TW201516100A - 彩色濾光片用色材分散液、色材、彩色濾光片、液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種耐熱性優異、可形成高輝度塗膜的彩色濾光片用色材分散液。 本發明的彩色濾光片用色材分散液,係含有:(A)色材、(B)分散劑、及(C)溶劑;上述(A)色材,係含有:下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。 □(一般式(I)中的各符號係如說明書中所記載。)

Description

彩色濾光片用色材分散液、色材、彩色濾光片、液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置
本發明係關於彩色濾光片用色材分散液、色材、彩色濾光片、液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。
顯示器等所代表的薄型影像顯示裝置,所謂平面顯示器,具有深度方向薄於映像管型顯示器且不佔地方的特徵,已被大量上市。其市場價格係隨生產技術的進化而逐年價格實惠化,更進一步擴大需求,生產量亦正逐年增加。特別係彩色液晶電視機幾乎已到達TV的主流。又,最近諸如利用自發光而具高視認性有機EL顯示器的有機發光顯示裝置,亦是備受矚目的新一代影像顯示裝置。在該等影像顯示裝置的性能上,強烈期待對比或色彩重現性能獲更進一步提升的高畫質化、或消耗功率的降低。
該等液晶顯示裝置或有機發光顯示裝置,係可使用彩色濾光片。例如彩色液晶顯示器的情況,係將背光源當作光源,並利用電氣式驅動液晶而控制光量,再藉由該光通過彩色濾光片而進行色彩表現。因 此,就液晶電視機的色彩表現而言,彩色濾光片係不可或缺,且在影響顯示器性能上發揮很大的功用。又,有機發光顯示裝置,係當使用彩色濾光片於白色發光的有機發光元件時,便會與液晶顯示裝置同樣地形成彩色影像。
近年的傾向,係渴求影像顯示裝置的省功率化,為提升背光源的利用效率,便特別要求彩色濾光片的高輝度化。特別係對行動顯示器(行動電話、智慧手機、平板電腦)而言屬於較大的課題。
隨技術進化,可謂電池容量變大,且行動蓄電量係有限之事仍不變,另一方面隨畫面尺寸的擴大,消耗功率有增加的傾向。由於直接關聯於行動終端的可使用時間或充電頻度,因而含有彩色濾光片的影像顯示裝置會影響行動終端的設計或性能。
此處,彩色濾光片一般係具備有透明基板、著色層及遮光部。該著色層係形成於透明基板上,且由紅、綠、藍三原色的著色圖案構成。該遮光部係依將各著色圖案予以區分的方式,形成於透明基板上。
此種著色層的形成方法,係廣泛採取使用耐熱性或耐光性優異之顏料作為色材的顏料分散法。但是,使用顏料的彩色濾光片,目前頗難達成更高輝度化的要求。
為達成高輝度化之一手段,有就使用染料的彩色濾光片用著色樹脂組成物進行檢討。染料相較於顏料之下,一般雖可製造穿透率高、且高輝度的彩色濾光片,但耐熱性或耐光性差,在彩色濾光片製造步驟的高溫加熱時等,會有容易發生色度變化的問題。又,使用染料的 著色樹脂組成物會有在乾燥步驟中容易析出異物的問題。若在塗膜上析出異物,則對比會明顯惡化,而較難使用作為著色層。
提升染料之各種耐性的手法,已知有將染料進行成鹽的手法。專利文獻1所揭示的耐熱性、耐光性、色特性及透明性優異的著色感光性組成物,係含有染上色澱顏料的著色感光性組成物,而作為該染上色澱顏料可列舉被賦予顏色索引號碼的公知顏料。
然而,使用專利文獻1所記載之著色感光性組成物的著色層,耐熱性或耐光性尚嫌不足。
專利文獻2中,作為著色力大、耐光性優異的顏料,揭示有酸性染料的鋁色澱顏料之結晶。
再者,專利文獻3中,作為就高明度、與可廣範圍色彩重現區域的彩色濾光片用藍色著色組成物,揭示有含有:由銅酞菁藍顏料與二苯并哌喃系染料的金屬色澱顏料所構成之著色劑的彩色濾光片用藍色著色組成物。
本發明者等,在專利文獻4中,揭示有使用含有:由複數染料骨架利用交聯基進行交聯的2價以上陽離子、與2價以上陰離子的特定色材之彩色濾光片等。揭示有上述色材係藉由含有2價以上陽離子與2價以上陰離子而形成分子聚結體,耐熱性優異,使用該色材的彩色濾光片係高對比、且耐溶劑性及電氣可靠性均優異。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-81348號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-152223號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-26334號公報
[專利文獻4]國際公開第2012/144521號公報
本發明者等,就耐熱性優異、且可期待高輝度化的觀點,而對使用專利文獻4所記載之色材進行檢討。然而,為能調整為所需的色調,必須與其他色材組合使用。
當其他色材係使用習知所採用的二系顏料、或酞菁系顏料時,由於該顏料的穿透率低,因而會有輝度降低的問題。另一方面,當使用染料時,會有耐熱性或耐光性惡化,結果導致輝度降低的問題。
本發明者等發現,當使用專利文獻2所揭示之酸性染料的鋁色澱顏料時,如後述比較例所示,會有輝度或耐熱性降低的情況。
再者,本發明者等發現,當使用專利文獻3所揭示之C.I.顏料紅81等二苯并哌喃系鹼性染料的色澱顏料時,如後述比較例所示,在彩色濾光片製造時的高溫加熱步驟中,該色澱顏料較容易昇華。若從彩色濾光片的著色層中有顏料昇華,不僅該著色層的色調會變化,亦會有附著於其他著色層等而使其他著色層的色調亦出現變化、輝度降低,或造成加熱裝置內污染的問題。
本發明係有鑑於上述實情而完成,其目的在於提供:耐熱性優異、可形成高輝度塗膜的彩色濾光片用色材分散液;即便高溫加熱時仍可抑制昇華、耐熱性優異的色材;高輝度的彩色濾光片;具有該彩色濾光片的液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置。
本發明的彩色濾光片用色材分散液,係含有:(A)色材、(B)分散劑、及(C)溶劑;上述(A)色材,係含有:下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。
(一般式(I)中,A係表示與N直接鍵結的碳原子並未具有π鍵的a價有機基,而該有機基係表示至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有O、S、N。Bc-係表示c價的聚合酸陰離子。Ri~Rv係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的烷基、或亦可具有取代基的芳基;亦可由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成環結構。Ar1係表示亦可具有取代基的2價芳香族基。複數Ri~Rv及Ar1係分別可為相同亦可為不同。
a及c係表示2以上的整數,b及d係表示1以上的整數。e係0或1,當e為0時鍵結不存在。複數e係可為相同亦可為不同。)
本發明的彩色濾光片用色材分散液中,就色材分散性或塗膜耐熱性優異、抑制色材昇華的觀點,上述色材(A-2)較佳係玫瑰紅系酸性染料的鋁色澱色材。
本發明的彩色濾光片用色材分散液中,就耐熱性及耐光性優異的觀點,上述色材(A-1)中的聚合酸陰離子較佳係至少含有鎢,且鉬與鎢的莫耳比係0:100~15:85。
本發明的色材,係玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,而色澱化劑係下述一般式(II)所示之聚氯化鋁:[化2]一般式(II):Aln(OH)mCl(3n-m)
(一般式(II)中,n係2~20的整數,m係(n/2)~(3n-1)的整數。)
本發明的色材,就色材分散性或塗膜耐熱性優異、及抑制色材昇華的觀點,較佳係玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,而色澱化劑係下述一般式(II')所示之聚氯化鋁:[化3]一般式(II'):Aln(OH)mCl(3n-m)
(一般式(II')中,n係2~10的整數,m係2n~(3n-1)的整數。)
本發明的彩色濾光片,其特徵係至少具備有:透明基板、以及在該透明基板上設置的著色層;而該著色層之至少1者係含有下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。
(一般式(I)中,A係表示與N直接鍵結的碳原子並未具有π鍵的a價有機基,而該有機基係表示至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有O、S、N。Bc-係表示c價的聚合酸陰離子。Ri~Rv係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的烷基、或亦可具有取代基的芳基;亦可由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成環結構。Ar1係表示亦可具有取代基的2價芳香族基。複數Ri~Rv及Ar1係分別可為相同亦可為不同。
a及c係表示2以上的整數,b及d係表示1以上的整數。e係0或1,當e為0時鍵結不存在。複數e係可為相同亦可為不同。)
本發明,係提供一種液晶顯示裝置,其特徵係具備有:上述本發 明的彩色濾光片、反基板、以及在上述彩色濾光片與上述反基板之間所形成的液晶層。
再者,本發明,係提供一種有機發光顯示裝置,其特徵係具備有:上述本發明的彩色濾光片、及有機發光體。
根據本發明,可提供:耐熱性優異、可形成高輝度塗膜的彩色濾光片用色材分散液;即便高溫加熱時仍可抑制昇華、耐熱性優異的色材;高輝度的彩色濾光片;具有該彩色濾光片的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‧‧‧反基板
30‧‧‧液晶層
40‧‧‧液晶顯示裝置
50‧‧‧有機保護層
60‧‧‧無機氧化膜
71‧‧‧透明陽極
72‧‧‧電洞注入層
73‧‧‧電洞輸送層
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
圖1係表示本發明之彩色濾光片之一例的示意剖視圖。
圖2係表示本發明之液晶顯示裝置之一例的示意剖視圖。
圖3係表示本發明之有機發光顯示裝置之一例的示意剖視圖。
以下,針對本發明的色材分散液、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依序進行說明。
另外,本發明的光,係涵蓋可見及非可見區域波長的電磁波、甚至放射線;放射線係涵蓋例如微波、電子束。具體而言,可謂係波長5μm以下的電磁波及電子束。
本發明中所謂(甲基)丙烯基,係分別表示丙烯基或甲基丙烯基;所謂(甲基)丙烯酸酯,係分別表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
再者,本發明中所謂有機基,係指具有1個以上碳原子的基。
1.彩色濾光片用色材分散液
本發明的彩色濾光片用色材分散液,其特徵在於含有:(A)色材、(B)分散劑、及(C)溶劑,上述(A)色材,係含有下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。
(一般式(I)中,A係表示與N直接鍵結的碳原子並未具有π鍵的a價有機基,而該有機基係至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有O、S、N。Bc-係表示c價的聚合酸陰離子。Ri~Rv係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的烷基、或亦可具有取代基的芳基;亦可由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成環結構。Ar1係表示亦可具有取代基的2價芳香族基。複數Ri~Rv及Ar1係分別可為相同亦可為不同。
a及c係表示2以上的整數,b及d係表示1以上的整數。e係0或1,當e為0時鍵結不存在。複數e係可為相同亦可為不同。)
本發明的彩色濾光片用色材分散液,係藉由將上述特定色材(A-1)與色材(A-2)組合使用作為(A)色材,且使該(A)色材在(C)溶劑中分散,便可一邊調整為所需色調,一邊成為耐熱性優異、可形成高輝度塗膜的色材分散液。
藉由上述特定組合而發揮如上述效果的作用雖尚未明確,但可推定如下。
色材(A-1)係具有一般式(I)所示之結構,由2價以上陽離子、與2價以上聚合酸陰離子形成鹽的色材。一般式(I)的陽離子係具有複數發色部位,由於該發色部位具有與鹼性染料同樣的基本骨架,因而與習知染料同樣均屬穿透率優異,另一方面,分子量大於習知鹼性染料且耐熱性亦較優異。本發明者等,在上述專利文獻4中揭示有:藉由一般式(I)所示之色材係組合2價以上陽離子、與2價以上陰離子,而形成分子聚結體,便能更加提升耐熱性。
另一方面,本發明者等發現,當使用二苯并哌喃系染料於彩色濾光片的著色層時,即便該二苯并哌喃系染料有被色澱化的情況,在彩色濾光片製造時的高溫加熱步驟中,仍會昇華。本發明者等根據該發現進行深入鑽研,結果發現在二苯并哌喃系染料中,雖螢光系染料或玫瑰紅系鹼性染料的金屬色澱色材較容易昇華,但當使用玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材時,便不易昇華。
玫瑰紅系酸性染料,係6-胺基二苯并哌喃-3-亞胺的衍生物,具有分子中之至少2個氫原子係被具有磺基或羧基等酸性基及其鹽中之至少1種的取代基所取代之結構,呈陰離子性的染料。
此種玫瑰紅系酸性染料,係由呈陽離子性的亞胺、與呈陰離子性的酸性基,形成分子內鹽(甜菜)結構,因而被推定為安定化、且耐熱性優異者。又,玫瑰紅系酸性染料,係除在1分子內具有上述分子內鹽結構之外,尚具有呈陰離子性的酸性基,因而將該玫瑰紅系酸性染料與金屬陽離子施行色澱化,在溶劑內作為微粒子而分散時,玫瑰紅系色素的分子內與分子間雙方會產生強電氣相互作用以及酸鹼相互作用,被推定為耐熱性優異、且可抑制昇華者。
再者,玫瑰紅系酸性染料係取代基為具有胺基的骨架,一般式(I)所示之色材的發色部位,即取代基係與具有胺基的三芳基甲烷骨架或二苯并哌喃骨架相類似的骨架,因而分光特性亦是與上述一般式(I)所示之色材同樣地400~450nm波長的穿透率高。因此,藉由組合使用玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱顏料、與上述色材(A-1),亦具有能在不致損及上述色材(A-1)之高穿透率的情況下,容易達成彩色濾光片之高輝度化的優點。
由以上得知,藉由組合使用色材(A-1)與色材(A-2),便可一邊調整為所需色調,一邊獲得耐熱性優異、可形成高輝度塗膜的色材分散液。
本發明的彩色濾光片用色材分散液,係至少含有(A)色材、(B)分散劑、及(C)溶劑,在不致損及本發明效果之範圍內,亦可更進一步含有其他成分。以下,針對本發明彩色濾光片用色材分散液的各成分依序進行說明。
(A)色材
本發明的色材分散液所使用之(A)色材,係至少含有下述一般式(I) 所示之色材(A-1)、以及玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。
(一般式(I)中的各符號係如上述。)
<色材(A-1)>
上述一般式(I)中,A係表示與N(氮原子)直接鍵結的碳原子未具有π鍵的a價有機基,該有機基係至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有O(氧原子)、S(硫原子)、N(氮原子)。由於與N直接鍵結的碳原子未具有π鍵,因而陽離子性發色部位所具有的色調或穿透率等色特性,不會受連接基A或其他發色部位的影響,可保持與單體同樣的顏色。
A中至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基,係在與N直接鍵結的末端碳原子未具有π鍵之前提下,可為直鏈、分支或環狀之任一者,除末端以外的碳原子亦可具有不飽和鍵,亦可具有取代基,且碳鏈中亦可含有O、S、N。例如亦可含有羰基、羧基、氧羰基、醯胺基等,且氫原子亦可更進一步被鹵原子等所取代。
再者,A中上述具有脂肪族烴基的芳香族基,係可列舉至少與N直接鍵結的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,亦可具有取代基,亦可為含有O、S、N的雜環。
其中,就骨架堅牢性的觀點,A較佳係含有環狀的脂肪族烴基或芳香族基。
作為環狀的脂肪族烴基,就骨架堅牢性的觀點,其中,較佳係具橋脂環式烴基。所謂具橋脂環式烴基,係指脂肪族環內具有橋接結構,且具有多環結構的多環狀脂肪族烴基,可列舉例如:降烷、雙環[2,2,2]辛烷、金剛烷等。具橋脂環式烴基之中,較佳係降烷。又,作為芳香族基,係可列舉例如含有苯環、萘環的基,其中,較佳係含有苯環的基。
就原料取得容易度的觀點,A較佳係2價。例如,當A為2價的有機基時,便可列舉:碳數1~20之直鏈、分支、或環狀的伸烷基、或若基等經取代2個碳數1~20之伸烷基的芳香族基等。
Ri~Rv中的烷基,並無特別的限定。可列舉例如碳數1~20之直鏈或分支狀烷基等,其中,較佳係碳數1~8之直鏈或分支烷基,就製造及原料供給的容易度觀點,更佳係碳數1~5之直鏈或分支烷基。其中,Ri~Rv的烷基特佳係乙基或甲基。作為亦可具有烷基的取代基,並無特別的限定,可列舉例如芳基、鹵原子、羥基等,作為已被取代的烷基,係可列舉苄基等。
Ri~Rv中的芳基,並無特別的限定。可列舉例如苯基、萘基等。作為亦可具有芳基的取代基,係可列舉例如:烷基、鹵原子等。
所謂由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成環結構,係指Rii與Riii、Riv與Rv經由氮原子形成環結構。環結構並無特別的限定,可列舉例如吡咯啶環、哌啶環、啉環等。
其中,就化學安定性的觀點,Ri~Rv較佳係各自獨立的氫原子、碳數1~5之烷基、苯基、或由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成吡咯啶環、哌啶環、啉環。
Ri~Rv係可分別獨立形成上述結構,其中,就色純度的觀點,較佳係Ri為氫原子,就製造及原料供給容易度的觀點,更佳係Rii~Rv全部為相同。
Ar1中的2價芳香族基並無特別的限定。芳香族基係除由碳環構成的芳香族烴基之外,尚可為雜環基。芳香族烴基中的芳香族烴係除苯環之外,尚可列舉:萘環、四氫化萘環、茚環、茀環、蒽環、菲環等縮合多環芳香族烴;聯苯、聯三苯、二苯甲烷、三苯甲烷、茋等鏈狀多環式烴。該鏈狀多環式烴中,亦可為諸如二苯基醚等在鏈狀骨架中具有O、S、N。另一方面,雜環基中的雜環係可列舉:呋喃、噻吩、吡咯、唑、噻唑、咪唑、吡唑等五元雜環;吡喃、哌喃酮、吡啶、哌喃酮、嗒、嘧啶、吡等六元雜環;苯并呋喃、噻茚(thionaphthene)、吲哚、咔唑、香豆素、苯并哌喃酮、喹啉、異喹啉、吖啶、酞、喹唑啉、喹啉等縮合多環式雜環。該等芳香族基亦可具有取代基。
芳香族基亦可具有的取代基係可列舉:碳數1~5之烷基、鹵原子 等。
Ar1較佳係碳數6~20之芳香族基、更佳係由碳數10~14之縮合多環式碳環構成的芳香族基。其中,就結構單純且原料廉價的觀點,更佳係伸苯基或伸萘基。
1分子內的複數Ri~Rv及Ar1,係可為相同亦可為不同。當複數Ri~Rv及Ar1分別係相同的情況,由於發色部位呈相同發色,因而可重現與發色部位個體同樣的顏色,就色純度的觀點而言較佳。另一方面,當Ri~Rv及Ar1中之至少1者係不同取代基的情況,可重現由複數種單體混合的顏色,可調整為所需的顏色。
色材(A-1)的陰離子(Bc-)係2價以上的聚合酸陰離子。聚合酸陰離子,係可為同素聚合酸(isopoly acid)離子(MmOn)d-、亦可為異性聚合酸離子(XlMmOn)d-。上述離子式中,M係表示多原子(polyatom)、X係表示雜原子、m係表示多原子的組成比、n係表示氧原子的組成比。多原子M,係可列舉例如:Mo、W、V、Ti、Nb等。又,雜原子X,係可列舉例如:Si、P、As、S、Fe、Co等。又,亦可其中一部分含有Na+或H+等相對陽離子。
其中,就高輝度且耐熱性或耐光性優異的觀點,較佳係含有鎢(W)及鉬(Mo)中之至少1種的聚合酸陰離子,就耐熱性的觀點,更佳係至少含鎢、且亦可含有鉬的聚合酸陰離子。
含有鎢(W)及鉬(Mo)中之至少1種的聚合酸陰離子,係可列舉例 如:屬於同素聚合酸之鎢酸離子[W10O32]4-、鉬酸離子[Mo6O19]2-;或屬於異性聚合酸之磷鎢酸離子[PW12O40]3-、[P2W18O62]6-、矽鎢酸離子[SiW12O40]4-、磷鉬酸離子[PMo12O40]3-、矽鉬酸離子[SiMo12O40]4-、磷鎢鉬酸離子[PW12-xMoxO40]3-(x係1~11的整數)、[P2W18-yMoyO62]6-(y係1~17的整數)、矽鎢鉬酸離子[SiW12-xMoxO40]4-(x係1~11的整數)等。含有鎢(W)及鉬(Mo)中之至少1種的聚合酸陰離子,就耐熱性的觀點、及原料取得容易度的觀點,在上述之中較佳係異性聚合酸、更佳係含有P(磷)的異性聚合酸。
至少含有鎢(W)的聚合酸陰離子中,鎢與鉬的含有比並無特別的限定,但特別就耐熱性優異的觀點,鎢與鉬的莫耳比較佳係100:0~85:15、更佳係100:0~90:10。
聚合酸陰離子(Bc-),係可單獨使用上述聚合酸陰離子中之1種、或組合2種以上使用,當組合2種以上使用的情況,聚合酸陰離子全體中的鎢與鉬之莫耳比較佳係在上述範圍內。
(其他的離子)
一般式(I)所示之色材(A-1)在不致損及本發明效果的範圍內,亦可更進一步形成含有其他陽離子或陰離子的複鹽。此種陽離子的具體例,係除其他的鹼性染料之外,尚可列舉含有可與胺基、吡啶基、咪唑基等陰離子形成鹽之官能基的有機化合物、或鈉離子、鉀離子、鎂離子、鈣離子、銅離子、鐵離子等金屬離子。又,陰離子的具體例,係可列舉:氟化物離子、氯化物離子、溴化物離子等鹵化物離子、或無機酸的陰離子等。上述無機酸的陰離子,係可列舉:磷酸離子、硫 酸離子、鉻酸離子、鎢酸離子(WO4 2-)、鉬酸離子(MoO4 2-)等含氧酸的陰離子等。
<色材(A-2)>
本發明的彩色濾光片用色材分散液,係色材含有玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。
本發明中所謂玫瑰紅系酸性染料,係指6-胺基二苯并哌喃-3-亞胺的衍生物,具有分子中的氫原子至少2個係被具有磺基或羧基等酸性基及其鹽中之至少1種取代基所取代的結構,呈陰離子性的染料。因此,玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2),係藉由玫瑰紅系酸性染料的陰離子、與金屬色澱化劑的陽離子構成色澱色材。
玫瑰紅系酸性染料,係含有呈陽離子性的亞胺部分,且分子全體呈陰離子性,因而具有上述酸性基及其鹽中之至少1種的取代基,通常在1分子中含有2個以上,且具有至少一對的分子內鹽(甜菜結構)。
本發明中,由於此種玫瑰紅系酸性染料係經金屬色澱化後才使用,因而該色澱色材不管在溶劑中或在塗膜中均能依微粒子的狀態分散。該微粒子中的染料係一邊與色澱化劑形成鹽、一邊依分子水準凝聚。本發明中,利用玫瑰紅系酸性染料分子內的甜菜結構,在玫瑰紅系色素的分子內與分子間雙方均會加強電氣相互作用與酸鹼相互作用等,因而判斷該色澱色材的耐熱性獲更加提升,且抑制昇華。
作為玫瑰紅系酸性染料,其中較佳係在二苯并哌喃骨架的9位具有苯基,可適當地使用下述一般式(III)所示之結構: (一般式(III)中,R1、R2、R3及R4係表示各自獨立的氫原子、烷基、芳基、或雜芳基,亦可由R1與R2、R3與R4分別相鍵結形成環結構,亦可由R1與二苯并哌喃環5位的碳原子、R2與二苯并哌喃環7位的碳原子、R3與二苯并哌喃環4位的碳原子、或R4與二苯并哌喃環2位的碳原子分別相鍵結形成環結構。
上述芳基、或雜芳基所具有的氫原子,亦可被酸性基或其鹽、或鹵原子取代。
R5係表示酸性基或其鹽;x係0~5的整數。其中,一般式(III)係具有至少2個酸性基或其鹽,且其中1個形成分子內鹽。)
R1~R4中的烷基,其中,較佳係亦可具有取代基的碳數1~20之直鏈或分支狀烷基、更佳係碳數1~8之直鏈或分支烷基、特佳係碳數1~5之直鏈或分支烷基。作為烷基亦可具有的取代基,並無特別的限定,可列舉例如芳基、鹵原子等,該芳基亦可更進一步具有作為取代基的鹵原子、酸性基或其鹽。
R1~R4中的芳基,其中,較佳係亦可具有碳數6~20之取代基的芳基、更佳係具有苯基、萘基等的基。
再者,R1~R4中的雜芳基,其中,較佳係亦可具有碳數5~20之取 代基的雜芳基,雜原子較佳係含有氮原子、氧原子、硫原子者。
作為芳基或雜芳基亦可具有的取代基,係可列舉例如:碳數1~5之烷基、鹵原子、酸性基或其鹽、羥基、烷氧基、腈基、胺甲醯基、羧酸酯基等。
所謂由R1與R2、R3與R4分別相鍵結形成環結構,係指R1與R2、R3與R4分別經由氮原子形成環結構。環結構並無特別的限定,可列舉例如五~七元環的含氮雜環,具體而言,係可列舉:吡咯啶環、哌啶環、啉環等。
再者,所謂由R1與二苯并哌喃環5位的碳原子、R2與二苯并哌喃環7位的碳原子、R3與二苯并哌喃環4位的碳原子、或R4與二苯并哌喃環2位的碳原子相鍵結形成環結構,係指R1~R4、與二苯并哌喃環既定位的碳原子間之上述組合,分別經由氮原子及二苯并哌喃骨架的其中一部分形成環結構。環結構並無特別的限定,可列舉例如五~七元環的含氮雜環。
酸性基或其鹽的具體例,係可列舉:羧基(-COOH)、羧根基(-COO-)、羧酸鹽基(-COOM,其中M係表示金屬原子。)、磺酸根基(-SO3 -)、磺基(-SO3H)、磺酸鹽基(-SO3M,其中M係表示金屬原子。)等,其中,較佳係具有磺酸根基(-SO3 -)、磺基(-SO3H)、或磺酸鹽基(-SO3M)中之至少1種。另外,金屬原子M,係可列舉鈉原子、鉀原子等。
玫瑰紅系酸性染料的具體例,係可列舉:酸性紅50、酸性紅52、 酸性紅289、酸性紫9、酸性紫30、酸性藍19等。
本發明中,玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,作為色澱化劑可使用含金屬原子者。藉由使用含金屬原子的色澱化劑,便會提高色材的耐熱性。此種色澱化劑,較佳係含有由2價以上金屬陽離子構成的金屬原子之色澱化劑,具體而言,係可列舉:氯化鋇、氯化鈣、碳酸鈣、氯化鋁、硫酸鋁、醋酸鋁、醋酸鉛、硫酸鎂、氯化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯、聚氯化鋁、聚硫酸鋁等,其中,更佳係含有由3價以上金屬陽離子構成的金屬原子的色澱化劑。本發明中,就色澱化色材的合成容易度、或色澱色材的分散性優異的觀點,色澱化劑較佳係含有鋁的色澱化劑。即,本發明所使用的色材,較佳係玫瑰紅系酸性染料的鋁色澱色材。
藉由使用由3價陽離子構成鋁的色澱化劑,相較於含有由2價金屬陽離子構成的金屬原子的色澱化劑之下,推定色澱化劑的凝聚力更強。因此,被色澱化的玫瑰紅系酸性染料對溶劑之溶解度會大幅降低,成為更接近顏料的性質。故,色材的分散性或耐熱性優異,且亦具有色材製造時的色澱化色材回收(濾分)較為容易之優點。
作為含鋁的色澱化劑,其中,從色材耐熱性優異、可抑制昇華的觀點,特佳係下述一般式(II)所示之聚氯化鋁:[化8]一般式(II):Aln(OH)mCl(3n-m)(一般式(II)中,n係2~20的整數,m係(n/2)~(3n-1)的整數。)
即,本發明的色材,係玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,其特徵在於:色澱化劑係上述一般式(II)所示之聚氯化鋁。
一般式(II)所示之聚氯化鋁中,羥基越多,則聚氯化鋁全體的陽離子價數越減少。然而,由於氫氧化鋁的性質增強,因而推測反倒增強色澱化劑的凝聚力。因此,即便聚氯化鋁全體的陽離子價數為1,但仍可使用作為凝聚力強的色澱化劑,推測所獲得之色澱色材亦會因陽離子部的氫氧化鋁彼此間之氫鍵而成為更強的色材。又,聚氯化鋁全體的陽離子價數越小,則與玫瑰紅系酸性染料間的色澱化反應越容易均勻進行,色澱化色材的粒徑分佈均勻、且色材的分散性優異。相反的,若聚氯化鋁全體的陽離子價數過大,則與玫瑰紅系酸性染料間的反應將無法完全進行,結果會有色澱化色材的粒徑分佈不均勻、色材分散性降低的情況。
由上述得知,藉由使用上述一般式(II)所示之聚氯化鋁,便可使色材的耐熱性更優異、更可抑制昇華。
上述一般式(II)所示之聚氯化鋁中,n係表示鋁原子數,為2~20個。藉由將鋁原子為2~20個的較小聚氯化鋁作為色澱化劑,色材(A-2)的分散粒徑便不會變為過大,可使色材(A-2)的分散性呈良好。
本發明中,尤以n為2~10之整數為佳。
再者,上述一般式(II)所示之聚氯化鋁中,m係表示羥基(OH-基)數,為(n/2)~(3n-1)的整數。另外,當n為奇數時,m的下限係在上述 範圍內成為最小整數的((n+1)/2)。
由於聚氯化鋁中的鋁係具有3價的陽離子性,且羥基係具有1價的陰離子性,因而聚氯化鋁全體具有(3n-m)價的陽離子性。
本發明中,就凝聚力強、色材回收容易、或色材分散性優異的觀點,尤以鹼性高者為佳,較佳係m為2n~(3n-1)的整數。
其中,上述一般式(II)所示之聚氯化鋁中,就提升色材分散性、或塗膜對比的觀點,較佳係n為2~10的整數、m為2n~(3n-1)的整數。
即,本發明的色材,更佳係玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,且色澱化劑係下述一般式(II')所示之聚氯化鋁:[化9]一般式(II'):Aln(OH)mCl(3n-m)(一般式(II')中,n係2~10的整數,m係2n~(3n-1)的整數。)
再者,一般式(II)及一般式(II')所示之聚氯化鋁,就更加提升色材耐熱性、容易抑制色材昇華、且容易使色材分散性呈良好的觀點,依(m/3n×100(%))所定義的鹼度,較佳係15~99%、更佳係60~97%、特佳係70~95%。
玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,係將所需的玫瑰紅系酸性染料、與含有所需之金屬原子的色澱化劑,在溶劑中進行混合便可獲得。具體而言,係可列舉例如:(1)在上述染料與上述色澱化劑均可溶解的 溶劑中,添加所需的玫瑰紅系酸性染料、與含有所需之金屬原子的色澱化劑,視需要一邊施行加熱或冷卻,一邊進行攪拌而混合的方法;(2)分別製備所需的玫瑰紅系酸性染料溶液、與含有所需之金屬原子的色澱化劑溶液,再將上述染料溶液、與上述色澱化劑溶液視需要一邊施行加熱或冷卻一邊混合的方法等。
色澱化時的加熱溫度並無特別的限定,當使用水作為溶劑時,可設定為5~90℃。
玫瑰紅系酸性染料,係可參考例如細田豐著「新染料化學」技報堂等所記載的合成方法等公知方法進行合成,亦可使用市售物。
<其他色材>
(A)色材係在不致損及本發明之效果的範圍內,於色調控制之目的下,亦可更進一步含有其他色材。作為其他色材,係可列舉公知的顏料及染料等,在不致損及本發明之效果的範圍內並無特別的限定,可設定為與後述之彩色濾光片用著色樹脂組成物所使用時相同。
本發明所使用的(A)色材之平均分散粒徑,當作為彩色濾光片的著色層時,只要所需發色為可能者即可,其餘並無特別的限定,就提升對比、且耐熱性與耐光性均優異的觀點,較佳係10~200nm的範圍內、更佳係20~150nm的範圍內。藉由(A)色材的平均分散粒徑在上述範圍內,使用本發明的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,便可成為高對比且高品質者。
色材分散液中的(A)色材之平均分散粒徑,係在至少含有溶劑的分散介質中分散之色材粒子的分散粒徑,利用雷射光散射粒度分佈計進 行測定者。利用雷射光散射粒度分佈計進行的粒徑測定,係可利用色材分散液所使用的溶劑,將色材分散液適當稀釋(例如1000倍等)為雷射光散射粒度分佈計可測定的濃度,再使用雷射光散射粒度分佈計(例如日機裝公司製Nanotrac粒度分佈測定裝置UPA-EX150),利用動態光散射法於23℃下進行測定。此處的平均分散粒徑係指體積平均粒徑。
本發明的色材分散液中,色材含有量並無特別的限定。色材含有量,就分散性及分散安定性的觀點,係相對於色材分散液全量5~40質量%、更佳係10~20質量%的範圍內。
再者,本發明的色材分散液中,色材(A-1)與色材(A-2)的混合比,只要為製備所需色調而適當設定即可,其餘並無特別的限定。就耐熱性的觀點,色材(A-1)與色材(A-2)的質量比較佳係50:50~99:1、更佳係70:30~95:5。
[(B)分散劑]
本發明的色材分散液中,(A)色材係利用(B)分散劑使分散於溶劑中而使用。(B)分散劑係可從習知使用作為分散劑者之中適當選擇使用。分散劑的具體例,係可使用例如: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。界面活性劑中,就可均勻、微細分散的觀點,較佳係高分子界面活性劑(高分子分散劑)。
高分子分散劑係可列舉例如:聚丙烯酸酯等不飽和羧酸酯的(共)聚合體類;聚丙烯酸等不飽和羧酸的(共)聚合體之(部分)胺鹽、(部分)銨鹽或(部分)烷胺鹽類;含羥基之聚丙烯酸酯等含羥基之不飽和羧酸酯 的(共)聚合體或該等的改質物;聚胺甲酸酯類;不飽和聚醯胺類;聚矽氧烷類;長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽類;由聚伸乙亞胺衍生物(聚(低級伸烷基亞胺)、與含游離羧基之聚酯進行反應而獲得的醯胺或該等的鹽基);聚烯丙胺衍生物(由聚烯丙胺、與從具有游離羧基的聚酯、聚醯胺或酯與醯胺的共縮合物(聚酯醯胺)等3種化合物之中選擇1種以上的化合物,進行反應而獲得的反應生成物)等。
此種分散劑的市售物,係可列舉例如:Disperbyk-2000、2001、BYK-LPN6919、21116(以上均為BYK-Chemie‧Japan(股)製);AJISPER PB821、881(味之素(股)製)等。其中,就耐熱性、電氣可靠性、分散性的觀點,較佳係BYK-LPN6919、21116。
作為高分子分散劑,其中,就可適當地分散上述色材(A)、且分散安定性良好的觀點,較佳係從至少具有下述一般式(IV)所示之構成單元的聚合體、以及由1分子內具有1個以上胺甲酸酯鍵(-NH-COO-)的化合物所構成之胺甲酸酯系分散劑而成之組群中選擇1種以上。
以下,針對上述較佳之分散劑進行詳細說明。
<至少具有下述一般式(IV)所示之構成單元的聚合體>
本發明中作為(B)分散劑,可適當地使用至少具有下述一般式(IV)所示之構成單元的聚合體。
[化10] (一般式(IV)中,R11係表示氫原子或甲基;A係表示直接鍵結或2價的連接基;Q係表示下述一般式(IV-a)所示的基、或亦可具有取代基且可形成鹽的含氮雜環基。)
(一般式(IV-a)中,R12及R13係表示各自獨立的氫原子、或亦可含有雜原子的烴基,R12及R13係相互可為相同亦可為不同。)
一般式(IV)中,A係直接鍵結或2價的連接基。所謂直接鍵結,係指Q在未經由連接基的情況下,直接鍵結於一般式(IV)中的碳原子上。
A中的2價連接基,係可列舉例如:碳原子數1~10之伸烷基、伸芳基、-CONH-基、-COO-基、碳原子數1~10之醚基(-R'-OR"-:R'及R"係各自獨立的伸烷基)、及該等的組合等。
其中,就分散性的觀點,一般式(IV)中的A,較佳係直接鍵結、含有-CONH-基或-COO-基的2價連接基。
再者,可將該等分散劑的上述一般式(IV)所示之構成單元依任意比例,利用下述鹽形成劑進行鹽形成,便特別適於使用。
具有一般式(IV)所示之構成單元的聚合體,其中,就提升色材分散性、分散安定性及樹脂組成物耐熱性、以及可形成高輝度且高對比的著色層的觀點,較佳係具有WO2011/108495號公報、日本專利特開2013-054200號公報、特開2010-237608號公報、特開2011-75661號公報所記載之結構的嵌段共聚合體及接枝共聚合體。
再者,具有一般式(IV)所示之構成單元的聚合體之市售物,係可列舉BYK-LPN6919等。
(鹽形成劑)
本發明的較佳分散劑,係上述一般式(IV)所示之構成單元具有的氮部位至少其中一部分為經形成鹽(以下稱為「鹽改質」)的聚合體。
本發明中,藉由使用鹽形成劑,將一般式(IV)所示之構成單元具有的氮部位進行鹽形成,而對同樣經施行鹽形成的色材強力吸附分散劑,藉此提升色材的分散性及分散安定性。作為鹽形成劑,可適當地使用WO2011/108495號公報、日本專利特開2013-054200號公報所記載的酸性有機磷化合物、有機磺酸化合物、四級化劑等。特別係當鹽形成劑為酸性有機磷化合物的情況,藉由在色材的粒子表面上局部化含有分散劑之酸性有機磷化合物的鹽形成部位,便使色材表面成為被磷酸鹽被覆的狀態,因而可抑制因活性氧而造成色材對染料骨架的攻擊(脫氫)、以及提升含有染料骨架的色材之耐熱性或耐光性。因此,若將經利用酸性有機磷化合物施行鹽改質的聚合體使用作為分散劑,本發明所使用的高穿透率色材(A)便呈良好分散狀態,而更可抑制高溫加熱時的退色,因而即便經由彩色濾光片製造步驟中的高溫加熱步驟,仍可形成更高輝度的著色層。
<胺甲酸酯系分散劑>
作為分散劑,可適當地使用的胺甲酸酯系分散劑,係由1分子內具有1個以上胺甲酸酯鍵(-NH-COO-)的化合物所構成之分散劑。
藉由使用胺甲酸酯系分散劑,依少量便可良好分散。藉由將分散劑設為少量,便可相對地增加硬化成分等的摻合量,其結果可形成耐熱性優異的著色層。
作為本發明的胺甲酸酯系分散劑,其中,較佳係由(1)1分子中具有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯類、與(2)從單末端或兩末端具有羥基的聚酯類、及單末端或兩末端具有羥基的聚(甲基)丙烯酸酯類之中選擇1種以上的反應生成物,更佳係由(1)1分子中具有2個以上異氰酸酯基的聚異氰酸酯類、與(2)從單末端或兩末端具有羥基的聚酯類、及單末端或兩末端具有羥基的聚(甲基)丙烯酸酯類之中選擇1種以上、與(3)同一分子內具有活性氫、鹼性基或酸性基之化合物的反應生成物。
胺甲酸酯系分散劑的市售物,係可列舉:Disperbyk-161、162、163、164、167、168、170、171、174、182、183、184、185、BYK-9077(以上均係BYK-Chemie‧Japan(股)製);AJISPER PB711(味之素(股)製);EFKA-46、47、48(EFKA CHEMICALS公司製)等。其中,就耐熱性、電氣可靠性、分散性的觀點,較佳係Disperbyk-161、162、166、170、174。
該等(B)分散劑係可使用1種、或組合2種以上使用。
本發明的色材分散液中,(B)分散劑的含有量,就分散性及分散安定性的觀點,通常係相對於分散液全量1~50質量%、更佳係1~20質量%的範圍內。
[(C)溶劑]
本發明中,(C)溶劑係不會與色材分散液、及後述之著色樹脂組成物中的各成分產生反應,可從能溶解或分散該等的溶劑中適當選擇使用。具體而言,係可列舉:醇系、醚醇系、酯系、酮系、醚醇醋酸酯系、醚系、非質子性醯胺系、內酯系、不飽和烴系、飽和烴系等有機溶劑,其中,就分散時的溶解性或塗佈適性的觀點,較佳係使用酯系溶劑。
較佳的酯系溶劑,係可列舉例如:甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、甲氧基醋酸乙酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、3-甲氧基-3-甲基-1-醋酸丁酯(3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate)、3-甲氧基醋酸丁酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸乙酯、乙基賽珞蘇醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、1,3-丁二醇二醋酸酯、環己醇醋酸酯、1,6-己二醇二醋酸酯、二乙二醇單乙基醚醋酸酯、二乙二醇單丁基醚醋酸酯等。
其中,就對人體的危險性低、在室溫附近的揮發性低、加熱乾燥性佳的觀點,較佳係使用丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)。此情況,亦具有在與習知使用PGMEA的著色樹脂組成物進行更換時,不需要特別洗淨步驟的優點。該等溶劑係可單獨使用、或組合2種以上使用。
本發明的色材分散液,係相對於色材分散液全量,使用(C)溶劑通常為50~95質量%、較佳係依60~85質量%的比例進行製備。若溶劑過少,則黏度會上升,分散性容易降低。又,若溶劑過多,則色材濃度會降低,在製備彩色濾光片用著色樹脂組成物後,會有較難達成目標之色度座標的情況。
(其他成分)
本發明的色材分散液中,在不致損及本發明之效果的前提下,更進一步視需要,亦可摻合入分散輔助樹脂、其他成分。
作為分散輔助樹脂,係可列舉例如後述之彩色濾光片用著色樹脂組成物所例示的鹼可溶性樹脂。利用鹼可溶性樹脂的立體障礙,色材粒子彼此間便不易接觸,會導致分散安定化、或因該分散安定化效果而達減少分散劑之效果的情況。
再者,作為其他成分,係可列舉例如:用於提升濕潤性的界面活性劑、用於提升密接性的矽烷偶合劑、消泡劑、皺縮抑制劑、抗氧化劑、抗凝聚劑、紫外線吸收劑等。
本發明的色材分散液,係可使用作為用於製備後述之彩色濾光片用著色樹脂組成物的預製備物。即,所謂色材分散液,係指在製備後述之著色樹脂組成物的前階段中所預製備之(組成物中的色材成分質量)/(組成物中除色材成分以外的固形份質量)比較高之色材分散液。具體而言,(組成物中的色材成分質量)/(組成物中除色材成分以外的固形份質量)比通常係達1.0以上。藉由色材分散液與至少黏合劑成分進行 混合,便可製備分散性優異的著色樹脂組成物。
<色材分散液之製造方法>
本發明中,色材分散液之製造方法,只要含有(A)色材、(B)分散劑、(C)溶劑、以及視所需使用的各種添加成分,且(A)色材能利用分散劑在溶劑中呈均勻分散的方法即可,藉由使用公知混合手段進行混合便可製備。
分散液的製備方法,係在將(B)分散劑混合於(C)溶劑中,經攪拌而製備分散劑溶液後,於該分散劑溶液中混合(A)色材與視需要的其他成分,再使用公知攪拌機或分散機進行分散便可製備分散液。又,亦可分別製備已分散著色材(A-1)的色材分散液、及已分散著色材(A-2)的色材分散液,再藉由將該等進行混合亦可作為本發明的色材分散液。
用於施行分散處理的分散機,係可列舉:雙輥機、三輥機等輥磨機;球磨機、振動球磨機等球磨機;塗料調節器、連續圓盤式珠磨機、連續環狀式珠磨機等珠磨機。珠磨機的較佳分散條件,係所使用的磨珠徑較佳為0.03~2.00mm、更佳為0.10~1.0mm。
具體而言,可列舉先利用磨珠徑較大的2mm二氧化鋯球珠施行預分散,再利用磨珠徑較小的0.1mm二氧化鋯球珠施行正式分散。又,分散後,較佳係利用0.5~5.0μm的薄膜過濾器施行過濾。
2.彩色濾光片用著色樹脂組成物
藉由在上述本發明的彩色濾光片用色材分散液中,添加(D)黏合劑成分,亦可作為彩色濾光片用著色樹脂組成物。
即,可作為含有:(A)色材、(B)分散劑、(C)溶劑及(D)黏合劑成分,且上述(A)色材係含有上述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料之金屬色澱色材(A-2)的彩色濾光片用著色樹脂組成物。該彩色濾光片用著色樹脂組成物,係耐熱性優異,即便高溫加熱時仍可抑制昇華,可形成高輝度的著色層。
該著色樹脂組成物,係含有(A)色材、(B)分散劑、(C)溶劑及(D)黏合劑成分,視需要亦可含有其他成分。
以下,針對此種彩色濾光片用著色樹脂組成物進行說明,但由於(A)色材、(B)分散劑、及(C)溶劑均可與上述本發明的色材分散液為相同者,因而在此省略說明。
[(D)黏合劑成分]
彩色濾光片用著色樹脂組成物,為能賦予成膜性、或對被塗佈面的密接性而含有黏合劑成分。為能對塗膜賦予充分硬度,較佳係含有硬化性黏合劑成分。作為硬化性黏合劑成分,並無特別的限定,可適當使用習知公知為形成彩色濾光片之著色層而使用的硬化性黏合劑成分。
作為硬化性黏合劑成分,係可使用例如:含有利用可見光線、紫外線、電子束等便可使聚合硬化之光硬化性樹脂的光硬化性黏合劑成分;或含有利用加熱便可使聚合硬化之熱硬化性樹脂的熱硬化性黏合劑成分。
當上述彩色濾光片用著色樹脂組成物係依例如噴墨方式使用等情況、或使在基板上呈圖案狀選擇性附著便可形成著色層的情況,硬化性黏合劑成分便不需要顯影性。此情況,可適當使用利用噴墨方式等形成彩色濾光片著色層時,所使用的公知熱硬化性黏合劑成分、或感光性黏合劑成分等。
熱硬化性黏結劑,通常係使用1分子中具有2個以上熱硬化性官能基的化合物、與硬化劑之組合,亦可更進一步添加可促進熱硬化反應的觸媒。作為熱硬化性官能基,係可列舉:環氧基、氧雜環丁烷基、異氰酸酯基、乙烯性不飽和鍵等。熱硬化性官能基可較佳地使用環氧基。熱硬化性黏合劑成分的具體例,係可列舉例如國際公開第2012/144521號公報所記載者。
另一方面,當在形成著色層時使用光學微影步驟的情況,可適當地使用具有鹼顯影性的感光性黏合劑成分。
以下,針對感光性黏合劑成分進行說明,惟硬化性黏合劑成分並不僅侷限於該等。除以下所說明的感光性黏合劑成分之外,亦可進一步使用諸如環氧樹脂等利用加熱便可使聚合硬化的熱硬化性黏合劑成分。
作為感光性黏合劑成分,係可列舉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,係可列舉例如含有鹼可溶性樹脂、與作為感光性賦予成分之含鄰醌二疊氮基化合物之組成物等。
另一方面,負型感光性黏合劑成分可適當地使用至少含有:鹼可溶性樹脂、多官能單體、以及光起始劑的組成物。
彩色濾光片用著色樹脂組成物中,就利用光學微影法且使用現有程序便可簡便形成圖案的觀點,較佳為負型感光性黏合劑成分。
以下,針對構成負型感光性黏合劑成分的鹼可溶性樹脂、多官能單體、及光起始劑進行具體說明。
(鹼可溶性樹脂)
本發明中的鹼可溶性樹脂係具有酸性基,在能發揮黏合劑樹脂的作用,且在圖案形成時所使用之顯影液,特佳係鹼顯影液呈可溶性的前提下,均可適當選擇使用。
本發明中較佳的鹼可溶性樹脂,較佳係具有羧基作為酸性基的樹脂,具體而言,係可列舉:具有羧基的丙烯酸系共聚合體、具有羧基的環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂等。該等之中特佳者係側鏈具有羧基,且進一步在側鏈具有乙烯性不飽和基等光聚合性官能基者。其理由係藉由含有光聚合性官能基,便可提升所形成之硬化膜的膜強度。又,該等丙烯酸系共聚合體及環氧丙烯酸酯樹脂,亦可混合2種以上使用。
具有羧基的丙烯酸系共聚合體,係將含羧基之乙烯性不飽和單體、與乙烯性不飽和單體進行共聚合便可獲得。
具羧基之丙烯酸系共聚合體,亦可更進一步含有具芳香族碳環的構成單元。芳香族碳環係具有作為對彩色濾光片用著色樹脂組成物賦予塗膜性之成分的機能。
具羧基的丙烯酸系共聚合體,亦可更進一步含有具酯基之構成單元。具酯基的構成單元,不僅具有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的機能,亦具有作為提升對溶劑之溶解性、以及溶劑再溶解性之成分的機能。
具羧基的丙烯酸系共聚合體之具體例,係可列舉例如國際公開第2012/144521號公報所記載者,具體而言,係可例示例如:由(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等未具有羧基的單體,與從(甲基)丙烯酸及其酸酐之中選擇1種以上構成的共聚物。又,亦可例示於上述共聚物中加成具有例如環氧丙基、羥基等反應性官能基的乙烯性不飽和化合物等,而導入乙烯性不飽和鍵的聚合物等,惟並不侷限於該等。
該等之中,藉由在共聚物中加成具有環氧丙基或羥基的乙烯性不飽和化合物等,而導入乙烯性不飽和鍵的聚合物等,在曝光時可與後述之多官能性單體進行聚合,就使著色層呈更安定的觀點而言,特別適宜。
含羧基之共聚合體中,含羧基之乙烯性不飽和單體的共聚合比例,通常係5~50質量%、較佳係10~40質量%。此情況,若含羧基之乙烯性不飽和單體的共聚合比例未滿5質量%,則所獲得之塗膜對鹼顯影液的溶解性會降低,導致較難圖案形成。又,若共聚合比例超過50質量%,則利用鹼顯影液進行顯影時,會有導致所形成之圖案從基板上脫落、或圖案表面容易發生膜粗糙的傾向。
含羧基之共聚合體的較佳分子量,較佳係1,000~500,000的範圍、 更佳係3,000~200,000。若未滿1,000,則硬化後的黏合劑機能明顯降低,若超過500,000,則利用鹼顯影液進行顯影時,會有圖案形成趨於困難的情況。
作為具有羧基的環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,並無特別的限定,但將環氧化合物、與含不飽和基之單羧酸的反應物,與酸酐進行反應而獲得的環氧(甲基)丙烯酸酯化合物為較適合。
環氧化合物、含不飽和基之單羧酸、及酸酐,係可從公知物中適當選擇使用。具體例係可列舉例如國際公開第2012/144521號公報所記載者等。環氧化合物、含不飽和基之單羧酸、及酸酐,係分別可單獨使用1種、亦可併用2種以上。
彩色濾光片用著色樹脂組成物所使用的鹼可溶性樹脂,係可單獨使用1種、亦可組合2種以上使用,其含有量,係相對於著色樹脂組成物中所含之色材100質量份,通常為10~1000質量份的範圍內、較佳係20~500質量份的範圍內。若鹼可溶性樹脂的含有量過少,則有無法獲得充分鹼顯影性的情況,又,若鹼可溶性樹脂的含有量過多,則色材的比例相對的降低,而有無法獲得充分著色濃度的情況。
(多官能單體)
彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用的多官能單體,只要係利用後述之光起始劑而可聚合者即可,其餘並無特別的限定,通常可使用具有2個以上乙烯性不飽和雙鍵的化合物,特佳係具有2個以上丙烯醯基或甲基丙烯醯基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
此種多官能(甲基)丙烯酸酯,係可從習知公知物中適當選擇使用。具體例係可列舉例如國際公開第2012/144521號公報所記載者等。
該等多官能(甲基)丙烯酸酯係可單獨使用1種、亦可組合2種以上使用。又,當對本發明之著色樹脂組成物要求優異光硬化性(高感度)時,多官能單體較佳係具有3個(三官能)以上可聚合的雙鍵者、更佳係3元以上多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯類、或該等的二羧酸改質物,具體而言,較佳係: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。
彩色濾光片用著色樹脂組成物所使用的上述多官能單體的含有量並無特別的限制,相對於上述鹼可溶性樹脂100質量份,通常係5~500質量份左右、較佳係20~300質量份的範圍。若多官能單體的含有量少於上述範圍,便無法充分進行光硬化,會有曝光部分溶出的情況,又,若多官能單體含有量多於上述範圍,則會有鹼顯影性降低的可能性。
(光起始劑)
作為彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用的光起始劑,並無特別的限制,可從習知所周知的各種光起始劑中使用1種、或組合2種以上使用。具體例係可列舉例如國際公開第2012/144521號公報所記載者等。
彩色濾光片用著色樹脂組成物中所使用之光起始劑的含有量,相對於上述多官能單體100質量份,通常係0.01~100質量份左右、較佳係5~60質量份。若該含有量少於上述範圍,便無法產生充分的聚合反應,因而會有著色層硬度不足的情況,另一方面,若多於上述範圍,則著色樹脂組成物固形份中的色材等含有量會相對的變少,有無法獲得充分著色濃度的情況。
<任意添加成分>
在彩色濾光片用著色樹脂組成物中,視需要亦可含有其他色材或各種添加劑。
(其他色材)
在色調控制之目的下,視需要亦可摻合其他色材。作為其他色材,例如可配合目的選擇習知公知的顏料或染料,且可使用1種或2種以上。
作為其他的色材,其中,較佳係使用含有上述一般式(II)所示之2價以上陽離子與2價以上陰離子,國際公開第2012/144521號公報所記載的色材。
其他色材的具體例,係可列舉例如:C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫2、C.I.顏料紫3、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23;C.I.顏料藍1、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、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅82等顏料、或酸性紅等染料。
使用其他色材的情況,其摻合量並無特別的限定。其中,當其他 色材係使用含有上述一般式(II)所示之2價以上陽離子與2價以上陰離子的國際公開第2012/144521號公報所記載的色材時,可依任意比例適當地使用。
其他色材的摻合量,相對於(A)色材全量100質量份,其他色材較佳係40質量份以下、更佳係20質量份以下。其理由係若在此範圍內,在不致損及上述一般式(I)所示之色材具有的高穿透率特性、或耐熱性或耐光性特性的情況下,可進行色調控制。
(抗氧化劑)
彩色濾光片用著色樹脂組成物,就耐熱性及耐光性的觀點,較佳係進一步含有抗氧化劑。抗氧化劑係只要從習知公知物中適當選擇即可。抗氧化劑的具體例,係可列舉例如:受阻酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、聯氨系抗氧化劑等,就耐熱性的觀點,較佳係使用受阻酚系抗氧化劑。
所謂受阻酚系抗氧化劑,係指至少含有1個酚結構,且具有該酚結構的羥基2位與6位中之至少1處被碳原子數4以上取代基所取代之結構的抗氧化劑。
當使用抗氧化劑的情況,其摻合量係在不致損及本發明效果的範圍內並無特別的限定。抗氧化劑的摻合量,相對於著色樹脂組成物中的總固形份100質量份,較佳係抗氧化劑0.1~5.0質量份、更佳係0.5~4.0質量份。若達上述下限值以上,則耐熱性優異。另一方面,若在上述上限值以下,便可將著色樹脂組成物作為高感度的感光性樹脂組成物。
(其他添加劑)
添加劑係除上述抗氧化劑之外,尚可列舉例如:聚合終止劑、鏈轉移劑、均染劑、可塑劑、界面活性劑、消泡劑、矽烷偶合劑、紫外線吸收劑、密接促進劑等等。
界面活性劑及可塑劑的具體例,係可列舉例如國際公開第2012/144521號公報所記載者。
<著色樹脂組成物中的各成分摻合比例>
(A)色材的合計含有量,相對於著色樹脂組成物的固形份全量,較佳係依3~65質量%、更佳係依4~55質量%的比例摻合。若在上述下限值以上,當將著色樹脂組成物塗佈為既定膜厚(通常係1.0~5.0μm)時,著色層能具有充分的色濃度。又,若在上述上限值以下,則分散性及分散安定性均優異,且可獲得具有充分硬度、或與基板間之密接性的著色層。又,本發明中,固形份係指除上述溶劑以外的其餘所有物質,亦包括液狀多官能單體等在內。
再者,(B)分散劑的含有量,係在可使(A)色材呈均勻分散的前提下,其餘並無特別的限定,例如相對於著色樹脂組成物的固形份全量可使用3~40質量%。又,相對於著色樹脂組成物的固形份全量,較佳係依5~35質量%的比例摻合、更佳係依5~25質量%的比例摻合。若達上述下限值以上,則(A)色材的分散性及分散安定性優異、且保存安定性優異。又,若在上述上限值以下,則為顯影性呈良好者。
(D)黏合劑成分,係該等的合計量相對於著色樹脂組成物的固形份全量,較佳係依10~92質量%、更佳係依15~87質量%的比例摻合。若達上述下限值以上,便可獲得具有充分硬度、或與基板間之密接性的 著色層。又,若在上述上限值以下,則顯影性優異、且亦能抑制因熱收縮造成之微小起皺的發生。
再者,(C)溶劑的含有量,只要可在精度佳地形成著色層的範圍內適當設定即可。相對於含該溶劑在內的上述著色樹脂組成物全量,通常較佳係55~95質量%的範圍內,其中,更佳係65~88質量%的範圍內。藉由上述溶劑的含有量在上述範圍內,便可作為塗佈性優異者。
<彩色濾光片用著色樹脂組成物之製造方法>
彩色濾光片用著色樹脂組成物之製造方法,係在含有:(A)色材、(B)分散劑、(C)溶劑、(D)黏合劑成分、及視需要所使用的各種添加成分,且(A)色材係只要利用(B)分散劑能在(C)溶劑中呈均勻分散的方法即可,其餘並無特別的限制,藉由使用公知的混合手段進行混合便可製備。
該樹脂組成物的製備方法,係可列舉例如:(1)在上述本發明的色材分散液中,將(D)黏合劑成分與視需要所使用的各種添加成分進行混合之方法;(2)在(C)溶劑中,同時投入(A)色材、(B)分散劑、(D)黏合劑成分、及視需要所使用的各種添加成分,並進行混合的方法;(3)在(C)溶劑中,添加(B)分散劑、(D)黏合劑成分、及視需要所使用的各種添加成分,並混合後,再添加(A)色材並進行混合的方法等。
該等方法中,就有效防止色材凝聚、且能使均勻分散的觀點,較佳係上述(1)之方法。
4.彩色濾光片
本發明的彩色濾光片,係至少具備有:透明基板、與在該透明基 板上設置的著色層之彩色濾光片,其特徵在於:該著色層之至少1者係含有下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)。
(一般式(I)中的各符號係如上述。)
針對此種本發明的彩色濾光片,參照圖式進行說明。圖1所示係本發明彩色濾光片之一例的概略剖視圖。根據圖1,本發明的彩色濾光片10係具備有: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的著色層,係至少1者含有:一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)之著色層。
著色層通常係形成於後述透明基板上的遮光部之開口部,通常由3色以上的著色圖案構成。
再者,該著色層的排列並無特別的限定,可設定為例如:條紋式、 馬賽克式、三角式、4像素配置式等一般的排列。又,著色層的寬度、面積等係可任意設定。
該著色層的厚度,係藉由塗佈方法、調整彩色濾光片用著色樹脂組成的固形份濃度或黏度等,便可適當控制,通常較佳係1~5μm的範圍。
該著色層係例如當上述彩色濾光片用著色樹脂組成物為感光性樹脂組成物的情況,便可利用下述方法形成。較佳係利用本發明之彩色濾光片所使用之含有:上述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)之著色層,係含有:前述(A)色材、(B)分散劑、(C)溶劑、及(D)黏合劑成分,且上述(A)色材係含有上述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2)之彩色濾光片用著色樹脂組成物形成,較佳為該彩色濾光片用著色樹脂組成物的硬化物。
首先,將彩色濾光片用著色樹脂組成物使用噴塗法、浸塗法、棒塗法、輥塗法、旋塗法等塗佈手段,塗佈於後述透明基板上,而形成濕式塗膜。
其次,使用加熱板或烤箱等,使該濕式塗膜乾燥後,再對其隔著既定圖案的遮罩施行曝光,使鹼可溶性樹脂與多官能單體等進行光聚合反應,而形成感光性塗膜。曝光時所使用的光源,係可列舉例如:低壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈等紫外線、電子束等。曝光量係依照所使用之光源或塗膜的厚度等而適當調整。
再者,在曝光後為能促進聚合反應,亦可施行加熱處理。加熱條件係依照所使用之著色樹脂組成物中各成分的摻合比例、塗膜的厚度 等而適當選擇。
其次,使用顯影液施行顯影處理,藉由將未曝光部分予以溶解、除去,便依所需圖案形成塗膜。顯影液通常係使用使鹼溶解於水或水溶性溶劑中的溶液。該鹼溶液中,亦可適量添加界面活性劑等。又,顯影方法係可採用一般的方法。
經顯影處理後,通常施行顯影液的洗淨、著色樹脂組成物的硬化塗膜乾燥,而形成著色層。另外,經顯影處理後,為使塗膜能充分硬化亦可施行加熱處理。加熱條件並無特別的限定,可配合塗膜的用途再行適當選擇。
(遮光部)
本發明之彩色濾光片中的遮光部,係在後述透明基板上形成圖案狀,可使用與在一般彩色濾光片上使用作為遮光部者相同。
該遮光部的圖案形狀並無特別的限定,可列舉例如:條紋狀、矩陣狀等形狀。該遮光部係可列舉例如:使黑色顏料分散或溶解於黏合劑樹脂中者、或諸如鉻、氧化鉻等金屬薄膜等。該金屬薄膜係可為CrOx膜(x係任意數)及Cr膜2層積層而成者,又亦可為更加降低反射率的CrOx膜(x係任意數)、CrNy膜(y係任意數)、及Cr膜3層積層而成者。
當該遮光部係使黑色色材分散或溶解於黏合劑樹脂中的情況,該遮光部的形成方法,係只要可將遮光部施行圖案化的方法即可,其餘並無特別的限定,可列舉例如使用遮光部用著色樹脂組成物的光學微影法、印刷法、噴墨法等。
遮光部的膜厚,係當金屬薄膜的情況,便設定為0.2~0.4μm左右,當使黑色色材分散或溶解於黏合劑樹脂中的情況,便設定為0.5~2μm左右。
(透明基板)
本發明之彩色濾光片中的透明基板,係只要對可見光屬透明的基材即可,其餘並無特別的限定,可使用一般彩色濾光片所採用的透明基板。具體而言,係可列舉:石英玻璃、無鹼玻璃、合成石英板等不具可撓性的透明剛性材;或諸如:透明樹脂膜、光學用樹脂板、柔性玻璃等具可撓性或柔性的透明柔性材。
該透明基板的厚度並無特別的限定,配合本發明之彩色濾光片的用途,可使用例如100μm~1mm左右者。
另外,本發明的彩色濾光片,係除上述透明基板、遮光部及著色層之外,尚可形成例如:保護層或透明電極層、甚至配向膜或柱狀間隙子等。
5.液晶顯示裝置
本發明的液晶顯示裝置,其特徵在於設有:前述本發明的彩色濾光片、反基板、以及在上述彩色濾光片與上述反基板之間形成的液晶層。
針對此種本發明的液晶顯示裝置,參照圖式進行說明。圖2所示係本發明之液晶顯示裝置之一例的概略圖。如圖2所例示,本發明的液晶顯示裝置40,係設有:彩色濾光片10、具有TFT陣列基板等的反基板20、以及在上述彩色濾光片10與上述反基板20之間形成的液晶 層30。
另外,本發明的液晶顯示裝置並不僅侷限於該圖2所示之構造,亦可設為公知之構造作為一般彩色濾光片所使用的液晶顯示裝置。
本發明之液晶顯示裝置的驅動方式,並無特別的限定,可採用一般液晶顯示裝置所使用的驅動方式。此種驅動方式係可列舉例如:TN方式、IPS方式、OCB方式、及MVA方式等。本發明中,該等之任一方式均可適當地使用。
再者,反基板係可配合本發明之液晶顯示裝置的驅動方式等而適當選擇使用。
再者,構成液晶層的液晶,係可配合本發明之液晶顯示裝置的驅動方式等,使用介電非等向性不同的各種液晶、及該等的混合物。
液晶層之形成方法,係可使用一般採用作為液晶單元之製作方法的方法,可列舉例如:真空注入方式或液晶滴下方式等。
真空注入方式,係例如預先使用彩色濾光片與反基板而製作液晶單元,藉由加溫液晶而作為等向性液體,再利用毛細管效應,將液晶依等向性液體的狀態注入於液晶單元中,再利用接著劑施行封口便可形成液晶層。其後,將液晶單元緩冷至常溫,便可使所封入的液晶呈配向。
再者,液晶滴下方式,係例如在彩色濾光片的周緣塗佈密封劑,再將該彩色濾光片加熱至液晶成為等向性相位的溫度,使用分配器等將液晶依等向性液體狀態滴下,再於減壓下,使彩色濾光片與反基板重疊,經利用密封劑而接著,便可形成液晶層。其後,將液晶單元緩 冷至常溫,便可使所封入的液晶呈配向。
6.有機發光顯示裝置
本發明的有機發光顯示裝置,其特徵在於設有:前述本發明的彩色濾光片、及有機發光體。
針對此種本發明有機發光顯示裝置,參照圖式進行說明。圖3所示係本發明之有機發光顯示裝置之一例的概略圖。如圖3所例示,本發明的有機發光顯示裝置100,係設有:彩色濾光片10、及有機發光體80。在彩色濾光片10與有機發光體80之間,亦可設置有機保護層50或無機氧化膜60。
有機發光體80的積層方法,係可列舉例如:在彩色濾光片上面逐次形成:透明陽極71、電洞注入層72、電洞輸送層73、發光層74、電子注入層75、及陰極76的方法;或使在另一基板上所形成的有機發光體80,貼合於無機氧化膜60上的方法等。有機發光體80中的透明陽極71、電洞注入層72、電洞輸送層73、發光層74、電子注入層75、陰極76、以及其他的構造,均可適當地使用公知物。依此所製作的有機發光顯示裝置100,係例如可適用於被動驅動方式的有機EL顯示器、亦可適用於主動驅動方式的有機EL顯示器。
另外,本發明的有機發光顯示裝置,並不僅侷限於該圖3所示構造,可設定為公知之構造作為一般彩色濾光片所使用的有機發光顯示裝置。
[實施例]
以下,針對本發明例示實施例進行具體說明。本發明並不受該等記載之限制。
(合成例1:三芳基甲烷系色澱色材A之合成) (1)中間體1之合成
參照國際公開第2012/144521號所記載的中間體3及中間體4之製造方法,獲得下述化學式(1)所示之中間體1 15.9g(產率70%)。
所獲得之化合物,經利用下述的分析結果確認為目標之化合物。
‧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%)
(2)三芳基甲烷系色澱色材A之合成
將上述中間體15.00g(4.58mmol)添加於水300ml中,使於90℃下溶解而作為中間體1溶液。接著,將日本無機化學工業製磷鎢酸‧n 水合物H3[PW12O40]‧nH2O(n=30)10.44g(3.05mmol)添加於水100ml中,於90℃下攪拌而製備得磷鎢酸水溶液。在先前的中間體1溶液中於90℃下混合入所製備的磷鎢酸水溶液,濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得下述化學式(2)所示之三芳基甲烷系色澱色材A 13.25g(產率98%)。
所獲得之化合物,經利用下述的分析結果確認為目標之化合物(莫耳比W/Mo=100/0)。
‧MS(ESI)(m/z):510(+)、2價
‧元素分析值:CHN實測值(41.55%、5.34%、4.32%);理論值(41.66%、5.17%、4.11%)
(合成例2:色材A之合成)
將Acid Red 289(東京化成公司製、玫瑰紅系酸性染料(下述化學式(3))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將硫酸鋁(關東化學公司製)1.24g添加於水200ml中,於40℃下攪拌, 而製備得硫酸鋁水溶液。將染料溶液放冷至40℃,再將所製備的硫酸鋁水溶液於40℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於40℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材A 2.38g(產率44.9%)。
(合成例3:色材B之合成)
將Acid Red 289 5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將無水氯化鈣(和光純藥公司製)4.10g添加於水200ml中,於40℃下攪拌,而製備得氯化鈣水溶液。將染料溶液放冷至40℃,再將所製備的氯化鈣水溶液於40℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於40℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材B 2.24g(產率35.5%)。
(合成例4:色材C之合成)
將Acid Red 289 5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製 備得染料溶液。將聚氯化鋁(「製品名:自來水用聚氯化鋁」Tosoh公司製、[Al2(OH)nCl(6-n)]m(n=1~5、m=10以下)、鹼度53.9質量%、氧化鋁份為10.2質量%)36.77g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材C 8.28g(產率65.6%)。
(合成例5:色材D之合成)
將Acid Red 289 5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將聚氯化鋁(「商品名:Tanwhite」多木化學公司製、Al4(OH)9Cl3、鹼度74.5質量%、氧化鋁份為23質量%)3.49g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,而製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材D 5.88g(產率91.2%)。
(合成例6:色材E之合成)
將Acid Red 289 5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將聚氯化鋁(「商品名:Takibine #1500」多木化學公司製、Al2(OH)5Cl、鹼度83.5質量%、氧化鋁份為23.5質量%)3.85g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,而製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進 一步於80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材E 6.30g(產率96.2%)。
(合成例7:色材F之合成)
將Acid Red 52(東京化成公司製、玫瑰紅系酸性染料(下述化學式(4))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將Tanwhite 4.58g添加於水200ml中,而製備得聚氯化鋁水溶液。將染料溶液利用冰浴降溫至5℃,再將所製備的聚氯化鋁水溶液於5℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於5℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,便獲得玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材F 6.21g(產率90.0%)。
(比較合成例1:色材G之合成)
將Acid Red 87(東京化成公司製、螢光素系染料(下述化學式(5))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。 將Tanwhite 4.27g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材G 5.07g(產率74.9%)。
(比較合成例2:色材H之合成)
將Acid Red 92(東京化成公司製、螢光素系染料(下述化學式(6))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將Tanwhite 3.56g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液,於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材H 5.12g(產率79.1%)。
[化18]化學式(6)
(比較合成例3:色材I之合成)
將Acid Red 94(東京化成公司製、螢光素系染料(下述化學式(7))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將Tanwhite 2.90g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材I 5.27g(產率85.0%)。
(比較合成例4:色材J之合成)
將玫瑰紅6G(東京化成公司製、玫瑰紅系鹼性染料(下述化學式(8))5.0g添加於水500ml中,使於90℃下溶解,而製備得染料溶液。將磷鎢酸‧n水合物H3[PW12O40]‧nH2O(n=30)(日本無機化學工業公司製)11.90g添加於水200ml中,於90℃下攪拌,製備得磷鎢酸水溶液,於90℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於90℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材J 13.45g(產率91.9%)。
(比較合成例5:色材K之合成)
將Acid Violet 17(Aldrich公司製、三苯甲烷系染料(下述化學式(9))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將Tanwhite 2.91g添加於水200ml中,於40℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。染料溶液放冷至40℃,將所製備的聚氯化鋁水溶液於40℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於40℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材K 3.75g(產率60.4%)。
(比較合成例6:色材L之合成)
將Direct Red 39(東京化成公司製、偶氮系染料(下述化學式(10))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將Tanwhite 4.19g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材L 4.31g(產率64.0%)。
[化22]化學式(10)
(比較合成例7:色材M之合成)
將Acid Blue 74(東京化成公司製、靛藍系染料(下述化學式(11))5.0g添加於水500ml中,使於80℃下溶解,而製備得染料溶液。將Tanwhite 10.14g添加於水200ml中,於80℃下攪拌,製備得聚氯化鋁水溶液。將所製備的聚氯化鋁水溶液於80℃下歷時15分鐘滴下於上述染料溶液中,並進一步於80℃下攪拌1小時。濾取所生成的沉澱物,利用水洗淨。乾燥所獲得的濾餅,獲得色材M 6.18g(產率67.2%)。
(合成例8:黏合劑樹脂A之合成)
在具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣管、機械的攪拌機、及數位式溫度計的反應器中,裝填入二乙二醇乙基甲醚(簡稱「EMDG」)130質量份作為溶劑,於氮環境下升溫至90℃後,再歷時1.5小時連續滴下含有:甲基丙烯酸甲酯32質量份、甲基丙烯酸環己酯22質量份、 甲基丙烯酸24質量份、作為起始劑之AIBN2.0質量份、及作為鏈轉移劑之正十二硫醇4.5質量份的混合物。
其後,保持合成溫度持續進行反應,從滴下結束起經2小時後便添加作為聚合終止劑之對甲氧苯酚0.05質量份。
其次,一邊吹入空氣,一邊添加甲基丙烯酸環氧丙酯22質量份,經升溫至110℃後,添加三乙胺0.2質量份,於110℃下進行15小時加成反應,便獲得黏合劑樹脂A(固形份44質量%)。
所獲得之黏合劑樹脂A,係質量平均分子量(Mw)8500、數平均分子量(Mn)4200、分子量分佈(Mw/Mn)2.02、酸值85mgKOH/g。
(合成例9有機膦酸酯化合物A之合成)
在具備冷卻管、添加用漏斗、氮用進氣管、機械的攪拌機、及數位式溫度計的反應器中,裝填入二乙二醇乙基甲醚(EMDG)142.61質量份、苯膦酸(phenylphospho acid)(製品名「PPA」日產化學公司製)50.00質量份、及對甲氧苯酚0.10質量份,於氮氣流下一邊攪拌,一邊升溫至溫度120℃。歷時30分鐘滴下甲基丙烯酸環氧丙酯(GMA)44.96質量份,藉由施行2小時加熱攪拌,便獲得含有由PPA之2價酸性基的一半,與GMA之環氧基進行酯化的有機膦酸單酯化合物之有機膦酸酯化合物1 40.0質量%溶液。酯化反應的進行,係利用酸值測定進行確認,而生成物的組成比係利用31P-NMR測定進行確認。酸值係190mgKOH/g,有機膦酸單酯化合物係55%,有機膦酸二酯化合物係23質量%,PPA係22質量%的組成比。
(製備例1:鹽型嵌段聚合物分散劑A溶液之製備)
在反應器中,分別溶解PGMEA(60.74質量份)、含三級胺基之嵌段共聚合體(商品名:BYK-LPN6919、BYK-Chemie公司製)(胺值120mgKOH/g、固形份60重量%)35.64質量份(有效固形份21.38質量份),並添加PPA 3.62質量份(相對於嵌段共聚合體之三級胺基為0.5莫耳當量),於40℃下攪拌30分鐘,便製備得鹽型嵌段聚合物分散劑A溶液(固形份25%)。
(製備例2:鹽型嵌段聚合物分散劑B溶液之製備)
在反應器中,分別溶解PGMEA 50.19質量份、BYK-LPN6919 25.38質量份(有效固形份15.23質量份),並添加合成例9的有機膦酸酯化合物A 24.44質量份(有效固形份9.78質量份)(相對於嵌段共聚合體的三級胺基為1.0莫耳當量),於40℃下攪拌30分鐘,便製備得鹽型嵌段聚合物分散劑B溶液(固形份25%)。
(製備例3:黏合劑組成物A之製備)
藉由將PGMEA19.82質量份、合成例8之黏合劑樹脂A(固形份44質量%)18.18質量份、5~6官能丙烯酸酯單體(商品名:Aronix M403、東亞合成公司製)8.00質量份、2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-啉代丙烷-1-酮(商品名:IRGACURE 907、BASF公司製)3.00質量份、2,4-二乙基硫酮(商品名:KAYACURE DETX-S、日本化藥公司製)1.00質量份予以混合,便製備得黏合劑組成物A(固形份40質量%)。
(實施例1)(1)色材分散液A之製備
將合成例1的三芳基甲烷系色澱色材A 12.15質量份、合成例2的 玫瑰紅系酸性染料之金屬色澱色材A 0.85質量份、製備例1所製備的鹽型嵌段聚合物分散劑A溶液20.80質量份(有效固形份5.20質量份)、合成例8的黏合劑樹脂A 11.82質量份(有效固形份5.20質量份)、及PGMEA 54.38質量份予以混合,利用塗料振盪機(淺田鐵工製)使用2mm二氧化鋯球珠施行1小時的預分散,再利用0.1mm二氧化鋯球珠施行6小時的正式分散,而獲得色材分散液A。
(2)著色樹脂組成物A之製備
添加上述(1)所獲得之色材分散液A 28.57質量份、製備例3所獲得之黏合劑組成物A 28.29質量份、PGMEA 43.14質量份、界面活性劑R08MH(DIC公司製)0.04質量份、及矽烷偶合劑KBM503(信越有機矽公司製)0.4質量份,並混合,施行加壓過濾,便獲得藍色著色樹脂組成物A。
(實施例2~8) (1)色材分散液B~H之製備
除在實施例1的(1)中,將構成成分分別變更為下述表1中之物之外,其餘均與實施例1之(1)同樣地製備色材分散液B~H。
(2)著色樹脂組成物B~H之製備
除在實施例1的(2)中,取代色材分散液A,改為使用依上述所獲得之色材分散液B~H之外,其餘均與實施例1之(2)同樣地獲得藍色著色樹脂組成物B~H。
(比較例1~10) (1)色材分散液I~R之製備
除在實施例1的(1)中,將構成成分分別變更為下述表1中之物之外,其餘均與實施例1之(1)同樣地製備色材分散液I~R。
(2)著色樹脂組成物B~H之製備
除在實施例1的(2)中,取代色材分散液A,改為使用依上述所獲得之色材分散液I~R之外,其餘均與實施例1之(2)同樣地獲得藍色著色樹脂組成物I~R。
另外,表1中,「酞菁系顏料」係表示顏料藍15:6,「二系顏料」係表示顏料紫23,「胺甲酸酯系分散劑」係表示BYK-Chemie公司製、Disperbyk-161(固形份30質量%)。
(評價) <分散性能評價>
各實施例及比較例所使用色材分散液的分散性能評價,係施行色材分散液中的色材粒子平均粒徑與剪切黏度的測定。平均粒徑的測定係使用日機裝公司製「Nanotrac粒度分佈計UPA-EX150」,黏度測定係使用Anton Paar公司製「流變儀MCR301」,測定剪切速度60rpm時的剪切黏度。另外,此處的平均粒徑係指平均分散粒徑,為體積平均粒徑。將結果示於表2。
<光學性能評價、耐熱性評價>
將各實施例及比較例所獲得之藍色著色樹脂組成物,使用旋塗機在厚0.7mm的玻璃基板(日本電氣硝子公司製、「OA-10G」)上施行塗佈。其後,於80℃加熱板上施行3分鐘加熱乾燥。藉由使用超高壓水銀燈照射40mJ/cm2之紫外線,而獲得硬化膜(藍色著色層)。經乾燥硬化後的膜厚係依成為目標色度y=0.082的方式,使用Olympus公司製「顯微分光測定裝置OSP-SP200」測定所獲得之著色基板的色度(x、y)、輝度(Y)、L、a、b(L0、a0、b0)。將上述已形成著色膜的基板於230℃無塵烤箱中施行30分鐘的後烘烤處理,再度測定所獲得之著色膜的色度(x、y)、輝度(Y)、及L、a、b(L1、a1、b1),並進一步使用壺坂電機公司製「對比測定裝置CT-1B」測定對比值。
耐熱性評價係利用下式計算出後烘烤前後的色差(△Eab)。若△Eab在5以下便屬耐熱性優異。
△Eab={(L1-L0)2+(a1-a0)2+(b1-b0)2}1/2
將結果示於表2。
<移染評價>
將各實施例及比較例所獲得之藍色著色樹脂組成物,使用旋塗機在厚0.7mm玻璃基板(日本電氣硝子公司製、「OA-10G」)上施行塗佈,於80℃加熱板上施行3分鐘加熱乾燥。在該著色層上經由已描繪有80μm線條及線距之條紋圖案的光罩,使用超高壓水銀燈照射40mJ/cm2之紫外線。其後,將已形成有上述著色層的玻璃板,使用0.05質量%氫氧化鉀水溶液作為碱鎮影液,施行60秒鐘的淋灑顯影後,再利用超純水洗淨60秒鐘。
在所獲得之已形成著色圖案的玻璃基板0.7mm上面,配置玻璃基板,於230℃加熱板上加熱30分鐘。藉由目視確認上面的玻璃基板有無著色,而作為昇華性(移染)的評價。
○:無著色、△:淡淡地著色、×:深深地著色
結果如表2所示。
[結果之總結]
使用由一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料之金屬色澱色材(A-2)組合的實施例1~8之色材分散液,而獲得的著色層,經後烘烤後的輝度值高,後烘烤前後的色差(△Eab)在3以下,屬於耐熱性優異,且色素沒有昇華。其中,使用將一般式(II)所示之聚氯化鋁使用作為色澱化劑的玫瑰紅系酸性染料之金屬色澱色材的實施例4~8,分散性優異、特別係經後烘烤後的對比值高。
二苯并哌喃系酸性染料中,螢光素系染料係使用由聚氯化鋁經色澱化之色材的比較例1~3,△Eab較大、耐熱性明顯變差。又,出現移染,色材昇華。
使用三苯甲烷系酸性染料且使用經色澱化之色材的比較例5,雖後烘烤前的輝度值高,但經後烘烤後的輝度值大幅降低,色差亦大。使用偶氮系酸性染料且使用經色澱化之色材的比較例6,從後烘烤前便呈現輝度值低,經後烘烤後亦呈現輝度值低、色差亦較大。又,使用靛藍系染料且使用經色澱化之色材的比較例7,若與色材(A-1)組合,則即便含有比例有變化,但色調仍幾乎沒有變化,僅輝度值降低而已。
由比較例4及9的結果得知,即便為玫瑰紅系的染料,在鹼性染料的情況下,仍會有昇華的情形。

Claims (8)

  1. 一種彩色濾光片用色材分散液,係含有:(A)色材、(B)分散劑、及(C)溶劑;上述(A)色材係含有:下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2); (一般式(I)中,A係表示與N直接鍵結的碳原子並未具有π鍵的a價有機基,而該有機基係至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有O、S、N;Bc-係表示c價的聚合酸陰離子;Ri~Rv係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的烷基、或亦可具有取代基的芳基;亦可由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成環結構;Ar1係表示亦可具有取代基的2價芳香族基;複數Ri~Rv及Ar1係分別可為相同亦可為不同;a及c係表示2以上的整數,b及d係表示1以上的整數;e係0或1,當e為0時鍵結不存在;複數e係可為相同亦可為不同)。
  2. 如申請專利範圍第1項之彩色濾光片用色材分散液,其中,上述色材(A-2)係玫瑰紅系酸性染料的鋁色澱色材。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之彩色濾光片用色材分散液,其中,上述色材(A-1)中的聚合酸陰離子係至少含有鎢,且鉬與鎢的莫耳比係 0:100~15:85。
  4. 一種色材,係玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,而色澱化劑係下述一般式(II)所示之聚氯化鋁:[化2]一般式(II):Aln(OH)mCl(3n-m)(一般式(II)中,n係2~20的整數,m係(n/2)~(3n-1)的整數)。
  5. 如申請專利範圍第4項之色材,係玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材,且色澱化劑係下述一般式(II')所示之聚氯化鋁:[化3]一般式(II'):Aln(OH)mCl(3n-m)(一般式(II')中,n係2~10的整數,m係2n~(3n-1)的整數)。
  6. 一種彩色濾光片,係至少具備有:透明基板、以及在該透明基板上設置的著色層;而該著色層之至少1者係含有下述一般式(I)所示之色材(A-1)、與玫瑰紅系酸性染料的金屬色澱色材(A-2); (一般式(I)中,A係表示與N直接鍵結的碳原子並未具有π鍵的a價有機基,而該有機基係至少在與N直接鍵結的末端具有飽和脂肪族烴基的脂肪族烴基、或具有該脂肪族烴基的芳香族基,碳鏈中亦可含有 O、S、N;Bc-係表示c價的聚合酸陰離子;Ri~Rv係表示各自獨立的氫原子、亦可具有取代基的烷基、或亦可具有取代基的芳基;亦可由Rii與Riii、Riv與Rv相鍵結形成環結構;Ar1係表示亦可具有取代基的2價芳香族基;複數Ri~Rv及Ar1係分別可為相同亦可為不同;a及c係表示2以上的整數,b及d係表示1以上的整數;e係0或1,當e為0時鍵結不存在;複數e係可為相同亦可為不同)。
  7. 一種液晶顯示裝置,其特徵係,具備有:申請專利範圍第6項之彩色濾光片、反基板、以及在上述彩色濾光片與上述反基板之間所形成的液晶層。
  8. 一種有機發光顯示裝置,其特徵係,具備有:申請專利範圍第6項之彩色濾光片、及有機發光體。
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