溶劑。
於本發明之色材分散液中,就色材之分散性及分散穩定性提高且耐熱性及耐光性優異之方面而言,較佳為上述分散劑為於主鏈或側鏈上包含氮原子之高分子分散劑。
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物之特徵在於:含有上述本發明之色材分散液與黏合劑成分。藉由包含上述本發明之色材分散液,本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物可形成高亮度、且 耐熱性及耐光性優異之著色層。
本發明提供一種彩色濾光片,其係至少包含透明基板、及設置於該透明基板上之著色層者,其特徵在於:該著色層中至少一者為使上述彩色濾光片用著色樹脂組成物硬化而成之著色層。
又,本發明提供一種液晶顯示裝置,其特徵在於:包含上述彩色濾光片、對向基板、及形成於上述彩色濾光片與上述對向基板之間之液晶層。
進而,本發明提供一種有機發光顯示裝置,其特徵在於:包含上述彩色濾光片與有機發光體。
根據本發明,可提供一種可形成高亮度且耐熱性及耐光性優異之塗膜之色材分散液、可形成高亮度且耐熱性及耐光性優異之著色層之彩色濾光片用著色樹脂組成物、使用該彩色濾光片用著色樹脂組成物所形成之彩色濾光片、包含有該彩色濾光片之液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。
1‧‧‧透明基板
2‧‧‧遮光部
3‧‧‧著色層
10‧‧‧彩色濾光片
20‧‧‧對向基板
30‧‧‧液晶層
40‧‧‧液晶顯示裝置
50‧‧‧有機保護層
71‧‧‧透明陽極
72‧‧‧電洞注入層
73‧‧‧電洞傳輸層
74‧‧‧發光層
75‧‧‧電子注入層
76‧‧‧陰極
80‧‧‧有機發光體
100‧‧‧有機發光顯示裝置
201‧‧‧2價以上之相對陽離子
202‧‧‧2價以上之相對陰離子
203‧‧‧藉由A之連結
204‧‧‧離子鍵
205‧‧‧陽離子
206‧‧‧先前之染料成鹽化合物
210‧‧‧本發明之色材之分子聚集體
圖1係表示本發明之彩色濾光片之一例之概略圖。
圖2係表示本發明之液晶顯示裝置之一例之概略圖。
圖3係表示本發明之有機發光顯示裝置之一例之概略圖。
圖4係表示本發明之色材之分子聚集狀態之模式圖。
圖5係表示先前之染料成鹽化合物之離子鍵之模式圖。
以下,依序說明本發明之色材分散液、彩色濾光片用著 色樹脂組成物、彩色濾光片、液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。
再者,於本發明中,光包含可見及非可見區域之波長之電磁波、進而包含放射線,放射線係例如包含微波、電子束。具體而言,係指波長5 μm以下之電磁波及電子束。又,於本發明中,所謂(甲基)丙烯酸,意指丙烯酸或甲基丙烯酸中之任一者,所謂(甲基)丙烯酸酯,意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中之任一者。
[色材分散液]
本發明之第一態樣之色材分散液之特徵在於:含有下述通式(I)所表示之色材、分散劑、及23℃下上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中包含鉬及鎢,鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85。
(於通式(I)中,A為與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O、S、 N。Bc-表示c價之多金屬氧酸鹽陰離子。Ri~Rv分別獨立表示氫原子、可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基,Rii與Riii、Riv與Rv亦可鍵結而形成環構造。Ar1表示可具有取代基之2價芳香族基。複數個Ri~Rv及Ar1分別可相同亦可不同。
a及c表示2以上之整數,b及d表示1以上之整數。e為0或1,於e為0時鍵結不存在。複數個e可相同亦可不同)
本發明之第二態樣之色材分散液之特徵在於:含有上述通式(I)所表示之色材、分散劑、及23℃下上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中至少包含鎢,鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6。
本發明之第一態樣之色材分散液及本發明之第二態樣之色材分散液藉由將通式(I)所表示之色材與分散劑進行組合,並使之分散於實質上不溶解該色材之溶劑或難溶性之溶劑中而使用,從而獲得可達成與染料相同之高亮度化並且可形成耐熱性及耐光性優異之塗膜的色材分散液。
第一態樣之色材分散液及第二態樣之色材分散液均係耐熱性及耐光性優異者。第一態樣之色材分散液藉由使上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子包含鉬及鎢,且鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85,從而耐光性特別優異。又,第二態樣之色材分散液藉由使上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子至少包含鎢,且鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6,從而進一步抑制高溫加熱後之著色層之亮度之下降。
藉由上述特定之組合而作為發揮如上所述之效果之作用並未解明,但推測如下所述。
先前,通常染料易溶於溶劑。作為降低溶解性之方法,一直使用 形成成鹽化合物之方法。例如作為使三芳基甲烷染料成鹽之方法,有使用2價陰離子作為相對陰離子之方法(例如專利文獻3)。根據該方法,如圖5所示,2價相對陰離子202可與2個染料陽離子205形成離子鍵204,而與僅為染料相比,耐熱性或耐光性提高。然而,即便藉由上述方法亦無法獲得充分之耐熱性或耐光性。
本發明中所使用之上述通式(I)所表示之色材如圖4所示,具有2價以上之相對陰離子202,與同時具有陽離子性之發色部位藉由經A連結203而鍵結2個以上而具有2價以上之相對陽離子201。例如推測於陰離子與陽離子均為2價離子之情形時,於色材之凝集體中,陰離子與陽離子並非僅以1分子對1分子之形式進行離子鍵結,亦如圖4所示般複數個分子經由連結之離子鍵聚集而形成之分子聚集體210。該分子聚集體210於色材之凝集體中如1個分子般運動,因此視分子量與先前之成鹽化合物之分子量相比大幅增大。又,推測藉由分子聚集體210之形成,固體狀態下之凝集力更提高,降低由熱引起之運動,進而於電氣方面亦穩定,因此可抑制離子對之解離或陽離子部之分解。其結果,推測通式(I)所表示之色材之耐熱性及耐光性提高。
又,已知陽離子性色材通常遇光則氧化而退色。另一方面,已知包含鎢或鉬之聚酸具有光還原性,該光還原反應具有可逆性。推測藉由使用上述聚酸作為陰離子,而抑制由光引起之陽離子之氧化反應,則耐光性提高。其機制並未解明,但推測藉由以特定之比例含有電子狀態不同之包含鎢之多金屬氧酸鹽陰離子與包含鉬之多金屬氧酸鹽陰離子,則抑制上述氧化反應之能力優異。
上述第一態樣之色材分散液中所使用之第一色材係使用包含鉬及鎢作為相對陰離子、且鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15: 85所表示之2價以上之多金屬氧酸鹽陰離子。藉由少量混合包含鉬之多金屬氧酸鹽陰離子,與僅使用包含鎢之多金屬氧酸鹽陰離子之情形相比,耐光性提高,耐熱性亦可提高。推測若陽離子與包含鎢之多金屬氧酸鹽陰離子形成離子對,則尤其是耐熱性提高。然而,推測包含鎢之聚酸根離子由於離子徑較大,因而與陽離子之間產生間隙。另一方面,推測包含鉬之多金屬氧酸鹽陰離子之離子徑小於包含鎢之多金屬氧酸鹽陰離子。推測本發明中所使用之色材進而藉由少量含有離子徑較小之包含鉬之多金屬氧酸鹽陰離子,而使包含鉬之多金屬氧酸鹽陰離子進入陽離子與包含鎢之多金屬氧酸鹽陰離子形成離子對時所產生之間隙間。推測藉此色材之耐熱性及耐光性提高。又,推測於使用包含鉬與鎢兩者之異聚酸之情形時,推測該異聚酸本身係離子徑存在差異者,離子徑較小之異聚酸進入與陽離子之間之間隙間,因而色材之耐熱性及耐光性提高。
另一方面,上述第二態樣之色材分散液中所使用之第二色材係使用至少包含鎢作為相對陰離子、且鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6之2價以上之多金屬氧酸鹽陰離子。如上所述,若陽離子與包含鎢之多金屬氧酸鹽陰離子形成離子對,則尤其是耐熱性提高,而具有與上述第一態樣之色材分散液同等之耐熱性。於彩色濾光片用途中,尤其要求高亮度之著色層。本發明者等人基於上述觀點,針對耐熱性進行更詳細之研究。其結果明瞭:於鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6及多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬之含有比例處於較低之範圍內、或者多金屬氧酸鹽陰離子中不含鉬而僅含有鎢的情形時,與上述第一態樣之色材分散液相比曝光後之亮度為高亮度,並且高溫加熱後著色層之亮度之下降與上述第一態樣之色材分散液相比亦進一 步獲得抑制。發揮上述效果之作用並未解明,但採用使用上述第二色材之色材分散液所形成之著色層可進一步達成高亮度化。
由該等結果推測通式(I)所表示之色材之耐熱性及耐光性特別優異,獲得可形成達成與染料相同之高亮度化並且耐熱性及耐光性優異之塗膜的色材分散液。
本發明之色材分散液至少含有色材、分散劑、及溶劑,視需要亦可含有其他成分。
以下,依序詳細說明上述本發明之色材分散液之各成分。再者,於本發明中,有時將第一態樣之色材分散液所使用之色材、與第二態樣之色材分散液所使用之色材分別稱為「第一色材」與「第二色材」。又,於本發明中,有時將第一態樣之色材分散液與第二態樣之色材分散液簡單統稱為「色材分散液」,有時將第一色材及第二色材簡單統稱為「色材」。
(色材)
第一態樣之色材分散液所使用之第一色材之特徵在於:其係以下述通式(I)表示,多金屬氧酸鹽陰離子中包含鉬及鎢,且鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85。
[化4]通式(I)
(於通式(I)中,A為與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O、S、N。Bc-表示c價之多金屬氧酸鹽陰離子。Ri~Rv分別獨立表示氫原子、可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基,Rii與Riii、Riv與Rv亦可鍵結而形成環構造。Ar1表示可具有取代基之2價芳香族基。複數個Ri~Rv及Ar1分別可相同亦可不同。
a及c表示2以上之整數,b及d表示1以上之整數。e為0或1,於e為0時鍵結不存在。複數個e可相同亦可不同)
又,第二態樣之色材分散液所使用之第二色材之特徵在於:其係以上述通式(I)表示,多金屬氧酸鹽陰離子中至少包含鎢,且鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6。
上述第一色材及上述第二色材均耐熱性及耐光性優異。第一色材具有尤其是耐光性優異之特徵,第二色材具有尤其是高溫加熱後著色層之亮度之下降進一步獲得抑制之特徵。
本發明中所使用之色材之陽離子部為具有下述通式(II)所表示之構造之2價以上之陽離子。通式(II)所表示之陽離子部與先前之三芳基甲烷系鹼性染料或系鹼性染料不同,即便為其氯化物亦 實質上不溶於水。
通式(II)所表示之構造為先前之包含三芳基甲烷骨架或骨架之陽離子經由A進行連結而成之2價以上之陽離子。
於認為先前之構成僅包含一個三芳基甲烷骨架或骨架之單陽離子與陰離子之鍵結種僅為離子鍵之情形時,可認為本發明構成之由2價以上之陽離子形成之成鹽物之鍵結種為除離子鍵以外亦包含連結單陽離子彼此之共價鍵的構造。因此,推測由具有下述通式(II)所表示之構造之2價以上之陽離子形成的成鹽物與先前之由1個三芳基甲烷骨架或骨架形成之成鹽物相比,構成要素整體中之強鍵結種增多,結果穩定性變高,變得不易水合。進而,推測通式(II)所表示之構造由於連結基A之影響而使分子量變大,且疏水性變更高,因此與鍵結之穩定性相結合,而變得實質上不溶於水。
(於通式(II)中,A、Ri~Rv、Ar1、a及e與通式(I)相同)
上述通式(II)中之e為0或1之整數。於e為0之情形時,具有下述式(III)所表示之三芳基甲烷骨架。
(於通式(III)中,Ri~Rv及Ar1與通式(I)相同)
又,於e為1之情形時,具有下述通式(IV)所表示之骨架。
(於通式(IV)中,Ri~Rv及Ar1與通式(I)相同)
複數個e可相同亦可不同。即,例如可為僅具有複數個三芳基甲烷骨架、或僅具有複數個骨架之陽離子部,亦可為1分子內包含三芳基甲烷骨架與骨架兩者之陽離子部。就色純度之方面而言,較佳為僅具有同一骨架之陽離子部。另一方面,藉由形成包 含三芳基甲烷骨架與骨架兩者之陽離子部,又,藉由下述取代基之組合,可將通式(I)之色材調整為所需之顏色。
上述通式(I)中之A為與N(氮原子)直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O(氧原子)、S(硫原子)、N(氮原子)。由於與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵,故而陽離子性之發色部位所具有之色調或透過率等色特性不受連結基A或其他發色部位之影響,可保持與單體相同之顏色。再者,就耐熱性及耐光性之方面而言,較佳為A不具有矽氧鍵,更佳為不具有Si(矽原子)。
於A中,至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基若與N直接鍵結之末端之碳原子不具有π鍵,則可為直鏈、分支或環狀中之任一形狀,末端以外之碳原子可具有不飽和鍵,可具有取代基,碳鏈中可含有O、S、N。例如可含有羰基、羧基、氧基羰基、醯胺基等,氫原子可進而被鹵素原子等取代。
又,於A中,作為具有上述脂肪族烴基之芳香族基,可舉出具有至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基的單環或多環芳香族基,可具有取代基,亦可為包含O、S、N之雜環。
其中,就骨架之堅牢性之方面而言,A較佳為包含環狀脂肪族烴基或芳香族基。
作為環狀脂肪族烴基,其中,就骨架之堅牢性之方面而言,較佳為有橋脂環式烴基。所謂有橋脂環式烴基,係指於脂肪族環內具有交聯構造、具有多環構造之多環狀脂肪族烴基,例如可舉出:降烷、雙環[2,2,2]辛烷、金剛烷等。有橋脂環式烴基之中,較佳為降烷。又, 作為芳香族基,例如可舉出包含苯環、萘環之基,其中,較佳為包含苯環之基。
就原料之易獲得性之觀點而言,A較佳為2價。例如於A為2價有機基之情形時,可舉出:碳數1~20之直鏈、分支、或環狀之伸烷基或者苯二甲基等使2個碳數1~20之伸烷基經取代而成之芳香族基等。
Ri~Rv中之烷基並無特別限定。例如可舉出碳數1~20之直鏈或分支狀烷基等,其中,較佳為碳數1~8之直鏈或分支之烷基,就製造及原料供應之容易度之方面而言,更佳為碳數1~5之直鏈或分支之烷基。其中,Ri~Rv中之烷基尤佳為乙基或甲基。作為烷基可具有之取代基,並無特別限定,例如可舉出:芳基、鹵素原子、羥基等,作為被取代之烷基,可舉出苄基等。
Ri~Rv中之芳基並無特別限定。例如可舉出:苯基、萘基等。作為芳基可具有之取代基,例如可舉出:烷基、鹵素原子等。
所謂Rii與Riii、Riv與Rv鍵結而形成環構造,係指Rii與Riii、Riv與Rv經由氮原子而形成環構造。環構造並無特別限定,例如可舉出:吡咯啶環、哌啶環、啉環等。
其中,就化學穩定性之方面而言,作為Ri~Rv,較佳為分別獨立為氫原子、碳數1~5之烷基、苯基,或者Rii與Riii、Riv與Rv鍵結而形成吡咯啶環、哌啶環、啉環。
Ri~Rv可分別獨立採取上述構造,其中,就色純度之方面而言,較佳為Ri為氫原子,進而就製造及原料供應之容易度之方面而言,更佳為Rii~Rv均相同。
Ar1中之2價芳香族基並無特別限定。芳香族基除為由 碳環形成之芳香族烴基以外,亦可為雜環基。作為芳香族烴基中之芳香族烴,除苯環以外,亦可舉出:萘環、四氫萘環、茚環、茀環、蒽環、菲環等縮合多環芳香族烴;聯苯、聯三苯、二苯基甲烷、三苯基甲烷、茋等鏈狀多環式烴。於該鏈狀多環式烴中,可如二苯醚等般於鏈狀骨架中具有O、S、N。另一方面,作為雜環基中之雜環,可舉出:呋喃、噻吩、吡咯、唑、噻唑、咪唑、吡唑等5員雜環;吡喃、哌哢、吡啶、嗒、嘧啶、吡等6員雜環;苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、咔唑、香豆素、苯并哌哢、喹啉、異喹啉、吖啶、酞、喹唑啉、喹啉等縮合多環式雜環。該等芳香族基可具有取代基。
作為芳香族基可具有之取代基,可舉出:碳數1~5之烷基、鹵素原子等。
Ar1較佳為碳數6~20之芳香族基,更佳為由碳數10~14之縮合多環式碳環形成之芳香族基。其中,就構造單純且原料便宜之方面而言,更佳為伸苯基或伸萘基。
1分子內所存在之複數個Ri~Rv及Ar1可相同亦可不同。於複數個Ri~Rv及Ar1分別相同之情形時,發色部位顯示出相同之發色,因此可再現出與發色部位之單體相同之顏色,就色純度之方面而言較佳。另一方面,於將Ri~Rv及Ar1中之至少1個設為不同之取代基之情形時,可再現出混合有複數種單體之顏色,而可調整為所需之顏色。
第一態樣之色材分散液所使用之第一色材之陰離子部(Bc-)係包含鉬及鎢、且鉬與鎢之莫耳比為0.4:00.6~15:85所表示之c價之多金屬氧酸鹽陰離子。又,第二態樣之色材分散液所使用之第二色材之陰離子部(Bc-)係至少包含鎢、且可含有鉬、鉬相對於鎢之莫耳 比未達0.4/99.6之c價之多金屬氧酸鹽陰離子。
再者,於本發明中,所謂鉬與鎢之莫耳比,係表示通式(I)所表示之色材整體中之鉬原子與鎢原子之莫耳比,所謂鉬相對於鎢之莫耳比,係表示通式(I)所表示之色材整體中之鉬原子相對於鎢原子之莫耳比之值。
作為上述多金屬氧酸鹽陰離子,可為同聚酸根離子(MmOn)c-,亦可為異聚酸根離子(XlMmOn)c-。於上述離子式中,M表示多原子,X表示雜原子,m表示多原子之組成比,n表示氧原子之組成比。多原子M必定包含Mo(鉬)或W(鎢)中之任一者。多原子M可含有2種以上。多原子M較佳為Mo及/或W。作為雜原子X,例如可舉出:Si、P、As、S、Fe、Co等。又,一部分可含有Na+或H+等相對陽離子。
作為包含鉬及/或鎢之多金屬氧酸鹽陰離子之具體例,例如可舉出:科金型(Keggin type)磷鎢酸根離子α-[PW12O40]3-、道森型(Dawson type)磷鎢酸根離子α-[P2W18O62]6-、β-[P2W18O62]6-、科金型矽鎢酸根離子α-[SiW12O40]4-、β-[SiW12O40]4-、γ-[SiW12O40]4-,進而作為其他例,可舉出:[P2W17O61]10-、[P2W15O56]12-、[H2P2W12O48]12-、[NaP5W30O110]14-、α-[SiW9O34]10-、γ-[SiW10O36]8-、α-[SiW11O39]8-、β-[SiW11O39]8-、[W6O19]2-、[W10O32]4-、WO4 2-、α-[PMo12O40]3-、α-[PW11MoO40]3-、α-[PW9Mo3O40]3-、α-[PW3Mo9O40]3-、α-[SiMo12O40]4-、α-[P2Mo18O62]6-、[Mo2O7]2-、[Mo6O19]2-、[Mo8O26]4-等。
作為包含鉬及/或鎢之無機酸之陰離子,就耐熱性及耐光性之方面、及原料之易獲得性之方面而言,上述之中,較佳為異聚酸,更佳為包含P(磷)之異聚酸。
第一色材中之多金屬氧酸鹽陰離子可單獨使用上述陰離子中之1種或將2種以上組合使用,於將2種以上組合使用之情形時,只要多金屬氧酸鹽陰離子整體中之鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85即可。其中,就耐熱性及耐光性優異之方面而言,較佳為鉬與鎢之莫耳比為0.8:99.2~13:87,更佳為1.0:99.0~10:90。
又,第二色材中之多金屬氧酸鹽陰離子可單獨使用上述陰離子中之1種或將2種以上組合使用,於將2種以上組合使用之情形時,只要多金屬氧酸鹽陰離子整體中之鉬相對於鎢之莫耳比未達0.4/99.6即可。其中,就加熱時亮度不易下降之方面而言,較佳為鉬相對於鎢之莫耳比為0.3/99.7以下。該範圍包含不含鉬而僅含有鎢作為多原子之情形,即,包含多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬與鎢之莫耳比為0:100之情形。
上述通式(I)中之a為構成陽離子之發色性陽離子部位之數,a為2以上之整數。即,本發明中所使用之色材由於陽離子之價數為2以上,且陰離子之價數亦為2以上,故而形成上述分子聚集體,耐熱性及耐光性提高。另一方面,a之上限並無特別限定,但就易製造性之方面而言,a較佳為4以下,更佳為3以下。
上述通式(I)中之b表示分子聚集體中之陽離子之分子數,d表示分子聚集體中之陰離子之分子數,b及d表示1以上之整數。本發明之色材於其結晶或凝集體中,b及d分別不限於1之情形,分別亦可取如2、3、4…之2以上之自然數。本發明之色材就耐熱性及耐光性之方面而言,較佳為形成至少一部分為b≧2之分子聚集體。又,本發明之色材就耐熱性及耐光性之方面而言,較佳為形成至少一部分為d≧2之分子聚集體。
於b為2以上之情形時,分子聚集體中所存在複數個之陽離子可單獨為1種,亦可組合2種以上。又,於d為2以上之情形時,分子聚集體中所存在複數個之陰離子可單獨為1種,亦可組合2種以上,亦可將有機陰離子與無機陰離子組合使用。
作為本發明所使用之色材之色材分散液中之平均分散粒徑,於形成彩色濾光片之著色層之情形時,只要為可實現所需之發色者即可,並無特別限定,就耐熱性及耐光性優異之方面而言,較佳為處於10~150 nm之範圍內,更佳為處於20~125 nm之範圍內。藉由色材之平均分散粒徑處於上述範圍內,可使使用本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物所製造之液晶顯示裝置、有機發光顯示裝置成為高對比度且高品質者。
色材分散液中之色材之平均分散粒徑為分散於至少含有溶劑之分散介質中之色材粒子之分散粒徑,係藉由雷射光散射粒度分佈計進行測定所得者。作為藉由雷射光散射粒度分佈計之粒徑之測定,可使用色材分散液所使用之溶劑將色材分散液適宜稀釋成可利用雷射光散射粒度分佈計進行測定之濃度(例如1000倍等),使用雷射光散射粒度分佈計(例如日機裝公司製造之軌道粒度分佈測定裝置UPA-EX150),藉由動態光散射法,於23℃下進行測定。此處之平均分散粒徑為體積平均粒徑。
於本發明之色材分散液中,色材之含量並無特別限定。色材之含量就分散性及分散穩定性之方面而言,較佳為相對於色材分散液總量而處於5~40質量%、進而處於10~20質量%之範圍內。
<通式(I)所表示之色材之製造方法>
通式(I)所表示之色材之製造方法並無特別限定,例如可藉由利用以下之方法製造陽離子部後導入相對陰離子而獲得。
(下述化學式(A)所表示之中間物之合成)
首先,合成作為陽離子部之前驅化合物的下述化學式(A)所表示之中間物。
(式(A)中之A、Ri及a與通式(I)相同。Ar1'為於通式(I)之Ar1上鍵結有氫而成之構造)
化學式(A)之合成方法並無特別限定,例如可藉由如下方式獲得:使導入有所需之取代基Ar1'之鹵化芳香族化合物、與導入有所需之取代基A之a價胺化合物於鹼存在下,以乙酸鈀等作為觸媒,於溶劑中進行反應。再者,導入有所需之取代基A之a價胺化合物可使用各種市售品。作為3價胺化合物之市售品,例如可舉出:FCH Group公司製造之1,3,5-Benzenetrimethanamine或1,3,5-Cyclohexanetrimethanamine等,作為4價胺化合物之市售品,例如可舉出:FCH Group公司製造之1,2,4,5-Benzenetetramethanamine等。
上述反應中所使用之鹵化芳香族化合物之使用量只要考慮到上述導入有所需之取代基Ar1'之鹵化芳香族化合物、與上述導入有所需之取代基A之a價胺化合物的反應比為a:1(莫耳比)而適宜調整即可。例如於設為a=2之情形時,相對於胺化合物,鹵化芳香族化合物之使用量較佳為1.5~10莫耳當量,更佳為1.5~3.0莫耳當量,就 抑制副產物之生成、提高反應產率之方面而言,進而較佳為1.8~2.2莫耳當量。
上述反應中之反應溫度並無特別限制,通常為100~150℃左右,就抑制副反應之方面而言,較佳為130~145℃。又,上述反應之反應壓力並無特別限制,較理想的是常壓~0.1 MPa,更理想的是常壓。
又,上述反應之反應時間存在根據合成量或反應溫度等而變動之情況,因此不可一概而論,通常設定於6~72小時之範圍,較佳為設定於6~48小時之範圍。
作為該反應所使用之鹼,並無特別限定,例如可舉出:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀,除此以外,亦可舉出:金屬烷氧化物、金屬醯胺等。其中,就抑制副反應、提高鹼產生劑之產率之觀點而言,較佳為使用親核性較低之強鹼,例如較佳地使用第三丁醇鉀、第三丁醇鈉、第三丁醇鋰、二異丙胺鋰、六甲基二矽胺鉀、四甲基哌啶鋰等。親核性較低之強鹼之中,更佳為使用第三丁醇鉀。
上述鹼之添加量並無特別限定,通常相對於胺化合物而為2.0~4.0莫耳當量,就提高反應產率之方面而言,較佳為2.5~3.5莫耳當量。
(陽離子部之合成)
上述通式(I)所表示之色材之陽離子部可藉由使用氧氯化磷等氯化劑,使上述化學式(A)所表示之中間物、與下述化學式(B)所表示之化合物於溶劑中進行反應,而以陽離子部之氯化物之形式獲得。
[化9]
(式(B)中之Rii~Rv及e與通式(I)相同)
上述反應中所使用之化學式(B)所表示之化合物之使用量只要考慮到該化學式(B)所表示之化合物、與上述化學式(A)所表示之中間物之反應比為a:1(莫耳比)而適宜調整即可。例如於設為a=2之情形時,相對於上述化合物(A),化學式(B)所表示之化合物之使用量較佳為1.5~4.0莫耳當量,更佳為1.5~3.0莫耳當量,就抑制副產物之生成、提高反應產率之方面而言,進而較佳為1.8~2.2莫耳當量。
上述反應中之反應溫度並無特別限制,通常為110~150℃左右,就抑制副反應之方面而言,較佳為110~120℃。又,上述反應之反應壓力並無特別限制,較理想的是常壓~0.1 MPa,更理想的是常壓。又,上述反應之反應時間存在根據合成量或反應溫度等而變動之情況,因此不可一概而論,通常設定於1~10小時之範圍,較佳為設定於1~5小時之範圍。
上述氧氯化磷之添加量並無特別限定,通常相對於上述化合物(A)而言為1.5~3.0莫耳當量,就提高反應產率之方面而言,較佳為1.8~3.0莫耳當量。
第一色材係藉由如下方式獲得:於溶劑中將藉由上述反應所獲得之陽離子部之氯化物、與以鉬與鎢之莫耳比成為0.4:99.6~ 15:85之方式所製備之1種或2種以上之多金屬氧酸鹽陰離子進行混合。
又,第二色材係藉由如下方式獲得:於溶劑中將藉由上述反應所獲得之陽離子部之氯化物、與以鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6之方式所製備之1種或2種以上之多金屬氧酸鹽陰離子進行混合。
(分散劑)
於本發明之色材分散液中,上述通式(I)所表示之色材係以使之分散於溶劑中之形式使用。於本發明中,為了使色材良好地分散,而使用分散劑。作為分散劑,可適宜選用先前用作顏料分散劑者。作為分散劑,例如可使用陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、聚矽氧系、氟系等界面活性劑。界面活性劑之中,就可均勻且微細地分散之方面而言,較佳為高分子界面活性劑(高分子分散劑)。
作為高分子分散劑,例如可舉出:聚丙烯酸酯等不飽和羧酸酯之(共)聚合體類;聚丙烯酸等不飽和羧酸之(共)聚合體之(部分)胺鹽、(部分)銨鹽或(部分)烷基胺鹽類;含羥基聚丙烯酸酯等含羥基不飽和羧酸酯之(共)聚合體或該等之編成物;聚胺基甲酸乙酯類;不飽和聚醯胺類;聚矽氧烷類;長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽類;聚乙烯亞胺衍生物(藉由聚(低級伸烷基亞胺)與含游離羧基之聚酯之反應所獲得之醯胺或該等之鹼);聚烯丙胺衍生物(使聚烯丙胺、與選自具有游離羧基之聚酯、聚醯胺或酯與醯胺之共縮合物(聚酯醯胺)3種化合物中之1種以上之化合物進行反應所獲得的反應產物)等。
作為高分子分散劑,其中,就可使上述通式(I)所表示之色材較佳地分散、分散穩定性良好之方面而言,較佳為於主鏈或側鏈 包含氮原子之高分子分散劑。推測於使用於主鏈或側鏈包含氮原子之高分子分散劑之情形時,不僅使通式(I)所表示之色材良好地分散,且亦具有使通式(I)所表示之色材以離子對之狀態、或上述分子聚集體之狀態穩定地存在的作用。其結果可獲得耐熱性及耐光性優異之色材分散液。
作為於主鏈或側鏈包含氮原子之高分子分散劑,例如可舉出:聚丙烯酸等不飽和羧酸之(共)聚合體之(部分)胺鹽、(部分)銨鹽或(部分)烷基胺鹽類;聚胺基甲酸乙酯類;不飽和聚醯胺類;聚乙烯亞胺衍生物;聚烯丙胺衍生物等。
作為於主鏈或側鏈包含氮原子之高分子分散劑,例如可使用以下者。
作為聚丙烯酸等不飽和羧酸之(共)聚合體之(部分)胺鹽、(部分)銨鹽或(部分)烷基胺鹽類,例如可使用Disperbyk2000、2001(以下均為BYK-Chemie公司製造)等。
作為聚胺基甲酸乙酯類,例如可使用Disperbyk161等。
作為不飽和聚醯胺類,例如可使用Disperbyk101、130等。
作為聚烯丙胺衍生物之市售品,例如可使用Ajisper PB821、PB822、PB824、PB827(Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製造)等。
作為聚乙烯亞胺衍生物之市售品,例如可使用Solsperse33500(日本Lubrizol公司製造)等。
作為其他市售之分散劑,可舉出:Dysperbyk116、Dysperbyk140、Dysperbyk160、Dysperbyk162、Dysperbyk163、Dysperbyk164、Dysperbyk166、Dysperbyk167、Dysperbyk168、Dysperbyk170、Dysperbyk171、Dysperbyk174、Dysperbyk182、Dysperbyk2050(以上為 BYK-Chemie公司製造);EFKA4046、EFKA4047(以上為EFKA CHEMICALS公司製造);Solsperse12000、Solsperse13250、Solsperse13940、Solsperse17000、Solsperse20000、Solsperse24000GR、Solsperse24000SC、Solsperse27000、Solsperse28000、Solsperse32000、Solsperse33500、Solsperse35200、Solsperse37500(以上為日本Lubrizol公司製造);Ajisper PB711、823、880(以上為Ajinomoto Fine-Techno製造)等。
作為於主鏈或側鏈包含氮原子之高分子分散劑,其中,就耐熱性及耐光性優異之方面而言,較佳為具有下述通式(V)所表示之構成單位(1)之聚合體。
(於通式(V)中,R1為氫原子或甲基,R2及R3分別獨立為氫原子或碳數1~8之烷基,L為碳數1~8之伸烷基、-[CH(R6)-CH(R7)-O]x-CH(R6)-CH(R7)-或-[(CH2)y-O]z-(CH2)y-所表示之2價基,R6及R7分別獨立為氫原子或甲基。上述烷基、伸烷基分別可具有取代基。
x表示1~18之整數,y表示1~5之整數,z表示1~18之整數)
具有通式(V)所表示之構成單位(1)之聚合體之中,就使 色材均勻且穩定地分散、且耐熱性及耐光性優異之方面而言,較佳為含有下述通式(V')所表示之含氮單體、與於聚合物鏈及其末端包含具有乙烯性不飽和雙鍵之基之巨單體作為共聚合成分的接枝共聚合體。
(於通式(V')中,R1、R2、R3及L與上述式(V)相同)
作為R2及R3中之碳數1~8之烷基,並無特別限定,例如可舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、第三丁基、各種戊基、各種己基、各種辛基、環戊基、環己基、環辛基等。該等之中,較佳為甲基及乙基。
R2及R3相互可相同亦可不同。
L為碳數1~8之伸烷基、*-[CH(R6)-CH(R7)-O]x-CH(R6)-CH(R7)-**或*-[(CH2)y-O]z-(CH2)y-**所表示之2價基。此處,*表示酯鍵側之連結部位,**表示胺基側之連結部位。又,L中之碳數1~8之伸烷基可為直鏈狀、分支狀中之任一形狀,例如為亞甲基、伸乙基、三亞甲基、伸丙基、各種伸丁基、各種伸戊基、各種伸己基、各種伸辛基等。作為伸芳基,可舉出伸苯基等。作為L,就良好地確保色材之分散性之方面而言,其中,較佳為碳數1~8之伸烷基,更佳為亞甲基及伸乙基。
x為1~18之整數,較佳為1~4之整數,更佳為1~2之整數,y為1~5之整數,較佳為1~4之整數,更佳為2或3。z為1~18之整數,較佳為1~4之整數,更佳為1~2之整數。於本發明中,若x、y及z處於上述範圍內,則本發明之色材分散液及著色樹脂組成物成為色材之分散性優異、且耐熱性及耐光性優異者。
上述巨單體係於聚合物鏈及其末端包含具有乙烯性不飽和雙鍵之基者。該具有乙烯性不飽和雙鍵之基較佳為僅於聚合物鏈之一末端(以下有時稱為「單末端」)具有。又,巨單體亦可於不妨礙接枝共聚合體之分散性能等之範圍內被取代基取代,作為取代基,例如可舉出鹵素原子等。
作為具有乙烯性不飽和雙鍵之基,可較佳地舉出:(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等,其中,較佳為(甲基)丙烯醯基、乙烯基,尤佳為(甲基)丙烯醯基。
上述巨單體之聚合物鏈較佳為具有至少1種下述通式(VI)或通式(VII)所表示之構成單位者。
(於通式(VI)及通式(VII)中,R4為氫原子或甲基,R5為碳數1~18之烷基、芳烷基、芳基、氰基、-[CH(R6)-CH(R7)-O]x-R8、-[(CH2)y-O]z-R8、-[CO-(CH2)y-O]z-R8、-CO-O-R9或-O-CO-R10所表示之1價基。R6及R7分別獨立氫原子或甲基。
R8為氫原子、或碳數1~18之烷基、芳烷基、芳基、-CHO、-CH2CHO或-CH2COOR11所表示之1價基,R9為碳數1~18之烷基、芳烷基、芳基、氰基、-[CH(R6)-CH(R7)-O]x-R8、-[(CH2)y-O]z-R8、-[CO-(CH2)y-O]z-R8所表示之1價基。R10為碳數1~18之烷基,R11表示氫原子或碳數1~5之烷基。
m表示1~5之整數,n及n'表示5~200之整數。x表示1~18之整數,y表示1~5之整數,z表示1~18之整數)
R5中之碳數1~18之烷基可為直鏈狀、分支狀、環狀中之任一形狀,例如可舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、第三丁基、各種戊基、各種己基、各種辛基、各種癸基、各種十二烷基、各種十四基、各種十六基、各種十八基、環戊基、環己基、環辛基、環十二烷基、基、異基、二環戊基、金剛烷基、低級烷基取代金剛烷基等。
作為R5中之芳基,可舉出:苯基、聯苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等。芳基之碳數較佳為6~24,更佳為6~12。
作為R5中之芳烷基,可舉出:苄基、苯乙基、萘甲基、聯苯甲基等。芳烷基之碳數較佳為7~20,更佳為7~14。
於R5具有芳香環之情形時,該芳香環上可進而具有取代基,作為該取代基,例如可舉出碳數1~4之直鏈狀、分支狀之烷基,除此以外,亦可舉出:烯基、硝基、鹵素原子等。
R9中之碳數1~18之烷基、芳烷基、芳基如上述R5所示。
於上述R5及R9中,x、y及z如上述A中說明所示。
於上述R8所表示之1價基中,作為可具有之取代基,例如可舉出:碳數1~4之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基,F、Cl、Br 等鹵素原子等。
上述R10及R8中之碳數1~18之烷基、芳烷基、芳基如上述R5所示。
R11為氫原子或碳數1~5之直鏈狀、分支狀、環狀之烷基。
於本發明中,作為上述R5及R9,其中,較佳為使用與下述溶劑之溶解性優異者,具體而言,儘管根據構成上述接枝共聚合體之構成單位等而有所不同,但於上述溶劑係使用通常作為彩色濾光片用之溶劑之醚醇乙酸酯系、醚系、酯系等溶劑之情形時,較佳為甲基、乙基、正丁基、2-乙基己基、苄基等。
此處,如此設定上述R5及R9之原因在於:包含上述R5及R9之構成單位於上述溶劑中具有可溶性,上述單體之胺基對色材具有高吸附性,藉此可使色材之分散性及穩定性變得特別優異。
進而,上述R5及R9亦可於不妨礙上述接枝共聚合體之分散性能等之範圍內成為經烷氧基、羥基、羧基、胺基、環氧基、異氰酸酯基、氫鍵形成基等取代基取代而成者。又,亦可成為如下者:合成具有該等取代基之接枝共聚合體後,使之與具有與該取代基反應之官能基與聚合性基之化合物反應而加成聚合性基。例如可使具有羧基之接枝共聚合體與(甲基)丙烯酸環氧丙酯反應、或使具有異氰酸酯基之接枝共聚合體與(甲基)丙烯酸羥乙酯反應而加成聚合性基。
又,上述巨單體之聚合物鏈較佳為玻璃轉移溫度為30℃以上,更佳為50℃以上。於巨單體之聚合物鏈之玻璃轉移溫度為30℃以上之情形時,使用本發明之色材分散液或著色樹脂組成物所形成之著色層之耐熱性或耐光性提高。若耐熱性提高,則可抑制於彩色濾光片之製造步驟中如例如於200℃下加熱30分鐘之烘烤步驟後著色層變 色、或亮度或對比度下降。
於本發明中,巨單體之聚合物鏈之玻璃轉移溫度(Tg)可利用下述式進行計算。
1/Tg=Σ(Xi/Tgi)
此處,聚合體係設為自i=1至n之n個單體成分進行共聚合。Xi為第i個單體之質量分率(ΣXi=1),Tgi為第i個單體之均聚物之玻璃轉移溫度(絕對溫度)。其中,Σ取自i=1至n之和。再者,各單體之均聚物玻璃轉移溫度之值(Tgi)可採用Polymer Handbook(3rd Edition)(J.Brandrup,E.H.Immergut著(Wiley-Interscience,1989))之值。
若考慮到上述方面,則上述巨單體之聚合物鏈較佳為以巨單體之聚合物鏈整體之30質量%以上含有源自選自由上述構成單位中之甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、及乙烯基環己烷所組成之群組中之1種以上之單體的構成單位之總量者,更佳為含有50質量%以上者,又,更佳為含有源自甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸環己酯、及/或(甲基)丙烯酸異酯之構成單位者。然而,並不限定於該等。
巨單體之聚合物鏈可為均聚物,亦可為共聚合物。
例如若為均聚物,則於即便包含如玻璃轉移溫度未達30℃之構成單位作為聚合物鏈之共聚合成分、而以上述計算式所表示之聚合物鏈整體之計算Tg亦成為30℃以上的情形時,可較佳地作為本發明之著色樹脂組成物之巨單體。
進而,接枝共聚合體所使用之巨單體可單獨使用1種,亦可將2種以上混合使用。
於將2種以上之巨單體混合使用之情形時,以具有玻璃轉移溫度為30℃以上之聚合物鏈之巨單體成為巨單體整體之50質量%以上、進而70質量%以上的方式使用為較佳。
m為1~5之整數,較佳為2~5之整數,更佳為4或5之整數。又,巨單體之構成單位之單位數n及n'只要為5~200之整數即可,並無特別限定,較佳為處於5~100之範圍內。
巨單體之質量平均分子量Mw較佳為處於500~20000之範圍內,更佳為處於1000~10000之範圍內。藉由處於上述範圍,可保持作為分散劑之充分之立體排斥效果,並且亦可抑制由立體效果引起之對色材之吸附時間之增大。
上述巨單體可為適宜合成者,亦可為市售品,作為市售品,例如可舉出:單末端甲基丙烯醯基化聚甲基丙烯酸甲酯寡聚物(質量平均分子量:6000,「AA-6(商品名)」:東亞合成化學(股)製造)、單末端甲基丙烯醯基化聚丙烯酸正丁酯寡聚物(質量平均分子量:6000,「AB-6(商品名)」:東亞合成化學(股)製造)、單末端甲基丙烯醯基化聚苯乙烯寡聚物(質量平均分子量:6000,「AS-6(商品名)」:東亞合成化學(股)製造)、己內酯改質甲基丙烯酸羥乙酯(「PLACCEL FM5(商品名)」:Daicel化學(股)製造)、己內酯改質丙烯酸羥乙酯(「PLACCEL FA10L(商品名)」:Daicel化學(股)製造)等。
為了合成上述巨單體,熟知的是活性聚合法、或使用鏈轉移劑之自由基聚合法。自由基聚合法就單體選擇之自由度較大之方面而言易於利用。例如於如巰丙酸之類的具有羧基之鏈轉移劑之存在 下使單體進行自由基聚合,藉此可獲得單末端具有羧基之寡聚物。若於該寡聚物上加成甲基丙烯酸環氧丙酯,則可獲得單末端具有甲基丙烯醯基之寡聚物、即巨單體。
於上述接枝共聚合體中,較佳為以3~80質量%之比例含有源自上述含氮單體之重複單位,更佳為5~50質量%,進而較佳為10~40質量%。若接枝共聚合體中之源自含氮單體之重複單位之含量處於上述範圍內,則接枝共聚合體中之胺基所形成之成鹽部位之比例變得適當,且可抑制由巨單體側鏈引起之對溶劑之溶解性之下降,因此對色材之吸附性變得良好,可獲得色材之分散性及穩定性。
又,上述接枝共聚合體之質量平均分子量Mw較佳為處於1000~100000之範圍內,更佳為處於3000~50000之範圍內,進而較佳為處於5000~30000之範圍內。藉由處於上述範圍內,可使色材均勻地分散。
再者,上述質量平均分子量Mw係藉由凝膠滲透層析儀(GPC,Gel Permeation Chromatography)進行測定所得之值。測定係使用Tosoh(股)製造之HLC-8120GPC,洗提溶劑設為添加有0.01莫耳/升之溴化鋰之N-甲基吡咯啶酮,校正曲線用聚苯乙烯標準設為Mw377400、210500、96000、50400、206500、10850、5460、2930、1300、580(以上為Polymer Laboratories公司製造之Easi PS-2系列)及Mw1090000(Tosoh(股)製造),測定管柱設為TSK-GEL ALPHA-M×2根(Tosoh(股)製造)而進行。
於作為分散劑之具有上述通式(V)所表示之構成單位(1)之聚合體中,就提高色材之分散性、且耐熱性及耐光性優異之方面而言,較佳為該構成單位(1)所具有之胺基、與下述通式(VIII)及/或下述 通式(IX)所表示之有機酸化合物形成鹽而成之聚合體,其中,更佳為上述接枝共聚合體之含氮單體所具有之胺基、與下述通式(VIII)及/或下述通式(IX)所表示之有機酸化合物形成鹽而成之接枝共聚合體(以下有時稱為鹽型接枝共聚合體)。
(於式(VIII)及式(IX)中,Ra及Ra'分別獨立為氫原子、羥基、碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Ra"所表示之1價基,Ra及Ra'中之任一者包含碳原子。Ra"為碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所表示之1價基。
Rb為碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Rb'所表示之1價基。Rb'為碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re或-[(CH2)t-O]u-Re所表示之1價基。
Rc及Rd分別獨立為氫原子或甲基,Re為氫原子、或碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-CHO、-CH2CHO、-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2或-CH2COORf所表示之1價基,Rf為氫原子或碳數1~5之烷基。
於Ra、Ra'、及Rb中,烷基、烯基、芳烷基、芳基分別可具有取代 基。
s表示1~18之整數,t表示1~5之整數,u表示1~18之整數)
於Ra及/或Ra'為-O-Ra"之情形時,成為酸性磷酸酯。於Rb為-O-Rb'之情形時,成為酸性硫酸酯。
於Ra、Ra'、Ra"及Rb具有芳香環之情形時,該芳香環上可具有適當之取代基,例如碳數1~4之直鏈狀、分支狀之烷基等。
上述碳數1~18之烷基、芳烷基、芳基如上述R5所示。
上述碳數2~18之烯基可為直鏈狀、分支狀、環狀中之任一形狀。作為上述烯基,例如可舉出:乙烯基、烯丙基、丙烯基、各種丁烯基、各種己烯基、各種辛烯基、各種癸烯基、各種十二烯基、各種十四烯基、各種十六烯基、各種十八烯基、環戊烯基、環己烯基、環辛烯基等。烯基之雙鍵之位置並無限定,就所獲得之聚合體之反應性之方面而言,較佳為烯基之末端具有雙鍵。
於上述Re所表示之1價基中,作為可具有之取代基,例如可舉出:碳數1~4之直鏈狀、分支狀或環狀之烷基,F、Cl、Br等鹵素原子等。
於Ra、Ra'、Ra"中,s為1~18之整數,t為1~5之整數,u為1~18之整數。s較佳為1~4之整數,更佳為1~2之整數,t較佳為1~4之整數,更佳為2或3。u較佳為1~4之整數,更佳為1~2之整數。
作為上述通式(VIII)所表示之有機酸化合物,就提高色材之分散性、且所獲得之著色層之對比度較高、且耐熱性優異之方面而言,較佳為上述通式(VIII)中之Ra及Ra'分別獨立為氫原子、羥基、甲基、乙基、可具有取代基之芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、 -[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Ra"所表示之1價基,Ra及Ra'中之任一者包含碳原子,且Ra"為甲基、乙基、可具有取代基之芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re,Rc及Rd分別獨立為氫原子或甲基,Re為-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2者。
又,作為通式(IX)所表示之有機酸化合物,就提高色材之分散性、且所獲得之著色層之對比度較高、且耐熱性優異之方面而言,較佳為通式(IX)中之Rb為甲基、乙基、可具有取代基之芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Rb'所表示之1價基,Rb'為甲基、乙基、可具有取代基之芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re,Rc及Rd分別獨立為氫原子或甲基,Re為-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2者。
其中,上述通式(VIII)及通式(IX)所表示之有機酸化合物就提高色材之分散性、且所獲得之著色層之對比度較高、且耐熱性優異之方面而言,較佳為Ra、Ra'及/或Ra"、及/或Rb及/或Rb'具有芳香環。就色材分散性之方面而言,較佳為Ra、Ra'或Ra"中之至少1個、或者Rb或Rb'為可具有取代基之芳基或芳烷基、更具體而言為苄基、苯基、甲苯基、萘基、聯苯基。於上述通式(VIII)中,亦可較佳地使用於Ra及Ra'中之一者具有芳香環之情形時Ra及Ra'中之另一者為氫原子或羥基者。
又,就耐熱性或耐化學性、尤其是耐鹼性之方面而言,作為上述通式(VIII)及通式(IX)所表示之有機酸化合物,較佳為碳原子直接鍵結於磷(P)或硫(S)上而成之化合物,較佳為Ra及Ra'分別獨立為 氫原子、羥基、碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所表示之1價基,Ra及Ra'中之任一者包含碳原子。又,較佳為Rb為碳數1~18之烷基、碳數2~18之烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所表示之1價基。
又,上述通式(VIII)及通式(IX)所表示之有機酸化合物較佳為Ra、Ra'及/或Ra"、及/或Rb及/或Rb'具有聚合性基。作為聚合性基,例如可舉出:自由基聚合性基,或包含環氧乙烷環、環氧丙烷環等含環狀醚之基之陽離子聚合性基等。其中,較佳為自由基聚合性基,較佳為含乙烯性不飽和鍵之基。作為含乙烯性不飽和鍵之基,較佳為例如乙烯基、烯丙基,或-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re且Re為-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2者,尤佳為Ra、Ra'及/或Ra"、及/或Rb及/或Rb'為乙烯基、烯丙基、2-甲基丙烯醯基環氧乙烷基、2-丙烯醯基環氧乙烷基者。
於上述情形時,於使用下述感光性黏合劑之使用本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物形成著色層時之曝光時,可使上述聚合性基彼此、及/或上述聚合性基與本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物所含之鹼可溶性樹脂及多官能性單體等容易地聚合,可使上述分散劑穩定地存在於彩色濾光片之著色層中。於使用上述彩色濾光片製造液晶顯示裝置時,可防止上述分散劑滲出至液晶層等。
又,藉由該有機酸化合物含有聚合性基,而可於用於形成著色層之前使該有機酸化合物所具有之聚合性基彼此聚合,其結果使分散劑高分子量化,因此於著色層形成之顯影時,可使未曝光部分之彩色濾光片用著色樹脂組成物成為鹼性顯影性特別優異者。
上述鹽型接枝共聚合體中之該有機酸化合物之含量只要發揮良好之分散穩定性即可,並無特別限制,通常相對於源自含氮單體之構成單位所含之胺基,為0.1~5.0莫耳當量左右,較佳為0.2~4.0莫耳當量,更佳為0.3~3.5莫耳當量。於上述情形時,提高色材之分散性,且所獲得之著色層之對比度較高,且耐熱性優異。再者,於將2種以上之上述有機酸化合物併用之情形時,只要使該等之合計含量處於上述範圍內即可。
<鹽型接枝共聚合體之製造>
於本發明中,作為可較佳地用作分散劑之鹽型接枝共聚合體之製造方法,只要為可製造含有上述具有胺基之單體、與於聚合物鏈與其末端包含具有由乙烯性不飽和雙鍵之基形成之巨單體作為共聚合體成分,且含氮單體所具有之胺基與有機酸化合物形成鹽而成者的方法即可,並無特別限定。於本發明中,例如可使用公知之聚合方法使上述單體、上述巨單體、及視需要之其他單體進行接枝聚合。繼而,於該溶劑中添加上述有機酸化合物並進行攪拌,藉此可製造鹽型接枝共聚合體。再者,於上述聚合中,可使用通常用於聚合之添加劑,例如聚合起始劑、分散穩定劑、鏈轉移劑等。
於本發明中,分散劑可單獨使用1種或將2種以上組合使用。分散劑之含量係根據所使用之色材之種類、進而著色樹脂組成物之固形份濃度等而適宜選定。於本發明之彩色濾光片用色材分散液、及彩色濾光片用著色樹脂組成物中,分散劑相對於色材100質量份,通常為5~200質量份之範圍,較佳為10~100質量份,更佳為20~80質量份。若含量處於上述範圍內,則可使色材均勻地分散。又, 可於著色樹脂組成物中鹼可溶性樹脂、多官能性單體之調配比率未相對降低之情況下形成具有充分硬度之著色層。
(溶劑)
本發明所使用之溶劑為實質上不溶解上述通式(I)所表示之色材之溶劑或難溶性之溶劑,為23℃下之上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑。藉由使用上述溶劑,本發明之色材分散液可使上述色材以粒子(凝集體)之形態分散於溶劑中而使用。本發明所使用之上述通式(I)所表示之色材藉由保持其凝集狀態分散於溶劑中而使用,耐溶劑性及電氣可靠性優異。其中,較佳為23℃下之上述色材之溶解度為0.01(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,更佳為實質上不溶解上述色材之溶劑。
再者,於本發明中,使通式(I)所表示之色材於23℃下之溶解度成為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑可藉由以下之評價方法簡易地進行判定。
於20 mL試樣管瓶中投入所要評價之溶劑10 g,進而投入上述色材0.1 g,蓋上蓋子,充分振盪20秒後,於23℃之水浴內靜置10分鐘。過濾該上澄液5 g,除去不溶物。將所獲得之濾液進而稀釋1000倍而成之溶液之吸光光譜利用紫外可見分光光度計(例如島津製作所公司製造UV-2500PC),使用1 cm吸收槽測定,求出最大吸收波長下之吸光度。此時,若最大吸收波長下之吸光度未達2,則可將該溶劑評價為使通式(I)所表示之色材於23℃下之溶解度成為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑(難溶性之溶劑)。
又,於上述評價方法中,不稀釋所獲得之濾液,以與上述相同之方式測定吸光光譜,求出最大吸光波長下之吸光度。此時, 若最大吸收波長下之吸光度未達2,則可將該溶劑評價為實質上不溶解通式(I)所表示之色材之溶劑。
作為23℃下之上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,只要為實質上不溶解通式(I)所表示之色材之溶劑或難溶性之溶劑,則並無特別限定,只要適宜選用不與色材分散液中之各成分反應但可溶解或分散該等各成分之溶劑即可。
於本發明之色材分散液中,其中,就分散穩定性之方面而言,較佳為使用酯系溶劑。
作為酯系溶劑,例如可舉出:乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、甲氧基乙酸乙酯、丙二醇一甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基-1-乙酸丁酯、3-甲氧基乙酸丁酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸乙酯、乙酸乙賽璐蘇等。
該等溶劑可單獨使用或將2種以上組合使用。
本發明之色材分散液係相對於包含該溶劑之色材分散液之總量通常以60~85質量%之比例使用如上所述之溶劑而製備。若溶劑過少,則黏度上升,分散性易下降。又,若溶劑過多,則存在色材濃度下降、製備樹脂組成物後難以達成目標色度座標之情況。
(其他成分)
本發明之色材分散液可進而視需要調配顏料、染料、分散輔助樹脂、其他成分。
顏料及染料係為了控制色調而視需要調配。顏料及染料可根據目的而選擇先前公知者,可單獨使用1種或將2種以上組合使用。顏料及染料之調配量只要為無損本發明之效果之範圍則並無特別限定,可 設為與下述彩色濾光片用著色樹脂組成物中使用之情形相同。
作為分散輔助樹脂,例如可舉出下述彩色濾光片用著色樹脂組成物中所例示之鹼可溶性樹脂。存在具有藉由鹼可溶性樹脂之立體阻礙而使色材粒子彼此不易接觸、分散穩定化或藉由該分散穩定化效果而減少分散劑的效果之情況。
又,作為其他成分,例如可舉出:用以提高潤濕性之界面活性劑、用以提高密接性之矽烷偶合劑、消泡劑、抗收縮劑、抗氧化劑、抗凝集劑、紫外線吸收劑等。
<色材分散液之製造方法>
本發明之色材分散液可藉由如下方式製備:於溶劑中混合上述分散劑並進行攪拌而製備分散劑溶液後,於該分散劑溶液中混合色材與視需要之其他化合物,使用分散機使該等分散。又,本發明之色材分散液亦可藉由於溶劑中混合色材與分散劑並使用公知之分散機使該等分散而製備。
作為用以進行分散處理之分散機,可舉出:雙輥研磨機、三輥研磨機等輥磨機,球磨機、振動球磨機等球磨機,漆面調節機,連續盤型珠磨機、連續環型珠磨機等珠磨機。作為珠磨機之較佳之分散條件,所使用之珠粒直徑較佳為0.03~2.00 mm,更佳為0.10~1.0 mm。
具體而言,可舉出:利用珠粒直徑相對較大之2 mm氧化鋯珠進行預備分散,進而利用珠粒直徑相對較小之0.1 mm氧化鋯珠進行正式分散。又,較佳為分散後利用0.1~0.5 μm之薄膜過濾器進行過濾。
於本發明中,適宜調整使用公知之分散機進行分散之分散時間,並無特別限定,就使上述通式(I)所表示之色材微細化而實現高透過率之方面而言,較佳為設定為5~40小時。
如此可獲得色材粒子之分散性優異之色材分散液。該色材分散液係作為用以製備分散性優異之彩色濾光片用著色樹脂組成物之預備製備物。
色材分散液係作為用以製備下述著色樹脂組成物之預備製備物。即,所謂色材分散液,係於製備下述著色樹脂組成物之前階段中所預備製備之(組成物中之色材份質量)/(組成物中之色材以外之固形份質量)比較高之色材分散液。具體而言,(組成物中之色材份質量)/(組成物中之色材以外之固形份質量)比通常為1.0以上。藉由將色材分散液至少與黏合劑成分進行混合,而可製備分散性優異之著色樹脂組成物。
[彩色濾光片用著色樹脂組成物]
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物之特徵在於:包含上述本發明之色材分散液、黏合劑成分及溶劑。
根據本發明,藉由包含上述本發明之色材分散液,而可提供達成與染料相同之高亮度化並且均勻性較高之彩色濾光片用著色樹脂組成物,可形成耐熱性及耐光性優異之著色層。使用第一態樣之色材分散液之著色樹脂組成物具有尤其是耐光性優異之特徵,使用第二態樣之色材分散液之著色樹脂組成物具有尤其是高溫加熱後著色層之亮度之下降進一步獲得抑制之特徵。
又,於將本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物作為下述感光性 樹脂組成物之情形時顯影性良好。通常,陽離子染料因下述鹼可溶性樹脂中之丙烯酸基與染料所具有之陽離子的靜電相互作用而使得顯影時於鹼性水溶液中之溶解性下降。尤其是均勻地溶解於樹脂組成物中之情形時其影響較大,因此缺乏顯影溶解性。另一方面,推測於本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中,通式(I)所表示之色材藉由分散劑而被分散,因此分散劑覆蓋色材微粒子之周圍,藉由其立體阻礙而使與上述鹼可溶性之丙烯酸基之靜電相互作用消失,因此具有充分之顯影溶解性。
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物係至少包含上述色材分散液、黏合劑成分及溶劑,視需要亦可含有其他化合物。
以下,詳細說明本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物之各成分。
再者,上述本發明之色材分散液可含有之成分可使用與上述色材分散液之部分說明者相同,因此省略此處之說明。
(溶劑)
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之溶劑只要無損本發明之效果,則並無特別限定。其中,就色材粒子之分散性優異之方面而言,較佳為23℃下之上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,更佳為23℃下之上述色材之溶解度為0.01(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,進而較佳為實質上不溶解上述色材之溶劑。上述彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之較佳之溶劑可採用與上述色材分散液中之溶劑相同者。
(黏合劑成分)
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物為了賦予成膜性或與被塗佈面之密接性,對塗膜賦予充分之硬度,較佳為含有硬化性黏合劑成分。作為硬化性黏合劑成分,並無特別限定,可適宜使用先前公知之形成彩色濾光片之著色層所使用之硬化性黏合劑成分。
作為硬化性黏合劑成分,例如可使用含有包含可藉由可見光線、紫外線、電子束等使之聚合硬化之光硬化性樹脂的光硬化性黏合劑成分、或包含可藉由加熱使之聚合硬化之熱硬化性樹脂的熱硬化性黏合劑成分者。
於例如以噴墨方式使用本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物之情形等可使彩色濾光片用著色樹脂組成物以圖案狀選擇性地附著於基板上而形成著色層之情形時,硬化性黏合劑成分無需顯影性。於該情形時,可適宜使用以噴墨方式等形成彩色濾光片著色層之情形所使用之公知之熱硬化性黏合劑成分或光硬化性黏合劑成分等。
另一方面,於形成著色層時採用光微影步驟之情形時,可較佳地使用具有鹼性顯影性之感光性黏合劑成分。
以下,具體說明感光性黏合劑成分、與適合用於噴墨方式之熱硬化性黏合劑成分,但硬化性黏合劑成分並不限定於該等。
(1)感光性黏合劑成分
作為感光性黏合劑成分,可舉出:正型感光性黏合劑成分與負型感光性黏合劑成分。作為正型感光性黏合劑成分,例如可舉出包含鹼可溶性樹脂及作為感光性賦予成分之含鄰二疊氮醌基化合物之系統,作為鹼可溶性樹脂,例如可舉出聚醯亞胺前驅物等。
作為負型感光性黏合劑成分,可較佳地使用至少含有鹼 可溶性樹脂、多官能性單體、及光起始劑之系統。以下具體說明鹼可溶性樹脂、多官能性單體、及光起始劑。
<鹼可溶性樹脂>
本發明中之較佳之鹼可溶性樹脂為具有羧基之樹脂,具體而言,可舉出:具有羧基之丙烯酸系共聚合體、具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂等。該等之中,尤佳為側鏈具有羧基、且側鏈進而具有乙烯性不飽和基等光聚合性官能基者。其原因在於藉由含有光聚合性官能基所形成之硬化膜之膜強度提高。又,該等丙烯酸系共聚合體、及環氧丙烯酸酯樹脂可將2種以上混合使用。
具有羧基之丙烯酸系共聚合體係使含羧基乙烯性不飽和單體與乙烯性不飽和單體進行共聚合而獲得。
具有羧基之丙烯酸系共聚合體可進而含有具有芳香族碳環之構成單位。芳香族碳環係作為對彩色濾光片用著色樹脂組成物賦予塗膜性之成分而發揮功能。
具有羧基之丙烯酸系共聚合體可進而含有具有酯基之構成單位。具有酯基之構成單位不僅作為抑制彩色濾光片用著色樹脂組成物之鹼可溶性之成分而發揮功能,且對於溶劑之溶解性、亦進而作為提高溶劑再溶解性之成分而發揮功能。
作為具有羧基之丙烯酸系共聚合體,例如可例示包含選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基) 丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸1-金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、2,2'-氧基雙(亞甲基)雙-2-丙烯酸酯、苯乙烯、γ-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲胺乙酯、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺等中之1種以上、與選自(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、丙烯酸之二聚物(例如東亞合成化學(股)製造之M-5600)、伊康酸、丁烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、乙烯基乙酸、該等之酸酐中之1種以上的共聚合體。又,亦可例示於上述共聚合體上加成例如具有環氧丙基、羥基等反應性官能基之乙烯性不飽和化合物等而導入有乙烯性不飽和鍵之聚合體等,但並不限定於該等。
該等之中,就曝光時可與下述多官能性單體聚合而使著色層變得更穩定之方面而言,尤佳為藉由於共聚合體上加成具有環氧丙基或羥基之乙烯性不飽和化合物等而導入有乙烯性不飽和鍵之聚合體等。
含羧基共聚合體中之含羧基乙烯性不飽和單體之共聚合比例通常為5~50質量%,較佳為10~40質量%。於該情形時,若含羧基乙烯性不飽和單體之共聚合比例未達5質量%,則所獲得之塗膜於鹼性顯影液中之溶解性下降而難以形成圖案。又,若共聚合比例超過50質量%,則有於藉由鹼性顯影液之顯影時易引起所形成之圖案自基板上脫落或圖案表面膜粗糙之傾向。
含羧基共聚合體之較佳之分子量較佳為1,000~500,000之範圍,更佳為3,000~200,000。若未達1,000,則硬化後之黏合劑功 能明顯下降,若超過500,000,則存在於藉由鹼性顯影液之顯影時難以形成圖案之情況。
作為具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,並無特別限定,但適宜為使環氧化合物與含不飽和基單羧酸之反應物與酸酐進行反應所獲得之環氧(甲基)丙烯酸酯化合物。
作為環氧化合物,並無特別限定,可舉出:雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、雙酚S型環氧化合物、酚系酚醛清漆型環氧化合物、甲酚酚醛清漆型環氧化合物、脂肪族環氧化合物、或雙酚茀型環氧化合物等環氧化合物。該等可單獨使用,亦可併用2種以上。
作為含不飽和基單羧酸,例如可舉出:(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、(甲基)丙烯醯氧基乙基六氫酞酸、(甲基)丙烯酸二聚物、β-糠基丙烯酸、β-苯乙烯基丙烯酸、桂皮酸、α-氰基桂皮酸等。該等含不飽和基單羧酸可單獨使用,亦可併用2種以上。
作為酸酐,可舉出:順丁烯二酸酐、琥珀酸酐、伊康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫酞酐、六氫酞酐、甲基六氫酞酐、端亞甲基四氫酞酐、甲基端亞甲基四氫酞酐、氯橋酐、甲基四氫酞酐等二元酸酐,苯偏三酸酐、苯均四酸酐、二苯基酮四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐、聯苯醚四羧酸二酐等芳香族多元羧酸酐,如5-(2,5-二氧四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、內雙環-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酸酐之多元羧酸酐衍生物等。該等可單獨使用,亦可併用2種以上。
如此所獲得之具有羧基之環氧(甲基)丙烯酸酯化合物之分子量並無特別限制,較佳為1000~40000,更佳為2000~5000。
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之鹼 可溶性樹脂可使用1種,亦可將2種以上組合使用,作為其含量,相對於彩色濾光片用著色樹脂組成物所含之色材100質量份,通常處於10~1000質量份之範圍內,較佳為處於20~500質量份之範圍內。若鹼可溶性樹脂之含量過少,則存在無法獲得充分之鹼性顯影性之情況,又,若鹼可溶性樹脂之含量過多,則存在色材之比例變得相對較低、無法獲得充分之著色濃度之情況。
<多官能性單體>
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之多官能性單體只要為藉由下述光起始劑而可聚合者即可,並無特別限定,通常使用具有2個以上之乙烯性不飽和雙鍵之化合物,尤佳為具有2個以上之丙烯醯基或甲基丙烯醯基之多官能(甲基)丙烯酸酯。
作為上述多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、長鏈脂肪族二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、硬脂酸改質季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、二(甲基)丙烯酸三伸甘醇酯、雙(甲基)丙烯酸四乙二醇酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二環戊酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚二(甲基)丙烯酸丙二酯、二(甲基)丙烯酸三甘油酯、新戊二醇改質三羥甲丙烷二(甲基)丙烯酸酯、烯丙基化二(甲基)丙烯酸環己酯、甲氧基化二(甲基)丙烯酸環己酯、丙烯基化異三聚氰酸酯、雙(丙烯醯氧基新戊二醇)己二酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、四溴雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚S二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、鄰苯二甲 酸二(甲基)丙烯酸酯、磷酸二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸鋅等二官能(甲基)丙烯酸酯。
又,作為三官能以上之多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、烷基改質二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸酐改質季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、磷酸三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯、三(甲基丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、烷基改質二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、烷基改質二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸酐改質二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸胺基甲酸乙酯、六(甲基)丙烯酸胺基甲酸乙酯、酯六(甲基)丙烯酸酯等。
該等多官能(甲基)丙烯酸酯可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。又,於對本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物要求優異之光硬化性(高感度)之情形時,較佳為多官能性單體為具有3個以上之可聚合之雙鍵(三官能以上)者之多官能(甲基)丙烯酸酯,較佳為三元以上之多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯類或該等之二羧酸改質物,具體而言,較佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯之琥珀酸改質物、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯之琥珀酸改質物、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之上述多官能性 單體之含量並無特別限制,相對於上述鹼可溶性樹脂100質量份,通常為5~500質量份左右,較佳為20~300質量份之範圍。若多官能性單體之含量少於上述範圍,則存在光硬化無法充分進行、曝光部分經洗提之情況,又,若多官能性單體之含量多於上述範圍,則有鹼性顯影性下降之虞。
<光起始劑>
作為本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之光起始劑,並無特別限制,可適宜選用先前已知之各種光起始劑。例如可舉出:二苯基酮、米其勒酮、4,4'-雙二乙基胺基二苯基酮、4-甲氧基-4'-二甲基胺基二苯基酮、2-乙基蒽醌、菲等芳香族酮,安息香甲醚、安息香乙醚、安息香苯醚等安息香醚類,甲基安息香、乙基安息香等安息香,2-(鄰氯苯基)-4,5-苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4,5-三芳基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲基苯基)咪唑二聚物、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮、2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-二唑、2-三氯甲基-5-(對氰基苯乙烯基)-1,3,4-二唑、2-三氯甲基-5-(對甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-二唑等鹵甲基二唑化合物,2,4-雙(三氯甲基)-6-對甲氧基苯乙烯基-S-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(1-對二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-S-三、2-三氯甲基-4-胺基-6-對甲氧基苯乙烯基-S-三、2-(萘-1-基)-4,6-雙-三氯甲基-S-三、2-(4-乙氧基-萘-1-基)-4,6-雙-三氯甲基-S-三、2-(4-丁氧基-萘-1-基)-4,6-雙-三氯甲基-S-三等鹵甲基-S-三系化合物,2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2- 啉基丙酮、1,2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1,1-羥基-環己基-苯基酮、苄基、苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、苄基甲基縮酮、二甲基胺基苯甲酸酯、對二甲基胺基苯甲酸異戊酯、2-正丁氧乙基-4-二甲基胺基苯甲酸酯、2-氯-9-氧硫、2,4-二乙基-9-氧硫、2,4-二甲基-9-氧硫、異丙基-9-氧硫、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(鄰乙醯肟)、4-苯甲醯基-甲基二苯硫醚、1-羥基-環己基-苯基酮、2-苄基-2-(二甲基胺基)-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮、α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-啉基)-1-丙酮等。該等光起始劑可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之光起始劑之含量相對於上述多官能性單體100質量份,通常為0.01~100質量份左右,較佳為5~60質量份。若該含量少於上述範圍,則無法充分地引起聚合反應,因此存在無法使著色層之硬度變得充分之情況,另一方面,若多於上述範圍,則存在彩色濾光片用著色樹脂組成物之固形份中之色材等之含量變得相對較少而無法獲得充分之著色濃度之情況。
(2)熱硬化性黏合劑成分
作為熱硬化性黏合劑,通常使用1分子中具有2個以上之熱硬化性官能基之化合物與硬化劑之組合,進而亦可添加可促進熱硬化反應之觸媒。作為熱硬化性官能基,可舉出:環氧基、氧雜環丁基、異氰酸酯基、乙烯性不飽和鍵等。作為熱硬化性官能基,可較佳地使用環 氧基。又,該等亦可進而使用其自身無聚合反應性之聚合體。
作為1分子中具有2個以上之熱硬化性官能基之化合物,可較佳地使用1分子中具有2個以上之環氧基之環氧化合物。1分子中具有2個以上之環氧基之環氧化合物為1分子中具有2個以上、較佳為2~50個、更佳為2~20個環氧基之環氧化合物(亦包含稱為環氧樹脂者)。環氧基只要為具有環氧乙烷環構造之構造即可,例如可例示:環氧丙基、氧化乙烯基、環氧環己基等。作為環氧化合物,可舉出藉由羧酸而可硬化之公知之多元環氧化合物,上述環氧化合物於例如新保正樹編「環氧樹脂手冊」日刊工業新聞社刊(1987年)等中作有廣泛揭示,可使用該等。
i)1分子中具有2個以上之熱硬化性官能基之化合物
作為通常用作硬化性黏合劑成分之分子量相對較高之聚合體的環氧化合物(以下有時稱為「黏合劑性環氧化合物」)係可使用至少由下述式(X)所表示之構成單位及下述式(XI)所表示之構成單位所構成且具有2個以上之環氧丙基的聚合體。
(於通式(X)中,R21為氫原子或碳數1~3之烷基,R22為碳數1~12之烴基)
(於通式(XI)中,R23為氫原子或碳數1~10之烷基)
藉由使用式(X)所表示之構成單位作為黏合劑性環氧化合物之構成單位,可對由本發明之樹脂組成物所形成之硬化塗膜賦予充分之硬度及透明性。於式(X)中,作為R21,較佳為氫或甲基。R22為碳數1~12之烴基,亦可為直鏈脂肪族、脂環式、芳香族中之任一種烴基,進而亦可含有加成構造,例如可含有雙鍵、烴基之側鏈、螺環之側鏈、環內交聯烴基等。
作為衍生上述式(X)所表示之構成單位之單體,具體而言,可例示:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、對(甲基)丙烯酸第三丁基環己酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸苄酯、二環戊烯基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯酯等。
式(XI)所表示之構成單位係用以於聚合體中導入環氧基(環氧之反應點)。含有該聚合體之樹脂組成物之保存穩定性優異,於保存中及吐出操作中黏度不易上升,推測其原因之一在於式(XI)之環氧基為環氧丙基。
於式(XI)中,作為R23,較佳為氫或甲基。作為衍生式((XI)所表示之構成單位之單體,具體而言可例示(甲基)丙烯酸環氧丙酯,尤佳為甲基丙烯酸環氧丙酯(GMA,Glycidyl Methacrylate)。
上述聚合體可為無規共聚合體,亦可為嵌段共聚合體。又,上述聚合體只要可確保彩色濾光片之各細部所需之性能、例如硬度或透明性等,則亦可含有除式(X)或式(XI)以外之主鏈構成單位。作為上述單體,具體而言,可例示:丙烯腈、苯乙烯等。
上述黏合劑性環氧化合物中之式(X)之構成單位與式(XI)之構成單位之含量較佳為處於10:90~90:10之範圍。於式(X)之構成單位之量較上述比90:10過剩之情形時,則有硬化之反應點變少而使交聯密度變低之虞,另一方面,若式(XI)之構成單位之量較上述比10:90過剩之情形時,則有大體積骨架變少而使硬化收縮變大之虞。
又,上述黏合劑性環氧化合物之質量平均分子量較佳為以聚苯乙烯換算質量平均分子量計表示時為3,000以上,尤佳為4,000以上。其原因在於:若上述黏合劑性環氧化合物之分子量過小於3,000,則作為彩色濾光片之細部之硬化層所要求之強度、耐溶劑性等物性易不足。另一方面,上述黏合劑性環氧化合物之質量平均分子量較佳為以聚苯乙烯換算質量平均分子量計表示時為20,000以下,尤佳為15,000以下。其原因在於:若該分子量過大於20,000,則有易引起黏度上升、以噴墨方式自吐出頭吐出時之吐出量之穩定性或吐出方向之直線性變差之虞,或者長期保存之穩定性變差之虞。再者,上述黏合劑性環氧化合物可利用例如如日本專利特開2006-106503號公報之第0148段所記載之方法進行合成。
作為熱硬化性黏合劑,可使用一分子中具有2個以上之 環氧基之環氧化合物(以下有時稱為「多官能環氧化合物」)、且分子量小於上述黏合劑性環氧化合物者。其中,較佳為如上所述般併用上述黏合劑性環氧化合物與該多官能環氧化合物。於該情形時,多官能環氧化合物之聚苯乙烯換算之質量平均分子量係以小於與之組合之黏合劑性環氧化合物之質量平均分子量為條件,較佳為4,000以下,尤佳為3,000以下。若於樹脂組成物中添加分子量相對較小之多官能環氧化合物,則於樹脂組成物中環氧基獲得補充,環氧之反應點濃度增加,可提高交聯密度。
於多官能環氧化合物中,為了提高酸-環氧反應之交聯密度,較佳為使用一分子中具有4個以上之環氧基之環氧化合物。尤其是於為了提高自噴墨方式之吐出頭之吐出性而將上述黏合劑性環氧化合物之質量平均分子量設為10,000以下之情形時,硬化層之強度或硬度易下降,因此較佳為於樹脂組成物中調配上述4官能以上之多官能環氧化合物而充分提高交聯密度。
作為多官能環氧化合物,只要為一分子中含有2個以上之環氧基者,則並無特別限制,例如可使用雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、溴化雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、二苯醚型環氧樹脂、對苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、酚系酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三羥基甲苯型環氧樹脂、3官能型環氧樹脂、四苯酚基乙烷型環氧樹脂、二環戊二烯苯酚型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚A含核多元醇型環氧樹脂、聚丙二醇型環氧樹脂、環氧丙酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、乙二醛型環氧樹脂、脂環型環氧樹脂、雜環型環氧樹脂等。
上述黏合劑性環氧化合物、與視需要所調配之多官能環氧化合物之調配比例較佳為以質量比計以黏合劑性環氧化合物10~80質量份與多官能環氧化合物10~60質量份之比例進行調配,更佳為以黏合劑性環氧化合物20~60質量份與多官能環氧化合物20~50質量份之比例進行調配,尤佳為以黏合劑性環氧化合物30~40質量份與多官能環氧化合物25~35質量份之比例進行調配。
ii)硬化劑
於本發明所使用之黏合劑成分中通常組合調配硬化劑。作為硬化劑,例如使用多元羧酸酐或多元羧酸。
作為多元羧酸酐之具體例,可舉出:鄰苯二甲酸酐、伊康酸酐、琥珀酸酐、檸康酐、十二烯基琥珀酸酐、1,2,3-丙三甲酸酐、順丁烯二酸酐、六氫酞酐、二甲基四氫酞酐、降冰片烯二酸酐、納迪克酸酐等脂肪族或脂環族二羧酸酐;1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐等脂肪族多元羧酸二酐;苯均四酸酐、苯偏三酸酐、二苯基酮四羧酸酐等芳香族多元羧酸酐;乙二醇雙偏苯三甲酸酯、三偏苯三甲酸甘油酯等含酯基之酸酐,尤佳為舉出芳香族多元羧酸酐。又,亦可較佳地使用市售之包含羧酸酐之環氧樹脂硬化劑。
又,作為本發明所使用之多元羧酸之具體例,可舉出:琥珀酸、戊二酸、己二酸、丁烷四羧酸、順丁烯二酸、伊康酸等脂肪族多元羧酸;六氫酞酸、1,2-環己烷二羧酸、1,2,4-環己烷三羧酸、環戊烷四羧酸等脂肪族多元羧酸,及鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苯均四酸、偏苯三甲酸、1,4,5,8-萘四羧酸、二苯基酮四羧酸等芳香族多元羧酸,較佳可舉出芳香族多元羧酸。
該等硬化劑可單獨使用1種或將2種以上混合使用。本發明所使用之硬化劑之調配量相對於含有環氧基之成分(黏合劑性環氧化合物與多官能環氧化合物之合計量)100質量份,通常為1~100質量份之範圍,較佳為5~50質量份。若硬化劑之調配量未達1質量份,則有硬化變得不充分、無法形成強韌之塗膜之虞。又,若硬化劑之調配量超過100質量份,則有塗膜與基板之密接性較差之虞。
iii)觸媒
為了提高硬化層之硬度及耐熱性,亦可於本發明所使用之黏合劑成分中添加可促進酸-環氧間之熱硬化反應之觸媒。作為上述觸媒,可使用於加熱硬化時顯示出活性之熱潛在性觸媒。
熱潛在性觸媒係經加熱時發揮觸媒活性、促進硬化反應、對硬化物賦予良好之物性而視需要添加者。該熱潛在性觸媒較佳為於60℃以上之溫度下顯示出酸觸媒活性者,作為上述者,可舉出:利用路易斯鹼中和質子酸而成之化合物、利用路易斯鹼中和路易斯酸而成之化合物、路易斯酸與磷酸三烷酯之混合物、磺酸酯類、鎓化合物類等,可使用如上述日本專利特開平4-218561號公報所記載之各種化合物。熱潛在性觸媒相對於1分子中具有2個以上之熱硬化性官能基之化合物及硬化劑之合計100質量份,通常以0.01~10.0質量份左右之比例調配。
(任意添加成分)
本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物亦可於無損本發明之目標範圍內視需要包含顏料或各種添加劑。
(顏料)
顏料係以色調之控制為目的而視需要調配。顏料可根據目的而選擇先前公知者,可使用1種或2種以上。
作為顏料,例如可舉出:C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫2、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫32、C.I.顏料紫36、C.I.顏料紫38、C.I.顏料紅81;C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15:3、C.I.顏料藍15:4、C.I.顏料藍15:6、C.I.顏料藍60等。
顏料之調配量只要為無損本發明之效果之範圍則並無特別限定。作為顏料之調配量,例如較佳為上述通式(I)所表示之色材與顏料之質量比為9.9:0.1~5:5,更佳為9.5:0.5~6:4,尤佳為9.5:0.5~7:3。其原因在於:若處於該範圍內,則可於不會損害通式(I)所表示之色材所具有之高透過率之特性之情況下進行色調之控制。
(添加劑)
作為添加劑,例如可舉出:聚合停止劑、鏈轉移劑、均染劑、塑化劑、界面活性劑、消泡劑、矽烷偶合劑、紫外線吸收劑、密接促進劑等。
該等之中,作為可使用之界面活性劑,例如可舉出:聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯苯基辛基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯類、脂肪酸改質聚酯類、三級胺改質聚胺基甲酸乙酯類等。又,除此以外亦可使用氟系界面活性劑。
進而,作為塑化劑,例如可舉出:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲 酸二辛酯、三甲苯等。作為消泡劑、均染劑,例如可舉出:矽系、氟系、丙烯酸系化合物等。
(彩色濾光片用著色樹脂組成物中之各成分之調配比例)
通式(I)所表示之色材及視需要所調配之顏料(以下有時稱為色材等)之合計含量相對於彩色濾光片用著色樹脂組成物之固形份總量,較佳為以5~65質量%之比例進行調配,更佳為以8~55質量%之比例進行調配。若色材等過少,則有將彩色濾光片用著色樹脂組成物塗佈成既定之膜厚(通常為1.0~5.0 μm)時之透過濃度不充分之虞,又,若色材等過多,則有將彩色濾光片用著色樹脂組成物塗佈於基板上並使之硬化時之與基板之密接性、硬化膜之表面粗糙、塗膜硬度等作為塗膜之特性變得不充分之虞,又,由於用於使該彩色濾光片用著色樹脂組成物中之色材等分散之分散劑之量之比率亦變多,因此有耐溶劑性等特性變得不充分之虞。再,於本發明中,固形份為上述除溶劑以外之全部者,亦包含溶劑中所溶解之多官能性單體等。
又,作為分散劑之含量,只要為可使色材等均勻地分散者則並無特別限定,例如相對於色材等100質量份,可使用10~150質量份。更佳為相對於色材等100質量份而以15~45質量份之比例進行調配,尤佳為以15~40質量份之比例進行調配。分散劑之合計含量相對於彩色濾光片用著色樹脂組成物之固形份總量,較佳為處於1~60質量%之範圍內,其中較佳為處於5~50質量%之範圍內。於上述含量相對於彩色濾光片用著色樹脂組成物之固形份總量而未達1質量%之情形時,有難以使色材等均勻地分散之虞,於超過60質量%之情形時,有導致硬化性、顯影性之下降之虞。
黏合劑成分較佳為以該等之合計量相對於彩色濾光片用著色樹脂組成物之固形份總量為24~94質量%、較佳為40~90質量%之比例進行調配。
又,作為溶劑之含量,只要為可精度良好地形成著色層者則並無特別限定。相對於包含該溶劑之上述彩色濾光片用著色樹脂組成物之總量,通常較佳為處於65~95質量%之範圍內,其中較佳為處於75~88質量%之範圍內。藉由上述溶劑之含量處於上述範圍內,可形成塗佈性優異者。
(彩色濾光片用著色樹脂組成物之製造)
作為彩色濾光片用著色樹脂組成物之製造方法,例如可舉出如下方法等:(1)於溶劑中同時投入上述本發明之色材分散液、黏合劑成分、及視需要所使用之各種添加成分並進行混合;(2)於溶劑中添加黏合劑成分與視需要所使用之各種添加成分並進行混合後,於其中添加上述本發明之色材分散液並進行混合。
其次,說明本發明之彩色濾光片。
[彩色濾光片]
本發明之彩色濾光片係至少包含透明基板與、設置於該透明基板上之著色層者,其特徵在於:該著色層中至少一層為使上述本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物硬化而成之著色層。
一面參照圖一面說明上述本發明之彩色濾光片。圖1係表示本發明之彩色濾光片之一例之概略剖面圖。根據圖1,本發明之彩色濾光片10包含透明基板1、遮光部2、及著色層3。
(著色層)
本發明之彩色濾光片所使用之著色層只要為使用上述本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物而使之硬化所形成者即可,並無特別限定,通常形成於下述透明基板上之遮光部之開口部,通常由3色以上之著色圖案所構成。
又,作為該著色層之配列,並無特別限定,例如可設為條紋型、馬賽克型、三角型、4像素配置型等通常之配列。又,著色層之寬度、面積等可任意設定。
該著色層之厚度係藉由調整塗佈方法、彩色濾光片用著色樹脂組成物之固形份濃度或黏度等而適宜控制,通常較佳為1~5 μm之範圍。
該著色層於例如為感光性樹脂組成物之情形時,可藉由下述方法而形成。
首先,使用噴塗法、浸塗法、棒式塗佈法、輥塗法、旋轉塗佈法等塗佈方法於下述透明基板上塗佈上述本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物,形成濕塗膜。
繼而,使用加熱板或烘箱等使該濕塗膜乾燥後,經由既定圖案之遮罩對其進行曝光,使鹼可溶性樹脂及多官能性單體等進行光聚合反應而形成彩色濾光片用著色樹脂組成物之塗膜。作為曝光所使用之光源,例如可舉出:低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈等紫外線、電子束等。曝光量係根據所使用之光源或塗膜之厚度等而適宜調整。
又,曝光後為了促進聚合反應,亦可進行加熱處理。加熱條件係根據所使用之彩色濾光片用著色樹脂組成物中之各成分之調配比例、或塗膜之厚度等而適宜選擇。
繼而,使用顯影液進行顯影處理,溶解、除去未曝光部 分,藉此以所需之圖案形成塗膜。作為顯影液,通常使用於水或水溶性溶劑中溶有鹼之溶液。亦可於該鹼性溶液中適量添加界面活性劑等。又,顯影方法可採用通常之方法。
顯影處理後通常進行顯影液之清洗、彩色濾光片用著色樹脂組成物之硬化塗膜之乾燥,形成著色層。再者,顯影處理後為了使塗膜充分硬化,亦可進行加熱處理。作為加熱條件,並無特別限定,根據塗膜之用途而適宜選擇。
又,於該著色層係以例如噴墨方式所形成之情形時,可藉由下述方法而形成。
首先,準備包含上述本發明之彩色濾光片用著色樹脂組成物、且分別調配有藍(B)用、綠(G)用及紅(R)用等之色材的彩色濾光片用著色樹脂組成物。繼而,於透明基板1之表面上,藉由噴墨方式使對應之顏色之彩色濾光片用著色樹脂組成物選擇性地附著於根據遮光部2之圖案所畫成之各色(R、G、B)之著色層形成區域,形成油墨層。於該油墨之噴附步驟中,彩色濾光片用著色樹脂組成物需不易於噴墨頭之前端部引起黏度增大、而持續維持良好之吐出性。亦可使用複數個頭而同時於基板上噴附各色之彩色濾光片用著色樹脂組成物,因此與利用印刷等方法依序形成各色之著色層之情形相比,可提高操作效率。
繼而,使各色之油墨層乾燥,視需要進行預烘烤後,藉由適宜進行加熱或曝光,而使之硬化。若對油墨層進行適宜加熱或曝光,則彩色濾光片用著色樹脂組成物中所含之硬化性樹脂之交聯要素發生交聯反應,油墨層硬化而形成著色層3R、3G、3B。
(遮光部)
本發明之彩色濾光片中之遮光部係於下述透明基板上形成為圖案狀者,可設為與於通常之彩色濾光片上作為遮光部者相同。
作為該遮光部之圖案形狀,並無特別限定,例如可舉出:條紋狀、矩陣狀等形狀。作為該遮光部,例如可舉出:使黑色顏料分散或溶解於黏合樹脂中而成者、或鉻、氧化鉻等金屬薄膜等。該金屬薄膜亦可為使CrOx膜(x為任意之數)及Cr膜2層積層而成者,又,亦可為使反射率進一步減低之CrOx膜(x為任意之數)、CrNy膜(y為任意之數)及Cr膜3層積層而成者。
於該遮光部為使黑色著色劑分散或溶解於黏合樹脂中而成者之情形時,作為該遮光部之形成方法,只要為可形成遮光部圖案之方法即可,並無特別限定,例如可舉出使用遮光部用彩色濾光片用著色樹脂組成物之光微影法、印刷法、噴墨法等。
於上述情形、且使用印刷法或噴墨法作為遮光部之形成方法之情形時,作為黏合樹脂,例如可舉出:聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯基吡咯啶酮樹脂、羥基乙基纖維素樹脂、羧基甲基纖維素樹脂、聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、順丁烯二酸樹脂、聚醯胺樹脂等。
又,於上述情形、且使用光微影法作為遮光部之形成方法之情形時,作為黏合樹脂,例如使用丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、聚桂皮酸乙烯酯系、或環化橡膠系等具有反應性乙烯基之感光性樹脂。於該情形時,亦可於含有黑色著色劑及感光性樹脂之遮光部用彩色濾光片用著色樹脂組成物中添加光聚合起始劑,進而視需要亦可添加增感劑、塗佈性改良劑、顯影改良劑、交聯劑、聚合禁止劑、塑化 劑、難燃劑等。
另一方面,於遮光部為金屬薄膜之情形時,作為該遮光部之形成方法,只要為可形成遮光部圖案之方法即可,並無特別限定,例如可舉出:光微影法、使用遮罩之蒸鍍法、印刷法等。
作為遮光部之膜厚,於金屬薄膜之情形時設定為0.2~0.4 μm左右,於使黑色著色劑分散或溶解於黏合樹脂中而成者之情形時設定為0.5~2 μm左右。
(透明基板)
作為本發明之彩色濾光片中之透明基板,只要為對可見光而言為透明之基材即可,並無特別限定,可使用通常之彩色濾光片所使用之透明基板。具體而言,可舉出:石英玻璃、無鹼玻璃、合成石英板等無可撓性之透明硬性材,或透明樹脂膜、光學用樹脂板等具有可撓性之透明軟性材。
該透明基板之厚度並無特別限定,根據本發明之彩色濾光片之用途,例如可使用100 μm~1 mm左右者。
再者,本發明之彩色濾光片亦可為除上述透明基板、遮光部及著色層以外亦形成有例如保護層或透明電極層、進而配向膜或柱狀間隔件等者。
其次,說明本發明之液晶顯示裝置。
[液晶顯示裝置]
本發明之液晶顯示裝置之特徵在於:包含有上述本發明之彩色濾光片、對向基板、及形成於上述彩色濾光片與上述對向基板之間之液晶層。
一面參照圖一面說明上述本發明之液晶顯示裝置。
圖2係表示本發明之液晶顯示裝置之一例之概略圖。如圖2所例示般,本發明之液晶顯示裝置40包含彩色濾光片10、具有薄膜電晶體(TFT,Thin Film Transistor)陣列基板等之對向基板20、及形成於上述彩色濾光片10與上述對向基板20之間之液晶層30。
再者,本發明之液晶顯示裝置並不限定於該圖2所示之構成,可設為通常作為使用彩色濾光片之液晶顯示裝置之公知之構成。
作為本發明之液晶顯示裝置之驅動方式,並無特別限定,可採用通常液晶顯示裝置所使用之驅動方式。作為上述驅動方式,例如可舉出:扭轉向列(TN,Twisted Nematic)方式、平面內切(IPS,In-Plane Switching)方式、光學補償彎曲(OCB,optically compensated bend)方式、及多域垂直配向(MVA,Multi-Domain Vertical Alignment)方式等。於本發明中,可較佳地採用該等中之任一方式。
又,作為對向基板,可根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方式等而適宜選用。
進而,作為構成液晶層之液晶,可根據本發明之液晶顯示裝置之驅動方式等而使用介電各向異性不同之各種液晶、及該等之混合物。
作為液晶層之形成方法,可使用通常作為液晶單元之製作方法之方法,例如可舉出真空注入方式或液晶滴下方式等。
於真空注入方式中,例如預先使用彩色濾光片及對向基板製作液晶單元,藉由加熱使液晶成為等向性液體,利用毛細管效果於等向性液體之狀態下將液晶注入至液晶單元內,使用接著劑進行密封,藉此可形成液晶層。其後,使液晶單元逐漸冷卻至常溫,藉此可使所封入之液晶配向。
又,於液晶滴下方式中,例如於彩色濾光片之周緣塗佈密封劑,加熱該彩色濾光片直至達到液晶成為等向相之溫度,使用分注器等於等向性液體之狀態下滴加液晶,於減壓下重合彩色濾光片及對向基板,經由密封劑使之接著,藉此可形成液晶層。其後,使液晶單元逐漸冷卻至常溫,藉此可使所封入之液晶配向。
其次,說明本發明之有機發光顯示裝置。
[有機發光顯示裝置]
本發明之有機發光顯示裝置之特徵在於:包含有上述本發明之彩色濾光片與有機發光體。
一面參照圖一面說明上述本發明之有機發光顯示裝置。圖3係表示本發明之有機發光顯示裝置之一例之概略圖。如圖3所例示般,本發明之有機發光顯示裝置100包含有彩色濾光片10與有機發光體80。
於彩色濾光片10與有機發光體80之間亦可包含有機保護層50或無機氧化膜60。
作為有機發光體80之積層方法,例如可舉出:於彩色濾光片上面依序形成透明陽極71、電洞注入層72、電洞傳輸層73、發光層74、電子注入層75、及陰極76之方法,或將形成於另一基板上之有機發光體80貼合於無機氧化膜60上之方法等。有機發光體80中之透明陽極71、電洞注入層72、電洞傳輸層73、發光層74、電子注入層75、及陰極76、其他構成可適宜使用公知者。如此所製作之有機發光顯示裝置100例如可應用於被動驅動方式之有機EL顯示器或主動驅動方式之有機EL顯示器。
再者,本發明之有機發光顯示裝置並不限定於該圖3所示之構成,可設為通常作為使用彩色濾光片之有機發光顯示裝置之公知之構成。
[實施例]
以下揭示實施例而具體說明本發明。但本發明並不受該等記載之限制。
(合成例1:巨單體A之合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮氣用入口、機械攪拌機、數位溫度計之反應器中添加丙二醇甲醚乙酸酯(簡稱PGMEA)80.0質量份,一面於氮氣流下攪拌一面將溫度加熱至90℃。歷時1.5小時滴加甲基丙烯酸甲酯50.0質量份、甲基丙烯酸正丁酯30.0質量份、甲基丙烯酸苄酯20.0質量份、巰基乙醇4.0質量份、PGMEA 30質量份、及α,α'-偶氮雙異丁腈(簡稱AIBN)1.0質量份之混合溶液,進而反應3小時。繼而,停止氮氣流,將該反應溶液冷卻至80℃,添加Karenz MOI(昭和電工(股)公司製造)8.74質量份、二月桂酸二丁錫0.125 g、對甲氧基苯酚0.125質量份、及PGMEA 10質量份並攪拌3小時,藉此獲得巨單體A之49.5%溶液。藉由凝膠滲透層析儀,於N-甲基吡咯啶酮、0.01 mol/L溴化鋰添加/聚苯乙烯標準之條件下對所獲得之巨單體A進行確認,結果質量平均分子量(Mw)為4010,數量平均分子量(Mn)為1910,分子量分佈(Mw/Mn)為2.10。巨單體A之藉由計算所算出之Tg為64℃。
(合成例2:接枝共聚合體A之合成)
於具備冷卻管、添加用漏斗、氮氣用入口、機械攪拌機、數位溫度計之反應器中添加PGMEA 80.0質量份,一面於氮氣流下攪拌一面將溫度加熱至85℃。歷時1.5小時滴加合成例1之巨單體A溶液75.76質量份(有效固形份37.5質量份)、甲基丙烯酸2-(二甲基胺基)乙酯(簡 稱DMA)12.5質量份、N-十二硫醇1.24質量份、PGMEA 20.0質量份、及AIBN 0.5質量份之混合溶液並加熱攪拌3小時後,歷時10分鐘滴加AIBN 0.10質量份、PGMEA 10.0質量份之混合液,進而於相同溫度下進行1小時之熟成,藉此獲得接枝共聚合體A之25.4%溶液。所獲得之接枝共聚合體A之GPC測定結果為質量平均分子量(Mw)11480,數量平均分子量(Mn)4650,分子量分佈(Mw/Mn)為2.47。再者,胺值為89 mgKOH/g。
(製造例1:分散劑溶液A之製備)
於225 mL蛋黃醬瓶中分別溶解PGMEA 18.4質量份、合成例2之接枝共聚合體A溶液30.0質量份後,添加磷酸二甲基丙烯醯氧基乙酯(商品名:Lightester P-2M,共榮社化學公司製造)2.6質量份(相對於接枝共聚合體之胺基,為0.6莫耳當量),於室溫下攪拌30分鐘,藉此製備分散劑溶液A(固形份20%)。
此時,接枝共聚合體A之胺基係藉由與P-2M之磷酸基之酸-鹼反應而成鹽。
(合成例3:中間物1之合成)
使和光純藥(股)製造之1-碘萘15.2 g(60 mmol)、三井化學(股)製造之降烷二胺(NBDA)(CAS No.56602-77-8)4.63 g(30 mmol)、第三丁醇鈉8.07 g(84 mmol)、Aldrich製造之2-二環己基膦-2',6',-二甲氧基聯苯0.09 g(0.2 mmol)、及和光純藥(股)製造之醋酸鈀0.021 g(0.1 mmol)分散於二甲苯30 mL中,於130~135℃下反應48小時。反應結束後,冷卻至室溫並添加水進行萃取。繼而,利用硫酸鎂進行乾燥並濃縮,藉此 獲得下述化學式(1)所表示之中間物18.5 g(產率70%)。
由下述分析結果確認所獲得之化合物為目標化合物。
‧質譜分析(MS,Mass Spectrometry)(電噴灑游離法(ESI,Electrospray Ionization))(m/z):407(M+H)
‧元素分析值:CHN實測值(85.47%、8.02%、6.72%);理論值(85.26%、8.11%、6.63%)
(合成例4:中間物2之合成)
於甲苯60 mL中添加中間物1 8.46 g(20.8 mmol)、東京化成工業製造之4,4'-雙(二甲基胺基)二苯基酮13.5 g(41.6 mmol),於45~50℃下進行攪拌。滴加和光純藥工業製造之氧氯化磷6.38 g(51.5 mmol),進行2小時之回流並冷卻。反應結束後,傾析甲苯。添加氯仿40 mL、水40 mL、及濃鹽酸而溶解樹脂狀析出物,將氯仿層分液。利用水清洗氯仿層,利用硫酸鎂進行乾燥並濃縮。於濃縮物中添加乙酸乙酯65 mL並進行回流。冷卻後過濾析出物,獲得下述化學式(2)所表示之中間物2(BB7-Nb-dimer)15.9 g(產率70%)。
由下述分析結果確認所獲得之化合物為目標化合物。
‧MS(ESI)(m/z):511(+),2價
‧元素分析值:CHN實測值(78.13%、7.48%、7.78%);理論值(78.06%、7.75%、7.69%)
(製造例2:色材A之合成)
於水50 mL中溶解關東化學公司製造之12-磷鎢酸-n水合物0.433 g(0.18 mmol,n相當於30)與關東化學公司製造之12-磷鎢酸-n水合物3.55 g(1.04 mmol,n相當於30)。
於其中添加使之溶解於水50 mL與甲醇100 mL之混合溶劑中之2.0 g(1.83 mmol)之中間物2,於常溫下攪拌1小時。於減壓下濾取該反應液,利用水進行清洗。對該濾餅進行減壓乾燥,獲得鉬與鎢之莫耳比為14.6:85.4之色材A 4.96 g(產率96%)。
(製造例3:色材B之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.289 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為3.76 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為9.9:90之色材B。
(製造例4:色材C之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.144 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為3.96 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為4.7:95.3之色材C。
(製造例5:色材D之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.058 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為4.09 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為1.9:98.1之色材D。
(製造例6:色材E之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.029 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為4.13 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為1.1:98.9之色材E。
(製造例7:色材F之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.014 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為4.15 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6之色材F。
(製造例8:色材G之合成)
於製造例2中,不使用12-磷鉬酸-n水合物,將12-磷鎢酸-n水合物設為4.17 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得不含鉬之色材G。
(製造例9:色材O之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.016 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為4.57 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為0.3:99.7之色材O。
(比較製造例1:色材H之合成)
於製造例2中,將12-磷鉬酸-n水合物設為0.577 g,將12-磷鎢酸-n水合物設為3.34 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得鉬與鎢之莫耳比為17.8:82.3之色材H。
(比較製造例2:色材I之合成)
於製造例2中,不使用12-磷鎢酸-n水合物,將12-磷鉬酸-n水合物設為2.89 g,除此以外,以與製造例2相同之方式獲得不含鎢之色材I。
(比較製造例3:色材J之合成)
於水30 mL中溶解關東化學公司製造之12-磷鎢酸-n水合物3.3 g(0.97 mmol)。於其中添加使之溶解於水30 mL中之1.5 g(2.92 mmol)之東京化成工業(股)製造之鹼性藍7(BB7,Basic Blue 7)(CI-42595),於 常溫下攪拌1小時。於減壓下濾取該反應液,利用水進行清洗。對該濾餅進行減壓乾燥,獲得色材J 4.04 g(產率96.5%)。
(比較製造例4:色材K之合成)
於比較製造例3中,將12-磷鎢酸-n水合物3.3 g變為東京化成工業製造之對甲苯磺酸鈉0.57 g(2.92 mmol),除此以外,以與比較製造例3相同之方式獲得色材K。
(比較製造例5:色材L之合成)
於比較製造例3中,將12-磷鎢酸-n水合物3.3 g變為東京化成工業(股)製造之萘-2,6-磺酸二鈉0.54 g(1.46 mmol),除此以外,以與比較製造例3相同之方式獲得下述化學式(3)所表示之色材L。
(比較製造例6:色材M之合成)
於比較製造例3中,將12-磷鎢酸-n水合物3.3 g變為東京化成工業製造之直接藍86 1.14 g(1.46 mmol),除此以外,以與比較製造例3相同之方式獲得下述化學式(4)所表示之色材M。
(比較製造例7:色材N之合成)
依據專利文獻5中記載之方法,合成聚矽氧烷色素之12-磷鉬酸鹽,獲得色材N。
使51.52 g之東京化成公司製造之鹼性藍7(BB7)溶解於750 ml之離子交換水中,繼而,於攪拌狀態下添加2 N氫氧化鈉水溶液直至該色素之經去質子化之形體完全沈澱、溶液中完全不殘留藍色之顏色、數小時未恢復原狀。過濾分離該沈澱物,利用離子交換水清洗3次並於減壓(0.1 kPa)下之60℃下使之乾燥。單離作為大致黑色粉末之45.23 g(94.7%)之經去質子化之BB7。
另外,將Sigma-Aldrich公司製造之3-碘丙基-三甲氧基矽烷50 ml、與無水乙醇溶液2.0 ml(2.95 g,10.2 mmol)進行混合,於氬氣下於室溫下攪拌60小時,繼而於減壓下蒸餾去除該溶劑,獲得3-碘丙基-三乙氧基矽烷。使所獲得之3-碘丙基-三乙氧基矽烷溶解於50 ml之無水乙腈中,添加上述經去質子化之BB7 2.389 g(5 mmol),於氬氣下一面進行回流一面加熱該溶液24小時。蒸餾去除溶劑,於氬氣流下利用甲基第三丁基醚清洗該半固體殘留物數次直至濾液變得大致無 色,除去過剰之烷基化劑及未反應之去質子化色素,獲得作為固體殘留物之矽烷化BB7。使該矽烷化BB7 1 g溶解於25 ml之無水乙醇中而獲得矽烷化BB7溶液。
將矽烷化BB7溶液25 ml添加於包含乙醇(96%)150 ml、水50 ml及25%氨水溶液30 g之混合溶劑中,於室溫下劇烈攪拌24小時。形成種子粒子後,對該混合物進行離心分離。使該殘留物分散於乙醇(80%)中後,反覆進行清洗與離心分離3次後,去除溶劑,獲得殘留物。使該殘留物分散於二甲基亞碸(DMSO)中,添加於400 ml之去離子水中並進行攪拌,進而添加12-磷鉬酸-n水合物,藉此獲得比較製造例7之色材N。
(實施例1) (1)色材分散液A之製備
於30 ml蛋黃醬瓶中添加製造例2之色材A 1.0質量份、製造例1之分散劑溶液A 3.0質量份、丙二醇一甲基醚乙酸酯(以下PGMEA,Daicel化學製造)10.0質量份、及直徑2 mm之氧化鋯珠20質量份,利用塗料振盪器(淺田鐵鋼製造)進行1小時之預備粉碎後,將溶液轉移至另一30 ml蛋黃醬瓶中,添加直徑0.1 mm之氧化鋯珠2.0質量份,利用塗料振盪器振動12小時,獲得色材分散液A。
(2)彩色濾光片用著色樹脂組成物之製備
添加色材分散液A 6.1質量份、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄酯共聚合體(莫耳比:10/30/50,質量平均分子量:9000,酸值:70 mgKOH/g,有效成分含量40質量%)1.98質量份、二季戊四醇 六丙烯酸酯單體(東亞合成製造之「ARONIX M-403」)0.65質量份、IRGACURE 907(Ciba Specialty Chemicals製造)0.22質量份、KAYACURE DETX-S(日本化藥製造)0.03質量份、KBM503(信越化學製造)0.03質量份、MEGAFAC R08MH(DIC製造)0.0003質量份、及PGMEA 4.67質量份並進行攪拌,利用0.25 μm絲網進行過濾,獲得彩色濾光片用著色組成物A。
(實施例2~8)
於實施例1之(1)中,分別使用製造例2~8之色材B~G及色材O代替色材A,除此以外,以與實施例1之(1)相同之方式製備色材分散液B~G及色材分散液O。
繼而,於實施例1之(2)中,分別使用色材分散液B~G及色材分散液O代替色材分散液A,除此以外,以與實施例1之(2)相同之方式獲得彩色濾光片用著色組成物B~G及彩色濾光片用著色組成物O。
(比較例1~7:比較色材分散液H~N之製備)
於實施例1之(1)中,分別使用比較製造例1~7之色材H~N代替色材A,除此以外,以與實施例1之(1)相同之方式製備比較色材分散液H~N。
繼而,於實施例1之(2)中,分別使用比較色材分散液H~N代替色材分散液A,除此以外,以與實施例1之(2)相同之方式獲得比較彩色濾光片用著色組成物H~N。
[色材中之鉬與鎢之莫耳比之測定]
分別使用螢光X射線分析裝置(XRF:X-ray Fluorescence Analysis)(RIX-3100:理學電氣工業公司製造)對藉由上述製造例所獲得之色材A~J、N及O進行元素分析。
作為XRF之測定條件,將上述色材之測定直徑設為30 mm φ,測定環境設為13 Pa之真空狀態,測定元素係將自B(硼)起依序至原子序號U(鈾)之元素設為對象。
於上述條件下進行檢測之元素之中,由Mo、W之檢測結果獲得實測比。將結果示於表1及2。
[耐熱性評價]
分別於玻璃基板上以400 rpm旋轉塗佈實施例1~7之彩色濾光片用著色組成物A~G及比較例1~7之比較彩色濾光片用著色組成物H~N 5秒,於80℃之加熱板上乾燥3分鐘。利用Ushio(股)製造之UI-501C超高壓水銀燈對該基板進行整面曝光。測定該曝光後(烘烤前)之著色層之色度後,於220℃之潔淨烘箱中對該形成有著色層之玻璃板進行30分鐘之後烘烤,測定所獲得之藍色彩色濾光片基板之色度,求出加熱前後之色差(△Eab)。色度之測定係使用分光亮度計OSP200(Olympus製造)。
若△Eab值未達10,則耐熱性優異。
[耐光性評價]
分別於玻璃基板上以400 rpm旋轉塗佈實施例1~7之彩色濾光片用著色組成物A~G及比較例1~7之比較彩色濾光片用著色組成物H~N 5秒,於80℃之加熱板上乾燥3分鐘。利用Ushio(股)製造之 UI-501C超高壓水銀燈對該基板進行整面曝光。於200℃之潔淨烘箱中對該形成有著色層之玻璃板進行30分鐘之後烘烤,測定著色層之色度後,測定使用氙氣燈(ATLAS公司製造之Ci4000耐候性測試器,內側過濾器:石英,外側過濾器:鹼石灰+紅外線吸收鍍膜(CIRA),截止波長300 nm以下之光)於420 nm之波長下、照度設為1.2 W/m2照射23小時(相當於100 kJ/m2)所獲得之藍色彩色濾光片基板之色度,求出加熱前後之色差(△Eab)。色度之測定係使用分光亮度計OSP200(Olympus製造)。
若△Eab值未達15,則耐光性優異。又,若△Eab值未達10,則耐光性特別優異。
將耐熱性及耐光性之評價結果示於表1。
[結果之總結]
根據鉬與鎢之實測比之結果,色材A~F為上述第一色材,色材G為上述第二色材。
由表1之結果得知,使用通式(I)所表示之色材之實施例1~7之著 色樹脂組成物之耐熱性、耐光性均優異。
其中,得知使用多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85之第一色材之實施例1~6之著色樹脂組成物之塗膜之耐光性極為優異。
使用多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬與鎢之莫耳比為20:80之色材之比較例1之著色樹脂組成物、或使用多金屬氧酸鹽陰離子中不含鎢之色材之比較例2之著色樹脂組成物儘管耐光性良好,但耐熱性較差。
[後烘烤後之亮度評價]
繼而,對使用作為第二色材之色材G及O之實施例7及8之著色樹脂組成物、使用作為第一色材之色材F及B之實施例6及2之著色樹脂組成物、使用多金屬氧酸鹽陰離子不含鎢之色材I之比較例2之著色樹脂組成物、及使用作為先前之三芳基甲烷系色澱顏料之色材J之比較例3之著色樹脂組成物進行後烘烤後之亮度評價。
分別於玻璃基板上以400 rpm旋轉塗佈上述著色組成物5秒,於80℃之加熱板上乾燥3分鐘。利用Ushio(股)製造之UI-501C超高壓水銀燈對該基板進行整面曝光。測定該曝光後(烘烤前)之著色層之色度,求出色度座標y=0.112時之曝光後之亮度值(Y)。繼而,於220℃之潔淨烘箱中對該形成有著色層之玻璃板進行30分鐘之後烘烤,測定所獲得之藍色彩色濾光片基板之色度,求出色度座標y=0.112時之加熱後之亮度值(Y)。測定係使用分光亮度計OSP200(Olympus製造)。若後烘烤後之亮度值為10.0以上,則評價為高溫加熱後之著色層之亮度之下降獲得抑制。進而,若後烘烤後之亮度值為15.0以上,則評價為高溫加熱後之著色層之亮度下降抑制效果特別優異。將結果示於表2。
<亮度值(Y)之評價基準>
亮度值(Y)為15.0以上:◎
亮度值(Y)為10.0以上且未達15.0:○
亮度值(Y)未達10.0:×
[結果之總結]
由表2之結果得知,使用通式(I)所表示之色材之實施例2、及6~8之著色樹脂組成物均後烘烤時之亮度值均較高,高溫加熱後之著色層之亮度之下降獲得抑制,可形成高亮度之著色層。其中,使用多金屬氧酸鹽陰離子中之鉬相對於鎢之莫耳比未達0.4/99.6之第二色材之實施例7及8之著色層尤其為高亮度。
使用多金屬氧酸鹽陰離子中不含鎢之色材之比較例2之著色樹脂組成物於曝光後觀察到亮度值之下降,亦確認到由加熱引起之亮度之下降。推測其原因在於:於僅含有磷鉬酸作為多金屬氧酸鹽陰離子之情形時,與包含鎢之情形相比,酸性度較低,聚酸之粒徑較小。又,使用先前之色澱顏料之比較例3之著色樹脂組成物之塗膜因加熱而導致亮度大幅下降。
201‧‧‧2價以上之相對陽離子
202‧‧‧2價以上之相對陰離子
203‧‧‧藉由A之連結
204‧‧‧離子鍵
210‧‧‧本發明之色材之分子聚集體

Claims (8)

  1. 一種色材分散液,其含有下述通式(I)所表示之色材、分散劑、及23℃下之上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中包含鉬及鎢,鉬與鎢之莫耳比為0.4:99.6~15:85, (於通式(I)中,A為與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O、S、N;Bc-表示c價之多金屬氧酸鹽陰離子;Ri~Rv分別獨立表示氫原子、可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基,Rii與Riii、Riv與Rv亦可鍵結而形成環構造;Ar1表示可具有取代基之2價芳香族基;複數個Ri~Rv及Ar1分別可相同亦可不同;a及c表示2以上之整數,b及d表示1以上之整數;e為0或1,於e為0時鍵結不存在;複數個e可相同亦可不同)。
  2. 一種色材分散液,其含有下述通式(I)所表示之色材、分散劑、及 23℃下之上述色材之溶解度為0.1(mg/10 g溶劑)以下之溶劑,且上述色材中之多金屬氧酸鹽陰離子中至少包含鎢,鉬相對於上述鎢之莫耳比未達0.4/99.6, (於通式(I)中,A為與N直接鍵結之碳原子不具有π鍵之a價有機基,該有機基表示至少於與N直接鍵結之末端具有飽和脂肪族烴基之脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基之芳香族基,碳鏈中可含有O、S、N;Bc-表示c價之多金屬氧酸鹽陰離子;Ri~Rv分別獨立表示氫原子、可具有取代基之烷基或可具有取代基之芳基,Rii與Riii、Riv與Rv亦可鍵結而形成環構造;Ar1表示可具有取代基之2價芳香族基;複數個Ri~Rv及Ar1分別可相同亦可不同;a及c表示2以上之整數,b及d表示1以上之整數;e為0或1,於e為0時鍵結不存在;複數個e可相同亦可不同)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之色材分散液,其中,上述溶劑為酯系溶劑。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之色材分散液,其中,上述分散劑為於 主鏈或側鏈包含氮原子之高分子分散劑。
  5. 一種彩色濾光片用著色樹脂組成物,其含有申請專利範圍第1或2項之色材分散液與黏合劑成分。
  6. 一種彩色濾光片,其係至少包含透明基板、及設置於該透明基板上之著色層者,其特徵在於:該著色層中至少一者為使申請專利範圍第5項之彩色濾光片用著色樹脂組成物硬化而形成之著色層。
  7. 一種液晶顯示裝置,其特徵在於:包含申請專利範圍第6項之彩色濾光片、對向基板、及形成於上述彩色濾光片與上述對向基板之間之液晶層。
  8. 一種有機發光顯示裝置,其特徵在於:包含申請專利範圍第6項之彩色濾光片與有機發光體。
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