CN104749882A - 着色组合物、着色固化膜和显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够形成耐热性、耐溶剂性优异且移染性受到抑制的着色固化膜的着色组合物。所述着色组合物含有(A)着色剂和(B)聚合性化合物,其中,(A)着色剂含有不饱和单体的聚合物,所述不饱和单体含有具有下述式(1)表示的结构的不饱和单体(a1)。式(1)中,R1~R6相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基、苯基或具有烯不饱和基团的基团,R7~R8相互独立地表示碳数1~8的烷基或氯原子,R9~R10相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基或氯原子,l和m相互独立地表示0~4的整数。其中,R1~R6中的至少1个为具有烯不饱和基团的基团,该具有烯不饱和基团的基团为CH2=CR11-COO-X-基团(R11表示氢原子或甲基,X表示碳数5~12的2价烃基)。
Description
技术领域
本发明涉及着色组合物、着色固化膜和显示元件,更详细地,涉及用于形成透射型或反射型彩色液晶显示元件、固体摄像元件、有机EL显示元件、电子纸等中使用的着色固化膜的着色组合物、使用该着色组合物形成的着色固化膜和具有该着色固化膜的显示元件。
背景技术
已知有在使用着色放射线敏感性组合物制造彩色滤光片时,在基板上涂布颜料分散型着色放射线敏感性组合物、进行干燥之后,以所希望的图案形状对干燥涂膜照射放射线(下面称“曝光”)并进行显影,由此得到各色像素的方法(例如可参见专利文献1~2。)。还已知有用分散有炭黑的光聚合性组合物形成黑色矩阵的方法(例如可参见专利文献3。)。另外,还已知有使用颜料分散型着色树脂组合物、通过喷墨方式得到各色像素的方法(例如可参见专利文献4)。
为了实现显示元件的高亮度化和高色纯度化或固体摄像元件的高精细化,已知使用染料作为着色剂是有效的。但是,已经知道,一般而言,与颜料相比,染料的耐热性、耐溶剂性差,这就强烈期望开发一种耐热性、耐溶剂性优异的染料。为此,作为耐热性等优异的染料,已有人提出使用例如三芳基甲烷化合物(例如可参见专利文献5、6)。
专利文献:
专利文献1:日本特开平2-144502号公报
专利文献2:日本特开平3-53201号公报
专利文献3:日本特开平6-35188号公报
专利文献4:日本特开2000-310706号公报
专利文献5:PCT申请第2010/123071号公开公报
专利文献6:日本特开2012-017425号公报
发明内容
然而,即使使用专利文献5~6中记载的三芳基甲烷化合物,也无法说是能够充分满足对耐热性、耐溶剂性的要求。此外,着色图案的像素中的染料会向邻接的其他颜色的像素、保护膜等的不含着色剂的固化膜进行色迁移(下面也称其为“移染性”。),从而出现显示元件的显示特性低下的问题,就该问题而言、有上述三芳基甲烷化合物并不一定能令人充分满意的情况。因此,即使在使用三芳基甲烷化合物作为着色剂的情况下,仍然强烈期望有一种能够形成耐热性、耐溶剂性优异且移染性得到抑制的着色固化膜的着色剂组合物。
因此,本发明的目的在于提供一种能够形成耐热性、耐溶剂性优异且移染性得到抑制的着色固化膜的着色组合物。此外,本发明的目的还在于提供使用该着色组合物形成的着色固化膜和具有该着固化膜的显示元件。
本发明者进行了深入研究,结果发现,通过使用特定的聚合物作为着色剂,能够解决上述问题。
即,本发明提供一种着色组合物,该着色组合物含有(A)着色剂和(B)聚合性化合物,
其中,(A)着色剂含有不饱和单体的聚合物(下面也称作“本着色剂”(本发明着色剂)),所述不饱和单体含有具有下述式(1)表示的结构的不饱和单体(a1),
〔化学式1〕
〔式(1)中,
R1~R6相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基、苯基或具有烯不饱和基团的基团,
Ar表示芳香族烃基,
R7~R8相互独立地表示碳数1~8的烷基或氯原子,
R9~R10相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基或氯原子,
l和m相互独立地表示0~4的整数。
其中,R1~R6中的至少1个为具有烯不饱和基团的基团,该具有烯不饱和基团的基团为CH2=CR11-COO-X-基团(R11表示氢原子或甲基,X表示碳数5~12的2价烃基)。〕
此外,本发明提供使用上述着色组合物形成的着色固化膜和具有该着色固化膜的显示元件。这里,“着色固化膜”是指显示元件、固体摄像元件中使用的各色像素、黑色矩阵(matrix)、黑色间隔件(spacer,或称“隔垫物”)等。
使用本发明的着色组合物,能够形成耐热性、耐溶剂性优异且移染性得到抑制的着色固化膜。
因此,本发明的着色组合物能够非常良好地用来制作彩色液晶显示元件、有机EL显示元件、电子纸等显示元件、CMOS图像传感器等固体摄像元件。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明。
着色组合物
下面对本发明的着色组合物的构成成分进行详细说明。
-(A)着色剂-
本发明的着色组合物含有本着色剂。
首先对构成本着色剂的具有下述式(1)表示的结构的不饱和单体(a1)(下面也简称“不饱和单体(a1)”)进行说明。不饱和单体(a1)有各种共振结构,但在本说明书中,将这些共振结构视作与具有下述式(1)表示的结构的不饱和单体同等的结构。
〔化学式2〕
〔式(1)中,
R1~R6相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基、苯基或具有烯不饱和基团的基团,
Ar表示芳香族烃基,
R7~R8相互独立地表示碳数1~8的烷基或氯原子,
R9~R10相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基或氯原子,
l和m相互独立地表示0~4的整数。
其中,R1~R6中的至少1个为具有烯不饱和基团的基团,该具有烯不饱和基团的基团为CH2=CR11-COO-X-基团(R11表示氢原子或甲基,X表示碳数5~12的2价烃基。)。〕
上述式(1)中的R1~R10中的碳数1~8的烷基可以是直链,也可以是支链。作为具体例子,例如可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基等。其中,作为R1~R6中的碳数1~8的烷基,优选为碳数1~4的烷基,尤其优选为甲基或乙基。此外,作为R7~R10中的碳数1~8的烷基,优选为碳数1~4的烷基,尤其优选为甲基。
在R1~R6中的具有烯不饱和基团的基团中,烯不饱和基团的数目可以是1个,也可以是2个以上,但优选具有1个烯不饱和基团。作为烯不饱和基团,例如可以是具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基芳基、乙烯氧基、烯丙基等的基团。其中,从反应性的角度考虑,优选为(甲基)丙烯酰基。
不饱和单体(a1)是R1~R6中的至少1个具有烯不饱和基团的基团,该具有烯不饱和基团的基团为CH2=CR11-COO-X-基团。
这里,R11是氢原子或甲基,可以适当选择。此外,X表示碳数5~12的2价烃基。
作为X所表示的碳数5~12的2价烃基,可以是碳数5~12的2价脂肪族烃基、2价脂环式烃基、2价芳香族烃基。
作为碳数5~12的脂肪族烃基,可以是碳数5~12的烷二基,可以是直链,也可以是支链。作为具体例子,例如可以是戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、己烷-1,5-二基、己烷-1,2-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十二烷-1,12-二基等。其中,优选为碳数5~10的烷二基,更优选为碳数6~8的烷二基,尤其优选为己烷-1,6-二基、辛烷-1,8-二基。
作为碳数5~12的2价脂环式烃基,可以是碳数5~12的亚环烷基。作为具体例子,例如可以是亚环戊基、亚环己基、亚环辛基等。其中,优选为碳数5~8的亚环烷基,更优选为碳数6~8的亚环烷基,尤其优选为亚环己基。亚环己基有1,4-亚环己基、1,3-亚环己基、1,2-亚环己基,从空间位阻小的角度考虑,优选为1,4-亚环己基。
作为碳数5~12的2价芳香族烃基,可以是碳数6~12的亚芳基。作为具体例子,例如可以是亚苯基、亚萘基、亚联苯基等。其中,优选为碳数6~10的亚芳基,更优选为亚苯基、亚萘基。另外,亚苯基有邻位体、间位体和对位体,从空间位阻小的角度考虑,优选为对位体。在亚萘基中,优选1,4-亚萘基。
在上述X中,优选碳数5~12的2价脂肪族烃基、碳数5~12的2价脂环式烃基,更优选碳数5~12的2价脂环式烃基。
在R1~R6中的任一个为具有烯不饱和基团的基团的情况下,优选R1~R6中的1个或2个为CH2=CR11-COO-X-基团,更优选R1~R6中的1个为CH2=CR11-COO-X-基团。
此外,不饱和单体(a1)所具有的CH2=CR11-COO-X-基团和其他具有烯不饱和基团的基团也可合计在2个以上,更优选具有1个CH2=CR11-COO-X-基团。
作为Ar中的芳香族烃基,优选为碳数6~20、进而为6~10的芳香族烃基。作为具体例子,例如可以是从苯、萘、联苯或蒽中除去2~4个氢原子的基团。其中,优选为从苯或萘中除去2~4个氢原子的基团。
作为l和m,优选为0或1。
不饱和单体(a1)可单独或混合2种以上进行使用。下面显示式(1)表示的结构的具体例子。
〔化学式3〕
本着色剂优选为含有不饱和单体(a1)以外的其他可共聚的烯不饱和单体(下面也称“不饱和单体(a2)”)的不饱和单体的共聚物。作为这种不饱和单体(a2)的例子,例如可以是具有1个以上羧基的烯不饱和单体、N-取代马来酰亚胺、芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、聚合物分子链的末端上具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体等。不饱和单体(a2)可以单独或混合2种以上进行使用。
作为上述具有1个以上羧基的烯不饱和单体,例如可以是(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、对乙烯基苯甲酸等。
此外,作为上述N-取代马来酰亚胺,例如可以是N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等。
此外,作为上述芳香族乙烯基化合物,例如可以是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对羟基苯乙烯、对羟基-α-甲基苯乙烯、对乙烯基苄基缩水甘油醚、苊烯等。
此外,作为上述(甲基)丙烯酸酯,例如可以是(甲基)丙烯酸酯甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯之类的(甲基)丙烯酸烷基酯,
(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯之类的(甲基)丙烯酸羟烷基酯,
(甲基)丙烯酸乙烯基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯之类的不饱和醇的(甲基)丙烯酸酯,
(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯之类的(甲基)丙烯酸芳基酯,
聚乙二醇(聚合度2~10)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2~10)单(甲基)丙烯酸、甘油单(甲基)丙烯酸酯之类的多元醇的(甲基)丙烯酸酯,
(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸三环〔5.2.1.02,6〕癸烷-8-基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯之类的具有脂环烃基的(甲基)丙烯酸酯,
(甲基)丙烯酸4-羟基苯基酯、对枯基苯酚的环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯之类的芳醇的(甲基)丙烯酸酯,等等。
作为(甲基)丙烯酸酯,也可以使用具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯。这里,“含氧饱和杂环基”是指含有氧原子作为构成杂环的杂原子的饱和杂环基,优选构成环的原子数为3~7个的环状醚基。作为环状醚基,可以是环氧乙烷基(oxiranyl)、氧杂环丁基(oxetanyl)、3,4-环氧环己基、四氢呋喃基等,其中,从反应性的角度考虑,优选为环氧乙烷基、氧杂环丁基、3,4-环氧环己基。
作为具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯,例如可以是(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸2-羟丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸3-羟丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸4-羟丁基缩水甘油醚、聚乙二醇-聚丙二醇(甲基)丙烯酸缩水甘油醚之类的具有环氧乙烷基的(甲基)丙烯酸酯,
(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯之类的具有3,4-环氧环己基的(甲基)丙烯酸酯,
3-〔(甲基)丙烯酰氧基甲基〕氧杂环丁烷、3-〔(甲基)丙烯酰氧基甲基〕-3-乙基氧杂环丁烷之类的具有氧杂环丁基的(甲基)丙烯酸酯,
甲基丙烯酸四氢呋喃酯之类的具有四氢呋喃基的(甲基)丙烯酸酯,等等。
此外,作为上述乙烯基醚,例如可以是乙酸乙烯酯、环己基乙烯基醚、异冰片基乙烯基醚、三环〔5.2.1.02,6〕癸烷-8-基乙烯基醚、五环十五烷基乙烯基醚、3-(乙烯基氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷等。
此外,作为上述在聚合物分子链的末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体,例如可以是聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁基酯、聚硅氧烷之类的在聚合物分子链的末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体。
其中,从耐热性、耐溶剂性、移染性抑制、分散性的角度考虑,在本着色剂中,作为其他可共聚的烯不饱和单体(a2),优选含有(甲基)丙烯酸酯,更优选含有选自具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸芳基酯中的至少1种。通过这种方式能够提高本着色剂的耐热性,因而优选。在具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯中,优选具有选自环氧乙烷基、氧杂环丁基和3,4-环氧环己基中的至少1种基团的(甲基)丙烯酸酯。在(甲基)丙烯酸芳基酯中,优选(甲基)丙烯酸苯酯。
在本着色剂具有不饱和单体(a2)的情况下,从耐热性、耐溶剂性、移染性抑制、分散性的角度考虑,不饱和单体(a2)的共聚比例优选为以下方式。
即,本着色剂的所有结构单元中的不饱和单体(a1)的比例p和不饱和单体(a2)的比例r以摩尔比计,优选为p/r=1/99~30/70,更优选为p/r=2/98~25/75,尤其优选为p/r=3/97~20/80。
此外,在使用选自具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸芳基酯中的至少1种作为不饱和单体(a2)的情况下,从耐热性、耐溶剂性的角度考虑,不饱和单体(a2)中的具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸芳基酯的共聚比例(s)优选为5~45摩尔%,更优选为10~40摩尔%,尤其优选为15~30%。
本着色剂可根据需要而含有阴离子,以总体上呈电中性。
作为这类阴离子,例如可以是卤素离子、硼阴离子、磷酸阴离子、羧酸阴离子、硫酸阴离子、有机磺酸阴离子、氮阴离子、甲基化物阴离子等。
作为上述卤素离子,可以是氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子等。
此外,作为硼阴离子,例如可以是BF4 -等无机硼阴离子;
(CF3)4B-、(CF3)3BF-、(CF3)2BF2 -、(CF3)BF3 -、(C2F5)4B-、(C2F5)3BF-、(C2F5)BF3 -、(C2F5)2BF2 -、(CF3)(C2F5)2BF-、(C6F5)4B-、〔(CF3)2C6H3〕4B-、(CF3C6H4)4B-、(C6F5)2BF2 -、(C6F5)BF3 -、(C6H3F2)4B-、B(CN)4 -、B(CN)F3 -、B(CN)2F2 -、B(CN)3F-、(CF3)3B(CN)-、(CF3)2B(CN)2 -、(C2F5)3B(CN)-、(C2F5)2B(CN)2 -、(n-C3F7)3B(CN)-、(n-C4F9)3B(CN)-、(n-C4F9)2B(CN)2 -、(n-C6F13)3B(CN)-、(CHF2)3B(CN)-、(CHF2)2B(CN)2 -、(CH2CF3)3B(CN)-、(CH2CF3)2B(CN)2 -、(CH2C2F5)3B(CN)-、(CH2C2F5)2B(CN)2 -、(CH2CH2C3F7)2B(CN)2 -、(n-C3F7CH2)2B(CN)2 -、(C6H5)3B(CN)-、四苯基硼酸根阴离子、四(单氟苯基)硼酸根阴离子、四(二氟苯基)硼酸根阴离子、四(三氟苯基)硼酸根阴离子、四(四氟苯基)硼酸根阴离子、四(五氟苯基)硼酸根阴离子、四(四氟甲基苯基)硼酸根阴离子、四(甲苯基)硼酸根阴离子、四(二甲苯基)硼酸根阴离子、(三苯基,五氟苯基)硼酸根阴离子、〔三(五氟苯基),苯基〕硼酸根阴离子、十三氢-7,8-二碳十一硼酸根阴离子(tridecahydride-7,8-dicarbaundecaborate anion)等有机硼阴离子,此外,还可以是日本特开平10-195119号公报、日本特开2010-094807号公报、日本特开2006-243594号公报、日本特开2002-341533号公报、日本特开平8-015521号公报等中记载的硼阴离子。
此外,作为磷酸阴离子,例如可以是HPO4 2-、PO4 3-、PF6 -等无机磷酸阴离子;
(C2F5)2PF4 -、(C2F5)3PF3 -、〔(CF3)2CF〕2PF4 -、〔(CF3)2CF〕3PF3、(n-C3F7)2PF4 -、(n-C3F7)3PF3 -、(n-C4F9)3PF3 -、(C2F5)(CF3)2PF3 -、〔(CF3)2CFCF2〕2PF4 -、〔(CF3)2CFCF2〕3PF3 -、(n-C4F9)2PF4 -、(n-C4F9)3PF3 -、(C2F4H)(CF3)2PF3 -、(C2F3H2)3PF3 -、(C2F5)(CF3)2PF3 -、辛基磷酸阴离子、十二烷基磷酸阴离子、十八烷基磷酸阴离子、苯基磷酸阴离子、壬基苯基磷酸阴离子等有机磷酸阴离子。
此外,作为羧酸阴离子,例如可以是CH3COO-、C2H5COO-、C6H5COO-等,此外还可以是在日本特开2009-265641号公报、日本特开2008-096680号公报等中记载的羧酸阴离子。
此外,作为硫酸阴离子,例如可以是硫酸阴离子、亚硫酸阴离子。
作为有机磺酸阴离子,例如可以是甲磺酸阴离子、乙磺酸阴离子、三氟甲磺酸阴离子、九氟丁磺酸阴离子等烷基磺酸阴离子;
苯磺酸阴离子、苯二磺酸阴离子、对甲苯磺酸阴离子、对三氟甲基磺酸阴离子、五氟苯磺酸阴离子、萘磺酸阴离子、萘二磺酸阴离子等芳基磺酸阴离子;2-(甲基)丙烯酰氧基-1,1,2,2-四氟乙磺酸阴离子、2-(4-乙烯基苯基氧基)-1,1,2,2-四氟乙磺酸阴离子、以及在PCT申请第2011/037195号公开公报、日本专利第3736221号说明书、日本特开2011-070172号公报等中记载的有机磺酸阴离子。
此外,作为氮阴离子,例如可以是〔(CN)2N〕-、〔(FSO2)2N〕-、〔(FSO2)N(CF3SO2)〕-、〔(CF3SO2)2N〕-、〔(FSO2)N(CF3CF2SO2)〕-、〔(FSO2)N{(CF3)2CFSO2}〕-、〔(FSO2)N(CF3CF2CF2SO2)〕-、〔(FSO2)N(CF3CF2CF2CF2SO2)〕-、〔(FSO2)N{(CF3)2CFCF2SO2}〕-、〔(FSO2)N{CF3CF2(CF3)CFSO2}〕-、〔(FSO2)N{(CF3)3CSO2}〕-等,以及在日本特开2011-133844号公报、日本特开2011-116803号公报、日本特开2010-090341号公报中记载的氮阴离子。
此外,作为甲基化物阴离子,例如可以是(CF3SO2)3C-、(CF3CF2SO2)3C-、〔(CF3)2CFSO2〕3C-、(CF3CF2CF2SO2)3C-、(CF3CF2CF2CF2SO2)3C-、〔(CF3)2CFCF2SO2〕3C-、〔CF3CF2(CF3)CFSO2〕3C-、〔(CF3)3CSO2〕3C-、(FSO2)3C-等、以及在日本特开2011-145540号公报、美国专利第5,554,664号说明书、日本特开2005-309408号公报、日本特开2004-085657号公报、日本特表2010-505787号公报等中记载的甲基化物阴离子。
本着色剂用凝胶渗透色谱法(下面简称GPC)(溶出溶剂:四氢呋喃)测得的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)通常为1,000~100,000,优选为3,000~50,000。通过这种方式,能使耐热性、耐溶剂性、移染性抑制、覆膜特性、电特性、图案形状、分辨率变得良好。
此外,本发明中的本着色剂的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)优选为1.0~5.0,更优选为1.0~3.0。这里所说的Mn是用GPC(溶出溶剂:四氢呋喃)测得的聚苯乙烯换算的数均分子量。
本发明的着色组合物也可混合本着色剂以外的其他着色剂进行使用。作为其他着色剂,无特殊限制,可根据用途适当选择色彩、材质。作为其他着色剂,可以是本着色剂以外的颜料、染料,其他着色剂可单独或组合2种以上进行使用。其中,从得到亮度、对比度和着色力高的像素的角度考虑,作为颜料,优选有机颜料,此外,作为染料,优选有机染料。
作为有机颜料,例如可以是在染料索引(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司发行)中分类为颜料的化合物,即,下述附染料索引(C.I.)号的化合物。
C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红224、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、颜料红264等红色颜料;
C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58等绿色颜料;
C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝80等蓝色颜料;
C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄179、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄211、C.I.颜料黄215等黄色颜料;
C.I.颜料橙38等橙色颜料;
C.I.颜料紫23等紫色颜料。
此外,可以是在日本特开2001-081348号公报、日本特开2010-026334号公报、日本特开2010-237384号公报、日本特开2010-237569号公报、日本特开2011-006602号公报、日本特开2011-145346号公报等中记载的色淀颜料。
其中,优选含有选自蓝色颜料和紫色颜料中的至少1种,更优选含有选自C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23中的至少1种。由此,能够容易地形成耐热性和耐溶剂性优异且移染性得到抑制的着色固化膜,尤其是蓝色像素。
此外,作为染料,优选三芳基甲烷染料、蒽醌染料、偶氮染料等。更具体地,可以是在PCT申请第2010/123071号公开公报、日本特开2011-116803号公报、日本特开2011-117995号公报、日本特开2011-133844号公报、日本特开2011-174987号公报等中记载的有机染料。
在本发明中,可将任意混合的其他颜料通过重结晶法、再沉淀法、溶剂清洗法、升华法、真空加热法或这些方法的组合进行精制后使用。此外,这些颜料也可根据要求用树脂将其粒子表面进行改性后使用。作为对颜料粒子表面进行改性的树脂,例如可以是在日本特开2001-108817号公报中记载的载色基树脂或市售的各种颜料分散用树脂。作为炭黑表面的树脂包覆方法,例如可以采用在日本特开平9-71733号公报、日本特开平9-95625号公报、日本特开平9-124969号公报等中记载的方法。此外,有机颜料可通过所谓的盐磨法将一次粒子进行微细化后使用。作为盐磨的方法,例如可以采用在日本特开平8-179111号公报中公开的方法。
此外,在本发明中,在使用任意混合的其他着色剂的同时,还可添加公知的分散剂和分散助剂。作为公知的分散剂,例如可以是聚氨酯类分散剂、聚乙烯亚胺类分散剂、聚氧乙烯烷基醚类分散剂、聚氧乙烯烷基苯基醚类分散剂、聚乙二醇二酯类分散剂、脱水山梨醇脂肪酸酯类分散剂、聚酯类分散剂、丙烯酸类分散剂等,此外,作为分散助剂,可以是颜料衍生物等。
上述分散剂可从商业途径获得,例如可分别列举如下:作为丙烯酸类分散剂的Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN 6919、BYK-LPN 21116、BYK-LPN 22102(以上为毕克化学(BYK)公司产品)等;作为聚氨酯类分散剂的Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182(以上为毕克化学(BYK)公司产品)、Solsperse 76500(路博润公司产品)等;作为聚乙烯亚胺类分散剂的Solsperse-24000(路博润公司产品)等;作为聚酯类分散剂的Ajisper-PB821、Ajisper-PB822、Ajisper-PB880、Ajisper-PB881(以上为Ajinomoto Fine-Techno公司产品)等;以及BYK-LPN21324(毕克化学(BYK)公司产品)。
此外,作为颜料衍生物,具体而言,可以是铜酞菁、二酮基吡咯并吡咯、喹酞酮的磺酸衍生物等。
在本发明中,其他着色剂可单独或混合2种以上进行使用。
相对于着色剂的合计含量,其他着色剂的含有比例优选在70质量%以下,更优选在50质量%以下。对其下限值无特殊限制,在0.01质量%以上即可。
从形成耐热性、耐溶剂性、移染性抑制和亮度高、色纯度优异的像素或遮光性优异的黑色矩阵、黑色间隔件的角度考虑,着色组合物的固体成分中的(A)着色剂的含有比例通常占5~70质量%,优选为10~60质量%。这里,固体成分是指后述的溶剂以外的成分。
-(B)聚合性化合物-
在本发明中,聚合性化合物是指具有2个以上可聚合基团的化合物。作为可聚合基团,例如可以是烯不饱和基团、环氧乙烷基、氧杂环丁基、N-烷氧基甲基氨基等。在本发明中,优选使用具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物或具有2个以上N-烷氧基甲基氨基的化合物作为聚合性化合物。
作为具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物的具体例子,可以是脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯、环氧烷改性多官能(甲基)丙烯酸酯、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多官能异氰酸酯反应而得到的多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与酸酐反应而得到的具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
这里,作为脂肪族多羟基化合物,例如可以是乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇之类的2价脂肪族多羟基化合物,甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇之类的3价以上的脂肪族多羟基化合物。作为上述具有羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可以是(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二甲基丙烯酸酯等。作为上述多官能异氰酸酯,例如可以是甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。作为酸酐,例如可以是琥珀酸酐、马来酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐之类的二元酸的酸酐,均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐之类的四元酸二酐。
此外,作为己内酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可以是在日本特开平11-44955号公报的段落〔0015〕~〔0018〕中记载的化合物。作为上述环氧烷改性多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可以是由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、由选自环氧乙烷和环氧丙烷中的至少1种改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
此外,作为具有2个以上N-烷氧基甲基氨基的化合物,例如可以是具有三聚氰胺结构、苯并胍胺结构或脲结构的化合物等。三聚氰胺结构、苯并胍胺结构是指是指具有1个以上三嗪环或苯基取代三嗪环作为基本骨架的化学结构,该概念包括三聚氰胺、苯并胍胺或它们的缩合物。作为具有2个以上N-烷氧基甲基氨基的化合物的具体例子,例如可以是N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)甘脲等。
这些聚合性化合物中,优选3价以上的脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯、N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺。从耐热性、耐溶剂性、移染性抑制良好,而且着色层的强度高、着色层的表面平滑性优异,并且未曝光部的基板上和遮光层上不易起脏、膜残留等的角度考虑,尤其优选3价以上的脂肪族多羟基化合物与(甲基)丙烯酸反应而得到的多官能(甲基)丙烯酸酯中的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯,具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯中的季戊四醇三丙烯酸酯与琥珀酸酐反应而得到的化合物、二季戊四醇五丙烯酸酯与琥珀酸酐反应而得到的化合物。
在本发明中,(B)聚合性化合物可单独或混合2种以上进行使用。
相对于(A)着色剂100质量份,本发明中的(B)聚合性化合物的含量优选为10~1,000质量份,更优选为20~700质量份,尤其优选为100~500质量份。通过这种方式,耐热性、耐溶剂性、移染性抑制变得良好,而且固化性、碱显影性进一步提高,能够以高水平抑制在未曝光部的基板上或遮光层上出现脏版、膜残留等。-(C)粘合树脂-
作为本发明中的(C)粘合树脂,无特殊限制,但优选具有羧基、酚羟基等酸性官能团的树脂。其中,优选具有羧基的聚合物(下面也称作“含羧基聚合物”),例如可以是具有1个以上羧基的烯不饱和单体(下面也称作“不饱和单体(c1)”)与其他可共聚的烯不饱和单体(下面也称作“不饱和单体(c2)”)的共聚物。
作为不饱和单体(c1),例如可以是(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、对乙烯基苯甲酸等。
这些不饱和单体(c1)可单独或混合2种以上进行使用。
此外,作为不饱和单体(c2),例如可以是在上述关于不饱和单体(a2)的部分中举例示出的具有1个以上羧基的烯不饱和单体、N-取代马来酰亚胺、芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、在聚合物分子链末端具有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体等。作为具体例子,可以是与上述相同的物质。
不饱和单体(c2)可以单独或混合2种以上进行使用。
在不饱和单体(c1)与不饱和单体(c2)的共聚物中,该共聚物中的不饱和单体(c1)的共聚比例优选为5~50质量%,更优选为10~40质量%。通过使不饱和单体(c1)在该范围内共聚,能够得到碱显影性和保存稳定性优异的着色组合物。
作为不饱和单体(c1)与不饱和单体(c2)的共聚物的具体例子,例如可以是在日本特开平7-140654号公报、日本特开平8-259876号公报、日本特开平10-31308号公报、日本特开平10-300922号公报、日本特开平11-174224号公报、日本特开平11-258415号公报、日本特开2000-56118号公报、日本特开2004-101728号公报等中公开的共聚物。
在不饱和单体(c1)与不饱和单体(c2)的共聚物中,作为优选的方式,可以是含有具有含氧饱和杂环基作为不饱和单体(c2)的(甲基)丙烯酸酯的共聚物(下面也称作“特定共聚物”)。
此外,在本发明中,如在例如日本特开平5-19467号公报、日本特开平6-230212号公报、日本特开平7-207211号公报、日本特开平9-325494号公报、日本特开平11-140144号公报、日本特开2008-181095号公报等中公开的那样,也可以使用在侧链上具有(甲基)丙烯酰基等聚合性不饱和键的含羧基聚合物作为粘合树脂。
作为在侧链上具有(甲基)丙烯酰基等聚合性不饱和键的含羧基聚合物的具体例子,例如可以是含不饱和羧酸而成的单体的共聚物与具有环氧乙烷基的聚合性不饱和化合物反应而得到的共聚物、
含不饱和羧酸和具有环氧乙烷基的聚合性不饱和化合物而成的单体的共聚物与不饱和羧酸反应而得到的共聚物、
含不饱和羧酸和具有羟基的聚合性不饱和化合物而成的单体的共聚物与不饱和异氰酸酯化合物而反应得到的聚合物。
本发明中的粘合树脂用凝胶渗透色谱(下面简称GPC)(溶出溶剂:四氢呋喃)测得的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)通常为1,000~100,000,优选为3,000~50,000,。通过这种方式,覆膜的残膜率、图案形状、耐热性、电特性、分辨率进一步提高,而且能以高水平抑制涂布时干燥异物的产生。
此外,本发明中的粘合树脂的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)优选为1.0~5.0,更优选为1.0~3.0。这里所说的Mn是指用GPC(溶出溶剂:四氢呋喃)测得的聚苯乙烯换算的数均分子量。
本发明中的粘合树脂可通过公知的方法进行制造,例如可通过在日本特开2003-222717号公报、日本特开2006-259680号公报、PCT申请第2007/029871号公开公报等中公开的方法来控制粘合树脂的结构、Mw、Mw/Mn。
在本发明中,(C)粘合树脂可单独或混合2种以上进行使用。
在本发明中,相对于(A)着色剂100质量份,(C)粘合树脂的含量通常为10~1,000质量份,优选为20~500质量份。通过这种方式,能够进一步提高碱显影性、着色组合物的保存稳定性、色度特性。
-光聚合引发剂-
本发明的着色组合物中可以添加光聚合引发剂。由此能够赋予着色组合物以放射线敏感性。本发明中使用的光聚合引发剂是产生活性种的化合物,该活性种能够通过在可见光、紫外线、远紫外线、电子射线、X射线等放射线下的曝光而使(B)聚合性化合物开始聚合。
作为这种光聚合引发剂,例如可以是噻吨酮化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物、三嗪化合物、O-酰基肟化合物、鎓盐化合物、苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、α-二酮化合物、多核醌化合物、重氮化合物、酰亚胺磺酸酯化合物等。
在本发明中,光聚合引发剂可单独或混合2种以上进行使用。作为光聚合引发剂,优选选自噻吨酮化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物、三嗪化合物、O-酰基肟化合物中的至少1种。
本发明的优选的光聚合引发剂中,作为噻吨酮化合物的具体例子,可以是噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等。
此外,作为苯乙酮化合物的具体例子,可以是2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
此外,作为联咪唑化合物的具体例子,可以是2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等。
另外,在使用联咪唑作为光聚合引发剂的情况下,从能够改良灵敏度的角度考虑,优选并用氢供体。这里所说的“氢供体”是指能向通过曝光而由联咪唑化合物产生的自由基供给氢原子的化合物。作为氢供体,例如可以是2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑等硫醇氢供体、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等胺氢供体。在本发明中,这些氢供体可以单独或混合2种以上进行使用,但从能够进一步改良光灵敏度的角度考虑,优选将1种以上硫醇氢供体和1种以上胺氢供体组合起来使用。
此外,作为三嗪化合物的具体例子,可以是2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪等具有卤甲基的三嗪化合物。
此外,作为O-酰基肟化合物的具体例子,可以是1,2-辛二酮,1-〔4-(苯硫基)苯基〕-,2-(O-苯甲酰肟)、乙酮,1-〔9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基〕-,1-(O-乙酰肟)、乙酮,1-〔9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基〕-,1-(O-乙酰肟)、乙酮,1-〔9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)甲氧基苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基〕-,1-(O-乙酰肟)等。作为O-酰基肟化合物的市售品,也可以使用NCI-831、NCI-930(以上为ADEKA公司产品)、DFI-020、DFI-091(以上为Daito Chemix公司产品)等。
在本发明中,在使用苯乙酮化合物等联咪唑化合物以外的光聚合引发剂的情况下,可以并用敏化剂。作为这种敏化剂,例如可以是4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-二乙基氨基苯乙酮、4-二甲基氨基苯丙酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、2,5-双(4-二乙基氨基亚苄基)环己酮、7-二乙基氨基-3-(4-二乙基氨基苯甲酰基)香豆素、4-(二乙基氨基)查耳酮等。
在本发明中,相对于(B)聚合性化合物100质量份,光聚合引发剂的含量优选为0.01~120质量份,尤其优选为1~100质量份。通过这种方式,能够进一步提高固化性和覆膜特性。
-溶剂-
本发明的着色组合物含有上述(A)和(B)成分以及任意添加的其他成分,但通常添加溶剂而调制成液状组合物。
作为上述溶剂,只要是能分散或溶解构成着色组合物的(A)和(B)成分、其他成分且不与这些成分反应、具有适度的挥发性的溶剂,就可适当选择使用。
这种溶剂中,例如可以是:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚等(多)亚烷基二醇单烷基醚类;
乳酸甲酯、乳酸乙酯等乳酸烷基酯类;
甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、辛醇、2-乙基己醇、环己醇等(环)烷基醇类;
二丙酮醇等酮醇类;
乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等(多)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯;
二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚、四氢呋喃等其他醚类;
甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;
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类;
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、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯等烷氧基羧酸酯类;
乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯类;
甲苯、二甲苯等芳烃类;
N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺或内酰胺类;等等。
这些溶剂中,从溶解性、颜料分散性、涂布性等角度考虑,优选使用(多)亚烷基二醇单烷基醚类、乳酸烷基酯类、(多)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、其他醚类、酮类、二乙酸酯类、烷氧基羧酸酯类、其他酯类,尤其优选使用丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、环己酮、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、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸乙酯等。
在本发明中,溶剂可单独或混合2种以上进行使用。
对溶剂的含量无特殊限制,但优选着色组合物的除溶剂以外的各成分的合计浓度为5~50质量%,更优选为10~40质量%。通过这种方式,能够得到分散性、稳定性良好的着色剂分散液、以及涂布性、稳定性良好的着色组合物。
-添加剂-
本发明的着色组合物也可根据需要含有各种添加剂。
作为添加剂,例如可以是:玻璃、氧化铝等填充剂;聚乙烯醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)类等高分子化合物;氟表面活性剂、硅酮表面活性剂等表面活性剂;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等粘附促进剂;2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基苯酚、季戊四醇四〔3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕、3,9-双〔2-〔3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基〕-1,1-二甲基乙基〕-2,4,8,10-四氧杂螺〔5.5〕十一烷、硫代二亚乙基双〔3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕等抗氧化剂;2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等紫外线吸收剂;聚丙烯酸钠等抗凝集剂;丙二酸、己二酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、中康酸、2-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、5-氨基-1-戊醇、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、4-氨基-1,2-丁二醇等残渣改善剂;琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等显影性改善剂;甲基丙烯酸2-(0-〔1’-甲基亚丙基氨基〕羧基氨基)乙酯等固化促进剂,等等。另外,作为固化促进剂,可以采用在日本特开2012-088457号公报的段落〔0162〕~〔0169〕中记载的固化促进剂。
本发明的着色组合物可采用适宜的方法进行调制,作为其调制方法,例如可以是在日本特开2008-58642号公报、日本特开2010-132874号公报等中公开的方法。在使用染料和颜料两者作为着色剂的情况下,可以采用如在日本特开2010-132874号公报中公开的那样的方法,即,在将染料通入第1滤器之后、将通过第1滤器的染料溶液与另行调制好的颜料分散液等混合,得到着色组合物,再将该着色组合物通入第2滤器,由此进行调制。此外,也可采用如下方法,即,在将染料、上述(B)成分和根据需要使用的其他成分溶解到溶剂中、并将所得溶液通入第1滤器之后,将通过第1滤器的溶液与另行调制好的颜料分散液混合,得到着色组合物,再将该着色组合物通人第2滤器中,由此进行调制。此外,还可采用如下方法,即,在将染料溶液通入第1滤器之后,将通过第1滤器的染料溶液与上述(B)成分、以及根据需要使用的其他成分混合、进行溶解,将所得溶液通入第2滤器,再将通过第2滤器的溶液与另行调制好的颜料分散液混合,得到着色组合物,将该着色组合物通入第3滤器,由此进行调制。
着色固化膜及其制造方法
本发明的着色固化膜用本发明的着色组合物形成,具体而言,是指彩色滤光片中使用的各色像素、黑色矩阵、黑色间隔件等。
下面对彩色滤光片中使用的着色固化膜及其形成方法进行说明。
作为制造彩色滤光片的方法,第一,可以举出以下方法。首先,在基板的表面上根据需要形成遮光层(黑色矩阵),将形成像素的部分进行划分。然后,在该基板上涂布例如蓝色的本发明的放射线敏感性着色组合物的液状组成物之后,进行预烘烤,蒸发掉溶剂,形成涂膜。接着,在介由光掩模对该涂膜进行曝光之后,使用碱显影液进行显影,溶解除去涂膜的未曝光部。然后,通过后烘烤形成以规定的序列配置的蓝色像素图案(着色固化膜)的像素阵列。
接着,使用绿色或红色的各放射线敏感性树脂着色组合物,与上述同样地进行各放射线敏感性着色组合物的涂布、预烘烤、曝光、显影和后烘烤,在同一基板上依次形成绿色像素阵列和红色像素阵列。由此得到在基板上配置有蓝、绿、红三原色的像素阵列的彩色滤光片。但是,在本发明中,形成各色像素的顺序不限于上述顺序。
此外,黑色矩阵可通过将用溅射法、蒸镀法以膜的方式形成的铬等金属薄膜利用光刻法形成所希望的图案而形成,也可使用分散有黑色颜料的放射线敏感性着色组合物,与形成上述像素的情况同样地形成。
作为形成彩色滤光片时使用的基板,例如可以是玻璃、硅酮、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
此外,也可根据要求预先对这些基板进行适宜的前处理,所述前处理例如可以是用硅烷偶联剂等进行的化学品处理、等离子体处理、离子镀、溅射、气相反应法、真空蒸镀等。
在将放射线敏感性着色组合物涂布到基板上时,可以采用喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂布法(狭缝涂布法)、棒涂法等适宜的涂布法,尤其优选采用旋涂法或缝模涂布法。
预烘烤通常通过组合减压干燥和加热干燥而进行。减压干燥通常进行至压力达到50~200Pa。此外,加热干燥的条件通常为在70~110℃下进行1~10分钟。
涂布厚度以干燥后的膜厚计,通常为0.6~8μm,优选为1.2~5μm。
作为在形成选自像素和黑色矩阵中的至少1种时使用的放射线光源,例如可以是氙灯、卤素灯、钨灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、中压汞灯、低压汞灯等灯光源,氩离子激光、YAG激光、XeCl激准分子激光、氮激光等激光光源等。作为曝光光源,也可以使用紫外线LED。优选波长在190~450nm范围的放射线。
放射线的曝光量一般优选为10~10,000J/m2。
此外,作为上述碱显影液,优选例如碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、胆碱、1,8-二氮杂双环-〔5.4.0〕-7-十一碳烯、1,5-二氮杂双环-〔4.3.0〕-5-壬烯等的水溶液。
碱显影液中也可适量添加例如甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂、表面活性剂等。另外,碱显影后通常进行水洗。
作为显影处理法,可以使用喷淋显影法、喷雾显影法、浸渍显影法、浸置式(覆液)显影法等。显影条件优选为在常温下进行5~300秒。
后烘烤的条件通常为在180~280℃下进行10~60分钟左右。
这样形成的像素的膜厚通常为0.5~5μm,优选为1.0~3μm。
此外,作为制造彩色滤光片的第二种方法,可以采用在日本特开平7-318723号公报、日本特开2000-310706号公报等中公开的用喷墨方式得到各色像素的方法。在该方法中,首先在基板表面上形成兼具遮光功能的隔壁。然后,在形成的隔壁内用喷墨装置喷射例如蓝色的本发明的热固性着色组合物的液状组合物,之后进行预烘烤,蒸发溶剂。然后,在根据需要对该涂膜曝光后,进行后烘烤使其固化,形成蓝色的像素图案。
然后,使用绿色或红色的各热固性着色组合物,与上述同样地在同一基板上依次形成绿色的像素图案和红色的像素图案。由此得到在基板上配置有蓝、绿和红三原色的像素图案的彩色滤光片。但是,在本发明中,形成各色像素的顺序不限于上述顺序。
另外,隔壁不仅具有遮光功能,还起到使喷射到区划内的各色热固性着色组合物不混色的作用,因此,与上述第一种方法中使用的黑色矩阵相比,膜厚厚。所以,隔壁通常用黑色放射线敏感性组合物形成。
形成彩色滤光片时使用的基板、放射线的光源、此外还有预烘烤、后烘烤的方法和条件与上述第一种方法相同。这样,通过喷墨方式形成的像素的膜厚与隔壁的高度为相同程度。
根据需要在这样形成的像素图案上形成保护膜之后,通过溅射法形成透明导电膜。也可在形成透明导电膜后进一步形成间隔件,由此制成彩色滤光片。间隔件通常用放射线敏感性组合物形成,但也可以制成具有遮光性的间隔件(黑色间隔件)。这种情况下,使用分散有黑色着色剂的着色放射线敏感性组合物,但本发明的着色组合物也可良好地用于该黑色间隔件的形成。
本发明的着色组合物在形成上述彩色滤光片中使用的各色像素、黑色矩阵、黑色间隔件等任一着色固化膜时均能够良好地使用。
含有通过这种方法形成的本发明的着色固化膜的彩色滤光片具有极高的亮度和着色力,因而对彩色液晶显示元件、彩色摄像管元件、彩色传感器、有机EL显示元件、电子纸等极其有用。另外,后述的显示元件只要具有至少1种以上使用本发明的着色组合物形成的着色固化膜即可。
显示元件
本发明的显示元件具有本发明的着色固化膜。作为显示元件,可以是彩色液晶显示器、有机EL显示元件、电子纸等。
具有本发明的着色固化膜的彩色液晶显示元件可以是透射型也可以是反射型,可以采用适宜的结构。例如可以采用如下结构:将彩色滤光片形成在与配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板不同的基板上,驱动用基板与形成有彩色滤光片的基板夹着液晶层彼此相向。进而还可采用如下结构:在配置有薄膜晶体管(TFT)的驱动用基板的表面上形成有彩色滤光片的基板与形成有ITO(掺杂有锡的氧化铟)电极的基板夹着液晶层彼此相向。后者的结构具有能够格外地提高开口率、能够得到明亮、高精细的液晶显示元件的优点。另外,在采用后者的结构的情况下,黑色矩阵和黑色间隔件可以形成在形成有彩色滤光片的基板一侧和形成有ITO的基板一侧中的任一侧。
具有本发明的着色固化膜的彩色液晶显示元件除了冷阴极荧光管(CCFL:coldcathode fluorescent lamp)外,可具有以白色LED为光源的背光单元。作为白色LED,例如可以是组合红色LED、绿色LED和蓝色LED、通过混色而得到白色光的白色LED,组合蓝色LED、红色LED和绿色荧光体、通过混色而得到白色光的白色LED,组合蓝色LED、红色发光荧光体和绿色发光荧光体、通过混色而得到白色光的白色LED,通过蓝色LED和YAG荧光体的混色而得到白色光的白色LED,组合蓝色LED、橙色发光荧光体和绿色发光荧光体、通过混色而得到白色光的白色LED,组合紫外线LED、红色发光荧光体、绿色发光荧光体和蓝色发光荧光体、通过混色而得到白色光的白色LED等。
具有本发明的着色固化膜的彩色液晶显示元件可以采用TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、IPS(共面开关)型、VA(垂直取向)型、OCB(光学补偿双折射)型等适宜的液晶模式。
此外,具有本发明的着色固化膜的有机EL显示元件可以采用适宜的结构,例如可以是在日本特开平11-307242号公报中公开的结构。
此外,具有本发明的着色固化膜的电子纸可以采用适宜的结构,例如可以是在日本特开2007-41169号公报中公开的结构。
〔实施例〕
下面通过列举实施例进一步对本发明的实施方式进行具体说明。但本发明并不限于下述实施例。
<本着色剂的合成>
合成例1
(式(1)表示的不饱和单体(a1)的合成)
向装有搅拌子并预先进行过氮置换的1L的三颈瓶中加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0)3.36g(3.67mmol)、(±)-2,2’-双(二苯膦基)-1,1’-联萘4.58g(7.36mmol)和预先通过氮气鼓泡进行过脱气的1,2-二甲氧基乙烷450mL,在氮气流下、在80℃搅拌1小时。然后,将混合物冷却至40℃以下,在不使空气进入体系内的情况下依次加入叔丁醇钠25.0g(0.260mol)、4-氨基环己醇23.0g(0.200mol)、1-溴萘38.0g(0.184mol),回流下搅拌3小时。之后,将反应混合物冷却到室温,用硅藻土过滤,并用乙酸乙酯清洗不溶物,将所得溶液用旋转蒸发仪减压浓缩。将所得残渣通过硅胶柱色谱进行精制,得到33.0g(0.137mol、收率74%)的饴状固体。将该化合物作为(A1)。
〔化学式4〕
向装有搅拌子并预先进行过氮置换的500mL的三颈瓶中加入上述化合物(A1)12.0g(0.0497mol)、三乙胺7.55g(0.0746mol)、4-二甲氨基吡啶6.07g(0.0497mol)、乙酸乙酯250mL,冷却至内温5℃。在使内温不超过10℃的情况下向该混合物中滴加甲基丙烯酰氯6.24g(0.0259mol),然后,使内温升至室温,在氮气流下、在同一温度搅拌4小时。之后,用水300mL、饱和食盐水300mL依次清洗反应混合物,用无水硫酸钠干燥有机层后,用旋转蒸发仪减压浓缩至40g。然后,加入甲苯200g,用旋转蒸发仪减压浓缩至40g,再加入甲苯85g。在室温下向所得溶液中依次加入4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮20.5g(0.0633mol)、4-甲氧基苯酚0.100g、磷酰氯8.05g(0.0518mol),在氮气流下、在100℃搅拌2小时。之后,将反应混合物冷却至室温,用旋转蒸发仪减压蒸馏除去大部分甲苯,将所得残渣溶解在氯仿500mL中,用水500mL进行水洗。用旋转蒸发仪对有机层进行减压浓缩,向所得残渣中加入丙酮,使合计重量为400g。将这里所得的溶液滴加到二异丙醚3200g中,滤取所得固体。将该固体在50℃下减压干燥12小时,得到18.0g(0.0276mol、收率56%)的着色固体。将该化合物作为(A2)。
〔化学式5〕
向装有搅拌子的100mL锥形瓶中加入上述化合物(A2)9.00g(13.8mmol)、双(三氟甲磺酰)亚胺锂5.94g(20.7mmol),再添加乙酸乙酯90mL、离子交换水90mL,室温下搅拌约2小时。然后分离除去水层,将有机层用离子交换水100mL清洗3次。将有机层在减压下浓缩后,将残渣在50℃下减压干燥12小时,由此得到下述式(A3)表示的化合物11.4g(12.7mmol、收率92%)。将该化合物作为(A3)。
〔化学式6〕
(聚合物(1)的合成)
将装有搅拌子且安装有回流冷却管和温度计的100mL三颈瓶充分氮置换,加入环己酮15.0g,在氮气流下加热到内温80±2℃。混合化合物(A3)4.50g(5.02mmol)、甲基丙烯酸甲酯6.00g(59.9mmol)、甲基丙烯酸4.50g(52.3mmol)、聚合引发剂V-65(和光纯药公司产品)2.18g(8.79mmol)、环己酮45.0g,调制成溶液,保持内温为80±2℃,将该溶液用泵花2小时滴加至三颈瓶中。滴加结束后,在同一温度下再继续搅拌1小时。然后,将使0.728g(2.93mmol)2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(和光纯药公司产品,商品名V-65)溶解在环己酮1.13g中所得的溶液一次加入反应混合物中,在同一温度下搅拌30分钟,继续在95℃下搅拌30分钟。将反应液冷却至室温,再将其滴加到大量己烷中,得到着色固体,将该着色固体在50℃下减压干燥,得到下述结构式表示的聚合物13.9g(收率93%)。所得聚合物(1)的Mw为5,100。将该聚合物作为着色剂(A-1)。
〔化学式7〕
合成例2
(聚合物(2)的合成)
将装有搅拌子且安装有回流冷却管和温度计的100mL三颈瓶充分氮置换,加入环己酮15.0g,在氮气流下加热到内温70±2℃。混合化合物(A3)4.50g(5.02mmol)、甲基丙烯酸甲酯3.00g(30.0mmol)、甲基丙烯酸缩水甘油酯3.00g(21.1mmol)、甲基丙烯酸4.50g(52.3mmol)、聚合引发剂V-65(和光纯药公司产品)2.02g(8.13mmol)、环己酮45.0g,调制成溶液,保持内温为70±2℃,将该溶液用泵花2小时滴加至三颈瓶中。滴加结束后,在同一温度下再继续搅拌1小时。然后,将使0.728g(2.71mmol)2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(和光纯药公司产品,商品名V-65)溶解在环己酮1.16g中所得的溶液一次加入反应混合物中,在同一温度下搅拌3小时。将反应液冷却至室温,再将其滴加到大量己烷中,得到着色固体,将该着色固体在50℃下减压干燥,得到下述结构式表示的聚合物14.1g(收率94%)。所得聚合物(2)的Mw为5,300。将该聚合物作为着色剂(A-2)。
〔化学式8〕
合成例3~11
除了在合成例2中将不饱和单体(a1)和不饱和单体(a2)的种类和量变更为表1所示以外,与合成例2同样地合成了聚合物(3)~(11)。将所得聚合物(3)~(11)分别作为着色剂(A-6)~(A-14)。此外,在表2中以物质量记载所使用的不饱和单体(a1)和不饱和单体(a2)的量,并将本着色剂中的不饱和单体(a1)的共聚比例用“p”、本着色剂中的不饱和单体(a2)的共聚比例用“r”、以及不饱和单体(a2)中的具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸芳基酯的共聚比例用“s”表示。
表1
表2
在表1~2中,各成分如下所示。
(A3):上述化合物(A3)
MMA:甲基丙烯酸甲酯
GMA:甲基丙烯酸缩水甘油酯
OXMA:3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷
M100:甲基丙烯酸3,4-环氧环己基酯(商品名CYCLOMER M100,DaicelChemical公司产品)
MAA:甲基丙烯酸
EHMA:甲基丙烯酸2-乙基己酯
PhMA:甲基丙烯酸苯酯
PMI:N-苯基马来酰亚胺
VA:乙酸乙烯酯
比较合成例1
向装有搅拌子的100mL锥形瓶中加入5.00g(9.72mmol)的C.I.碱性蓝7、双(三氟甲磺酰)亚胺锂4.19g(14.6mmol),再添加氯仿50mL、离子交换水25mL,室温下搅拌约2小时。然后,分离除去水层,用离子交换水清洗有机层2次。将有机层在减压下浓缩后,将残渣在50℃下减压干燥12小时,由此得到下式表示的化合物5.88g(7.78mmol、收率80%)。将所得化合物作为着色剂(A-3)。
〔化学式9〕
比较合成例2
用日本专利第3736221号说明书的实施例中记载的方法合成下述式(A4)表示的化合物的ClO4 -盐。然后,除了在上述聚合物(1)的合成中用下述式(A4)表示的化合物的ClO4 -盐代替化合物(A3)以外,与聚合物(1)同样地进行合成,得到聚合物。将该聚合物作为着色剂(A-5)。
〔化学式10〕
<粘合树脂的合成>
合成例12
向带有冷却管和搅拌器的烧瓶中加入丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份,进行氮置换。加热到80℃,在同一温度下用1小时滴加丙二醇单甲醚乙酸酯100质量份、甲基丙烯酸20质量份、苯乙烯10质量份、甲基丙烯酸苄酯5质量份、甲基丙烯酸2-羟乙酯15质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯23质量份、N-苯基马来酰亚胺12质量份、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯15质量份和2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6质量份的混合溶液,保持该温度,聚合2小时。然后,将反应溶液的温度升温至100℃,进一步聚合1小时,由此得到粘合树脂溶液(固体成分浓度33质量%)。所得粘合树脂的Mw为12,200,Mn为6,500。将该粘合树脂作为“粘合树脂(C1)”。<着色剂溶液的调制>
调制例1
将上述所得的着色剂(A-1)10质量份溶解到丙二醇单甲醚90质量份中,调制出着色剂溶液(A-1)。
调制例2
将上述所得的着色剂(A-2)10质量份溶解在丙二醇单甲醚90质量份中,调制出着色剂溶液(A-2)。
调制例3
将上述所得的着色剂(A-3)5质量份溶解在丙二醇单甲醚95质量份中,调制出着色剂溶液(A-3)。
调制例4
将5质量份的C.I.碱性蓝7溶解在丙二醇单甲醚95质量份中,调制出着色剂溶液(A-4)。
调制例5~14
除了在调制例1中用着色剂(A-5)~(A-14)代替着色剂(A-1)以外,与调制例1同样地调制出着色剂溶液(A-5)~(A-14)。
<颜料分散液的调制>
调制例15
使用作为着色剂的15质量份的C.I.颜料蓝15:6、作为分散剂的BYK-LPN21116(毕克化学(BYK)公司产品)12.5质量份(固体成分浓度40质量%)、作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯72.5质量份,用珠磨机进行处理,调制出颜料分散液(a-1)。调制例16
使用作为着色剂的15质量份的C.I.颜料绿58、作为分散剂的BYK-LPN6919(毕克化学(BYK)公司产品)8.3质量份(固体成分浓度60质量%)、作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯76.7质量份,用珠磨机进行处理,调制出颜料分散液(a-2)。调制例17
使用作为着色剂的15质量份的C.I.颜料黄138、作为分散剂的BYK-LPN21116(毕克化学(BYK)公司产品)12.5质量份(固体成分浓度40质量%)、作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯72.5质量份,用珠磨机进行处理,调制出颜料分散液(a-3)。实施例1
将作为(A)着色剂的颜料分散液(a-1)30.5质量份、着色剂溶液(A-1)23.0质量份、作为(C)粘合树脂的粘合树脂(C1)溶液(固体成分浓度33质量%)26.3质量份、作为(B)聚合性化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化药公司产品,商品名KAYARAD DPHA)9.9质量份、作为光聚合引发剂的2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮(商品名Irgacure369,汽巴精化公司产品)1.8质量份和NCI-930(ADEKA公司产品)0.1质量份、作为氟类表面活性剂的Megafac F-554(DIC公司产品)0.05质量份和作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯混合,调制出固体成分浓度20质量%的蓝色着色组合物(B-1)。
耐热性评价
在将蓝色着色组合物(B-1)用旋涂机涂布到表面形成有防止钠离子溶出的SiO2膜的钠玻璃基板上之后,用90℃的热板进行2分钟预烘烤,形成膜厚2.5μm的涂膜。
然后,将该基板冷却到室温后,用高压汞灯介由光掩模对涂膜照射包括365nm、405nm和436nm各波长的放射线,以400J/m2的曝光量进行曝光。之后,向这些基板以1kgf/cm2(喷嘴径1mm)的显影压喷射23℃的由0.04质量%的氢氧化钾水溶液构成的显影液,进行90秒喷淋显影。然后,用超纯水清洗该基板,风干后,进一步在200℃的洁净烘箱内进行30分钟后烘烤,由此在基板上形成点图案。
对于所得点图案,使用彩色分析仪(大塚电子公司生产的MCPD2000)以C光源、2度视野测定了CIE显色体系中的色度坐标值(x,y)和刺激值(Y)。
然后,在将上述基板在230℃下追加烘烤90分钟后,测定色度坐标值(x,y)和刺激值(Y),对追加烘烤前后的色变化、即⊿E*ab进行了评价。其结果,将⊿E*ab值小于3.0的情况评价为“○”,在3.0以上、小于5.0的情况评价为“△”,5.0以上的情况评价为“×”。评价结果示于表3。⊿E*ab值越小,说明耐热性越良好。
耐溶剂性评价
在将蓝色着色组合物(B-1)用旋涂机涂布到表面形成有防止钠离子溶出的SiO2膜的钠玻璃基板上之后,用90℃的热板进行2分钟预烘烤,形成膜厚2.5μm的涂膜。
然后,将该基板冷却到室温后,用高压汞灯介由光掩模对涂膜照射包括365nm、405nm和436nm各波长的放射线,以400J/m2的曝光量进行曝光。之后,向这些基板以1kgf/cm2(喷嘴径1mm)的显影压喷射23℃的由0.04质量%的氢氧化钾水溶液构成的显影液,进行90秒喷淋显影。然后,用超纯水清洗该基板,风干后,进一步在230℃的洁净烘箱内进行30分钟后烘烤,由此在基板上形成点图案。然后,将上述基板在80℃的丙二醇单甲醚乙酸酯中浸渍40分钟。
分别测定浸渍前后的色度坐标值(x,y)和刺激值(Y),对浸渍前后的色变化即⊿E*ab进行了评价。其结果,将⊿E*ab值小于3.0的情况评价为“○”,在3.0以上、小于5.0的情况评价为“△”,在5.0以上的情况评价为“×”。评价结果示于表3。⊿E*ab值越小,说明耐溶剂性越良好。
移染性评价
在将通过后述方法调制出的绿色着色组合物(G-1)用旋涂机涂布在表面上形成有防止钠离子溶出的SiO2膜的钠玻璃基板上之后,用90℃的热板进行2分钟预烘烤,形成膜厚2.4μm的涂膜。
然后,在将该基板冷却至室温后,使用高压汞灯在不介由光掩模的情况下对涂膜照射包括365nm、405nm和436nm各波长的放射线,以400J/m2的曝光量进行整面曝光。之后,向这些基板以1kgf/cm2(喷嘴径1mm)的显影压喷射23℃的由0.04质量%的氢氧化钾水溶液构成的显影液,进行90秒喷淋显影。然后,用超纯水清洗该基板,风干后,进一步在230℃的洁净烘箱内进行30分钟后烘烤,由此在基板上形成绿色固化膜(T-1)。
在将蓝色着色组合物(B-1)用旋涂机涂布到绿色固化膜(T-1)上之后,用90℃热板进行2分钟预烘烤,形成膜厚2.5μm的涂膜。然后,在将该基板冷却至室温之后,向该基板以1kgf/cm2(喷嘴径1mm)的显影压喷射23℃的由0.04质量%的氢氧化钾水溶液构成的显影液,进行90秒喷淋显影。然后,用超纯水清洗该基板,进行风干。将从在绿色固化膜(T-1)上涂布蓝色着色组合物(B-1)起至风干之间的工序称为(工序-1)。
在(工序-1)前后分别测定绿色固化膜(T-1)的刺激值(Y),对(工序-1)前后的刺激值变化即⊿Y进行评价。其结果,将⊿Y值小于0.2的情况评价为“○”,将在0.2以上、小于0.7的情况评价为“△”,将在0.7以上的情况评价为“×”。评价结果示于表3。⊿Y值越小,说明移染性越受到抑制。
移染性评价中使用的绿色着色组合物(G-1)的调制方法如下。
将作为(A)着色剂的颜料分散液(a-2)30.5质量份、颜料分散液(a-3)25.0质量份、作为(C)粘合树脂的粘合树脂(C1)溶液(固体成分浓度33质量%)26.3质量份、作为(B)聚合性化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化药公司产品,商品名KAYARAD DPHA)9.9质量份、作为光聚合引发剂的2-苄基-2二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁烷-1-酮(商品名Irgacure369,汽巴精化公司产品)1.8质量份和NCI-930(ADEKA公司产品)0.1质量份、作为氟类表面活性剂的Megafac F-554(DIC公司产品)0.05质量份和作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯混合,调制出固体成分浓度20质量%的绿色着色组合物(G-1)。
实施例2~6、比较例1~3
除了在实施例1中用着色剂溶液(A-2)~(A-9)代替着色剂溶液(A-1)以外,与实施例1同样地调制出蓝色着色组合物(B-2)~(B-9)。并除了用蓝色着色组合物(B-2)~(B-9)代替蓝色着色组合物(B-1)之外,与实施例1同样地进行了耐热性、耐溶剂性和移染性评价。评价结果示于表3。
实施例7
将作为(A)着色剂的着色剂溶液(A-10)50.0质量份、作为(C)粘合树脂的粘合树脂(C1)溶液(固体成分浓度33质量%)14.4质量份、作为(B)聚合性化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化药公司产品,商品名KAYARAD DPHA)8.2质量份、作为光聚合引发剂的NCI-930(ADEKA公司产品)1.3质量份、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑0.2质量份、2,4-二乙基噻吨酮0.2质量份和2-巯基苯并噻唑0.1质量份、作为氟类表面活性剂的Megafac F-554(DIC公司产品)0.04质量份和作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯,调制出固体成分浓度20质量%的蓝色着色组合物(B-10)。
然后,除了在实施例1中用蓝色着色组合物(B-10)代替蓝色着色组合物(B-1)以外,与实施例1同样地进行了耐热性、耐溶剂性和移染性评价。评价结果示于表3。
实施例8~11
除了在实施例7中用着色剂溶液(A-11)~(A-14)代替着色剂溶液(A-10)以外,与实施例7同样地调制出蓝色着色组合物(B-11)~(B-14)。并除了使用蓝色着色组合物(B-11)~(B-14)代替蓝色着色组合物(B-10)以外,与实施例7同样地进行了耐热性、耐溶剂性和移染性评价。评价结果示于表3。
表3
着色剂溶液 | 蓝色着色组合物 | 耐热性 | 耐溶剂性 | 移染性 | |
实施例1 | A-1 | B-1 | ○ | ○ | ○ |
实施例2 | A-2 | B-2 | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | A-6 | B-6 | ○ | Δ | ○ |
实施例4 | A-7 | B-7 | Δ | ○ | ○ |
实施例5 | A-8 | B-8 | ○ | ○ | ○ |
实施例6 | A-9 | B-9 | ○ | ○ | ○ |
实施例7 | A-10 | B-10 | ○ | ○ | ○ |
实施例8 | A-11 | B-11 | ○ | ○ | ○ |
实施例9 | A-12 | B-12 | ○ | ○ | ○ |
实施例10 | A-13 | B-13 | ○ | ○ | ○ |
实施例11 | A-14 | B-14 | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | A-3 | B-3 | ○ | × | Δ |
比较例2 | A-4 | B-4 | × | × | Δ |
比较例3 | A-5 | B-5 | Δ | Δ | Δ |
Claims (8)
1.着色组合物,其含有(A)着色剂和(B)聚合性化合物,
其中,(A)着色剂含有不饱和单体的聚合物,所述不饱和单体含有具有下述式(1)所示结构的不饱和单体(a1),
式(1)中,
R1~R6相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基、苯基或具有烯不饱和基团的基团,
Ar表示芳香族烃基,
R7~R8相互独立地表示碳数1~8的烷基或氯原子,
R9~R10相互独立地表示氢原子、碳数1~8的烷基或氯原子,
l和m相互独立地表示0~4的整数,
R1~R6中的至少1个为具有烯不饱和基团的基团,该具有烯不饱和基团的基团为CH2=CR11-COO-X-基团,其中,R11表示氢原子或甲基,X表示碳数5~12的2价烃基。
2.根据权利要求1所述的着色组合物,其特征在于,所述聚合物是还含有其他可共聚的烯不饱和单体(a2)的不饱和单体的共聚物。
3.根据权利要求2所述的着色组合物,其特征在于,含有选自具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸芳基酯中的至少1种作为其他可共聚的烯不饱和单体(a2)。
4.根据权利要求3所述的着色组合物,其特征在于,含有具有选自环氧乙烷基、氧杂环丁基和3,4-环氧环己基中的至少1种基团的(甲基)丙烯酸酯作为具有含氧饱和杂环基的(甲基)丙烯酸酯。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的着色组合物,其特征在于,还含有选自蓝色颜料和紫色颜料中的至少1种。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的着色组合物,其特征在于,还含有(C)粘合树脂。
7.着色固化膜,其用权利要求1~6中任一项所述的着色组合物形成。
8.显示元件,其具有权利要求7所述的着色固化膜。
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