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TW201300464A - 著色劑、著色組成物、彩色濾光片及顯示元件 - Google Patents

著色劑、著色組成物、彩色濾光片及顯示元件 Download PDF

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TW201300464A
TW201300464A TW100129667A TW100129667A TW201300464A TW 201300464 A TW201300464 A TW 201300464A TW 100129667 A TW100129667 A TW 100129667A TW 100129667 A TW100129667 A TW 100129667A TW 201300464 A TW201300464 A TW 201300464A
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coloring
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TW100129667A
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Eiji Yoneda
Satoshi Ebata
Shingo Naruse
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Jsr Corp
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Abstract

本發明提供一種新穎著色劑，其可實現比以往高亮度化與高色純度化。本發明的著色劑係具有下述式(1)所示的陰離子之三芳基甲烷系著色劑或呫噸系著色劑。下述式(1)中，R表示脂肪族烴基或脂環式烴基，前述脂肪族烴基及脂環式烴基的氫原子係可經選自由羥基、巰基、羧基、烷氧基、氧代基、鹵基及-X-NR1R2(R1及R2互相獨立地表示氫原子或取代或非取代的烴基，X表示單鍵或羰基)所成之群組中的至少一種所取代。R-SO3-　(1)

Description

著色劑、著色組成物、彩色濾光片及顯示元件
本發明關於著色劑、著色組成物、彩色濾光片及顯示元件，更詳細地，關於適用於透射型或反射型的彩色液晶顯示元件、固體攝像元件、有機EL顯示元件、電子紙等的彩色濾光片之三芳基甲烷系著色劑或呫噸系著色劑、含有該著色劑的著色組成物、具備含有該著色劑的著色層之彩色濾光片、以及具備該彩色濾光片之顯示元件。
使用著色感放射線性組成物來製造彩色濾光片時，已知在基板上塗布顏料分散型的著色感放射線性組成物，進行乾燥後，對乾燥塗膜照射所欲圖案形狀的放射線(以下稱為「曝光」)，藉由顯像，而得到各色的畫素之方法(專利文獻1～2)。又，亦已知利用分散有碳黑的光聚合性組成物來形成黑色矩陣之方法(專利文獻3)。再者，也已知使用顏料分散型的著色樹脂組成物，藉由噴墨方式來得到各色的畫素之方法(專利文獻4)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1　特開平2-144502號公報
專利文獻2　特開平3-53201號公報
專利文獻3　特開平6-35188號公報
專利文獻4　特開2000-310706號公報
可是，於電視、監視器等的彩色液晶顯示元件中，要求高亮度化與色再現範圍的擴大，因此對於構成彩色液晶顯示元件的彩色濾光片，近年來要求具有更高的透光率與高的色純度者。
然而，於以往的顏料分散型著色組成物中，提高亮度與色純度者係有限度。基於如上述的背景，強烈要求開發出一種彩色濾光片用著色組成物，其可實現超越以往顏料分散型著色組成物之高亮度化與高色純度化。
因此，本發明之課題在於提供一種新穎著色劑及一種著色組成物，其可實現比以往高亮度化與高色純度化。再者，本發明之課題在於提供一種具備含有該著色劑的著色層而成的彩色濾光片、及一種具備該彩色濾光片之顯示元件。
本發明者們發現具有特定構造的三芳基甲烷系著色劑或呫噸系著色劑係可解決上述問題。
即，本發明提供一種具有下述式(1)所示的陰離子之三芳基甲烷系著色劑或呫噸系著色劑(以下亦稱為「本著色劑」)，
R-SO3 -　(1)
[式(1)中，R表示脂肪族烴基或脂環式烴基，前述脂肪族烴基及脂環式烴基的氫原子係可經選自由羥基、巰基、羧基、烷氧基、氧代基、鹵基及-X-NR1R2(R1及R2互相獨立地表示氫原子或取代或非取代的烴基，X表示單鍵或羰基)所成之群組的至少一種所取代]。
又，本發明提供一種含有(A)著色劑、(B)黏結劑樹脂及(C)交聯劑的著色組成物，其中含有本著色劑作為(A)著色劑的著色組成物；一種具備含有本著色劑的著色層所成之彩色濾光片；及一種具備該彩色濾光片之顯示元件。此處，所謂的「著色層」，就是意味用於彩色濾光片的各色畫素、黑色矩陣、黑色間隔物等。
若使用本著色劑，則可以實現比以往高亮度化與高色純度化，再者，本著色劑係在有機溶劑中的溶解性或耐熱性亦優異。又，若使用含有本著色劑的本發明之著色組成物，則可得到具有高對比的各色畫素之彩色濾光片。
因此，本著色劑係可極適用於以彩色液晶顯示元件用彩色濾光片、固體攝像元件的色分解用彩色濾光片、有機EL顯示元件用彩色濾光片、電子紙用彩色濾光片為首的各種彩色濾光片之製作。又，本著色劑亦可適用於塑膠成型物的著色、噴墨印墨用的著色劑、彩色碳粉用的著色劑、電泳動顯示元件用的著色劑等。
 [實施發明的形態]
以下詳細說明本發明。
本著色劑
首先，說明式(1)中的符號之定義。
R表示脂肪族烴基或脂環式烴基，作為脂肪族烴基，可舉出烷基、烯基、炔基等，其中較佳為烷基。脂肪族烴基的碳數，從在有機溶劑中的溶解性及著色力之觀點來看，較佳為1～50，特佳為2～20。再者，脂肪族烴基可為直鏈狀或支鏈狀。
又，作為脂環式烴基，可舉出環烷基、環烯基、縮合多環烴基、橋連環烴基、螺烴基、環狀萜烴基等，其中較佳為環烷基、橋連環烴基、環狀萜烴基。作為環烷基的具體例，可舉出環己基等，作為橋連環烴基的具體例，可舉出雙環[2.2.1]庚基、四環[4.4.0.12,5.17,10]十二基、金剛烷基等，作為環狀萜烴基的具體例，可舉出異冰片基等。作為脂環式烴基的碳數，從在有機溶劑中的溶解性及著色力之觀點來看，較佳為3～30，特佳為3～20。此處，本發明中的「脂環式烴基」，就是在具有碳原子鍵結於環狀的構造之烴基中，芳香族烴基以外者之總稱，例如像莰烷-10-基，亦包含具有前述脂肪族烴基當作取代基或與-SO3 -與的連結部者。
上述脂肪族烴基及脂環式烴基的氫原子係可經選自由羥基、巰基(-SH)、羧基、烷氧基、氧代基、鹵基及-X-NR1R2(R1及R2互相獨立地表示氫原子或取代或非取代的烴基，X表示單鍵或羰基)所成之群組中的至少一種所取代。R1及R2互相獨立地表示氫原子或取代或非取代的烴基，作為該烴基，例如可舉出烷基、烯基、炔基、環烷基、環烯基、芳基等，其中較佳為烷基、環烷基。又，作為R1及R2中的取代基，可舉出羥基、羧基、烷氧基、胺甲醯基等。再者，前段落中所言的碳數係亦包含構成上述R1及R2中的取代基之碳原子的總碳數。
作為後述本著色劑的著色組成物中所含有的著色劑使用時，作為R的取代基，從耐熱性的觀點來看，較佳為選自由羥基、巰基、羧基、氧代基、鹵基及-X-NR1R2所成之群組中的至少一種。本著色劑所具有的該取代基，由於與後述的黏結劑樹脂及/或交聯劑的相互作用、或伴隨曝光及/或加熱的反應，而提高著色組成物的耐熱性。
作為上述式(1)所示的陰離子之代表例，例如可舉出下述式所示的陰離子。
另一方面，作為本著色劑所具有的陽離子，較佳為下述式(2)或式(3)所示者。再者，於下述式(2)或式(3)所示的陽離子中，雖然有各種的共振構造存在，但於本發明中，彼等共振構造係與下述式(2)或式(3)所示的陽離子同等。
[式(2)中，Ar表示芳香族烴基，R3、R4、R5及R6互相獨立地表示氫原子、碳數1～8的烷基、碳數3～8的環烷基或苯基，R7表示氫原子、碳數1～8的烷基、-COOR’(R’表示氫原子或碳數1～8的烷基)或氯原子，R8及R11互相獨立地表示氫原子或碳數1～8的烷基，R9及R10互相獨立地表示氫原子、碳數1～8的烷基或氯原子，Y表示氫原子或下述式(4)所示的基]，
[式(3)中，Ar、R3、R4、R5、R6、R7、R9及R10係與前述式(2)中的Ar、R3、R4、R5、R6、R7、R9及R10同義]，
[式(4)中，R12及R13互相獨立地表示氫原子或碳數1～8的烷基]。
作為Ar的芳香族烴基，較佳為碳數6～20(更佳為碳數6～10)的芳香族烴基，具體地可舉出自苯環、萘環、聯苯環、蒽環等的芳烴環中去掉2～4個氫原子後的基。
作為上述式(2)或式(3)的R3～R11(包含R7中的-COOR’)以及上述式(4)的R12及R13中之碳數1～8的烷基，例如可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、異丁基、戊基、第三戊基、己基、庚基、辛基、異辛基、第三辛基、2-乙基己基等。
於本發明的上述式(2)所示的陽離子之中，從亮度及色純度的提高之觀點來看，特佳為下述式(5)所示的陽離子。
[式(5)中，R3、R4、R5、R6、R12及R13係與上述式(2)及式(4)中的R3、R4、R5、R6、R12及R13同義]。
上述式(5)中，作為R3、R4、R12及R13，較佳為碳數1～8(更佳為碳數1～6)的烷基，而且作為R5，較佳為碳數1～8(更佳為碳數1～6)的烷基或苯基，更且作為R6，較佳為碳數1～8(更佳為碳數1～6)的烷基或氫原子。
又，於上述式(3)所示的陽離子之中，從亮度及色純度的提高之觀點來看，特佳為下述式(6)所示的陽離子。
[式(6)中，R3、R4、R5、R6及R7係與上述式(3)中的R3、R4、R5、R6及R7同義]。
上述式(6)中，作為R3、R4，較佳為碳數1～8(更佳為碳數1～6)的烷基而且作為R5，較佳為碳數1～8(更佳為碳數1～6)的烷基或苯基，更且作為R6，較佳為碳數1～8(更佳為碳數1～6)的烷基或氫原子。再者，作為R7，較佳為-COOR’(R’表示氫原子或碳數1～8的烷基)。
作為上述式(2)或式(3)所示的陽離子之代表例，例如可舉出下述式所示的陽離子，其中較佳為化合物b、化合物c、化合物d、化合物f、化合物g、化合物h、化合物i、化合物j、化合物k、化合物l。
本著色劑係可藉由眾所習知的方法來製造，例如可舉出與特開2003-206415號公報的實施例同樣之方法。再者，如特開2003-206415號公報的實施例，將陰離子部為鹵離子的鹼性染料當作起始原料，藉由鹽交換反應而製造本著色劑時，從更提高所得之本著色劑的耐熱性之點來看，較佳為精製以使得鹵離子儘可能不殘留。
如此所得之本著色劑係可溶於以環己酮等的酮為首的各種有機溶劑中，而且具有優異的耐熱性。再者，為了進一步提高耐熱性，本發明的著色組成物中所含有的鹵離子較佳為亦儘可能地少。即，於後述的其它成分中，較佳為亦使用鹵離子的含量儘可能少者。
著色組成物
以下說明本發明的著色組成物之構成成分。
-(A)著色劑-
本發明的著色組成物含有本著色劑當作(A)著色劑。本著色劑係可單獨或混合2種以上使用。
本著色劑若溶解在有機溶劑中則呈現藍～紅色，故藉由單獨或與其它著色劑適宜混合而使用本著色劑，例如可適用於形成藍色畫素、紅色畫素、黑色的著色層用之著色組成物。
作為本著色劑以外的著色劑，可按照用途來適宜選擇色彩或材質。具體地，作為本著色劑以外的著色劑，亦可使用顏料、染料及天然色素中的任一者，但於構成彩色濾光片的著色層中，從要求高的色純度、亮度、對比、遮光性等來看，較佳為使用顏料及/或染料。
作為上述顏料，可為有機顏料及無機顏料中的任一者，作為有機顏料，例如可舉出於色指數(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司發行)中分類為顏料的化合物。具體地，可舉出如下述的附有色指數(C.I.)名稱者。
C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃20、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃31、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃166、C.I.顏料黃168、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃211；C.I.顏料橙5、C.I.顏料橙13、C.I.顏料橙14、C.I.顏料橙24、C.I.顏料橙34、C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙38、C.I.顏料橙40、C.I.顏料橙43、C.I.顏料橙46、C.I.顏料橙49、C.I.顏料橙61、C.I.顏料橙64、C.I.顏料橙68、C.I.顏料橙70、C.I.顏料橙71、C.I.顏料橙72、C.I.顏料橙73、C.I.顏料橙74；C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅180、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅207、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅214、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅221、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅243、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅255、C.I.顏料紅262、C.I.顏料紅264、C.I.顏料紅272；C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫32、C.I.顏料紫36、C.I.顏料紫38；C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15：3、C.I.顏料藍15：4、C.I.顏料藍15：6、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍80；C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠58；C.I.顏料棕23、C.I.顏料棕25；C.I.顏料黑1、C.I.顏料黑7。
又，作為上述無機顏料，例如可舉出氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅白、硫酸鉛、黃色鉛、鋅黃、氧化鐵紅(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、紺青、氧化鉻綠、鈷綠、琥珀、鈦黑、合成鐵黑、碳黑等。
於本發明中，亦可藉由再結晶法、再沈澱法、溶劑洗淨法、昇華法、真空加熱法或此等的組合來精製顏料而使用。又，顏料係可按照所欲藉由樹脂將其粒子表面改質而使用。作為將顏料的粒子表面改質之樹脂，例如可舉出特開2001-108817號公報中記載的展色樹脂、或市售的各種顏料分散用樹脂。作為碳黑表面的樹脂被覆方法，例如可採用特開平9-71733號公報、特開平9-95625號公報、特開平9-124969號公報等中記載的方法。另外，有機顏料較佳為藉由所謂的鹽磨，將一次粒子微細化而使用。作為鹽磨的方法，例如可採用特開平08-179111號公報中揭示的方法。
又，作為上述染料，可由各種油溶性染料、直接染料、酸性染料、金屬錯體染料等之中適宜地選擇，例如可舉出如下述的附有色指數(C.I.)名稱者。
C.I.溶劑黃4、C.I.溶劑黃14、C.I.溶劑黃15、C.I.溶劑黃24、C.I.溶劑黃82、C.I.溶劑黃88、C.I.溶劑黃94、C.I.溶劑黃98、C.I.溶劑黃162、C.I.溶劑黃179；C.I.溶劑紅45、C.I.溶劑紅49；C.I.溶劑橙2、C.I.溶劑橙7、C.I.溶劑橙11、C.I.溶劑橙15、C.I.溶劑橙26、C.I.溶劑橙56；C.I.溶劑藍35、C.I.溶劑藍37、C.I.溶劑藍59、C.I.溶劑藍67；C.I.酸黃17、C.I.酸黃29、C.I.酸黃40、C.I.酸黃76；C.I.酸紅91、C.I.酸紅92、C.I.酸紅97、C.I.酸紅114、C.I.酸紅138、C.I.酸紅151；C.I.酸橙51、C.I.酸橙63；C.I.酸藍80、C.I.酸藍83、C.I.酸藍90；C.I.酸綠9、C.I.酸綠16、C.I.酸綠25、C.I.酸綠27。
本發明中的其它著色劑係可單獨或混合2種以上使用。
於本發明中，併用具有式(2)所示的陽離子之本著色劑與其它著色劑而成為著色組成物時，本著色劑的含有比例在全著色劑中較佳為20～80質量%。又，併用具有式(3)所示的陽離子之本著色劑與其它著色劑而成為著色組成物時，本著色劑的含有比例在全著色劑中較佳為5～40質量%。
(A)著色劑的含有比例，從形成亮度高、色純度優異的畫素或遮光性優異的黑色矩陣之點來看，通常在著色組成物的固體成分中為5～70質量%，較佳為5～60質量%。此處所言的固體成分，就是後述溶劑以外的成分。
於本發明中，使用顏料攪拌著色劑時，可按照所欲，與分散劑、分散助劑一起使用。作為上述分散劑，例如可使用陽離子系、陰離子系、非離子系等的適宜分散劑，較佳為聚合物分散劑。具體地，可舉出胺基甲酸酯系分散劑、聚伸乙亞胺系分散劑、聚氧化乙烯烷基醚系分散劑、聚氧化乙烯烷基苯基醚系分散劑、聚乙二醇二酯系分散劑、山梨糖醇酐脂肪酸酯系分散劑、聚酯系分散劑、丙烯酸系分散劑等。
如此的分散劑係商業上可取得，例如作為丙烯酸系分散劑，可舉出Disperbyk-2000、Disperbyk-2001、BYK-LPN6919、BYK-LPN21116、BYK-LPN21324(以上為BYK化學(BYK)公司製)等，作為胺基甲酸酯系分散劑，可舉出Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-165、Disperbyk-167、Disperbyk-170、Disperbyk-182(以上為BYK化學(BYK)公司製)、Solsperse 76500(LUBRIZOL(股)公司製)等，作為聚伸乙亞胺系分散劑，可舉出Solsperse 24000(LUBRIZOL(股)公司製)等，作為聚酯系分散劑，可舉出Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB880、Ajisper PB881(味之素精密科技股份有限公司製)等。
又，作為上述分散助劑，例如可舉出顏料衍生物，具體地可舉出銅酞花青、二酮基吡咯并吡咯、奎酞酮的磺酸衍生物等。再者，分散劑及分散助劑的含量係可在不妨礙本發明目的之範圍內適宜決定。
-(B)黏結劑樹脂-
作為本發明的著色組成物中之黏結劑樹脂，並沒有特別的限定，較佳為具有羧基、酚性羥基等酸性官能基的樹脂。其中，較佳為具有羧基的聚合物(以下稱為「含羧基的聚合物」)，例如可舉出具有1個以上的羧基之乙烯性不飽和單體(以下稱為「不飽和單體(b1)」)與其它可共聚合的乙烯性不飽和單體(以下稱為「不飽和單體(b2)」)之共聚物。
作為上述不飽和單體(b1)，例如可舉出(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、對乙烯基苯甲酸等。
此等不飽和單體(b1)係可單獨或混合2種以上使用。
又，作為上述不飽和單體(b2)，例如可舉出：如N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺的N-位取代馬來醯亞胺；如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對羥基苯乙烯、對羥基-α-甲基苯乙烯、對乙烯基苄基環氧丙基醚、苊烯的芳香族乙烯基化合物；如甲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、聚乙二醇(聚合度2～10)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2～10)甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(聚合度2～10)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(聚合度2～10)單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羥基苯酯、對異丙基苯酚的環氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、甲基(甲基)丙烯酸3,4-環氧基環己酯、3-[(甲基)丙烯醯氧基甲基]氧雜環丁烷、3-[(甲基)丙烯醯氧基甲基]-3-乙基氧雜環丁烷的(甲基)丙烯酸酯；如環己基乙烯基醚、異冰片基乙烯基醚、三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基乙烯基醚、五環十五基乙烯基醚、3-(乙烯氧基甲基)-3-乙基氧雜環丁烷的乙烯基醚；如聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚矽氧烷的在聚合物分子鏈的末端具有單(甲基)丙烯醯基的大分子單體等。
此等不飽和單體(b2)係可單獨或混合2種以上使用。
於不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)的共聚物中，該共聚物中的不飽和單體(b1)之共聚合比例較佳為5～50質量%，更佳為10～40質量%。藉由在如此的範圍內使不飽和單體(b1)共聚合，可得到鹼顯像性及保存安定性優異之著色組成物。
作為不飽和單體(b1)與不飽和單體(b2)的共聚物之具體例，例如可舉出特開平7-140654號公報、特開平8-259876號公報、特開平10-31308號公報、特開平10-300922號公報、特開平11-174224號公報、特開平11-258415號公報、特開2000-56118號公報、特開2002-296778號公報、特開2004-101728號公報等中揭示的共聚物。
又，於本發明中，例如亦可使用如特開平5-19467號公報、特開平6-230212號公報、特開平7-207211號公報、特開平09-325494號公報、特開平11-140144號公報、特開2008-181095號公報等中所揭示，在側鏈具有(甲基)丙烯醯基等的聚合性不飽和鍵之含羧基的聚合物當作黏結劑樹脂。
本發明中的黏結劑樹脂，以GPC(溶出溶劑：四氫呋喃)所測定的聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)，通常為1,000～100,000，較佳為3,000～50,000。Mw若過小，則所得之被膜的殘膜率等降低，損害圖案形狀、耐熱性等，而且電特性有惡化之虞，另一方面若過大，則解析度降低，損害圖案形狀，或在藉由狹縫噴嘴方式塗布時，有容易發生乾燥異物之虞。
又，本發明中的黏結劑樹脂之重量平均分子量與以GPC(溶出溶劑：四氫呋喃)所測定的聚苯乙烯換算之數量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)，較佳為1.0～5.0，更佳為1.0～3.0。
本發明中的黏結劑樹脂係可藉由眾所習知的方法來製造，例如亦可藉由特開2003-222717號公報、特開2006-259680號公報、國際公開第07/029871號小冊等中揭示的方法，控制其構造或Mw、Mw/Mn。
於本發明中，黏結劑樹脂係可單獨或混合2種以上使用。
於本發明中，黏結劑樹脂的含量，相對於(A)著色劑100質量份而言，通常為10～1,000質量份，較佳為20～500質量份。黏結劑樹脂的含量若過少，則例如有鹼顯像性降低，或所得之著色組成物的保存安定性降低之虞，另一方面，若過多，則相對地著色劑濃度降低，故作為薄膜係有難以達成目的之色濃度之虞。
-(C)交聯劑-
本發明中所謂的(C)交聯劑，就是指具有2個以上的能聚合之基的化合物。作為能聚合之基，例如可舉出乙烯性不飽和基、環氧乙烷基、氧雜環丁烷基、N-烷氧基甲基胺基等。於本發明中，作為(C)交聯劑，更佳為具有2個以上的(甲基)丙烯醯基之化合物或具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物，特別地，較佳為組合具有2個以上的(甲基)丙烯醯基之化合物與具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物而使用。
作為具有上述2個以上的(甲基)丙烯醯基之化合物的具體例，可舉出使脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得之多官能(甲基)丙烯酸酯、使經己內酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、經環氧烷改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯反應而得之多官能胺基甲酸酯使(甲基)丙烯酸酯、具有羥基的(甲基)丙烯酸酯與酸酐反應而得之具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯等。
此處，作為上述脂肪族多羥基化合物，例如可舉出如乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇的2價脂肪族多羥基化合物，如甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇的3價以上之脂肪族多羥基化合物。作為上述具有羥基的(甲基)丙烯酸酯，例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯等。作為上述多官能異氰酸酯，例如可舉出甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二苯基亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等。作為酸酐，例如可舉出如琥珀酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐、伊康酸酐、苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐的二元酸之酐，如苯均四酸酐、聯苯四羧酸二酐、二苯基酮四羧酸二酐的四元酸二酐。
又，作為上述經己內酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯，例如可舉出特開平11-44955號公報的段落[0015]～[0018]中記載之化合物。作為上述經環氧烷改性的多官能(甲基)丙烯酸酯，可舉出雙酚A的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、異三聚氰酸的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇的環氧乙烷及/或環氧丙烷改性六(甲基)丙烯酸酯等。
另外，作為上述具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物，例如可舉出具有蜜胺構造、苯并胍胺構造、脲構造的化合物等。再者，所謂的蜜胺構造、苯并胍胺構造，就是指具有1個以上的三環或苯基取代三環當作基本骨架之化學構造，亦包含蜜胺、苯并胍胺或彼等的縮合物之概念。作為具有2個以上的N-烷氧基甲基胺基之化合物的具體例，可舉出N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)蜜胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)甘脲等。
於此等的多官能性單體之中，較佳為使3價以上的脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得之多官能(甲基)丙烯酸酯、經己內酯改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯、N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)蜜胺、N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺。在著色層的強度高、著色層的表面平滑性優異，而且在曝光部的基板上及遮光層上難以發生地污、膜殘留等之點，於使3價以上的脂肪族多羥基化合物與(甲基)丙烯酸反應而得之多官能(甲基)丙烯酸酯之中，特佳為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯，於具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯之中，特佳為使季戊四醇三丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得之化合物、使二季戊四醇五丙烯酸酯與琥珀酸酐反應而得之化合物。
於本發明中，(C)交聯劑係可單獨或混合2種以上使用。
本發明中的(C)交聯劑之含量，相對於(A)著色劑100質量份而言，較佳為10～1,000質量份，特佳為20～500質量份。此時，多官能性單體的含量若過少，則有得不到充分的硬化性之虞。另一方面，多官能性單體的含量若過多，則對本發明的著色組成物賦予鹼顯像性時，鹼顯像性會降低，在未曝光部的基板上或遮光層上有容易發生地污、膜殘留等的傾向。
-(D)光聚合引發劑-
於本發明的著色組成物中，可含有(D)光聚合引發劑。藉此，可對著色組成物賦予感放射線性。本發明中所用的(D)光聚合引發劑，係藉由可見光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X射線等的放射線之曝光，而產生能引發上述(C)交聯劑的聚合之活性種的化合物。
作為如此的光聚合引發劑，例如可舉出噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、雙咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物、鎓鹽系化合物、苯偶姻系化合物、二苯基酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、重氮系化合物、亞胺基磺酸酯系化合物、鎓鹽系化合物等。
於本發明中，光聚合引發劑係可單獨或混合2種以上使用。作為光聚合引發劑，較佳為選自由噻噸酮系化合物、苯乙酮系化合物、雙咪唑系化合物、三系化合物、O-醯基肟系化合物之群組中的至少一種。
於本發明的較佳光聚合引發劑之中，作為噻噸酮系化合物的具體例，可舉出噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等。
又，作為上述苯乙酮系化合物的具體例，可舉出2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮等。
另外，作為上述雙咪唑系化合物的具體例，可舉出2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑等。
再者，使用雙咪唑系化合物當作光聚合引發劑時，在可改良感度之點，較佳為併用氫供予體。此處所謂的「氫供予體」，就是意味對藉由曝光而從雙咪唑系化合物產生的自由基，可供予氫原子之化合物。作為氫供予體，例如可舉出2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并唑等的硫醇系氫供予體、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯基酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮等的胺系氫供予體。於本發明中，氫供予體係可單獨或混合2種以上使用，在可進一步改良感度之點，較佳為組合1種以上的硫醇系氫供予體與1種以上的胺系氫供予體而使用。
又，作為上述三系化合物的具體例，可舉出2,4,6-三(三氯甲基)-s-三、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三、2-(4-n-丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三等之具有鹵甲基的三系化合物。
又，作為O-醯基肟系化合物的具體例，可舉出1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑基-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯甲醯基)-9H-咔唑基-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、乙酮,1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環基)甲氧基苯甲醯基}-9H-咔唑基-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)等。
於本發明中，當使用苯乙酮系化合物等的雙咪唑系化合物以外之光聚合引發劑時，亦可併用增感劑。作為如此的增感劑，例如可舉出4,4’-雙(二甲基胺基)二苯基酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯基酮、4-二乙基胺基苯乙酮、4-二甲基胺基苯丙酮、4-二甲基胺基苯甲酸乙基、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己基、2,5-雙(4-二乙基胺基苯亞甲基)環己酮、7-二乙基胺基-3-(4-二乙基胺基苯甲醯基)香豆素、4-(二乙基胺基)查耳酮等。
於本發明中，光聚合引發劑的含量，相對於(C)交聯劑100質量份而言，較佳為0.01～120質量份，特佳為1～100質量份。此時，光聚合引發劑的含量若過少，則曝光所致的硬化係有不充分之虞，另一方面若過多，則所形成的著色層在顯像時會有容易自基板脫落的傾向。
-(E)溶劑-
本發明的著色組成物係含有上述(A)～(C)成分及任意添加的其它成分，但通常係搭配溶劑而作為液狀組成物調製。
作為上述溶劑，只要是分散或溶解構成著色組成物的(A)～(C)成分或其它成分，而且不與此等成分反應，具有適度的揮發性者，則可適宜地選擇使用。
作為如此的溶劑，例如可舉出：乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二乙二醇單正丁基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單正丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單正丁基醚、三丙二醇單甲基醚、三丙二醇單乙基醚等的(聚)烷二醇單烷基醚類；乳酸甲酯、乳酸乙酯等的乳酸烷酯類；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、第三丁醇、辛醇、2-乙基己醇、環己醇等的(環)烷基醇類；二丙酮醇等的酮醇類；乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等的(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯類；二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氫呋喃等的其它醚類；甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等的酮類；丙二醇二乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯等的二乙酸酯類；3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯等的烷氧基羧酸酯類；醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸正戊酯、醋酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、2-氧代丁烷酸乙酯等的其它酯類；甲苯、二甲苯等的芳香族烴類；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等的醯胺或內醯胺類等。
於此等溶劑之中，從溶解性、顏料分散性、塗布性等的觀點來看，較佳為丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸正戊酯、醋酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酸乙酯等。
於本發明中，溶劑係可單獨或混合2種以上使用。
溶劑的含量係沒有特別的限定，從所得之著色組成物的塗布性、安定性等之觀點來看，該著色組成物之溶劑以外的各成分之合計濃度較佳為5～50質量%之量，特佳為10～40質量%之量。
-添加劑-
本發明的著色組成物係視需要亦含有各種的添加劑。
作為添加劑，例如可舉出玻璃、氧化鋁等的填充劑；聚乙烯醇、聚(氟烷基丙烯酸酯)類等的高分子化合物；氟系界面活性劑、矽系界面活性劑等的界面活性劑；乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等的密接促進劑；2,2-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,6-二-第三丁基苯酚等的抗氧化劑；2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯基酮類等的紫外線吸收劑；聚丙烯酸鈉等的凝聚防止劑；丙二酸、己二酸、伊康酸、檸康酸、富馬酸、中康酸、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、5-胺基-1-戊醇、3-胺基-1,2-丙二醇、2-胺基-1,3-丙二醇、4-胺基-1,2-丁二醇等的殘渣改善劑；琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯等的顯像性改善劑等。
本發明的著色組成物係可藉由適宜的方法來調製，作為其調製方法，例如可舉出特開2008-58642號公報、特開2010-132874號公報等中揭示的方法。使用本著色劑與顏料兩者當作著色劑時，如特開2010-132874號公報中揭示，較佳為使含有本著色劑的染料溶液通過第1過濾器後，使已通過第1過濾器後的染料溶液與另途調製的顏料分散液等混合，使所得之著色組成物通過第2過濾器而調製之方法。又，亦較佳為將含有本著色劑的染料、上述(B)～(C)成分以及視需要上述(D)成分及添加劑成分溶解於(E)溶劑中，使所得之溶液通過第1過濾器後，使已通過第1過濾器的溶液與另途調製的顏料分散液混合，使所得之著色組成物通過第2過濾器而調製之方法。另外，亦較佳為使含有本著色劑的染料溶液通過第1過濾器後，混合‧溶解已通過第1過濾器的染料溶液、上述(B)～(C)成分以及視需要的上述(D)～(E)成分及添加劑成分，使所得之溶液通過第2過濾器，更且使已通過第2過濾器的溶液與另途調製的顏料分散液混合，使所得之著色組成物通過第3過濾器而調製之方法。
彩色濾光片及其製造方法
本發明的彩色濾光片係具備含有本著色劑的著色層者。
作為製造彩色濾光片的方法，第一可舉出以下的方法。首先，在基板的表面上，按照需要以能區劃形成畫素的部分之方式，形成遮光層(黑色矩陣)。其次，在此基板上，例如塗布含有本著色劑的藍色感放射線性組成物之液狀組成物後，進行預烘烤而使溶劑蒸發，以形成塗膜。接著，通過光罩將此塗膜曝光後，使用鹼顯像液進行顯像，溶解去除塗膜的未曝光部。然後，藉由後烘烤，形成藍色的畫素圖案以指定的排列所配置的畫素陣列。
接著，使用綠色或紅色的各著色感放射線性組成物，與上述同樣地，進行各著色感放射線性組成物的塗布、預烘烤、曝光、顯像及後烘烤，在同一基板上依順序形成綠色的畫素陣列及紅色的畫素陣列。藉此，得到紅色、綠色及藍色的三原色之畫素陣列配置在基板上之彩色濾光片。惟，於本發明中，形成各色的畫素之順序係不受上述所限定。
又，黑色矩陣係可利用微影法，使經由濺鍍或蒸鍍所成膜的鉻等之金屬薄膜成為所欲的圖案，但亦可使用分散有黑色的著色劑之著色感放射線性組成物，與上述畫素之形成時同樣地形成。本發明的著色組成物亦適用於該黑色矩陣的形成。
作為形成彩色濾光片時所使用的基板，例如可舉出玻璃、矽、聚碳酸酯、聚酯、芳香族聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺等。
另外，對此等基板，按照所欲，亦可預先施予矽烷偶合劑等的藥品處理、電漿處理、離子鍍、濺鍍、氣相反應法、真空蒸鍍等適宜的前處理。
於基板上塗布著色感放射線性組成物時，可採用噴灑法、輥塗法、旋轉塗布法(旋塗法)、縫模塗布法、棒塗布法等適宜的塗布法，特佳為採用旋塗法、縫模塗布法。
預烘烤通常係組合減壓乾燥與加熱乾燥而進行。減壓乾燥通常進行到達50～200Pa為止。又，加熱乾燥的條件通常在70～110℃進行1～10分鐘左右。
塗布厚度以乾燥後的膜厚表示，通常為0.6～8.0μm，較佳為1.2～5.0μm。
作為形成畫素及/或黑色矩陣時所使用的放射線之光源，例如可舉出氙燈、鹵素燈、鎢燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、中壓水銀燈、低壓水銀燈等的燈光源或氬離子雷射、YAG雷射、XeCl準分子雷射、氮雷射等的雷射光源等，較佳為波長在190～450nm的範圍之放射線。
放射線的曝光量一般較佳為10～10,000J/m2。
又，作為上述鹼顯像液，例如較佳為碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨、膽鹼、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環-[4.3.0]-5-壬烯等的水溶液。
於上述鹼顯像液中，例如亦可適量添加甲醇、乙醇等的水溶性有機溶劑或界面活性劑等。再者，鹼顯像後通常水洗。
作為顯像處理法，可採用噴淋顯像法、噴霧顯像法、含浸(浸漬)顯像法、覆液(溢液)顯像法等。顯像條件較佳為在常溫下5～300秒。
後烘烤的條件通常在120～280℃進行10～60分鐘左右，從本著色劑的耐熱性之點來看，後烘烤的溫度較佳為240℃以下，特佳為230℃以下。
如此所形成的畫素之膜厚通常為0.5～5.0μm，較佳為1.0～3.0μm。
又，作為製造彩色濾光片的第二方法，可採用特開平7-318723號公報、特開2000-310706號公報等中所揭示之藉由噴墨方式得到各色的畫素之方法。於此方法中，首先在基板的表面上形成亦兼具遮光機能的隔牆。其次，於所形成的隔牆內，例如藉由噴墨裝置吐出含有本著色劑的藍色著色組成物之液狀組成物後，進行預烘烤以使溶劑蒸發。其次，按照需要使此塗膜曝光後，藉由後烘烤使硬化，而形成藍色的畫素圖案。
接著，使用綠色或紅色的各著色組成物，與上述同樣地，在同一基板上依順序形成綠色的畫素圖案及紅色的畫素圖案。藉此，得到紅色、綠色及藍色的三原色之畫素圖案配置在基板上之彩色濾光片。惟，於本發明中，形成各色的畫素之順序係不受上述所限定。
再者，上述隔牆由於不僅達成遮光機能，亦達成在區劃內所吐出的各色著色組成物不混色的機能，故與上述第一方法所使用的黑色矩陣相比，膜厚係厚。因此，隔牆通常使用黑色感放射線性組成物來形成。
形成彩色濾光片時所使用的基板或放射線的光源、以及預烘烤或後烘烤的方法或條件，係與上述第一方法同樣。如此地，經由噴墨方式所形成的畫素之膜厚係與隔牆的高度相同程度。
於如此所得之畫素圖案上，按照需要形成保護膜後，藉由濺鍍來形成透明導電膜。形成透明導電膜後，更可形成間隔物以成為彩色濾光片。間隔物通常係使用感放射線性組成物來形成，但亦可成為具有遮光性的間隔物(黑色間隔物)。此時，使用分散有黑色著色劑的著色感放射線性組成物，本發明的著色組成物亦可適用於該黑色間隔物的形成。
如此所得之本發明的彩色濾光片，由於亮度及色純度極高，故極適用於彩色液晶顯示元件、彩色攝像管元件、顏色感知器、有機EL顯示元件、電子紙等。
顯示元件
本發明的顯示元件係具備本發明的彩色濾光片者。作為顯示元件，可舉出彩色液晶顯示元件、有機EL顯示元件、電子紙等。
具有本發明的彩色濾光片之彩色液晶顯示元件係可採取適宜的構造。例如，將彩色濾光片形成在與配置有薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板不同的基板上，而形成有驅動用基板與彩色濾光片之基板，係可採取隔著液晶層而呈對向的構造，再者於配置有薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板之表面上形成有彩色濾光片的基板、與形成有ITO(摻雜有錫的氧化銦)電極的基板，亦可採取隔著液晶層而呈對向的構造。後者的構造係可格外提高開口率，具有得到明亮且高精細的液晶顯示元件之優點。
具備本發明的彩色濾光片之彩色液晶顯示元件，除了具備冷陰極螢光管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)，還可具備以白色LED作為光源的背光單元。作為白色LED，例如可舉出組合紅色LED、綠色LED與藍色LED，藉由混色而得到白色光之白色LED；組合藍色LED、紅色LED與綠色螢光體，藉由混色而得到白色光之白色LED；組合藍色LED與紅色發光螢光體和綠色發光螢光體，藉由混色而得到白色光之白色LED，藉由藍色LED與YAG系螢光體的混色而得到白色光之白色LED；組合藍色LED、橙色發光螢光體與綠色發光螢光體，藉由混色而到白色光之白色LED；組合紫外線LED、紅色發光螢光體、綠色發光螢光體與藍色發光螢光體，藉由混色而得到白色光之白色LED等。
於具備本發明的彩色濾光片之彩色液晶顯示元件中，可採用TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、IPS(面內切換)型、VA(垂直排列)型、OCB(光學補償雙折射)型等的適宜液晶模式。
又，具備本發明的彩色濾光片之有機EL顯示元件，係可採取適宜的構造，例如可舉出特開平11-307242號公報中揭示的構造。
另外，具備本發明的彩色濾光片之電子紙，係可採取適宜的構造，例如可舉出特開2007-41169號公報中揭示的構造。
[實施例]
以下舉出實施例來更具體說明本發明的實施形態。惟，本發明係不受下述實施例所限定。
＜本著色劑之合成及評價＞ 1.本著色劑之合成 實施例1
於投入有攪拌子的螺旋管中，添加1.4g(2.72mmol)C.I.鹼性藍7(上述化合物b的Cl-鹽)、0.728g(4.08mmol)3-巰基-1-丙烷磺酸鉀(和光純藥公司製)、20mL氯仿及10mL水，在室溫下攪拌7小時。分離去除水層後，水洗有機層2次，於減壓下濃縮，更減壓乾燥所得之固體，而得到1.38g(產率79.8%)藍黑色固體。將此當作化合物A。1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)光譜係如以下，確認為目的之化合物。
1H-NMR: δ8.68(brs,1H),8.62(d,1H),7.10-7.55(m,8H),6.70(d,4H),6.65(d,1H),3.70(q,2H),3.56(q,8H),3.05(t,2H),2.75(q,2H),2.49(brs,1H),2.24(q,2H),1.45(t,3H),1.30(t,12H)
實施例2
除了於實施例1中，代替3-巰基-1-丙烷磺酸鉀，使用1-十六烷磺酸鉀(和光純藥公司製)以外，與實施例1同樣地合成著色劑，將此當作化合物B。藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
1H-NMR: δ8.85-9.41(brs,1H),8.72(d,1H),7.10-7.65(m,8H),6.70(d,4H),6.60(d,1H),3.70(q,2H),3.52(q,8H),2.95(t,2H),2.10-2.65(brs,1H),1.95(q,2H),1.00-1.68(m,41H),0.89(t,3H)
實施例3
除了於實施例1中代替3-巰基-1-丙烷磺酸鉀，使用3-羥基-1-丙烷磺酸鉀(和光純藥公司製)以外，與實施例1同樣地合成著色劑，藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
實施例4
除了於實施例1中，代替3-巰基-1-丙烷磺酸鉀，使用3-胺基-1-丙烷磺酸鉀(和光純藥公司製)以外，與實施例1同樣地合成著色劑，藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
實施例5
除了於實施例1中，代替3-巰基-1-丙烷磺酸鉀，使用N-(2-乙醯胺基)-2-胺基乙烷磺酸鉀(和光純藥公司製)以外，與實施例1同樣地合成著色劑，藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
實施例6
除了於實施例1中，代替C.I.鹼性藍7，使用C.I.鹼性藍11(上述化合物d的Cl-鹽)以外，與實施例1同樣地合成著色劑，藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
實施例7
除了於實施例1中，代替3-巰基-1-丙烷磺酸鉀，使用樟腦磺酸鈉(東京化成工業公司製)以外，與實施例1同樣地合成著色劑，藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
實施例8
除了於實施例1中，代替C.I.鹼性藍7，使用C.I.鹼性紫11:1以外，與實施例1同樣地合成著色劑，藉由1H-NMR(溶劑：重氫化氯仿)測定，確認為目的之化合物。
2.本著色劑之評價
實施例1所得之化合物A係在環己酮中溶解10質量%以上，其溶液係呈現藍色。實施例2～8所得之著色劑皆在環己酮中溶解10質量%以上。再者，將所得之環己酮溶液在5℃下保管一晝夜，但沒有看到析出物。
又，實施例1～8所得之著色劑之根據熱重量-差示熱同時測定分析的5%質量減少溫度，係皆230℃以上。另一方面，C.I.鹼性藍7及C.I.鹼性藍11之根據熱重量-差示熱同時測定分析的5%質量減少溫度，係皆低於200℃。
＜顏料分散液之調製＞ 調製例1
使用15質量份當作著色劑的C.I.顏料藍15:6、12.5質量份(固體成分濃度=40質量%)當作分散劑的BYK-LPN21116(BYK化學(BYK)公司製)、72.5質量份當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，藉由珠磨機處理，以調製顏料分散液(A-1)。
調製例2
除了作為著色劑，代替C.I.顏料藍15:6，使用C.I.顏料紫23以外，與調製例1同樣地，調製顏料分散液(A-2)。
＜染料溶液之調製＞ 調製例3
混合5質量份當作著色劑的化合物A、95質量份當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，以調製染料溶液A。
調製例4
混合5質量份當作著色劑的化合物B、95質量份當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，以調製染料溶液B。
調整例5
混合5質量份當作著色劑的C.I.鹼性藍7、95質量份當作溶劑的丙二醇單甲基醚，以調製染料溶液C。
＜黏結劑樹脂之合成＞
於具備冷卻管與攪拌機的燒瓶中，加入100質量份的丙二醇單甲基醚乙酸酯，進行氮氣置換。加熱至80℃，在同溫度下費1小時滴下100質量份的丙二醇單甲基醚乙酸酯、20質量份的甲基丙烯酸、10質量份的苯乙烯、5質量份的甲基丙烯酸苄酯、15質量份的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、23質量份的甲基丙烯酸2-乙基己酯、12質量份的N-苯基馬來醯亞胺、15質量份的琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯及6質量份的2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)之混合溶液，保持此溫度，聚合2小時。然後，將反應溶液的溫度升溫至100℃，再聚合1小時，而得到黏結劑樹脂溶液(固體成分濃度=33質量%)。所得之黏結劑樹脂係Mw=12,200、Mn=6,500。將此黏結劑樹脂當作「黏結劑樹脂(B1)」。
＜著色組成物之調製及評價＞ 實施例9
混合13.6質量份的顏料分散液(A-1)、25.4質量份的染料溶液A、16.1質量份當作黏結劑樹脂的黏結劑樹脂(b1)溶液、5.5質量份當作交聯劑的東亞合成股份有限公司製M-402(二季戊四醇六丙烯酸酯與二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物)與2.4質量份的股份有限公司三和化學製MW-30(N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)蜜胺為主成分，重量平均聚合度1.3)、2.2質量份當作光聚合引發劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(CIBA特殊化學品公司製，商品名IRGACURE 369)、及當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，以調製固體成分濃度20質量%的著色組成物(CR1)。
使用旋塗機將著色組成物(CR1)塗布於玻璃基板上後，藉由80℃的熱板進行10分鐘預烘烤，而形成塗膜。改變旋塗機的旋轉數，藉由同樣的操作，形成膜厚不同的3片塗膜。
其次，將此等基板冷卻至室溫後，使用高壓水銀燈，不通過光罩，對各塗膜以2,000J/m2的曝光量，用含有365nm、405nm及436nm的各波長之放射線進行曝光。然後，對此等基板，以1kgf/cm2(噴嘴直徑1mm)的顯像壓力吐出由23℃的0.04質量%氫氧化鉀水溶液所成的顯像液，以進行90秒的噴淋顯像。然後，用超純水洗淨此基板，風乾後，更藉由230℃的潔淨烘箱內進行30分鐘的後烘烤，而形成評價用硬化膜。
對於所得之3片硬化膜，使用色分析器(大塚電子(股)製MCPD2000)，藉由C光源、2度視野，測定CIE表色系中的色度座標值(x,y)及刺激值(Y)。又，使用KLA-Tencor製Alpha-Step IQ，測定所得之硬化膜的膜厚。由測定結果，求得有色度座標值y=0.080的色度座標值x、刺激值(Y)及膜厚。表1中顯示評價結果。刺激值(Y)愈大，透光率(亮度)愈高，膜厚愈薄，表示著色力愈高。
以2片偏向板夾持形成硬化膜的基板，一邊自背面側以螢光燈(波長範圍380～780nm)照射，一邊使前面側的偏向板旋轉，藉由亮度計LS-100(MINOLTA(股)製)來測定所透過的光強度之最大值與最小值。而且，關於各個硬化膜，將最大值除以最小值後的值當作對比。由測定結果來求得在色度座標值Y=0.080的對比。表1中顯示評價結果。
實施例10
混合15.2質量份的顏料分散液(A-1)、23.8質量份的染料溶液B、16.1質量份當作黏結劑樹脂的黏結劑樹脂(B1)溶液、5.5質量份當作交聯劑的東亞合成股份有限公司製M-402與2.4質量份的股份有限公司三和化學製MW-30、2.2質量份當作光聚合引發劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮、及當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，以調製固體成分濃度20質量%的著色組成物(CR2)。
除了代替著色組成物(CR1)，使用著色組成物(CR2)以外，與實施例9同樣地進行評價。表1中顯示評價結果。
比較例1
混合18.1質量份的顏料分散液(A-1)、4.5質量份的顏料分散液(A-2)、16.1質量份當作黏結劑樹脂的黏結劑樹脂(B1)溶液、5.5質量份當作交聯劑的東亞合成股份有限公司製M-402與2.4質量份的股份有限公司三和化學製MW-30、2.2質量份當作光聚合引發劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(CIBA特殊化學品公司製，商品名IRGACURE 369)、及當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，調製固體成分濃度20質量%的著色組成物(CR3)。
除了代替著色組成物(CR1)，使用著色組成物(CR3)以外，與實施例9同樣地進行評價。表1中顯示評價結果。
比較例2
混合18.1質量份的顏料分散液(A-1)、24.2質量份的染料溶液C、16.1質量份當作黏結劑樹脂的黏結劑樹脂(B1)溶液、5.5質量份當作交聯劑的東亞合成股份有限公司製M-402與2.4質量份的股份有限公司三和化學製MW-30，2.2質量份當作光聚合引發劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(CIBA特殊化學品公司製，商品名IRGACURE369)、及當作溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯，以調製固體成分濃度20質量%的著色組成物(CR4)。
除了代替著色組成物(CR1)，使用著色組成物(CR4)以外，與實施例9同樣地進行評價。表1中顯示評價結果。
表1中，「B15:6」意味C.I.顏料藍15:6，「V23」意味C.I.顏料紫23，「BB-7」意味C.I.鹼性藍7。

Claims (8)

  1. 一種具有下述式(1)所示的陰離子之三芳基甲烷系著色劑或呫噸系著色劑，R-SO3 -　(1)[式(1)中，R表示脂肪族烴基或脂環式烴基，該脂肪族烴基及脂環式烴基的氫原子係可經選自由羥基、巰基、羧基、烷氧基、氧代基、鹵基及-X-NR1R2(R1及R2互相獨立地表示氫原子或取代或非取代的烴基，X表示單鍵或羰基)所成之群組中的至少一種所取代]。
  2. 如申請專利範圍第1項之著色劑，其具有下述式(2)或式(3)中的任一者所示之陽離子， [式(2)中，Ar表示芳香族烴基，R3、R4、R5及R6互相獨立地表示氫原子、碳數1～8的烷基、碳數3～8的環烷基或苯基，R7表示氫原子、碳數1～8的烷基、-COOR’(R’表示氫原子或碳數1～8的烷基)或氯原子，R8及R11互相獨立地表示氫原子或碳數1～8的烷基，R9及R10互相獨立地表示氫原子、碳數1～8的烷基或氯原子，Y表示氫原子或下述式(4)所示的基]， [式(3)中，Ar、R3、R4、R5、R6、R7、R9及R10係與前述式(2)中Ar、R3、R4、R5、R6、R7、R9及R10同義]， [式(4)中，R12及R13互相獨立地表示氫原子、碳數1～8的烷基、碳數3～8的環烷基或苯基]。
  3. 如申請專利範圍第2之著色劑，其中該陽離子係以下述式(5)或式(6)中的任一者所表示， [式(5)中，R3、R4、R5、R6、R12及R13係與前述式(2)及式(4)中的R3、R4、R5、R6、R12及R13同義]， [式(6)中，R3、R4、R5、R6及R7係與前述式(2)中的R3、R4、R5、R6及R7同義]。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之著色劑，其中該R係經選自由羥基、巰基、羧基、氧代基、鹵基及-X-NR1R2(R1及R2互相獨立地表示氫原子或取代或非取代的烴基，X表示單鍵或羰基)所成之群組中的至少一種所取代之脂肪族烴基或脂環式烴基。
  5. 一種著色劑組成物，其係含有(A)著色劑、(B)黏結劑樹脂及(C)交聯劑的著色組成物，其中含有如申請專利範圍第1至3項中任一項之著色劑作為(A)著色劑。
  6. 如申請專利範圍第5項之著色組成物，其中更含有(D)光聚合引發劑。
  7. 一種彩色濾光片，其具備含有如申請專利範圍第1至4項中任一項之著色劑的著色層。
  8. 一種顯示元件，其具備如申請專利範圍第7項之彩色濾光片。
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