TWI477897B - 著色組成物、彩色濾光片及彩色液晶顯示元件 - Google Patents
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Description
本發明涉及著色組成物、彩色濾光片(color filter)以及彩色液晶顯示元件,更具體地說,關於對用於透射型或反射型的彩色液晶顯示裝置、彩色攝像管元件、有機EL顯示元件、電子紙等中的彩色濾光片來說有用的著色層的形成中使用的著色組成物,具有使用該著色組成物形成的著色層的彩色濾光片,以及具有該彩色濾光片的彩色液晶顯示元件。
作為使用著色放射線敏感性組成物形成彩色濾光片的方法,已知在基板上或在預先形成有所需圖案的遮光層的基板上,形成著色放射線敏感性組成物的塗膜,通過具有規定的圖案的光罩照射放射線(以下稱為“曝光”),進行顯影溶解除去未曝光部,然後進行後烘烤,由此得到各顏色的畫素的方法(專利文獻1、專利文獻2)。此外,還已知使用著色樹脂組成物通過噴墨方式得到各顏色的畫素的方法(專利文獻3)。
對於具有這種彩色濾光片的液晶顯示元件要求高對比度,因此,著色組成物中含有的顏料存在日益微粒化的趨勢。為了穩定地分散微粒化的顏料,已知使用分散劑是有效的。專利文獻3、專利文獻4中,為了提高顏料的分散穩定性,提出了使用包含具有四級銨鹽基的嵌段和不具有四級銨鹽基的嵌段的分散劑。但是,即使通過上述分散劑,也難以實現近年的高對比度的要求。即,若欲穩定地分散微粒化的顏料,則必須使用大量分散劑,結果難以通過鹼顯影液進行顯影,相反地若降低分散劑的用量,則存在不能得到充分的對比度比或著色組成物的保存穩定性變差的問題。
從以上背景考慮,強烈要求開發可以形成對比度比(contrast比)高的畫素且保存穩定性也優異的著色組成物。
[專利文獻1]日本特開平2-144502號公報
[專利文獻2]日本特開平3-53201號公報
[專利文獻3]日本特開2000-310706號公報
[專利文獻4]日本特開2004-182787號公報
[專利文獻5]日本特開2004-287366號公報
本發明的目的在於,提供一種可以形成對比度比高的畫素且保存穩定性也優異的著色組成物。
進一步地,本發明的目的在於提供一種具有由上述著色組成物形成的著色層的彩色濾光片以及一種具有該彩色濾光片的彩色液晶顯示元件。
鑒於上述情況,本發明人進行了深入硏究後發現,通過使用特定結構的分散劑可以解決上述問題,從而完成本發明。
即,本發明提供一種著色組成物,係含有(A)著色劑、(B)分散劑、(C)黏合劑用樹脂和(D)多官能性單體之著色組成物,其特徵在於,作為(B)分散劑,包含具有下式(1)所示的重複單元、下式(2)所示的重複單元和下式(3)所示的重複單元的共聚物(以下有時稱為“特定分散劑”)。
(式(1)中,R1
~R3
相互獨立地表示氫原子、或可以具有取代基的鏈狀或環狀的烴基,R1
~R3
中的2個以上可以相互結合形成環狀結構。R4
表示氫原子或甲基,X表示二價的連接基團,Y-
表示對陰離子。)
(式(2)中,R5
和R6
相互獨立地表示氫原子、或可以具有取代基的鏈狀或環狀的烴基,R5
和R6
可以相互結合形成環狀結構。R7
表示氫原子或甲基,Z表示二價的連接基團。)
(式(3)中,R8
表示可以具有取代基的鏈狀或環狀的烷基、可以具有取代基的芳基、或可以具有取代基的芳烷基,R9
表示氫原子或甲基。)
此外,本發明還提供具有使用該著色組成物形成的著色層的彩色濾光片以及具有該彩色濾光片的彩色液晶顯示元件。其中,「著色層」指的是彩色濾光片中使用的各色畫素、黑矩陣等。
此外,本發明提供含有著色劑、上述分散劑和溶劑的著色劑分散液。
本發明的著色組成物可以形成對比度比高的畫素且保存穩定性也優異。
此外,本發明的彩色濾光片例如在透射型或反射型的彩色液晶顯示裝置、彩色攝像管元件、顏色感測器(color sensor)、有機EL顯示元件、電子紙等中極其有用。
以下對本發明進行詳細的說明。
以下對本發明的著色組成物的構成成分進行說明。
作為本發明中的(A)著色劑,只要具有著色性則不特別限定,可以根據彩色濾光片等的用途適當選擇色彩、材質。具體地說,作為著色劑,可以使用顏料、染料和天然色素中的任意一種,但是由於彩色濾光片要求耐熱性,較佳為有機顏料、無機顏料。
作為有機顏料,可以舉出例如在Color Index(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司出版)中分類為顏料的化合物,具體地說,可以舉出下述帶有Color Index(C.I.)名的顏料。
C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃20、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃31、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃166、C.I.顏料黃168、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃211,C.I.顏料橙5、C.I.顏料橙13、C.I.顏料橙14、C.I.顏料橙24、C.I.顏料橙34、C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙38、C.I.顏料橙40、C.I.顏料橙43、C.I.顏料橙46、C.I.顏料橙49、C.I.顏料橙6I、C.I.顏料橙64、C.I.顏料橙68、C.I.顏料橙70、C.I.顏料橙71、C.I.顏料橙72、C.I.顏料橙73、C.I.顏料橙74,C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅180、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅207、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅243、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅255、C.I.顏料紅262、C.I.顏料紅264、C.I.顏料紅272,C.I.顏料紫1、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.顏料藍80,C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠58,C.I.顏料棕23、C.I.顏料棕25,C.I.顏料黑1、C.I.顏料黑7。
本發明中,有機顏料還可以通過重結晶法、再沉澱法、溶劑洗滌法、昇華法、真空加熱法或此等的組合純化後使用。
此外,作為上述無機顏料,可以舉出例如,氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅白、硫酸鉛、鉻黃、鋅黃、氧化鐵紅(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、普魯士藍、氧化鉻綠、鈷綠、棕土、鈦黑、合成鐵黑、碳黑等。
這些著色劑可以根據需要用聚合物對其粒子表面進行改性後使用。作為對顏料的粒子表面進行改性的聚合物,可以舉出例如日本特開平8-259876號公報中記載的聚合物、或市售的各種顏料分散用的聚合物或低聚物等。關於碳黑表面的聚合物被覆方法,例如可以採用日本特開平9-71733號公報、日本特開平9-95625號公報、日本特開平9-124969號公報等中記載的方法。
上述著色劑可以單獨使用或2種以上混合使用。
將本發明的著色組成物用於形成畫素時,由於畫素要求高精細的顯色,作為(A)著色劑,較佳為顯色性高的著色劑,具體地說較佳為使用有機顏料。
另一方面,將本發明的著色組成物用於形成黑矩陣時,由於黑矩陣要求遮光性,作為(A)著色劑,較佳為使用有機顏料或碳黑。
上述C.I.顏料黃150為下式所示的有機顏料,如日本特開平9-269410號公報、日本特開平10-160928、日本特開2007-13313號公報等所公開,作為提高紅色或綠色畫素的透光率(亮度)的著色劑已知。
進一步地,日本特開2001-354869號公報中,作為改善C.I.顏料黃150的透明性和色純度的彩色濾光片用顏料,公開了含有下式(I)所示的主體或為其互變異構體的主體和下式(II)所示的客體的晶籠化合物(clathrate compound)(以下有時稱為“特定顏料”)。
(式(II)中,Ra
~Rc
相互獨立地表示氫原子、或可以被羥基取代的碳原子數為I~4的烷基。)
但是,將上述特定顏料以高對比度且穩定地分散以滿足近年來對液晶顯示元件的高對比度化的要求的例子未有報導。本發明中,若使用特定顏料作為著色劑,則可以形成對比度特別高的畫素,且含有特定顏料的本發明的著色組成物的保存穩定性優異。
上述式(II)中,作為Ra
~Rc
,優選它們中的至少1個為氫原子,特佳為Ra
~Rc
全部為氫原子、即上述式(II)所示的客體為三聚氰胺。
特定顏料可以單獨使用或2種以上混合使用。
本發明中使用特定顏料作為著色劑時,在用於形成紅色畫素的著色組成物中,作為(A)著色劑,較佳為含有特定顏料的同時,含有選自C.I.顏料紅177和C.I.顏料紅254中的至少1種。此時,在全部著色劑中,特定顏料的含有比率較佳為1~30質量%,進一步更佳為2~25質量%。在全部著色劑中,選自C.I.顏料紅177和C.I.顏料紅254中的至少1種的含有比率較佳為50~99質量%,進一步更佳為60~98質量%。
此外,在用於形成綠色畫素的著色組成物中,作為(A)著色劑,優選含有特定顏料的同時,含有選自C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36和C.I.顏料綠58中的至少1種。此時,在全部著色劑中,特定顏料的含有比率較佳為1~80質量%,進一步更佳為2~70質量%。在全部著色劑中,選自C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36和C.I.顏料綠58中的至少1種的含有比率較佳為20~99質量%,進一步更佳為30~98質量%。
此外,在用於形成黑矩陣的著色組成物中,作為(A)著色劑,優選含有特定顏料的同時,含有選自C.I.顏料紅177和C.I.顏料紅254中的至少1種,以及選自C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15:3、C.I.顏料藍15:4和C.I.顏料藍15:6中的至少1種。此時,在全部著色劑中,特定顏料的含有比率較佳為2~30質量%,進一步更佳為5~25質量%。在全部著色劑中,選自C.I.顏料紅177和C.I.顏料紅254中的至少1種的含有比率較佳為40~99質量%,進一步更佳為50~80質量%。在全部著色劑中,選自C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15:3、C.I.顏料藍15:4和C.I.顏料藍15:6中的至少1種的含有比率較佳為5~40質量%,進一步更佳為10~30質量%。
本發明中,從形成透明性和色純度優異的畫素、或遮光性優異的黑矩陣方面考慮,且從確保顯影性方面考慮,(A)著色劑的含量較佳為著色組成物的全部固體成分的5~70質量%,進一步更佳為5~60質量%。其中,固體成分指的是後述的溶劑以外的成分。而且,本發明的著色組成物,即使在著色劑的含量為著色組成物的全部固體成分的30質量%以上的情況下,保存穩定性也優異。
本發明的著色組成物中使用的(B)分散劑為特定分散劑,即,是包含具有上述式(1)所示的具有四級銨鹽基的重複單元(以下有時稱為「重複單元(1)」)、上述式(2)所示的具有胺基的重複單元(以下有時稱為「重複單元(2)」)和上述式(3)所示的來自(甲基)丙烯酸酯系單體)的重複單元(以下有時稱為「重複單元(3)」)的共聚物的分散劑。而且,本說明書中,「(甲基)丙烯醯基((metha)acryl)」、「(甲基)丙烯酸酯」等指的是「丙烯醯基或甲基丙烯醯基」、「丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯」等,例如「(甲基)丙烯酸」指的是「丙烯酸或甲基丙烯酸」。
上述式(1)的R1
~R3
和上述式(2)的R5
~R6
所示的烴基上的取代基中,作為鏈狀的烴基上的取代基,可以舉出鹵原子、烷氧基、苯甲醯基、羥基等。此外,作為環狀的烴基上的取代基,可以舉出鏈狀的烷基、鹵原子、烷氧基、羥基等。此外,R1
~R6
所示的鏈狀的烴基包括直鏈狀和支鏈狀中的任意一種。
上述式(1)中,作為R1
~R3
中2個以上相互結合形成的環狀結構,可以舉出例如5~7元環的含氮雜環單環或它們2個縮合而成的縮合環。該含氮雜環優選不具有芳香性,若為飽和環則更佳。具體地說,可以舉出例如下述含氮雜環。
(式(1)中,R為R1
~R3
中的任意一種。)
這些環狀結構可以進一步具有取代基。
作為上述式(1)中的R1
~R3
,更佳為可以具有取代基的碳原子數為1~4的烷基、可以具有取代基的碳原子數為7~16的芳烷基,特佳為甲基、乙基、丙基、丁基、苄基。
此外,上述式(2)中,作為R5
和R6
相互結合形成的環狀結構,可以舉出例如5~7元環的含氮雜環單環或它們2個縮合而成的縮合環。該含氮雜環優選不具有芳香性,若為飽和環則更佳。具體地說,可以舉出例如下述含氮雜環。
這些環狀結構可以進一步具有取代基。
作為上述式(2)中的R5
和R6
,更佳為可以具有取代基的碳原子數為1~4的烷基,特佳為甲基、乙基、丙基、丁基。
上述式(1)和式(2)中,作為二價的連接基團X和Z,可以舉出例如亞甲基、碳原子數為2~10的伸烷基、亞芳基、-CONH-R13
-基、-COO-R14
-基[其中,R13
和R14
為單鍵、亞甲基、碳原子數為2~10的伸烷基或碳原子數為2~10的醚基(烷氧基烷基)]等,較佳為-COO-R14
-基。此外,上述式(1)中,作為平衡陰離子Y-
,可以舉出Cl-
、Br-
、I-
、ClO4 -
、BF4 -
、CH3
COO-
、PF6 -
等。
上述式(3)中,作為R8
所示的烷基上的取代基,可以舉出鹵原子、烷氧基等。此外,作為芳基或芳烷基上的取代基,可以舉出鏈狀的烷基、鹵原子、烷氧基等。此外,R8
所示的鏈狀的烷基包括直鏈狀和支鏈狀中的任意一種。
作為上述式(3)的R8
,優選碳原子數為1~8的鏈狀烷基、碳原子數為6~14的芳基、碳原子數為7~16的芳烷基,特佳為甲基、乙基、丙基、丁基、2-乙基己基、苯基、苄基、苯基乙基。
特定分散劑優選進一步具有下式(4)所示的來自(甲基)丙烯酸酯系單體)的重複單元(以下有時稱為「重複單元(4)」)。認為上述重複單元提高特定分散劑對於溶劑等黏合劑成分的相溶性,進一步提高著色劑的分散穩定性。
(式(4)中,R10
表示伸乙基或伸丙基,R11
表示碳原子數為1~5的烷基,R12
表示氫原子或甲基,n表示1~20的整數。)
作為上述式(4)中的R11
,較佳為甲基、乙基、丙基、丁基。此外,n較佳為1~10,更佳為1~5。
特定分散劑還可以具有重複單元(1)~重複單元(4)以外的重複單元。作為這種重複單元的例子,可以舉出來自苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體),(甲基)丙烯醯氯等(甲基)丙烯酸鹽系單體),(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺等(甲基)丙烯醯胺系單體),乙酸乙烯酯,丙烯腈,烯丙基縮水甘油基醚、巴豆酸縮水甘油基醚,N-甲基丙烯醯基嗎啉等單體的重複單元。
特定分散劑中,重複單元(1)的共聚比率在全部重複單元中較佳為10~60質量%,更佳為20~50質量%。重複單元(2)的共聚比率在全部重複單元中較佳為1~30質量%,更佳為2~20質量%。重複單元(3)的共聚比率在全部重複單元中較佳為30~80質量%,更佳為40~70質量%。重複單元(4)的共聚比率在全部重複單元中較佳為1~30質量%,更佳為2~20質量%。通過以這種比率將各重複單元共聚,可以得到分散性優異的著色組成物。
特定分散劑只要具有重複單元(1)~重複單元(3)則不特別限定,但是從進一步提高分散性方面考慮,較佳為包含具有重複單元(1)和重複單元(2)的A嵌段、和不具有重複單元(1)和重複單元(2)而具有重複單元(3)的B嵌段的嵌段共聚物。該嵌段共聚物較佳為A-B嵌段共聚物或B-A-B嵌段共聚物。通過向A嵌段中不僅導入四級銨鹽基還導入胺基,分散劑的分散能力意外地顯著提高。此外,較佳為B嵌段進一步具有重複單元(4)。
重複單元(1)和重複單元(2)可以以無規共聚、嵌段共聚中的任意一種形式包含在A嵌段中。此外,也可以在1個A嵌段中分別含有2種以上重複單元(1)和重複單元(2),此時,各重複單元可以以無規共聚、嵌段共聚中的任意一種方式包含在該A嵌段中。A嵌段中的重複單元(1)/重複單元(2)的共聚比較佳為99/1~50/50,更佳為95/5~70/30(質量比)。
此外,A嵌段中可以含有重複單元(1)和重複單元(2)以外的重複單元,作為這種重複單元的例子,可以舉出重複單元(3)等。重複單元(1)和重複單元(2)以外的重複單元在A嵌段中的含量較佳為0~50質量%,更佳為0~20質量%,但是最佳為A嵌段中不含有上述重複單元A。
重複單元(3)和重複單元(4)可以以無規共聚、嵌段共聚中的任意一種形式包含在B嵌段中。特定分散劑為B-A-B嵌段共聚物時,可以為包含具有重複單元(3)且不具有重複單元(4)的B1嵌段、和具有重複單元(4)且不具有重複單元(3)的B2嵌段的B1-A-B2嵌段共聚物。此外,也可以在1個B嵌段中分別含有2種以上重複單元(3)和重複單元(4),此時,各重複單元可以以無規共聚、嵌段共聚中的任意一種形式包含在該B嵌段中。B嵌段中的重複單元(3)/重複單元(4)的共聚比較佳為99/1~50/50,更佳為99/1~80/20(質量比)。上述B1嵌段/B2嵌段比也與此相同。
B嵌段中也可以包含重複單元(3)和重複單元(4)以外的重複單元,作為這種重複單元的例子,可以舉出來自苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯系單體),(甲基)丙烯醯氯等(甲基)丙烯酸鹽系單體),(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺等(甲基)丙烯醯胺系單體),乙酸乙烯酯,丙烯腈,烯丙基縮水甘油基醚、巴豆酸縮水甘油基醚,N-甲基丙烯醯基嗎啉等單體的重複單元。重複單元(3)和重複單元(4)以外的重複單元在B嵌段中的含量較佳為0~50質量%,更佳為0~20質量%,但是最佳為B嵌段中不包含上述重複單元。
特定分散劑為A-B嵌段共聚物或B-A-B嵌段共聚物,構成該共聚物的A嵌段/B嵌段比從分散性方面考慮,較佳為10/90~70/30,特佳為25/75~55/45(質量比)。
此外,特定分散劑的酸值從分散性方面考慮優選酸值低,特佳為0mgKOH/g。其中,酸值表示中和分散劑固體成分1g所必需的KOH的mg數。
此外,特定分散劑的分子量,按照聚苯乙烯換算重均分子量(以下有時稱為“Mw”)計,較佳為1000~30000。若Mw過小則分散穩定性有可能降低,另一方面若Mw過大則對本發明的著色組成物賦予鹼顯影性時,存在顯影性降低或通過狹縫噴頭進行塗布時有可能易產生乾燥異物。
特定分散劑可以通過公知的方法製備,特定分散劑為嵌段共聚物時,例如可以通過將導入了上述各重複單元的單體進行活性聚合來製備。作為活性聚合法,可以採用日本特開平9-62002號公報,日本特開2002-31713號公報,P. Lutz,P. Masson等人,Polym. Bull. 12,79(1984),B.C. Anderson,G.D. Andrews等人,Macromolecules,14,1601(1981),K. Hatada,K. Ute,等人,Polym. J. 17,977(1985),18,1037(1986),右手浩一、畑田耕一、高分子加工、36,366(1987),東村敏延、澤本光男、高分子論文集、46,189(1989),M. Kuroki,T. Aida,J. Am. Chem. Soc,109,4737(1987),相田卓三、井上祥平、有機化學合成、43,300(1985),D. Y. Sogoh,W. R. Hertler等人,Macromolecules,20,1473(1987)等中記載的公知的方法。
作為製備特定分散劑時使用的導入重複單元(1)的單體,可以舉出例如,(甲基)丙烯醯基胺基丙基三甲基氯化銨、(甲基)丙烯醯氧基乙基三甲基氯化銨、(甲基)丙烯醯氧基乙基三乙基氯化銨、(甲基)丙烯醯氧基乙基(4-苯甲醯基苄基)二甲基溴化銨、(甲基)丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨、(甲基)丙烯醯氧基乙基苄基二乙基氯化銨等。作為導入重複單元(2)的單體,可以舉出例如(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基丙酯等。重複單元(1)也可以通過將導入重複單元(2)的單體聚合後,使該聚合物與苄基氯等鹵代烴化合物反應,部分地使胺基變成四級化來導入。
此外,作為導入重複單元(3)的單體,可以舉出例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸雙環戊酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯基乙酯等。作為導入重複單元(4)的單體,可以舉出例如,聚乙二醇(n=1~5)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(n=1~5)乙基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(n=1~5)丙基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=1~5)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=1~5)乙基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=1~5)丙基醚(甲基)丙烯酸酯等。
本發明中,可以同時並用特定分散劑和其他的分散劑。作為其他的分散劑,可以舉出例如,Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182、Disperbyk-2000、Disperbyk-2001(以上由Byk Chemie(BYK)公司生產),Soluspass 24000、Soluspass 76500(Lubrizol(股)公司生產),Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB823、Ajisper PB824、Ajisper PB827(Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司生產)等市售品。
本發明中,對分散劑的含量不特別限定,但是相對於(A)著色劑100質量份,較佳為0.5~70質量份,進一步更佳為5~50質量份,特佳為5~30質量份。此外,特定分散劑的含有比率,相對於特定分散劑與其他分散劑的總量,較佳為25質量%以上,更佳為50質量%以上。藉由以上述方式含有分散劑,可以得到能形成對比度比高的畫素,且保存穩定性、顯影性也優異的著色組成物。
對本發明的著色組成物中含有的(C)黏合劑用樹脂不特別限定,但是較佳為具有羧基、酚性羥基等酸性官能團的聚合物。其中,較佳為包含具有羧基的聚合物(以下有時稱為“含羧基的聚合物”)的黏合劑用樹脂,特佳為具有1個以上羧基的烯鍵式不飽和單體(以下有時稱為「不飽和單體(c1)」)與其他的可以共聚的烯鍵式不飽和單體(以下有時稱為「不飽和單體(c2)」)的共聚物。
作為不飽和單體(c1),可以舉出例如:(甲基)丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、肉桂酸等不飽和單羧酸,馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、中康酸等不飽和二羧酸或其酸酐,琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯等二價以上的多元羧酸的單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯,ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等兩末端具有羧基和羥基的聚合物的單(甲基)丙烯酸酯等。
不飽和單體(c1)可以單獨或2種以上混合使用。
本發明中,作為不飽和單體(c1),較佳為(甲基)丙烯酸、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等,特佳為(甲基)丙烯酸。
不飽和單體(c1)與不飽和單體(c2)的共聚物中,不飽和單體(c1)的共聚比率較佳為5~50質量%,進一步更佳為10~40質量%。通過在這種範圍內將不飽和單體(c1)共聚,可以得到鹼顯影性和保存穩定性優異的著色組成物。
此外,作為不飽和單體(c2),可以舉出例如:馬來醯亞胺,N-苯基馬來醯亞胺、N-鄰羥基苯基馬來醯亞胺、N-間羥基苯基馬來醯亞胺、N-對羥基苯基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-琥珀醯亞胺基-3-馬來醯亞胺基苯甲酸酯、N-琥珀醯亞胺基-4-馬來醯亞胺基丁酸酯、N-琥珀醯亞胺基-6-馬來醯亞胺基己酸酯、N-琥珀醯亞胺基-3-馬來醯亞胺基丙酸酯、N-(吖啶基)馬來醯亞胺等N-位取代的馬來醯亞胺,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰乙烯基甲苯、間乙烯基甲苯、對乙烯基甲苯、對氯苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、鄰乙烯基苯酚、間乙烯基苯酚、對乙烯基苯酚、對羥基-α-甲基苯乙烯、鄰乙烯基苄基甲基醚、間乙烯基苄基甲基醚、對乙烯基苄基甲基醚、鄰乙烯基苄基縮水甘油基醚、間乙烯基苄基縮水甘油基醚、對乙烯基苄基縮水甘油基醚等芳族乙烯基化合物,茚、1-甲基茚等茚類,(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)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02.6
]癸烷-8-基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥基苯酯、對異丙苯基苯酚的環氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯等不飽和羧酸酯,(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯等不飽和羧酸縮水甘油基酯,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯酯,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基縮水甘油基醚等其他的不飽和醚,(甲基)丙烯腈、α-氯丙烯腈、伸乙烯基二氰等丙烯腈化合物,(甲基)丙烯醯胺、α-氯丙烯醯胺、N-2-羥基乙基(甲基)丙烯醯胺等不飽和醯胺,1,3-丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等脂肪族共軛二烯,聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚矽氧烷等聚合物分子鏈的末端具有單(甲基)丙烯醯基的大分子單體等。
這些不飽和單體(c2)可以單獨或2種以上混合使用。本發明中,作為不飽和單體(c2),較佳為N-位取代馬來醯亞胺、芳族乙烯基化合物、不飽和羧酸酯、聚合物分子鏈的末端具有單(甲基)丙烯醯基的大分子單體,特佳為N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對羥基-α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥基苯酯、對異丙苯基苯酚的環氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯大分子單體、聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體。
本發明中,像例如日本特開平5-19467號公報、日本特開平6-230212號公報、日本特開平7-207211號公報、日本特開平11-140144號公報、日本特開2008-181095號公報等所公開,可以使用側鏈具有(甲基)丙烯醯基等聚合性不飽和鍵的含羧基的聚合物作為黏合劑用樹脂。
本發明中的黏合劑用樹脂用凝膠滲透色譜(GPC,洗脫溶劑:四氫呋喃)測定得到的Mw通常為1000~45000,較佳為3000~30000。若Mw過小,則得到的被膜的殘膜率等有可能降低,圖案形狀、耐熱性等有可能受損,或電學特性有可能變差,另一方面,若過大則解析度有可能降低,圖案形狀有可能受損,或通過狹縫噴頭方式進行塗布時有可能易產生乾燥異物。
此外,本發明中的黏合劑用樹脂的Mw與用凝膠滲透色譜(GPC,洗脫溶劑:四氫呋喃)測定得到的聚苯乙烯換算數均分子量(以下稱為「Mn」)的比(Mw/Mn)較佳為1.0~5.0,更佳為1.0~3.0。
本發明中的黏合劑用樹脂例如可以通過將作為其構成成分的不飽和單體,在適當的溶劑中,在2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等自由基聚合引發劑的存在下聚合來製備。
此外,本發明中的黏合劑用樹脂,例如可以如下製備:將作為其構成成分的各不飽和化合物,在2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等自由基聚合引發劑,以及吡唑-1-二硫代甲酸氰基(二甲基)甲酯、吡唑-1-二硫代甲酸苯甲酯、二硫化四乙基秋蘭姆、二(吡唑-1-基硫代羰基)二硫化物、二(3-甲基-吡唑-1-基硫代羰基)二硫化物、二(4-甲基-吡唑-1-基硫代羰基)二硫化物、二(5-甲基-吡唑-1-基硫代羰基)二硫化物、二(3,4,5-三甲基-吡唑-1-基硫代羰基)二硫化物、二(吡咯-1-基硫代羰基)二硫化物、二硫代苯甲醯基二硫化物等起引發-轉移-終止劑(inferter)作用的分子量控制劑的存在下,在惰性溶劑中,反應溫度通常為0~150℃、較佳為50~120℃,進行活性自由基聚合,由此製備本發明中的黏合劑用樹脂。
進一步地,本發明中的黏合劑用樹脂可以如下製備:將作為其構成成分的各不飽和單體,在上述自由基聚合引發劑以及起鏈轉移劑作用的多元硫醇化合物的存在下,在適當的溶劑中進行自由基聚合,由此製備本發明中的黏合劑用樹脂。其中,多元硫醇化合物指的是1個分子中具有2個以上硫醇基的化合物,可以舉出例如,三(羥甲基)丙烷三(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、四乙二醇二(3-巰基丙酸酯)、二新戊四醇六(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇四(巰基乙酸酯)、1,4-二(3-巰基丁醯氧基)丁烷、新戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、1,3,5-三(3-巰基丁氧基乙基)-1,3,5-三-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮等。
本發明中的黏合劑用樹脂可以如上所述將不飽和單體自由基聚合後,經過使用2種以上極性不同的有機溶劑的再沉澱法進行純化。即,通過對聚合後的良溶劑中的溶液根據需要進行過濾或離心分離等除去不溶的雜質後,注入到大量(通常為聚合物溶液體積的5~10倍量)的沉澱劑(不良溶劑)中,對共聚物進行再沉澱,由此純化本發明中的黏合劑用樹脂。此時,在殘留在聚合物溶液中的雜質中,可溶於沉澱劑中的雜質殘留在液相中,從純化黏合劑用樹脂中分離。
作為在該再沉澱法中使用的良溶劑/沉澱劑的組合,可以舉出例如,二乙二醇單甲基醚乙酸酯/正己烷、甲基乙基酮/正己烷、二乙二醇單甲基醚乙酸酯/正庚烷、甲基乙基酮/正庚烷等。
本發明中,(C)黏合劑用樹脂的含量相對於(A)著色劑100質量份,較佳為10~1000質量份,特佳為20~500質量份。此時,黏合劑用樹脂的含量小於10質量份時,例如,鹼顯影性有可能降低,或有可能在未曝光部的基板上或遮光層上產生殘渣或浮汙,另一方面,若超過1000質量份,則由於著色劑濃度相對地降低,作為薄膜有可能難以達到目標色濃度。
本發明中的(D)多官能性單體為具有2個以上聚合性不飽和鍵的單體。
作為這種多官能性單體,可以舉出例如:乙二醇、丙二醇等伸烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇、聚丙二醇等聚伸烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯,甘油、三(羥甲基)丙烷、新戊四醇、二新戊四醇等3元以上多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯或其二羧酸改性物,聚酯、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、有機矽樹脂、螺環樹脂等低聚(甲基)丙烯酸酯,兩末端羥基聚-1,3-丁二烯、兩末端羥基聚異戊二烯等兩末端羥基聚合物的二(甲基)丙烯酸酯,三[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]磷酸酯、異氰脲酸環氧乙烷改性三丙烯酸酯、具有胺基甲酸酯結構的聚(甲基)丙烯酸酯、具有己內酯結構的聚(甲基)丙烯酸酯等。
這些多官能性單體中,較佳為3元以上多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯類或它們的二羧酸改性物,具有胺基甲酸酯結構的聚(甲基)丙烯酸酯以及具有己內酯結構的聚(甲基)丙烯酸酯。作為3元以上多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯類或它們的二羧酸改性物,較佳為三(羥甲基)丙烷三丙烯酸酯、三(羥甲基)丙烷三(甲基丙烯酸)酯、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基丙烯酸)酯、新戊四醇四丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基丙烯酸)酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基丙烯酸)酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基丙烯酸)酯、新戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸的單酯化物、新戊四醇三(甲基丙烯酸)酯與琥珀酸的單酯化物、二新戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸的單酯化物、二新戊四醇五(甲基丙烯酸)酯與琥珀酸的單酯化物,特別是三(羥甲基)丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸的單酯化物和二新戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸的單酯化物,由於著色層的強度高,著色層的表面平滑性優異,且不易在未曝光部的基板上和遮光層上產生浮汙、膜殘留等,因而較佳。
上述多官能性單體可以單獨使用或2種以上混合使用。
本發明中的(D)多官能性單體的含量相對於(C)黏合劑用樹脂100質量份,較佳為5~500質量份,特佳為20~300質量份。此時,多官能性單體的含量小於5質量份時,存在畫素的強度或表面平滑性降低的趨勢,另一方面若超過500質量份,則例如存在鹼顯影性降低,或易在未曝光部的基板上或遮光層上產生浮汙、膜殘留等的趨勢。
此外,本發明中,多官能性單體的一部分也可以替換為具有1個聚合性不飽和鍵的單官能性單體。
作為上述單官能性單體,可以舉出例如,琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯等2元以上多元羧酸的單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯,ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等兩末端具有羧基和羥基的聚合物的單(甲基)丙烯酸酯或N-(甲基)丙烯醯基嗎啉,N-乙烯基吡咯烷酮,N-乙烯基-ε-己內醯胺。另外,作為市售品可以舉出M-5600(商品名,東亞合成(股)生產)等。
這些單官能性單體可以單獨使用或2種以上混合使用。
本發明中的單官能性單體的含有比率相對於多官能性單體與單官能性單體的總量,較佳為90質量%以下,更佳為50質量%以下。此時,若單官能性單體的使用比率超過90質量%,則存在畫素的強度或表面平滑性降低的趨勢。
藉由在本發明的著色組成物中含有光聚合引發劑,亦可對著色組成物賦予放射線敏感性。其中所稱的「放射線」指的是包括可見光線、紫外線、遠紫外線、電子射線、X射線等的放射線。
本發明中使用的(E)光聚合引發劑為通過可見光線、紫外線、遠紫外線、電子射線、X射線等放射線的曝光,產生可以引發上述(D)多官能性單體以及根據需要使用的單官能性單體的聚合的活性種的化合物。
作為這種光聚合引發劑,可以舉出例如,噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯二咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物、鎓鹽系化合物、苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、重氮系化合物、醯亞胺磺酸酯系化合物等。
本發明中,光聚合引發劑可以單獨使用或2種以上混合使用,作為光聚合引發劑,較佳為選自噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、聯二咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物中的至少1種。
本發明中較佳的光聚合引發劑中,作為噻噸酮系化合物的具體例子,可以舉出噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2-十二烷基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮等。
這些噻噸酮系化合物中,較佳為2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮。
上述噻噸酮系化合物可以單獨使用或2種以上混合使用。
此外,作為上述苯乙酮系化合物的具體例子,可以舉出2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮、1-羥基環己基-苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1,2-辛二酮等。
這些苯乙酮系化合物中,特佳為2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮等。
上述苯乙酮系化合物可以單獨使用或2種以上混合使用。
此外,作為上述聯二咪唑系化合物的具體例子,可以舉出2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑等。
這些聯二咪唑系化合物中,較佳為2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑等,特佳為2,2’-二(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯二咪唑。
上述聯二咪唑系化合物可以單獨使用或2種以上混合使用。
本發明中,使用聯二咪唑系化合物作為光聚合引發劑時,從可以進一步改善靈敏度的方面考慮,較佳為並用下述氫予體。
其中所稱的“氫予體”指的是可以給通過曝光由聯二咪唑系化合物產生的自由基供給氫原子的化合物。
作為本發明中的氫予體,較佳為下述定義的硫醇系化合物、胺系化合物等。
上述硫醇系化合物包括以苯環或雜環為母核,具有1個以上、較佳為1~3個、進一步較佳為1~2個與該母核直接結合的巰基的化合物(以下稱為“硫醇類氫予體”)。
上述胺系化合物包括以苯環或雜環為母核,具有1個以上、優選1~3個、進一步優選1~2個與該母核直接結合的胺基的化合物(以下稱為“胺類氫予體”)。
而且,這些氫予體可以同時具有巰基和胺基。
以下對氫予體進行更具體的說明。
硫醇類氫予體可以分別具有1個以上苯環或雜環,還可以具有苯環與雜環兩者,具有2個以上這些環時,可以形成或不形成縮合環。
此外,硫醇類氫予體具有2個以上巰基時,只要殘留至少1個游離巰基,則其餘的巰基的1個以上可以被烷基、芳烷基或芳基取代,進一步地,只要殘留至少1個游離巰基,則可以具有2個硫原子通過伸烷基等二價有機基團結合而成的結構單元,或2個硫原子以二硫化物的形式結合而成的結構單元。
進一步地,硫醇類氫予體可以在巰基以外的部位,被羧基、烷氧基羰基、取代烷氧基羰基、苯氧基羰基、取代苯氧基羰基、腈基等取代。
作為這種硫醇類氫予體的具體例子,可以舉出2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并唑、2-巰基苯并咪唑、2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑、2-巰基-2,5-二甲基胺基吡啶等。
這些硫醇類氫予體中,較佳為2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并唑,特佳為2-巰基苯并噻唑。
此外,胺類氫予體可以分別具有1個以上苯環或雜環,還可以具有苯環與雜環兩者,具有2個以上這些環時,可以形成或不形成縮合環。
此外,胺類氫予體中,胺基的1個以上可以被烷基或取代烷基取代,此外可以在胺基以外的部位,被羧基、烷氧基羰基、取代烷氧基羰基、苯氧基羰基、取代苯氧基羰基、腈基等取代。
作為這種胺類氫予體的具體例子,可以舉出4,4’-二(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮、4-二乙基胺基苯乙酮、4-二甲基胺基苯丙酮、乙基-4-二甲基胺基苯甲酸酯、4-二甲基胺基苯甲酸、4-二甲基胺基苯甲腈等。
這些胺類氫予體中,較佳為4,4’-二(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮,特佳為4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮。
而且,胺類氫予體即使在聯二咪唑系化合物以外的光聚合引發劑的情況下,也具有增敏劑的作用。
本發明中,氫予體可以單獨使用或2種以上混合使用,從在所形成的著色層顯影時不易從基板上脫落,並且著色層強度和靈敏度也高的方面考慮,優選將1種以上硫醇類氫予體與1種以上胺類氫予體組合使用。
作為硫醇類氫予體與胺類氫予體的組合的具體例子,可以舉出2-巰基苯并噻唑/4,4’-二(二甲基胺基)二苯甲酮、2-巰基苯并噻唑/4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮、2-巰基苯并唑/4,4’-二(二甲基胺基)二苯甲酮、2-巰基苯并唑/4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮等,進一步較佳的組合為2-巰基苯并噻唑/4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮、2-巰基苯并唑/4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮,特佳為特佳的組合為2-巰基苯并噻唑/4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮。
硫醇類氫予體與胺類氫予體的組合中的硫醇類氫予體與胺類氫予體的重量比通常為1:1~1:4,較佳為1:1~1:3。本發明中,將氫予體與聯二咪唑系化合物並用時,相對於(D)多官能性單體總計100質量份,氫予體的含量較佳為0.01~40質量份,進一步更佳為1~30質量份,特佳為1~20質量份。此時,若氫予體的含量小於0.01質量份,則存在靈敏度的改善效果降低的趨勢,另一方面,若超過40質量份,則所形成的著色層在顯影時存在易從基板上剝離的趨勢。
胺類氫予體與苯乙酮系化合物等聯二咪唑系化合物以外的光聚合引發劑並用時,可以發揮增敏劑的功能。使用胺類氫予體作為增敏劑時,相對於聯二咪唑系化合物以外的光聚合引發劑100質量份,其含量通常為300質量份以下,較佳為200質量份以下,進一步更佳為100質量份以下,但是由於若上述含量過少則難以得到充分的效果,含量的下限較佳為2質量份,進一步更佳為5質量份。
此外,作為上述三系化合物的具體例子,可以舉出2,4,6-三(三氯甲基)-s-三、2-甲基-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-二(三氯甲基)-s-三、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-二(三氯甲基)-s-三等具有鹵甲基的三系化合物。
這些三系化合物中,特佳為2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-二(三氯甲基)-s-三。
上述三系化合物可以單獨使用或2種以上混合使用。
此外,作為上述O-醯基肟系化合物的具體例子,可以舉出例如,1,2-庚二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、1,2-辛二酮,1-[4-(苯甲醯基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(3-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-苯甲醯基-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基)苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、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}-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等。
這些O-醯基肟系化合物中,特佳為1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、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}-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等。
上述O-醯基肟系化合物可以單獨使用或2種以上混合使用。
本發明中,光聚合引發劑的含量相對於(C)多官能性單體100質量份,較佳為0.01~120質量份,特佳為1~100質量份。此時,若光聚合引發劑的含量小於0.01質量份,則通過曝光進行的硬化不充分,有可能難以得到畫素圖案按照規定的排列配置的彩色濾光片,另一方面,若超過120質量份,則形成的畫素圖案在顯影時有易從基板剝離的傾向。
本發明的著色組成物含有上述(A)~(D)成分以及任意添加的(E)成分或後述的添加劑,通常配合溶劑製備成液態組成物。
作為上述溶劑,只要是將(A)~(E)成分或後述的添加劑成分分散或溶解,且不與這些成分反應,具有適當的揮發性的溶劑,則可以適當選擇來使用。
作為這種溶劑,可以舉出例如:乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二乙二醇單正丁基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單正丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單正丁基醚、三丙二醇單甲基醚、三丙二醇單乙基醚等(多)伸烷二醇單烷基醚類,乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等(多)伸烷二醇單烷基醚乙酸酯類,二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氫呋喃等其他的醚類,甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮類,丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等二乙酸酯類,乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯類,2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-側氧丁酸乙酯等其他的酯類,甲苯、二甲苯等芳烴類,N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等醯胺或內醯胺類等。
這些溶劑中,從溶解性、顏料分散性、塗布性等方面考慮,較佳為丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等。
上述溶劑可以單獨使用或2種以上混合使用。
進一步地,還可以同時並用上述溶劑和苄基乙基醚、二正己基醚、丙酮基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、乙二醇單苯基醚乙酸酯等高沸點溶劑。
上述高沸點溶劑可以單獨使用或2種以上混合使用。
對溶劑的含量不特別限定,但是從得到的著色組成物的塗布性、穩定性等方面考慮,該組成物中除溶劑之外的各成分的總計濃度通常較佳為5~50質量%的量,特佳為10~40質量%的量。
本發明的著色組成物根據需要還可以進一步含有添加劑。
其中,作為添加劑,可以舉出例如,玻璃、氧化鋁等填充劑,聚乙烯醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)類等高分子化合物,非離子類表面活性劑、陽離子類表面活性劑、陰離子類表面活性劑等表面活性劑,乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-乙氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等密合促進劑,2,2-硫代二(4-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,6-二三級丁基苯酚等抗氧化劑,2-(3-三級丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮類等紫外線吸收劑,聚丙烯酸鈉等抗絮凝劑,丙二酸、已二酸、衣康酸、檸康酸、富馬酸、中康酸、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、5-胺基-1-戊醇、3-胺基-1,2-丙二醇、2-胺基-1,3-丙二醇、4-胺基-1,2-丁二醇等殘渣改善劑等。
本發明中,著色組成物可以通過適當的方法製備,例如,可以通過將(A)~(D)成分與(F)溶劑或任意添加的其他的成分一起混合來製備。作為更佳的著色組成物的製備方法,可以舉出通過將(A)著色劑在(F)溶劑中、在(B)分散劑以及根據需要添加的分散助劑的存在下,根據需要與(C)成分的一部分一起,例如使用珠磨機、輥磨機等,進行粉碎的同時混合、分散製成著色劑分散液,對該著色劑分散液中添加(C)~(D)成分和根據需要進一步追加的溶劑或其他的成分,進行混合來製備的方法。
作為上述分散助劑,可以舉出例如顏料衍生物等,具體地說,可以舉出銅酞菁、二側氧吡咯並吡咯、奎酞酮的磺酸衍生物等。
本發明的彩色濾光片具有由本發明的著色組成物形成的著色層。
以下對形成本發明的彩色濾光片的方法進行說明。作為形成彩色濾光片的方法,第一已知以下的方法。
首先,在基板的表面上根據需要形成遮光層(黑矩陣)以劃分形成畫素的部分,在該基板上例如塗布分散有紅色顏料的放射線敏感性組成物的液態組成物後,進行預烘烤(prebake)使溶劑蒸發,形成塗膜。然後,通過光罩對該塗膜進行曝光後,使用鹼顯影液進行顯影,溶解除去塗膜的未曝光部,然後進行後烘烤(postbake),由此形成紅色畫素圖案以規定的排列配置的畫素陣列。
然後,使用分散有綠色或藍色顏料的各放射線敏感性組成物的液態組成物,與上述同樣地進行各液態組成物的塗布、預烘烤、曝光、顯影和後烘,在同一基板上依次形成綠色的畫素陣列和藍色的畫素陣列,由此得到在基板上配置有紅色、綠色和藍色三原色的畫素陣列的彩色濾光片。其中,本發明中,形成各顏色畫素的順序不限於上述順序。
此外,黑矩陣可以使用黑色的放射線敏感性組成物,與上述畫素形成的情況同樣地形成。
作為形成畫素和/或黑矩陣時使用的基板,可以舉出例如,玻璃、矽、聚碳酸酯、聚酯、芳族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。
此外,還可以根據需要預先對這些基板實施通過矽烷偶合劑等進行的化學試劑處理、電漿處理、離子鍍敷、濺射、氣相反應法、真空蒸鍍等適當的預處理。
在基板上塗布放射線敏感性組成物的液態組成物時,可以採用噴塗法、輥塗法、旋塗法(旋轉塗布法)、縫模塗布法、線棒塗布法等適當的塗布法,但是特佳為旋塗法、縫模塗布法。
塗布厚度以乾燥後的膜厚計,通常為0.1~10μm,較佳為0.2~8.0μm,特佳為0.2~6.0μm。
作為形成畫素和/或黑矩陣時使用的放射線,例如可以使用可見光線、紫外線、遠紫外線、電子射線、X射線等,但是較佳為波長處於190~450nm範圍內的放射線。
放射線的曝光量通常較佳為10~10000J/m2
。
此外,作為上述鹼顯影液,較佳為碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、膽鹼、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮雜雙環-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
可以向上述鹼顯影液中適當添加例如甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或表面活性劑等。而且,鹼顯影後通常進行水洗。
作為顯影處理法,可以適用噴淋顯影法、噴霧顯影法、浸漬(dip)顯影法、液池(paddle)顯影法等。顯影條件較佳為常溫下5~300秒。
此外,作為形成彩色濾光片的第二方法,還已知在日本特開平7-318723號公報、日本特開2000-310706號公報等中公開的通過噴墨方式得到各色畫素的方法。
如此得到的本發明的彩色濾光片由於對比度比高,特別是在以TV為代表的彩色液晶顯示元件中極其有用。
本發明的彩色液晶顯示元件具有本發明的彩色濾光片。
本發明的彩色液晶顯示元件可以採用適當的結構。例如,可以是將彩色濾光片形成在與配置有薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板不同的基板上,驅動用基板與形成有彩色濾光片的基板夾有液晶層而對置的結構,進一步地可以是在配置有薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板的表面上形成有彩色濾光片的基板與形成有ITO(摻雜錫的氧化銦)電極的基板夾有液晶層而對置的結構。後一結構具有可以顯著提高開口率,得到明亮的高精細的液晶顯示元件的優點。
以下舉出實施例對本發明的實施方式進行更具體的說明。但是,本發明不被下述實施例所限定。
分散劑B1為顏料濕潤分散劑的市售品,是改性丙烯酸類嵌段共聚物的丙二醇甲基醚乙酸酯/丁基溶纖劑=1/1(質量比)溶液(固體成分濃度40質量%、酸值=0)。通過熱分解GC-MS、FT-IR測定、質子NMR,確認分散劑B1是包含具有來自甲基丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨和甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯的重複單元的A嵌段,和具有來自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸苯甲酯和三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯的重複單元的B嵌段之嵌段共聚物(A/B=38/62)。Mw=2700。各重複單元的共聚比為甲基丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨/甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸苯甲酯/三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯=34/4/16/17/12/10/7(質量比)。
分散劑b1為顏料濕潤分散劑的市售品,是改性丙烯酸類嵌段共聚物的丙二醇甲基醚乙酸酯/丁基溶纖劑=1/1(質量比)溶液(固體成分濃度40質量%、酸值=0)。通過熱分解GC-MS、FT-IR、質子NMR測定,確認分散劑b1是包含具有來自甲基丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨的重複單元的A嵌段,和具有來自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸苯甲酯和三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯的重複單元的B嵌段之嵌段共聚物(A/B=16/84)。Mw為4400。各重複單元的共聚比為甲基丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸苯甲酯/三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯=16/16/15/18/29/6(質量比)。
在具有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入AIBN(2,2’-偶氮二異丁腈)1.0質量份和丙二醇單甲基醚乙酸酯186質量份,然後加入甲基丙烯酸甲酯27質量份、甲基丙烯酸丁酯27質量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯21質量份、甲基丙烯酸苯甲酯18質量份和二硫代苯甲酸異丙苯基酯3.6質量份,進行氮氣置換30分鐘。然後緩慢地進行攪拌,使反應溶液的溫度升高至60℃,保持該溫度24小時,進行活性自由基聚合。
然後,在該反應溶液中添加將AIBN 1.0質量份和甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯35質量份溶解在丙二醇單甲基醚乙酸酯70質量份中、並進行氮氣置換30分鐘得到的溶液,在60℃下進行活性自由基聚合24小時,由此得到嵌段共聚物的溶液。
在所得的嵌段共聚物溶液中添加苄基氯25質量份和丙二醇單甲基醚50質量份,在80℃下進行2小時反應,得到含有分散劑B2的溶液。分散液B2是包含具有來自甲基丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨和甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯的重複單元的A嵌段,和具有來自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸苯甲酯的重複單元的B嵌段的嵌段共聚物。質子NMR測定的結果是,各重複單元的共聚比為甲基丙烯醯氧基乙基苄基二甲基氯化銨/甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸苯甲酯=34/4/18/18/14/12(質量比)。
在具有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入AIBN 1.0質量份和丙二醇單甲基醚乙酸酯186質量份,然後加入甲基丙烯酸甲酯27質量份、甲基丙烯酸丁酯27質量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯19質量份、甲基丙烯酸苯甲酯16質量份、三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯16質量份和二硫代苯甲酸異丙苯基酯3.6質量份,進行氮氣置換30分鐘。然後緩慢地進行攪拌,使反應溶液的溫度升高至60℃,保持該溫度24小時,進行活性自由基聚合。
然後,向該反應溶液中添加將AIBN 1.0質量份和甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯54質量份溶解在丙二醇單甲基醚乙酸酯108質量份中、並進行氮氣置換30分鐘得到的溶液,在60℃下進行活性自由基聚合24小時,由此得到含有分散劑b2的溶液。
分散液b2是包含具有來自甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯的重複單元的A嵌段,和具有來自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸苯甲酯和三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯的重複單元的B嵌段的嵌段共聚物。質子NMR測定的結果是,各重複單元的共聚比為甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸苯甲酯/三乙二醇乙基醚甲基丙烯酸酯=34/17/17/12/10/10(質量比)。
使用作為(A)著色劑的15質量份的C.I.顏料紅254(Ciba Specialty Chemicals公司生產、商品名BK-CF)、作為(B)分散劑的3質量份(按固體成分換算)的特定分散劑即分散劑B1、作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯/丙二醇單乙基醚=90/10(質量比)混合溶劑,其中該混合溶劑以使固體成分濃度為20質量%的量使用,通過珠磨機混合、分散12小時,從而製備著色劑分散液(M-1)。
除了在製備例1中如表1所示改變著色劑和分散劑之外,與製備例1同樣地製備著色劑分散液(M-2)~(M-15)。
表1中,「R254」指的是C.I.顏料紅254,「R177」指的是C.I.顏料紅177,「Y150」指的是C.I.顏料黃150,「Y139」指的是C.I.顏料黃139,「G36」指的是C.I.顏料綠36,「B15:6」指的是C.I.顏料藍15:6,「V23」指的是C.I.顏料紫23。
使用作為(A)著色劑的3.75質量份的C.I.顏料紅254、8.25質量份的C.I.顏料紅177、3質量份的上述式(II)所示的客體為三聚氰胺的特定顏料,作為(B)分散劑的3質量份(按固體成分換算)的特定分散劑、即分散劑B1,作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯/丙二醇單乙基醚=90/10(質量比)混合溶劑,該混合溶劑以使固體成分濃度為18質量%的量使用,通過珠磨機混合、分散12小時,從而製備顏料分散液(A-1)。
除了在製備例16中使用分散劑B2作為(B)分散劑之外,與製備例16同樣地製備顏料分散液(A-2)。
使用作為(A)著色劑的6.75質量份的C.I.顏料綠7、8.25質量份的上述式(II)所示的客體為三聚氰胺的特定顏料,作為(B)分散劑的3質量份(按固體成分換算)的特定分散劑、即分散劑B1,作為溶劑的3-乙氧基丙酸乙酯/丙二醇單甲基醚=80/20(質量比)混合溶劑,該混合溶劑以使固體成分濃度為18質量%的量使用,通過珠磨機混合、分散12小時,從而製備顏料分散液(A-3)。
使用作為(A)著色劑的9.6質量份的C.I.顏料綠36、5.4質量份的上述式(II)所示的客體為三聚氰胺的特定顏料,作為(B)分散劑的3質量份(按固體成分換算)的特定分散劑、即分散劑B1,作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯/丙二醇單甲基醚=90/10(質量比)混合溶劑,該混合溶劑以使固體成分濃度為18質量%的量使用,通過珠磨機混合、分散12小時,從而製備顏料分散液(A-4)。
使用作為(A)著色劑的9.0質量份的C.I.顏料綠58、6.0質量份的上述式(II)所示的客體為三聚氰胺的特定顏料,作為(B)分散劑的3質量份(按固體成分換算)的特定分散劑、即分散劑B1,作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯,該丙二醇單甲基醚乙酸酯以使固體成分濃度為18質量%的量使用,通過珠磨機混合、分散12小時,從而製備顏料分散液(A-5)。
除了在製備例16中使用分散劑b1作為(B)分散劑之外,與製備例16同樣地製備顏料分散液(a-1)。
除了在製備例16中使用分散劑b2作為(B)分散劑之外,與製備例16同樣地製備顏料分散液(a-2)。
除了在製備例16中,使用C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅177和C.I.顏料黃150作為(A)著色劑,進行調色以使色度座標值x=0.650的色度座標值y與顏料分散液(A-1)同等之外,與製備例16同樣地製備顏料分散液(A-6)。
除了在製備例18中使用分散劑b1作為(B)分散劑之外,與製備例18同樣地製備顏料分散液(a-3)。
除了在製備例18中使用分散劑b2作為(B)分散劑之外,與製備例18同樣地製備顏料分散液(a-4)。
除了在製備例18中,使用C.I.顏料綠7和C.I.顏料黃150作為(A)著色劑,進行調色以使色度座標值y=0.600的色度座標值x與顏料分散液(A-3)同等之外,與製備例18同樣地製備顏料分散液(A-7)。
除了在製備例19中使用分散劑b1作為(B)分散劑之外,與製備例19同樣地製備顏料分散液(a-5)。
除了在製備例19中使用分散劑b2作為(B)分散劑之外,與製備例19同樣地製備顏料分散液(a-6)。
除了在製備例19中,使用C.I.顏料綠36和C.I.顏料黃150作為(A)著色劑,進行調色以使色度座標值y=0.600的色度座標值x與顏料分散液(A-4)同等之外,與製備例19同樣地製備顏料分散液(A-8)。
除了在製備例20中使用分散劑b1作為(B)分散劑之外,與製備例20同樣地製備顏料分散液(a-7)。
除了在製備例20中使用分散劑b2作為(B)分散劑之外,與製備例20同樣地製備顏料分散液(a-8)。
除了在製備例20中,使用C.I.顏料綠58和C.I.顏料黃150作為(A)著色劑,進行調色以使色度座標值y=0.600的色度座標值x與顏料分散液(A-5)同等之外,與製備例20同樣地製備顏料分散液(A-9)。
向具有冷卻管、攪拌機的燒瓶中加入2,2’-偶氮二異丁腈2質量份和丙二醇單甲基醚乙酸酯200質量份,然後加入甲基丙烯酸15質量份、N-苯基馬來醯亞胺20質量份、甲基丙烯酸苯甲酯55質量份、苯乙烯10質量份和作為分子量調節劑的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(日本油脂(股)生產,商品名:Nofmer MSD)3質量份,進行氮氣置換。然後緩慢地進行攪拌,使反應溶液的溫度升高至80℃,保持該溫度5小時進行聚合,由此得到樹脂溶液(固體成分濃度=33質量%)。得到的樹脂的Mw=16000,Mn=7000。將該樹脂溶液稱為「樹脂溶液(P1)」。
將著色劑分散液(M-1)100質量份、作為(C)黏合劑用樹脂的樹脂溶液(P1)10質量份(按固體成分換算)、作為(D)多官能性單體的二新戊四醇六丙烯酸酯15質量份、作為(E)光聚合引發劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)丁烷-1-酮4質量份和4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮1質量份、和作為(F)溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,製備固體成分濃度為22質量%的液態混合物(CR1)。
對於液態組成物(CR1),按照下述順序進行評價。評價結果如表2所示。
在表面形成有防止鈉離子溶出的SiO2
膜的鈉玻璃基板上,將液態組成物(CR1)使用旋塗機改變轉速塗布3張後,用90℃的加熱板進行4分鐘預烘烤,形成膜厚不同的3張塗膜。
然後,將這些基板冷卻至室溫後,使用高壓汞燈,使用含有365nm、405nm和436nm各波長的放射線以400J/m2
的曝光量對塗膜進行曝光。然後,對這些基板以顯影壓1kgf/cm2
(噴嘴直徑1mm)吐出23℃的由0.04質量%氫氧化鉀水溶液形成的顯影液,由此進行1分鐘噴淋顯影。然後,將該基板用超純水洗滌,風乾後,進一步在220℃的潔淨烘箱內進行30分鐘後烘,形成用於評價的硬化膜。
對於得到的3張硬化膜,使用彩色分析儀(大塚電子(股)生產的MCPD2000),在C光源、2度視野下,測定CIE表色系的色度座標值(x,y)和刺激值(Y)。
此外,用2塊偏轉板夾著形成有硬化膜的基板,一邊從背面一側用螢光燈(波長範圍380~780nm)照射一邊使前面一側的偏轉板旋轉,通過亮度計LS-100(Minolta(股)製)測定透過的光強度的最大值和最小值。然後,將該最大值除以最小值得到的值作為對比度比。由測定結果求得色度座標值x=0.650的對比度比。評價結果如表2所示。
使用東京計器製E型黏度計對液態組成物(CR1)在製備日當天的黏度進行測定。此外,將液態組成物(CR1)填充到遮光玻璃容器中,在密閉狀態、23℃下靜置14天後,使用東京計器製E型黏度計再次測定黏度。此時,算出靜置後黏度相對於製備日當天的黏度的增加率,增加率小於5%的情況評價為“○”、5%以上且小於10%的情況評價為“△”、10%以上的情況評價為“×”。評價結果如表2所示。
除了在實施例1中如表2所示改變著色劑分散液的種類之外,與實施例1同樣地製備液態組成物(CR2)~(CR15)。
然後,分別使用液態組成物(CR2)~(CR15)來替代液態組成物(CR1),除此之外與實施例1同樣地進行評價。對於紅色的液態組成物(CR2)~(CR4)、(CR8)~(CR11)和(CR14)求得色度座標值x=0.650的對比度比,對於綠色的液態組成物(CR5)、(CR7)、(CR12)和(CR15)求得色度座標值y=0.600的對比度比,對於藍色的液態組成物(CR6)和(CR13)求得色度座標值y=0.080的對比度比。評價結果如表2所示。
將液態組成物(CR1)~(CR15)使用旋塗機塗布在表面形成有防止鈉離子溶出的SiO2膜的鈉玻璃基板上後,用90℃的加熱板進行4分鐘預烘烤,形成膜厚2.5μm的塗膜。
然後,將這些基板冷卻至室溫後,使用高壓汞燈,通過條紋狀光罩,使用含有365nm、405nm和436nm各波長的放射線以1000J/m2
的曝光量對塗膜進行曝光。然後,對這些基板以顯影壓1kgf/cm2
(噴嘴直徑1mm)吐出23℃的由0.04質量%氫氧化鉀水溶液形成的顯影液,由此進行1分鐘噴淋顯影。
結果,液態組成物(CR1)~(CR13)和(CR15)可以在基板上形成條紋狀畫素圖案,而液態組成物(CR4)在未曝光部的基板上產生顯影殘渣,不能形成條紋狀畫素圖案。
除了在實施例1中如表3所示改變著色劑分散液的種類之外,與實施例1同樣地製備液態組成物(CR16)~(CR32)。
使用得到的液態組成物,使形成評價用硬化膜的放射線曝光量為1000J/m2
,除此之外與實施例1同樣地對於各液態組成物形成3張評價用硬化膜。然後,與實施例1同樣地,對於紅色的液態組成物求得色度座標值x=0.650的刺激值(Y)和對比度比,對於綠色的液態組成物求得色度座標值y=0.600的刺激值(Y)和對比度。評價結果如表3所示。此外,對於液態組成物(CR16)~(CR32),與實施例1同樣地對保存穩定性進行評價。評價結果如表3所示。
表3中,「R254」指的是C.I.顏料紅254,「R1
77」指的是C.I.顏料紅177,「G7」指的是C.I.顏料綠7,「G36」指的是C.I.顏料綠36,「G58」指的是C.I.顏料綠58,「Y150」指的是C.I.顏料黃150,「特定顏料」指的是上述式(II)所示的客體為三聚氰胺的特定顏料。
Claims (18)
- 一種著色組成物,係含有佔全部固體成分中5~70質量%的(A)著色劑、相對於(A)著色劑100質量份為0.5~70質量份的(B)分散劑、相對於(A)著色劑100質量份為10~1000質量份的(C)黏合劑用樹脂、和相對於(C)黏合劑用樹脂100質量份為5~500質量份的(D)多官能性單體之著色組成物,其特徵在於,作為(B)分散劑,包含具有下式(1)所示的重複單元、下式(2)所示的重複單元、下式(3)所示的重複單元和下式(4)所示的重複單元的共聚物,
- 如申請專利範圍第1項之著色組成物,其中上述式(1)中之X和上述式(2)中之Z為-COO-R14 -基,R14 為單鍵、亞 甲基、碳原子數為2~10的伸烷基或碳原子數為2~10的醚基。
- 如申請專利範圍第1項之著色組成物,其中該共聚物是包含具有上述式(1)所示的重複單元和上述式(2)所示的重複單元的A嵌段、和不具有上述式(1)所示的重複單元和上述式(2)所示的重複單元而具有上述式(3)所示的重複單元的B嵌段的嵌段共聚物。
- 如申請專利範圍第3項之著色組成物,其中該B嵌段進一步具有上述式(4)所示的重複單元。
- 如申請專利範圍第3項之著色組成物,其中構成該共聚物之A嵌段與B嵌段的質量比(A嵌段/B嵌段)為25/75~55/45。
- 如申請專利範圍第1項之著色組成物,其中上述式(1)所示的重複單元之共聚比率,係全部重複單元中20~50質量%。
- 如申請專利範圍第1項之著色組成物,其進一步含有(E)光聚合引發劑。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項之著色組成物,其係用於製造彩色濾光片。
- 一種彩色濾光片,係具有使用如申請專利範圍第1至7項中任一項之著色組成物所形成的著色層。
- 一種彩色液晶顯示元件,具有申請專利範圍第9項之彩色濾光片。
- 一種著色劑分散液,係含有著色劑、相對於(A)著色劑100質量份為0.5~70質量份的分散劑和溶劑之著色劑分散液,其特徵在於,作為分散劑,包含具有下述式(1)所示的重複單元、下述式(2)所示的重複單元、下述式(3)所示的重複單元和下式(4)所示的重複單元的共聚物,
- 如申請專利範圍第11項之著色劑分散液,其中上述式(1)中之X和上述式(2)中之Z為-COO-R14 -基,R14 為單鍵、亞甲基、碳原子數為2~10的伸烷基或碳原子數為2~10的醚基。
- 如申請專利範圍第11項之著色劑分散液,其中該共聚物是包含具有上述式(1)所示的重複單元和上述式(2)所示的重複單元的A嵌段、和不具有上述式(1)所示的重複單元和上述式(2)所示的重複單元而具有上述式(3)所示的重複單元的B嵌段的嵌段共聚物。
- 如申請專利範圍第13項之著色劑分散液,其中該B嵌 段進一步具有上述式(4)所示的重複單元。
- 如申請專利範圍第13項之著色劑分散液,其中構成該共聚物之A嵌段與B嵌段的質量比(A嵌段/B嵌段)為25/75~55/45。
- 如申請專利範圍第11項之著色劑分散液,其中上述式(1)所示的重複單元之共聚比率,係全部重複單元中20~50質量%。
- 如申請專利範圍第11至16項中任一項之著色劑分散液,其係用於製造彩色濾光片。
- 一種著色組成物,其特徵在於其係將如申請專利範圍第11至17項中任一項之著色劑分散液,與相對於(A)著色劑100質量份為10~1000質量份的(C)黏合劑用樹脂和相對於(C)黏合劑用樹脂100質量份為5~500質量份的(D)多官能性單體混合而成。
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