TWI699404B - 著色固化性樹脂組合物、彩色濾光片和顯示裝置 - Google Patents

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TWI699404B
TWI699404B TW105117851A TW105117851A TWI699404B TW I699404 B TWI699404 B TW I699404B TW 105117851 A TW105117851 A TW 105117851A TW 105117851 A TW105117851 A TW 105117851A TW I699404 B TWI699404 B TW I699404B
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Abstract

本發明的課題在於提供保存穩定性良好的著色固化性樹脂組合物、彩色濾光片和顯示裝置。所述著色固化性樹脂組合物的特徵在於含有:著色劑(A)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)和溶劑(E),著色劑(A)包含由含有從鎢、鉬、矽和磷組成的組中選擇的至少一種元素和氧的化合物的陰離子與具有色素骨架的陽離子構成的化合物和染料,溶劑(E)包含n種溶劑k,並且基於下式求出的S值為大於8.75(cal/cm3)1/2且小於11.11(cal/cm3)1/2
Figure 105117851-A0202-11-0001-1
式(1)中,a k表示溶劑k相對於所有溶劑的含有率,b k表示基於Fedors法的溶劑k的SP值,n表示1以上的整數。

Description

著色固化性樹脂組合物、彩色濾光片和顯示裝置 發明領域
本發明涉及著色固化性樹脂組合物、彩色濾光片和顯示裝置。
發明背景
著色固化性樹脂組合物用於製造液晶顯示裝置、電致發光顯示裝置和等離子體顯示器等顯示裝置中使用的彩色濾光片。這種著色固化性樹脂組合物已知有作為溶劑包含4-羥基-4-甲基-2-戊酮和丙二醇單甲醚乙酸酯(質量比8:2)的著色固化性樹脂組合物(專利文獻1)和僅包含丙二醇單甲醚乙酸酯的著色固化性樹脂組合物(專利文獻2)。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:特開第2015-28121號公報
專利文獻2:特開第2014-153570號公報
發明概要
然而,著色固化性樹脂組合物在常溫下保存時,組合物的黏度有時會上升,保存穩定性不充分。
本發明的目的是提供保存穩定性良好的著色固化性樹脂組合物。
(1)一種著色固化性樹脂組合物,含有:著色劑(A)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)和溶劑(E),其特徵在於,著色劑(A)包含由含有從鎢、鉬、矽和磷組成的組中選擇的至少一種元素和氧的化合物的陰離子與具有色素骨架的陽離子構成的化合物和染料,溶劑(E)包含n種溶劑k,並且基於式(1)求出的S值大於8.75(cal/cm3)1/2且小於11.11(cal/cm3)1/2
Figure 105117851-A0202-12-0002-2
[式(1)中,a k表示溶劑k相對於所有溶劑的含有率。b k表示基於Fedors法的溶劑k的SP值。n表示1以上的整數。]
(2)根據(1)所述的著色固化性樹脂組合物,其中,溶劑(E)包含從SP值小於9.0(cal/cm3)1/2的第一溶劑中選擇的一種以上和從SP值為9.0(cal/cm3)1/2以上的第二溶劑中選擇的一種以上。
(3)根據(1)或(2)所述的著色固化性樹脂組合物,其中,溶劑(E)包含從沸點小於150℃的第三溶劑中選擇的一種以上和從沸點為150℃以上的第四溶劑中選擇的一 種以上。
(4)一種由(1)至(3)中任一項所述的著色固化性樹脂組合物形成的彩色濾光片。
(5)一種包括(4)所述的彩色濾光片的顯示裝置。
根據本發明,能夠提供保存穩定性良好的著色固化性樹脂組合物。
具體實施方式
本發明的著色固化性樹脂組合物含有著色劑(A)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)和溶劑(E),溶劑(E)包含n種溶劑k,並且基於規定式求出的S值大於8.75(cal/cm3)1/2且小於11.11(cal/cm3)1/2
以下,依次對著色劑(A)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)和溶劑(E)的各成分進行說明。
<著色劑(A)>
著色劑(A)包含由具有色素骨架的陽離子與含有從鎢、鉬、矽和磷組成的組中選擇的至少一種元素和氧的化合物的陰離子構成的化合物(Aa)(以下,有時稱為化合物(Aa))和染料(Ab)。化合物(Aa)和染料(Ab)可分別為一種以上。
本發明中的色素骨架是指選擇性吸收可見光(波 長:400~750nm)而具有固有色的化合物的部分結構,該部分結構中包含用於發現具有固有色的特徵的結構。
構成化合物(Aa)的陽離子所具有的色素骨架可列舉偶氮骨架、氧雜蒽骨架、吖嗪骨架、酞菁骨架、吖啶骨架、蒽醌骨架、方酸菁骨架等具有鎓結構的色素骨架;三芳基甲烷骨架;三芳基甲烷骨架的芳香族烴環的一個以上為芳香族多環的色素骨架等。其中,優選氧雜蒽骨架、三芳基甲烷骨架、三芳基甲烷骨架的芳香族烴環的一個以上為芳香族多環的色素骨架,更優選三芳基甲烷骨架的芳香族烴環的一個以上為芳香族多環的色素骨架。
來源於含有從鎢、鉬、矽和磷組成的組中選擇的至少一種元素和氧的化合物的陰離子優選例如含有鎢的雜多酸陰離子和含有鎢的同多酸陰離子,更優選磷鎢酸陰離子、矽鎢酸陰離子和鎢類同多酸陰離子。
含有鎢的雜多酸陰離子和同多酸陰離子例如可列舉凱金型磷鎢酸離子α-[PW12O40]3-、道森型磷鎢酸離子α-[P2W18O62]6-、β-[P2W18O62]6-、凱金型矽鎢酸離子α-[SiW12O40]4-、β-[SiW12O40]4-、γ-[SiW12O40]4-、[P2W17O61]10-、[P2W15O56]12-、[H2P2W12O48]12-、[NAP5W30O110]14-、α-[SiW9O34]10-、γ-[SiW10O36]8-、α-[SiW11O39]8-、β-[SiW11O39]8-、[W6O19]2-、[W10O32]4-、WO4 2-和它們的混合物。
化合物(Aa)優選為式(A-I)表示的化合物(以下,也稱為(A-I))。
(化學式1)
Figure 105117851-A0202-12-0005-3
[式(A-I)中,R41~R44各自獨立地表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基或可具有取代基的碳數7~30的芳烷基,該碳數1~20的飽和烴基中,該飽和烴基所包含的氫原子可被取代或未取代的氨基或鹵素原子取代,該飽和烴基的碳數為2~20時,該飽和烴基所包含的亞甲基可被氧原子或-CO-取代。但是,該碳數2~20的飽和烴基中,鄰接的亞甲基不同時被氧原子取代,末端的亞甲基不被氧原子或-CO-取代。R41和R42可結合並與它們結合的氮原子一起形成環,R43和R44可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
R47~R54各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、羥基、碳數1~8的烷基,構成該烷基的亞甲基可被氧原子或-CO-取代。R48和R52可彼此結合而形成-NH-、-O-、-S-或-SO2-。
環T1表示可具有取代基的碳數3~10的芳香族多環。
[Y]m-表示含有從鎢、鉬、矽和磷組成的組中選擇的至少一種元素和氧的任意m價的陰離子。
m表示任意的自然數。
另外,一個分子中含有多個由下式表示的陽離子時,它們可具有相同的結構,也可具有不同的結構。
Figure 105117851-A0202-12-0006-4
[式中,環T1、R41~R44和R47~R54分別與上述定義相同。]
環T1的芳香族多環可為單環,也可為稠環。
環T1的芳香族多環可含有的取代基可舉出鹵素原子、氰基、可具有取代基的碳數1~20的烷基、可具有取代基的碳數6~20的芳香族烴基、可具有取代基的氨基等。環T1優選包含可具有碳數1~10的烷基等取代基的氨基。
其中,環T1的芳香族多環優選為包含氮原子的芳香族多環,更優選為包含氮原子的五員環的芳香族多環。
進而,環T1特別優選為式(Ab2-y1)表示的環。
Figure 105117851-A0202-12-0006-5
[R56表示氫原子、碳數1~20的飽和烴基或可具有取代基的芳香族烴基。
X2表示氧原子、-NR57-或硫原子。
R57表示氫原子或碳數1~10的烷基。
R45和R46各自獨立地為可具有取代基的碳數1~20的飽和烴基、碳數2~20的烷基,該烷基所包含的亞甲基表示可 被氧原子取代的基團、可具有取代基的芳香族烴基、可具有取代基的芳烷基或氫原子。R45和R46可結合並與它們結合的氮原子一起形成環。
但是,鄰接的亞甲基不同時被氧原子取代,且烷基末端的亞甲基不被氧原子取代。
*表示與碳陽離子結合的原子鍵。]
R41~R46和R56表示的碳數1~20的飽和烴基可為直鏈、支鏈和環狀的任一種。直鏈或支鏈的飽和烴基可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十六烷基、二十烷基等直鏈狀烷基;異丙基、異丁基、異戊基、新戊基、2-乙基己基等支鏈狀烷基。該飽和烴基優選為碳數1~10,更優選為碳數1~8,進一步優選為碳數1~6。
R41~R46和R56表示的環狀的飽和烴基可為單環,也可為多環。該環狀的飽和烴基可列舉環丙基、環丁基、環戊基、環己基、金剛烷基等。該環狀的飽和烴基優選為碳數3~10,更優選碳數6~10。
R41~R46和R56的飽和烴基可被鹵素原子或可取代的氨基取代。可取代的氨基例如可舉出氨基;二甲基氨基、二乙基氨基等烷基氨基。此外,鹵素原子可列舉氟、氯、溴、碘等。此外,鹵素原子為氟原子時,優選以形成三氟甲基單元、五氟乙基單元、七氟丙基單元等全氟烷基單元的方式被鹵素原子取代。
R47~R54表示的碳數1~8的烷基可列舉作為R41表 示的飽和烴基示例的直鏈或支鏈的飽和烴基中的碳數1~8的基團。
此外,R57表示的碳數1~10的烷基可列舉作為R41表示的飽和烴基示例的直鏈或支鏈的飽和烴基中的碳數1~10的基團。
R41~R46表示的飽和烴基(優選烷基)的碳數為2以上時,該飽和烴基(優選烷基)所包含的亞甲基可被氧原子或-CO-取代,優選可被氧原子取代。此外,構成該飽和烴基(優選烷基)的亞甲基之間可插入氧原子。該飽和烴基(優選烷基)的優選碳數為2~10,更優選為2~8。此外,亞甲基被氧原子或-CO-取代時,末端與氧原子或-CO-之間、或者氧原子或-CO-與氧原子或-CO-之間的碳數例如為1~5,優選2~3,更優選2。但是,鄰接的亞甲基不同時被氧原子取代,此外,烷基的末端的亞甲基不被氧原子取代。
此外,R41~R46和R56表示的可具有取代基的芳香族烴基優選為碳數6~20,更優選碳數6~15,進一步優選碳數6~12。該芳香族烴基可列舉苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、菲基、聯苯基、三聯苯基等,優選為苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基,特別優選苯基。此外,該芳香族烴基可具有1或2以上的取代基,該取代基可列舉氟原子、氯原子、碘原子、溴原子等鹵素原子;氯甲基、三氟甲基等的碳數1~6的鹵代烷基;甲氧基、乙氧基等的碳數1~6的烷氧基;羥基;氨基磺醯基;甲基磺醯基等的碳數1~6的烷基磺醯基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等的碳數1~6的烷氧基 羰基等。
R41~R46表示的可具有取代基的芳烷基可列舉作為上述芳香族烴基說明的基團與亞甲基、伸乙基、伸丙基等的碳數1~5的伸烷基的基團。
R41和R42結合並與它們結合的氮原子一起形成的環、R43和R44結合並與它們結合的氮原子一起形成的環、以及R45和R46結合並與它們結合的氮原子一起形成的環可列舉吡咯烷環、嗎啉環、哌啶環、哌嗪環等含氮非芳香族4~7員環,優選吡咯烷環、哌嗪環等作為雜原子僅具有一個氮原子的4~7員環。
其中,R41~R44和R56優選碳數1~20的飽和烴基或可具有取代基的芳香族烴基,更優選各自獨立地為碳數1~8的飽和烴基或下式表示的基團。下式中、*表示與氮原子結合的原子鍵。
Figure 105117851-A0202-12-0009-6
優選地,R45~R46各自獨立地為碳數1~20的飽和烴基、碳數2~20的烷基的碳原子之間插入氧原子的基團、或可具有取代基的芳香族烴基,或者優選R45和R46結合並與它們結合的氮原子一起形成環。更優選地,R45~R46各自獨立地為碳數1~8的飽和烴基、烷氧基烷基或下式表示的基團,或者R45和R46結合並形成作為雜原子僅具有一個氮原子的4~7員環的方式。下式中,*表示與氮原子結合的原子鍵。
Figure 105117851-A0202-12-0010-7
此外,R47~R54表示的碳數1~8的烷基以及碳數2~8的烷基的亞甲基被氧原子或-CO-取代的基團可示例前述R41~R46對應的基團中選擇的碳數8以下的基團。
基於容易合成的觀點,R47~R54優選各自獨立地為氫原子、鹵素原子或碳數1~8的烷基,更優選各自獨立地為氫原子、甲基、氟原子或氯原子。
式(A-I)的陽離子部分可列舉如下述表1所示的式(A-I-1)表示的陽離子1~陽離子14等。
Figure 105117851-A0202-12-0011-8
Figure 105117851-A0202-12-0011-9
表1中,Ph1~Ph9是指下式表示的基團。式中、*表示原子鍵。
(化學式7)
Figure 105117851-A0202-12-0012-10
其中,式(A-I)的陽離子部分優選為陽離子1~陽離子6、陽離子11~陽離子14,特別優選為陽離子1、陽離子2或陽離子12~陽離子14,最優選為陽離子12
化合物(Aa)可列舉下式表示的化合物。
Figure 105117851-A0202-12-0013-11
Figure 105117851-A0202-12-0014-12
式(A-I)表示的化合物可根據特開2015-28121號公報中記載的方法進行製造。
染料(Ab)
染料可列舉出例如顯色指數(The Society of Dyers and Colourists出版)內分類為顏料以外的具有色相的化合物、染色筆記(染織公司)中記載的已知染料。特別優選氧雜蒽染料和偶氮染料(例如單偶氮染料、二偶氮染料、三偶氮染料、金屬絡合鹽偶氮染料等)。
作為氧雜蒽染料,除了上述示例的化合物以外, 可列舉例如C.I.酸性紅51(以下省略了C.I.酸性紅的記載內容,僅記載了編號。下同。)、52、87、92、94、388、C.I.酸性紫9、30、C.I.鹼性紅1(羅丹明6G)、2、3、4、8、C.I.鹼性紅10(羅丹明B)、11、C.I.鹼性紫10、11、25、C.I.溶劑紅218、C.I.媒染劑紅27、C.I.雷馬素紅36(玫瑰紅B)、磺基羅丹明G、特開2010-32999號公報中記載的氧雜蒽染料和專利第4492760號公報中記載的氧雜蒽染料等。
氧雜蒽染料進一步優選為以下的式(a1-1)表示的化合物(以下也稱為化合物(a1-1))。化合物(a1-1)可為其互變異構體。
Figure 105117851-A0202-12-0015-13
[式(a1-1)中,R1~R4彼此獨立地表示氫原子、可具有取代基的碳數1~20的1價的飽和烴基或可具有取代基的碳數6~10的1價的芳香族烴基,該飽和烴基所包含的亞甲基(-CH2-)可被-O-、-CO-或-NR11-取代。R1和R2可一起形成包含氮原子的環,R3和R4可一起形成包含氮原子的環。
R5表示-OH、-SO3 -、-SO3H、-SO3 -Z+、-CO2H、-CO2 -Z+、-CO2R8、-SO3R8或-SO2NR9R10
R6和R7彼此獨立地表示氫原子或碳數1~6的烷基。
m表示0~5的整數。m為2以上時,多個R5可相同或不同。
A表示0或1的整數。
X表示鹵素原子。
Z+表示+N(R11)4、NA+或K+,四個R11可相同或不同。
R8表示碳數1~20的1價的飽和烴基,該飽和烴基所包含的氫原子可被鹵素原子取代。
R9和R10彼此獨立地表示氫原子或可具有取代基的碳數1~20的1價的飽和烴基,該飽和烴基所包含的-CH2-可被-O-、-CO-、-NH-或-NR8-取代,R9和R10可彼此結合並形成包含氮原子的3~10員環的多環。
R11表示氫原子、碳數1~20的1價的飽和烴基或碳數7~10的芳烷基。]
此外,氧雜蒽染料也優選為式(a1-2)表示的化合物(以下有時稱為“化合物(a1-2)”)。化合物(a1-2)可為其互變異構體。
Figure 105117851-A0202-12-0016-14
[式(a1-2)中,R21和R22各自獨立地表示碳數1~10的1價的飽和烴基,該R21、R22的飽和烴基所包含的氫原子可被碳數6~10的芳香族烴基或鹵素原子取代,該芳香族烴基所 包含的氫原子可被碳數1~3的烷氧基基取代,前述R21、R22的飽和烴基所包含的-CH2-可被-O-、-CO-或-NR11-取代。
R23和R24彼此獨立地表示碳數1~4的烷基、碳數1~4的烷基巰基(sulfanyl)或碳數1~4的烷基磺醯基。
R21和R23可一起形成包含氮原子的環,R22和R24可一起形成包含氮原子的環。
p和q彼此獨立地表示0~5的整數。p為2以上時,多個R23可相同或不同,q為2以上時,多個R24可相同或不同。
R11表示與上述相同的意思。]
R21和R22中的碳數1~10的1價的飽和烴基可列舉R8中的碳數1~10的基團。
可具有取代基的碳數6~10的芳香族烴基可列舉與R1中的基團相同的基團。
碳數1~3的烷氧基可列舉例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
R21和R22優選彼此獨立地為碳數1~3的1價的飽和烴基。
R23和R24中的碳數1~4的烷基可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基等。
R23和R24中的碳數1~4的烷基巰基可列舉甲基巰基、乙基巰基、丙基巰基、丁基巰基和異丙基巰基等。
R23和R24中的碳數1~4的烷基磺醯基可列舉甲基磺醯基、乙基磺醯基、丙基磺醯基、丁基磺醯基和異丙基磺醯基等。
R23和R24優選碳數1~4的烷基,更優選甲基、乙基,進一步優選甲基。
p和q優選為0~2的整數,優選1或2。
其他染料也可使用偶氮染料、噻唑染料、噁嗪染料、酞菁染料、喹酞酮染料等,也可使用各種已知的染料。
偶氮染料例如可列舉:C.I.直接黃(以下省略了C.I.直接黃的記載內容,僅記載了編號)2、33、34、35、39、50、69、70、71、86、93、94、95、98、102、109、129、136、141;C.I.直接橙41、46、56、61、64、70、96、97、106、107;C.I.直接紅79、82、83、84、97、98、99、106、107、172、173、176、177、179、181、182、204、207、211、213、218、221、222、232、233、243、246、250;C.I.直接紫47、52、54、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104;C.I.直接藍51、57、71、81、84、85、90、93、94、95、98、100、101、113、149、150、153、160、162、163、164、166、167、170、172、188、192、193、194、196、198、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;C.I.直接綠27、34、37、65、67、68、69、72、77、79、82等; C.I.酸性紅1、3、4、6、8、11、12、14、18、26、27、33、37、53、57、88、106、108、111、114、131、137、138、151、154、158、159、173、184、186、215、257、266、296、337;C.I.酸性橙7、10、12、19、20、22、28、30、52、56、74、127;C.I.酸性紫11、56、58;C.I.酸性黃1、17、18、23、25、36、38、42、44、54、59、72、78、151;C.I.酸性褐2、4、13、248;C.I.酸性藍92、102、113、117等;C.I.鹼性紅17、22、23、25、29、30、38、39、46、46:1、82;C.I.鹼性橙2、24、25;C.I.鹼性紫18;C.I.鹼性黃15、24、25、32、36、41、73、80;C.I.鹼性褐1;C.I.鹼性藍41、54、64、66、67、129等。
偶氮染料可為金屬絡合鹽偶氮染料。金屬絡合鹽偶氮染料是包含偶氮骨架的配體與中心金屬形成絡合物的化合物。中心金屬優選為鉻、鈷、鎳,更優選鉻或鈷。
金屬絡合鹽偶氮染料更優選為例如下式(a2-1)表示的化合物(以下也稱為化合物(a2-1))。化合物(a2-1)可為其互變異構體。
Figure 105117851-A0202-12-0020-15
[式(a2-1)中,R71~R88各自獨立地表示氫原子、碳數1~8的1價的飽和烴基、硝基、-SO2NHR91、-SO3H或-SO2CH3
R89和R90各自獨立地表示氫原子、甲基或乙基。
R91各自獨立地表示氫原子、碳數1~8的1價的飽和烴基、碳數2~15的烷氧基烷基。
A1~A4各自獨立地表示*-O-、*-O-CO-、*-CO-O-。*表示與M結合的原子鍵。
M表示Cr或Co。
n表示1~5的整數。
D+表示氫陽離子(hydron)、或1價的金屬陽離子。]
R71~R88、R91表示的碳數1~8的1價的飽和烴基可列舉甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等的直鏈狀烷基;異丙基、仲丁基、叔丁基、1-甲基丁基、1,1,3,3-四甲基丁基、1,5-二甲基己基、1,6-二甲基庚基、2-乙基己基和1,1,5,5-四甲基己基等的支鏈狀烷 基。
優選R71~R88中的至少一個為硝基。通過具有硝基,化合物的分光濃度傾向於變高。
R89和R90優選甲基。
R91表示的碳數2~15的烷氧基烷基可列舉甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基、甲氧基戊基、1-乙氧基丙基、2-乙氧基丙基、1-乙氧基-1-甲基乙基、2-乙氧基-1-甲基乙基、1-異丙氧基丙基、2-異丙氧基丙基、1-異丙氧基-1-甲基乙基、2-異丙氧基-1-甲基乙基、辛氧基丙基、3-乙氧基丙基、3-(2-乙基己氧基)丙基等。
上述式(a2-1)中,各基團的優選組合如下。
即,式(a2-1)中優選為以下組合:R71~R79中的一個為氫原子或硝基,一個為從氫原子、SO2NHR91、-SO3H和-SO2CH3中選擇的一個,剩餘的為氫原子,R80~R88中的一個為氫原子或硝基,一個為從氫原子、SO2NHR91、-SO3H和-SO2CH3中選擇的一個,剩餘的為氫原子,R89和R90為甲基,R91為氫原子、碳數1~4的1價的飽和烴基或碳數2~8的烷氧基烷基,A1~A4中的兩個為*-O-,剩餘的為相同的*-O-或*-O-CO,M為Cr, D為Na,n為1。
金屬絡合鹽偶氮染料可列舉C.I.溶劑紅125、130;C.I.溶劑黃21和特開2010-170116號公報或特開2011-215572號公報記載的化合物等。
著色混合液
關於製造本發明的著色固化性樹脂組合物,優選化合物(Aa)溶解或分散在溶劑中進行混合來調製著色混合液。著色混合液通過混合樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)等來調製著色固化性樹脂組合物,能夠進一步提高由該著色固化性樹脂組合物形成的彩色濾光片的耐熱性。
溶劑可使用作為著色固化性樹脂組合物的溶劑(E)可使用的溶劑。溶劑例如為醚酯溶劑,更優選烷基二醇或聚烷基二醇的一個羥基被醚化,剩餘的羥基被酯化的溶劑,可列舉例如丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯等。它們可單獨或包含多種。
著色混合液中,溶劑的含量相對於化合物(Aa)1質量份例如為1~50質量份,優選2~30質量份,更優選3~10質量份。
對於使化合物(Aa)分散在溶劑中來調製著色 混合液,優選使用分散劑。分散劑可使用陽離子類、陰離子類、非離子類、兩性、聚酯類、聚胺類、丙烯酸類等已知的顏料分散劑。這些顏料分散劑可單獨或組合兩種以上使用。顏料分散劑可列舉商品名KP(信越化學工業公司製造)、FLOREN(共榮社化學公司製造)、SOLSPERSE(捷利康公司製造)、EFKA(BASF公司製造)、AJISPER(味之素FINETECHNO公司製造)、DISPERBYK(BYK公司製造)等。
該著色混合液中,分散劑的含量相對於化合物(Aa)100質量份例如為1~1000質量份,優選3~100質量份,更優選5~50質量份,特別優選10~30質量份。
著色混合液可預先包含染料(Ab)的一部分或全部,優選預先包含全部。著色混合液中的染料(Ab)的量相對於化合物(Aa)100質量份例如為0.1~20質量份,優選0.5~10質量份,更優選1~5質量份。
在將化合物(Aa)分散在溶劑中來調製著色混合液時,著色混合液可預先包含著色固化性樹脂組合物中所含有的樹脂(B)的一部分或全部,優選預先包含一部分。通過預先包含樹脂(B),能夠進一步改善製作著色固化性樹脂組合物時的分散穩定性。著色混合液中的樹脂(B)的含量相對於化合物(Aa)100質量份例如為1~300質量份,優選10~100質量份,更優選20~70質量份。
染料(Ab)與化合物(Aa)的質量比(染料(Ab)/化合物(Aa))優選為0.001以上且0.5以下,更優選0.005 以上且0.4以下,進一步優選0.01以上且0.3以下,進一步更優選0.02以上且0.2以下。
著色劑(A)在化合物(Aa)和染料(Ab)的基礎上還可進一步包含顏料(Ac)。顏料例如可列舉顯色指數(The Society of Dyers And Colourists出版)中分類為顏料的顏料(但化合物(Aa)除外),可示例以下顏料。
綠色顏料:C.I.顏料綠7、36、58等
黃色顏料:C.I.顏料黃1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、185、194、214等
橙色顏料:C.I.顏料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等
紅色顏料:C.I.顏料紅9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265等
藍色顏料:C.I.顏料藍15、15:3、15:4、15:6、60等
紫色顏料:C.I.顏料紫1、19、23、29、32、36、38等
這些顏料中,對於各顏色可使用一種顏料或多種顏料,也可組合各顏色的顏料。
其中,前述顏料(Ac)優選為藍色顏料或紅色顏料,更優選C.I.顏料藍15:3、15:6或C.I.顏料紅177、242、254、255、264。
顏料可以進行樹脂處理、採用了引入酸性或鹼性 基團的顏料衍生物等的表面處理、高分子化合物等接枝到顏料表面的接枝處理、硫酸微粒化法等進行的微粒化處理、或通過有機溶劑或水等除去雜質的清洗處理、用離子交換法等除去離子性雜質的除去處理等。顏料的粒徑優選為基本均勻。顏料通過含有顏料分散劑進行分散處理,能夠得到顏料分散劑溶液中均勻分散狀態的顏料分散液。顏料可分別單獨進行分散處理,也可混合多種進行分散處理。
顏料分散劑可列舉表面活性劑等,可為陽離子類、陰離子類、非離子類、兩性中任一種的表面活性劑。具體可列舉聚酯類、聚胺類、丙烯酸類等的表面活性劑等。其中,特別優選丙烯酸類表面活性劑。這些顏料分散劑可單獨或組合兩種以上使用。顏料分散劑作為商品名可列舉KP(信越化學工業公司製造)、FLOREN(共榮社化學公司製造)、SOLSPERSE(捷利康公司製造)、EFKA(註冊商標)(BASF公司製造)、AJISPER(味之素FINETECHNO公司製造)、DISPERBYK(註冊商標)(BYK公司製造)等。
使用顏料分散劑時,其用量相對於顏料100質量份優選為10質量份以上且200質量份以下,更優選15質量份以上且180質量份以下,進一步優選20質量份以上且160質量份以下。顏料分散劑的用量在上述範圍內時,在使用兩種以上顏料時傾向於得到均勻分散狀態的顏料分散液。
著色固化性樹脂組合物中的著色劑(A)的含有率相對於固體成分的總量通常為5質量%以上且70質量%以下,優選7質量%以上且60質量%以下,更優選10質量%以 上且55質量%以下,特別優選12質量%以上且50質量%以下。前述化合物(Aa)的含有率為上述範圍內時,更容易得到所期望的分光、色濃度。另外,在本說明書中,“固體成分的總量”是指從本發明的著色固化性樹脂組合物中除去溶劑的成分的總計量。固體成分的總量以及與其相對應的各成分的含量例如可通過液相色譜法、氣相色譜法等已知的分析方法進行測定。
包含顏料(Ac)時,顏料(Ac)的含有率相對於前述著色劑(A)的總量優選為1質量%以上且80質量%以下,更優選2質量份以上且70質量%以下,進一步優選5質量%以上且60質量%以下。
<樹脂(B)>
本發明的著色固化性樹脂組合物所包含的樹脂(B)優選為堿溶性樹脂,更優選具有來源於不飽和羧酸和不飽和羧酸酐組成的組中選擇的至少一種的結構單元的加成聚合物。這種樹脂可列舉下述樹脂[K1]~[K6]。
樹脂[K1]:從不飽和羧酸和不飽和羧酸酐組成的組中選擇的至少一種單體(a)(以下有時稱為“(a)”)與具有碳數2~4的環狀醚結構和烯屬不飽和鍵的單體(b)(以下有時稱為“(b)”)的共聚物
樹脂[K2]:(a)、(b)、以及與(a)可共聚的單體(c)(但不同於(a)和(b))(以下有時稱為“(c)”)的共聚物
樹脂[K3]:(a)和(c)的共聚物
樹脂[K4]:使(b)與(a)和(c)的共聚物發生反應 而得到的樹脂
樹脂[K5]:使(a)與(b)和(c)的共聚物發生反應而得到的樹脂
樹脂[K6]:使(a)與(b)和(c)的共聚物發生反應並進一步與羧酸酐反應而得到的樹脂
樹脂(B)優選包含來源於從不飽和羧酸和不飽和羧酸酐組成的組中選擇的至少一種單體的結構單元和來源於具有烯屬不飽和鍵和碳數2~4的環狀醚結構的單體的結構單元的共聚物,即優選包含樹脂[K1]和/或樹脂[K2]。
(a)可列舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、o-、m-、p-乙烯基苯甲酸等的不飽和單羧酸;馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸、3-乙烯基鄰苯二甲酸、4-乙烯基鄰苯二甲酸、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、二甲基四氫鄰苯二甲酸、1,4-環己烯二羧酸等的不飽和二羧酸;甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸、5-羧基降冰片烯、5,6-二羧基降冰片烯、5-羧基甲基降冰片烯、5-羧基乙基降冰片烯等的含有羧基的二環不飽和化合物;馬來酸酐、檸康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基鄰苯二甲酸酐、4-乙烯基鄰苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、二甲基四氫鄰苯二甲酸酐和5,6-二羧基降冰片烯酐等不飽和二羧酸酐等的羧酸酐等。
琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]等的2元以上的多元羧酸的不飽 和單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯類; 諸如α-(羥基甲基)丙烯酸的在同一分子中含有羥基和羧基的不飽和丙烯酸酯類等。
它們之中,從共聚反應性的觀點或鹼水溶液對得到的樹脂的溶解性的觀點考慮,優選丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐等。
(b)是指具有碳數2~4的環狀醚結構(例如從環氧乙烷、氧雜環丁烷、和四氫呋喃組成的組中選擇的至少一種)和烯屬不飽和鍵的聚合性化合物。(b)優選為具有碳數2~4的環狀醚結構和(甲基)丙烯醯氧基的單體。
(b)可列舉具有環氧乙烷基和烯屬不飽和鍵的單體(b1)(以下也稱為“(b1)”)、具有氧雜環丁烷基和烯屬不飽和鍵的單體(b2)(以下也稱為“(b2)”)和具有四氫呋喃基和烯屬不飽和鍵的單體(b3)(以下也稱為“(b3)”)。
(b1)可列舉具有直鏈狀或支鏈狀的脂肪族不飽和烴被環氧化的結構的單體(b1-1)(以下也稱為“(b1-1)”)和具有脂環式不飽和烴被環氧化的結構的單體(b1-2)(以下也稱為“(b1-2)”)。
(b1-1)優選具有縮水甘油基和烯屬不飽和鍵的單體。(b1-1)具體可列舉縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-甲基縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、β-乙基縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、縮水甘油基乙烯基醚、o-乙烯基苄基縮水甘油醚、m-乙烯基苄基縮水甘油醚、p-乙烯基苄基縮水甘油醚、 α-甲基-o-乙烯基苄基縮水甘油醚、α-甲基-m-乙烯基苄基縮水甘油醚、α-甲基-p-乙烯基苄基縮水甘油醚、2,3-雙(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、2,4-雙(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、2,5-雙(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、2,6-雙(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯和2,4,6-三(縮水甘油醚氧基甲基)苯乙烯。
(b1-2)可列舉單氧化乙烯基環己烯(vinylcyclohexenemonoxide)、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷(例如CEL2000(註冊商標);Daicel公司製造)、3,4-環氧環己基甲基(甲基)丙烯酸酯(例如CYM A400(註冊商標)A400;Daicel公司製造)、3,4-環氧環己基甲基(甲基)丙烯酸酯(例如CYM M100;Daicel公司製造)、式(1)表示的化合物和式(2)表示的化合物。
Figure 105117851-A0202-12-0029-16
[式中,Ra和Rb各自獨立地表示氫原子或碳數1~4的烷基,該烷基所包含的氫原子可被羥基取代。Xa和Xb各自獨立地表示單鍵、*-Rc-、*-Rc-O-、*-Rc-S-或*-Rc-NH-。Rc表示碳數1~6的鏈烷二基。*表示與O結合的原子鍵。]
式(1)表示的化合物和式(2)表示的化合物可分別單獨使用,也可合用式(1)表示的化合物和式(2)表示的化合物。它們合用時,式(1)表示的化合物和式(2)表示的化合物的比率(式(1)表示的化合物:式(2)表示的化合物)以摩爾基準計優選為5:95~95:5,更優選10:90~90:10,進一步優選20:80~80:20。
(b2)更優選具有氧雜環丁烷基和(甲基)丙烯醯氧基的單體。
(b3)更優選具有四氫呋喃基和(甲基)丙烯醯氧基的單體。
從能夠進一步提高所得的彩色濾光片的耐熱性、耐化學品性等的可靠性的觀點考慮,(b)優選為(b1),從著色固化性樹脂組合物的保存穩定性優異的觀點考慮,(b1)優選為(b1-2)。
(c)可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(該技術領域中的常用名稱為“(甲基)丙烯酸二環戊酯”。此外,也稱為“(甲基)丙烯酸三環癸酯”)、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烯-8-基酯(該技術領域中的常用名稱為“(甲基)丙烯酸二環戊烯酯”)、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙基酯、(甲基)丙烯 酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸丙烯酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯;馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯、衣康酸二乙酯等的二羧酸二酯;降冰片烯、5-甲基降冰片烯、5-乙基降冰片烯等的二環不飽和化合物;N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺等的二羧基醯亞胺化合物;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、p-甲氧基苯乙烯等的含乙烯基的芳香族化合物;丙烯腈、甲基丙烯腈等的含乙烯基的腈;氯乙烯、偏二氯乙烯等的鹵化烴;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等的含乙烯基的醯胺;乙酸乙烯酯等的酯;1,3-丁二烯、異戊二烯和2,3-二甲基-1,3-丁二烯的二烯等。
它們之中,從共聚反應性和耐熱性的觀點考慮,優選含乙烯基的芳香族化合物、二羧基醯亞胺化合物、二環不飽和化合物。具體優選苯乙烯、乙烯基甲苯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺和降冰片烯。
樹脂[K1]~[K3]例如可通過在聚合引發劑的存在下使引入聚合物結構單元的單體在溶劑中聚合來製造。溶劑只要是溶解各單體的溶劑即可,本發明的著色固化性樹 脂組合物的溶劑(E)可列舉後述的溶劑等。
樹脂[K6]的製造中所使用的羧酸酐可列舉(A)中舉出的酸酐等。
樹脂(B)可單獨使用,也可組合兩種以上使用,特別優選對(甲基)丙烯酸-3,4-環氧三環[5.2.1.02,6]癸酯/(甲基)丙烯酸/乙烯基甲苯共聚物、(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物添加(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的樹脂、對(甲基)丙烯酸三環癸酯/(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物添加縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯的樹脂。
組合兩種以上的樹脂時,優選樹脂[K1]和/或樹脂[K2]與樹脂[K4]~樹脂[K6]的組合,更優選樹脂[K1]和/或樹脂[K2]與樹脂[K4]的組合。
組合樹脂[K1]和/或樹脂[K2]與樹脂[K4]~樹脂[K6]時,其質量比({樹脂[K1]和/或樹脂[K2]}/{樹脂[K4]~樹脂[K6]})優選為10/90~90/10,更優選20/80~80/20,進一步優選30/70~70/30。
樹脂(B)的聚苯乙烯換算的重均分子量優選為3,000以上且100,000以下,更優選4,000以上且100,000以下,進一步優選5,000以上且80,000以下,進一步更優選6,000以上且50,000以下。分子量在前述範圍內時,塗膜硬度提高,殘膜率高,未曝光部對顯影液的溶解性良好,著色圖案的解析度傾向於提高。樹脂(B)的分子量分佈[重均分子量(Mw)/數均分子量(Mn)]優選為1.1~6,更優選1.2~4,進一步優選1.3~3。
樹脂(B)的酸值(固體成分換算)優選為20~200mg-KOH/g,更優選50mg-KOH/g以上,進一步優選80mg-KOH/g以上,更優選180mg-KOH/g以下,進一步優選150mg-KOH/g以下。酸值是以中和樹脂(B)1g所需的氫氧化鉀的量(mg)進行測定的值,例如可通過使用氫氧化鉀水溶液進行滴定而求出。
樹脂(B)的總含量相對於固體成分的總量優選為10~65質量%,更優選15~60質量%,進一步優選20~60質量%,更進一步優選23~55質量%,特別優選25~55質量%。樹脂(B)的含量在前述範圍內時,著色圖案容易形成,著色圖案的解析度和殘膜率傾向於提高。
<聚合性化合物(C)>
聚合性化合物(C)是通過聚合引發劑產生的活性自由基和/或酸發生聚合的化合物,例如可列舉具有烯屬不飽和鍵的聚合性化合物,優選具有(甲基)丙烯酸酯結構的化合物。聚合性化合物(C)優選為具有三個以上的烯屬不飽和鍵的聚合性化合物,更優選具有五個或六個烯屬不飽和鍵的聚合性化合物。
具有一個烯屬不飽和鍵的聚合性化合物可列舉壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇酯丙烯酸酯、丙烯酸-2-羥基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮、上述的(a)、(b)和(c)。具有兩個烯屬不飽和鍵的聚合性化合物可列舉乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的雙(丙烯醯氧基乙基) 醚和3-甲基-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。具有三個以上烯屬不飽和鍵的聚合性化合物可列舉三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙二醇改性的季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙二醇改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙二醇改性的季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙二醇改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性的季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和己內酯改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
它們之中,優選二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
聚合性化合物(C)的重均分子量優選為150以上且2,900以下,更優選250以上且1,500以下。
本發明的著色固化性樹脂組合物中的聚合性化合物(C)的含量相對於固體成分的總量通常為1~60質量%,優選5~50質量%,更優選10~40質量%,進一步優選12~35質量%。樹脂(B)與聚合性化合物(C)的含量比(樹脂(B):聚合性化合物(C))以質量基準計通常為20:80~80:20,優選35:65~80:20。聚合性化合物(C)的含量在前述範圍內時,著色圖案形成時的殘膜率和彩色濾光片的耐化學品性傾向於提高。
<聚合引發劑(D)>
聚合引發劑(D)只要是在光、熱的作用下產生活性自由基、酸等引發聚合的化合物,則沒有特別限制,可使用 已知的聚合引發劑。
聚合引發劑(D)優選為包含從烷基苯基酮化合物、三嗪化合物、醯基膦氧化物化合物、O-醯基肟化合物和聯咪唑化合物組成的組中選擇的至少一種的聚合引發劑,更優選包含O-醯基肟化合物的聚合引發劑。
O-醯基肟化合物可列舉N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)丁-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)辛-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)-3-環戊基丙-1-酮-2-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧雜環戊基甲氧基)苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-3-環戊基丙烷-1-亞胺和N-苯甲醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-3-環戊基丙-1-酮-2-亞胺。可使用IRGACURE OXE01、OXE02(註冊商標)(以上,BASF公司製造)、N-1919(ADEKA公司製造)等的市售品。其中,優選從N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)丁-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)辛-1-酮-2-亞胺和N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)-3-環戊基丙-1-酮-2-亞胺組成的組中選擇的至少一種,更優選N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)辛-1-酮-2-亞胺。
烷基苯基酮化合物可列舉2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基巰基苯基)丙-1-酮、2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-2-苄基丁-1-酮和2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1- [4-(4-嗎啉基)苯基]丁-1-酮。可使用IRGACURE369、907、379(以上,BASF公司製造)等的市售品。
烷基苯基酮化合物可為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-(4-異丙烯基苯基)丙-1-酮的低聚物、α,α-二乙氧基苯乙酮和苄基二甲基縮酮。
三嗪化合物可列舉2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪和2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪。
醯基膦氧化物化合物可列舉2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物。可使用IRGACURE819(註冊商標)(BASF公司製造)等的市售品。
聯咪唑化合物具體可列舉2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、特開平6-75372號公報、特開平6-75373號公報、特公昭48-38403號公報、特開昭62-174204號公報、特開平07-010913號公報中記載的化合物和下式表示的化合物等。
Figure 105117851-A0202-12-0036-17
其他聚合引發劑可列舉苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚等苯偶姻化合物;二苯甲酮、o-苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4- 苯甲醯基-4’-甲基二苯硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基過氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;9,10-菲醌、2-乙基蒽醌、樟腦醌等醌化合物;10-丁基-2-氯吖啶酮、苄基、苯基乙醛酸甲酯、二茂鈦化合物等。優選它們與後述的聚合引發助劑(特別是胺類聚合引發助劑)組合使用。
聚合引發劑(D)的含量相對於樹脂(B)和聚合性化合物(C)的總量100質量份通常為0.1~40質量份,優選0.1~30質量份,更優選1~30質量份,特別優選1~20質量份。
<聚合引發助劑>
聚合引發助劑為用於促進由聚合引發劑(D)引發聚合的聚合性化合物(C)的聚合的化合物或敏化劑。本發明的著色固化性樹脂組合物包含聚合引發助劑時,通常與聚合引發劑(D)組合使用。
聚合引發助劑可列舉胺類聚合引發助劑、烷氧基蒽類聚合引發助劑、噻噸酮類聚合引發助劑和羧酸類聚合引發助劑。
胺類聚合引發助劑可列舉三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺等烷醇胺;N,N-二甲基對甲苯胺、4,4’-雙(二甲氨基)二苯甲酮(俗稱:米蚩酮)、4,4’-雙(二乙氨基)二苯甲酮和4,4’-雙(乙基甲基氨基)二苯甲酮,其中,優選4,4’-雙(二乙氨基)二苯甲酮等烷基烷基二苯甲酮。其中,優選烷基氨基二苯甲酮,4,4’-雙(二乙氨基)二苯甲酮。可使用EAB-F (保土穀化學工業公司製造)等市售品。
烷氧基蒽類聚合引發助劑可列舉9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽和2-乙基-9,10-二二丁氧基蒽。
噻噸酮類聚合引發助劑可列舉2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮。
羧酸類聚合引發助劑可列舉苯硫基乙酸、甲基苯硫基乙酸和N-苯基甘氨酸。
使用聚合引發助劑時,其含量相對於樹脂(B)和聚合性化合物(C)的總量100質量份優選為0.1~30質量份,更優選1~20質量份。聚合引發助劑的含量在此範圍內時,能夠以更高靈敏度形成著色圖案,從而彩色濾光片的生產率傾向於提高。
<溶劑(E)>
溶劑(E)包含n種溶劑k,且根據下式求出的S值大於8.75(cal/cm3)1/2且小於11.11(cal/cm3)1/2。另外,Fedors法的細節記載於聚合物工程科學(Polymer Engineering And Science,1974,vol.14,p.147-154)中。
Figure 105117851-A0202-12-0038-18
[式(1)中,a k表示溶劑k相對於所有溶劑的含有率。
b k表示基於Fedors法的溶劑k的SP值。
n表示1以上的整數。]
溶劑為一種時(n=1),溶劑1的SP值保持為S值。
溶劑為兩種(n=2)時,溶劑1相對於所有溶劑的含有率a1、溶劑2相對於所有溶劑的含有率a2分別相對於溶劑1和溶劑2的總量求出,S值=(溶劑1的含有率a1×溶劑1的SP值)+(溶劑2的含有率a2×溶劑2的SP值)。
n優選為2以上,更優選為2~5的整數,進一步優選為2或3。
S值大於8.75(cal/cm3)1/2且小於11.11(cal/cm3)1/2,優選為8.76(cal/cm3)1/2以上且11.00(cal/cm3)1/2以下,更優選8.77(cal/cm3)1/2以上且10.90(cal/cm3)1/2以下,進一步優選10.80(cal/cm3)1/2以下,進一步更優選10.70(cal/cm3)1/2以下,特別優選10.60(cal/cm3)1/2以下,最優選10.50(cal/cm3)1/2以下。不滿足上述範圍時,明度降低,著色組合物層的溶解小時變長,保存穩定性傾向於變差。
溶劑(E)沒有限定,可單獨或組合兩種以上使用本領域中常用的溶劑。具體地,可列舉酯溶劑(分子內包含-COO-而不含-O-的溶劑)、醚溶劑(分子內包含-O-而不含-COO-的溶劑)、醚酯溶劑(分子內包含-COO-和-O-的溶劑)、酮溶劑(分子內包含-CO-而不含-COO-的溶劑)、醇溶劑(分子內包含OH而不含-O-、-CO-和-COO-的溶劑)、 芳香族烴溶劑、醯胺溶劑和二甲亞碸。
酯溶劑可列舉乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-羥基異丁酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、蟻酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、酪酸異丙酯、酪酸乙酯、酪酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙酸環己酯和γ-丁內酯。
醚溶劑可列舉乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲基丙醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇丁基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、四氫呋喃、四氫吡喃、1,4-二氧六環、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、茴香醚、苯乙醚和甲基茴香醚。
醚酯溶劑可列舉甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、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、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二 醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯和二丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯。
酮溶劑可列舉4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、環戊酮、環己酮和異二甲基丙酮。
醇溶劑可列舉甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇。
芳香族烴溶劑可列舉苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯。
醯胺溶劑可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺和N-甲基吡咯烷酮。
這些溶劑可組合兩種以上。
上述溶劑之中,從塗布性、乾燥性的觀點考慮,優選1atm下的沸點為120℃以上且210℃以下的有機溶劑。其中,優選丙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙二醇單甲醚、3-乙氧基丙酸乙酯、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-1-丁醇、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙二醇二乙酸酯、N,N-二甲基甲醯胺和N-甲基吡咯烷酮,更優選丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、二丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-1-丁醇、3-乙氧基丙酸乙酯、N,N-二甲基甲醯胺和N-甲基吡咯烷酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙二醇二乙酸酯。
溶劑(E)優選包含從SP值小於9.0(cal/cm3)1/2 的第一溶劑中選擇的一種以上和從SP值為9.0(cal/cm3)1/2以上的第二溶劑中選擇的一種以上,溶劑(E)優選包含從沸點小於150℃的第三溶劑中選擇的一種以上和從沸點為150℃以上的第四溶劑中選擇的一種以上。SP值可根據Fedors法算出。
溶劑(E)可優選包含屬於第一溶劑和第三溶劑中任一種的溶劑(i)以及屬於第二溶劑和第四溶劑中任一種的溶劑(ii),更優選包含屬於第一溶劑和第三溶劑二者的溶劑(i)以及屬於第二溶劑和第四溶劑二者的溶劑(ii)。此外,溶劑(E)可包含屬於第一溶劑和第三溶劑二者的溶劑(i)以及屬於第二溶劑和第三溶劑二者的溶劑(ii)。
只要滿足上述S值,則溶劑(i)可包含屬於第一溶劑和第三溶劑中任一種的溶劑,溶劑(ii)可包含屬於第二溶劑和第四溶劑中任一種的溶劑。
其中,屬於第一溶劑和第三溶劑二者的溶劑(i)優選為醚溶劑,更優選具有烷基二醇的醚溶劑,進一步優選丙二醇單甲醚乙酸酯(沸點146℃;SP值8.73(cal/cm3)1/2)。
屬於第二溶劑和第四溶劑二者的溶劑(ii)優選從酯溶劑、醚溶劑和酮溶劑中選擇,更優選為具有烷基的酯溶劑、具有烷基二醇的醚溶劑、具有羥基的酮溶劑,進一步優選乳酸乙酯(沸點155℃;SP值11.93(cal/cm3)1/2)、丙二醇二乙酸酯(沸點190℃;SP值9.60(cal/cm3)1/2)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮(沸點168℃;SP值11.70(cal/cm3)1/2)。
進而,屬於第二溶劑和第三溶劑二者的溶劑(ii)優選 為醚溶劑,更優選具有烷基二醇的醚溶劑,進一步優選丙二醇單甲醚(沸點120℃;SP值11.27(cal/cm3)1/2)。
第一溶劑(優選滿足第一溶劑和第三溶劑二者的溶劑)在所有溶劑100質量%中優選為20質量%以上,更優選30質量%以上,進一步優選40質量%以上,例如99質量%以下,優選98質量%以下,進一步優選97質量%以下,更進一步優選95質量%以下。第一溶劑不滿足上述範圍時,所得的彩色濾光片的明度降低,著色組合物層的溶解小時變長,保存穩定性也傾向於劣化。
溶劑(E)的含量相對於著色固化性樹脂組合物的總量通常為60~95質量%,優選65~92質量%,更優選70~90質量%。溶劑(E)的含量在上述範圍內,塗布時的平坦性良好,此外,形成彩色濾光片時的色濃度不會不足,因而顯示特性傾向於變得良好。
<流平劑>
前述著色固化性樹脂組合物可包含流平劑。流平劑可列舉有機矽類表面活性劑、氟類表面活性劑和具有氟原子的有機矽類表面活性劑。它們可在側鏈上具有聚合性基團。
有機矽類表面活性劑可列舉在分子內具有矽氧烷鍵的表面活性劑。具體可列舉TORAY SILICONE DC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(東麗道康寧公司製造)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化 學工業公司製造)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452和TSF4460(邁圖高新材料公司有限製造)。
氟類表面活性劑可列舉在分子內具有氟碳鏈的表面活性劑。具體可列舉FLUORAD FC430、同FC431(註冊商標)(住友3M公司製造)、MEGAFACE F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F554、同R30、同RS-718-K(註冊商標)(DIC公司製造)、FTOP EF301、同EF303、同EF351、同EF352(註冊商標)(三菱材料電子化成公司製造)、SURFLON S381、同S382、同SC101、同SC105(註冊商標)(旭硝子公司製造)和E5844(Daikin Fine Chemical研究所製造)。
具有氟原子的有機矽類表面活性劑可列舉在分子內具有矽氧烷鍵和氟碳鏈的表面活性劑。具體可列舉MEGAFACE R08、同B L 20、同F475、同F477和同F443(註冊商標)(DIC公司製造)。
流平劑的含量相對於著色固化性樹脂組合物的總量通常為0.0005質量%以上且0.6質量%以下,優選0.001質量%以上且0.5質量%以下,更優選0.001質量%以上且0.2質量%以下,進一步優選0.002質量%以上且0.1質量%以下,特別優選0.005質量%以上且0.07質量%以下。流平劑的含量在上述範圍內時,彩色能夠使濾光片的平坦性變得良好。
流平劑的含量相對著色固化性樹脂組合物的固體成分總量通常為0.001質量%以上且2.0質量%以下,優選0.002質 量%以上且1.5質量%以下,更優選0.004質量%以上且1.0質量%以下,進一步優選0.008質量%以上且0.5質量%以下,特別優選0.01質量%以上且0.3質量%以下。
<其他成分>
需要時,本發明的著色固化性樹脂組合物可包含填充劑、其他高分子化合物、黏附促進劑、抗氧化劑、光穩定劑、鏈轉移劑等本領域已知的添加劑。
<著色固化性樹脂組合物的製造方法>
本發明的著色固化性樹脂組合物可例如通過混合著色劑(A)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)、溶劑(E)以及需要時的流平劑、聚合引發助劑和其他成分來調製。
優選用孔徑0.01~10μm左右的過濾器過濾混合後的著色固化性樹脂組合物。
<彩色濾光片的製造方法>
由本發明的著色固化性樹脂組合物製造著色圖案的方法可列舉光刻法、噴墨法、印刷法等。其中,優選光刻法。光刻法為將著色固化性樹脂組合物塗布在基板上,乾燥並形成著色組合物層,經由光掩模使該著色組合物層曝光、顯影的方法。在光刻法中,通過在曝光時不使用光掩模和/或不顯影,能夠形成作為上述著色組合物層固化物的著色塗膜。這樣形成的著色圖案、著色塗膜可作為本發明的彩色濾光片。
製作的彩色濾光片的膜厚可根據目的、用途等適 當調節,通常為0.1~30μm,優選0.1~20μm,更優選0.5~6μm。
基板可使用玻璃板、樹脂板、矽、在前述基板上形成鋁、銀、銀/銅/鈀合金薄膜等。這些基板上可形成其他彩色濾光片層、樹脂層、電晶體、電路等。
利用光刻法形成各顏色的像素可用已知或慣用的裝置、條件進行。例如,能夠如下述一樣進行製作。
首先,將著色固化性樹脂組合物塗布在基板上,通過加熱乾燥(烘乾)和/或減壓乾燥除去溶劑等揮發成分並乾燥,得到平滑的著色組合物層。塗布方法可列舉旋塗法、狹縫式塗布法和狹縫旋塗法。
接著,著色組合物層被經由用於形成目標著色圖案的光掩模進行曝光。為了能夠對曝光面整體照射均勻的平行光線,或使光掩模與形成著色組合物層的基板適當對準,優選使用掩模對準器和步進機等曝光裝置。通過使曝光後的著色組合物層接觸顯影液進行顯影,在基板上形成著色圖案。通過顯影,使著色組合物層的未曝光部溶解在顯影液中並除去。顯影液優選氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化四甲銨等鹼性化合物的水溶液。顯影方法可為漿法、浸漬法和噴霧法中的任一種。進而,在顯影時可使基板傾斜任意角度。顯影後優選水洗。
優選對所得的著色圖案進一步進行後烘焙。為了賦予各種特性,可進一步對上述處理得到的具有著色圖案、著色塗膜的彩色濾光片進行表面塗層處理。
由本發明的著色固化性樹脂組合物形成的彩色濾光片可有利地用作顯示裝置(例如液晶顯示裝置、有機EL裝置、電子書等)和固體撮像元件的彩色濾光片。
(實施例)
以下,利用實施例更詳細說明本發明,但本發明不限於這些實施例。實施例中,表示含量或用量的%和份只要沒有特別說明都是質量基準。
合成例1
以下的反應在氮氣氛下進行。在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中放入N-甲基苯胺(東京化成工業公司製造)15.3份和N,N-二甲基甲醯胺60份後,用冰冷卻混合溶液。在冰冷卻下以30分鐘逐漸加入60%氫化鈉(東京化成工業公司製造)5.7份後,升溫至室溫的同時攪拌1小時。在室溫下將4,4’-二氟二苯甲酮(東京化成工業公司製造)10.4份逐漸少量加入反應液中攪拌24小時。將反應液逐漸少量加入冰水200後,在室溫下放置15小時,利用傾析除去水而得到作為殘渣的黏稠固體。該黏稠固體中加入甲醇60份後,在室溫下攪拌15小時。對析出的固體進行過濾後,用柱色譜法進行精製。在減壓下以60℃乾燥精製的淡黃色固體,得到9.8份的式(C-I-18)表示的化合物。
Figure 105117851-A0202-12-0047-19
以下的反應在氮氣氛下進行。在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中放入式(B-I-7)表示的化合物8.2份、式(C-I-18)表示的化合物10份和甲苯20份後,接著加入磷醯氯12.2份並在95~100℃下攪拌3小時。接著,將反應混合物冷卻至室溫後,用異丙醇170份進行稀釋。接著,將稀釋後的反應溶液注入飽和食鹽水300份後,加入甲苯100份並攪拌30分鐘。接著停止攪拌,靜置30分鐘後,分離為有機層和水層。用分液操作除去水層後,用食鹽水300份洗淨有機層。對有機層加入適當量的芒硝並攪拌30分鐘後,過濾並乾燥得到有機層。用蒸發器使所得的有機層除去溶劑,得到青紫色固體。進而在減壓下以60℃乾燥青紫色固體,得到18.4份的式(A-II-18)表示的化合物。
Figure 105117851-A0202-12-0048-20
以下的反應在氮氣氛下進行。在具有冷卻管和攪拌裝置的燒瓶中放入式(A-II-18)表示的化合物8份、甲醇396份後,在室溫下攪拌30分鐘來調製藍色溶液。接著,對藍色溶液加入水396份後,進而在室溫下攪拌30分鐘得到反應溶液。
在燒杯中放入水53份,進而在該水中放入凱金型磷鎢 酸(Aldrich公司製造)11.8份和甲醇53份,在空氣氣氛下以室溫混合來調製磷鎢酸溶液。
將所得的磷鎢酸溶液以1小時滴入到之前調製的反應溶液中。進而在室溫下攪拌30分鐘後,過濾得到藍色固體。將所得的藍色固體放入甲醇200份中分散1小時後,重複兩次過濾操作。在減壓下以60℃乾燥通過該操作得到的藍色固體,得到17.1份的式(A-I-18)表示的化合物。
Figure 105117851-A0202-12-0049-21
合成例2
在遮光條件下混合式(1x)表示的化合物20份和N-丙基-2,6-二甲基苯胺(和光純藥工業公司製造)200份,將得到的溶液在110℃下攪拌6小時。將得到的反應液冷卻至室溫後,加入到水800份、35重量%鹽酸50份的混合液中並在室溫下攪拌1小時後,析出結晶。作為吸引過濾的殘渣獲得析出的結晶後進行乾燥,得到式(1-32)表示的化合物。
(化學式16)
Figure 105117851-A0202-12-0050-22
合成例3
在2-氨基-4-甲基磺醯基-6-硝基苯酚(CAS No.101861-04-5)7.5份中加入水65份後,加入氫氧化鈉1.3份,溶解。在冰冷卻下,加入35%亞硝酸鈉(和光純藥工業公司製造)水溶液6.1份,接著逐漸加入35%鹽酸19.4份進行溶解並攪拌2小時,得到包含重氮鹽的懸濁液。接著,緩慢地加入硫酸醯胺(和光純藥工業公司製造)5.6份溶解在水26份中的水溶液,使過剩的亞硝酸鈉失活。
接著,使3-甲基-1-苯基-5-吡咯啉酮(和光純藥工業公司製造)5.6份懸浮在水70份中,使用氫氧化鈉將pH調節為8.0。這裡,適當地加入10%氫氧化鈉溶液以保持pH在7至7.5的範圍內的同時,以15分鐘滴下前述包含重氮鹽的懸濁液。滴下結束後,進一步攪拌30分鐘得到黃色的懸濁液。攪拌1小時。在減壓下以60℃乾燥過濾得到的黃色固體,獲得式(p-2)表示的化合物11.7份(產率87%)。
Figure 105117851-A0202-12-0050-23
將式(p-2)的化合物10份放入二甲基甲醯胺(東 京化成工業公司製造)100份中並溶解,加入硫酸鉻(III)銨十二水酯(和光純藥工業公司製造)3.1份、乙酸鈉(和光純藥工業公司製造)1.1份後,加熱回流4.5小時。冷卻至室溫後,將反應溶液注入20%食鹽水1500份,在60℃下乾燥過濾後得到的紅橙色固體,獲得式(z-2)表示的化合物13.6份(產率63%)。
Figure 105117851-A0202-12-0051-26
合成例4
在具有回流冷卻器、滴液漏斗和攪拌機的燒瓶內通入適量氮氣以置換為氮氣氛,加入丙二醇單甲醚乙酸酯371份,攪拌的同時加熱至85℃。接著,以4小時將丙烯酸54份、丙烯酸-3,4-環氧三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯和丙烯酸-3,4-環氧三環[5.2.1.02,6]癸-9-基酯的混合物(含有比例以摩爾比計為50:50)225份、乙烯基甲苯(同分異構體混合物)81份溶解在丙二醇單甲醚乙酸酯80份中調製的混合溶液滴入燒瓶內。
另一方面,以5小時滴下聚合引發劑2,2-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)30份溶解在丙二醇單甲醚乙酸酯160份中的溶 液。引發劑溶液滴入結束後,在85℃保持4小時後,冷卻至室溫,得到共聚物(樹脂B-1)溶液。樹脂(B-1)溶液的固體成分為37.5%,用B型黏度計(23℃)測定的黏度為246mPa‧s。樹脂(B-1)的重均分子量為1.06×104,固體成分換算的酸值為115mg-KOH/g,分子量分佈為2.01。樹脂(B-1)具有以下的結構單元。
Figure 105117851-A0202-12-0052-27
合成例5
在具有攪拌機、溫度計、回流冷卻管、滴液漏斗和氣體導入管的1L的燒瓶內導入丙二醇單甲醚乙酸酯353g。之後,通過氣體導入管向燒瓶內導入氮氣,使燒瓶內的氣氛替換為氮氣。將燒瓶內的溶液升溫至100℃後,使用滴液漏斗以2小時將由N-苄基馬來醯亞胺18.7g(0.10摩爾)、甲基丙烯酸苄酯70.5g(0.40摩爾)、甲基丙烯酸51.7g(0.6摩爾)、甲基丙烯酸甲酯90.0g(0.9摩爾)、偶氮二異丁腈5.2g和丙二醇單甲醚乙酸酯182g組成的混合物滴入燒瓶內,在滴入結束後進一步在100℃下攪拌5小時。
攪拌結束後,通過氣體導入管將空氣導入燒瓶內,使燒瓶內的氣氛替換為空氣後,將甲基丙烯酸縮水甘油酯28.5g[0.2摩爾(相對於本反應中使用的甲基丙烯酸的摩爾比例為33摩爾%)]、三(二甲氨基甲基)苯酚1.3g和氫醌 0.165g放入燒瓶內,在110℃下持續反應6小時,得到固體成分39.3%、固體成分酸值80mgKOH/g的樹脂(B-2)溶液。所得的樹脂(B-2)的聚苯乙烯換算的重均分子量為16,000。
合成例6
在具有攪拌機、溫度計、回流冷卻管、滴液漏斗和氮氣導入管的燒瓶內導入丙二醇單甲醚乙酸酯182g,將燒瓶內的氣氛從空氣處理成氮氣後,升溫至100℃後,用滴液漏斗以2小時將添加偶氮二異丁腈3.6g的溶液滴入由甲基丙烯酸苄酯61.7g(0.35摩爾)、甲基丙烯酸43.0g(0.5摩爾)、三環癸烷骨架的單甲基丙烯酸酯(日立化成公司製造的FA-513M)33.0g(0.15摩爾)和丙二醇單甲醚乙酸酯136g組成的混合物中,進而在100℃下持續攪拌5小時。接著,使燒瓶內的氣氛從氮氣替換為空氣,向燒瓶內放入甲基丙烯酸縮水甘油酯35.5g[0.25摩爾、(相對於本反應中使用的甲基丙烯酸的羧基的摩爾比例50摩爾%)]、三(二甲氨基甲基)苯酚0.9g和氫醌0.145g,在110℃下持續反應6小時,得到固體成分酸值為79mgKOH/g的樹脂(B-3)。通過GPC測定的聚苯乙烯換算的重均分子量為12,000,分子量分佈(Mw/Mn)為2.1。
對於前述樹脂聚合物的重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn)的測定,利用GPC法以以下的條件進行。
裝置:K2479(島津製作所製造)
柱:SHIMADZU Shim-Pack GPC-80M
柱溫度:40℃
溶劑;THF(四氫呋喃)
被檢測液體濃度:25mg/mL(溶劑:THF)
流速:1.0mL/min
檢測器:RI
校正用標準物質:TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(東曹公司製造)
上述得到的聚苯乙烯換算的重均分子量和數均分子量之比為分子量分佈(Mw/Mn)。
實施例1~21和比較例1、2
以表4~5所示的組成混合各成分而得到著色固化性樹脂組合物。此外,對於實施例1~21和比較例1、2中使用的溶劑,分別根據式(1)求出的S值如下。
Figure 105117851-A0202-12-0055-28
Figure 105117851-A0202-12-0056-29
1)A1-1混合需要時的分散劑、B-14)和E-15)欄記載的量的丙二醇單甲醚乙酸酯並預先分散來使用,或者混合B-14)和E-15)欄記載的量的丙二醇單甲醚並預先分散來使用。
2)表示樹脂B-1含量的總計。
3)表示丙二醇單甲醚乙酸酯含量的總計。
6)A1-2混合丙烯酸類顏料分散劑、B-110)和E-111)欄記載的量的丙二醇單甲醚乙酸酯並預先分散來使用。
7)A1-3混合丙烯酸類顏料分散劑、B-110)和E-111)欄記載的量的丙二醇單甲醚乙酸酯並預先分散來使用。
8)A1-4混合分散劑、B-14)和E-15)欄記載的量的丙二醇單甲醚乙酸酯並預先分散來使用。
9)A1-5混合分散劑、B-14)、和E-15)欄記載的量的丙二醇單甲醚乙酸酯並預先分散來使用。
另外,在表4~5中、各成分表示如下。此外,樹脂(B)以固體成分換算的質量份表示。
著色劑(A);1-1:式(1-32)表示的化合物
著色劑(A);1-2:式(z-2)表示的化合物
著色劑(A);A1-1:式(A-I-18)表示的化合物
著色劑(A);A1-2:C.I.顏料藍15:6
著色劑(A);A1-3:C.I.顏料紅254
著色劑(A);A1-4:C.I.顏料藍1
著色劑(A);A1-5:C.I.顏料紅81
樹脂(B);(B-1):樹脂(B-1)
樹脂(B);(B-2):樹脂(B-2)
樹脂(B);(B-3):樹脂(B-3)
聚合性化合物(C);(C-1):二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA;日本化藥公司製造)
聚合引發劑(D);(D-1):N-苯甲醯氧基-1-(4-苯硫基苯基)辛-1-酮-2-亞胺(IRGACUREOXE 01;BASF公司製造;肟化合物)
溶劑(E);(E-1):丙二醇單甲醚乙酸酯
溶劑(E);(E-2):乳酸乙酯
溶劑(E);(E-3):丙二醇二乙酸酯
溶劑(E);(E-4):4-羥基-4-甲基-2-戊酮
溶劑(E);(E-5):丙二醇單甲醚
表面活性劑(F);(F-1):聚醚改性的矽油(TORAY SILICONE SH8400;東麗道康寧公司製造)
<著色圖案的製作>
用旋塗法將著色固化性樹脂組合物塗布在5cm方形的玻璃基板(EAGLE 2000;康寧公司製造)上後,將其放置於加熱板上、在100℃的溫度下烘乾3分鐘,形成著色組合物層。放冷後,使形成該著色組合物層的基板與石英玻璃製光掩模的間隔為80μm,使用曝光機(TME-150RSK;拓普康公司製造)在大氣氣氛下以35mJ/cm2的曝光量(365nm基準)對著色組合物層進行光照射。光掩模使用形成50μm線寬/間隔圖案的光掩模。將光照射後形成著色組合物層的基板在25℃浸漬於顯影液(以質量分率計分別包含0.05%的氫氧化鉀和0.2%的丁基萘磺酸鈉的水溶液)中顯影60秒,水洗後,在230℃的加熱爐中烘焙30分鐘,得到著色圖案。
<膜厚測定>
對於得到的著色圖案,使用膜厚測定裝置(DEKTAK3;日本真空技術公司製造)測定膜厚。結果示於表6~7中。
<色度評價>
對於得到的著色圖案,使用測色機(OSP-SP-200;奧林巴斯公司製造)測定分光,使用C光源的特性函數測定CIE的XYZ坐標系中的xy色度座標(x、y)和明度Y。結果示於表6~7中。
<溶解性評價>
用中性洗滌劑、水和乙醇依次清洗2英寸方形的玻璃基 板(EAGLE 2000;康寧公司製造)後乾燥。在該玻璃基板上旋塗著色固化性樹脂組合物,接著在無塵烘箱中以100℃烘乾3分鐘來形成著色組合物層。
接著,形成著色組合物層的基板浸漬於液溫25℃的顯影液(以質量分率計分別包含0.05%的氫氧化鉀和0.2%的丁基萘磺酸鈉的水溶液)進行顯影,從基板中心到溶解10mm部分結束的時間為溶解時間。溶解時間為25秒以下時,溶解性為良好。這種著色固化性樹脂組合物中,儘管顯影時間短,但由於能夠製作抑制殘渣等顯影不良的著色圖案,因而生產率高。結果示於表6~7中。
<保存穩定性>
使用黏度計(機型;VISCMETER TV-30;東機產業公司製造;旋轉速度100rpm;測定溫度23℃)測定著色固化性樹脂組合物的黏度。將該著色硬化性組合物在40℃下保存7天後測定黏度,根據下式計算增黏率。該結果示於表6~7中。
增黏率=(保存7天後的黏度)/(剛剛調製後的黏度)
Figure 105117851-A0202-12-0060-30
Figure 105117851-A0202-12-0060-31
工業實用性
本發明的著色固化性樹脂組合物具有良好的保存穩定性。

Claims (4)

  1. 一種著色固化性樹脂組合物,含有:著色劑(A)、樹脂(B)、聚合性化合物(C)、聚合引發劑(D)和溶劑(E),其特徵在於,著色劑(A)包含由含有從鎢、鉬、矽和磷組成的組中選擇的至少一種元素和氧的化合物的陰離子與具有色素骨架的陽離子構成的化合物和染料,溶劑(E)包含n種溶劑k,並且基於式(1)求出的S值大於8.75(cal/cm3)1/2且小於11.11(cal/cm3)1/2,其中,溶劑(E)包含從SP值小於9.0(cal/cm3)1/2的第一溶劑中選擇的一種以上和從SP值為9.0(cal/cm3)1/2以上的第二溶劑中選擇的一種以上,
    Figure 105117851-A0305-02-0063-1
    式(1)中,a k表示溶劑k相對於所有溶劑的含有率,b k表示基於Fedors法的溶劑k的SP值,n表示2以上的整數。
  2. 如請求項1之著色固化性樹脂組合物,其中,溶劑(E)包含從沸點小於150℃的第三溶劑中選擇的一種以上和從沸點為150℃以上的第四溶劑中選擇的一種以上。
  3. 一種由如請求項1或2任一項之著色固化性樹脂組合物形成的彩色濾光片。
  4. 一種包括如請求項3之彩色濾光片的顯示裝置。
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