专利名称：着色组合物、滤色器及显示元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及着色组合物、滤色器及显示元件，更具体而言，涉及适用于透射型或反射型的彩色液晶显示元件、固体摄像元件、有机EL显示元件、电子纸等的滤色器的着色组合物，具备使用该着色组合物而形成的着色层的滤色器，以及具备该滤色器的显示元件
背景技术：
在使用着色放射线敏感性组合物制造滤色器时，已知有以下方法在基板上，涂布颜料分散型着色放射线敏感性组合物并干燥后，按需要的图案形状对干燥涂膜照射放射线(以下，称为“曝光”)、并进行显影，由此得到各色的像素(例如，参照专利文献I 2)。另夕卜，也已知利用分散有炭黑的光聚合性组合物形成黑矩阵的方法(例如，参照专利文献3)。另外，也已知使用颜料分散型着色热固性组合物通过喷墨方式而得到各色的像素的方法(例如，参照专利文献4)。
另外，已知要实现显示元件的高亮度化和高色纯度化、或者固体摄像元件的高精细化，使用染料作为着色剂是有效的。但是，如果使用染料作为着色剂则存在耐热性、耐光性等较差这方面问题。因此，例如，在专利文献5中，提出了使用将染料色淀化而得的色淀颜料。现有技术文献专利文献专利文献I :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 :日本特开2001-081348号公报
发明内容
但是，由于滤色器是经过曝光·显影后的加热(预烘烤)、聚酰亚胺定向膜形成等、通常超过200°C这样的加热工序而制造的，因此即使使用色淀颜料，也存在如果经过上述高温的加热工序则无法避免色度特性降低这方面问题。因此，本发明的课题提供即使经过高温的加热工序也能不损失地发挥染料、色淀颜料优异的色度特性的着色组合物及滤色器。进而，本发明的课题在于提供具备该滤色器的显示元件。本发明人等认真研究，结果发现通过将染料、色淀颜料与特定的聚合物一起使用能够解决上述课题。S卩，本发明提供一种着色组合物，其特征在于，含有(A)包含从染料、色淀颜料中选出的至少I种着色剂，(B)具有来源于从含有磺基的烯键式不饱和单体、含有膦酰氧基的烯键式不饱和单体及它们的盐中选出的至少I种的重复单元的聚合物(以下也称为“特定聚合物”)，以及(C)交联剂。而且，本发明还提供具备如下着色层而形成的滤色器、以及具备该滤色器的显示元件，其中，所述着色层含有包含从染料、色淀颜料中选出的至少I种的着色剂、上述特定聚合物。在此，所谓“着色层”意味着在滤色器中使用的各色像素、黑矩阵、黑色隔离件等。根据本发明，能够提供即使经过高温的加热工序也能不损失地充分发挥染料、色淀颜料优异的色度特性的着色组合物。因此，本发明的着色组合物极其适用于以彩色液晶显示元件用滤色器、固体摄像元件的色分解用滤色器、有机EL显示元件用滤色器、电子纸用滤色器为代表的各种滤色器的制作。
具体实施例方式以下，对本发明详细地进行说明。着色组合物以下，对本发明的着色组合物的构成成分进行说明。- (A)着色剂 _本发明的着色组合物含有从染料和色淀颜料中选出的至少I种作为(A)着色剂。在此，所谓色淀颜料是指通过沉淀剂使属于可溶性的染料成为不溶性的颜料，作为沉淀剂，例如可以举出氯化钡、氯化钙、硫酸铵、氯化铝、醋酸铝、醋酸铅、单宁酸、卡他诺鲁(合成媒染剂，Katanol)、他末鲁(合成媒染剂，TAM0L)、同多酸、被称为配酸的复合杂多酸等。作为同多酸，例如可以举出同多钨酸、同多钒酸、同多钥酸等，另外，作为复合杂多酸，例如可以举出磷钨酸、磷钥酸、磷钨钥酸、硅钨钥酸、硅钨酸、硅钥酸等。这些之中，作为沉淀剂，优选同多酸、复合杂多酸。包括成为色淀颜料原料的染料在内，作为染料，没有特别限定，能够使用酸性染料、碱性染料、油溶性染料、直接染料等适合的染料。在本发明中，从可以更显著地获得所需要的效果方面考虑，优选将碱性染料和/或将碱性染料色淀化而得的碱性色淀颜料与特定聚合物一起使用。在本发明中，染料和色淀颜料能够分别单独使用或者将2种以上混合使用，也能够将色淀颜料与染料混合使用。所谓上述碱性染料是阳离子部为发色团的离子性染料，例如可以举出吖嗪系染
料、P恶嗪系染料、噻嗪系染料、偶氮系染料、蒽醌系染料、咕吨系染料、二芳基甲烷系染料、
三芳基甲烷系染料、酞菁系染料、酮亚胺系染料、噻唑系染料、吖啶系染料、喹啉系染料、花青系染料、次甲基系染料等。具体而言，可以举出被赋予下述的颜料索引(C. I.)名的染料。C. I.碱性红2、C. I.碱性红5、C. I.碱性红8等吖嗪系染料；C. I.碱性蓝3、C. I.碱性蓝12、C. I.碱性蓝49、C. I.碱性蓝75、C. I.碱性蓝87、C. I.碱性蓝101、C. I.碱性蓝104、C. I.碱性蓝122、C. I.碱性蓝124、C. I.碱性蓝151、C. I.碱性蓝153等P恶嗪系染料；C. I.碱性蓝9、C. I.碱性蓝17、C. I.碱性蓝24、C. I.碱性绿5等噻嗪系染料；C. I.碱性红18、C. I.碱性红22、C. I.碱性红29、C. I.碱性红30、C. I.碱性红39、C. I.碱性红41、C. I.碱性红46、C. I.碱性红55、C. I.碱性红60、C. I.碱性红72、C. I.碱性红73、C. I.碱性红76、C. I.碱性红78、C. I.碱性红79、C. I.碱性红80、C. I.碱性红81、C. I.碱性红84、C. I.碱性红95、C. I.碱性红100、C. I.碱性红101、C. I.碱性红102、C. I.碱性红104、C. I.碱性红109、C. I.碱性红113、C. I.碱性红114、C. I.碱性蓝38、C. I.碱性蓝40、C. I.碱性蓝41、C. I.碱性蓝42、C. I.碱性蓝53、C. I.碱性蓝54、C. I.碱性蓝66: I、C. I.碱性蓝102、C. I.碱性蓝103、C. I.碱性蓝118、C. I.碱性蓝119、C. I.碱性蓝136、C. I.碱性蓝137、C. I.碱性蓝142、C. I.碱性蓝146、C. I.碱性蓝159、C. I.碱性黄15、C. I.碱性黄24、C. I.碱性黄25、C. I.碱性黄32、C. I.碱性黄36、C. I.碱性黄41、C. I.碱性黄73、C. I.碱性黄80、C. I.碱性橙24等偶氮系染料；C. I.碱性蓝22、C. I.碱性蓝94、C. I.碱性蓝115、C. I.碱性蓝120、C. I.碱性蓝123、C. I.碱性蓝150等蒽醌系染料；C. I.碱性红UC. I.碱性红1:1、C. I.碱性红3、C. I.碱性红4、C. I.碱性红108、C. I.碱性紫10、C. I.碱性紫11、C. I.碱性紫11:1等咕吨系染料；
C. I.碱性蓝50、C. I.碱性蓝77等二芳基甲烷系染料；C. I.碱性红9、C. I.碱性红77、C. I.碱性蓝I、C. I.碱性蓝2、C. I.碱性蓝5、C. I.碱性蓝7、C. I.碱性蓝8、C. I.碱性蓝11、C. I.碱性蓝18、C. I.碱性蓝23、C. I.碱性蓝26、C. I.碱性蓝36、C. I.碱性蓝55、C. I.碱性蓝56、C. I.碱性蓝89: UC. I.碱性蓝112、C. I.碱性蓝121、C. I.碱性蓝130、C. I.碱性蓝158、C. I.碱性绿I、C. I.碱性绿4、C. I.碱性紫1、C. I.碱性紫2、C. I.碱性紫3、C. I.碱性紫4、C. I.碱性紫14等三芳基甲烷系染料；C. I.碱性蓝33、C. I.碱性蓝82、C. I.碱性蓝100、C. I.碱性蓝126、C. I.碱性蓝138、C. I.碱性蓝140、C. I.碱性蓝157、C. I.碱性蓝160、C. I.碱性蓝161、C. I.碱性蓝163、C. I.碱性蓝164等酞菁系染料；C. I.碱性黄2等酮亚胺系染料；C. I.碱性黄I等噻唑系染料；C. I.碱性黄4、C. I.碱性黄8、C. I.碱性黄9等吖嗪系染料；C. I.碱性黄31、C. I.碱性黄98等喹啉系染料；C. I.碱性红12、C· I.碱性红14、C· I.碱性黄13、C· I.碱性紫7、C. I.碱性橙21、C. I.碱性橙24等花青系染料；C. I.碱性红13、C. I.碱性红27、C. I.碱性红37、C. I.碱性红49、C. I.碱性红53、C. I.碱性红88、C. I.碱性红90、C. I.碱性红93、C. I.碱性红98、C. I.碱性红99、C. I.碱性红105、C. I.碱性蓝110、C. I.碱性蓝111、C. I.碱性蓝134、C. I.碱性蓝145、C. I.碱性黄11、C. I.碱性黄13、C. I.碱性黄21、C. I.碱性黄23、C. I.碱性黄28、C. I.碱性黄51、C. I.碱性紫16等次甲基系染料。其它可以举出在日本特表2007-503477号公报、国际公开第09/107734号小册子、国际公开第10/123071号小册子、日本特开2010-32999号公报、日本特开2011-7847号公报等中记载的碱性染料。另外，作为上述碱性色淀颜料，例如可以举出被赋予下述的颜料索引(C. I.)名的色淀颜料。C. I.颜料红 81、C. I.颜料红 81:1、C. I.颜料红 81:2、C. I.颜料红 81:3C. I.颜料红81:4、C. I.颜料红81:5、C. I.颜料红169、C. I.颜料紫I、C. I.颜料紫1:1、C. I.颜料紫1: 2、C. I.颜料紫2等咕吨系色淀颜料；C. I.颜料蓝1、C. I.颜料蓝2、C. I.颜料3、C. I.颜料蓝9、C. I.颜料蓝10、C. I.颜料蓝14、C. I.颜料蓝24、C. I.颜料蓝24: I、C. I.颜料蓝56、C. I.颜料蓝61、C. I.颜料蓝62、C. I.颜料紫3、C. I.颜料紫3:1、C. I.颜料紫3:3、C. I.颜料紫27、C. I.颜料紫39、C. I.颜料绿I、C. I.颜料绿4等三芳基甲烷系色淀颜料；作为碱性染料以外的染料，例如可以举出被赋予下述的颜料索引(C. I.)名的染料。C. I.酸性黄11、C. I.酸性橙7、C. I.酸性红37、C. I.酸性红180、C. I.酸性蓝29、C. I.溶剂红89、C. I.直接红28、C. I.直接红83、C. I.直接黄12、C. I.直接橙26、C. I.直接绿28、C. I.直接绿59、C. I.活性黄2、C. I.活性红17、C. I.活性红120、C. I.分散橙5、C. I.分散红58、C. I.分散蓝165、C. I.碱性蓝41、C. I.媒介红7、C. I.媒介黄5等偶氮系染料；
C. I.还原蓝4 (”卜7''卟一 4)、C. I.酸性蓝40、C. I.酸性绿25、C. I.活性蓝19、C. I.活性蓝49、C. I.分散红60、C. I.分散蓝56、C. I.分散蓝60等蒽醌系染料；C. I.溴靛蓝5 (广” Y I'卟一 5)等酞菁系染料；C. I.溶剂黄33、C. I.酸性黄3、C. I.分散黄64等喹啉系染料；C. I.酸性黄I、C. I.酸性橙3、C. I.分散黄42等硝基系染料；C. I.溶剂黄179等次甲基系染料。其它可以举出在日本特开2010-168531号公报的权利要求3或者权利要求4、日本特开2010-170073号公报、日本特开2010-170074号公报、日本特开2010-275531号公报、日本特开2010-275533号公报等中记载等偶氮系染料。另外，作为碱性色淀颜料以外的色淀颜料，例如可以举出被赋予下述的颜料索引(C. I.)名的色淀颜料。C. I·颜料红 48: UC. I.颜料红 48:2C. I.颜料红 48:3、C. I·颜料红 48:4、C. I·颜料红48:5、C. I.颜料红49、C. I.颜料红49:1、C.I.颜料红49:2、C.I.颜料红49:3、C.I.颜料红52:1、C. I.颜料红52:2、C. I.颜料红53:1、C. I.颜料红54、C. I.颜料红57:1、C. I.颜料红58、C. I.颜料红58:1、C.I.颜料红58:2、C.I.颜料红58:3、C.I.颜料红58:4、C.I.颜料红60:1、C. I.颜料红63、C. I.颜料红63:1、C. I.颜料红63:2、C. I.颜料红63:3、C. I.颜料黄61、C. I.颜料黄61: I、C. I.颜料黄62、C. I.颜料红64: I、C. I.颜料红68、C. I.颜料红247、C. I.颜料红200、C. I.颜料黄100、C. I.颜料黄104、C. I.颜料黄133、C. I.颜料黄168、C. I.颜料黄169、C. I.颜料黄183、C. I.颜料黄191、C. I.颜料黄191:1等偶氮系色淀颜料；C. I.颜料蓝17:1等酞菁系色淀颜料。在本发明中，作为着色剂，也能够将其它着色剂与染料、色淀颜料一起使用。作为其它着色剂，没有特别限定，能够根据滤色器的用途来适当选择色彩、材质。具体而言，也能够使用色淀颜料以外的颜料和天然色素的任一种，但由于对于构成滤色器的着色层要求高的色纯度、亮度、对比度、遮光性等，因而优选使用颜料。作为上述颜料，优选有机颜料，作为其具体例，以颜料索引(C. I.)名表示可以举出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、C. I.颜料绿7、C. I.颜料绿36、C. I.颜料绿58、C. I.颜料蓝15:6、C. I.颜料蓝80、C. I.颜料黄83、C. I.颜料黄138、C. I.颜料黄139、C. I.颜料黄150、C. I.颜料黄180、C. I.颜料黄211、C. I.颜料橙38、C. I.颜料紫23等。在本发明中，其它着色剂能够单独使用或者将2种以上混合使用。从形成亮度高、色纯度优异的像素、或者遮光性优异的黑矩阵方面考虑，(A)着色剂的含有比例通常在着色组合物的固体成分中为5 70质量％，优选为5 60质量％。在此所说的固体成分是后述的溶剂以外的成分。在本发明中，使用颜料作为着色剂时，能够根据所需要地与分散剂、分散助剂一起使用。作为上述分散剂，例如可以使用阳离子系、阴离子系、非离子系等适宜的分散剂，但优选聚合物分散剂。具体地可以举出脲系分散剂、聚乙烯亚胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚系分散剂、聚氧乙烯烷基苯基醚系分散剂、聚乙二醇二酯系分散剂、脱水山梨糖醇脂肪酸酯系分散剂、聚酯系分散剂、丙烯酸系分散剂等。
·
这样的分散剂能够从商业上获得，例如，作为丙烯酸系分散剂，可以举出Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYL-LPN21116、BYK-LPN21324 (以上为商品名，BYK公司制造)，作为聚氨酯系分散剂，可以举出Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165>Disperbyk-167>Disperbyk-170>Disperbyk-182 (以上为商品名，BYK 公司制造)，S0LSPERSE76500(为商品名，Lubrizol (株)公司制)；作为聚乙烯亚胺系分散剂，可以举出S0LSPERSE24000 (为商品名，Lubr i zο I (株)公司制)，作为聚酯系分散剂，可以举出AJISPERPB821、AJISPERPB822、AJISPERPB880、AJISPERPB881 (以上为商品名，味之素 FINETECHNO株式会社制)等。另外，作为上述分散助剂，例如可以举出颜料衍生物，具体地可以举出铜酞菁、二酮基吡咯并吡咯、喹酞酮的磺酸衍生物等。应予说明，分散剂和分散助剂的含量可在不妨碍本发明目的的范围内适当确定。- (B)特定聚合物-本发明的着色组合物的特征在于，含有特定聚合物，S卩，具有来源于从含有磺基的烯键式不饱和单体、含有膦酰氧基的烯键式不饱和单体及它们的盐中选出的至少I种的重复单元(以下也称为“重复单元(bl)”)的聚合物。在着色组合物中，通常使用含有羧基的聚合物，但本发明人等认为含有比羧基酸性程度更强的磺基、膦酰氧基或者它们的盐形式的基团的聚合物与含有羧基的聚合物相比，特别是与碱性染料的相互作用更强，从而可以保护染料分子、提高耐热性，至此完成了本发明。在重复单元(bl)中，作为来源于含有磺基的烯键式不饱和单体的重复单元，只要含有磺基则没有特别限定，例如可以举出下述式(I) (4)表示的重复单元。
权利要求
1.一种着色组合物，其特征在于，含有(A)着色剂、(B)聚合物、以及(C)交联剂，所述(A)着色剂包含从染料、色淀颜料中选出的至少I种，所述(B)聚合物具有来源于从含有磺基的烯键式不饱和单体、含有膦酰氧基的烯键式不饱和单体及它们的盐中选出的至少I种的重复单元。
2.根据权利要求I所述的着色组合物，其中，所述(B)聚合物进一步具有来源于从含有羧基的烯键式不饱和单体、N-位取代马来酰亚胺、芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚和在聚合物分子链的末端含有单(甲基)丙烯酰基的大分子单体中选出的至少I种的重复单元。
3.根据权利要求2所述的着色组合物，其中，所述(B)聚合物中的、来源于从含有磺基的烯键式不饱和单体、含有膦酰氧基的烯键式不饱和单体及它们的盐中选出的至少I种的重复单元的共聚比例为I 30质量％。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的着色组合物，其中，所述(A)着色剂含有从碱性染料和碱性色淀颜料中选出的至少I种。
5.一种滤色器，具备着色层，所述着色层含有(A)着色剂以及(B)聚合物，所述(A)着色剂包含从染料、色淀颜料中选出的至少I种，所述(B)聚合物具有来源于从含有磺基的烯键式不饱和单体、含有膦酰氧基的烯键式不饱和单体及它们的盐中选出的至少I种的重复单元。
6.一种显示元件，具备权利要求5所述的滤色器。
全文摘要
本发明涉及着色组合物、滤色器及显示元件。本发明的课题在于提供即使经过高温的加热工序也能不损失地发挥染料、色淀颜料优异的色度特性的着色组合物。所述着色组合物的特征在于，含有(A)包含从染料、色淀颜料中选出的至少1种的着色剂，(B)具有来源于从含有磺基的烯键式不饱和单体、含有膦酰氧基的烯键式不饱和单体及它们的盐中选出的至少1种的重复单元的聚合物，以及(C)交联剂。
文档编号G03F7/004GK102778812SQ20121013530
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月2日 优先权日2011年5月11日
发明者伊藤淳史, 吉泽英徹, 山口紫, 江幡敏, 米田英司 申请人:Jsr株式会社