色材分散液、彩色滤光片用着色树脂组合物、彩色滤光片及显示装置的制作方法

文档序号:17691118发布日期:2019-05-17 21:03阅读:332来源:国知局
色材分散液、彩色滤光片用着色树脂组合物、彩色滤光片及显示装置的制作方法

本发明涉及色材分散液、彩色滤光片用着色树脂组合物、彩色滤光片及显示装置。



背景技术:

以显示器等为代表的薄型图像显示装置、即所谓的平板显示器,以较阴极射线管型显示器更薄且在纵深方向上不占空间为特征,而已大量地上市。其市场价格随着生产技术的进化而价格逐年趋于合理,进而需求扩大,生产量亦逐年增加。尤其是彩色液晶电视几乎成为TV的主流。另外,最近,如通过自发光而可视性较高的有机EL显示器之类的有机发光显示装置也作为下一代图像显示装置而受到瞩目。针对这些图像显示装置的性能,强烈期望对比度或色再现性的提高等更进一步的高画质化、或消耗电力的降低。

在这些液晶显示装置或有机发光显示装置中,使用彩色滤光片。例如,在彩色液晶显示器的情况下,以背光为光源,通过电驱动液晶而控制光量,该光通过彩色滤光片,由此进行色表现。因此,对液晶电视的色表现而言,彩色滤光片不可或缺,并负责左右显示器性能的重要角色。另外,有机发光显示装置中,有时使用彩色滤光片进行像素的色调整,或这,有时对白色发光的有机发光元件使用彩色滤光片而与液晶显示装置同样地形成彩色图像。

作为近年来的趋势,要求图像显示装置的省电力化,且为了提高背光的利用效率,特别要求彩色滤光片的高亮度化。尤其是在移动式显示器(移动电话、智能手机、平板PC)中成为较大课题。

虽说因技术进步而电池容量变大,但移动式的蓄电量依然有限,另一方面,有随着画面尺寸扩大而消耗电力增加的倾向。由于直接关系到移动终端的可使用时间或充电频度,因此包含彩色滤光片的图像显示装置将左右移动终端的设计或性能。

在此,彩色滤光片通常具有:透明基板;形成于透明基板上且包含红、绿、蓝三原色的着色图案的着色层;以划分各着色图案的方式而形成于透明基板上的遮光部。

在此种着色层的形成方法中,使用耐热性或耐光性优异的颜料作为色材的颜料分散法被广泛使用。然而,使用以往的颜料的彩色滤光片变得难以达成目前更高亮度化的要求。

作为用以达成高亮度化的一种手段,已研究了使用染料的彩色滤光片用感光性树脂组合物。相较于颜料,染料通常透过率较高,可制造高亮度的彩色滤光片,但有耐热性或耐光性差,在彩色滤光片制造工序中的高温加热时等色度容易变化的问题。另外,使用染料的感光性树脂组合物有在干燥工序中容易析出异物的问题。若异物析出于涂膜,则对比度明显恶化,而难以用作着色层。

专利文献1公开了一种特定的着色感光性树脂组合物,其含有含特定染料与颜料的色材、与特定溶剂。根据专利文献1,通过该着色感光性树脂组合物,可获得耐热性高、涂布不均少的涂膜。

另外,专利文献2公开了一种特定的蓝色感光性树脂组合物,其含有特定结构的有机溶剂可溶性染料、与有机颜料作为色材。根据专利文献2,通过使用该着色感光性树脂组合物可获得高亮度的彩色滤光片。

专利文献1及2中的上述特定染料溶解于溶剂而使用,耐热性或耐光性差,且因含有用于使染料溶解的极性溶剂而稳定性差。

专利文献3公开了一种彩色滤光片用着色树脂组合物,其含有特定的色材,该色材含有使多个染料骨架通过交联基而交联的2价以上的阳离子、与2价以上的阴离子。其公开:利用含有上述色材的彩色滤光片用着色树脂组合物所形成的着色层为高对比度,耐溶剂性及电可靠性优异。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-211198号公报

专利文献2:日本特开2010-32999号公报

专利文献3:国际公开第2012/144521号小册子



技术实现要素:

发明所要解决的问题

专利文献3中记载的含有特定色材的着色树脂组合物,存在有难以确保粘度稳定性的课题。另外,还要求着色层的进一步耐热性提升。

本发明是鉴于上述实际情况而完成者,其目的在于,提供:经时稳定性优异、可形成耐热性提升的涂膜的色材分散液;经时稳定性优异、可形成耐热性提升了的着色层的彩色滤光片用着色树脂组合物;使用了该着色树脂组合物的高亮度的彩色滤光片;以及具有该彩色滤光片的显示装置。

用于解决问题的手段

本发明的色材分散液,其特征在于,含有下述通式(I)所示的色材、分散剂、有机酸化合物、和溶剂,

上述分散剂为至少具有下述通式(II)所示的构成单元(a)、且胺值为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的嵌段共聚物,

上述溶剂为在23℃时的上述色材的溶解度为0.1(g/10ml溶剂)以下的溶剂,

在将上述分散剂的上述胺值设为A(mgKOH/g),将上述色材分散液中所含的上述有机酸化合物的物质的量XA(mol)与构成上述色材分散液中所含的上述分散剂的上述构成单元(a)的物质的量XB(mol)之比设为X(=XA/XB)时,满足下式(1)及式(2),在X为小于1的范围时,进一步满足下式(3)。

X≤1.5 式(1)

A×X≥40 式(2)

A×(1-X)≤42 式(3)

[化1]

通式(I)

(通式(I)中,A为与N直接键合的碳原子不具有π键的a价的有机基团,该有机基团表示至少在与N直接键合的末端具有饱和脂肪族烃基的脂肪族烃基、或具有该脂肪族烃基的芳香族基团,碳链中亦可含有O、S、N。Bc-表示至少含有钨的c价多元酸阴离子。Ri~Rv分别独立表示氢原子、可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基,Rii与Riii、Riv与Rv可键合形成环结构。Ar1表示可具有取代基的2价芳香族基团。多个Ri~Rv及Ar1分别可以相同或相异。

a及c表示2以上的整数,b及d表示1以上的整数。e为0或1,在e为0时不存在键。多个e可以相同或相异。)

[化2]

通式(II)

(通式(II)中,R1为氢原子或甲基,Q为直接键合键或2价连结基,R2为碳数1~8的亚烷基、-[CH(R5)-CH(R6)-O]x-CH(R5)-CH(R6)-或-[(CH2)y-O]z-(CH2)y-所示的2价有机基团,R3及R4分别独立表示可被取代的链状或环状的烃基,或R3及R4彼此键合而形成环状结构。R5及R6分别独立为氢原子或甲基。

x表示1~18的整数,y表示1~5的整数,z表示1~18的整数。)

在本发明的色材分散液中,从分散稳定性的观点出发,优选上述有机酸化合物为选自由下述通式(IV)、及下述通式(V)所组成的群组的1种以上。

[化3]

(式(IV)及式(V)中,Ra及Ra'分别独立为氢原子、羟基、碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Ra”所示的1价基团,Ra及Ra'的任意者含有碳原子。Ra”为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团。

Rb为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re或-O-Rb'所示的1价基团。Rb'为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团。

Rc及Rd分别独立为氢原子或甲基,Re为氢原子、或碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-CHO、-CH2CHO、-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2或-CH2COORf所示的1价基团,Rf为氢原子或碳数1~5的烷基。

Ra、Ra'及Rb中,烷基、烯基、芳烷基、芳基分别可具有取代基。

s表示1~18的整数,t表示1~5的整数,u表示1~18的整数。)

本发明的色材分散液中,从色材分散稳定性优异、此外在制成着色树脂组合物时抑制显影残渣的发生、并具有高显影密接性、溶剂再溶解性优异的观点出发,优选上述分散剂的酸值为1mgKOH/g以上且18mgKOH/g以下,该分散剂的玻璃化转变温度为30℃以上。

本发明的色材分散液,从能够调整为所需的色调的观点出发,优选还含有选自二噁嗪系色材及呫吨系色材的1种以上。

本发明的色材分散液,从耐热性的观点出发,优选上述呫吨系色材呫吨的金属色淀色材。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物,其特征在于,含有上述本发明的色材分散液、碱可溶性树脂、多官能单体与引发剂。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物,从提升所得着色层的耐热性的观点出发,优选为上述碱可溶性树脂的酸值为80mgKOH/g以上且300mgKOH/g以下。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物,从碱显影性优异、提升所得的着色层的耐热性的观点出发,优选为上述多官能单体具有羧基。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物,从对基板的密接性优异、显影耐性也优异的观点出发,优选为上述碱可溶性树脂为具有烯属双键的树脂。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物,从分散稳定性及耐热性的观点出发,优选为上述碱可溶性树脂为具有烃环的树脂。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中,从通过提升着色层的固化性而提升耐溶剂性、改善水渗染(水染み)、且着色层的残膜率变高的观点出发,优选为上述碱可溶性树脂所具有的烃环为选自由环戊基、环己基、冰片基、异冰片基、二环戊基、二环戊烯基、金刚烷基、及下述化学式(A)所示取代基所组成的群组的1种以上。

[化4]

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中,从通过提升着色层的固化性而提升耐溶剂性、改善水渗染、且着色层的残膜率变高的观点出发,优选为上述碱可溶性树脂为下述通式(B)所示的化合物。

[化5]

(在此,上述通式(B)中,X表示下述通式(D)所示的基团,Y分别独立表示多元羧酸或其酸酐的残基,Ri表示下述通式(C)所示的基团,j为0~4的整数,k为0~3的整数,n为1以上的整数。)

[化6]

(在此,上述通式(C)中,Rii为氢原子或甲基,Riii分别独立表示氢原子或甲基。)

[化7]

(在此,上述通式(D)中,Riv分别独立表示氢原子、碳数1~5的烷基、苯基、或卤原子,Rv表示-O-或-OCH2CH2O-。)

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中,从抑制水渗染、耐溶剂性及灵敏度优异的观点出发,优选为上述引发剂为肟酯系光聚合引发剂。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物,从着色树脂组合物对基板的密接性的经时稳定性优异的观点出发,优选为硅烷偶联剂的含有比例相对于着色树脂组合物中的总固体成分为1质量%以下。

本发明的彩色滤光片,其特征在于,至少具备透明基板、与设置于该透明基板上的着色层,该着色层的至少一个为具有使上述本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物固化而形成的着色层。

本发明的显示装置,其特征在于,具有上述本发明的彩色滤光片。

发明的效果

根据本发明,可提供:经时稳定性优异、能够形成耐热性提升的涂膜的色材分散液;经时稳定性优异、能够形成耐热性提升的着色层的彩色滤光片用着色树脂组合物;使用该着色树脂组合物的高亮度的彩色滤光片;以及具有该彩色滤光片的显示装置。

附图说明

图1为表示本发明的彩色滤光片的一例的概略剖面图。

图2为表示本发明的显示装置的一例的概略剖面图。

图3为表示本发明的显示装置的另一例的概略剖面图。

图4为表示通式(I)所示色材的分子缔合状态的示意图。

图5为表示实施例1~19及比较例1~16的色材分散液的A与X间的关系的X-A平面图。

具体实施方式

以下,依次说明本发明的色材分散液、彩色滤光片用着色树脂组合物、彩色滤光片及显示装置。

需要说明的是,在本发明中,光包括可见及非可见区域的波长的电磁波,还包括放射线,放射线包括例如微波、电子束。具体而言,是指波长5μm以下的电磁波、及电子束。

本发明中,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及甲基丙烯酸中的一者;(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的一者。

本发明中,有机基团是指具有1个以上碳原子的基团。

另外,本发明中,固体成分是指构成着色树脂组合物的溶剂以外的所有成分,即使是液状单体也涵括于该固体成分中。

1.色材分散液

本发明的色材分散液,其特征在于,含有下述通式(I)所示的色材、分散剂、有机酸化合物、和溶剂,

上述分散剂为至少具有下述通式(II)所示的构成单元(a)、且胺值为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的嵌段共聚物,

上述溶剂为在23℃时的上述色材的溶解度为0.1(g/10ml溶剂)以下的溶剂,

在将上述分散剂的上述胺值设为A(mgKOH/g),将上述色材分散液中所含的上述有机酸化合物的物质的量XA(mol)与构成上述色材分散液中所含的上述分散剂的上述构成单元(a)的物质的量XB(mol)之比设为X(=XA/XB)时,满足下式(1)及式(2),在X为小于1的范围时,进一步满足下式(3)。

X≤1.5 式(1)

A×X≥40 式(2)

A×(1-X)≤42 式(3)

[化8]

通式(I)

(通式(I)中,A为与N直接键合的碳原子不具有π键的a价的有机基团,该有机基团表示至少在与N直接键合的末端具有饱和脂肪族烃基的脂肪族烃基、或具有该脂肪族烃基的芳香族基团,碳链中亦可含有O、S、N。Bc-表示至少含有钨的c价多元酸阴离子。Ri~Rv分别独立表示氢原子、可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基,Rii与Riii、Riv与Rv可键合形成环结构。Ar1表示可具有取代基的2价芳香族基团。多个Ri~Rv及Ar1分别可以相同或相异。

a及c表示2以上的整数,b及d表示1以上的整数。e为0或1,在e为0时不存在键。多个e可以相同或相异。)

[化9]

通式(II)

(通式(II)中,R1为氢原子或甲基,Q为直接键合键或2价连结基,R2为碳数1~8的亚烷基、-[CH(R5)-CH(R6)-O]x-CH(R5)-CH(R6)-或-[(CH2)y-O]z-(CH2)y-所示的2价有机基团,R3及R4分别独立表示可被取代的链状或环状的烃基,或R3及R4彼此键合而形成环状结构。R5及R6分别独立为氢原子或甲基。

x表示1~18的整数,y表示1~5的整数,z表示1~18的整数。)

上述本发明的色材分散液由于具有上述特定的色材、上述特定的分散剂、有机酸化合物、特定的溶剂,因此该色材分散液的经时稳定性优异,可获得耐热性提升的涂膜。

就通过上述特定的组合而发挥如上述般的效果的作用而言,虽仍有不清楚的部分,但可推判如下。

通式(I)所示的色材如图4所示,含有2价以上的阴离子202、与2价以上的阳离子201,因此在该色材的凝集体中,阴离子与阳离子并非单纯地以1分子对1分子进行离子键合,推判借助离子键203而形成多个分子缔合的分子缔合体210。因此,通式(I)所示的色材的表观分子量相较于以往的色淀色材的分子量大幅增大。推断由于此种分子缔合体的形成,因此固体状态下的凝集力更加提高,使热运动降低,可抑制离子对的解离或阳离子部的分离,提升耐热性。

本发明的色材分散液是将此种通式(I)所示的色材,在特定溶剂中,使用有机酸化合物、作为分散剂的具有在侧链具氨基氨基的构成单元(a)且胺值为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的嵌段共聚物进行分散。关于该分散剂,构成单元(a)所具有的氨基氨基对通式(I)所示的色材具有亲和性,因此吸附于上述通式(I)所示的色材,推判可使该色材以分子缔合的状态进行分散。通过使用胺值为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的嵌段共聚物,从而对于色材的亲和性部位与对于溶剂的亲和性部位的比例变得适当而分散性优异。另外,通过使用对上述这样的色材的亲和性部位以嵌段的形式存在的嵌段共聚物,可有效率地吸附于具有分子缔合状态的上述色材,分散稳定性优异。

推判上述分散剂所具有的氨基氨基在进一步与上述有机酸化合物形成盐的状态时,对上述特定色材的亲和性进一步提升。因此,推判若形成盐后的氨基氨基吸附于上述通式(I)所示的色材,则使该色材的分子缔合状态稳定化,分散稳定性提升。其结果,抑制粘度的经时变化。另外,由于上述色材的分子缔合状态稳定化,因此在所得的着色层中,仍维持分子缔合状态,而成为耐热性优异者,即使在经过加热工序后仍可保持高亮度。

本发明人等经潜心研究的结果,获得下述见解:在将上述分散剂的上述胺值设为A(mgKOH/g)、将上述色材分散液中所含的上述有机酸化合物的物质的量XA(mol)与构成上述色材分散液中所含的上述分散剂的上述构成单元(a)的物质的量XB(mol)之比设为X(=XA/XB)时,

以满足A×X≥40的关系的方式选择上述分散剂,且具有上述有机酸化合物,由此对色材的亲和性成为适于分散的值,故分散稳定性特别提升,经时的粘度变化得到抑制。

另外,获得下述见解:在X小于1时,以满足A×(1-X)≤42的关系的方式选择上述分散剂,且配合上述有机酸化合物,由此未进行盐形成的氨基的量减少,因此在分散工序中,可稳定地保持色材的分子缔合状态,可形成耐热性特别优异的涂膜。

需要说明的是,推判在以分散剂的构成单元(a)大多未进行盐形状的状态下进行了分散工序的情况下,在使形成上述分子缔合状态的通式(I)所示的色材经分散时,在分散工序及烧成过程中,分散剂的氨基与通式(I)所示的色材中的阳离子进行盐交换,色材的分子缔合状态被部分破坏,其结果是,有时耐热性恶化。

另外,在X超过1的范围、即有机酸化合物相对于构成单元(a)以过剩量存在的情况下,由于平衡更偏向盐形成方向,故未进行盐形成的氨基更减少,色材的分子缔合状态难以被破坏。因此,即使在所得的着色层中,仍维持分子缔合状态,故成为耐热性优异者。

若X为1.5以下、即相对于上述分散剂所具有的构成单元(a)而上述有机酸化合物为1.5摩尔当量以下,则未进行盐形成而存在的有机酸化合物有助于分子缔合状态的稳定化,故分散稳定性优异,且由于其比例较少因而有机酸化合物不析出。需要说明的是,推判相对于分散剂所具有的1个氨基,1个有机酸化合物进行盐形成,A与X的关系不论有机酸化合物的价数而均为相同。

如此,本发明的色材分散液以满足A×X≥40的关系、及A×(1-X)≤42的关系中的任一者的方式,选择使用上述特定的分散剂与有机酸化合物,因此该色材分散液的经时稳定性优异,可获得耐热性提升的涂膜。

本发明的色材分散液至少含有通式(I)所示的色材、有机酸化合物、与溶剂,在不损害本发明效果的前提下,视需要亦可进一步含有其他成分。

以下,依次详细说明此种本发明的色材分散液的各成分。

[通式(I)所示的色材]

本发明的色材分散液含有下述通式(I)所示的色材。

[化10]

通式(I)

(通式(I)中,A为与N直接键合的碳原子不具有π键的a价的有机基团,该有机基团表示至少在与N直接键合的末端具有饱和脂肪族烃基的脂肪族烃基、或具有该脂肪族烃基的芳香族基团,碳链中亦可含有O、S、N。Bc-表示至少含有钨的c价的多元酸阴离子;Ri~Rv分别独立表示氢原子、可具有取代基的烷基或可具有取代基的芳基,Rii与Riii、Riv与Rv可键合形成环结构;Ar1表示可具有取代基的2价的芳香族基团。多个Ri~Rv及Ar1分别可以相同或相异。

a及c表示2以上的整数,b及d表示1以上的整数。e为0或1,在e为0时不存在键。多个e可以相同或相异。)

作为通式(I)所示的色材并无特别限定,可由例如国际公开第2012/144520号小册子记载的通式(I)所示的化合物中适当选择使用,可单独使用1种或组合2种以上使用。

需要说明的是,通式(I)所示的色材也包括在后述的色淀色材中,但只要符合通式(I)所示的色材,则本发明中,将其视为符合通式(I)所示的色材。

通式(I)所示的色材的制造方法并无特别限定。可通过例如国际公开第2012/144520号小册子记载的制造方法而获得。

<其他色材>

本发明的色材分散液在不损害本发明效果的范围内,出于色调控制的目的,亦可进一步含有其他色材。作为其他色材,可列举公知的颜料及染料,可使用1种或2种以上。

从获得所需色调的观点出发,优选为进一步含有选自二噁嗪系色材、及呫吨系色材的1种以上作为其他色材。作为优选的二噁嗪颜料的具体例,可列举颜料紫23等。另外,作为优选的呫吨系色材的具体例,可列举:酸性红51、52、87、92、94、289、388;C.I.酸性紫9、30、102;磺基罗丹明G、磺基罗丹明B、磺基罗丹明101、磺基罗丹明640等;日本特开2010-32999号公报、日本特开2010-211198号公报、日本专利第4492760号公报等记载的呫吨染料等,此外亦可为后述的呫吨系色淀色材。本发明中,从兼具亮度及耐热性的观点出发,优选为使用呫吨系色淀色材。

本发明中,所谓色淀色材,是指对溶剂具可溶性的色材与抗衡离子进行盐形成而不溶化的色材。色淀色材通常可通过将后述色材、与后述色淀化剂在溶剂中混合而获得。作为上述对溶剂具可溶性的色材,从彩色滤光片的高亮度化的观点出发,优选为使用透过率高的染料。该染料可视所需色调而适当选择,可为偶氮系染料、蒽醌系染料、三芳基甲烷系染料、呫吨系染料、花青系染料、靛蓝系染料等具有任一种基本骨架(发色部位)的染料。另外,上述染料亦可为具有阴离子性取代基的酸性染料、具有阳离子性取代基的碱性染料等分类为任一种的染料。

作为酸性染料,可列举例如:C.I.酸性紫29、31、33、34、36、36:1、39、41、42、43、47、51、63、76、103、118、126、C.I.酸性蓝2、8、14、25、27、35、37、40、41、41:1、41:2、43、45、46、47、49、50、51、51、53、54、55、56、57、58、62、62:1、63、64、65、68、69、70、78、79、80、81、96、111、124、127、127:1、129、137、138、143、145、150、175、176、183、198、203、204、205、208、215、220、221、225、226、227、230、231、232、233、235、239、245、247、253、257、258、260、261、264、266、270、271、272、273、274、277、277:1、278、280、281、282、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、298、301、302、304、305、306、307、313、316、318、322、324、327、331、333、336、339、340、343、344、350、C.I.酸性绿10、17、25、25:1、27、36、37、38、40、41、42、44、54、59、69、71、81、84、95、101、110、117等的蒽醌系酸性染料;C.I.酸性紫15、16、17、19、21、23、24、25、38、49、72、C.I.酸性蓝1、3、5、7、9、19、22、83、90、93、100、103、104、109、C.I.酸性绿3、5、6、7、8、9、11、13、14、15、16、18、22、50、50:1等的三芳基甲烷系酸性染料;C.I.酸性红50、51、52、87、92、94、289、388、C.I.酸性紫9、30、102、磺基罗丹明G、磺基罗丹明B、磺基罗丹明101、磺基罗丹明640等呫吨系酸性染料等。呫吨系酸性染料中,优选为C.I.酸性红50、C.I.酸性红52、C.I.酸性红289、C.I.酸性紫9、C.I.酸性紫30、C.I.酸性蓝19等的罗丹明系酸性染料。

另外,作为市售的碱性染料,可列举例如C.I.碱性紫1、3、14、C.I.碱性蓝1、5、7、8、11、26、C.I.碱性绿1、4等的三芳基甲烷系碱性染料;C.I.碱性黄13、C.I.碱性红14等的花菁系碱性染料;C.I.碱性红29等的偶氮系碱性染料;C.I.碱性紫11等的呫吨系碱性染料等。这些染料可单独使用1种或组合2种以上使用。

本发明中,从作为着色层而容易获得所需色调的观点出发,其中,优选使用选自上述呫吨系酸性染料及上述呫吨系碱性染料中的1种以上染料。

色淀色材中,抗衡离子根据上述染料种类而异,酸性染料的抗衡离子为阳离子,碱性染料的抗衡离子为阴离子。因此,上述色淀化剂根据上述染料而适当选择使用。即,在将上述酸性染料进行不溶化的情况下,使用产生该染料的抗衡阳离子的化合物作为色淀化剂;在将上述碱性染料进行不溶化的情况下,使用产生该染料的抗衡阴离子的化合物作为色淀化剂。

作为酸性染料的抗衡阳离子,除了铵阳离子之外,可列举金属阳离子、或无机聚合物等。

作为产生铵阳离子的色淀化剂,适宜者可列举例如伯胺化合物、仲胺化合物、叔胺化合物等,其中,从耐热性及耐光性优异的观点出发,优选使用仲胺化合物或叔胺化合物。

另外,作为产生金属阳离子的色淀化剂,可从具有所需金属离子的金属盐中适当选择。

酸性染料的抗衡阳离子可单独使用1种、或组合2种以上使用。

另一方面,作为无机阴离子,可列举例如含氧酸的阴离子(磷酸离子、硫酸离子、铬酸离子、钨酸离子(WO42-)、钼酸离子(MoO42-)等)、多个含氧酸经缩合而得的多元酸阴离子等的无机阴离子或其混合物。

本发明中,色淀色材从耐热性及耐光性的观点出发,其中,优选为包含碱性染料与无机阴离子的色淀色材,更优选为包含碱性染料与多元酸阴离子的色淀色材。

本发明中,特别优选组合呫吨系染料的金属色淀色材作为其他色材,其中,优选为呫吨系酸性染料的金属色淀色材。

作为该色淀色材中的呫吨系酸性染料,其中,优选下述通式(VI)所示化合物,即,具有罗丹明系酸性染料者。

[化11]

通式(VI)

(通式(VI)中,R10~R13分别独立表示氢原子、烷基、芳基、或杂芳基,R10与R12、R11与R13亦可键合形成环结构。R14表示酸性基,X表示卤原子。m表示0~5的整数。通式(VI)具有1个以上酸性基,n为0以上的整数。)

R10~R13中的烷基并无特别限定。可列举例如可具有取代基的碳数1~20的直链或支链状烷基等,其中,优选为碳数1~8的直链或支链的烷基、更优选为碳数1~5的直链或支链的烷基。作为烷基可具有的取代基,并无特别限定,可列举例如芳基、卤原子、羟基等,作为经取代的烷基,可列举苄基等,此外亦可具有卤原子、酸性基作为取代基。

R10~R13中的芳基并无特别限定。可列举例如碳数6~20的可具有取代基的芳基,其中,优选为苯基、萘基等。R10~R13中的杂芳基,可列举碳数5~20的可具有取代基的杂芳基,优选含有氮原子、氧原子、硫原子作为杂原子。

作为芳基或杂芳基可具有的取代基,可列举例如碳数1~5的烷基、卤原子、酸性基、羟基、烷氧基、氨基甲酰基、羧酸酯基等。

需要说明的是,R10~R13可以相同或相异。

作为酸性基或其盐的具体例,可列举羧基(-COOH)、羧酸根基(-COO-)、羧酸盐基(-COOM,在此M表示金属原子)、磺酸根基(-SO3-)、磺酸基(-SO3H)、磺酸盐基(-SO3M,在此M表示金属原子)等;其中,优选具有磺酸根基(-SO3-)、磺酸基(-SO3H)、或磺酸盐基(-SO3M)中的至少1种。需要说明的是,作为金属原子M,可列举钠原子、钾原子等。

作为通式(VI)所示化合物,从高亮度化的观点出发,其中,优选为酸性红50、酸性红52、酸性红289、酸性紫9、酸性紫30、酸性蓝19等。

另外,从耐热性的观点出发,通式(VI)中,优选m=1且n=0的具有甜菜碱结构的化合物。

上述呫吨系酸性染料的金属色淀色材,使用含有金属原子的色材作为色淀化剂。通过使用含金属原子的色淀化剂,色材的耐热性变高。作为此种色淀化剂,优选含有成为2价以上金属阳离子的金属原子的色淀化剂。

在上述色淀色材中组合其他色材使用的情况下,色材的配合比例以获得所需色调的方式予以适当调整即可。从耐热性及耐光性优异的观点出发,其中,相对于合并了色淀色材与其他色材的色材总量100质量份,上述色淀色材优选为30~100质量份、更优选为60~99质量份、进一步优选为70~98质量份。

[分散剂]

本发明的色材分散液,使用至少具有下述通式(II)所示的构成单元(a)、且胺值为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的嵌段共聚物作为分散剂。

[化12]

通式(II)

(通式(II)中,R1为氢原子或甲基,Q为2价连结基,R2为碳数1~8的亚烷基、-[CH(R5)-CH(R6)-O]x-CH(R5)-CH(R6)-或-[(CH2)y-O]z-(CH2)y-所示的2价有机基团,R3及R4分别独立表示可被取代的链状或环状的烃基,或R3及R4彼此键合而形成环状结构。R5及R6分别独立地为氢原子或甲基。

x表示1~18的整数,y表示1~5的整数,z表示1~18的整数。)

上述通式(II)所示的构成单元(a)所具有的氨基,对上述通式(I)所示的色材具有亲和性,通过吸附于该色材,可使该色材以分子缔合状态进行分散。需要说明的是,本发明中通式(II)所示的构成单元(a)即使在分散液中、与后述的有机酸化合物进行盐形成的情况下,仍被视为涵括于上述通式(II)所示的构成单元。

作为上述通式(II)的2价连结基Q,可列举例如碳数1~10的亚烷基、亚芳基、-CONH-基、-COO-基、碳数1~10的醚基(-R'-OR”-:R'及R”分别独立地为亚烷基)及它们的组合等。其中,从所得的聚合物的耐热性、对适合用作溶剂的丙二醇单甲基醚醋酸酯(PGMEA)的溶解性、及属于相对较廉价的材料的观点出发,Q优选为-COO-基。

上述通式(II)的2价有机基团R2为碳数1~8的亚烷基、-[CH(R5)-CH(R6)-O]x-CH(R5)-CH(R6)-或-[(CH2)y-O]z-(CH2)y。上述碳数1~8的亚烷基,可为直链状、支链状中的任一种,例如为亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、各种亚丁基、各种亚戊基、各种亚己基、各种亚辛基等。

R5及R6分别独立地为氢原子或甲基。

作为上述R2,从分散性的观点出发,优选为碳数1~8的亚烷基,其中,R2更优选为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基,进一步优选为亚甲基及亚乙基。

作为上述通式(II)的R3、R4彼此键合而形成的环状结构,可列举例如5~7员环的含氮杂环单环、或它们以2个缩合而成的稠环。该含氮杂环优选不具有芳香性,更优选为饱和环。

作为上述通式(II)所示的构成单元(a),可列举:由(甲基)丙烯酰氧基丙基二甲基胺、(甲基)丙烯酰氧基乙基二甲基胺、(甲基)丙烯酰氧基丙基二乙基胺、(甲基)丙烯酰氧基乙基二乙基胺等所衍生的构成单元等,但并不定于此。

上述分散剂中,通式(II)所示的构成单元(a)优选通过含有3个以上而形成色材亲和性的嵌段部。从分散性及分散稳定性优异、抑制经时的粘度变化、耐热性优异的观点出发,该色材亲和性的嵌段部优选含有上述通式(II)所示的构成单元(a)3~50个、更优选含有6~40个、进一步优选含有10~30个。

通式(II)所示的构成单元(a)可包含1种,亦可含有2种以上的构成单元。

<其他构成单元>

上述嵌段共聚物,从分散性的观点出发,优选具有:具备上述通式(II)所示的构成单元的色材亲和性嵌段部(以下有时记载为A嵌段);和不具备上述通式(II)所示的构成单元(a)、且具有可与上述通式(II)进行共聚的构成单元的溶剂亲和性嵌段部(以下有时记载为B嵌段)。本发明中,嵌段共聚物的各嵌段的配置并无特别限定,可设为例如AB嵌段共聚物、ABA嵌段共聚物、BAB嵌段共聚物等。其中,从分散性优异的观点出发,优选为AB嵌段共聚物、或ABA嵌段共聚物。

作为能够与上述通式(II)进行共聚的构成单元,从提升通式(I)所示的色材的分散性及分散稳定性、同时提升耐热性的观点出发,优选为由下述通式(III)所示的构成单元。

[化13]

通式(III)

(通式(III)中,R7表示氢原子或甲基;A表示直接键合键或2价连结基;R8为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(R9)-CH(R10)-O]x-R11-或-[(CH2)y-O]z-R11所示的1价基团。R9及R10分别独立地为氢原子或甲基,R11为氢原子、或碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-CHO、-CH2CHO、或-CH2COOR12所示的1价基团,R12为氢原子或碳数1~5的直链状、支链状、或环状的烷基。x表示1~18的整数,y表示1~5的整数,z表示1~18的整数。m表示3~200的整数,n表示10~200的整数。)

作为上述通式(III)的2价的连结基A,可设为与上述通式(II)中的Q相同者,从所得的聚合物的耐热性、或对适合用作溶剂的丙二醇单甲基醚醋酸酯(PGMEA)的溶解性、或属于相对较廉价的材料的观点出发,A优选为-COO-基。

R8中,上述碳数1~18的烷基可为直链状、支链状、环状中的任一种,可列举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、各种戊基、各种己基、各种辛基、各种癸基、各种十二基、各种十四基、各种十六基、各种十八基、环戊基、环己基、环辛基、环十二基、冰片基、异冰片基、二环戊基、金刚烷基、低级烷基取代金刚烷基等。

上述碳数2~18的烯基可为直链状、支链状、环状中的任一种。作为此种烯基,可列举例如乙烯基、烯丙基、丙烯基、各种丁烯基、各种己烯基、各种辛烯基、各种癸烯基、各种十二烯基、各种十四烯基、各种十六烯基、各种十八烯基、环戊烯基、环己烯基、环辛烯基等。

其中,从分散性、基板密接性的观点出发,R8优选为甲基、各种丁基、各种己基、苄基、环己基、羟乙基。

作为可具有取代基的芳基,可列举苯基、联苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基等。芳基的碳数优选为6~24、更优选为6~12。

作为可具有取代基的芳烷基,可列举苄基、苯乙基、萘甲基、联苯基甲基等。芳烷基的碳数优选为7~20、更优选为7~14。

作为芳基、芳烷基等的芳香环的取代基,除了碳数1~4的直链状、支链状的烷基之外,可列举烯基、硝基、卤原子等。

另外,上述R11为氢原子、或可具有取代基的、碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-CHO、-CH2CHO、或-CH2COOR12所示的1价基团,R12为氢原子或碳数1~5的直链状、支链状、或环状的烷基。

上述R11所示的1价基团中,作为可具有的取代基,可列举例如碳数1~4的直链状、支链状或环状的烷基、F、Cl、Br等卤原子等。

上述R11中的碳数1~18的烷基、及碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基,如上述R8所示。

上述R8中,x、y及z与上述通式(II)中的R2相同。

本发明中,上述嵌段共聚物的溶剂亲和性的嵌段部的玻璃化转变温度(Tg)适当选择即可。从耐热性的观点出发,其中,溶剂亲和性的嵌段部的玻璃化转变温度(Tg)优选为80℃以上、更优选为100℃以上。

本发明中的溶剂亲和性的嵌段部的玻璃化转变温度(Tg)可通过下式计算,且同样地,也可计算色材亲和性嵌段部及嵌段共聚物的玻璃化转变温度。

1/Tg=Σ(Xi/Tgi)

在此,溶剂亲和性嵌段部设为自i=1至n为止的n个单体成分进行共聚。Xi为第i个单体的重量比率(ΣXi=1),Tgi为第i个单体的均聚物的玻璃化转变温度(绝对温度)。其中,Σ取自i=1至n之和。需要说明的是,各单体的均聚物玻璃化转变温度的值(Tgi)可采用Polymer Handbook(3rd Edition)(J.Brandrup,E.H.Immergut著(Wiley-Interscience,1989))的值。

构成溶剂亲和性的嵌段部的构成单元的数量,以使分散剂的胺值成为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下的范围适当调整即可。其中,从溶剂亲和性部位与色材亲和性部位有效地作用、提升色材分散性的观点出发,构成溶剂亲和性的嵌段部的构成单元的数量优选为10~200、更优选为10~100、进一步优选为10~70。

溶剂亲和性的嵌段部只要以作为溶剂亲和性部位发挥机能的方式选择即可,构成溶剂亲和性的嵌段部的重复单元可由1种构成,亦可含有2种以上的重复单元。

在用作本发明分散剂的嵌段共聚物中,作为通式(II)所示的构成单元的单元数m、与构成溶剂亲和性嵌段部的单元数n的比率m/n,优选为0.01~1的范围内,从色材的分散性、分散稳定性的观点出发,更优选为0.05~0.7的范围内。

本发明中,分散剂选择使用胺值为70mgKOH/g以上且160mgKOH/g以下者。通过使胺值为上述范围内,则粘度的经时稳定性、耐热性优异,同时碱显影性、溶剂再溶解性亦优异。本发明中,从分散性及分散稳定性的观点出发,分散剂的胺值优选为80mgKOH/g以上、更优选为90mgKOH/g以上。另一方面,从溶剂再溶解性的观点出发,分散剂的胺值优选为120mgKOH/g以下、更优选为105mgKOH/g以下。

胺值是指与中和试料1g中所含胺成分所需的高氯酸相当(日文:当量)的氢氧化钾的mg数,可通过JIS-K7237所定义的方法进行测定。在通过该方法进行测定时,与分散剂中的有机酸化合物进行盐形成的氨基中,通常该有机酸化合物发生解离,故可测定用作分散剂的嵌段共聚物本身的胺值。

本发明所使用的分散剂的酸值,从表现显影残渣的抑制效果的观点出发,下限优选为1mgKOH/g以上。其中,从显影残渣的抑制效果更优异的观点出发,分散剂的酸值更优选为2mgKOH/g以上。另外,本发明所使用的分散剂的酸值,从可防止显影密接性的恶化或溶剂再溶解性的恶化的观点出发,上限优选为18mgKOH/g以下。其中,从显影密接性及溶解再溶解性良好的观点出发,分散剂的酸值更优选为16mgKOH/g以下、进一步优选为14mgKOH/g以下。

另外,本发明中,分散剂的玻璃化转变温度,从提升显影密接性的观点出发,优选为30℃以上。若分散剂的玻璃化转变温度较低,则尤其接近显影液温度(通常为23℃左右),有显影密接性降低之虞。其理由可推判为:若该玻璃化转变温度接近显影液温度,则显影时分散剂的运动变大,其结果,显影密接性恶化。通过使玻璃化转变温度为30℃以上,可抑制显影时的分散剂的分子运动,故推判可抑制显影密接性的降低。

分散剂的玻璃化转变温度,从显影密接性的观点出发,其中优选为32℃以上、更优选为35℃以上。另一方面,由容易精秤等使用时的操作性的观点出发,优选为200℃以下。

本发明的分散剂的玻璃化转变温度可根据JIS K7121、通过示差扫描热量测定(DSC)进行测定而求得。

另外,本发明中,从色材分散稳定性优异、在作为着色树脂组合物时抑制显影残渣发生、且溶剂再溶解性优异、此外具有高显影密接性的观点出发,上述分散剂的酸值优选为1mgKOH/g以上且18mgKOH/g以下,玻璃化转变温度为30℃以上。

若提高色材浓度、增加分散剂含量,则由于粘合剂量相对减少,故着色树脂层在显影时容易由基底基板剥离。通过使分散剂含有包含来自含羧基单体的构成单元的B嵌段,并具有上述特定的酸值及玻璃化转变温度,从而显影密接性提升。然而,酸值过高时,推判虽然显影性优异,但极性过高而在显影时容易发生剥离。

作为上述含羧基单体,可使用能够与具有通式(II)所示的构成单元的单体进行共聚、并含有不饱和双键与羧基的单体。作为此种单体,可列举例如(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、马来酸、马来酸单烷基酯、富马酸、衣康酸、巴豆醛、桂皮酸、丙烯酸二聚物等。另外,也可利用:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯等的具有羟基的单体与马来酸酐、邻苯二甲酸酐、环己烷二羧酸酐之类的环状酸酐的加成反应物、ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。另外,也可使用马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等的含酸酐基单体作为羧基前体。其中,从共聚、成本、溶解性、玻璃化转变温度等的观点出发,特别优选为(甲基)丙烯酸。

上述嵌段共聚物中,来自含羧基单体的构成单元的含有比例,以嵌段共聚物的酸值成为上述特定酸值范围内的方式适当设定即可,并无特别限定,相对于嵌段共聚物的总构成单元的合计质量,优选为0.05~4.5质量%、更优选为0.07~3.7质量%。

通过使来自含羧基单体的构成单元的含有比例为上述下限值以上,可表现显影残渣的抑制效果,通过为上述上限值以下,可防止显影密接性的恶化、溶剂再溶解性的恶化。

需要说明的是,来自含羧基单体的构成单元只要为上述特定的酸值即可,可由1种构成,也可含有2种以上的构成单元。

另外,将本发明所使用的分散剂的玻璃化转变温度设为特定值以上,从提升显影密接性的观点出发,单体的均聚物的玻璃化转变温度的值(Tgi)为10℃以上的单体优选以合计计而在B嵌段中设为75质量%以上、更优选为85质量%以上。

上述嵌段共聚物中,作为上述A嵌段的构成单元的单元数m与上述B嵌段的构成单元的单元数n的比率m/n,优选为0.05~1.5的范围内,从色材的分散性、分散稳定性的观点出发,更优选为0.1~1.0的范围内。

上述嵌段共聚物的重均分子量Mw并无特别限定,从使色材分散性及分散稳定性良好的观点出发,优选为1000~20000、更优选为2000~15000、进一步优选为3000~12000。

在此,重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)以标准聚苯乙烯换算值的形式求得。

上述嵌段共聚物的制造方法并无特别限定。可通过公知方法制造嵌段共聚物,其中,优选以活性聚合法进行制造。其理由在于,难以发生链移动、失活,可制造分子量均匀的共聚物,可提升分散性等。作为活性聚合法,可列举活性自由基聚合法、基团转移聚合法等活性阴离子聚合法、活性阳离子聚合法等。利用这些方法使单体依次聚合,由此可制造共聚物。例如,先制造A嵌段,使构成B嵌段的构成单元与A嵌段进行聚合,由此可制造嵌段共聚物。另外,上述制造方法中,亦可使A嵌段与B嵌段的聚合顺序为相反。另外,亦可分别制造A嵌段与B嵌段,其后,使A嵌段与B嵌段进行偶联。

本发明的色材分散液中,使用具有上述通式(II)所示的构成单元的聚合物的至少一种作为分散剂,其含量视所使用的色材种类、以及后述的彩色滤光片用感光性着色树脂组合物中的固体成分浓度等而适当选定。

分散剂的含量,从分散性及分散稳定性的观点出发,相对于色材分散液中的总固体成分100质量份,优选为以3~45质量份、更优选为以5~35质量份的比例配合。

尤其是在形成色材浓度高的涂膜或着色层时,分散剂的含量相对于色材分散液中的总固体成分100质量份,优选为以3~25质量份、更优选为以5~20质量份的比例配合。

需要说明的是,本发明中,固体成分为上述溶剂以外的全部成分,也包括溶解于溶剂中的单体等。

[有机酸化合物]

本发明的色材分散液含有有机酸化合物。本发明中有机酸化合物只要为可与上述用作分散剂的嵌段共聚物所具有的氨基形成盐者的有机酸化合物即可,可适当选择使用。本发明中,通过使用上述有机酸化合物,从而色材的分散性及分散稳定性优异,可得到耐热性优异的涂膜,此外由于盐形成部位对碱显影时的碱水溶液具有高亲和性,故可制成碱显影性优异的色材分散液。

有机酸化合物在与上述通式(II)所示的构成单元(a)所具有的氨基形成盐的情况下,成为通式(II')所示的结构。

[化14]

通式(II')

(通式(II')中,A为来自有机酸化合物的阴离子,其他符号与上述通式(II)相同。)

本发明中,有机酸化合物只要为具有1个以上的碳原子和酸性基的化合物即可,并无特别限定。作为有机酸化合物所具有的酸性基,可列举羧基、磺酸基、磷酸基等,从分散性、分散稳定性、耐热性及碱显影性的观点出发,优选为磺酸基或磷酸基。另外,从碱显影性的观点出发,优选为具有磷酸基。

有机酸化合物1分子中所含的酸性基的数量并无特别限定,从分散性、分散稳定性、耐热性及碱显影性的观点出发,1分子中的酸性基优选为1~3个、更优选为1~2个。另外,酸性基的价数并无特别限定,从分散稳定性、耐热性及显影性的观点出发,优选为1~3价的酸、更优选为1~2价的酸。

本发明中,有机酸化合物,从容易与分散剂所具有的氨基进行盐形成的观点出发,分子量优选为5000以下、更优选为100以上且1000以下、进一步优选为150以上且500以下。

本发明中,从分散性、分散稳定性、耐热性及碱显影性优异的观点出发,有机酸化合物优选为选自由下述通式(IV)、及下述通式(V)所组成的群组的1种以上。

[化15]

(式(IV)及式(V)中,Ra及Ra'分别独立为氢原子、羟基、碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Ra”所示的1价基团,Ra及Ra'的任意者含有碳原子。Ra”为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团。

Rb为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Rb'所示的1价基团。Rb'为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团。

Rc及Rd分别独立地为氢原子或甲基,Re为氢原子、或碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-CHO、-CH2CHO、-CO-CH=CH2、-CO-C(CH3)=CH2或-CH2COORf所示的1价基团,Rf为氢原子或碳数1~5的烷基。

Ra、Ra'及Rb中,烷基、烯基、芳烷基、芳基分别可具有取代基。

s表示1~18的整数,t表示1~5的整数,u表示1~18的整数。)

上述通式(IV)中,在Ra及Ra'具有芳香环的情况下,该芳香环上可具有适当的取代基,例如碳数1~4的直链状、支链状的烷基等。

上述碳数1~18的烷基、芳烷基、芳基可设为与上述分散剂中的R8相同者。

在Ra和/或Ra'为-O-Ra”时,成为酸性磷酸酯。

需要说明的是,在Ra”具有芳香环的情况下,该芳香环上亦可具有适当的取代基,例如碳数1~4的直链状、支链状的烷基等。

在上述Re所表示的1价基团中,作为可具有的取代基,可列举例如碳数1~4的直链状、支链状或环状的烷基、F、Cl、Br等卤原子等。

上述Re中的碳数1~18的烷基如上述R8所示,碳数2~18的烯基如上述Ra及Ra'所示。

在Ra、Ra'及Ra”中,s为1~18的整数,t为1~5的整数,u为1~18的整数。s优选为1~4的整数、更优选为1~2的整数;t优选为1~4的整数、更优选为2或3。u优选为1~4的整数、更优选为1~2的整数。

上述通式(V)中,在Rb具有芳香环的情况下,该芳香环上可具有适当的取代基,例如碳数1~4的直链状、支链状的烷基等。

在Rb为-O-Rb'时,成为酸性硫酸酯。上述Rb'为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团。

上述碳数1~18的烷基、芳烷基、芳基如上述R8所示;碳数2~18的烯基如上述Ra及Ra'所示。需要说明的是,在Rb'具有芳香环的情况下,该芳香环上可具有适当的取代基,例如碳数1~4的直链状、支链状的烷基等。

上述Rc、Rd及Re与上述相同。

在上述Rb及Rb'中,s为1~18的整数,t为1~5的整数,u为1~18的整数。优选的s、t、u与上述Ra、Ra'及Ra”相同。

作为上述通式(IV)所示的有机酸化合物,从提升色材的分散性、且所获得的着色层的对比度较高、且耐热性优异的观点出发,优选为:上述通式(IV)中的Ra及Ra'分别独立地为氢原子、羟基、甲基、乙基、可具有取代基的芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re、或-O-Ra”所示的1价基团,Ra及Ra”的任意者包含碳原子,且Ra”为甲基、乙基、可具有取代基的芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re,Rc及Rd分别独立地为氢原子或甲基;更优选为:Ra为羟基,且Ra'为可具有取代基的芳基。

另外,作为通式(V)所示的有机酸化合物,从提升色材的分散性、且所获得的着色层的对比度较高、且耐热性优异的观点出发,优选为:通式(V)中的Rb为甲基、乙基、可具有取代基的芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re、或者-O-Rb'所示的1价基团,Rb'为甲基、乙基、可具有取代基的芳基或芳烷基、乙烯基、烯丙基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、或-[(CH2)t-O]u-Re,Rc及Rd分别独立地为氢原子或甲基;更优选为:Rb为可具有取代基的芳基。

其中,上述通式(IV)及通式(V)所示的有机酸化合物,从提升色材的分散性、且所获得的着色层的对比度较高、且耐热性优异的观点出发,优选为:作为Ra、Ra'和/或Ra”、以及/或者Rb和/或Rb',而具有芳香环。从色材分散性的观点出发,优选Ra、Ra'及Ra”中的至少1个、或者Rb或Rb'为可具有取代基的芳基或芳烷基,更具体而言为苄基、苯基、甲苯基、萘基、联苯基。在上述通式(IV)中,在Ra及Ra'的一者具有芳香环时,Ra及Ra'的另一者适宜使用氢原子或羟基。

另外,从耐热性或耐药剂性、尤其是耐碱性的观点出发,作为上述通式(IV)及通式(V)所示的有机酸化合物,优选为碳原子直接键合于磷(P)、硫(S)的化合物,优选Ra及Ra'分别独立地为氢原子、羟基、碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团,Ra及Ra'的任意者包含碳原子。另外,优选Rb为碳数1~18的烷基、碳数2~18的烯基、芳烷基、芳基、-[CH(Rc)-CH(Rd)-O]s-Re、-[(CH2)t-O]u-Re所示的1价基团。

本发明中,从分散性、耐热性方面出发,有机酸化合物优选为苯磺酸、对甲苯磺酸、单丁基磷酸、二丁基磷酸、甲基磷酸、二苄基磷酸、二苯基磷酸、苯基膦酸等,其中,更优选为对甲苯磺酸、苯基膦酸。需要说明的是,有机酸化合物可使用如对甲苯磺酸一水合物之类的水合物。

本发明中,有机酸化合物可单独使用1种、或组合2种以上使用。

本发明中,分散剂及有机酸化合物的合计含量并无特别限定,从分散性及分散稳定性的观点出发,相对于色材100质量份,分散剂及有机酸化合物的合计含量优选为10~120质量份、更优选为20~100质量份、进一步优选为30~80质量份。

[分散剂、与有机酸化合物的关系]

本发明的色材分散液,通过以下述方式组合使用分散剂与有机酸化合物,而使色材分散液的色材分散性及分散稳定性优异,可得到耐热性优异的涂膜,此外由于盐形成部位对碱显影时的碱水溶液具有高溶解性,故可形成碱显影性优异者,其中,所述方式为:在将上述分散剂的上述胺值设为A(mgKOH/g)、将上述色材分散液中所含的上述有机酸化合物的物质的量XA(mol)与构成上述色材分散液中所含的上述分散剂的上述构成单元(a)的物质的量XB(mol)之比设为X(=XA/XB)时,满足下式(1)及式(2);在X为小于1的范围内,进一步满足下式(3)。

X≤1.5 式(1)

A×X≥40 式(2)

A×(1-X)≤42 式(3)

上式(1)表示相对于上述分散剂所具有的氨基,上述有机酸化合物为1.5摩尔当量以下。若有机酸化合物为1.5摩尔当量以下,则未进行盐形成而存在的有机酸化合物的比例少,色材的分散稳定性优异,有机酸化合物不析出。需要说明的是,未进行盐形成而存在的有机酸化合物具有提升涂膜的耐热性与碱显影性的效果。本发明中,优选为X≤1.3、更优选为0.7≤X≤1.2。

上式(2)表示在假设为所添加的有机酸与分散剂的氨基以1:1进行100%盐形成时,在分散剂所具有的氨基中,相当于用于盐形成的部分的胺值。需要说明的是,在X超过1的范围时,推判过剩的有机酸化合物使化合物(I)的色淀结构稳定化,故耐热性进一步提升。满足上式(2)的色材分散液的对色材的亲和性适合于分散,故分散稳定性优异。

另外,近年来随着彩色滤光片的高精细化,而要求彩色滤光片的着色层减薄。为了使着色层减薄,必须对着色树脂组合物中的固体成分提高颜料浓度,分散剂的显影性亦造成较大影响。

即使在颜料浓度高的着色树脂组合物中,为了实现充分的显影性,优选为盐形成部较多、即有机酸较多的A×X≥60,更优选为A×X≥80。

从对溶剂的再溶解性的观点出发,优选为盐形成部较少、即有机酸较少的A×X≤130、更优选为A×X≤110。

另外,上式(2)表示在假设所添加的有机酸与分散剂的氨基以1:1进行100%盐形成时,在分散剂所具有的氨基中,与未进行盐形成的部分相当的胺值。满足上式(2)的色材分散液由于未进行盐形成的氨基较少,故色材的分子缔合状态难以被破坏。因此,使用满足上式(2)的色材分散液所制作的着色树脂组合物的粘度稳定性优异,即使在利用该着色树脂组合物所形成的着色层中,由于仍维持着分子缔合状态,故耐热性优异。另外,在X为1以上的范围时,由于未进行盐形成的氨基少,故与X小于1且满足上式(2)的情况同样地,耐热性优异。

需要说明的是,本发明中,XA为有机酸化合物的物质的量,设为并不包括色淀色材所含有的抗衡阴离子、或碱可溶性树脂。

[溶剂]

本发明中,作为溶剂,使用上述通式(I)所示的色材在23℃时的溶解度为0.1(g/10ml溶剂)以下的溶剂。相对于色材而使用这种实质上不溶解的溶剂或难溶性的溶剂,由此,本发明的色材分散液可使上述通式(I)所示的色材在溶剂中以分子缔合状态分散而使用。本发明中所使用的溶剂,从分散性、耐热性优异、可得到高亮度的涂膜的观点出发,优选为在23℃时的上述通式(I)所示的色材的溶解度为0.05(g/10ml溶剂)以下的溶剂。

需要说明的是,本发明中,23℃时的上述色材及上述呫吨系染料的溶解度为0.1(g/10ml溶剂)以下的溶剂,可通过以下评价方法而简易判定。

首先,通过下述方法,可判断是否为不会将上述通式(I)所示的色材实质上溶解的溶剂。

在20mL样品管瓶中,投入欲判断溶解性的色材0.1g,使用10ml全量吸移管投入溶剂S,进一步加盖后以超声波处理3分钟。所得液在23℃水浴中静置保管60分钟。将其上清液5ml用PTFE5μm薄膜过滤器进行过滤,再以0.25μm薄膜过滤器进行过滤,去除不溶物。以紫外可见分光光度计(例如岛津制作所公司制UV-2500PC)使用1cm槽测定所得滤液的吸光光谱。求得各色材的极大吸收波长的吸光度(abs)。此时,若吸光度(abs)小于测定上限值的40%(岛津制作所公司制UV-2500PC的情况下,吸光度(abs)小于2),则该溶剂可评价为实质上不溶解上述色材的溶剂。此时,吸光度(abs)为测定上限值的40%以上时,进一步通过下述评价方法求得溶解度。

首先,取代上述溶剂S,使用欲判断溶解性的色材的良溶剂(例如甲醇等的醇),同样地制得滤液,制作色材溶液,其后适当稀释为10000倍~100000倍程度,同样地测定色材的极大吸收波长的吸光度。由上述溶剂S的色材溶液与良溶剂的色材溶液的吸光度与稀释倍率,算出色材对上述溶剂S的溶解度。

其结果,上述色材的溶解度为0.1(g/10ml溶剂)以下的溶剂,判断为本发明中可使用的、色材为难溶性的溶剂。

上述色材的溶解度为0.1(g/10ml溶剂)以下的溶剂,从提升色材分散液的分散稳定性的观点出发,优选为在色材分散液的总溶剂中含有95质量%以上、更优选为含有98质量%以上、最优选为含有100质量%。

本发明的色材分散液中,从分散安定性的观点出发,其中,优选由酯系溶剂中适当选择使用。

作为酯系溶剂,可列举例如:醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、甲氧基乙基醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、3-甲氧基-3-甲基-1-丁基醋酸酯、3-甲氧基丁基醋酸酯、甲氧基丁基醋酸酯、乙氧基乙基醋酸酯、乙基溶纤剂醋酸酯、二丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、1,3-丁二醇二醋酸酯、环己醇醋酸酯、1,6-己二醇二醋酸酯、二乙二醇单乙基醚醋酸酯、二乙二醇单丁基醚醋酸酯等。

其中,从对人体的危险性低、在室温附近的挥发性低但加热干燥性良好的观点出发,优选使用丙二醇单甲基醚醋酸酯(PGMEA)。在此情况下,还具有即使在与使用了以往的PGMEA的着色树脂组合物的切换时也不需要特别的洗涤工序的优点。

作为本发明所使用的溶剂,优选为丙二醇单甲基醚醋酸酯在总溶剂中含有50质量%以上、更优选为含有70质量%以上、进一步优选为含有90质量%以上。

这些溶剂可单独或组合2种以上而使用。

本发明的色材分散液,相对于含有该溶剂的色材分散液的总量,通常以50~95质量%、优选为60~85质量%的比例使用如上的溶剂而制备。若溶剂过少,则粘度上升、分散性容易降低。另外,若溶剂过少,则色材浓度降低,有在制备彩色滤光片用着色树脂组合物后难以达成目标的色度坐标的情况。

(其他成分)

本发明的色材分散液中,在不损害本发明效果的前提下,视需要亦可进一步配合分散辅助树脂、其他成分。

作为分散辅助树脂,可列举例如后述的彩色滤光片用着色树脂组合物中所例示的碱可溶性树脂。通过碱可溶性树脂的立体阻碍使色材彼此难以接触,有分散稳定化、因该分散稳定化效果而减少分散剂的效果。作为碱可溶性树脂,其中,从分散稳定性及耐热性的观点出发,优选使用具有烃环的树脂,从色材的分子缔合状态稳定化、提升耐热性的观点出发,优选使用酸值高的树脂。

另外,作为其他成分,可列举例如用于提升湿润性的表面活性剂、消泡剂、防收缩剂、抗氧化剂、抗凝集剂、紫外线吸收剂等。

本发明的色材分散液,被用作用于制备后述彩色滤光片用着色树脂组合物的预备制备物。即,所谓色材分散液是指,在制备后述的着色树脂组合物的前阶段中,预备制备的(组合物中的色材成分)/(组合物中的色材成分以外的固体成分)比(质量比)较高的色材分散液。具体而言,(组合物中的色材成分)/(组合物中的色材成分以外的固体成分)比(质量比)通常为1.0以上。例如,通过将色材分散液与至少感光性粘合剂成分等混合,可制备分散性优异的着色树脂组合物。

[色材分散液的制造方法]

本发明中,色材分散液的制造方法只要为将上述通式(I)所示的色材利用分散剂而得到分散于溶剂中色材分散液的方法,则并无特别限定,例如:(1)事先将分散剂混合、搅拌于溶剂中,制备分散剂溶液,接着混合有机酸化合物,使分散剂所具有的氨基与有机酸化合物进行盐形成。将其与通式(I)所示的色材与视需要的其他成分混合,使用公知搅拌机或分散机予以分散的方法;(2)将分散剂混合、搅拌于溶剂中,制备分散剂溶液,接着混合通式(I)所示的色材及有机酸化合物、与视需要的其他成分,使用公知搅拌机或分散机予以分散的方法;(3)将分散剂混合、搅拌于溶剂中,制备分散剂溶液,接着混合通式(I)所示的色材及视需要的其他成分,使用公知搅拌机或分散机制成分散液后,添加有机酸化合物的方法等。

本发明中,从色材的分散稳定性的观点出发,优选设为上述(1)的方法。

作为用于进行分散处理的分散机,可列举双辊、三辊等辊磨机、球磨机、振动球磨机等球磨机、涂料调和器、连续盘型珠磨机、连续环型珠磨机等珠磨机。作为珠磨机的优选分散条件,所使用的珠径优选为0.03~2.00mm,更优选为0.10~1.0mm。

具体而言,可列举:通过用珠径较大的2mm氧化锆珠进行预备分散,再以珠径较小的0.1mm氧化锆珠进行主分散。另外,分散后,优选通过0.5~0.1μm的薄膜过滤器进行过滤。

2.彩色滤光片用着色树脂组合物

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物的特征在于,含有上述本发明的色材分散液、碱可溶性树脂、多官能单体、与引发剂。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物含有上述本发明的色材分散液,故经时稳定性优异、可形成耐热性提升的着色层,碱显影性亦优异。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物至少含有通式(I)所示的色材、分散剂、有机酸化合物、碱可溶性树脂、多官能单体、引发剂、与溶剂,在不损害本发明效果的前提下,视需要亦可进一步含有其他成分。

以下,依次详细说明此种本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物的各成分,但关于色材、分散剂、有机酸化合物、及溶剂,由于可设为与上述本发明的色材分散液相同者,故于此省略其说明。

[碱可溶性树脂]

本发明中的碱可溶性树脂通常具有羧基,其只要作为粘合剂树脂而发挥作用,且对形成图案时所使用的显影液、特别优选对碱显影液为可溶性,则可适当选择使用。需要说明的是,碱可溶性树脂亦可涵括于有机酸化合物中,但本发明中碱可溶性树脂视为与有机酸化合物为不同物。

本发明中碱可溶性树脂的酸值并无特别限定。从提升分散稳定性等的经时稳定性、提升利用该树脂组合物得到的着色层的耐热性的观点出发,作为碱可溶性树脂,优选使用酸值为80mgKOH/g以上且300mgKOH/g以下的树脂。推判:酸值为80mgKOH/g以上的树脂的酸性基的数量相对较多,使上述通式(I)所示的色材的分子缔合体、与上述分散剂所具有的氨基间的相互作用稳定化,提升分散稳定性等的经时稳定性,提升利用该树脂组合物得到的着色层的耐热性。

需要说明的是,本发明中,酸值表示用于中和固体成分1g所需要的KOH的质量(mg),是指根据JIS K 0070、通过电位差滴定法所求得的值。

酸值为80mgKOH/g以上的碱可溶性树脂由于为具有相对较多的酸性基的树脂,故容易与上述通式(I)所示的色材的分子缔合体表面附近所存在的阴离子所具有的碱性基相互作用,其结果,推判碱可溶性树脂容易吸附于上述分子缔合体表面。由于该碱可溶性树脂的酸值相对较高,故一旦吸附,则即使在高温加热下亦难以解离,可更加抑制色材的分解等,推判可抑制亮度降低,极大提升耐热性。另外,通过使用酸值为80mgKOH/g以上的碱可溶性树脂,从而该酸性基有助于与基板间的密接性,即使未使用以往用于改善与基板间的密接性而使用的硅烷偶联剂,与基板的密接性仍提升。

本发明中的优选的碱可溶性树脂,具体而言,可列举具有羧基的丙烯酸系共聚物、具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂等。这些之中,特别优选为在侧链具有羧基、且还在侧链具有烯属不饱和基等的光聚合性官能团的碱可溶性树脂。其原因在于,通过含有光聚合性官能团,所形成的固化膜的膜强度提高。另外,这些丙烯酸系共聚物、及环氧丙烯酸酯树脂可混合2种以上使用。

具备具有羧基的构成单元的丙烯酸系共聚物为,例如为将含羧基的烯属不饱和单体、及视需要的可共聚的其他单体通过公知的方法进行(共)聚合而获得的(共)聚合物。

作为含羧基的烯属不饱和单体,可列举例如(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、马来酸、马来酸单烷基酯、富马酸、衣康酸、巴豆醛、桂皮酸、丙烯酸二聚物等。另外,亦可利用(甲基)丙烯酸2-羟乙酯等的具有羟基的单体与马来酸酐、邻苯二甲酸酐、环己烷二羧酸酐之类的环状酸酐的加成反应物、ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。另外,亦可使用马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等的含酸酐单体作为羧基的前体。其中,从共聚性、成本、溶解性、玻璃化转变温度等的观点出发,特别优选为(甲基)丙烯酸。

碱可溶性树脂,从着色层的密接性优异的观点出发,优选还具有烃环。通过在碱可溶性树脂中具有属于大体积基团的烃环,可抑制固化时的收缩,缓和与基板间的剥离,提升基板密接性。另外,本发明人等发现,通过使用具有烃环的碱可溶性树脂,可抑制所得着色层的耐溶剂性,尤其是可抑制着色层的溶胀。关于其作用尚未明确,但推判:通过在着色层内含有大体积的烃环,而抑制着色层内的分子动作,结果使涂膜强度变高而抑制溶剂所造成的溶胀。

作为此种烃环,可列举:可具有取代基的环状脂肪族烃环、可具有取代基的芳香族环、及它们的组合,烃环可具有羰基、羧基、氧羰基、酰氨基等的取代基。其中,在含有脂肪族环时,可提升着色层的耐热性或密接性,同时可提升所得着色层的亮度。

作为烃环的具体例,可列举:环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、降冰片烷、三环[5.2.1.0(2,6)]癸烷(二环戊烷)、金刚烷等的脂肪族烃环;苯、萘、蒽、菲、芴等芳香族环;联苯、三联苯、二苯基甲烷、三苯基甲烷、二苯乙烯等的链状多环、下述化学式(A)所示的cardo结构等。

[化16]

作为烃环,在含有脂肪族环时,从提升着色层的耐热性、密接性、同时提升所得着色层的亮度的观点出发特别优选。

另外,在含有上述化学式(A)所示cardo结构的情况下,从提升着色层的固化性、提升耐溶剂性(NMP溶胀抑制)的观点出发是特别优选的。

在本发明所使用的碱可溶性树脂中,从容易调整各构成单元量、增加上述具有烃环的构成单元量而容易提升该构成单元所具有的功能的观点出发,优选使用除了具有羧基的构成单元之外,另外具备具有上述烃环的构成单元的丙烯酸系共聚物。

具备具有羧基的构成单元、与上述烃环的丙烯酸系共聚物,可通过使用具有烃环的烯属不饱和单体作为上述“可共聚的其他单体”而制备。

作为具有烃环的烯属不饱和单体,可列举例如(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等。

本发明的碱可溶性树脂,从提升固化膜的膜强度而提升显影耐性、且抑制固化膜的热收缩而使与基板间的密接性优异的观点出发,优选具有烯属双键。在具有烯属双键的情况下,在彩色滤光片制造时的树脂组合物的固化工序中,该碱可溶性树脂彼此、或该碱可溶性树脂与多官能单体等可形成交联键。其结果,推判可提升着色层的固化膜的膜强度,抑制固化膜的热收缩而与基板间的密接性优异。通过选择使用具有烯属双键的碱可溶性树脂,从而利用本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物所形成的着色层,即使在相对于着色树脂组合物的总固体成分将后述硅烷偶联剂设为1质量份以下的情况下,基板密接性仍优异。

在碱可溶性树脂中导入烯属双键的方法,只要从以往公知的方法适当选择即可。可列举例如:对碱可溶性树脂所具有的羧基,加成分子内兼具有环氧基与烯属双键的化合物、例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等,而于侧链导入烯属双键的方法;预先将具有羟基的构成单元导入至共聚物,使分子内具备异氰酸酯基与烯属双键的化合物加成,而在侧链导入烯属双键的方法等。

本发明的碱可溶性树脂可进一步含有(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等具有酯基的构成单元等的其他构成单元。具有酯基的构成单元不仅作为抑制彩色滤光片用着色树脂组合物的碱可溶性的成分而发挥作用,亦作为提高对溶剂的溶解性、甚至溶剂再溶解性的成分而发挥作用。

本发明中的碱可溶性树脂优选为具备具有羧基的构成单元、和具有烃环的构成单元的丙烯酸系共聚物,更优选为具备具有羧基的构成单元、具有烃环的构成单元、与具有烯属双键的构成单元的丙烯酸系共聚物。

作为本发明的碱可溶性树脂,可优选使用上述含有cardo结构的具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(以下称为cardo树脂)。

含上述cardo结构的具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂(以下称为cardo树脂)的正确机制尚未明确,但由于芴骨架含有π共轭体系,故可认为对自由基呈高灵敏度。通过将后述肟酯系光聚合引发剂与cardo树脂组合,可进一步提升溶剂耐性、水渗染、灵敏度等的要求性能。

作为cardo树脂,优选可列举例如日本特开2007-119720号公报记载的下述通式(B)所示的聚合性化合物、及日本特开2006-308698号公报记载的具有芴骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯与多元酸的反应物(缩聚物)等。

[化17]

(其中,上述通式(B)中,X表示下述通式(D)所示的基团,Y分别独立表示多元羧酸或其酸酐的残基,Ri表示下述通式(C)所示的基团,j为0~4的整数,k为0~3的整数,n为1以上的整数。)

[化18]

(其中,上述通式(C)中,Rii表示氢原子或甲基,Riii分别独立表示氢原子或甲基。)

[化19]

(其中,上述通式(D)中,Riv分别独立表示氢原子、碳数1~5的烷基、苯基、或卤原子,Rv表示-O-或-OCH2CH2O-。)

本发明所使用的cardo树脂,例如可通过将芴双酚化合物进行环氧化而制成芴双酚化合物的环氧化合物,使其与(甲基)丙烯酸反应而制成环氧(甲基)丙烯酸酯,使该环氧(甲基)丙烯酸酯与多元羧酸或其酸酐反应而获得。

作为芴双酚化合物,优选可列举上述通式(D)中,Rv为-O-、且此-O-成为-OH者。

作为芴双酚化合物,可列举9,9-双(4-羟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)芴等双酚化合物、及它们的混合物。

作为上述具有芴骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂的反应中所使用的多元羧酸及其酸酐,可列举:马来酸、琥珀酸、衣康酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸、氯菌酸、甲基四氢邻苯二甲酸、戊二酸等的二羧酸或它们的酸酐;联苯基四羧酸、二苯甲酮四羧酸、联苯醚四羧酸、联苯砜四羧酸、4-(1,2-二羧乙基)-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二羧酸、丁烷四羧酸、均苯四酸等的四羧酸或它们的酸二酐;偏苯三酸或其酸酐等的三羧酸或它们的酸酐等。这些可以单独使用,亦可并用2种以上。

作为本发明所使用的cardo树脂,优选可列举:属于芴环氧(甲基)丙烯酸酯衍生物与二羧酸酐和/或四羧酸二酐的加成生成物的具有芴骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯加成物。

作为本发明可使用的cardo树脂的市售物的商品名,可列举INR-16M(Nagase ChemteX(株)制)、商品名V259ME(新日铁住金化学(株)制)等。

具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂可分别单独使用1种,亦可并用2种以上。

彩色滤光片用着色树脂组合物中所使用的碱可溶性树脂,可单独使用1种,亦可组合2种以上使用,其含量并无特别限制,相对于彩色滤光片用着色树脂组合物的固体成分总量,碱可溶性树脂优选为5~60质量%、更优选为10~40质量%的范围内。若碱可溶性树脂的含量少于上述下限值,则有无法得到充分的碱显影性的情况,另外,若碱可溶性树脂的含量多于上述上限值,则有显影时发生膜粗糙、图案缺损的情况。需要说明的是,本发明中,固体成分是指上述溶剂以外的所有成分,亦包括液状的多官能单体等。

碱可溶性树脂可通过适当调整各构成单元的填装量,而制成具有所需性能的碱可溶性树脂。

含羧基的烯属不饱和单体的填装量,相对于单体总量,优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。

含羧基的烯属不饱和单体的比例小于5质量%时,则所获得的涂膜对碱显影液的溶解性降低,图案形成变得困难。另外,若含羧基的烯属不饱和单体的比例超过50质量%,则有在利用碱显影液进行显影时,容易导致所形成的图案自基板上脱落、图案表面的膜粗糙的倾向。

另外,在优选用作碱可溶性树脂的、具备具有羧基的构成单元和具有烃环的构成单元的丙烯酸系共聚物中,含羧基的烯属不饱和单体的填装量相对于单体总量,优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。另外,在该丙烯酸系共聚物中,含烃环基的烯属不饱和单体的填装量相对于单体总量,优选为30~80质量%、更优选为40~75质量%。

另外,在更优选用作碱可溶性树脂的、具备具有羧基的构成单元、具有烃环的构成单元和具有烯属双键的构成单元的丙烯酸系共聚物中,在对含羧基的烯属不饱和单体加成分子内兼有环氧基与烯属双键的化合物,而导入烯属双键的情况下,含羧基的烯属不饱和单体的填装量相对于单体总量,优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。在该丙烯酸系共聚物中,含烃环基的烯属不饱和单体的填装量相对于单体总量,优选为30~80质量%、更优选为40~75质量%。另外,在该丙烯酸系共聚物中,兼有环氧基与烯属双键的化合物相对于含羧基的烯属不饱和单体的填装量,优选为10~95质量%、更优选为15~90质量%。

在丙烯酸系共聚物具备具有羧基与烃环的构成单元时,该构成单元视为包含于各具有羧基的构成单元、具有烃环的构成单元中。

本发明的碱可溶性树脂中,具有羧基的构成单元、具有烃环的构成单元、及具有烯属双键的构成单元以外所含的其他构成单元,在总构成单元中优选为0~30质量%、更优选为0~20质量%。

上述碱可溶性树脂,从对显影液所使用的碱水溶液的显影性(溶解性)的观点、以及提升着色层的耐热性的观点出发,选择使用酸值为80mgKOH/g以上且300mgKOH/g以下者。其中,优选为90mgKOH/g以上且280mgKOH/g以下、更优选为100mgKOH/g以上且250mgKOH/g以下。酸值为100mgKOH/g以上的碱可溶性树脂,从提升亮度及耐热性及密接性的观点出发为优选。另外,在将通式(I)所示的色材、与酸性染料的金属色淀色材组合使用时,从提升耐热性的观点出发,优选使用酸值为90mgKOH/g以上的碱可溶性树脂。

酸值为上述下限值以上的碱可溶性树脂,容易与存在于上述通式(I)所示的色材的分子缔合体表面附近的阴离子所具有的碱性基相互作用,其结果,推判碱可溶性树脂容易吸附于上述分子缔合体表面。推判:由于该碱可溶性树脂的酸值相对较高,故一旦吸附,则即使在高温加热下也难以解离,可更加抑制色材的分解等,可抑制亮度降低,大幅提升耐热性。

在碱可溶性树脂的侧链具有烯属不饱和基团的情况下,烯属不饱和键当量优选为100~2000的范围、特别优选为140~1500的范围。该烯属不饱和键当量若为2000以下,则显影耐性、密接性优异。另外,若为100以上,由于可使上述具有羧基的构成单元、具有烃环的构成单元等的其他构成单元的比例相对增加,故显影性、耐热性优异。

在此,所谓烯属不饱和键当量,是指上述碱可溶性树脂中的烯属不饱和键每1摩尔的重均分子量,由下述数式(4)表示。

[数1]

数式(4)

(数式(4)中,W表示碱可溶性树脂的质量(g),M表示碱可溶性树脂W(g)中所含的烯属双键的摩尔数(mol)。)

上述烯属不饱和键当量,例如可根据JIS K 0070:1992记载的碘价的试验方法而算出。

另外,上述烯属不饱和键当量亦可通过将数式(1)中的W设为构成碱可溶性树脂的单体及化合物的合计质量(g),将M设为通过下述数式(5)所算出的碱可溶性树脂中的烯属双键的摩尔数(mol),而通过碱可溶性树脂的合成时的配合量简易地算出。

(其他树脂)

本发明的着色树脂组合物中,在不损害本发明的效果的范围内,亦可进一步含有其他树脂。作为其他树脂的具体例,可列举例如:聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯吡咯烷酮树脂、羟乙基纤维素树脂、羧甲基纤维素树脂、聚氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、马来酸树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂等,其中,从耐热性的观点出发,优选为聚酰胺树脂、或聚酰亚胺树脂,更优选为具有环状结构的聚酰胺树脂、或具有环状结构的聚酰亚胺树脂。这些树脂可为具有碱可溶性者,亦可为不具有碱可溶性者。另外,这些树脂可组合1种或2种以上。

碱可溶性树脂的重均分子量并无特别限定。其中,优选为1,000~500,000的范围、更优选为3,000~200,000。小于1,000时,固化后的粘合剂性能明显降低;若超过500,000,则通过碱显影液进行显影时,有图案形成变得困难的情况。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中所使用的碱可溶性树脂,可单独使用1种,亦可组合2种以上使用,其含量相对于着色树脂组合物所含的色材100质量份,通常为10~1000质量份的范围内、优选为20~500质量份的范围内。若碱可溶性树脂的含量过少,则有无法得到充分的碱显影性的情况,另外,若碱可溶性树脂的含量过多,则色材的比例相对变低,有无法得到充分的着色浓度的情况。

[多官能单体]

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中所使用的多官能单体,只要为可通过后述引发剂进行聚合者即可,并无特别限定,通常使用具有2个以上的烯属不饱和双键的化合物,特别优选为具有2个以上的丙烯酰基或甲基丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯,更优选为三官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯。

多官能(甲基)丙烯酸酯中,作为三官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯,可列举例如:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(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、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸酐改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、磷酸三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、三(甲基丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、羧酸改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸酐改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、酯三(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯六(甲基)丙烯酸酯、酯六(甲基)丙烯酸酯等。

本发明中,从提升光固化性(高灵敏度)的观点出发,多官能单体优选具有3个(三官能以上)以上可聚合的双键,可适当列举例如3元以上的多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯类。另外,本发明中,从提升碱显影性的观点出发,多官能单体优选具有羧基。作为具有羧基的多官能单体,可列举例如上述多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯类的羧酸改性物等。

作为多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯类的具体例,可列举: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、二季戊四醇四(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)丙烯酸酯等。

另外,作为多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯类的羧酸改性物,可列举季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸改性物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸改性物等。

这些多官能单体可单独使用1种,亦可组合2种以上使用。例如,亦可将具有羧基的多官能单体、与不具有羧基的多官能单体组合使用。从提升耐热性及密接性的观点出发,优选为具有羧基的季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸改性物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸改性物。

此种多官能单体亦可适当使用市售物,例如作为含有二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯的琥珀酸改性物的市售物,可列举商品名M-520D、TO-2371(东亚合成(株)社制)等。

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中所使用的上述多官能单体的含量并无特别限制,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,多官能单体的含量优选为5~60质量%、更优选为10~40质量%。若多官能单体的含量少于上述范围,则光固化无法充分进行,有时曝光部分溶出,另外,若多官能单体的含量多于上述范围,则有碱显影性降低之虞。

[引发剂]

作为本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物中所使用的引发剂,并无特别限制,可由以往公知的各种引发剂中组合1种或2种以上使用。

作为引发剂,可列举:芳香族酮类、苯偶姻醚类、卤代甲基噁二唑化合物、α-氨基酮、联咪唑类、N,N-二甲基氨基二苯甲酮、卤代甲基-S-三嗪系化合物、噻吨酮等。作为引发剂的具体例,可列举:二苯甲酮、4,4'-双二乙基氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮等的芳香族酮类、苯偶姻甲基醚等的苯偶姻醚类、乙基苯偶姻等的苯偶姻、2-(邻氯苯基)-4,5-苯基咪唑二聚物等的联咪唑类、2-三氯甲基-5-(对甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑等的卤代甲基噁二唑化合物、2-(4-丁氧基-萘-1-基)-4,6-双-三氯甲基-S-三嗪等的卤代甲基-S-三嗪系化合物、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮、1,2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1,1-羟基-环己基-苯基酮、苄基、苯甲酰基苯甲酸、苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯甲酰基-4'-甲基二苯基硫醚、苄基甲基缩酮、二甲基氨基苯甲酸酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、2-正丁氧基乙基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、2-氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、4-苯甲酰基-甲基二苯基硫醚、1-羟基-环己基-苯基酮、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-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、α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮等。

其中,优选为使用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)-1-丁酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、二乙基噻吨酮。从调整灵敏度、抑制水渗染、提升显影耐性的观点出发,更优选组合2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮之类的α-氨基苯乙酮系引发剂与二乙基噻吨酮之类的噻吨酮系引发剂。

α-氨基苯乙酮系引发剂与噻吨酮系引发剂的含量,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,优选为5~15质量%。若引发剂量为15质量%以下,则制造工艺中的升华物减低,故优选。若引发剂为5质量%以上,则水渗染等显影耐性提升。

本发明中,关于引发剂,其中,从水渗染抑制效果高的观点出发,优选含有肟酯系光引发剂。需要说明的是,所谓水渗染,是指碱显影后,在以纯水淋洗后,发生如水渗染般的痕迹的现象。此种水渗染在后烘烤后消失,故作为制品并无问题,但在显影后在图案化面的外观检查时,被检测出为不均匀异常,而有无法区别正常品与异常品的问题发生。因此,若外观检查时降低检查装置的检查灵敏度,则结果引起最终的彩色滤光片制品的成品率下降,而造成问题。

作为该肟酯系光引发剂,从减低因分解物造成的彩色滤光片用着色树脂组合物的污染、装置污染的观点出发,其中,优选为具有芳香环的引发剂,更优选为具有含芳香环的稠环的引发剂,进一步优选为具有含苯环与杂环的稠环的引发剂。

作为肟酯系光引发剂,可以由1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-、2-(邻苯甲酰基肟)]、1-(邻乙酰基肟)1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮、日本特开2000-80068号公报、日本特开2001-233842号公报、日本特表2010-527339、日本特表2010-527338、日本特开2013-041153等记载的肟酯系光引发剂中适当选择。作为市售物,亦可使用IRGACURE OXE-01、IRGACURE OXE-02、IRGACURE OXE-03(以上为BASF公司制)、ADEKA OPT-N-1919、ADEKA ARKLS NCI-930、ADEKA ARKLS NCI-831(以上为ADEKA公司制)、TR-PBG-304、TR-PBG-326、TR-PBG-345、TR-PBG-3057(以上为常州强力电子新材料公司制)等。

作为本发明所使用的该肟酯系光引发剂,从耐溶剂性、显影耐性、图案缺损发生的抑制效果、以及水渗染发生抑制效果优异的观点出发,其中,优选使用产生芳基自由基、尤其是产生苯基自由基的肟酯系光引发剂,更优选使用产生烷基自由基、尤其是产生甲基自由基的肟酯系光引发剂。推判:相较于芳基自由基,烷基自由基的自由基移动容易活性化。作为产生烷基自由基的肟酯系光引发剂,可列举:1-(邻乙酰基肟)1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮(商品名:IRGACURE OXE-02,BASF制)、(2,4,6-三甲基苯基)[8-[[(乙酰基氧基]亚氨基][2-(2,2,3,3-四氟丙氧基)苯基]甲基]-11-(2-乙基己基)-11H-苯并[a]咔唑-5-基]-甲酮(商品名:IRGACURE OXE-03,BASF制)、1-(邻乙酰基肟)1-[9-乙基-6-(1,3-二氧戊环,4-(2-甲氧基苯氧基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮(商品名:ADEKA OPT-N-1919,ADEKA公司制)、邻乙酰基肟(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)[4-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基-2-甲基苯基)]-甲酮(商品名:ADEKA ARKLS NCI-831,ADEKA公司制)、1-(邻乙酰基肟)3-环戊基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-丙酮(商品名:TR-PBG-304,常州强力电子新材料公司制)、1-(邻乙酰基肟)3-环戊基-1-[2-(2-嘧啶基硫基)-9H-咔唑-3-基]-1-丙烷(商品名:TR-PBG-314,常州强力电子新材料公司制)、1-(邻乙酰基肟)2-环己基-1-[2-(2-嘧啶基氧基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮(商品名:TR-PBG-326,常州强力电子新材料公司制)、1-(邻乙酰基肟)2-环己基-1-[2-(2-嘧啶基硫基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮(商品名:TR-PBG-331,常州强力电子新材料公司制)、1-(邻乙酰基肟)1-[4-[3-[1-[(乙酰基氧基)亚氨基]乙基]-6-[4-[(4,6-二甲基-2-嘧啶基)硫基]-2-甲基苯甲酰基]-9H-咔唑-9-基]苯基]-1-辛酮(商品名:EXTA-9,UNION CHEMICAL制)等。

另外,从提升灵敏度的观点出发,优选在肟酯系光引发剂中组合具有叔胺结构的光引发剂使用。其原因在于,具有叔胺结构的光引发剂,由于在分子内具有属于氧猝灭剂的叔胺结构,故由引发剂所产生的自由基难以因氧而失活,可提高灵敏度。上述具有叔胺结构的光引发剂的市售物,可列举例如2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(例如IRGACURE 907,BASF公司制)、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(例如IRGACURE 369,BASF公司制)、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮(例如HICURE ABP,川口药品制)等。

本发明中,引发剂优选使用肟酯系光引发剂,其中,更优选含有烷基自由基系肟酯化合物。

在组合了烷基自由基系肟酯化合物、和α-氨基烷基苯酮系引发剂的情况下,可得到水渗染抑制效果优异的涂膜,灵敏度的调节亦变得容易。

另外,在组合烷基自由基系肟酯化合物、和芳基自由基系肟酯化合物使用的情况下,可以较少引发剂量而得到耐溶剂性与水渗染抑制特别优异的涂膜,灵敏度调节亦变得容易。

烷基自由基系肟酯化合物的量,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,优选为2~7质量%。若引发剂量小于7质量%,则由于涂膜相对在掩膜开口而不致过粗,故优选。若引发剂量为2质量%以上,则耐溶剂性变得良好。

本发明的着色树脂组合物中所使用的引发剂的含量,并无特别限制,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,优选为1~40质量%、更优选为2~30质量%、特别优选为3~20质量%。若其含量少于上述范围,则无法产生充分的聚合反应,故有无法制成着色层的硬度充分者的情况,另一方面,若多于上述范围,则着色树脂组合物的固体成分中的色材等的含量相对变少,有无法得到充分的着色浓度的情况下。

<任意添加成分>

在本发明的着色树脂组合物中,在不损害本发明目的的范围内,视需要亦可含有各种添加剂。作为添加剂,可列举例如抗氧化剂、聚合停止剂、链转移剂、流平剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、密接促进剂等。

(硅烷偶联剂)

本发明中,为了提升与基板的密接性,可使用硅烷偶联剂。本发明中,硅烷偶联剂是表示具有1个以上选自硅烷醇基及烷氧基甲硅烷基的基团的化合物。

硅烷偶联剂,从密接性的观点出发,通常相对于着色树脂组合物的总固体成分而使用2质量%以上。对此,本发明人等发现,在将硅烷偶联剂、与上述通式(I)所示的色材组合使用时,该硅烷偶联剂发生经时变化。因此,从即使在长期间保管后对基板的密接性仍不降低、且抑制灵敏度变化而可得到如设计般的图案状着色层的观点出发,优选相对于着色树脂组合物的固体成分,将硅烷偶联剂设为1质量%以下,更优选为相对于着色树脂组合物的总固体成分,设为0.5质量%以下,进一步优选为实质上不含有。

作为硅烷偶联剂的具体例,可列举:乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等的乙烯基硅烷类;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等的(甲基)丙烯基硅烷类;β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)甲基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等的环氧硅烷类;N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等的氨基硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等的硫基硅烷类等的硅烷偶联剂,其中,从与基板间的密接性的观点出发,优选为3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。

(抗氧化剂)

本发明的着色树脂组合物,从耐热性及耐光性的观点出发,优选含有抗氧化剂。抗氧化剂可由以往公知者中适当选择。作为抗氧化剂的具体例,可列举例如受阻酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、肼系抗氧化剂等,从耐热性及耐光性的观点出发,优选为使用受阻酚系抗氧化剂。

作为受阻酚系抗氧化剂,可列举例如:季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯](商品名:IRGANOX 1010,BASF公司制)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)异氰脲酸酯(商品名:IRGANOX 3114,BASF公司制)、2,4,6-三(4-羟基-3,5-二叔丁基苄基)1,3,5-均三甲苯(商品名:IRGANOX 1330,BASF公司制)、2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基酚)(商品名:Sumilizer MDP-S,住友化学制)、6,6'-硫双(2-叔丁基-4-甲基酚)(商品名:IRGANOX 1081,BASF公司制)、3,5-二叔丁基-4-羟苄基磺酸二乙酯(商品名:IRGAMOD 195,BASF公司制)等。其中,从耐热性及耐光性的观点出发,优选为季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯](商品名:IRGANOX 1010,BASF公司制)。

在使用抗氧化剂时,其配合量只要为不损害本发明效果的范围,则无特别限定。作为抗氧化剂的配合量,相对于着色树脂组合物中的总固体成分100质量份,抗氧化剂优选为0.1~5.0质量份、更优选为0.5~4.0质量份。若为上述下限值以上,则耐热性及耐光性优异。另一方面,若为上述上限值以下,则可使本发明的着色树脂组合物成为高灵敏度的感光性树脂组合物。

另外,作为上述表面活性剂,可列举例如:聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯类、脂肪酸改性聚酯类、叔胺改性聚氨酯类等。另外,其他亦可使用氟系表面活性剂。

此外,作为增塑剂,可列举例如:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、三甲苯酯(トリクレジル)等。作为消泡剂、流平剂,可列举例如硅系、氟系、丙烯酸系的化合物等。

(链转移剂)

作为链转移剂,优选为例如单官能硫醇化合物、多官能硫醇化合物,其中更优选为多官能硫醇化合物。

作为单官能硫醇化合物,可列举:2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基甲基苯并咪唑、2-巯基甲基苯并噁唑、2-巯基甲基苯并噻唑等。其中,由使光聚合引发剂所产生的自由基进行链移动、提升固化性的观点出发,单官能硫醇化合物优选为2-巯基甲基苯并噻唑。

作为多官能硫醇化合物,并无特别限定,可使用各种化合物。多官能硫醇化合物可列举例如:1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,6-己二硫醇、1,8-辛二硫醇、1,2-环己二硫醇、癸二硫醇、二巯基乙酸乙二醇酯、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二巯基乙酸乙二醇酯、二巯基乙酸1,4-丁二醇酯、1,4-丁二醇双(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、四巯基乙酸季戊四醇酯、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、以及各种多元醇与巯基乙酸、巯基丙酸等的含硫醇基羧酸的酯。

另外,作为多官能硫醇化合物,可列举三巯基丙酸三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-s-三嗪、2-(N,N-二丁基氨基)-4,6-二巯基-s-三嗪等。另外,多官能硫醇化合物可列举:2,5-己二硫醇、2,9-癸二硫醇、1,4-双(1-巯基乙基)苯、邻苯二甲酸二(1-巯基乙酯)、邻苯二甲酸二(2-巯基丙酯)、邻苯二甲酸二(3-巯基丁酯)、邻苯二甲酸二(3-巯基异丁酯)等的相对于硫醇基而在α位和/或β位的碳原子具有取代基的多官能硫醇化合物;乙二醇双(3-巯基丁酸酯)、丙二醇双(3-巯基丁酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丁酸酯)、丁二醇双(3-巯基丁酸酯)、辛二醇双(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丁酸酯)、乙二醇双(2-巯基丙酸酯)、丙二醇双(2-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基丙酸酯)、丁二醇双(2-巯基丙酸酯)、辛二醇双(2-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(2-巯基丙酸酯)、乙二醇双(3-巯基异丁酸酯)、丙二醇双(3-巯基异丁酸酯)、二乙二醇双(3-巯基异丁酸酯)、丁二醇双(3-巯基异丁酸酯)、辛二醇双(3-巯基异丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基异丁酸酯)、季戊四醇四(3-巯基异丁酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基异丁酸酯)、乙二醇双(2-巯基异丁酸酯)、丙二醇双(2-巯基异丁酸酯)、二乙二醇双(2-巯基异丁酸酯)、丁二醇双(2-巯基异丁酸酯)、辛二醇双(2-巯基异丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基异丁酸酯)、季戊四醇四(2-巯基异丁酸酯)、二季戊四醇六(2-巯基异丁酸酯)、乙二醇双(4-巯基戊酸酯)、丙二醇双(4-巯基异戊酸酯)、二乙二醇双(4-巯基戊酸酯)、丁二醇双(4-巯基戊酸酯)、辛二醇双(4-巯基戊酸酯)、三羟甲基丙烷三(4-巯基戊酸酯)、季戊四醇四(4-巯基戊酸酯)、二季戊四醇六(4-巯基戊酸酯)、乙二醇双(3-巯基戊酸酯)、丙二醇双(3-巯基戊酸酯)、二乙二醇双(3-巯基戊酸酯)、丙二醇双(3-巯基戊酸酯)、辛二醇双(3-巯基戊酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基戊酸酯)、季戊四醇四(3-巯基戊酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基戊酸酯)等。

本发明中,其中,上述多官能硫醇化合物中优选为季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)。

作为制品,可列举季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)(PTMP;昭和电工公司制“Karenz MT(商标)PE1”)。

<着色树脂组合物中的各成分的配合比例>

通式(I)所示的色材及其他色材的合计含量,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,优选为以3~65质量%、更优选为以4~55质量%的比例进行配合。若为上述下限值以上,则在将着色树脂组合物涂布成规定膜厚(通常为1.0~5.0μm)时的着色层具有充分色浓度。另外,若为上述上限值以下,则分散性及分散安定性优异,且可得到具有充分硬度、与基板的密接性的着色层。需要说明的是,在本发明中,固体成分为除了上述溶剂以外的所有成分,亦包括液状的多官能单体等。

另外,作为分散剂的含量,只要为可使通式(I)所示的色材均匀地分散的含量,则并无特别限定,例如相对于着色树脂组合物的固体成分总量,可使用3~40质量%。此外,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,优选为5~35质量%、特别优选为5~25质量%。若为上述下限值以上,则通式(I)所示的色材的分散性及分散安定性优异、粘度的经时稳定性优异。另外,若为上述上限值以下,则着色层的亮度变得良好。

碱可溶性树脂与多官能单体、和引发剂的合计含量,相对于着色树脂组合物的固体成分总量,优选为以10~92质量%、更优选为以15~87质量%的比例进行配合。若为上述下限值以上,则可得到具有充分硬度、与基板间的密接性的着色层。另外,若为上述上限值以下,则因热收缩所造成的微小皱纹的发生亦被抑制。

另外,溶剂的含量可在能精度良好地形成着色层的范围内适当设定。相对于包含该溶剂的上述着色树脂组合物的总量,通常,优选为55~95质量%的范围内,其中,更优选为65~88质量%的范围内。通过使上述溶剂的含量为上述范围内,可制成涂布性优异者。

<彩色滤光片用着色树脂组合物的制造方法>

本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物的制造方法,只要为含有上述本发明的色材分散液与碱可溶性树脂、多官能单体、引发剂、溶剂与视所需而使用的各种添加成分,可使色材利用分散剂均匀分散于溶剂中的方法即可,可通过使用公知的混合手段进行混合而制备。

作为该树脂组合物的制备方法,可列举例如:(1)在上述本发明的色材分散液中,混合碱可溶性树脂、多官能单体、引发剂与视所需而使用的各种添加成分的方法;(2)在溶剂中,同时投入色材、分散剂、碱可溶性树脂、多官能单体、引发剂与视所需而使用的各种添加成分,并予以混合的方法;(3)在溶剂中,添加分散剂、碱可溶性树脂、多官能单体、引发剂与视所需而使用的各种添加成分并进行混合后,加入色材并予以分散的方法;(4)在溶剂中,添加色材、分散剂与碱可溶性树脂而制备分散液,在该分散液中,进一步添加、混合碱可溶性树脂、多官能单体、引发剂与视所需而使用的各种添加成分的方法等。

这些方法中,从有效防止色材的凝集、使其均匀分散的观点出发,优选上述(4)的方法。

3.彩色滤光片

本发明的彩色滤光片至少具备透明基板、和设于该透明基板上的着色层,该着色层的至少一个具有使上述本发明的着色树脂组合物固化而形成的着色层。

针对此种本发明的彩色滤光片,参照附图进行说明。图1为表示本发明的彩色滤光片的一例的概略剖面图。根据图1,本发明的彩色滤光片10具有透明基板1、遮光部2、及着色层3。

(着色层)

本发明的彩色滤光片所使用的着色层,其至少一个为使上述本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物固化而形成的着色层。

着色层通常形成于后述透明基板上的遮光部的开口部,通常由3色以上的着色图案所构成。

另外,作为该着色层的排列,并无特别限定,例如可设为条纹型、马赛克型、三角型、4像素配置型等一般排列。另外,着色层的宽度、面积等可任意设定。

该着色层的厚度可通过调整涂布方法、着色树脂组合物的固体成分浓度或粘度等而适当控制,通常优选为1~5μm的范围。

例如,在着色树脂组合物为感光性树脂组合物时,该着色层可通过下述方法而形成。

首先,使用喷涂法、浸涂法、棒涂法、辊涂法、旋涂法、模涂法等涂布手段将上述本发明的彩色滤光片用着色树脂组合物涂布于后述透明基板上,使湿涂膜形成。

接着,使用加热板或烘箱等使该湿涂膜干燥后,在其上借助规定图案的掩膜进行曝光,使碱可溶性树脂及多官能单体等进行光聚合反应,制成感光性的涂膜。作为曝光所使用的光源,可列举例如:低压水银灯、高压水银灯、金属卤化物灯等的紫外线、电子束等。曝光量根据所使用的光源或涂膜的厚度等而适当调整。

另外,在曝光后,为了促进聚合反应,亦可进行加热处理。加热条件根据所使用的着色树脂组合物中的各成分的配合比例、或涂膜的厚度等而适当选择。

接着,使用显影液进行显影处理,溶解、除去未曝光部分,由此以所需图案形成涂膜。作为显影液,通常使用在水或水溶性溶剂中使碱溶解的溶液。在该碱性溶液中,亦可适量添加表面活性剂等。另外,显影方法可采用一般方法。

显影处理后,通常进行显影液的清洗、着色树脂组合物的固化涂膜的干燥,形成着色层。需要说明的是,显影处理后,为了使涂膜充分固化,亦可进行加热处理。加热条件并无特别限定,可根据涂膜的用途而适当选择。

(遮光部)

本发明的彩色滤光片中的遮光部,为在后述透明基板上形成为图案状的遮光部,可设为与一般的彩色滤光片中用作遮光部者相同的遮光部。

该遮光部的图案形状,并无特别限定,可列举例如条纹状、矩阵状等的形状。作为该遮光部,可列举例如使黑色颜料分散或溶解于粘合剂树脂中而成者,或铬、氧化铬等的金属薄膜等。该金属薄膜可为CrOx膜(x为任意的数)及Cr膜的2层层叠而成者,另外,亦可为进一步降低反射率的CrOx膜(x为任意的数)、CrNy膜(y为任意的数)及Cr膜的3层层叠而成者。

在该遮光部为使黑色色材分散或溶解于粘合剂树脂中而成者时,作为该遮光部的形成方法,只要为可对遮光部进行图案化的方法即可,并无特别限定,可列举例如使用遮光部用着色树脂组合物的光刻法、印刷法、喷墨法等。

图案状的遮光部例如可以与上述着色层的形成相同的方法予以形成。

遮光部的膜厚,在金属薄膜的情况下,设为0.2~0.4μm左右,在为使黑色色材分散或溶解于粘合剂树脂中而成者时,设为0.5~2μm左右。

彩色滤光片的着色层的色度,可根据光源等而适当调整,并无特别限定,例如在蓝色着色层的情况下,在C光源下的色度(x、y)中,优选x为0.12~0.27、y为0.04~0.18的范围内。

(透明基板)

作为本发明的彩色滤光片中的透明基板,只要为对可见光呈透明的基材即可,并无特别限定,可使用一般的彩色滤光片所使用的透明基板。具体而言,可列举石英玻璃、无碱玻璃、合成石英板等无可挠性的透明刚性材,或透明树脂薄膜、光学用树脂板、可挠玻璃等具有可挠性的透明软性材。

该透明基板的厚度并无特别限定,根据本发明的彩色滤光片的用途,例如可使用100μm~1mm左右的透明基板。

需要说明的是,本发明的彩色滤光片除了上述透明基板、遮光部及着色层以外,例如亦可为形成了保护层、透明电极层、以及取向膜、取向突起、柱状间隔件等的彩色滤光片。

4.显示装置

本发明的显示装置的特征在于,具有上述本发明的彩色滤光片。本发明中,显示装置的构成并无特别限定,可由以往公知的显示装置中适当选择,可列举例如液晶显示装置、或有机发光显示装置等。

[液晶显示装置]

液晶显示装置的特征为,具有上述本发明的彩色滤光片、对向基板、及形成于上述彩色滤光片与上述对向基板之间的液晶层。

针对此种本发明的液晶显示装置,参照附图进行说明。图2为表示液晶显示装置的一例的概略图。如图2所示,液晶显示装置40具备彩色滤光片10、具有TFT阵列基板等的对向基板20、及形成于上述彩色滤光片10与上述对向基板20间的液晶层30。

需要说明的是,本发明的液晶显示装置并不限定于该图2所示的构成,通常可形成作为使用彩色滤光片的液晶显示装置而公知构成。

作为本发明的液晶显示装置的驱动方式,并无特别限定,可采用一般液晶显示装置所使用的驱动方式。作为此种驱动方式,可列举例如:TN方式、IPS方式、OCB方式、及MVA方式等。在本发明中,可适当使用他们中的任意方式。

另外,作为对向基板,可根据本发明的液晶显示装置的驱动方式等而适当选择使用。

此外,作为构成液晶层的液晶,根据本发明的液晶显示装置的驱动方式等,可使用介电各向异性不同的各种液晶、及它们的混合物。

作为液晶层的形成方法,可使用一般用作液晶单元的制作方法的方法,可列举例如真空注入方式或液晶滴下方式等。

[有机发光显示装置]

有机发光显示装置的特征在于,具有上述本发明的彩色滤光片、和有机发光体。

针对此种有机发光显示装置,参照附图进行说明。图3为表示有机发光显示装置的一例的概略剖面图。如图3所示,本发明的有机发光显示装置100具有彩色滤光片10、及有机发光体80。在彩色滤光片10、与有机发光体80之间亦可具有有机保护层50、无机氧化膜60。

作为有机发光体80的层叠方法,可列举例如:向彩色滤光片上面逐次形成透明阳极71、空穴注入层72、空穴传输层73、发光层74、电子注入层75、及阴极76的方法;或将形成于另一基板上的有机发光体80贴合于无机氧化膜60上的方法等。有机发光体80中的透明阳极71、空穴注入层72、空穴传输层73、发光层74、电子注入层75、及阴极76、其他的构成,可适当使用公知者。如此所制作的有机发光显示装置100亦可应用于例如无源驱动方式的有机EL显示器或有源驱动方式的有机EL显示器中。

需要说明的是,本发明的有机发光显示装置并不限定于该图3所示的构成,通常可形成作为使用彩色滤光片的有机发光显示装置而公知构成。

[实施例]

以下针对本发明,例示实施例进行具体说明。本发明并不限于这些记载。

需要说明的是,本发明中碱性共聚物的重均分子量Mw,是通过GPC(凝胶渗透色谱法)以标准聚苯乙烯换算值的形式求得。测定使用东曹(株)制的HLC-8120GPC,以添加了0.01摩尔/升的溴化锂的N-甲基吡咯烷酮作为洗提溶剂,将校正曲线用聚苯乙烯标准设为Mw377400、210500、96000、50400、20650、10850、5460、2930、1300、580(以上为Polymer Laboratories公司制Easi PS-2系列)及Mw1090000(东曹(株)制),以TSK-GEL ALPHA-M×二根(东曹(株)制)作为测定柱而进行。需要说明的是,对于成为碱性共聚物的原料的大分子单体或接枝共聚物,也以上述条件进行。

另外,酸值(mgKOH/g)为根据JIS K 0070,通过电位差滴定法所求得的值。

(合成例1:中间体1的合成)

使和光纯药(株)制1-碘萘15.2g(60mmol)、三井化学(株)制降冰片烷二胺(NBDA)(CAS No.56602-77-8)4.63g(30mmol)、叔丁醇钠8.07g(84mmol)、Aldrich制2-二环己基膦基-2',6'-二甲氧基联苯0.09g(0.2mmol)、和光纯药(株)制醋酸钯0.021g(0.1mmol)分散于二甲苯30mL,以130-135℃反应48小时。反应结束后,冷却至室温加水进行萃取。接着以硫酸镁干燥,进行浓缩,由此得到8.5g(产率70%)下述化学式(1)所示的中间体1。

所得的化合物通过下述分析结果确认为目标化合物。

·MS(ESI)(m/z):407(M+H)

·元素分析值:CHN实测值(85.47%、8.02%、6.72%);理论值(85.26%、8.11%、6.63%)

[化20]

化学式(1)

(合成例2:中间体2的合成)

装入8.46g(20.8mmol)的中间体1、东京化成工业制4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮13.5g(41.6mmol)、甲苯60mL,以45-50℃进行搅拌。滴下和光纯药工业制磷酰氯6.38g(51.5mmol),回流2小时并冷却。反应结束后,倾析甲苯。对树脂状析出物加入氯仿40mL、水40mL、浓盐酸进行溶解,分液出氯仿层。将氯仿层以水洗涤,以硫酸镁进行干燥、浓缩。对浓缩物加入醋酸乙酯65mL并回流。冷却后过滤析出物,得到15.9g(产率70%)下述化学式(2)所示的中间体2(BB7-Nb-dimer)。

所得的化合物通过下述分析结果确认为目标化合物。

·MS(ESI)(m/z):511(+)、2价

·元素分析值:CHN实测值(78.13%、7.48%、7.78%);理论值(78.06%、7.75%、7.69%)

[化21]

化学式(2)

(合成例3:色材A的合成)

将5.00g(4.58mmol)的中间体2加入至水300ml中,以90℃使其溶解制成中间体2溶液。接着将日本无机化学工业制磷钨酸·n水合物H3[PW12O40]·nH2O(n=30)10.44g(3.05mmol)加入到水100mL中,以90℃搅拌,制备磷钨酸水溶液。在先前的中间体2溶液中以90℃混合磷钨酸水溶液,滤取生成的沉淀物,以水洗涤。将所得的滤饼干燥,得到13.25g(产率98%)下述化学式(3)所示的色材A。

所得的化合物通过下述分析结果确认为目标化合物。(摩尔比W/Mo=100/0)

·MS(ESI)(m/z):510(+)、2价

·元素分析值:CHN实测值(41.55%、5.34%、4.32%);理论值(41.66%、5.17%、4.11%)

另外,通过31P-NMR确认到磷钨酸的多元酸结构在成为色材A后仍保持着。

[化22]

化学式(3)

(合成例4:嵌段共聚物I的合成)

将500ml的四口可拆式烧瓶减压干燥后,置换为Ar(氩)。在Ar气流下,加入脱水THF100g、甲基三甲基甲硅烷基二甲基乙烯酮缩醛1.6g、四丁基铵-3-氯苯甲酸酯(TBACB)的1M乙腈溶液0.15ml、均三甲苯0.2g。使用滴下漏斗,向其中历时45分钟滴下甲基丙烯酸甲酯40g。由于反应进行时发热,故通过冰冷将温度保持为低于40℃。1小时后,历时15分钟滴下甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯10g。反应1小时后,加入甲醇5g使反应停止。将溶剂减压去除,得到嵌段共聚物I。通过GPC测定(NMP LiBr10mM)所求得的重均分子量Mw为7,600,胺值为70mgKOH/g。

将所得的嵌段共聚物I溶解于PGMEA,制作60wt%溶液。

(合成例5:嵌段共聚物II的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯37g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯13g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物II。重均分子量Mw为7,600,胺值为90mgKOH/g。

(合成例6:嵌段共聚物III的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯35g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯15g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物III。重均分子量Mw为7,600,胺值为105mgKOH/g。

(合成例7:嵌段共聚物IV的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯33g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯17g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物IV。重均分子量Mw为7,600,胺值为120mgKOH/g。

(合成例8:嵌段共聚物V的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯30g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯20g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物V。重均分子量Mw为7,600,胺值为140mgKOH/g。

(合成例9:嵌段共聚物VI的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯27.5g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯22.5g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物VI。重均分子量Mw为7,600,胺值为160mgKOH/g。

(比较合成例1:嵌段共聚物VII的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯41.5g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯8.5g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物VII。重均分子量Mw为7,600,胺值为60mgKOH/g。

(比较合成例2:嵌段共聚物VIII的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯26g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯24g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物VIII。重均分子量Mw为7,600,胺值为170mgKOH/g。

将所得的嵌段共聚物VIII溶解于PGMEA,制作60wt%溶液。

(比较合成例3:接枝共聚物I的合成)

(1)大分子单体-I的合成

在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数位温度计的反应器中加入丙二醇甲基醚乙酸酯(简称PGMEA)80.0质量份,一边在氮气流下进行搅拌,一边加温至温度90℃。历时1.5小时滴下甲基丙烯酸甲酯50.0质量份、甲基丙烯酸正丁酯30.0质量份、甲基丙烯酸苄酯20.0质量份、巯基乙醇4.0质量份、PGMEA 30质量份、α,α'-偶氮二异丁腈(简称AIBN)1.0质量份的混合溶液,进一步反应3小时。接着,停止氮气流,将该反应溶液冷却至80℃,加入Karenz MOI(昭和电工(株)社制造)8.74质量份、二月桂酸二丁基锡0.125g、对甲氧基苯酚0.125质量份、及PGMEA 10质量份并搅拌3小时,由此获得大分子单体I的49.5%溶液。所得大分子单体I的GPC测定结果为重均分子量(Mw)为4010,数均分子量(Mn)为1910,分子量分布(Mw/Mn)为2.10。

(2)接枝共聚物I的合成

在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数位温度计的反应器中加入PGMEA 80.0质量份,一边在氮气流下进行搅拌,一边加温至温度85℃。历时1.5小时滴下上述(1)的大分子单体I溶液75.76质量份(有效固体成分49.5质量份)、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(简称DMMA)12.5质量份、N-正十二烷硫醇1.24质量份、PGMEA 20.0质量份、AIBN 0.5质量份的混合溶液,加热搅拌3小时后,历时10分钟滴下AIBN 0.10质量份、PGMEA 10.0质量份的混合液,进一步在相同温度下进行1小时熟化,由此获得接枝共聚物I的25.4%溶液。所得的接枝共聚物I的GPC测定的结果,重均分子量(Mw)为11480,数均分子量(Mn)为4650,分子量分布(Mw/Mn)为2.47。需要说明的是,胺值为89mgKOH/g。

(制造例1:碱可溶性树脂A的合成)

于聚合槽中投入PGMEA 150质量份,在氮气氛下升温至100℃后,将甲基丙烯酸(MAA)22质量份、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)64质量份及PERBUTYL O(日油株式会社制)6质量份、链转移剂(N-正十二烷硫醇)2质量份历时1.5小时连续滴下。其后,保持100℃持续反应,在上述主链形成用混合物的滴下结束经2小时后,添加对甲氧基苯酚0.1质量份作为阻聚剂而停止聚合。

接着,一边吹入空气,一边添加甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)14质量份作为含环氧基化合物,升温至110℃后,添加三乙基胺0.8质量份并以110℃进行加成反应15小时,得到碱可溶性树脂A溶液(重均分子量(Mw)9,000,酸值90mgKOH/g,固体成分40质量%)。

需要说明的是,上述重均分子量是以聚苯乙烯为标准物质,以THF作为洗脱液,通过Shodex GPC System-21H进行测定。另外,酸值的测定方法系根据JIS K 0070所测定。以下,碱可溶性树脂B~E亦以同样方法测定重均分子量、酸值。

(制造例2:碱可溶性树脂B的合成)

在制造例1中,除了将甲基丙烯酸(MAA)设为26.5质量份、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)设为59.5质量份以外,其余与制造例1同样的方式进行,得到碱可溶性树脂B的PGMEA溶液(固体成分40质量%)。碱可溶性树脂B的重均分子量为9,000,酸值为120mgKOH/g。

(制造例3:碱可溶性树脂C的合成)

在制造例1中,除了将甲基丙烯酸(MAA)设为29.5质量份、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)设为56.5质量份以外,其余与制造例1同样的方式进行,得到碱可溶性树脂C的PGMEA溶液(固体成分40质量%)。碱可溶性树脂C的重均分子量为9,000,酸值为140mgKOH/g。

(制造例4:碱可溶性树脂D的合成)

在制造例1中,除了将甲基丙烯酸(MAA)设为18.5质量份、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)设为67.5质量份以外,其余与制造例1同样的方式进行,得到碱可溶性树脂D的PGMEA溶液(固体成分40质量%)。碱可溶性树脂D的重均分子量为9,000,酸值为70mgKOH/g。

(制造例5:碱可溶性树脂E的合成)

在聚合槽中投入PGMEA 129质量份,在氮气氛下升温至100℃后,将甲基丙烯酸(MAA)5.8质量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)20.4质量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯(BzMA)59.8质量份及PERBUTYL O(日油株式会社制)6质量份、链转移剂(N-正十二烷硫醇)2质量份历时1.5小时连续滴下。其后,保持100℃持续反应,在上述主链形成用混合物的滴下结束经2小时后,添加对甲氧基苯酚0.1质量份作为阻聚剂而停止聚合,得到碱可溶性树脂E溶液(重均分子量(Mw)9,000,酸值70mgKOH/g,固体成分40质量%)。

(制备例1:感光性粘合剂成分CR-1的制备)

对制造例1所得的碱可溶性树脂A溶液(固体成分40质量%)31.4质量份,添加作为多官能单体的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)(ARONIX M402(东亚合成制))18.8质量份、作为引发剂的IRGACURE 907(BASF制)5.9质量份、KAYACURE-DETX-S(日本化药制)2.0质量份、抗氧化剂IRGANOX 1010(BASF制)0.8质量份、PGMEA 41.2质量份,得到感光性粘合剂成分CR-1。

(制备例2~3:感光性粘合剂成分CR-2~CR-3的制备)

在制备例1中,除了取代碱可溶性树脂A溶液(固体成分40质量%),而分别使用制造例2~3的碱可溶性树脂B~C溶液(固体成分40质量%)以外,其余与制备例1同样的方式进行,得到感光性粘合剂成分CR-2~CR-3。

(制备例4:感光性粘合剂成分CR-4的制备)

对制造例2所得的碱可溶性树脂B溶液(固体成分40质量%)31.4质量份,添加作为多官能单体的多元酸改性丙烯酸低聚物(ARONIX M520(东亚合成制))18.8质量份、作为引发剂的IRGACURE 907(BASF制)5.9质量份、KAYACURE-DETX-S(日本化药制)2.0质量份、抗氧化剂IRGANOX 1010(BASF制)0.8质量份、PGMEA 41.2质量份,得到感光性粘合剂成分CR-4。

(制备例5:感光性粘合剂成分CR-5的制备)

在制备例1中,除了取代碱可溶性树脂A溶液(固体成分40质量%),而使用制造例4的碱可溶性树脂D溶液(固体成分40质量%)以外,其余与制备例1同样的方式进行,得到感光性粘合剂成分CR-5。

(实施例1:色材分散液A-1的制备)

于225mL美乃滋瓶(マヨネーズ瓶)中,加入PGMEA 65.1质量份、碱可溶性树脂E溶液(固体成分40质量%)14.6质量份、合成例4的嵌段共聚物(固体成分60质量%)6.8质量份并搅拌。于其中加入苯基膦酸(商品名:PPA,日产化学公司制)0.48质量份(相对于嵌段共聚物的叔氨基为0.6摩尔当量),在室温搅拌30分钟。

装入合成例3的色材A 13.0质量份、粒径2.0mm氧化锆珠100质量份,通过涂料振荡器(浅田铁工公司制)振荡1小时作为预备解碎,接着变更为粒径0.1mm氧化锆珠200份通过涂料振荡器进行4小时分散作为正式解碎,得到色材分散液A-1。

(实施例2~19:色材分散液A-2~A-3、B-1~B-6、C-1~C-2、D-1~D-4、E-1~E-2、F-1~F-2的制备)

在实施例1中,除了将嵌段共聚物的固体成分与有机酸化合物的合计质量份设为固定,如表1般变更嵌段共聚物的种类、与苯基膦酸的配合比率以外,其余与实施例1同样的方式进行,得到色材分散液A-2~A-3、B-1~B-6、C-1~C-2、D-1~D-4、E-1~E-2、F-1~F-2。

(比较例1~15:色材分散液A-4、B-7~B-8、C-3~C-4、D-5~D-7、E-3~E-4、F-3~F-5、G、H的制备)

在实施例1中,除了将嵌段共聚物的固体成分与有机酸化合物的合计质量份设为固定,如表1般变更嵌段共聚物的种类、与苯基膦酸的配合比率以外,其余与实施例1同样的方式进行,得到色材分散液A-4、B-7~B-8、C-3~C-4、D-5~D-7、E-3~E-4、F-3~F-5、G、H。

(比较例16:色材分散液I的制备)

于225mL美乃滋瓶中,加入PGMEA 65.3质量份、碱可溶性树脂E溶液(固体成分40质量%)14.6质量份、Disperbyk LPN6919(BYK Chemie公司制,丙烯酸分散剂,固体成分60质量%)(胺值120mgKOH/g,固体成分60质量%)6.3质量份并搅拌。于其中加入苯基膦酸(商品名:PPA,日产化学公司制)0.77质量份(相对于LPN6919的叔氨基为0.6摩尔当量),在室温搅拌30分钟。

装入合成例3的色材A 13.0质量份、粒径2.0mm氧化锆珠100质量份,通过涂料振荡器(浅田铁工公司制)振荡1小时作为预备解碎,接着变更为粒径0.1mm氧化锆珠200份通过涂料振荡器进行4小时分散作为正式解碎,得到色材分散液I。

(比较例17:色材分散液J的制备)

于225mL美乃滋瓶中,加入PGMEA 57.6质量份、碱可溶性树脂E溶液(固体成分40质量%)14.6质量份、比较合成例4的接枝共聚物I(胺值89mgKOH/g,固体成分25.4质量%)13.7质量份并搅拌。于其中加入磷酸二甲基丙烯酸氧基乙酯(商品名:P-2M,共荣社化学制)1.07质量份(相对于接枝共聚物I的叔氨基为0.6摩尔当量),在室温搅拌30分钟。

装入合成例3的色材A 13.0质量份、粒径2.0mm氧化锆珠100质量份,通过涂料振荡器(浅田铁工公司制)振荡1小时作为预备解碎,接着变更为粒径0.1mm氧化锆珠200份通过涂料振荡器进行4小时分散作为正式解碎,得到色材分散液J。

<色材分散液的分散稳定性评价>

将实施例及比较例的色材分散液分别在室温(25℃)保管,在制备经1日后及保管1个月后,分别测定粘度。粘度系使用振动式粘度计(SEKONIC制VM-200T2),于25.0±1.0℃下进行测定,采用测定开始30秒后的值。

比较分散1日后的粘度、与保存1个月后的粘度,将粘度变化为10%以内者设为A,将粘度变化超过10%者设为B。将结果示于表1。若粘度变化为10%以内,则分散稳定性优异,评价为实用范围。

[表1]

(实施例20:着色树脂组合物的制备)

混合实施例1的色材分散液A-1 30.5质量份、制备例1的感光性粘合剂成分CR-1 26.9质量份、表面活性剂MEGAFAC R08MH(DIC制)0.01质量份、PGMEA 42.5质量份,得到实施例20的着色树脂组合物。

(实施例21~38:着色树脂组合物的制备)

在实施例20中,除了取代色材分散液A-1而分别变更为下表2记载的色材分散液以外,其余与实施例20同样的方式进行,得到实施例21~38的着色树脂组合物。

(实施例39~42:着色树脂组合物的制备)

在实施例20中,除了取代色材分散液A-1而使用色材分散液D-1,取代感光性粘合剂成分CR-1而分别使用感光性粘合剂成分CR-2~CR-5以外,其余与实施例20同样的方式进行,得到实施例39~42的着色树脂组合物。

(比较例18~34:着色树脂组合物的制备)

在实施例20中,除了将色材分散液及感光性粘合剂成分分别变更为下表2的组合以外,其余与实施例20同样的方式进行,得到比较例18~34的着色树脂组合物。

<着色树脂组合物的粘度稳定性评价>

对实施例及比较例的着色树脂组合物,使用与色材分散液的分散稳定性评价相同的方法进行测定。

比较制备1日后的粘度、与保存1个月后的粘度,将粘度变化为3%以内者设为A,将粘度变化超过3%且5%以内者设为B,将超过5%者设为C。将结果示于表2。若粘度变化为5%以内,则稳定性优异,评价为实用范围。

<耐热性评价>

将实施例及比较例的着色树脂组合物分别使用旋涂器涂布于厚0.7mm的玻璃基板(NH TECHNO GLASS(株)制,“NA35”)上。其后,于80℃加热板上进行加热干燥3分钟。未隔着光掩膜而使用超高压水银灯照射60mJ/cm2的紫外线,由此得到固化膜(蓝色着色膜)。该固化膜的膜厚(T;μm)以后述后烘烤后的色度成为y=0.090的方式调整。测定此着色膜的色度(L0、a0、b0),其后,将形成了着色膜的玻璃板以230℃的无尘炉进行后烘烤25分钟,再次测定所得着色膜的色度(L1、a1、b1)。

需要说明的是,着色膜的色度使用Olympus(株)社制“显微分光测定装置OSP-SP200”进行测定。

通过下式,评价后烘烤前后的着色膜的色度变化。将结果示于表2。

ΔEab={(L1-L0)2+(a1-a0)2+(b1-b0)2}1/2

将ΔEab为3以下者设为A,将ΔEab超过3且5以下者设为B,将ΔEab超过5且6以下者设为C,将ΔEab超过6者设为D。若ΔEab为5以下,则耐热性优异,评价为实用范围。

<显影时间的评价>

将实施例、及比较例中粘度稳定性评价为B的比较例的着色树脂组合物分别使用旋涂器涂布于厚0.7mm的玻璃基板(NH TECHNO GLASS(株)制,“NA35”)上。膜厚调整为2.5μm。其后,于80℃加热板上进行加热干燥3分钟后,隔着光掩膜图案而使用超高压水银灯照射60mJ/cm2的紫外线。其后,对形成了着色层的玻璃板,使用0.05质量%氢氧化钾水溶液作为碱显影液进行喷淋显影,测定光掩膜图案完全出现为止的时间。将结果示于表2。

<溶剂再溶解性的评价>

仅准备所评价的着色树脂组合物的数量的玻璃棒,将前端分别浸渍在实施例、及比较例中粘度稳定性评价为B的比较例的着色树脂组合物中3cm左右而使其附着,于温度23℃、湿度70%的环境下干燥30分钟。其后,将附着了着色树脂组合物的玻璃棒的前端浸渍于PGMEA中,搅拌15秒。将搅拌后1分钟内附着于玻璃棒的着色树脂组合物全部溶解者设为A,未全部溶解而残存剥离片者设为B。将结果示于表2。

[表2]

[结果整合]

可知,具有通式(I)所示的色材、分散剂、有机酸化合物,且分散剂与有机酸化合物满足上述式(1)~式(3)的实施例1~19的色材分散液,即使在保管1个月后粘度变化仍为10%以内,分散稳定性优异。

另外,可知,使用该实施例1~19的色材分散液所制备的实施例20~42的着色树脂组合物,分散稳定性优异,可形成耐热性提升的涂膜。

另外,可知,X为0.9以上的实施例21、22、25~28、30、32~34、36及38的着色树脂组合物;使用了酸值高的碱可溶性树脂的实施例39及40;以及使用了具有羧基的多官能单体的实施例41的着色树脂组合物,具有特别优异的耐热性。

参照图5说明实施例及比较例的结果。图5为表示实施例1~19及比较例1~16的色材分散液的A与X的关系的X-A平面图。另外,图5中,表示A×X=40、A×(1-X)=42、A=160、A=70、X=1.5的图表。图5中,将满足A×X≥40、A×(1-X)≤42、A≤160、A≥70、X≤1.5的区域设为区域I;将满足A×X≥40、A×(1-X)>42及A≤160的区域设为区域II;将满足A×X<40、A×(1-X)≤42及A≥70的区域设为区域III;将满足A×X<40、A×(1-X)>42、A≤160、A≥70的部分设为区域IV。

区域I中,包括实施例1~实施例19的色材分散液。区域II中包括比较例3、5、7、8、10、12及13的色材分散液。区域III中包括比较例1的色材分散液。另外,区域IV中包括比较例2、4、6、9及11的色材分散液。

如上表1的结果所示,区域I及II所包括的实施例及比较例的色材分散液,分散稳定性优异。尤其是由实施例1、比较例3、5、7、10及12的色材分散液、与比较例1、2、4、6、9及11的色材分散液的比较可知,在A×X=40成为边界线、满足A×X≥40(式2)的情况下,色材分散液的分散稳定性优异。

另一方面,如表2的结果所示,可知,使用包含区域I及III所包括的色材分散液的实施例20~42及比较例18的着色树脂组合物所形成的着色膜,耐热性评价为A或B,耐热性优异。尤其是由使用了在A×(1-X)=42上的点的实施例4、10、12、16及18的实施例23、29、31、35及37的结果可知,在A×(1-X)=42成为边界线、满足A×(1-X)≤42(式3)的情况下,着色膜的耐热性优异。

(实施例43~61:色材分散液的制备)

在实施例1~19中,除了取代PPA而分别使用等摩尔量的对甲苯磺酸一水合物(东京化成工业株式会社制)以外,其余与实施例1~19同样的方式进行,得到实施例43~61的色材分散液(依次为K-1~K-3、L-1~L-6、M-1~M-2、N-1~N-4、O-1~O-2、P-1~P-2)。

(比较例35~47:色材分散液的制备)

在比较例1~13中,除了取代PPA而分别使用等摩尔量的对甲苯磺酸一水合物(东京化成工业株式会社制)以外,其余与比较例1~13同样的方式进行,得到比较例35~47的色材分散液(依次为K-4、L-7~L-8、M-3~M-4、N-5~N-7、O-3~O-4、P-3~P-4)。

对实施例43~61及比较例35~47的色材分散液,以与上述色材分散液的分散稳定性评价相同的方法,评价色材分散液的分散稳定性。将结果示于表3。

[表3]

(实施例62~80:着色树脂组合物的制备)

在实施例20中,除了将色材分散液及感光性粘合剂成分变更为下表4的组合以外,其余与实施例20同样的方式进行,得到实施例62~80的着色树脂组合物。

(比较例48~60:着色树脂组合物的制备)

在实施例20中,除了将色材分散液及感光性粘合剂成分变更为下表4的组合以外,其余与实施例20同样的方式进行,得到比较例48~60的着色树脂组合物。

对实施例62~80及比较例48~60的着色树脂组合物,分别以与上述着色树脂组合物的粘度稳定性评价、耐热性评价、显影时间的评价、及溶剂再溶解性的评价相同的方法,进行评价。将结果示于表4。

[表4]

[结果整合]

可知,具有通式(I)所示的色材、分散剂、有机酸化合物且分散剂与有机酸化合物满足上述式(1)~式(3)的实施例43~61的色材分散液,即使在保管1个月后粘度变化仍为10%以内,分散稳定性优异。

另外,可知,使用该实施例43~61的色材分散液所制备的实施例62~80的着色树脂组合物,分散稳定性优异,可形成耐热性提升的涂膜。

根据表2与表4的比较,使用了属于2价有机酸化合物的苯基膦酸的实施例20~42、及比较例18~30的着色树脂组合物,和除了使用了1价有机酸化合物的对甲苯磺酸以外、其余分别对应于上述着色树脂组合物的实施例62~80、及比较例48~60的着色树脂组合物,着色树脂组合物的粘度稳定性评价、耐热性评价、显影时间的评价、及溶剂再溶解性的评价均得到与相对应的着色树脂组合物同样的结果。由此可知,不论有机酸化合物的价数,式(1)~式(3)仍成立。其结果推测原因在于,嵌段共聚物所具有通式(II)所示的构成单元(a)、及有机酸化合物不论有机酸化合物的价数而均以1对1进行盐形成。

(合成例10:嵌段共聚物IX的合成)

在合成例4中,除了变更为甲基丙烯酸甲酯36.5g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯13.5g以外,其余与合成例4同样的方式进行,得到嵌段共聚物IX。重均分子量Mw为7,600,胺值为95mgKOH/g。

(合成例11:嵌段共聚物X的合成)

在具备冷却管、添加用漏斗、氮气用进气口、机械搅拌机、数字温度计的500mL圆底四口可拆式烧瓶中加入THF250质量份、氯化锂0.6质量份,充分进行氮置换。将反应烧瓶冷却至-60℃后,使用注射筒注入丁基锂4.9质量份(15质量%己烷溶液)、二异丙胺1.1质量份、异丁酸甲酯1.0质量份。将B嵌段用单体的甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(EEMA)2.2质量份、甲基丙烯酸2-(三甲基硅氧基)乙酯(TMSMA)29.1质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯(EHMA)12.8质量份、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)13.7质量份、甲基丙烯酸苄酯(BzMA)9.5质量份、甲基丙烯酸甲酯(MMA)17.5质量份,使用添加用漏斗历时60分钟滴下。30分钟后,将作为A嵌段用单体的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMMA)26.7质量份历时20分钟滴下。反应30分钟后,加入甲醇1.5质量份使反应停止。所得的前体嵌段共聚物THF溶液在己烷中进行再沉淀,通过过滤、真空干燥进行精制,以PGMEA稀释制成固体成分30质量%溶液。加入水32.5质量份,升温至100℃反应7小时,将来自EEMA的构成单元进行脱保护而制成来自甲基丙烯酸(MAA)的构成单元,将来自TMSMA的构成单元进行脱保护而制成来自甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)的构成单元。使所得的嵌段共聚物PGMEA溶液于己烷中再沉淀,通过过滤、真空干燥进行精制,得到嵌段共聚物X(酸值8mgKOH/g,Tg38℃)。以GPC(凝胶渗透色谱法)确认如此所得的嵌段共聚物X,结果重均分子量Mw为7730。另外胺值为95mgKOH/g。

(合成例12~15:嵌段共聚物XI~XIV的合成)

在合成例11中,除了以单体比率成为表5所示的方式变更投入比率以外,其余与合成例11同样的方式进行,得到嵌段共聚物XI~XIV。

[表5]

表中的简称如以下所示。

PME-200:甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(商品名:PME-200,日油株式会社制,BLEMMER-PME-200,乙烯氧基重复数=4)

(制备例6:感光性粘合剂成分CR-6的制备)

对制造例1所得的碱可溶性树脂A溶液(固体成分40质量%)36.9质量份,添加作为多官能单体的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)(ARONIX M402(东亚合成制))22.1质量份、作为引发剂的IRGACURE 907(BASF制)1.8质量份、KAYACURE-DETX-S(日本化药制)0.6质量份、抗氧化剂IRGANOX 1010(BASF制)0.8质量份、PGMEA 37.9质量份,得到感光性粘合剂成分CR-6。

(制备例7~12:感光性粘合剂成分CR-7~12的制备)

在制备例6中,除了将引发剂的种类及配合量变更为表8的实施例96~101的栏记载的组合以外,其余与制备例6同样的方式进行,得到感光性粘合剂成分CR-7~12。

需要说明的是,表8中的引发剂的简称如下所示。

IRG907:IRGACURE 907(BASF制)

DETX:KAYACURE-DETX-S(日本化药制)

OXE01:IRGACURE OXE01(BASF制)

OXE02:IRGACURE OXE02(BASF制)

NCI930:ADEKA ARKLS NCI-930(ADEKA制,肟酯系光引发剂)

PBG304:TR-PBG-304(常州强力电子新材料公司制,肟酯系光引发剂)

(制备例13~19:感光性粘合剂成分CR-13~19的制备)

除了取代碱可溶性树脂A溶液(固体成分40质量%),变更为碱可溶性树脂F溶液(含有cardo结构的具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯树脂,型号INR-16M Nagase ChemteX(株)制,固体成分54.5%),并以固体成分成为相同质量份的方式调整使用量以外,其余与制备例6~12同样的方式进行,得到感光性粘合剂成分CR-13~19。

(制备例20~26:感光性粘合剂成分CR-20~26的制备)

除了取代碱可溶性树脂A溶液(固体成分40质量%),变更为碱可溶性树脂G溶液(具有芴骨架的环氧丙烯酸酯的酸酐缩聚物的丙二醇单甲基醚醋酸酯溶液,商品名V259ME,新日铁住金化学(株)制,固体成分55.8质量%),并以固体成分成为相同质量份的方式调整使用量以外,其余与制备例6~12同样的方式进行,得到感光性粘合剂成分CR-20~26。

(制备例27:感光性粘合剂成分CR-27的制备)

对碱可溶性树脂G溶液(固体成分55.8质量%)26.4质量份,添加作为多官能单体的季戊四醇三丙烯酸酯及季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)(ARONIX M305(东亚合成制))22.1质量份、作为引发剂的IRGACURE OXE01(BASF制)1.2质量份、IRGACURE OXE02(BASF制)1.2质量份、抗氧化剂IRGANOX 1010(BASF制)0.8质量份、PGMEA 37.9质量份,得到感光性粘合剂成分CR-27。

(制备例28:感光性粘合剂成分CR-28的制备)

对碱可溶性树脂G溶液(固体成分55.8质量%)26.4质量份,添加作为多官能单体的多元酸改性丙烯酸低聚物(ARONIX M520(东亚合成制))22.1质量份、作为引发剂的IRGACURE OXE01(BASF制)1.2质量份、IRGACURE OXE02(BASF制)1.2质量份、抗氧化剂IRGANOX 1010(BASF制)0.8质量份、PGMEA 37.9质量份,得到感光性粘合剂成分CR-28。

(实施例81:色材分散液Q的制备)

于225mL美乃滋瓶中,加入PGMEA 63.3质量份、碱可溶性树脂E溶液(固体成分40质量%)13.0质量份、合成例10的嵌段共聚物IX溶液(胺值95mgKOH/g,固体成分45质量%)10.0质量份并搅拌。于其中加入苯基膦酸(商品名:PPA,日产化学公司制)0.72质量份(相对于嵌段共聚物的叔氨基为0.6摩尔当量),在室温搅拌30分钟。

装入合成例3的色材A 13.0质量份、粒径2.0mm氧化锆珠100质量份,通过涂料振荡器(浅田铁工公司制)振荡1小时作为预备解碎,接着变更为粒径0.1mm氧化锆珠200份通过涂料振荡器进行4小时分散作为正式解碎,得到色材分散液Q。

(实施例82~87:色材分散液的制备)

在实施例81中,除了取代嵌段共聚物IX溶液,分别变更为合成例11~15的嵌段共聚物X~XIV溶液以外,其余与实施例81同样的方式进行,得到实施例82~87的色材分散液R~W。

对在实施例81~87的色材分散液,以与上述色材分散液的分散稳定性评价同样的方法,评价色材分散液的分散稳定性。将结果示于表6。

[表6]

(实施例88:着色树脂组合物的制备)

混合实施例81的色材分散液Q 27.4质量份、制备例1的感光性粘合剂成分CR-1 23.5质量份、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)(PTMP;昭和电工公司制“Karenz MT(商标)PE1”)0.47质量份、表面活性剂MEGAFAC R08MH(DIC制)0.01质量份、PGMEA 48.6质量份,得到实施例88的着色树脂组合物。

(实施例89~94:着色树脂组合物的制备)

在实施例88中,除了取代色材分散液Q,分别变更为色材分散液R~W以外,其余与实施例88同样的方式进行,得到实施例89~94的着色树脂组合物。

对实施例88~94的着色树脂组合物,分别以与上述着色树脂组合物的粘度稳定性评价、耐热性评价、显影时间的评价、及溶剂再溶解性的评价相同的方法,进行评价。将结果示于表7。

[表7]

(实施例95~117:着色树脂组合物的制备)

在实施例88中,除了取代感光性粘合剂成分CR-1,分别变更为感光性粘合剂成分CR-6~28以外,其余与实施例88同样的方式进行,得到实施例95~117的着色树脂组合物。

(实施例118:着色树脂组合物的制备)

混合实施例82的色材分散液R 27.4质量份、制备例6的感光性粘合剂成分CR-6 23.5质量份、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)(PTMP;昭和电工公司制“Karenz MT(商标)PE1”)0.47质量份、表面活性剂MEGAFAC R08MH(DIC制)0.01质量份、PGMEA 48.6质量份,得到实施例118的着色树脂组合物。

(实施例119~140:着色树脂组合物的制备)

在实施例118中,除了取代感光性粘合剂成分CR-6,分别变更为感光性粘合剂成分CR-7~26以外,其余与实施例118同样的方式进行,得到实施例119~140的着色树脂组合物。

(实施例141~150:着色树脂组合物的制备)

在实施例118中,除了如表所示变更色材分散液与感光性粘合剂成分以外,其余与实施例118同样的方式进行,得到实施例141~150的着色树脂组合物。

<耐溶剂性:NMP溶胀试验>

将实施例的着色树脂组合物分别使用旋涂器以后烘烤后的膜厚成为2.5μm左右的方式涂布于厚0.7mm、100mm×100mm的玻璃基板(NH TECHNO GLASS(株)制,“NA35”)上。其后,于80℃加热板上进行加热干燥3分钟。未隔着光掩膜而使用超高压水银灯照射40mJ/cm2的紫外线,以220℃的无尘炉进行后烘烤30分钟,由此得到固化膜(蓝色着色膜)。

测定所得固化膜的膜厚并作为T1。其后,将此膜浸渍于25℃N-甲基吡咯烷酮中60分钟,测定刚取出后的膜厚并作为T2。计算T2/T1×100(%),将小于103%的情况设为AA,103%以上且小于105%的情况设为A,105%以上且小于110%的情况设为B,110%以上且小于115%的情况设为C,115%以上的情况设为D。将结果示于表8~10。若上述评价基准为AA、A、B或C,则可供于实用,但若评价结果为B、甚至A,则效果更加优异。

<显影残渣评价>

将实施例的着色树脂组合物分别使用旋涂器涂布于厚0.7mm、100mm×100mm的玻璃基板(NH TECHNO GLASS(株)制,“NA35”)上后,使用加热板于80℃进行干燥3分钟,由此形成厚3.0μm的着色层。将上述形成了着色层的玻璃板,使用0.05质量%氢氧化钾水溶液作为碱显影液进行喷淋显影60秒。以目视观察上述着色层形成后的玻璃基板的未曝光部(50mm×50mm)后,通过含有乙醇的透镜清洁布(东丽公司制,商品名TORAYSEE MK清洁布)充分擦拭,以目视观察其透镜清洁布的着色程度。将结果示于表8~10。

(显影残渣评价基准)

A:以目视未确认到显影残渣,透镜清洁布完全无着色。

B:以目视未确认到显影残渣,确认到透镜清洁布的稍微着色。

C:以目视确认到稍微的显影残渣,并确认到透镜清洁布的着色。

D:以目视确认到显影残渣,并确认到透镜清洁布的着色。

若为上述评价基准A、B或C,则可供于实用;但若评价结果为B、甚至A,则效果更加优异。将结果示于表8~10。

<水渗染评价>

将实施例的着色树脂组合物分别使用旋涂器涂布于厚0.7mm、100mm×100mm的玻璃基板(NH TECHNO GLASS(株)制,“NA35”)上后,使用加热板于80℃进行干燥3分钟,由此形成厚3.0μm的着色层。其后,未隔着光掩膜而使用超高压水银灯全面照射40mJ/cm2的紫外线。接着,以0.05wt%氢氧化钾(KOH)作为显影液进行旋转显影,使其与显影液接液60秒后以纯水洗涤而进行显影处理,将洗涤后的基板旋转10秒以离心去除水后,立刻如下述般测定纯水的接触角,评价水渗染。

纯水的接触角的测定,对上述刚离心去除了水后的着色层表面,滴下纯水1.0μL的液滴,以θ/2法计测着滴10秒后的静态接触角。测定装置使用协和界面科学公司制的接触角计DM 500进行测定。将结果示于表8~10。

(评价基准)

A:接触角80度以上

B:接触角65度以上且小于80度

C:接触角50度以上且小于65度

D:接触角小于50度

若水渗染评价基准为A或B,则可供于实用;但若评价结果为A,则效果更加优异。

<显影密接性评价>

将实施例及比较例所得的彩色滤光片用感光性着色树脂组合物分别使用旋涂器涂布于厚0.7mm、100mm×100mm的玻璃基板(NH TECHNO GLASS(株)制,“NA35”)上后,使用加热板于60℃进行干燥3分钟,由此形成厚2.5μm的着色层。对此着色层隔着具有2~80μm掩膜开口宽度的光掩膜而使用超高压水银灯照射60mJ/cm2的紫外线。对上述形成了着色层的玻璃板,使用0.05质量%氢氧化钾水溶液作为碱显影液进行喷淋显影60秒。以光学显微镜观察显影后的基板,观察有无相对于掩膜开口线宽的着色层。将结果示于表8~10。

(显影密接性评价基准)

A:在掩膜开口线宽小于10μm的部分观察到着色层。

B:在掩膜开口线宽10μm以上且小于20μm的部分观察到着色层。

C:在掩膜开口线宽20μm以上且小于50μm的部分观察到着色层。

D:在掩膜开口线宽50μm以上且小于80μm的部分观察到着色层。

E:在掩膜开口线宽80μm以下的部分未观察到着色层。

若上述评价基准为A、B或C,则可供于实用;但若评价结果为B、甚至A,则彩色滤光片用感光性着色树脂组合物更适合于高精细化。

[表8]

[表9]

[表10]

[结果整合]

可知,使用了酸值为1mgKOH/g以上且18mgKOH/g以下、玻璃化转变温度为30℃以上的分散剂的着色树脂组合物,显影残渣、基板密接性、显影密接性特别优异。

可知,使用了通式(B)所示的碱可溶性树脂的着色树脂组合物,更加抑制了NMP所造成的溶胀,耐溶剂性优异。

另外,可知,使用了肟酯系引发剂的实施例的耐溶剂性(NMP溶胀抑制)优异,更加抑制水渗染的发生。

符号说明

1 透明基板

2 遮光部

3 着色层

10 彩色滤光片

20 对向基板

30 液晶层

40 液晶显示装置

50 有机保护层

60 无机氧化膜

71 透明阳极

72 空穴注入层

73 空穴传输层

74 发光层

75 电子注入层

76 阴极

80 有机发光体

100 有机发光显示装置

201 2价以上的阳离子

202 2价以上的阴离子

203 离子键

210 分子缔合体

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