TW201510103A

TW201510103A - 彩色濾光片用顏料組成物及彩色濾光片

Info

Publication number: TW201510103A
Application number: TW103119523A
Authority: TW
Inventors: Ryosuke Asami; Yasuhiko Gunji; Ikuro Kiyoto
Original assignee: Dainippon Ink & Chemicals
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-03-16
Also published as: JPWO2015015962A1; WO2015015962A1

Abstract

本發明之目的在於提供一種於彩色濾光片用途中微細且分散穩定性良好之彩色濾光片用有機顏料組成物、及含有其等之可獲得高光學濃度之彩色濾光片。本發明者等人發現由苝系有機顏料及含有磺酸基之有機色素衍生物構成之彩色濾光片用有機顏料組成物係微細之粒子且分散穩定性高，可獲得由該彩色濾光片用有機顏料組成物構成之遮光性高之彩色濾光片。

Description

彩色濾光片用顏料組成物及彩色濾光片

本發明係一種用以形成彩色液晶顯示裝置之彩色濾光片的彩色濾光片用顏料組成物、及彩色濾光片，並且係關於一種藉由與特定有機色素衍生物一併進行微細化處理而同時實現微細化及分散穩定性，並且遮光性高於先前之彩色濾光片用顏料組成物、及使用其之彩色濾光片。

於液晶顯示裝置之領域中，導入有將彩色濾光片基板與TFT陣列基板一體化之整合式彩色濾光片(COA,color filter on array)的液晶面板備受矚目。若使用COA，則不再需要於使用上述兩種基板之情形時進行之精密對位，並且可將彩色濾光片之紅、藍、綠之各像素微細化至極限，因此可將液晶面板高精細化。

此種COA用樹脂黑矩陣需要高遮光性，因此要求厚膜化。但是，隨著樹脂黑矩陣之膜厚增大，經曝光之部分中之相對於膜厚方向之交聯密度的差擴大，因此變得難以達成高感度化而獲得形狀良好之黑色圖案。又，作為高遮光化之手段，亦嘗試了使用大量遮光材，但於使用碳等導電性材料作為遮光材之情形時，存在因黑矩陣之相對介電常數提高、體積電阻降低而降低顯示裝置之可靠性的問題。

為了消除此種缺點，近來活躍地進行了如下嘗試：將有彩色之有機顏料混合成黑色來獲得之黑色有機顏料組成物(有機黑矩陣)代替碳黑而用於遮光材。

於專利文獻1中，關於在某特定波長區域內規定最高透光率之樹脂黑矩陣，記載有含有某種特定有機顏料而成之遮光性感光性樹脂組成物，但與碳黑相比，遮光性並不充分。於專利文獻2中，記載有由如下混色有機顏料所構成之遮光幕形成用著色樹脂組成物，該混色有機顏料係由於可見光區域具有透光性之有機顏料中黃色顏料、藍色顏料及紫色顏料之組合或黃色顏料、紅色顏料及藍色顏料之組合所構成之經類黑色化者，但光學濃度(OD)低，遮光性並不充分。於專利文獻3中，提出有含有特定比表面積以下之粒徑之藍色、黃色、紅色之各有機顏料之黑矩陣用顏料組成物，但同樣OD值低，無法獲得充分之遮光性。如此，藉由顏料之混合而提出有若干發明，但具有無法獲得包含高絕緣性、低介電常數且可滿足高光學濃度之彩色濾光片之黑矩陣的彩色濾光片之問題。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-69822號公報

[專利文獻2]日本特開平9-302265號公報

[專利文獻3]日本特開2012-32697號公報

本發明所欲解決之課題在於提供一種微細且可獲得高光學濃度之彩色濾光片用有機顏料組成物、及含有其等之彩色濾光片。

本發明人等鑒於上述實際情況進行了潛心研究，結果發現由苝系有機顏料及含有磺酸基之有機色素衍生物構成之彩色濾光片用有機顏料組成物係微細之粒子且分散穩定性高，可獲得由該彩色濾光片用有機顏料組成物構成之遮光性高之彩色濾光片，從而完成本發明。

本發明提供一種彩色濾光片用有機顏料組成物，其中，相對於苝系有機顏料100份，含有具有磺酸基之有機色素衍生物1~15份，並且顏料之一次粒徑為20nm~100nm。

又，本發明提供一種如請求項1之彩色濾光片用有機顏料組成物，其中，上述苝系有機顏料係選自C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅189、C.I.顏料紅190、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅228、C.I.顏料紫29、C.I.顏料黑31、C.I.顏料黑32中至少一種。

又，本發明提供一種如請求項1之彩色濾光片用有機顏料組成物，其中，上述有機色素衍生物為銅酞青磺酸或其鹽。

進而，本發明提供一種彩色濾光片，其含有上述所記載之彩色濾光片用有機顏料組成物。

由與本發明之彩色濾光片用有機顏料組成物併用之其他藍色及紅色等之有機顏料組成所構成之黑矩陣係發揮分散穩定性優異、OD值高而遮光性優異之特別顯著之技術效果。

以下，對本發明之詳細內容進行說明。

本發明之彩色濾光片用顏料組成物可藉由對具有苝結構之有機顏料與具有磺酸基之有機色素衍生物進行溶劑鹽磨(solvent salt milling)而形成微細之粒子，藉由併用藍色、黃色、紅色等之有機顏料而構成黑色彩色濾光片用有機顏料組成物。含有所獲得之黑色之彩色濾光片用有機顏料組成物的黑矩陣於分散穩定性方面優異，OD值高而遮光性優異。

於本發明之彩色濾光片用有機顏料組成物中，有機顏料只要具有苝結構，則可為任意者。

作為具有上述化學結構之有機顏料，可列舉：C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅189、C.I.顏料紅190、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅228、C.I.顏料紫29、C.I.顏料黑31、C.I.顏料黑32。又，各有機顏料可單獨使用，亦可混合而使用，至少使用選自上述有機顏料中之一種。

經微細化之有機顏料之一次粒徑較佳為20~150nm，為了賦予高遮光性，進而較佳為20~100nm。若顏料之一次粒徑超過150nm，則分散穩定性變差，結果判明變得容易引起光散射。

本發明中所謂有機顏料之一次粒徑，係指使有機顏料組成物分散於環己酮等溶劑中，於膠體膜上塗佈該分散液，拍攝掃描型電子顯微鏡(TEM)之圖像。計測所獲得之攝影圖像之1000個粒子尺寸，將其平均值設為有機顏料之一次粒徑。

此種較先前更微細之有機顏料大致分為藉由乾式粉碎、濕式粉碎之類的粉碎方法進行微細化處理，較佳為如本發明中所實施般藉由高無機鹽倍率對有機顏料進行長期混練之溶劑鹽磨。該方法係可同時實現粒子之均勻性與微小徑化之有用之製造方法。藉由溶劑鹽磨進行處理之磨碎混合物係經由洗淨、精製、乾燥步驟而形成本發明之有機顏料組成物。

該所謂溶劑鹽磨，係表示將有機顏料、水溶性無機鹽及親水性有機溶劑進行混練。具體而言，將有機顏料、水溶性無機鹽、及不溶解其之親水性有機溶劑添加至混練機中，於其中進行混練磨碎。於該混練意欲進行結晶型之轉換等之情形時，上述有機顏料亦可使用與混練後不同之結晶型之粗製顏料作為混練之原料。

作為水溶性無機鹽，較佳為使用例如氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉等無機鹽。又，更佳為使用平均粒徑0.5~50μm之無機鹽。此種無機鹽可藉由將通常之無機鹽微粉碎而容易地獲得。

又，該無機鹽之使用量相對於有機顏料1重量份，較佳為設為8~20重量份，更佳為設為10~15重量份。

作為水溶性有機溶劑，可適宜地使用能夠抑制結晶成長者，例如可使用：二乙二醇、甘油、乙二醇、丙二醇、液體聚乙二醇、液體聚丙二醇、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(異戊氧基)乙醇、2-(己氧基)乙醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、三乙二醇、三乙二醇單甲醚、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1-甲氧基-2-丙醇等，較佳為乙二醇或二乙二醇。

該水溶性有機溶劑之使用量並無特別限定，相對於有機顏料1重量份較佳為0.01~5重量份。

混練溫度較佳為30~150℃之間。於為本發明之有機顏料之情形時，尤其就微細化及調整結晶性之方面而言，上述溫度尤佳為80~100℃之間。

作為該混練所使用之裝置，可使用捏合機、混捏機、日本特開2007-100008號公報中記載之行星型混合機即井上製作所股份有限公司製造之Trimix(商標名)、或日本特開平4-122778號公報中記載之連續式雙軸擠出機、或日本特開2006-306996號公報中記載之連續式單軸混練機即淺田鐵工股份有限公司製造之Miracle KCK等。

本發明之彩色濾光片用顏料組成物亦可含有游離金屬、游離金屬離子源，但其較佳為儘可能少。此種游離金屬、游離金屬離子源可如日本特開2008-308605號公報中所記載般利用酸類進行洗淨。所使用之酸類例如可列舉鹽酸、硫酸，鹽酸或硫酸之濃度較佳為0.5%~4%。又，洗淨時之溫度較佳為50~90℃。又，亦可使用水進行洗淨。

本發明中使用之有機色素衍生物只要為具有磺酸基或為磺酸鹽之有機色素衍生物，則亦可具有任意化學結構。具有磺酸基或為磺酸鹽之有機色素衍生物多數情況下為了提高分散性而將有機顏料添加至黏合劑及溶劑體系中，已知其效果良好。磺酸基之取代基數於每1分子中為1~4。本發明中使用之苝系有機顏料具有紫色之色相，因此較佳為同色系之有機色素衍生物，但亦可使用色相不同之有機色素衍生物。具體而言，有偶氮結構、苯并咪唑酮結構、喹吖酮結構、二酮基吡咯并吡咯結構、酞青結構、二紫結構等，其中較佳為銅酞青磺酸或其鹽。與磺酸形成鹽之金屬為Ca、Na、K、Mg、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等一價或二價金屬。又，作為形成金屬鹽以外之鹽者，有脂肪族胺(NHR₂、NH₂R、[NR₄]⁺(R：碳數1~20之烷基))等之有機胺鹽。

有機色素衍生物相對於有機顏料100份而以1~20份之範圍含有。若考慮色相、生產性，則進而較佳為以1~15份之範圍含有。關於添加有機色素之時期，可於本發明中實施之將有機顏料微細化之步驟中添加，亦可於微細化步驟後將有機顏料洗淨並精製後添加。但是，若考慮賦予由具有磺酸基或為其鹽之有機色素衍生物所產生之分散性效果，則較佳為對微細化後之有機顏料進行處理。

有機色素衍生物之處理方法有：將有機色素衍生物以固體狀態混合至微細化後之苝系有機顏料之處理方法；或將有機色素衍生物進行利用鹼之染料化後，再調整至酸性狀態而吸附於有機顏料表面的方法。於為固體之情形時，添加至含有經微細化處理之有機顏料及水等溶劑之濕濾餅中。利用鹼之有機色素衍生物之染料化通常於pH值8~12進行，其後，與經微細化之有機顏料於漿料中進行混合，其後，將體系內調整為酸性、通常pH值3~5，使有機色素衍生物析出至有機顏料表面。又，亦可於製造本發明之彩色濾光片用有機顏料組成物時，添加除有機色素衍生物以外之各種添加劑。具體而言，可列舉：光或熱硬化性樹脂、界面活性劑、分散劑、松香等。

作為與本發明之有機顏料組成物併用之有機顏料，可藉由併用藍色有機顏料、黃色有機顏料、紅色有機顏料而維持遮光性。作為該等各色有機顏料，基於化學結構，例如可列舉：偶氮系、酞青系、喹吖酮系、苯并咪唑酮系、異吲哚啉酮系、二系、陰丹士林系、苝系等有機顏料。以下，以顏料編號表示本發明可使用之顏料之具體例。

作為藍色有機顏料，例如可列舉：C.I.顏料藍1、1：2、9、14、15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56：1、60、61、61：1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79等。其中可較佳地列舉：C.I.顏料藍15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6，可進而較佳地列舉C.I.顏料藍15：6。

作為黃色有機顏料，例如可列舉：C.I.顏料黃1、1：1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62：1、63、65、73、74、75、81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127：1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191：1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、 206、207、208等。其中可較佳地列舉：C.I.顏料黃83、117、129、138、139、150、154、155、180、185，可進而較佳地列舉：C.I.顏料黃83、138、139、150、180。

作為紅色有機顏料，例如可列舉：C.I.顏料紅1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48：1、48：2、48：3、48：4、49、49：1、49：2、50：1、52：1、52：2、53、53：1、53：2、53：3、57、57：1、57：2、58：4、60、63、63：1、63：2、64、64：1、68、69、81、81：1、81：2、81：3、81：4、83、88、90：1、101、101：1、104、108、108：1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276等。其中可較佳地列舉：C.I.顏料紅48：1、122、168、177、202、206、207、209、224、242、254，可進而較佳地列舉：C.I.顏料紅177、209、224、254。

於本發明中，可僅併用藍色有機顏料、黃色有機顏料、紅色有機顏料，亦可視需要併用綠色有機顏料、紫色有機顏料、橙色有機顏料、茶色有機顏料等而進行色調調整。該等併用之其他色有機顏料亦較佳為使用平均一次粒徑為20~100nm者。

作為適於併用之除藍色、黃色、紅色以外之顏色之有機顏料，可列舉：C.I.顏料綠7、36、58、C.I.顏料橙38、71、C.I.顏料紫23等。

所使用之有機顏料及其組合只要可獲得對目標黑矩陣所要求之黑色度即可。藉由將藍色、黃色、紅色之三原色進行減法混色而形成黑色之情況屬於從業者之技術常識，其等之混合比率並無特別限制。然而，例如於將藍色、黃色、紅色之各色有機顏料之合計以質量換算設為100%時，將以質量基準計各色33%設為中心，各色均以正負7%進行增減而併用，藉此可調整黑色。

如此，本發明之彩色濾光片用有機顏料組成物及包含藍色有機顏料、紅色有機顏料之黑矩陣用顏料組成物可藉由以任意之順序將各者混合而容易地製備。

本發明之著色組成物含有上述之各色有機顏料組成物、樹脂系分散劑及有機溶劑。作為著色組成物之製作方法，可將分別分散有各色有機顏料、有機溶劑、分散劑之著色組成物加以混合，亦可將全部有機顏料與有機溶劑、分散劑一次性分散。

於使該等有機顏料組成物分散於有機溶劑中之情形時，為了提高分散性及提高分散穩定性而併用樹脂系分散劑。該樹脂系分散劑具有將有機顏料與增黏部位結合而使相溶性部分於分散介質中伸長從而構成分散體之功能，係與用於製備下述感光性組成物之鹼可溶性樹脂或光聚合性單體不同種類者。

作為樹脂系分散劑，可列舉：具有高分子鏈者、例如聚胺酯(polyurethane)樹脂、聚伸乙亞胺、聚氧乙二醇二酯、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂等。其中，就分散性、耐熱性、耐光性之方面而言，較佳為聚酯樹脂系分散劑及/或丙烯酸樹脂系分散劑。

作為各種樹脂系分散劑之具體例，以商品名可列舉：Ajisper(Ajinomoto Fine-Techno公司製造)、EFKA(Ciba公司製造)、Disperbik(BYK-Chemie公司製造)、Disparlon(楠本化成公司製造)、SOLSPERSE(Lubrizol公司製造)、KP(信越化學工業公司製造)、Polyflow(共榮社化學公司製造)等。該等分散劑可使用1種，亦可以任意組合及比率併用2種以上。

樹脂系分散劑相對於各色有機顏料之合計之質量換算100份，通常為30~60份，較佳為38~50份。

製備著色組成物時可使用有機溶劑。

作為此處使用之有機溶劑，例如可列舉：二異丙醚、礦油精、正戊烷、戊醚、辛酸乙酯、正己烷、二乙醚、異戊二烯、乙基異丁基醚、硬脂酸丁酯、正辛烷、Varsol#2、Apco#18溶劑、二異丁烯、乙酸戊酯、乙酸丁酯、Apco稀釋劑、丁醚、二異丁基酮、甲基環己烯、甲基壬基酮、丙醚、十二烷、Socal溶劑No.1及No.2、甲酸戊酯、二己基醚、二異丙基酮、Solvesso#150、乙酸(正/二級/三級)丁酯、己烯、Shell TS28溶劑、丁基氯、乙基戊基酮、苯甲酸乙酯、戊基氯、乙二醇二乙醚、原甲酸乙酯、甲氧基甲基戊酮、甲基丁基酮、甲基己基酮、異丁酸甲酯、苯甲腈、丙酸乙酯、乙酸甲基溶纖素、甲基異戊基酮、正戊基甲基酮(2-庚酮)、甲基異丁基酮、乙酸丙酯、乙酸戊酯、甲酸戊酯、聯環己烷、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二戊烯、甲氧基甲基戊醇、甲基戊基酮、甲基異丙基酮、丙酸丙酯、丙二醇三級丁醚、甲基乙基酮、甲基溶纖素、乙基溶纖素、乙酸乙基溶纖素、卡必醇、環己酮、乙酸乙酯、丙二醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸、3-乙氧基丙酸、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二甘二甲醚、乙二醇乙酸酯、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙二醇單丁醚、丙二醇三級丁醚、3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、三丙二醇甲醚等。

於使用著色組成物製備用於以光微影方式形成黑矩陣之感光性組成物時，為了以低黏度製成塗敷性、作業性、噴出性優異者，較佳為至少著色組成物中所含之有機溶劑使用正戊基甲基酮(2-庚酮)。

為了製備著色組成物，有機溶劑可單獨使用1種，亦可以任意之組合及比率併用2種以上。然而，於本發明之著色組成物中，有機溶劑相對於各色有機顏料之合計之質量換算100份，通常使用300~800份，較佳為使用400~600份。

於製備著色組成物時，例如可視需要併用各種顏料衍生物等。作為顏料衍生物之取代基，例如可列舉將磺酸基、磺醯胺基及其四級鹽、鄰苯二甲醯亞胺甲基、二烷基胺基烷基、羥基、羧基、醯胺基等直接或經由烷基、芳基、雜環基等鍵結於顏料骨架上而成者。

著色組成物可藉由將上述各色有機顏料組成物、樹脂系分散劑及有機溶劑攪拌混合而製備。亦可視需要藉由如下方式而製備：於珠粒或棒等各種粉碎介質之存在下，經過必要時間進行振盪，藉由過濾等使該介質分散。

著色組成物可藉由先前公知之方法而用於形成黑矩陣部。

彩色濾光片之代表性製造方法為光微影法，即如下方法：將由本發明之著色組成物製備之下述感光性組成物塗佈於彩色濾光片用透明基板上，進行加熱乾燥(預烤)後，經由光罩照射紫外線，藉此對黑矩陣進行圖案曝光，使與黑矩陣部對應之部位之光硬化性化合物硬化後，以顯影液使未曝光部分顯影，去除非像素部而使像素部固著於透明基板上。藉由該方法使由感光性組成物之硬化著色皮膜構成之黑矩陣部形成於透明基板上。RGB之各像素部亦可利用由比表面積更大之各色有機顏料製備之感光性組成物以與上述相同之方式進行製備。

作為將下述感光性組成物塗佈於玻璃等透明基板上之方法，例如可列舉：旋轉塗佈法、輥式塗佈法、狹縫式塗佈法、噴墨法等。

塗佈於透明基板上之感光性組成物之塗膜之乾燥條件根據各成分之種類、調配比率等而異，通常為於50~150℃乾燥1~15分鐘左右。該加熱處理通常稱為「預烤」。又，作為感光性組成物之光硬化所使用之光，較佳為使用200~500nm之波長範圍之紫外線或可見光。可使用發出該波長範圍之光之各種光源。

作為顯影方法，例如可列舉：溢液法、浸漬法、噴霧法等。於感光性組成物之曝光、顯影之後，形成有黑矩陣或所需顏色之像素部之透明基板係進行水洗並乾燥。如此獲得之彩色濾光片係藉由利用加熱板、烘箱等加熱裝置於100~280℃進行特定時間加熱處理(後烘烤)，而去除著色塗膜中之揮發性成分，同時使感光性組成物之硬化著色皮膜中所殘存之未反應之光硬化性化合物熱硬化，從而完成彩色濾光片。

用以形成彩色濾光片之黑矩陣部之感光性組成物可藉由以本發明之著色組成物、鹼可溶性樹脂、光聚合性單體、及光聚合起始劑為必須成分，並將該等混合而製備。

於對形成黑矩陣部之著色樹脂皮膜要求具有能夠耐受彩色濾光片之實際生產所進行之烘乾等的強韌性等之情形時，於製備上述感光性組成物時，不僅光聚合性單體，併用該鹼可溶性樹脂亦不可缺少。於併用鹼可溶性樹脂之情形時，作為有機溶劑，較佳為使用使其溶解者。

作為上述感光性組成物之製造方法，通常採用預先製備本發明之著色組成物之後，向其中添加鹼可溶性樹脂、光聚合性單體、及光聚合起始劑而製成上述感光性組成物的方法。

作為感光性組成物之製備所使用之鹼可溶性樹脂，可列舉：含有羧基或呈酸性之羥基之樹脂、例如酚醛清漆型酚系樹脂、(甲基)丙烯酸烷基酯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物等。再者，於本發明中，(甲基)丙烯酸之表述係丙烯酸及甲基丙烯酸之總稱。

其中，為了進一步提高硬化皮膜之耐熱性，較佳為使用含有醯亞胺結構、苯乙烯及(甲基)丙烯酸之各聚合單元的鹼可溶性樹脂。

該鹼可溶性樹脂不具有上述之將有機顏料與增黏部位結合而使相溶性部分於分散介質中伸長從而構成分散體之功能，另一方面，運用藉由與鹼接觸而溶解之特徵，為了去除感光性組成物之未曝光部分而專門使用。

作為光聚合性單體，例如可列舉：1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙[(甲基)丙烯醯氧基乙氧基]雙酚A、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等之類的2官能單體，三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸三(2-羥基乙基)酯之三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯等分子量相對較小之多官能單體，丙烯酸聚酯、丙烯酸聚胺酯、聚醚丙烯酸酯等之類的分子量相對較大之多官能單體。與上述同樣地，(甲基)丙烯酸酯之表述係丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之總稱。

其中，為了進一步提高硬化皮膜之耐熱性，較佳為使用四官能~六官能之(甲基)丙烯酸酯。

作為光聚合起始劑，例如可列舉：苯乙酮、二苯甲酮、苯偶醯二甲基縮酮、過氧化苯甲醯、2-氯-9-氧硫、1,3-雙(4'-疊氮苯亞甲基)-2-丙烷、1,3-雙(4-疊氮苯亞甲基)-2-丙烷-2'-磺酸、4,4'-二疊氮茋-2,2'-二磺酸、乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基)甲氧基苯甲醯基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等。

然而，本發明之感光性組成物為黑色，因此較佳為使用硬化性優異之光聚合起始劑。

選擇不會對透光率產生影響之鹼可溶性樹脂、及光聚合性單體，藉此感光性組成物之硬化皮膜中，適於黑矩陣之波長400~800nm之範圍內之最高透光率為1%以下，可設為波長800~1100nm之近紅外線區域內之透光率80%。

所謂黑矩陣之透光率，係指針對形成於玻璃基板等透明基板上之膜厚3μm之黑矩陣(硬化膜)以未形成樹脂黑矩陣之該基板為對照，藉由分光光度計進行測定而獲得之透光率。

所謂最高透光率，係表示特定波長區域(範圍)內之透光率中最大之值。更詳細而言，係特定波長區域內之透光率曲線之最大值。例如，所謂「波長400nm~800nm之範圍內之最高透光率為1%以下」，係表示波長400nm~800nm之範圍內之透光率曲線之最大值為1%以下，且於該範圍內無透光率超過1%之區域。

另一方面，「波長800nm~1100nm」係表示所謂近紅外線區域。所謂「波長800nm~1100nm之近紅外線區域內之透光率為80%以上」之黑矩陣，即於近紅外線長區域內光之吸收小、透光率高之黑矩陣。

近紅外線區域內之透光率越大，黑矩陣越容易使作為發熱源之TFT元件發出之熱量發散。因此，於TFT元件中，接通電流或斷開電流之增加亦減少，變得不易引起熱失控。

又，若體積電阻率為1×10¹³Ω．cm以上且介電常數為5以下，則可緩解由洩漏電流引起之TFT元件(由薄膜電晶體構成之開關元件)之短路，可正確地傳達TFT元件之開關，亦可減少液晶驅動之紊亂。

所謂體積電阻率，係物質之絕緣性之尺度，係每單位體積之電阻。體積電阻率可藉由例如社團法人電氣學會「電氣學會大學講座電氣電子材料-基礎至試驗法-」(OHM社股份有限公司，2006年，第223頁~第230頁)等中所記載之方法進行測定。

介電常數係表示所謂相對介電常數，係物質之介電常數與真空之介電常數之比。介電常數可藉由例如社團法人電氣學會「電氣學會大學講座電氣電子材料-基礎至試驗法-」(OHM社股份有限公司，2006年，第233頁~第243頁)等中所記載之方法進行測定。

關於此種特性之本發明之感光性組成物，添加相對於本發明之著色組成物100份合計為3~20份的鹼可溶性樹脂與光聚合性單體、及相對於光聚合性單體1份為0.05~3份之光聚合起始劑，視需要進而添加用於製備上述著色組成物之有機溶劑，進行攪拌分散以使其等變得均勻，而可獲得用以形成黑矩陣部之感光性組成物。

為了以光微影方式形成黑矩陣，而使本發明之感光性組成物成為低黏度且塗敷性、作業性優異者，因此較佳為以至少以質量換算計非揮發分成為5~20%之方式進行製備。

作為顯影液，可使用公知慣用之鹼水溶液。尤其是上述感光性組成物包含鹼可溶性樹脂，因此鹼水溶液之洗淨對黑矩陣部之形成較為有效。本發明之感光性組成物優異之耐熱性於此種鹼洗淨後進行焙燒之彩色濾光片之製造方法中得以發揮。

於顏料分散法中，詳細地說明了利用光微影法之黑矩陣部之製造方法，但使用本發明之感光性組成物製備而成之黑矩陣部亦可藉由其他之電鍍法、轉印法、膠束電解法、PVED(Photovoltaic Electrodeposition)法等方法而形成，從而製造彩色濾光片。

彩色濾光片可藉由如下方式獲得：使用紅色有機顏料、綠色有機顏料、藍色有機顏料以及使用本發明之著色組成物獲得之各色感光性組成物，於平行之一對透明電極間封入液晶材料，將透明電極分割成不連續之微細區間，並且於藉由該透明電極上之黑矩陣劃分成格子狀之微細區間之各部位，將選自紅(R)、綠(G)及藍(B)中之任一種顏色之彩色濾光片著色像素部交替地設置為圖案狀的方法；或者於基板上形成彩色濾光片著色像素部後設置透明電極。

由本發明之感光性組成物獲得之黑矩陣部係以上述之藍色、黃色、紅色之各有機顏料成為黑色之方式而包含者，初見下會認為獲得與將各色感光性組成物混合而製備黑色感光性組成物之情形相同之黑矩陣，但於本發明中，於製成感光性組成物前之階段即製備著色組成物時，預先將各色有機顏料混合，結果可達成更均勻之混合，獲得更優異之特性之黑矩陣。

以下，使用實施例及比較例更詳細地說明本發明。於以下之實施例及比較例中，「份」及「%」均為質量基準。

[實施例]

[實施例1]

<顏料之鹽研磨步驟>

將Irgazin Violet 129(Ciba Speciality公司製造之C.I.顏料紫29)100份、氯化鈉1000份、及二乙二醇200份添加至不鏽鋼製1L捏合機(井上製作所公司製造)中，於90℃混練7小時。其次，將該混合物投入至2升溫水中，攪拌30分鐘而製成漿料狀，交替進行過濾、水洗直至比導電率成為150μS/cm以下，去除氯化鈉及溶劑，而獲得濕濾餅(W-1)。

<對顏料之磺酸有機色素衍生物處理步驟>

將濕濾餅(W-1)(固形物成分30%)以顏料分成為100份之方式置於燒杯中，添加水3500份，充分地進行漿料化。繼而，將含有5份銅酞青磺酸衍生物之氫氧化鈉水溶液添加至上述顏料漿料中，攪拌1小時後，添加鹽酸，將漿料之pH值恢復至7，而使磺酸有機色素衍生物析出至顏料之表面。於該狀態下保持1小時後，進行過濾、溫水洗淨、乾燥、粉碎，而獲得顏料組成物(P-1)。

<著色組成物之製作步驟>

於顏料組成物(P-1)5.1份、FASTOGEN BLUE EP-CF(DIC股份有限公司製造之C.I.顏料藍15：6)5.59份、Symuler Fast Yellow 4119(DIC股份有限公司製造之C.I.顏料黃139)4.31份、作為樹脂系分散劑之PB-821(Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製造，聚酯樹脂系分散劑)4.5份、及丙二醇單甲醚乙酸酯73.75g之混合物中添加0.2~0.3mm φ之氧化鋯珠粒，利用塗料調節器分散2小時，而獲得著色組成物(A-1)。

<感光性樹脂組成物之製作步驟>

將著色組成物(A-1)100份、作為鹼可溶性樹脂(B)之甲基丙烯酸/琥珀酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯/N-苯基順丁烯二醯亞胺/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚合質量比=25/10/30/20/15、Mw=12,000、Mn=6,500)5份、作為光聚合性單體(C)之二新戊四醇六丙烯酸酯10份、作為光聚合起始劑(D)之乙酮,1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基)甲氧基苯甲醯基]-9.H.-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)1份、及作為有機溶劑(E)之二丙二醇二甲醚25重量份、丙二醇單甲醚乙酸酯25重量份、乙酸3-甲氧基丁酯75重量份、環己酮50重量份混合，而製備感光性樹脂組成物(X-1)。

<黑矩陣之製作步驟>

將10cm見方之玻璃基板(日本電氣硝子製造之彩色濾光片用玻璃板「OA-10」)於信越化學製造之矽烷偶合劑「KBM-603」之1%稀釋液中浸漬3分鐘，水洗10秒，利用空氣搶去除水後，利用110℃之烘箱乾燥5分鐘。於該玻璃基板上，使用旋轉塗佈機塗佈上述所製備之感光性樹脂組成物(X-1)。於真空乾燥1分鐘後，於加熱板上於90℃加熱乾燥90秒，而獲得乾燥膜厚約3.5μm之塗佈膜。其後，自塗佈膜側，進行經由15μm寬之細線圖案光罩實施圖像曝光(圖案1)、與不經由光罩而全面實施曝光(圖案2)之2種曝光。曝光條件係分別使用3kW高壓水銀燈而設為50mJ/cm²(i線基準)。繼而，使用由含有0.05%之氫氧化鉀及0.08%之非離子性界面活性劑(花王製造之「A-60」)之水溶液構成之顯影液，於23℃實施水壓0.15MPa之噴淋顯影後，利用純水停止顯影，利用水洗噴霧進行洗淨而獲得黑矩陣(B-1)。再者，噴淋顯影時間係於10~120秒之間進行調整，設為未曝光之塗佈膜被溶解去除之時間之1.5倍。

[實施例2]

於實施例1之磺酸衍生物處理步驟中將銅酞青磺酸衍生物5份變更為12份，除此以外，以與實施例1相同之條件製作著色組成物(A-2)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-2)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-2)。

[實施例3]

於實施例1之鹽研磨步驟中將Irgazin Violet 129變更為Indo Fast Briliant Scarlet R-6335(DIC股份有限公司製造之C.I.顏料紅123)，除此以外，以與實施例1相同之條件製作著色組成物(A-3)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-3)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-3)。

[實施例4]

於實施例1之鹽研磨步驟中將Irgazin Violet 129變更為Irgazin Red 179(Ciba Speciality公司製造之C.I.顏料紅179)，除此以外，以與實施例1相同之條件製作著色組成物(A-4)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-4)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-4)。

[實施例5]

於實施例1之鹽研磨步驟中將Irgazin Violet 129變更為Indo Fast Briliant Scarlet R-6500(DIC股份有限公司製造C.I.顏料紅190)，除此以外，以與實施例1相同之條件獲得著色組成物(A-5)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-5)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-5)。

[實施例6]

於實施例1之鹽研磨步驟中將Irgazin Violet 129變更為Irgazin Red BPT(Ciba Speciality公司製造之C.I.顏料紅224)，除此以外，以與實施例1相同之條件獲得著色組成物(A-6)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-6)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-6)。

(比較例1)

不進行實施例1之顏料之鹽研磨步驟及對顏料之磺酸有機色素衍生物處理，於著色組成物之製作步驟中使顏料組成物(P-1)直接使用Irgazin Violet 129，除此以外，以與實施例1相同之條件獲得著色組成物(A-7)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-7)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-7)。

(比較例2)

於實施例1之磺酸衍生物處理步驟中將銅酞青磺酸衍生物5份變更為0份，除此以外，以與實施例1相同之條件獲得著色組成物(A-8)。將著色組成物(A-1)換為著色組成物(A-8)，除此以外，進行與上述實施例1相同之操作，而製備黑矩陣(B-8)。

以實施例1之OD值為100而換算實施例、比較例中製作之黑矩陣之OD值，並記載於表1中。又，亦一併記載所獲得之橙色顏料組成物之一次粒徑。

由以上可明確，本發明之顏料組成物之一次粒徑小，含有該顏料組成物之黑矩陣與先前相比，OD值提高。

Claims

一種彩色濾光片用有機顏料組成物，其中，相對於苝系有機顏料100份，含有具有磺酸基之有機色素衍生物1~15份，並且顏料之一次粒徑為20nm~100nm。
如申請專利範圍第1項之彩色濾光片用有機顏料組成物，其中，上述苝系有機顏料係選自C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅189、C.I.顏料紅190、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅228、C.I.顏料紫29、C.I.顏料黑31、C.I.顏料黑32中至少一種。
如申請專利範圍第1項之彩色濾光片用有機顏料組成物，其中，上述有機色素衍生物為銅酞青磺酸或其鹽。
一種彩色濾光片，其含有申請專利範圍第1至3項中任一項之彩色濾光片用有機顏料組成物。