着色组合物、使用了该着色组合物的滤色器基板及显示装置的制作方法

文档序号:18743452发布日期:2019-09-21 02:03阅读:270来源:国知局

本发明涉及着色组合物、使用了该着色组合物的滤色器基板以及显示装置。



背景技术:

液晶显示装置发挥轻量、薄型、低耗电等特性,在电视、笔记本个人电脑、便携信息终端、智能手机、数字照相机等各种用途中使用。液晶显示装置中,根据用途而要求3~6原色的最佳颜色,使用了担负各种颜色性能的滤色器基板。

在绿色像素中,研究了各种颜料的组合,但一般是将具有金属酞菁骨架的绿色着色剂(色材)与黄色着色剂组合。关于这样的技术,已知例如下述绿色着色剂组合物,其含有选自颜料绿7、颜料绿36和颜料绿58中的绿色的着色剂(着色剤)、与选自颜料黄129、颜料黄138和颜料黄150中的黄色的着色剂(例如,参照专利文献1)。

另一方面已知,如果在阻隔氧气的状态下向酞菁照射光,则吸收光谱变化,从而由酞菁形成的绿色像素的光透射率降低(例如,参照非专利文献1)。即,如果在阻隔氧气的状态下向具有由酞菁形成的绿色像素的液晶显示装置照射光,则绿色像素的光透射率降低,液晶显示装置的明亮度变暗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-41341号公报

非专利文献

非专利文献1:Journal of Photopolymer Science and Technology,Volume7,Number1(1994)p.151-158



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在将专利文献1所记载那样的具有金属酞菁骨架的绿色着色剂与特定的黄色着色剂组合的情况下,存在如果在阻隔氧气的状态下照射光,则光透射率大幅降低,显示性能发生变化的课题。鉴于这样的状况,本发明的目的是提供色纯度和光透射率高,能够抑制由光照射引起的光透射率降低的着色组合物与使用了这样的着色组合物的滤色器基板以及显示装置。

用于解决课题的方法

本发明是一种着色组合物,其含有:具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、和包含C.I.颜料黄138和/或C.I.颜料黄185的黄色着色剂,具有金属酞菁骨架的绿色着色剂与C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中为2质量%以上且16质量%以下。

发明的效果

根据本发明的着色组合物,可以提供具有色纯度和光透射率高、抑制了由光照射引起的光透射率降低的着色像素的滤色器基板以及显示装置。

具体实施方式

本发明的着色组合物含有:具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、和包含C.I.颜料黄138和/或C.I.颜料黄185的黄色着色剂。通过含有:具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、和包含C.I.颜料黄138和/或C.I.颜料黄185的黄色着色剂,能够使色纯度和光透射率提高。这里所谓的“能够使色纯度提高”,是指在CIE 1931表色系统中,可以表现距光源(例如,在C光源的情况下,坐标x=0.310,y=0.316)的距离更远的颜色。此外,由于着色组合物的光透射率根据其色度而大幅变化,因此这里所谓的“能够使光透射率提高”,是指在色度坐标相同的情况下提高光透射率。另一方面,如上所述,具有金属酞菁骨架的绿色着色剂存在如果在阻隔氧气的状态下照射光,则光透射率大幅降低,显示性能发生变化的课题。本发明发现,通过包含C.I.颜料黄138和/或C.I.颜料黄185作为黄色着色剂,使具有金属酞菁骨架的绿色着色剂与C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中为2质量%以上且16质量%以下,能够使色纯度和光透射率提高,同时抑制由光照射引起的光透射率降低。

作为具有金属酞菁骨架的绿色着色剂,从使光透射率更加提高的观点考虑,优选为C.I.颜料绿58、C.I.颜料绿59。C.I.颜料绿58和C.I.颜料绿59的合计含量在绿色着色剂中优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。从使光透射率更加提高的观点考虑,作为绿色着色剂,优选单独使用C.I.颜料绿58或C.I.颜料绿59。此外,从使光透射率保持率更加提高的观点考虑,更优选为C.I.颜料绿58。从使光透射率保持率更加提高的观点考虑,C.I.颜料绿58的含量在绿色着色剂中优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。

黄色着色剂包含C.I.颜料黄138和/或C.I.颜料黄185,进一步可以含有其它着色剂。从使光透射率和光透射率保持率更加提高的观点考虑,更优选为C.I.颜料黄185。从使光透射率提高的观点考虑,C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在黄色着色剂中优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。进一步,C.I.颜料黄185的含量在黄色着色剂中优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。从使光透射率提高的观点考虑,作为黄色着色剂,优选单独使用C.I.颜料黄185。

从使透射率提高的观点考虑,优选含有C.I.颜料黄185作为黄色着色剂,但一般而言,如果C.I.颜料黄185在着色剂中所占的含量为50质量%以上且90质量%以下,则有通过光照射而光透射率易于降低的倾向。本发明,如后所述,通过使具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量为特定范围,能够抑制由光照射引起的透射率降低,因此在光透射率易于降低的着色剂中的C.I.颜料黄185的含量为50质量%以上且90质量%以下的情况下,发挥更高的效果。

作为C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185以外的黄色着色剂,可举出有机颜料、无机颜料、染料等,可举出例如,C.I.颜料黄(以下,“PY”)12、PY13、PY17、PY20、PY24、PY83、PY86、PY93、PY95、PY109、PY110、PY117、PY125、PY129、PY137、PY139、PY147、PY148、PY150、PY153、PY154、PY166、PY168(以上,编号都是比色指数No.)等。可以含有2种以上这些着色剂。从色纯度、光透射率和对比度的观点考虑,优选为PY129、PY139、PY150,更优选为PY150。

本发明的着色组合物的特征是,具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中为2质量%以上且16质量%以下。如果具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中小于2质量%,则色纯度降低。它们的合计含量优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上。另一方面,如果具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中超过16质量%,则通过光照射而光透射率降低,光透射率保持率降低。

从使色纯度更加提高的观点考虑,具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在着色剂中优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。

从使光透射率更加提高的观点考虑,具有金属酞菁骨架的绿色着色剂优选包含C.I.颜料绿58或C.I.颜料绿59,从使色纯度更加提高的观点考虑,C.I.颜料绿58、C.I.颜料绿59、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在着色剂中优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。

此外,包含C.I.颜料绿58、C.I.颜料绿59、C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的着色剂的合计含量在固体成分中优选为2质量%以上且16质量%以下。

进一步,从使色纯度更加提高的观点考虑,C.I.颜料绿58和C.I.颜料黄185的合计含量在着色剂中优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。

本发明的着色组合物可以含有具有金属酞菁骨架的绿色着色剂以外的绿色着色剂。作为具有金属酞菁骨架的绿色着色剂以外的绿色着色剂,可举出有机颜料、无机颜料、染料等,可举出例如,C.I.颜料绿(以下,“PG”)PG1、PG2、PG4、PG8、PG10、PG13、PG14、PG15、PG17、PG18、PG19、PG26、PG38、PG39、PG45、PG48、PG50、PG51、PG54、PG55(以上,编号都是比色指数No.)等。可以含有2种以上这些着色剂。

本发明的着色组合物可以含有上述的绿色着色剂、黄色着色剂以外的着色剂。作为着色剂,可举出有机颜料、无机颜料、染料等,可以含有2种以上这些着色剂。其中,从使透射率更加提高的观点考虑,优选为有机颜料、染料。

作为红色颜料,可举出例如,C.I.颜料红(以下,“PR”)9、PR48、PR97、PR122、PR123、PR144、PR149、PR166、PR168、PR177、PR179、PR180、PR192、PR209、PR215、PR216、PR217、PR220、PR223、PR224、PR226、PR227、PR228、PR240、PR254等。

作为橙色颜料,可举出例如,C.I.颜料橙(以下,“PO”)13、PO31、PO36、PO38、PO40、PO42、PO43、PO51、PO55、PO59、PO61、PO64、PO65、PO71等。

作为蓝色颜料,可举出例如,C.I.颜料蓝(以下,“PB”)15、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PB21、PB22、PB60、PB64等。

作为紫色颜料,可举出例如,C.I.颜料紫(以下“PV”)19、PV23、PV29、PV30、PV32、PV37、PV40、PV50等(以上,编号都是比色指数No.)。

作为染料,可举出例如,油溶性染料、酸性染料、直接染料、碱性染料、酸性媒染染料等。此外,也可以将上述染料色淀化,或制成染料与含氮化合物的成盐化合物。

作为红色、绿色、蓝色、紫色或黄色的染料,可举出例如,直接染料、酸性染料、碱性染料等。作为这些染料的具体例,可举出例如,偶氮系染料、苯醌系染料、萘醌系染料、蒽醌系染料、呫吨系染料、花青系染料、方酸菁系染料(Squarylium dye)、克酮酸(croconium)系染料、部花青系染料、茋系染料、二芳基甲烷系染料、三芳基甲烷系染料、荧烷系染料、螺吡喃系染料、酞菁系染料、靛系染料、俘精酸酐系染料、镍配位化合物系染料、薁系染料等。可以使染料溶解于着色组合物中,也可以使其作为粒子而分散。

为了提高对热、光、酸、碱或有机溶剂等的耐性,作为碱性染料,优选包含有机磺酸、有机羧酸等有机酸或高氯酸的成盐化合物,更优选包含托拜厄斯酸等萘磺酸或高氯酸的成盐化合物。同样地,为了提高对热、光、酸、碱或有机溶剂等的耐性,作为酸性染料和直接染料,优选包含季铵盐、伯胺~叔胺或磺酰胺的成盐化合物。

本发明的着色组合物优选含有自由基聚合性化合物。通过含有自由基聚合性化合物,能够赋予图案形成性。作为本发明中的自由基聚合性化合物,优选为具有不饱和烃基的化合物。作为不饱和烃基,可举出例如,(甲基)丙烯酰基、乙烯基、马来酰亚胺基等。可以具有2种以上这些基团。

作为自由基聚合性化合物,可举出例如,二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(三羟甲基)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、五(甲基)丙烯酰氧基二季戊四醇单琥珀酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等氧化乙烯改性物或氧化丙烯改性物、苯乙烯衍生物、多官能马来酰亚胺化合物、聚(甲基)丙烯酸酯氨基甲酸酯、己二酸1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸酐氧化丙烯(甲基)丙烯酸酯、偏苯三甲酸二甘醇(甲基)丙烯酸酯、松香改性环氧二(甲基)丙烯酸酯、醇酸改性(甲基)丙烯酸酯等低聚物、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯等2官能(甲基)丙烯酸酯类、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪、双苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯、二环戊烷二烯基二丙烯酸酯、它们的烷基改性物、烷基醚改性物、烷基酯改性物等。可以含有2种以上这些化合物。

其中,从溶解性、图案形成性的观点考虑,优选为具有(甲基)丙烯酰基的化合物,优选为具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能化合物。通过使用具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能化合物,可以形成耐热性优异,充分地固化的皮膜。此外,从碱显影性的观点考虑,优选为具有羧基的化合物。更优选为具有3个以上(甲基)丙烯酰基和羧基的化合物。作为这样的化合物,可举出五(甲基)丙烯酰氧基二季戊四醇单琥珀酸酯。

从图案形成性的观点考虑,本发明的着色组合物中的自由基聚合性化合物的含量在固体成分中优选为40质量%以上。另一方面,从抑制制膜时的膜厚不均,抑制由烧成时的流动引起的图案变形的观点考虑,自由基聚合性化合物的含量在固体成分中优选为90质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下。此外,从图案形成性的观点考虑,具有3个以上(甲基)丙烯酰基和羧基的自由基聚合性化合物的含量在自由基聚合性化合物中优选为50质量%以上且100质量%以下,进一步优选为60质量%以上且100质量%以下。

本发明的着色组合物可以进一步包含粘合剂树脂、分散剂、光聚合引发剂、链转移剂、敏化剂、有机溶剂、阻聚剂、密合改良剂、表面活性剂、有机酸、有机氨基化合物、固化剂等。

本发明的着色组合物优选含有粘合剂树脂,能够抑制制膜时的膜厚不均,抑制由烧成时的流动引起的图案变形。

作为粘合剂树脂,可举出例如,丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氨基甲酸酯树脂、尿素树脂、聚乙烯醇树脂、三聚氰胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂等。可以含有2种以上这些树脂。从稳定性方面考虑,优选使用丙烯酸系树脂。

作为丙烯酸系树脂,优选为不饱和羧酸与烯属不饱和化合物的共聚物。

作为不饱和羧酸,可举出例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸、它们的酸酐等。可以使用2种以上这些羧酸。

作为烯属不饱和化合物,可举出例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等不饱和羧酸烷基酯、苯乙烯、对甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物、丙烯酸氨基乙酯等不饱和羧酸氨基烷基酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油基酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等羧酸乙烯基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈等氰化乙烯基化合物、1,3-丁二烯、异戊二烯等脂肪族共轭二烯、末端具有(甲基)丙烯酰基的聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚有机硅等大分子单体等。可以使用2种以上这些化合物。

丙烯酸系树脂优选在侧链具有烯属不饱和基,可以使灵敏度提高。作为烯属不饱和基,可举出例如,乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等。作为在侧链具有烯属不饱和基的丙烯酸系树脂,可举出例如,“サイクロマー”(注册商标)P(ダイセル化学工业(株))、碱溶性cardo树脂等。

从固化膜的强度的观点考虑,粘合剂树脂的重均分子量优选为3,000以上,更优选为9,000以上。另一方面,从着色组合物的稳定性的观点考虑,粘合剂树脂的重均分子量优选为200,000以下,更优选为100,000以下。这里,所谓的粘合剂树脂的重均分子量,是指通过凝胶渗透色谱测定的标准聚苯乙烯换算值。

从抑制制膜时的膜厚不均的观点考虑,粘合剂树脂的含量在固体成分中优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上。另一方面,从图案形成性的观点考虑,粘合剂树脂的含量在固体成分中,优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下。

本发明的着色组合物所包含的着色剂可以通过激光拉曼分光法(Ar+激光(457.9nm))、采用MALDI质谱分析装置或飞行时间型二次离子质谱分析计的质谱分析来鉴定。

此外,着色组合物中的着色剂的含量可以通过采用MALDI质谱分析装置或飞行时间型二次离子质谱分析计的质谱分析来定量,可以由所得的着色剂的质量与其它成分的含量求出在着色组合物中的固体成分中所占的比例(质量%)。另外,在着色组合物的原料的配合比已知的情况下,可以由着色剂的配合量与其它成分的配合量求出在着色组合物中的固体成分中所占的比例(质量%)。

本发明的着色组合物可以与着色剂一起、含有颜料衍生物等分散剂。作为分散剂,可举出例如,颜料的中间体、衍生物等低分子分散剂、高分子分散剂等。作为颜料衍生物,可举出例如,有助于颜料的适度湿润、稳定化的颜料骨架的烷基胺改性体、羧酸衍生物、磺酸衍生物等。优选为对微细颜料的稳定化具有显著效果的颜料骨架的磺酸衍生物。

作为高分子分散剂,可举出例如,聚酯、聚烷基胺、聚烯丙基胺、聚亚胺、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、它们的共聚物等。可以含有2种以上这些高分子分散剂。这些高分子分散剂中,优选为固体成分换算的胺值为5~200mgKOH/g,酸值为1~100mgKOH/g的高分子分散剂。其中,优选为具有碱性基的高分子分散剂,可以使颜料分散液和着色组合物的保存稳定性提高。作为具有碱性基的、市售品的高分子分散剂,可举出例如,“ソルスパース”(注册商标)(アビシア社制)、“EFKA”(注册商标)(エフカ社制)、“アジスパー”(注册商标)(味の素ファインテクノ(株)制)、“BYK”(注册商标)(ビックケミー社制)。可以含有2种以上上述高分子分散剂。其中优选为“ソルスパース”(注册商标)24000(アビシア社制)、“EFKA”(注册商标)4300、4330(エフカ社制)、4340(エフカ社制)、“アジスパー”(注册商标)PB821、PB822(味の素ファインテクノ(株)制)、“BYK”(注册商标)161~163、2000、2001,6919、21116(ビックケミー社制)。

在本发明的着色组合物含有高分子分散剂和/或粘合剂树脂的情况下,从抑制制膜时的膜厚不均的观点考虑,它们的合计含量在固体成分中优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上。另一方面,从图案形成性的观点考虑,高分子分散剂与粘合剂树脂的合计含量在着色组合物的除着色剂以外的固体成分中,优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下。

本发明的着色组合物优选含有光聚合引发剂,可以使图案形成时的灵敏度提高。这里,所谓的光聚合引发剂,是指通过光(包含紫外线或电子射线)进行分解和/或反应,使自由基产生的化合物。作为光聚合引发剂,可举出例如,肟酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯乙酮系化合物、噻吨酮系化合物、蒽醌系化合物、咪唑系化合物、苯并噻唑系化合物、苯并唑系化合物、咔唑系化合物、三嗪系化合物、磷系化合物、二茂钛系化合物等。

更具体而言,作为肟酯化合物,可举出例如,1,2-辛烷二酮,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-1,3-二氧杂环戊烷基)甲氧基苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基〕-,1-(O-乙酰肟)、1,2-辛烷二酮,1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)]、“アデカアークルズ”(商标注册)N-1919、NCI-930((株)ADEKA制)、“IRGACURE”(商标注册)OXE01、OXE02(BASF(株)制)等。

作为二苯甲酮系化合物,可举出例如,二苯甲酮、N,N’-四乙基-4,4’-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮等。

作为苯乙酮系化合物,可举出例如,2,2-二乙氧基苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶酰二甲基缩酮、α-羟基异丁基苯酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙烷、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、“IRGACURE”(商标注册)369、379、907(BASF(株)制)等。

作为蒽醌系化合物,可举出例如,叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2,3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、1,2-苯并蒽醌、1,4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌等。

作为咪唑系化合物,可举出例如,2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体等。

作为苯并噻唑系化合物,可举出例如,2-巯基苯并噻唑等。

作为苯并唑系化合物,可举出例如,2-巯基苯并唑等。

作为三嗪系化合物,可举出例如,4-(对甲氧基苯基)-2,6-二-(三氯甲基)均三嗪等。

可以含有2种以上这些化合物。其中,从本发明的具有金属酞菁骨架的绿色着色剂与颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中为2质量%以上且16质量%以下的着色组合物中的图案形成灵敏度、图案加工性的观点考虑,优选为2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮,进一步优选除了2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮以外,并用后述的敏化剂。

从灵敏度、图案形成性、加工性的观点考虑,光聚合引发剂的含量在着色组合物的除着色剂以外的固体成分中,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为5质量%以上。另一方面,从灵敏度、图案形成性、加工性、耐热性的观点考虑,光聚合引发剂的含量在着色组合物的除着色剂以外的固体成分中,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。

本发明的着色组合物可以与光聚合引发剂一起、还含有链转移剂,可以使灵敏度更加提高。作为链转移剂,可举出例如,巯基乙酸、硫代苹果酸、硫代水杨酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、3-巯基丁酸、N-(2-巯基丙酰基)甘氨酸、2-巯基烟酸、3-[N-(2-巯基乙基)氨基甲酰基]丙酸、3-[N-(2-巯基乙基)氨基]丙酸、N-(3-巯基丙酰基)丙氨酸、2-巯基乙磺酸、3-巯基丙磺酸、4-巯基丁磺酸、十二烷基(4-甲硫基)苯基醚、2-巯基乙醇、3-巯基-1,2-丙二醇、1-巯基-2-丙醇、3-巯基-2-丁醇、巯基苯酚、2-巯基乙基胺、2-巯基咪唑、2-巯基-3-吡啶酚、2-巯基苯并噻唑、巯基乙酸、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁基氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、“カレンズ”(注册商标)MT PE-1(昭和电工(株)制)、“カレンズ”(注册商标)MT NR-1(昭和电工(株)制)、“カレンズ”(注册商标)MT BD-1(昭和电工(株)制)等巯基化合物、将该巯基化合物氧化而获得的二硫醚化合物、碘乙酸、碘丙酸、2-碘乙醇、2-碘乙磺酸、3-碘丙磺酸等碘化烷基化合物。可以含有2种以上这些化合物。

本发明的着色组合物可以进一步含有敏化剂,可以使灵敏度更加提高。作为敏化剂,可举出噻吨酮系敏化剂、芳香族或脂肪族的叔胺等。作为噻吨酮系敏化剂,可举出例如,噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨-9-酮、“KAYACURE”(注册商标)DETX-S(日本化药(株)制)等。可以含有2种以上这些敏化剂。

本发明的着色组合物可以进一步含有有机溶剂。作为有机溶剂,可举出例如,二甘醇单丁基醚乙酸酯、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯、丙二酸二乙酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸2-丁氧基乙酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、草酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸环己酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酰乙酸甲酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、乙酸2-乙基丁酯、丙酸异戊酯、丙二醇单甲基醚丙酸酯、乙酸戊酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、丙二醇单乙基醚、二甘醇单甲基醚、单乙基醚、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇叔丁基醚、双丙甘醇单甲基醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯丁醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、环戊酮、环己酮、二甲苯、乙苯、溶剂石脑油等。可以含有2种以上这些溶剂。

本发明的着色组合物可以进一步含有阻聚剂,可以使稳定性提高。阻聚剂一般显示禁止或停止通过热、光、自由基引发剂等而产生的自由基引起的聚合的作用,一般而言,使用于热固性树脂的凝胶化防止、聚合物制造时的聚合停止等。作为阻聚剂,可举出例如,氢醌、叔丁基氢醌、2,5-双(1,1,3,3-四甲基丁基)氢醌、2,5-双(1,1-二甲基丁基)氢醌、儿茶酚、叔丁基儿茶酚等。可以含有2种以上阻聚剂。从稳定性与感光特性的平衡的观点考虑,阻聚剂的含量在固体成分中优选为0.0001质量%以上,更优选为0.005质量%以上。此外,从稳定性与感光特性的平衡的观点考虑,阻聚剂的含量在固体成分中优选为1质量%以下,更优选为0.5质量%以下。

本发明的着色组合物可以进一步含有密合改良剂,能够使着色组合物的涂膜对基板的密合性提高。作为密合改良剂,可举出例如,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硅烷偶联剂。可以含有2种以上这些密合改良剂。

本发明的着色组合物可以进一步含有表面活性剂,可以使着色组合物的涂布性和涂膜表面的均匀性提高。作为表面活性剂,可举出例如,月桂基硫酸铵、聚氧乙烯烷基醚硫酸三乙醇胺等阴离子表面活性剂、硬脂基胺乙酸盐、月桂基三甲基氯化铵等阳离子表面活性剂、月桂基二甲基氧化胺、月桂基羧基甲基羟基乙基咪唑甜菜碱等两性表面活性剂、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、失水山梨糖醇单硬脂酸酯等非离子表面活性剂、氟系表面活性剂、硅系表面活性剂等。可以含有2种以上这些表面活性剂。从涂膜的面内均匀性的观点考虑,表面活性剂的含量在着色组合物中优选为0.001~10质量%。

本发明的着色组合物可以优选用于后述的反射型显示装置用途。

本发明的着色组合物,例如,可以通过使具有金属酞菁骨架的绿色着色剂、C.I.颜料黄138和/或C.I.颜料黄185和根据需要的其它着色剂、粘合剂树脂、有机溶剂、其它成分分散而调制颜料分散液,进一步根据需要配合其它成分来获得。作为分散机,可举出例如,砂磨机、球磨机、珠磨机、三辊磨机、超微磨碎机等。其中,优选为分散效率优异的珠磨机。作为分散珠,可举出氧化锆珠、氧化铝珠、玻璃珠。其中,优选为氧化锆珠。在含有颜料作为着色剂的情况下,优选预先在颜料的粉体中添加溶剂等,通过分散机将二次粒子(粒径为1~50μm左右)微细化。

接下来,对本发明的滤色器基板进行说明。本发明的滤色器基板在基板上具有由本发明的着色组合物形成的像素。即,像素由本发明的着色组合物的光固化物或热固化物形成。可以具有红色、蓝色等其它像素。进一步,优选具有黑矩阵、感光性间隔物(photospacer)、外涂层,可以具有取向膜、偏振片、相位差板、防反射膜、透明电极、扩散板等。

作为基板,可举出例如,钠玻璃、无碱玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃、铝硼硅酸玻璃、铝硅酸盐玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、将表面进行了二氧化硅涂覆的钠钙玻璃等无机玻璃的板、有机塑料的膜、片等。可以在这些基板上形成黑矩阵。另外,在具备本发明的滤色器基板的显示装置为反射型的显示装置的情况下,基板可以为不透明的。

有机塑料的膜、片可以为自立膜,例如也可以为在玻璃基板等基板上通过涂布等而形成的膜。

在这样的涂布膜的情况下,可以通过激光等将基板与膜的密合力适度调整而剥离。作为有机塑料的材质,可举出例如,聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚四氟乙烯(PTFE)等含氟聚合物、聚醚醚酮、聚苯醚、聚芳酯、聚砜等。其中从耐热性、工艺适合性、机械强度、尺寸稳定性、耐化学性的观点考虑,在将有机塑料作为基板的情况下,基板优选为聚酰亚胺。此外,在将有机塑料作为基板的情况下,从基板的强度的观点考虑,基板优选为厚度5μm以上的膜,更优选为10μm以上。另一方面,从柔软性的观点考虑,基板优选为厚度100μm以下的膜。

聚酰亚胺没有特别限制,一般而言,可以使用下述通式(1)所示的聚酰亚胺。其例如通过使下述通式(2)所示的聚酰亚胺前体进行酰亚胺闭环(酰亚胺化反应)来获得。作为酰亚胺化反应的方法,没有特别限定,可举出热酰亚胺化、化学酰亚胺化。其中,从聚酰亚胺膜的耐热性、可见光区域的透明性的观点考虑,优选为热酰亚胺化。

在通式(1)和(2)中,R1表示4价有机基,R2表示2价有机基。X1和X2各自独立地表示氢原子、碳原子数1~10的1价有机基。

作为通式(1)、(2)中的R1,表示4价有机基,为酸二酐及其衍生物残基。

作为酸二酐,没有特别限定,可举出芳香族酸二酐、脂环式酸二酐、或脂肪族酸二酐。

作为芳香族酸二酐,可举出均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,3,3’,4’-联苯四甲酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-三联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-氧苯二甲酸二酐(3,3’,4,4’-oxyphthalic dianhydride)、2,3,3’,4’-氧苯二甲酸二酐、2,3、2’,3’-氧苯二甲酸二酐、二苯基砜-3,3’,4,4’-四甲酸二酐、二苯甲酮-3,3’,4,4’-四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、1,4-(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-甲酸)1,4-亚苯基-2,2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷、1,2,5,6-萘四甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酐、2,3,5,6-吡啶四甲酸二酐、3,4,9,10-苝四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2,2-双(4-(3,4-二羧基苯甲酰氧基)苯基)六氟丙烷二酐、1,6-二氟均苯四甲酸二酐、1-三氟甲基均苯四甲酸二酐、1,6-二(三氟甲基)均苯四甲酸二酐、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)联苯二酐、2,2’-双[(二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2,2’-双[(二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、或用烷基、烷氧基、卤素原子等对它们的芳香族环进行了取代的酸二酐化合物,但不限定于此。

作为脂环式酸二酐,可举出1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-环庚烷四甲酸二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四甲酸二酐、3,4-二羧基-1-环己基琥珀酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢-1-萘琥珀酸二酐、二环[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四甲酸二酐、二环[4,3,0]壬烷-2,4,7,9-四甲酸二酐、二环[4,4,0]癸烷-2,4,7,9-四甲酸二酐、二环[4,4,0]癸烷-2,4,8,10-四甲酸二酐、三环[6,3,0,0<2,6>]十一烷-3,5,9,11-四甲酸二酐、二环[2,2,2]辛烷-2,3,5,6-四甲酸二酐、二环[2,2,2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐、二环[2,2,1]庚烷四甲酸二酐、二环[2,2,1]庚烷-5-羧基甲基-2,3,6-三甲酸二酐、7-氧杂二环[2,2,1]庚烷-2,4,6,8-四甲酸二酐、八氢萘-1,2,6,7-四甲酸二酐、十四氢蒽-1,2,8,9-四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二环己烷四甲酸二酐、3,3’,4,4’-氧基二环己烷四甲酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐、和“リカシッド”(注册商标)BT-100(以上,商品名,新日本理化(株)制)和它们的衍生物、或用烷基、烷氧基、卤素原子等对这些脂环进行了取代的酸二酐化合物,但不限定于此。

作为脂肪族酸二酐,可举出1,2,3,4-丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-戊烷四甲酸二酐和它们的衍生物等,但不限定于此。

这些芳香族酸二酐、脂环式酸二酐、或脂肪族酸二酐可以单独使用或组合使用2种以上。

其中,从被市售而易于入手的观点、反应性的观点考虑,优选使用均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-氧苯二甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2,2’-双[(二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二环己烷四甲酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐。

进一步从耐热性、烧成时的着色防止的观点考虑,更优选使用3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3,4’,4’-氧苯二甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2,2’-双[(二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐。

作为通式(1)、(2)中的R2,表示2价有机基,为二胺及其衍生物残基。

作为二胺,没有特别限定,可举出芳香族二胺化合物、脂环式二胺化合物、或脂肪族二胺化合物。

作为芳香族二胺化合物,可举出3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯基硫醚、4,4’-二氨基二苯基硫醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)联苯胺、3,3’-双(三氟甲基)联苯胺、2,2’-二甲基联苯胺、3,3’-二甲基联苯胺、2,2’3,3’-四甲基联苯胺、2,2’-二氯联苯胺、3,3’-二氯联苯胺、2,2’3,3’-四氯联苯胺、间苯二胺、对苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、双(4-氨基苯氧基苯基)砜、双(3-氨基苯氧基苯基)砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双(4-氨基苯氧基)联苯、双{4-(4-氨基苯氧基)苯基}醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、2,2’-双[3-(3-氨基苯甲酰胺)-4-羟基苯基]六氟丙烷、或用烷基、烷氧基、卤素原子等对它们的芳香族环进行了取代的二胺化合物,但不限定于此。

作为脂环式二胺化合物,可举出环丁烷二胺、异佛尔酮二胺、二环[2,2,1]庚烷双甲基胺、三环[3,3,1,13,7]癸烷-1,3-二胺、1,2-环己基二胺、1,3-环己基二胺、1,4-环己基二胺、反式-1,4-二氨基环己烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、3,5-二乙基-3’,5’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基二环己基醚、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基醚、3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二环己基醚、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基二环己基醚、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二环己基醚、3,5-二乙基-3’,5’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基醚、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-氨基环己基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-氨基环己基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-氨基环己基)丙烷、2,2-双(3,5-二乙基-4-氨基环己基)丙烷、2,2-(3,5-二乙基-3’,5’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基)丙烷、或用烷基、烷氧基、卤素原子等对它们的脂环进行了取代的二胺化合物,但不限定于此。

作为脂肪族二胺化合物,可举出乙二胺、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷等亚烷基二胺类、双(氨基甲基)醚、双(2-氨基乙基)醚、双(3-氨基丙基)醚等乙二醇二胺类、和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、1,3-双(4-氨基丁基)四甲基二硅氧烷、α,ω-双(3-氨基丙基)聚二甲基硅氧烷等硅氧烷二胺类,但不限定于此。

这些芳香族二胺、脂环式二胺、或脂肪族二胺可以单独使用或组合使用2种以上。

作为通式(1)、(2)中的X1和X2,各自独立地表示氢原子、碳原子数1~10的1价有机基。作为碳原子数1~10的1价有机基,可举出饱和烃基、不饱和烃基、芳香族基等。作为饱和烃基,可举出例如,甲基、乙基、丁基等烷基。作为不饱和烃基,可举出例如,乙烯基、乙炔基、联苯基、苯基乙炔基等。饱和烃基可以进一步被卤素原子取代。作为芳香族基,可举出例如苯基等。芳香族基可以进一步被饱和烃基、不饱和烃基、卤素原子取代。

基板所使用的聚酰亚胺要求耐热性和可见光区域的高透明性,因此为了使透明性更加提高,酸二酐、二胺成分使用脂环式单体成分是有效的。脂环式单体可以用于酸二酐和二胺成分两者,也可以用于一者。进一步,可以与芳香族单体并用。

为了以更高水平维持聚酰亚胺的透明性,作为通式(1)、(2)中的R1,优选为选自下述通式(3)~(8)所示的结构中的1种以上,通式(1)、(2)中的R1中所占的下述通式(3)~(8)所示的结构优选为50摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为100摩尔%。其中,从使线膨胀系数低这样的观点考虑,作为通式(1)、(2)中的R1,优选为下述通式(3)、(5)、(6)。

此外,从使聚酰亚胺的线膨胀系数低这样的观点考虑,作为通式(1)、(2)中的R2,优选为选自下述通式(9)~(12)所示的结构中的1种以上,通式(1)、(2)中的R1中所占的下述通式(9)~(12)所示的结构优选为50摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为100摩尔%。其中,从使溶解性高、使线膨胀系数低这样的观点考虑,作为通式(1)、(2)中的R2,优选为下述通式(10)。此外,从使聚酰亚胺的透射率高这样的观点考虑,作为通式(1)、(2)中的R2,优选为下述通式(9)或(10)。

此外,从使聚酰亚胺的透射率高、易于进行激光剥离、使线膨胀系数低这样的观点考虑,作为通式(1)、(2)中的R2,优选包含选自下述通式(13)或(14)所示的结构中的1种以上。另外,通式(14)的唑环由通式(13)所示的结构进行脱水闭环而生成。此外,从在聚酰亚胺上形成的像素的加工性的观点考虑,通式(1)、(2)中的R2中所占的下述通式(13)或(14)所示的结构优选为30摩尔%以下,更优选为20摩尔%以下。

作为用于获得聚酰亚胺和聚酰亚胺前体的聚合反应的方法,只要能够制造目标的聚酰亚胺和聚酰亚胺前体,就没有特别限制,可以使用公知的方法。作为具体的反应方法,可举出将规定量的全部二胺成分和溶剂加入到反应器使其溶解后,加入规定量的酸二酐成分,在室温~80℃下搅拌0.5~30小时的方法等。聚酰亚胺前体的合成所使用的酸二酐和二胺可以使用已知的酸二酐和二胺,优选为上述那样的酸二酐和二胺。此外,聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰胺酸甲硅烷基酯等聚酰亚胺前体可以通过二胺化合物与酸二酐或其衍生物的反应来合成。作为衍生物,可举出该酸二酐的四羧酸、该四羧酸的单酯、该四羧酸的二酯、该四羧酸的三酯、或该四羧酸的四酯、酰氯等,具体而言,可举出被甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等酯化了的结构。

为了将分子量调整到优选的范围,聚酰亚胺和聚酰亚胺前体可以通过封端剂将两末端密封。作为与酸二酐反应的封端剂,可举出单胺、一元醇等。此外,作为与二胺化合物反应的封端剂,可举出酸酐、单羧酸、单酰氯化合物、单活性酯化合物、二碳酸酯类、乙烯基醚类等。此外,通过使封端剂反应,能够导入各种有机基作为末端基。

酸酐基末端的封闭剂的导入比例是相对于酸二酐成分,优选为0.1~60摩尔%的范围,特别优选为5~50摩尔%。此外,氨基末端的封闭剂的导入比例是相对于二胺成分,优选为0.1~100摩尔%的范围,特别优选为5~90摩尔%。通过使多个封端剂反应,可以导入多个不同的末端基。

作为像素,可举出红色、蓝色等着色像素和透明像素。作为构成像素的材料,可举出例如,本发明的着色组合物、含有丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂等粘合剂树脂和自由基聚合性化合物的着色感光性组合物等。从使色纯度提高的观点考虑,像素的膜厚优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,进一步优选为1.4μm以上。另一方面,从使滤色器基板的平坦性、图案加工性和可靠性提高的观点考虑,优选为3.0μm以下,更优选为2.8μm以下。

黑矩阵是防止由像素间的漏光引起的对比度、色纯度的降低的物质,优选配置在像素间、框缘部。作为构成黑矩阵的材料,可举出例如,含有丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂等粘合剂树脂和自由基聚合性化合物的感光性组合物、着色成黑色的非感光性树脂组合物等。从遮光性的观点考虑,黑矩阵的膜厚优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上。另一方面,从加工性的观点考虑,优选为2.0μm以下,更优选为1.5μm以下。

感光性间隔物是在与对置的基板之间设置一定间隙的物质,由于能够在间隙间填充液晶化合物等,因此在制造液晶显示装置时可以省略配置间隔物的工序。优选在制作液晶显示装置时以与对置基板相接触的方式固定在滤色器基板的特定位置。作为构成感光性间隔物的材料,可举出例如,含有丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂等粘合剂树脂和自由基聚合性化合物的感光性组合物等。作为感光性间隔物的形状,可举出例如,圆柱状、棱柱状、截头圆锥形状、截头棱锥形状等。感光性间隔物的直径没有特别指定,但优选为2~20μm,更优选为3~10μm。此外,感光性间隔物的高度优选为1~10μm。

外涂层抑制杂质从滤色器基板的像素透射,或使由滤色器基板的像素引起的高低差平坦化。作为构成外涂层的材料,可举出例如,环氧树脂、丙烯酸系环氧树脂、丙烯酸系树脂、硅氧烷树脂、聚酰亚胺树脂、作为平坦化材料被市售的感光性或非感光性的材料等。从加工性的观点考虑,外涂层的膜厚优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上。另一方面,从滤色器基板的平坦性的观点考虑,优选为5.0μm以下,更优选为3.0μm以下。

作为构成透明电极的材料,可举出例如,铝、铬、钽、钛、钕或钼等金属、氧化铟锡(Indium-Tin-Oxide)(ITO)、氧化铟锌(Indium-Zinc-Oxide)(InZnO)等。

作为滤色器基板的制造方法,可举出例如,在基板上,将由树脂组合物形成的像素进行图案形成的方法。以下,以具有由具有感光性的本发明的着色组合物形成的像素的滤色器基板为例说明制造方法。可以在基板上涂布本发明的着色组合物,通过使用了光掩模的选择性曝光和显影进行图案化,进行烧成来形成像素,获得滤色器基板。

作为在基板上涂布本发明的着色组合物的方法,可举出例如,旋转涂布机、棒式涂布机、刮刀涂布机、辊式涂布机、模涂机、喷墨印刷法、丝网印刷法、将基板浸渍在着色组合物中的方法、将着色组合物喷雾于基板的方法等。接着,通过将涂布了着色组合物的基板进行干燥,从而在基板上形成着色组合物的涂布膜。作为干燥方法,可举出例如,风干、加热干燥、真空干燥等。可以将它们组合2种以上,例如,优选在进行了减压干燥后,进行加热干燥。加热干燥的温度优选为80~130℃,作为加热干燥装置,优选为热风炉、电热板。另外,在具有黑矩阵的滤色器基板的情况下,优选在预先形成了黑矩阵的基板上形成着色组合物的涂布膜。

接下来,在着色组合物的涂布膜上配置光掩模,选择性地进行曝光。作为曝光机,可举出例如,接近式曝光机、镜面投影曝光机、透镜扫描曝光机、步进曝光机等。从精度的观点考虑,优选为透镜扫描曝光机。此外,作为曝光所使用的光源,可举出例如,超高压水银灯、化学灯、高压水银灯等。

然后,通过采用碱性显影液的显影将未曝光部除去,形成涂布膜图案。作为碱性显影液所使用的碱性物质,可举出例如,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水等无机碱类、乙基胺、正丙基胺等伯胺类、二乙基胺、二正丙基胺等仲胺类、三乙胺、甲基二乙基胺等叔胺类、四甲基氢氧化铵等有机碱类等。作为碱性显影液,可举出例如,0.02~1质量%的氢氧化钾或四甲基氢氧化铵等。作为显影方法,可举出例如,将曝光后的涂布膜在碱性显影液中浸渍20~300秒的方法等。

然后,通过对所得的涂布膜图案进行加热处理,获得像素被进行了图案形成的滤色器基板。加热处理可以在空气中、氮气气氛中、真空中的任一者中进行。加热温度优选为150~350℃,更优选为180~250℃。加热时间优选为5分钟~5小时。作为加热处理装置,优选为热风炉、电热板。加热处理可以连续地进行也可以分步进行。

关于滤色器基板所具有的3~6色的各像素,通过上述方法依次进行像素形成。各色的形成顺序没有特别限定,在形成包含染料的像素的情况下,从更加抑制着色剂的色移的观点考虑,优选在其它像素形成之后形成包含染料的像素。

此外,在含有绿色着色剂和黄色着色剂的着色组合物、并且黄色着色剂在着色剂中所占的比率高的情况下,颜色像素的光透射率保持率变低,因此本发明的滤色器基板优选为具有红色像素、绿色像素、蓝色像素和第4色的颜色像素的滤色器基板,并且第4色的颜色像素由本发明的着色组合物的光固化物或热固化物形成。此外,从使色纯度提高,使光透射率保持率高这样的观点考虑,优选第4色的颜色像素在480nm下的光吸收率为50%以上,并且在650nm下的光吸收率为10%以上且90%以下。

这里所谓的颜色像素的光吸收率,是指在某波长的光通过颜色像素时,妨碍通过的光的比例,例如,可以使用大塚电子(株)制显微分光测定仪LCF-100MA测定。此外,滤色器基板上的第4色的颜色像素的光吸收率可以由在滤色器基板上未形成颜色像素的区域的光吸收率和在滤色器基板上第4色的颜色像素的区域的光吸收率算出。

为了获得这样的第4色的颜色像素,颜色像素包含C.I.颜料绿58、C.I.颜料黄185,C.I.颜料黄185在着色剂中所占的含量优选为50质量%,着色剂在固体成分中所占的含量优选为5质量%以上。

本发明的滤色器基板可以为液晶显示器、有机EL显示器、电子纸等显示装置的构成要素。即,本发明的显示装置具有本发明的滤色器基板和显示元件。进一步,显示装置可以具有外部光源等光源、亮度提高膜、扩散板等各种膜等。所谓显示装置,是指使画面的一部分可见,而显示图像的装置。作为显示元件,可举出例如,液晶元件、有机EL元件、无机EL元件、使用了MEMS的显示元件、使用了量子点的显示元件、电子油墨、电子粉流体、电泳元件等。作为显示装置,可举出例如,透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、反射型液晶显示器、有机EL显示器、无机EL显示器、量子点显示器、电子纸等。在透射型液晶显示器中,能够通过提高背光光源的强度而容易地使显示的明亮度提高,与此相对,在主要使用环境光的反射型液晶显示器中,滤色器的光透射率是决定显示的明亮度的因素之一,因此本发明的滤色器基板优选用于半透射型液晶显示器、反射型液晶显示器等反射型显示装置。作为反射型显示装置,可举出可佩戴终端、电子招牌、数字广告牌、电子货架标签等由室外光、室内光显示的装置。在反射型显示装置的情况下,在内部具有由银、铝等金属构成的反射层,从显示装置的前面入射的光在反射层反射而透射滤色器基板2次,从而能够更加提高色纯度,另一方面,有光透射率易于降低的倾向。即使是这样的反射型显示装置,也可以通过使具有金属酞菁骨架的绿色着色剂与C.I.颜料黄138和C.I.颜料黄185的合计含量在固体成分中为2质量%以上且16质量%以下,来获得显示特性优异的显示装置。反射层只要反射可见光区域的光即可,可以为通过银、铝等金属构成的层状结构,也可以为由折射率不同的透明树脂形成的多层结构。作为反射层,从反射率的观点考虑,优选为银、铝等金属通过溅射、蒸镀等而形成的由金属形成的层。

作为本发明的显示装置的制造方法的一例,以下显示液晶显示装置的制造方法。使滤色器基板与阵列基板经由用于保持设置在这些基板上的液晶取向膜和单元间隙的间隔物而对置地贴合。另外,在阵列基板上设置薄膜晶体管(TFT)元件或薄膜二极管(TFD)元件、扫描线或信号线等,从而可以制造TFT液晶显示装置或TFD液晶显示装置。接下来,从设置在密封部的注入口注入液晶后,将注入口密封。进一步,安装背光,安装IC驱动器等,从而液晶显示装置完成。另外,作为背光,可以使用2波长LED、3波长LED或CCFL等,但从液晶显示装置的颜色再现范围可以扩大,并且将耗电控制得低考虑,优选为3波长LED。

实施例

以下举出实施例说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。首先,对实施例和比较例中的评价方法进行说明。

<色度、光透射率的评价>

在玻璃基板上涂布通过实施例1~13和比较例1~8而获得的着色组合物,然后在90℃进行了10分钟的加热干燥。对所得的着色组合物涂布膜,经由负型用光掩模,以i射线200mJ/cm2进行了曝光后,用23℃的0.3质量%的氢氧化四甲基铵水溶液进行显影,从而形成所希望的图案。接着,进行230℃、30分钟加热处理,获得了膜厚为1.7μm的皮膜。然而,仅实施例13使膜厚为2.5μm。关于该皮膜,使用大塚电子(株)制显微分光测定仪LCF-100MA,用C光源测定了色度x、y和光透射率Y。

<光吸收率的评价>

在玻璃基板上涂布通过实施例1~13和比较例1~8而获得的着色组合物,然后进行了90℃、10分钟的加热干燥。对所得的着色组合物涂布膜,经由负型用光掩模以i射线200mJ/cm2进行了曝光后,用23℃的0.3质量%的氢氧化四甲基铵水溶液进行显影,从而形成了所希望的图案。接着,进行230℃、30分钟加热处理,获得了膜厚为1.7μm的皮膜。然而,仅实施例13使膜厚为2.5μm。关于该皮膜,使用大塚电子(株)制显微分光测定仪LCF-100MA,测定了480nm和650nm下的光吸收率。

<由光照射引起的光透射率保持率的评价>

在形成了黑矩阵的玻璃基板上涂布通过实施例1~13和比较例1~8而获得的着色组合物,然后进行了90℃10分钟的加热干燥。对所得的着色组合物涂布膜,经由负型用光掩模,以i射线200mJ/cm2进行了曝光后,用23℃的0.3质量%的氢氧化四甲基铵水溶液进行显影,从而形成了所希望的图案。接着,进行230℃30分钟加热处理,获得了绿色像素的膜厚为1.7μm的滤色器基板。然而,仅实施例13使膜厚为2.5μm。关于该滤色器基板的绿色像素,使用大塚电子(株)制显微分光测定仪LCF-100MA,用C光源测定Y值,将所得的值设为Y0。

在无碱玻璃上形成TFT元件、透明电极等而制作阵列基板。对制作的滤色器基板和阵列基板分别形成聚酰亚胺取向膜并进行了摩擦处理。对阵列基板印刷掺入了微棒的密封剂,撒放了6μm厚度的珠状间隔物后,使阵列基板与滤色器基板贴合。从设置在密封部的注入口注入向列液晶(チッソ(株)制“リクソン”JC-5007LA)后,使偏光膜以偏光轴成为垂直的方式贴合在液晶单元的两面,获得了液晶面板。对该液晶面板安装由蓝色LED和YAG荧光体形成的白色LED背光,安装TAB模块、印刷基板等而制作液晶显示装置。白色LED背光使用了光度为10000cd/m2的背光。将该液晶显示装置在背光点亮状态下投入到60℃60%的恒温高湿槽中100小时。然后,将面板拆卸,关于绿色像素,使用大塚电子(株)制显微分光测定仪LCF-100MA,用C光源测定Y值,将所得的Y值设为Y1。算出Y1/Y0,设为光透射率保持率。

制造例1(分散液(A1)的调制)

将C.I.颜料黄185(BASF制“Paliotol”(注册商标)Yellow D1155)150g、“BYK”(注册商标)LPN6919(ビックケミー社制,高分子分散剂溶液(60质量%丙二醇单甲基醚溶液))125g、“サイクロマー”(注册商标)ACA250(ダイセル化学(株)制,45质量%双丙甘醇单甲基醚溶液)100g、丙二醇单甲基醚(PMA)625g混合而制作出浆料。将装有浆料的烧杯用管与戴诺磨(dyno-mill)连接,使用直径0.5mm的氧化锆珠作为介质,以圆周速度14m/s进行8小时的分散处理,调制出C.I.颜料黄185分散液(A1)。

制造例2(分散液(A2)的调制)

代替C.I.颜料黄185,使用了C.I.颜料绿58(DIC(株)制“FASTGEN”(注册商标)Green A110)150g,除此以外,与制造例1同样地操作,调制出C.I.颜料绿58分散液(A2)。

制造例3(分散液(A3)的调制)

代替C.I.颜料黄185,使用了C.I.颜料黄138(東洋インキ(株)制“LIONOGEN”(注册商标)YELLOW1010)150g,除此以外,与制造例1同样地操作,调制出C.I.颜料黄138分散液(A3)。

制造例4(粘合剂树脂溶液(B1)的合成)

在500mL的三口烧瓶中加入甲基丙烯酸甲酯33g(0.3mol)、苯乙烯33g(0.3mol)、甲基丙烯酸34g(0.4mol)、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)3g(0.02mol)和丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)150g,在90℃下搅拌2小时后将内温升温到100℃,进一步搅拌1小时,获得了反应溶液。在所得的反应溶液中添加甲基丙烯酸缩水甘油酯33g(0.2mol)、二甲基苄基胺1.2g(0.009mol)和对甲氧基苯酚0.2g(0.002mol),在90℃下搅拌4小时后,添加PGMEA50g,获得了固体成分浓度40质量%的粘合剂树脂溶液(B1)。使用京都电子工业(株)制的电位差自动测定装置AT-610,对0.1mol/L氢氧化钾/乙醇溶液测定了粘合剂树脂的酸值,结果酸值为80.0(mgKOH/g)。此外,使用GPC装置,算出聚苯乙烯换算的重均分子量,结果重均分子量为22,000。

实施例1

在50mL塑料瓶中添加通过制造例1而获得的分散液A1 0.99g、通过制造例2而获得的分散液A2 3.95g、通过制造例4而获得的粘合剂树脂溶液B1 3.27g、五(甲基)丙烯酰氧基二季戊四醇单琥珀酸酯(C1)2.30g、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮(D1)0.31g、2,4-二乙基噻吨-9-酮(D2)0.15g、双丙甘醇甲基醚乙酸酯(以下,DPMA)19.03g,搅拌3小时,调制出着色组合物(E1)。关于所得的着色组合物,通过上述方法评价了光透射率保持率,结果Y1/Y0为0.980。此外,色度为x=0.309,y=0.459,光透射率Y为78.1。此外,480nm下的光吸收率为47.8%,650nm下的光吸收率为86.1%。

实施例2~13、比较例1~8

将分散液、粘合剂树脂溶液、自由基聚合性化合物、光聚合引发剂、有机溶剂的种类和加入比率变更为表1所记载的那样,除此以外,与实施例1同样地操作而获得了着色组合物(E2~E21)。使用所得的着色组合物,通过上述方法进行了评价,将所得的结果汇总于表2、表3。

【表1】

实施例14

在干燥氮气气流下,在100mL四口烧瓶中加入1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐3.34g(17.0mmol)、2,2’-双(三氟甲基)联苯胺4.64g(14.5mmol)、2,2-双[3-(3-氨基苯甲酰胺)-4-羟基苯基]六氟丙烷1.55g(2.56mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮50g,在60℃下加热搅拌。在8小时后,冷却而制成清漆。

接下来,在玻璃基板上旋转涂布所得的清漆,进行140℃×4分钟的预烘烤处理,形成了膜厚10μm的皮膜。然后,将预烘烤膜使用惰性气体烘箱(光洋サーモシステム株式会社制INH-21CD)在氮气气流下(氧浓度20ppm以下),以3.5℃/min升温直到300℃,保持30分钟,以5℃/min冷却直到50℃而形成了聚酰亚胺膜。

接下来,涂布了实施例3中获得的着色组合物后,进行了90℃10分钟的加热干燥。对所得的着色组合物涂布膜,经由负型用光掩模,以i射线200mJ/cm2进行了曝光后,用23℃的0.3质量%的氢氧化四甲基铵水溶液进行显影,从而形成了20μm×200μm尺寸的图案和15μm×150μm尺寸的图案。接着,进行230℃30分钟加热处理,获得了膜厚为1.7μm的皮膜。

对所得的带有像素的基板,从玻璃基板侧照射308nm的准分子激光(形状:21mm×1.0mm),进行了激光剥离试验,结果在照射能量为250mJ/cm2时确认到聚酰亚胺膜从玻璃基板浮起。

实施例15

在干燥氮气气流下,在100mL四口烧瓶中加入1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐2.33g(11.9mmol)、2,2-双[3-(3-氨基苯甲酰胺)-4-羟基苯基]六氟丙烷7.19g(11.9mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮50g,在60℃下加热搅拌。在8小时后,冷却而制成清漆。

接下来,在玻璃基板上旋转涂布所得的清漆,进行140℃×4分的预烘烤处理,形成了膜厚10μm的皮膜。然后,将预烘烤膜使用惰性气体烘箱(光洋サーモシステム株式会社制INH-21CD)在氮气气流下(氧浓度20ppm以下),以3.5℃/min升温直到300℃,保持30分钟,以5℃/min冷却直到50℃而形成了聚酰亚胺膜。

接下来,涂布了实施例3中获得的着色组合物后,进行了90℃10分钟的加热干燥。对所得的着色组合物涂布膜,经由负型用光掩模,以i射线200mJ/cm2进行了曝光后,用23℃的0.3质量%的氢氧化四甲基铵水溶液进行显影,从而形成了20μm×200μm尺寸的图案,但不能形成15μm×150μm尺寸的图案。接着,进行230℃30分钟加热处理,获得了膜厚为1.7μm的皮膜。

对所得的带有像素的基板,从玻璃基板侧照射308nm的准分子激光(形状:21mm×1.0mm),进行了激光剥离试验,结果在照射能量为250mJ/cm2时确认到聚酰亚胺膜从玻璃基板浮起。

实施例16

在干燥氮气气流下,在100mL四口烧瓶中加入1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐3.62g(18.4mmol)、1,3-双(4-氨基苯基)苯5.38g(18.4mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮50g,在60℃下加热搅拌。在8小时后,冷却而制成清漆。

接下来,在玻璃基板上旋转涂布所得的清漆,进行140℃×4分的预烘烤处理,形成了膜厚10μm的皮膜。然后,将预烘烤膜使用惰性气体烘箱(光洋サーモシステム株式会社制INH-21CD)在氮气气流下(氧浓度20ppm以下),以3.5℃/min升温直到300℃,保持30分钟,以5℃/min冷却直到50℃而形成了聚酰亚胺膜。

接下来,涂布了实施例3中获得的着色组合物后,进行了90℃10分钟的加热干燥。对所得的着色组合物涂布膜,经由负型用光掩模,以i射线200mJ/cm2进行了曝光后,用23℃的0.3质量%的氢氧化四甲基铵水溶液进行显影,从而形成了20μm×200μm尺寸的图案和15μm×150μm尺寸的图案。接着,进行230℃30分钟加热处理,获得了膜厚为1.7μm的皮膜。

对所得的带有像素的基板,从玻璃基板侧照射308nm的准分子激光(形状:21mm×1.0mm),进行了激光剥离试验,结果在照射能量为400mJ/cm2时确认到聚酰亚胺膜从玻璃基板浮起。

产业可利用性

本发明的着色组合物可以适合用于滤色器基板和显示装置。

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