濾色器用著色組合物、濾色器以及顯示元件的制作方法
【專利說明】
[0001] 本發(fā)明專利申請是針對申請日為2011年04月07日、申請?zhí)枮?01110091473. 3、 發(fā)明名稱為"濾色器用著色組合物、濾色器以及顯示元件"的申請?zhí)岢龅姆职干暾垺?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及濾色器用著色組合物、濾色器以及顯示元件，更詳細(xì)地，涉及用于形成 對于透射型或反射型的彩色液晶顯示元件、固體攝像元件、有機(jī)EL顯示元件、電子紙張等 中使用的濾色器有用的著色層的著色組合物、具有使用該著色組合物形成的著色層的濾色 器、以及具有該濾色器的顯示元件。
【背景技術(shù)】
[0003] 使用著色放射線敏感性組合物制造濾色器時(shí)，已知在基板上涂布顏料分散型的著 色放射線敏感性組合物并干燥后，對干燥涂膜按照所需要的圖案形狀照射放射線（以下稱 為"曝光"），并進(jìn)行顯影，從而得到各色的像素的方法（專利文獻(xiàn)1~2)。另外，還已知利 用分散有炭黑的光聚合性組合物形成黑矩陣的方法（專利文獻(xiàn)3)。進(jìn)而，還已知使用顏料 分散型的著色樹脂組合物通過噴墨方式得到各色的像素的方法（專利文獻(xiàn)4)。
[0004] 然而，在用于液晶顯示元件、固體攝像元件的濾色器的領(lǐng)域中，伴隨著高亮度化、 高對比度化的要求，使用的顏料具有越來越微粒化的傾向。已知為了實(shí)現(xiàn)這樣的經(jīng)微粒化 的顏料的穩(wěn)定且良好的分散性，有效的是使用分散劑。并且提出了使用該分散劑來改善顏 料的分散性，不僅提高對比度、分散穩(wěn)定性而且還提高顯影性等的各種方法（專利文獻(xiàn)5~ 6) 〇
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平2-144502號公報(bào) [0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平3-53201號公報(bào) [0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開平6-35188號公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2000-310706號公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2003-26949號公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2009-25813號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 但是，即使利用這些專利文獻(xiàn)5~6所述的方法，也難以實(shí)現(xiàn)近年來彩色液晶顯示 元件的高對比度化、高色純度化和高亮度化的要求，而且很難說可以解決濾色器的量產(chǎn)中 的顯影性等各種問題。因此，迫切需要開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)近年來的高對比度化、高色純度化和高 亮度化的要求、且顯影性優(yōu)異的濾色器用著色組合物。
[0014] 因此，本發(fā)明的課題是提供色度特性優(yōu)異、顯影性和保存穩(wěn)定性良好的濾色器用 著色組合物。進(jìn)而本發(fā)明的課題是提供具備由上述著色組合物形成的著色層而形成的濾色 器、以及具備該濾色器的顯示元件。
[0015] 鑒于該實(shí)際情況，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用具有特定 的重復(fù)單元的嵌段共聚物，能夠解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。
[0016] SP，本發(fā)明提供濾色器用著色組合物，其特征在于，含有以下成分（A)、（B)和（C);
[0017] (A)含有顏料的著色劑；
[0018](B)共聚物（以下也稱為" (B)共聚物"），該共聚物含有下述式⑴所示的重復(fù)單 元（1)、下述式（2)所示的重復(fù)單元（2)、和具有酸性基團(tuán)的重復(fù)單元（3)，并且相對于所述 重復(fù)單元（1)以外的重復(fù)單元的合計(jì)，所述重復(fù)單元（2)的共聚比例為75質(zhì)量％以上，重 均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比（Mw/Mn)為I. 0~1. 9;以及
[0019] (C)交聯(lián)劑。
[0020]
[0021] [式（1)中，R1表示氫原子或甲基，Z表示-N+R2R3R4Y (其中，R2~R4相互獨(dú)立地 表示氫原子或烴基，R2~R 4中的2個(gè)以上可以相互鍵合而形成飽和雜環(huán)，Y表示抗衡陰離 子）、或-NR5R6 (其中，R5和R 6相互獨(dú)立地表示氫原子或烴基，R5和R 6可以相互鍵合而形成 飽和雜環(huán)），X1表示2價(jià)的連接基團(tuán)。]
[0022]
[0023][式（2)中，R7表示氫原子或甲基，R 8表示脂肪族烴基或脂環(huán)式烴基。]
[0024] 另外，本發(fā)明提供具有使用上述著色組合物而形成的著色層的濾色器、以及具備 該濾色器的顯示元件。在這里，所謂的"著色層"是指用于濾色器的各色像素、黑矩陣、黑間 隔件（spacer)等。
[0025] 進(jìn)而，本發(fā)明提供濾色器用顏料分散液，其特征在于，含有以下的成分（al)、（B) 和（F)，
[0026] (al)顏料，
[0027] 上述⑶共聚物，以及
[0028] (F)溶劑。
[0029] 本發(fā)明的濾色器用著色組合物的色度特性優(yōu)異，顯影性和保存穩(wěn)定性也優(yōu)異。使 用本發(fā)明的著色組合物，能夠得到具有對比度高的各色像素的濾色器。
[0030]因此，本發(fā)明的濾色器用著色組合物可以很好地用于制作以彩色液晶顯示元件用 濾色器、固體攝像元件的色分解用濾色器、有機(jī)EL顯示元件用濾色器、電子紙張用濾色器 為代表的各種濾色器。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032] 濾色器用著色組合物
[0033] 以下，對本發(fā)明的濾色器用著色組合物（以下簡稱為"著色組合物"）的構(gòu)成成分 進(jìn)行說明。
[0034] -(A)著色劑_
[0035] 本發(fā)明的著色組合物含有（al)顏料作為（A)著色劑。作為（al)顏料并無特別的 限定，有機(jī)顏料、無機(jī)顏料均可。在本發(fā)明中，（al)顏料可以單獨(dú)使用或者將2種以上混合 使用。當(dāng)然，還可以將有機(jī)顏料和無機(jī)顏料混合使用。
[0036] 作為上述有機(jī)顏料，可以舉出例如顏料索引（C. I. ;The Society of Dyers and Colourists公司發(fā)行）中分類為顏料的化合物。具體地，可以舉出被賦予下述的顏料索引 (C. I.)名的化合物。
[0037] 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 ;
[0038] 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 ;
[0039] 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 ;
[0040] 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 ;
[0041] C. I.顏料藍(lán)1、C. I.顏料藍(lán)15、C. I.顏料藍(lán)15 :3、C. I.顏料藍(lán)15 :4、C. I.顏料 藍(lán)15 :6、C. I.顏料藍(lán)60、C. I.顏料藍(lán)80 ;
[0042] C. I.顏料綠7、C. I.顏料綠36、C. I.顏料綠58;
[0043] C. I.顏料棕 23、C. I.顏料棕 25;
[0044] C. I.顏料黑1、C. I.顏料黑7。
[0045] 另外，作為無機(jī)顏料，可以舉出例如氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅華、硫酸鉛、黃色 鉛、鋅黃、氧化鐵紅（紅色氧化鐵（III))、鎘紅、群青、普魯士藍(lán)、氧化鉻綠、鈷綠、棕土、鈦 黑、合成鐵黑、炭黑等。
[0046] 本發(fā)明中也可以通過重結(jié)晶法、再沉淀法、溶劑洗滌法、升華法、真空加熱法或這 些的組合將（al)顏料精制而使用。另外，（al)顏料可以根據(jù)需要用樹脂對其粒子表面改 性而使用。作為將（al)顏料的粒子表面改性的樹脂，可以舉出例如日本特開2001-1088147 號公報(bào)中記載的展色料樹脂、或市售的各種顏料分散用的樹脂等。作為炭黑表面的樹脂被 覆方法，可以采用例如日本特開平9-71733號公報(bào)、日本特開平9-95625號公報(bào)、日本特開 平9-124969號公報(bào)等中記載的方法。另外，有機(jī)顏料優(yōu)選通過所謂的鹽磨法將一次粒子微 細(xì)化而使用。作為鹽磨法可以采用例如日本特開平08-179111號公報(bào)中公開的方法。
[0047] 并且，通過在濾色器用著色組合物中使用染料作為著色劑，使得單獨(dú)以顏料無法 達(dá)成的高亮度化、高對比度化成為可能。但是，如果使用（a2)染料作為著色劑，則著色組合 物的堿顯影性顯著惡化。與此相對，在本發(fā)明的著色組合物中，通過將（B)共聚物作為顏料 分散劑來使用，從而即便是將（al)顏料與（a2)染料組合而作為著色劑來使用，也可以得到 堿顯影性良好的著色組合物。
[0048] 作為（a2)染料，可以舉出例如被賦予下述的顏料索引（C. I.)名的化合物。
[0049] C. I.酸性黃11、C. I.酸性橙7、C. I.酸性紅37、C. I.酸性紅180、C. I.酸性藍(lán)29、 C.I.直接紅28、C.I.直接紅83、C.I.直接黃12、C.I.直接橙26、C.I.直接綠28、C.I.直 接綠59、C. I.活性黃2、C. I.活性紅17、C. I.活性紅120、C. I.活性黑5、C. I.分散橙5、 C. I.分散紅58、C. I.分散藍(lán)165、C. I.堿性藍(lán)41、C. I.堿性紅18、C. I.媒介紅7、C. I?媒 介黃5、C. I.媒介黑7等偶氮系染料；
[0050] C. I.還原藍(lán)4(只y卜7''少一 4)、C. I.酸性藍(lán)40、C. I.酸性綠25、C. I.活性藍(lán) 19、C. I.活性藍(lán)49、C. I.分散紅60、C. I.分散藍(lán)56、C. I.分散藍(lán)60等蒽醌系染料；
[0051] C L溴靛藍(lán)5 ( A y卜7'少一 5)等酞菁系染料；
[0052] C.I.堿性藍(lán)3、C.I.堿性藍(lán)9等醌亞胺系染料；
[0053] C. I.溶劑黃33、C. I.酸性黃3、C. I.分散黃64等喹啉系染料；
[0054] C. I.酸性黃1、C. I.酸性橙3、C. I.分散黃42等硝基系染料；
[0055] 分散黃201等甲川系染料。
[0056] 在本發(fā)明中使用（a2)染料作為著色劑的情況下，（a2)染料可以單獨(dú)使用，或?qū)? 種以上混合使用。
[0057] 從形成亮度高且色純度優(yōu)異的像素、或遮光性優(yōu)異的黑矩陣的方面考慮，（A)著色 劑的含有比例通常在著色組合物的固體成分中為5~70質(zhì)量％，優(yōu)選為5~60質(zhì)量％。在 這里固體成分是指后述的溶劑成分以外的成分。
[0058] -(B)共聚物-
[0059] 本發(fā)明中的（B)共聚物具有重復(fù)單元（1)、重復(fù)單元（2)和重復(fù)單元（3)，并且相 對于所述重復(fù)單元（1)以外的重復(fù)單元的合計(jì)，所述重復(fù)單元（2)的共聚比例為75質(zhì)量％ 以上，重均分子量Mw與數(shù)均分子量Mn之比（Mw/Mn)為I. 0~1. 9,起到（A)著色劑的分散 劑的功能。應(yīng)予說明，這里所說的Mw和Mn是指以凝膠滲透色譜法（GPC，溶出溶劑：DMF)測 定的聚甲基丙烯酸甲酯換算的重均分子量和數(shù)均分子量。
[0060] 重復(fù)單元（1)由上述式（1)表示。
[0061] 在上述式（1)中，作為R1，在氫原子和甲基中，優(yōu)選甲基。
[0062] 另外，Z表示-N+R2R3R 4Y或-NR 5R6, R2~R 6相互獨(dú)立地表示氫原子或烴基，在本發(fā) 明中所謂的"烴基"是包括脂肪族烴基、脂環(huán)式烴基以及芳香族烴基的概念，可以是直鏈狀、 分支狀和環(huán)狀中的任意形態(tài)，另外可以是飽和烴，也可以是不飽和烴，可以在分子內(nèi)和末端 的任意部分具有不飽和鍵。
[0063] 作為上述脂肪族烴基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1~20 (優(yōu)選為1~12)的脂肪族烴基，更 具體地可以舉出碳原子數(shù)為1~20 (優(yōu)選為1~12)的烷基、碳原子數(shù)為2~20 (優(yōu)選為 2~12)的鏈烯基、碳原子數(shù)為2~20 (優(yōu)選為2~12)的炔基。另外，作為上述脂環(huán)式烴 優(yōu)選碳原子數(shù)為3~20 (優(yōu)選為3~12)的脂環(huán)式烴基，更具體地可以舉出碳原子數(shù)為3~ 20 (優(yōu)選為3~12)的環(huán)烷基。進(jìn)而，作為上述芳香族烴基，優(yōu)選碳原子數(shù)為6~20 (優(yōu)選 為6~10)的芳香族烴基，更具體地可以舉出碳原子數(shù)為6~