TWI515267B - 含有染料之藍色著色組成物、彩色濾光片、具備它之液晶顯示裝置及有機ｅｌ顯示器 - Google Patents

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Description

含有染料之藍色著色組成物、彩色濾光片、具備它之液晶顯示裝置及有機EL顯示器
本發明係有關一種含有染料之藍色著色組成物、彩色濾光片、具備它之液晶顯示裝置及有機EL顯示器。
近年來，評價液晶顯示裝置的薄型之省空間性或輕量性、及省電力性等。其中，電視機等顯示器用途的普及化速進行著，企求更為提高亮度、對比性或全方位的視認性等之顯示性能，同時期待所使用的彩色濾光片更為高明度化、高對比化等。
以往，於構成彩色濾光片之藍色濾光片中，使用藍色顏料之C.I. Pigment Blue 15:6或C.I. Pigment Blue 15:3、C.I. Pigment Violet 23等。此等之顏料，由於耐熱性、耐光性高且分散性亦佳，大多被使用於彩色濾光片。然而，就分散特性而言，對提高透過率而言有其臨界。藉由顏料特有的去極化，對提高對比性而言亦有其臨界。
另外，染料由於透過率高，提案取代顏料被使用作為著色劑。然而，三芳基甲烷系染料，其特徵為極鮮明且發色性高，已知作為紫色、藍色等之色材，惟有耐光性、耐熱性、耐濕熱性等之堅牢性不佳的缺點。
於JP-A11-223720中記載，為提高三芳基甲烷系酸性染料之耐光性時，添加有金屬錯合物之彩色濾光片，惟本發明人等檢討的結果，耐光性、耐濕熱性等仍然不充分。而且，於JP-A2008-304766中記載陽離子性三芳基化合物與Cl-或ArSO3-之鹽，惟經本發明人等檢討的結果，該專利文獻中記載的三芳基甲烷化合物之耐光性、耐熱性亦不充分。
本發明之目的，係提供一種耐熱性及耐光性優異的彩色濾光片用含有染料之藍色著色組成物、使用該藍色組成霧之彩色濾光片、及具備該彩色濾光片之液晶顯示裝置及有機EL顯示器。
本發明之第1形態，提供一種彩色濾光片用含有染料之藍色著色組成物，其特徵為含有具以下述一般式(1)所示構造之三芳基甲烷系染料。
(式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6係各獨立表示氫原子、可具有取代基之碳數1～6的烷基、可具有取代基之苯基、或可具有取代基之苯甲基；R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20係各獨立表示氫原子、可具有取代基之碳數1～6的烷基、或鹵素原子；X係表示甲基化參三氟甲烷磺醯基陰離子)。
本發明之第2形態，提供一種含有藍色像素之彩色濾光片，其特徵為使前述含有染料之藍色著色組成物硬化所得者。
本發明之第3形態，提供一種液晶顯示裝置，其係具備前述之彩色濾光片，其中前述藍色像素之XYZ表色系色度為0.12≦x≦0.18、0.08≦y≦0.18、Y≧13之彩色濾光片。
本發明之第4形態，提供一種有機EL顯示器，其係具備前述之彩色濾光片，其中前述藍色像素之600nm的透過率為10%以下，且450nm之透過率為90%以上的彩色濾光片。
[為實施發明之最佳形態]
於下述中，說明有關本發明之各種實施形態。
本發明之第1實施形態的藍色著色組成物，其特徵為含有具由下述一般式(1)所示構造之三芳基甲烷系染料。
(式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6係各獨立表示氫原子、可具有取代基之碳數1～6的烷基、可具有取代基之苯基、或可具有取代基之苯甲基；R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20係各獨立表示氫原子、可具有取代基之碳數1～6的烷基、或鹵素原子；X係表示甲基化參三氟甲烷磺醯基陰離子)
於前述一般式(1)之R1、R2、R3、R4、R5、R6中，可具有取代基之碳數1～6的烷基，可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、異丁基、戊基、環戊基、己基、環己基、羥基乙基、羥基丙基、2-磺基乙基、羧基乙基、氰基乙基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丁氧基乙基、三氟甲基、五氟乙基等。
於前述一般式(1)之R1、R2、R3、R4、R5、R6中，可具有取代基之苯基、苯甲基的取代基，可列舉例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、三級丁基、戊基等之(C1～C5)烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等之鹵素原子、磺酸基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、三級丁氧基、己氧基等之(C1～C6)烷氧基、羥基乙基、羥基丙基等之羥基(C1～C5)烷基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丁氧基乙基等之(C1～C5)烷氧基(C1～C5)烷基、2-羥基乙氧基等之羥基(C1～C5)烷氧基、2-甲氧基乙氧基、2-乙氧基乙氧基(C1～C5)等之烷氧基(C1～C5)烷氧基、2-磺基乙基、羧基乙基、氰基乙基等。
一般式(1)之R1、R2、R3、R4、R5、R6，以氫原子、未經取代之碳數1～6的烷基、未經取代之苯基、或未經取代之苯甲基較佳。
於一般式(1)之R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20中，可具有取代基之碳數1～6的烷基，其可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、異丁基、戊基、環戊基、己基、環己基、羥基乙基、羥基丙基、2-磺基乙基、羧基乙基、氰基乙基、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丁氧基乙基、三氟甲基、五氟乙基等。
於一般式(1)之R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20中，鹵素原子可列舉例如氟、氯、溴、碘等。
於一般式(1)之R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20中，以氫原子、氯原子、或碳數1～6的未經取代之烷基較佳。
本實施形態之藍色著色組成物所使用的三芳基甲烷化合物，例如以技報堂股份有限公司發行的細田豐著「理論製造染料化學」(781～787頁)記載的已知合成法製得，亦可購買X為氯陰離子之市售品，且加入對應的鹽或酸，藉由鹽交換予以合成。
如前述說明的三芳基甲烷系染料之藍色著色組成物中的質量濃度，以0.1%～20%較佳，以0.5%～18%更佳，以0.5%～15%最佳。三芳基甲烷系染料之濃度未達0.1%時，由於染料濃度淡，為形成作為彩色濾光片之充分顏色的著色像素時，著色像素之膜厚必須變得極厚，故不易形成像素，由於生產性亦惡化，故於實用上會有困難。而且，超過20%時，由於濃度過高，染料無法充分地溶解，恐會有結晶析出，另外，為形成著色像素時，在基板上塗布藍色著色組成物，且使有機溶劑乾燥時，亦恐會有染料析出的情形。
本實施形態之藍色著色組成物，除前述之三芳基甲烷系染料外，可合倂含有其他染料、顏料。可含有的其他染料，只要是可溶於有機溶劑者的任何一種皆可，例如可使用前述以外之構造的三芳基甲烷系染料、蒽醌系染料等之藍色染料。此外，可含有的顏料亦可為任何一種，以C.I. Pigment Blue 15:6、C.I. Pigment Blue 15:3、C.I. Pigment Violet 23為宜。
含有前述之其他染料及顏料的色材之藍色著色組成物中的質量濃度，以0.1%～50%較佳，以0.5%～40%更佳，以0.5%～30%最佳。未達0.1%時，由於染料濃度淡，為形成作為彩色濾光片之充分顏色的著色像素時，著色像素之膜厚必須變得極厚，故不易形成像素，由於生產性亦惡化，故於實用上會有困難。而且，超過50%時，為使顏料分散化時之樹脂量變少，變得不安定，因顏料之凝聚情形而形成增黏或對比性降低的原因。
可混合於三芳基甲烷系染料之使用的有機溶劑可溶性染料，可列舉例如習知作為彩色濾色片用的習知染料等。前述習知的染料，例如日本特開昭64-90403號公報、特開昭64-91102號、特開平1-94301號、特開平6-11614號公報、專利第2592207號、美國專利第4,808,501號說明書、美國專利第5,667,920號說明書、美國專利第5,059,500號說明書、特開平5-333207號公報、特開平6-35183號公報、特開平6-51115號公報、特開平6-194828號公報等記載的色素。
可作為有機溶劑可溶性染料使用的染料，可列舉例如三芳基甲烷系、蒽醌系、苯亞甲基系、氧雜菁(oxonol)系、喹啉藍系、吩噻系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、咕噸系、酞菁系、苯并吡系、靛藍系等。
更佳的有機溶劑可溶性染料，有吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、吡并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、蒽醌系、蒽吡啶酮系之染料。特別是以C.I. Solvent Blue 35等之蒽醌系染料更佳。
而且，進行水或鹼顯影處理之光阻系時，就藉由顯影處理以完全除去黏合劑及/或染料而言，可使用酸性染料及/或其衍生物作為有機溶劑可溶性染料。另外，有機溶劑可溶性染料亦可使用偶氮系印墨染料、分散染料、油溶染料、食品染料、及/或此等之衍生物等。
於下述中，說明有關可作為有機溶劑可溶性染料使用的酸性染料及其衍生物。
酸性染料只要是具有磺酸或羧酸或苯酚性羥基等之酸性基的色素即可，沒有特別的限制，考慮對有機溶劑或顯影液之溶解性、與鹼性化合物之鹽形成性、吸光度、與硬化性組成物中之其他成分的相互作用、耐光性、耐熱性等之全部必要性能予以選擇。
酸性染料之具體例，如下述者，惟不受此等所限制。例如acid alizarin violet N；C.I. acid blue 1、7、9、15、18、23、25、27、29、40、42、45、51、62、70、74、80、83、86、87、90、92、96、103、112、113、120、129、138、147、150、158、171、182、192、210、242、243、256、259、267、278、280、285、290、296、315、324：1、335、340；acid chrome violet K；同acid violet 6B、7、9、17、19；同Direct Violet 47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104；同Direct Blue 57、77、80、81、84、85、86、90、93、94、95、97、98、99、100、101、106、107、108、109、113、114、115、117、119、137、149、150、153、155、156、158、159、160、161、162、163、164、166、167、170、171、172、173、188、189、190、192、193、194、196、198、199、200、207、209、210、212、213、214、222、228、229、237、238、242、243、244、245、247、248、250、251、252、256、257、259、260、268、274、275、293；同Direct Green 25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82；同Mordant Violet 2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58；Mordant Blue 2、3、7、8、9、12、13、15、16、19、20、21、22、23、24、26、30、31、32、39、40、41、43、44、48、49、53、61、74、77、83、84；同Mordant Green 1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53；及此等染料之衍生物。
於前述之酸性染料中，以C.I. acid bluen23、25、29、62、80、86、87、92、138、158、182、243、324：1；同acid violet 7；等之染料及此等染料之衍生物較佳。
而且，除前述以外、以偶氮系、咕噸系、酞菁系酸性染料較佳，亦可使用C.I. Solvent Blue 44、38；等之酸性染料及此等染料之衍生物。
前述酸性染料之衍生物，可使用磺酸或羧酸等之具有酸性基的酸性染料之無機鹽、酸性染料與含氮化合物之鹽、酸性染料之磺醯胺體等，只要是可溶解作為硬化性組成物溶液者即可，沒有特別的限制，考慮對有機溶劑或顯影液之溶解性、吸光度、與硬化性組成物中之其他成份的相互作用、耐光性、耐熱性等之全部必要性能，而予以選擇。
形成酸性染料與含氮化合物之鹽的方法，可有效地改善酸性染料之溶解性(賦予對有機溶劑之溶解性)、或改善耐熱性及耐光性。此處，說明有關與酸性染料形成鹽之含氮化合物、及與酸性染料形成醯胺鍵之含氮化合物。
含氮化合物係考慮鹽或醯胺化合物對有機溶劑或顯影液之溶解性、鹽形成性、染料之吸光度‧色值、與硬化性組成物中之其他成份的相互作用、作為著色劑之耐熱性及耐光性等全部特性予以選擇。僅就吸光度‧色值而言予以選擇時，含氮化合物以分子量儘可能低者較佳，其中以分子量300以下者較佳，以分子量280以下者更佳，以分子量250以下者最佳。
於酸性染料與含氮化合物之鹽中，含氮化合物/酸性染料之莫耳比n係決定酸性染料分子與具有對離子之胺化合物的莫耳比例之值，可藉由酸性染料-胺化合物之鹽形成條件予以自由地選擇。具體而言，實用上大多數使用酸性染料中之酸的官能基數的0＜n□5之間的數值，考慮對有機溶劑或顯影液之溶解性、鹽形成性、吸光度、與硬化性組成物中之其他成份的相互作用、耐光性、耐熱性等全部必要的性能予以選擇。僅就吸光度而言予以選擇時，前述n以0＜n≦4.5間之數值較佳，以0＜n≦4間之數值更佳，以0＜n≦3.5間之數值最佳。
前述所示之酸性染料，由於在其構造上藉由導入酸性基而形成酸性染料，故可藉由改變其取代基以形成非酸性染料。
酸性染料有適合作用於鹼顯影時，另外，亦有變得過顯影的情形，適合使用非酸性染料的情形。該非酸性染料適合使用前述例示的酸性染料之不具酸性基的染料等。
可混合於本實施形態之藍色著色組成物中所含的三芳基甲烷系染料中之顏料，可列舉例如C.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等之藍色顏料，較佳者為C.I.Pigment Blue 15:6。
此外，於本實施形態之藍色著色組成物中，可倂用C.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等之紫色顏料，較佳者為C.I. Pigment Violet 23。
本實施形態之藍色著色組成物，除前述說明的染料及顏料外，視其所需可含有黏合劑樹脂、硬化性樹脂、單體、光聚合引發劑、及有機溶劑。另外，亦可含有增感劑、整平劑。
本發明之第2實施形態的彩色濾光片，係含有使前述本發明之第1實施形態的藍色著色組成物硬化所得的藍色像素者。
本實施形態之彩色濾光片，除藍色像素外，視其所需含有紅色像素及綠色像素，另外視其所需亦可含有黃色像素、藍綠色(cyan)像素、孔雀綠像素、及透明像素等之其他顏色的像素。除藍色像素外之其他顏色的像素，可使用含有色顏料、含有色染料、或含有色顏料及色染料兩者之習知的著色組成物予以形成。
於本實施形態之彩色濾光片中，藍色像素以具有0.1μm～5.0μm較佳、更佳者0.5μm～4.0μm、最佳者1.0μm～3.0μm之膜厚。換言之，以微影術形成本發明之藍色像素時，膜厚未達0.1μm時，無法形成像素，而膜厚大於5μm時，以組成物作為塗膜，不易進行塗布形成。
本實施形態之彩色濾光片，係在透明基板上具備由使用前述之彩色濾光片用藍色著色組成物所形成的藍色著色塗膜所成的藍色像素。彩色濾光片通常尚具備使用習知之著色組成物所形成的綠色像素及紅色像素。
換言之，如第1圖所示、彩色濾光片係在玻璃等之透明基板上具備遮光膜之黑色矩陣2、及著色像素3。著色像素3係由使用前述之藍色著色組成物所形成的藍色像素3B、紅色像素3R、及綠色像素3G所形成。
透明基板係使用鹼石灰玻璃、低鹼硼矽酸玻璃、無鹼鋁硼矽酸玻璃等之玻璃板、或聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯等之樹脂板。而且，將本實施形態之彩色濾光片組裝於液晶顯示裝置時，在玻璃板或樹脂板之表面上，為進行液晶面板化後之液晶驅動時，亦可形成由氧化銦、氧化錫等所形成的透明電極。
各色著色像素之形成時，例如可藉由印刷法、噴墨法、微影術等進行。
藉由印刷法形成各色著色像素時，由於可僅重複進行作為前述各種之印刷印墨所調製的著色組成物之印刷與乾燥以進行圖案化處理，故彩色濾光片之製造法可以低成本得到優異的量產性。另外，於發展印刷技術時，可進行印刷具有更高的尺寸精度及平滑度之微細圖案。為進行印刷處理時，以在印刷版上、或在毛毯上印墨不會乾燥、固化之組成較佳。而且，控制在印刷機上之印墨的流動性亦為重要，亦可藉由分散劑或體質顏料進行印墨黏度之調整。
使用噴墨法之彩色濾光片的製造方法，提案在玻璃基板上形成黑色矩陣，且使用噴墨印刷裝置，在黑色矩陣之開口部供應印墨，形成著色部之方法。另外，於該方法中，亦可於所定的開口部正確地填充印墨，在鄰接的著色部間不會產生印墨被混合的混色情形下，構成黑色矩陣之材料中含有氟系化合物或矽系化合物等之撥水材料。
噴墨時使用的裝置，係藉由與印墨吐出不同的方法之壓力變換方式與熱變換方式。而且，噴墨裝置之印墨的粒子化周波數約為5～100KHz。另外，噴墨裝置之噴嘴直徑以約5～80μm為宜。此外，噴墨裝置可使用配置有複數個噴頭，且在1個噴頭中組裝有約60～500個噴嘴者。
藉由噴墨法形成著色部圖案後，使用對流烤箱、IR烤箱、熱板等，進行加熱處理且形成著色層圖案。藉由噴墨法時，由於可同時塗布數種顏色的印墨，故可以簡單的製程廉價地製造彩色濾光片。
藉由微影術形成各色著色像素時，係使作為前述溶劑顯影型或鹼顯影型著色光阻所調製的著色組成物，藉由噴霧塗布或旋轉塗布、隙縫塗布、輥塗布等之塗布方法，以乾燥膜厚為0.2～10μm塗布於透明基板上。使塗布膜乾燥時，亦可使用減壓乾燥機、對流烤箱、IR烤箱、熱板等。視其所需在所乾燥的膜上，經由與該膜接觸或非接觸狀態所設置的具有所定圖案之圖案曝光用光罩，在膜上進行紫外線曝光處理。
然後，可藉由浸漬於溶劑或鹼顯影液中或藉由噴霧法等使顯影液噴霧，以除去未硬化部，形成企求的圖案後，有關他色可重複進行相同的操作，製造彩色濾光片。
而且，為促進著色光阻之聚合時，亦可視其所需於顯影後實施加熱處理。藉由微影術時，可藉由前述印刷法製造精度高的彩色濾光片。
於著色組成物顯影時，使用碳酸鈉、氫氧化鈉等之水溶液作為鹼顯像液，亦可使用二甲基苯甲胺、三乙醇胺等之有機鹼。而且，亦可於顯影液中添加消泡劑或界面活性劑。顯影處理方法可使用沖洗顯影法、噴霧顯影法、浸漬顯影法、攪拌(盛液)顯影法等。
而且，為提高紫外線曝光時之膜的感度時，亦可使前述著色光阻進行塗布乾燥後，使水溶性或鹼水溶性樹脂(例如聚乙烯醇或水溶性丙烯酸樹脂等)塗布乾燥後，藉由氧氣形成防止聚合阻害之膜後，進行紫外線曝光處理。
本實施形態之彩色濾光片，除前述方法外，可藉由電熔法、轉印法等予以製造。而且，電熔法係利用在透明基板上所形成的透明導電膜，藉由膠體粒子之電泳法在透明導電膜上電著形成各色著色像素，製造彩色濾光片的方法。
轉印法係在剝離性轉印基片或轉印體之表面上，預先形成著色像素，使各著色像素轉印於企求的透明基板上的方法。
在透明基板或反射基板上形成各色著色像素前，預先形成黑色矩陣時，可更為提高顯示面板之對比性。黑色矩陣亦可使用鉻或鉻/氧化鉻之多層膜、氮化鈦等之無機膜、或使遮光劑分散的樹脂膜。
此外，在液晶顯示裝置中組裝關於本實施形態之彩色濾光片時，亦可在前述透明基板或反射基板上預先形成薄膜電晶體(TFT)，然後形成著色像素。藉由在TFT基板上形成著色像素，可提高液晶顯示面板之開口率且提高亮度。
在本實施形態之彩色濾光片上，視其所需亦可形成保護膜或柱狀間隔物、透明導電膜、液晶配向膜等。
本實施形態之彩色濾光片，可使用於液晶顯示裝置、有機EL元件、有機EL顯示器。
將本實施形態之彩色濾光片使用於液晶顯示裝置時，係測定藍色著色層之分光透過率，且以C光源所計算的CIE1394之XYZ表色系色度座標，以0.12≦x≦0.18、0.08≦y≦0.18、Y≧13較佳。更佳者為0.13≦x≦017、0.09≦y≦0.17、Y≧15，最佳者為0.13≦x≦0.16、009≦y≦0.16、Y≧16。
換言之，x之值為該範圍以下時，濃度過濃而導致透過率降低，為該範圍以上時，紅色變得過強，無法表現鮮明的藍色，色再現性降低。而且，y之值為該範圍以下時，濃度變得過濃而導致透過率降低，為該值以上時，由於顏色變得接近於藍綠色，無法表現鮮明的藍色，色再現性降低。此外，是由於Y之值較該範圍為低時，顏色過濃，透過率降低，故像素變暗。
將本實施形態之彩色濾色片使用於有機EL元件或有機EL顯示器時，藍色像素之分光透過率以於600nm之透過率為10%以下，於450nm之透過率為90%以上較佳。更佳者係於600nm之透過率為5%以下，於450nm之透過率為95%以上，最佳者係於600nm之透過率為2%以下，於450nm之透過率為95%以上。
本發明之第3實施形態的液晶顯示裝置，其特徵為具備前述之彩色濾光片。
第2圖係表示本實施形態之液晶顯示裝置的簡略截面圖。於第2圖中，液晶顯示裝置4係具備分離對向配置的一對透明基板5及1，於此等之間封入液晶(LC)。
在第1透明基板5之內面形成有TFT(薄膜電晶體)陣列7，於其上例如形成由ITO所形成的透明電極層8。於透明電極層8上設置有配向層9。而且，在透明基板5之外面形成含有相位差薄膜為構成的偏光板10。
此外，第2透明基板1係構成彩色濾光片11之透明基板，如前所述在液晶(LC)方向之透明基板1的內面上形成黑色矩陣2及著色像素3，作為彩色濾光片11。被覆彩色濾光片11，視其所需形成透明保護膜(圖中沒有表示)，再於其上形成例如由ITO所形成的透明電極層12，被覆透明電極層12，設置配向層13。而且，在透明基板1之外面形成偏光板14。而且，在偏光板10之下方設置有具備三波長燈15之背景光單位16。
本發明之第4實施形態的有機EL顯示裝置，具備前述說明的彩色濾光片者。
有機EL顯示裝置之構造，如第3A圖～第3C圖所示的3種型。第1型係如第3A圖所示，以在透明基板21上所形成的TFT陣列22上所電氣連接的金屬電極23，與在對向的密封基板24上所形成的透明電極25，夾住發光層(有機EL層)26，在兩電極間施加電壓時，使自發光層所發出的光自密封基板側取出的頂部發光型。
第2型係如第3B圖及第3C圖所示，取代金屬電極23與透明電極25的位置，自TFT陣列22側取光之底部發光型。
而且，取出光的方式係提案有下述3種方式。換言之，第1方式係以自發光層26所發出的光作為白色光，直接取出白色光的方式；第2方式係以發光層26發光藍色光，直接取出該藍色光且使部分的藍色發光入射於設置於發光層26上之G(綠色)變換層及R(紅色)變換層(圖中沒有表示)，取出G色之光與R色之光的方式；第3方式係各形成進行R(紅色)之發光的發光層、進行G(綠色)之發光的發光層、進行B(藍色)之發光的發光層，且取出3色發光的方式。
使有機EL顯示裝置之顯示畫面進行彩色化時，取出白色光之第1方式，可藉由在密封基板24上形成有R、G、B之著色像素3及視其所需黑色矩陣2以形成彩色濾光片11，且使所取出的光通過彩色濾光片，製得所企求的波長範圍之光(色光)。
而且，前述使用變換層之第2方式、及形成3色之發光層之第3方式，大致上可藉由控制各色之發光，使顯示畫面予以彩色化。然而，該方式所得的光之分光特性，係與為色顯示時所企求的色光之分光特性不同者。因此，以該方式所取出的色光中，必須在透明基板21上形成R、G、B之著色像素3及視其所需黑色矩陣2，作為彩色濾光片11，且使色光通過彩色濾光片，形成所企求的分光特性之色光。
於下述中，以本發明之實施例及比較例更具體地說明本發明，惟本發明不受下述實施例所限制。而且，實施例中「份」及「%」，係各表示「質量份」及「質量%」。而且，顏料之記號係表示顏色指數，例如「PB15:6」係表示「C.I. Pigment Blue 15:6」，「PV23」係指「C.I. Pigment Violet 23」。
下述係表示染料及顏料之製造例。
a)　染料之製造 [製造例1]
使2份藍色染料(C.I. Basic Blue 7、東京化成工業公司製)溶解於150份水中，進行攪拌且加入在30份乙腈中溶解有2.1份參三氟甲烷甲基化磺醯基之銫鹽之溶液。進行攪拌3小時後，使所析出的結晶進行過濾、水洗、乾燥，製得1.5份藍色結晶。
b)　顏料之製造 [製造例1] [藍色顏料]
在不銹鋼製1加侖捏合機(井上製作所公司製)中加入200份藍色顏料(C.I. Pigment 15:6、東洋印墨製造公司製「LIONOL BLUEES」；B-1)、1600份氯化鈉、及100份二乙二醇(東京化成公司製)，在70℃下進行捏合12小時。然後，使該混合物投入約5L之溫水，在約70℃下加熱且以高速混合機進行攪拌約1小時，形成漿料狀後，進行過濾、水洗，除去氯化鈉及二乙二醇，在80℃下進行乾燥24小時，製得198份鹽磨(salt milling)處理顏料(藍色顏料)。
[製造例2] [紫色顏料]
在3000份之96%硫酸中投入300份紫色顏料(C.I. Pigment Violet 23、東洋印墨製造公司製「LIONOGEN VIOLET RL」;V-1)，進行攪拌1小時後，注入5℃之水中。進行攪拌1小時後，予以過濾且於溫水中使洗淨液洗淨至中性為止，在70℃下進行乾燥。使200份所得的酸性漿料處理顏料、1600份氯化鈉、及100份二乙二醇(東京化成公司製)加入不銹鋼製1加侖捏合機(井上製作所公司製)中，在90℃下進行捏合6小時。
然後，使該混合物投入約5L之溫水中，在約70℃下加熱且以高速混合機進行攪拌約1小時，形成漿料狀後，進行過濾、水洗，除去氯化鈉及二乙二醇，在80℃下進行乾燥24小時，製得198份鹽磨處理顏料(紫色顏料)。
c)　丙烯酸樹脂溶液(P)之製造
於下述中，說明有關實施例及比較例使用的丙烯酸樹脂溶液之調製。樹脂之分子量係藉由GPC(凝膠滲透色層分析法)所測定的聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
在反應容器中加入370份環己酮，在容器中注入氮氣且進行加熱至80℃，在同溫度下於1小時內滴入20.0份甲基丙烯酸、10.0份甲基丙烯酸甲酯、55.0份甲基丙烯酸正丁酯、15.0份甲基丙烯酸2-羥基乙酯及4.0份2,2’-偶氮雙異丁腈之混合物，進行聚合反應。
於滴完後，再於80℃下進行反應3小時後，加入在50份環己酮中溶解有1.0份偶氮雙異丁腈之溶液，再於80℃下繼續反應1小時，製得丙烯酸樹脂之溶液。丙烯酸樹脂之重量平均分子量約為40000。
冷卻至室溫後，使約2g之樹脂溶液試料化，在180℃下進行加熱乾燥20分鐘，測定不揮發成分，在使不揮發成分為20重量%下，於預先合成的樹脂溶液中添加環己酮，調製丙烯酸樹脂溶液(P)。
d)　顏料分散體之製造
使下述表1所示組成之混合物均勻地攪拌混合，使用直徑1mm之鋯珠，以Eiger Mill(Eiger Japan公司製「Mini Model M-250MKII」)進行分散3小時後，以5μm之過濾器進行過濾，製得顏料分散體BP-1、VP-1。下述表1中亦倂記各顏料分散體中之顏料的含有率。
另外，使用以下述一般式(2)所示者作為分散劑。
e)　藍色著色組成物之調製 [實施例1]
使下述組成之混合物均勻地攪拌混合後，以5μm之過濾器進行過濾，製得僅含BD-1之藍色著色組成物RB-2作為色材。
[實施例2~5、比較例1~6]
除使用下述表2記載的染料、顏料分散體與樹脂作為染料、顏料分散體、樹脂外，與實施例1相同地，製得著色組成物RB-1、RB-3~RB-5(實施例2~5)、RB-6~RB-12(比較例1~6)。而且，表2中合併關於實施例1之RB-2。
RB-1係僅含BD-1作為色材，惟改變BD-1之量(實施例3)，RB-3係含有作為色材知BD-1與本發明範圍外之其他染料的BD-2(C.I.Solvent Blue 35(日本化藥股份有限公司製：Kayaset Blue N))之例(實施例2)，RB-4係含有作為色材之BD-1與顏料的例(實施例4)，RB-5係含有作為色材之BD-1與2種顏料之例(實施例5)。
而且，RB-6係僅含作為色材之BD-1，為BD-1之量少的例(比較例1)，RB-7係僅含作為色材之本發明範圍外的其他染料的BD-3(C.I.Basic Blue 7(東京化成工業公司製))之例(比較例2)，RB-8係於作為色材之RB-7中增加BD-3之量的例(比較例4)，RB-10係含有作為色材之BD-3與顏料的例(比較例5)，RB-11係僅含作為色材之顏料的例(比較例6)，RB-12係減少RB-11之顏料的量之例(比較例3)。
f)　各種特性之測定 [色度及透過率]
使藍色著色組成物RB-1～RB-12以硬化後之膜厚為2μm下、藉由旋轉塗布法塗布於玻璃基板上且進行乾燥後，使用超高壓水銀燈，以紫外線進行曝光處理。然後，使該基板在180℃下進行熱處理20分鐘，製得藍色著色膜。
有關該藍色著色膜，使用顯微分光光度計(Olympus光學公司製「OSP-SP100」)，測定分光透過率，計算以C光源之色度(Y、x、y)。
[著色組成物之塗膜的製作]
使前述表2所示之著色組成物藉由旋轉塗布法塗布於玻璃基板後，在乾淨烤箱中、70℃下進行預烘烤處理1分鐘。其次，使該基板在室溫下冷卻後，使用超高壓水銀燈，進行紫外線全面曝光處理。然後，使該基板使用23℃之碳酸鈉水溶液進行噴霧顯影處理後，以離子交換水洗淨、風乾。其次，在潔淨烤箱中、180℃下進行後烘烤處理20分鐘，製得藍色塗膜。乾燥塗膜之膜厚皆為2.0μm。
[耐熱性評估]
如下所述進行評估前述表2所示之著色組成物之耐熱性。
換言之，使著色組成物以前述方法製作塗膜，在潔淨烤箱中進行烘烤1小時。在溫度150℃、180℃、200℃下進行。以前述方法測定烘烤前後之色度，計算烘烤前後之色差△Eab(C)。色差未達5.0時為○，5.0以上且未達8.0時為△，8.0以上時為×。
[耐光性評估]
如下所述進行評估前述表2所示之各藍色著色組成物的感度。
換言之，預先在玻璃基板上藉由旋轉塗布法塗布所得的感光性組成物後，在70℃下進行預烘烤1分鐘，形成膜厚2.5μm之塗布膜。然後，以使用紫外線作為曝光光源之近接曝光方式，經由具備50μm之細線圖案的光罩進行紫外線曝光處理。曝光量為100mJ/cm2。
然後，使用1.25質量%之碳酸鈉溶液進行沖洗顯影處理後，予以水洗，在230℃下進行加熱20分鐘，完成圖案化處理。在該圖案化基板上塗布厚度1.0μm之聚乙烯醇作為氧氣遮斷層。使該基板以Xenon Weather Meter(東洋精機器製作所股份有限公司製、Ci-35 Weather-Ometer測定器照度0.5mW 340nm)進行曝露處理100小時，計算暴露前後之色差△Eab(C)。色差未達5.0時為○，5.0以上且未達8.0時為△，8.0以上時為×。
以上各種特性之測定結果顯示於下述表3及表4。
由前述表3可知，使用以前述式(1)所示之三芳基甲烷系染料之實施例1及2的試料，耐熱性及耐光性皆優異。而且，可知在450nm之透過率高，特別適合作為EL顯示器用彩色濾光片。
對此而言，使用不同的三芳基甲烷系染料之比較例2的試料，耐熱性及耐光性不佳。而且，使用藍色顏料之比較例3的試料，耐熱性及耐光性佳，惟在450nm之透過率(最大透過率)低。此外，以低濃度含有前述式(1)所示之三芳基甲烷系染料之比較例1的試料，由於膜厚度厚且生產性低，在實用上會有困難。
由前述表4可知，使用以前述式(1)所示之三芳基甲烷系染料之實施例3～5的試料，耐熱性及耐光性皆優異。而且，可知色度在所定的範圍內，特別適合作為EL顯示裝置之彩色濾光片用。
對此而言，使用不同的三芳基甲烷系染料之比較例4及5的試料，耐熱性及耐光性皆不佳。而且，使用藍色顏料之比較例6的試料，耐熱性及耐光性佳，惟色度之Y值低，作為液晶顯示裝置之彩色濾光片用會有困難。
[液晶面板之製作]
作成具有使用實施例3之藍色著色組成物所得的藍色像素之彩色濾光片，於其上形成透明ITO電極層，再於其上形成聚醯亞胺配向層。在該玻璃基板之另一表面上形成偏光板。另外，在另一(第2)玻璃基板之一表面上形成TFT陣列及像素電極，在另一表面上形成偏光板。
使該所準備的2個玻璃基板在電極層為對面下予以對向，使用間隔珠，使兩基板之間隔保持一定且符合位置，在剩下液晶組成物注入用開口部的周圍以密封劑密封。自開口部注入液晶組成物，使開口部密封。組合該所製作的液晶顯示裝置與背景光單位，製得液晶面板。
所得的液晶面板，具有優異的耐熱性及耐光性。
[EL面板之製作]
作成具有使用實施例1之藍色著色組成物所得的藍色像素之彩色濾光片，使用該片製作EL面板。
所得的EL面板，具有優異的耐熱性及耐光性。
1．．．透明基板
2．．．黑色基體
3(3R,3G,3B)．．．著色畫素
4．．．液晶顯示裝置
5．．．透明基板
7．．．TFT陣列
8．．．透明電極層
9．．．配向層
10．．．偏光板
11．．．彩色濾光片
12．．．透明電極層
13．．．配向層
14．．．偏光板
15．．．三波長燈
16．．．背景光單位
21．．．透明基板
22．．．TFT陣列
23．．．金屬電極
24．．．密封基板
25．．．透明電極
26．．．發光層(有機EL層)
第1圖係表示本發明第2實施形態之彩色濾光片的剖面圖；
第2圖係表示第1圖所示之具有彩色濾光片的液晶顯示裝置例之剖面圖；及
第3A圖～第3C圖係表示第1圖所示之具有彩色濾光片之EL顯示器的各例之剖面圖。

Claims (9)

  1. 一種彩色濾光片用含有染料之藍色著色組成物，其特徵為含有具以下述一般式(1)所示構造之三芳基甲烷系染料， (式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6係各獨立表示氫原子、可具有取代基之碳數1～6的烷基、可具有取代基之苯基、或可具有取代基之苯甲基；R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20係各獨立表示氫原子、可具有取代基之碳數1～6的烷基、或鹵素原子；X係表示甲基化參三氟甲烷磺醯基陰離子)。
  2. 如申請專利範圍第1項之彩色濾光片用含有染料之藍色著色組成物，其中該一般式(1)之R1、R2、R3、R4、R5、R6係各獨立表示氫原子、未經取代的碳數1～6之烷基、未經取代的苯基、或未經取代的苯甲基；R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20係各獨立表示氫原子、氯原子、碳數1～6之未經取代的烷基。
  3. 如申請專利範圍第1項之彩色濾光片用含有染料之藍色著色組成物，其中該三芳基甲烷系染料之藍色著色組成物中的質量濃度為0.1%至20%。
  4. 一種彩色濾光片，其特徵為含有如申請專利範圍第1～3項中任一項之含有染料藍色著色組成物，硬化而得之藍色像素。
  5. 如申請專利範圍第4項之彩色濾光片，其中該藍色像素具有0.1μm至5.0μm之膜厚。
  6. 一種液晶顯示裝置，其特徵為其係具備如申請專利範圍第4項之彩色濾光片，其中該藍色像素之XYZ表色系色度為0.12≦x≦0.18、0.08≦y≦0.18、Y≧13之彩色濾光片。
  7. 一種液晶顯示裝置，其特徵為其係具備如申請專利範圍第5項之彩色濾光片，其中該藍色像素之XYZ表色系色度為0.12≦x≦0.18、0.08≦y≦0.18、Y≧13之彩色濾光片。
  8. 一種有機EL顯示器，其特徵為其係具備如申請專利範圍第4項之彩色濾光片，其中該藍色像素之600nm的透過率為10%以下，且450nm之透過率為90%以上的彩色濾光片。
  9. 一種有機EL顯示器，其特徵為其係具備如申請專利範圍第5項之彩色濾光片，其中該藍色像素之600nm的透過率為10%以下，且450nm之透過率為90%以上之彩色濾光片。
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