專利名稱:濾色器、液晶顯示裝置及ccd器件的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種濾色器及使用其的液晶顯示裝置和CCD器件。本發明涉及一種具有高對比度而且能夠抑制圖像顯示時由于燒屏而引起的顯示不良的顯示品質高的濾色器及使用其的液晶顯示裝置和CCD器件。
背景技術:
近年來,液晶顯示裝置(LCD)等的畫質得到提高,正在朝著具有取代普通的顯示器CRT(陰極射線管)的廣泛用途的方向發展,對顏色再現范圍或亮度等性能改良的要求進一步提高。為了適應這樣的要求,濾色器是關鍵的部件材料。這是因為濾色器發揮著在LCD平板或CCD器件等的顯示圖像上著色的功能,左右著LCD平板或CCD器件的色澤特性,對它們的基本的顯示性能產生很大的影響。
作為濾色器所要求的特性,例如有透過性、顏色純度、對比度、低反射性等。特別是,如果濾色器的透過性和對比度低,光就會衰減,從而使顯示器變暗或者明暗不明了。因此期望濾色器的透過性要高。而且還期望與RGB組合后使顏色再現范圍更寬,各個顏色純度更高。
對于這一點,如果只想提高濾色器的透過率,那么顏料的粒徑越小越好。但是如果這樣做的話,將其用于顯示平板時,發生燒屏等顯示不良的情況就容易變得增多。即,如果單純地提高透明性、對比度,反而會使顯示特性產生下降的傾向。而且還要考慮到耐光性和色澤不均勻,此前已有的濾色器根本不能滿足這樣的要求。
另外,顏料具有鮮明的色彩、高的著色力、耐光性等,可以用于濾色器。在顏料當中,實用上最重要的顏料一般是那些具有微細粒子的顏料。它們能夠防止顏料的凝聚并通過微細化得到鮮明的色彩和高的著色力。但是,例如采用鹽磨(salt milling)等物理方法使顏料微細化時,表面積增加了,但是耐光性等穩定性也容易惡化。
為了改善這些缺點,從而得到流動性、分散性優良的顏料分散液或者著色感光性組合物,已知有對有機顏料的表面進行處理(例如參見專利文獻1和2)、或使用各種分散劑(例如參見專利文獻3和4)的方法。另外,專利文獻5和6中還描述了將溶解于良溶劑的試樣注入到不良溶劑中得到粒子的再沉淀法。
但是,將這些顏料用作著色感光性組合物時,其涂層一般極薄,而且在這種涂層很薄的情況下還要求顯示出高的著色濃度。所以,例如有必要使在有機溶劑中微細化的有機顏料以高濃度來分散。由于濃度高,上述穩定化就變得更加困難,所以實際現狀是,尚未提供能夠滿足這些要求的顏料和使用其的濾色器。
關于有機顏料的耐光性,雖然有示例對含有黃色顏料的水性墨水嘗試著進行改良(例如參見專利文獻7),但是,對分散于有機溶劑中的有機顏料的耐光性與顯示特性之間的關系,迄今為止尚未得到關注。 日本特開平11-269401號公報日本特開平11-302553號公報日本特開平8-48890號公報日本特開2000-239554號公報日本特開2004-123853號公報日本特開2003-336001號公報日本特開2003-147223號公報
發明內容
發明所要解決的問題 僅從現在所確認的情況來看,基于顏料的濾色器的對比度(比值)低至2000~4000時,在實用上可以說是不充分的。根據本發明者所確認的情況,采用現在廣泛使用的微珠分散或鹽磨的方法以得到具有高對比度的液晶顯示裝置用濾色器,不僅會使耐光性變差,而且還會顯著損害顯示特性,結果不能得到滿足要求的濾色器。
因此本發明的目的在于提供一種同時具有高耐光性與高對比度(比值)、而且能夠提高顯示裝置的像素顯示性能、抑制高顯示性能的劣化的濾色器。而且,本發明的目的還在于提供一種使用高品質的濾色器的能夠發揮優良的像素顯示性能的液晶顯示裝置以及CCD器件。
解決問題的手段 通過下述手段來解決上述問題。
(1)一種濾色器,其特征在于,該濾色器由有機顏料微粒的分散物所形成,在空氣中以光照度為10萬勒克斯的氙光照射150小時后所述顏料的殘存率為60~95%,而且,該濾色器在氙光照射前具有對比度為大于等于5000的像素。
(2)上述(1)中所述的濾色器,其特征在于,所述有機顏料微粒由紅色顏料所構成。
(3)上述(1)或(2)中所述的濾色器,其特征在于,所述顏料的殘存率為75~90%。
(4)上述(1)~(3)中任意一項所述的濾色器,其特征在于,在所述氙光照射前的對比度為大于等于10000。
(5)上述(1)~(4)中任意一項所述的濾色器,其特征在于,在所述氙光照射前濾色器的紅色像素的對比度為大于等于10000。
(6)一種液晶顯示裝置,其特征在于,具有上述(1)~(5)中任意一項所述的濾色器。
(7)上述(6)中所述的液晶顯示裝置,其特征在于,所述液晶顯示裝置為VA方式。
(8)一種CCD器件,其特征在于,具有上述(1)~(5)中任意一項所述的濾色器。
發明效果 本發明的濾色器實現了同時具有5000以上的高對比度和耐光性,用于顯示裝置時,能夠發揮高顯示性能,能夠抑制由于燒屏等引起的顯示性能的劣化。而且,具備上述優良的濾色器的液晶顯示裝置和CCD器件可以實現色彩鮮艷的圖像顯示、并能夠抑制顯示不均勻現象的發生。
具體實施例方式 以下詳細說明本發明。
本發明的濾色器的著色層(像素)中含有有機顏料微粒,該顏料微粒在空氣中以光照度為10萬勒克斯的氙光照射150小時后顏料的殘存率為60~95%、優選為70~90%的殘存率、更優選為75~90%的殘存率、特別優選為80~90%的殘存率。此處,“殘存率”是指(i)在曝光前測定濾色器或者特定像素的吸收光譜,將由給定的顏料所產生的峰指認出來,計算其峰面積,(ii)接著,在曝光(在空氣中,以光照度為10萬勒克斯的氙光從玻璃襯底一側進行照射)之后,計算出與上述相同的顏料所產生的吸收光譜中的峰的面積,(iii)“曝光后的峰面積”除以“曝光前的峰面積”所得到的值(比值)。
所述顏料殘存率例如可以通過下述耐光性試驗來求得,該試驗采用的是由像素所形成的濾色器。即,在玻璃襯底上形成像素,設置ITO電極后形成濾色器,對該濾色器進行試驗時,為了能夠在空氣中測定,用氫氟酸溶液除去玻璃襯底。根據各像素的光學濃度在氙光照射前后的比率可以計算出顏料的殘存率。
本發明中,著色層(像素)的厚度優選為0.5~5μm、更優選為1~3μm。另外,一個像素的大小優選為400~90000μm2、更優選為1000~15000μm2。
本發明的濾色器可以作為對比度優異的濾色器來應用。在本發明中,對比度是指在兩片偏振片之間,偏振光軸平行時的透光量與偏振光軸垂直時的透光量之比(參見“1990年第7回色彩光學コンフアレンス,512色表示10.4”サイズTFT-LCD用カラ-フイルタ,植木、小關、福永、山中”等)。
在背光單元使用小型冷陰極管光源、用ラムダビジョン株式會社制造的顯微分光測定系統TFCAM-7000(商品名)測定約60μm的區域,通過只對透過濾色器的紅色像素的光進行檢測,來測定紅色像素獨自的對比度。
濾色器或所述像素的對比度高意味著濾色器與液晶組合時明暗的辨別率大,這是用液晶顯示器替換CRT時非常重要的性能。
本發明的濾色器在上述耐光性試驗中,在氙光照射前的對比度為大于等于5000、優選為大于等于10000、特別優選為大于等于15000。另外,本發明的濾色器僅為紅色像素時,在上述耐光性試驗中,在氙光照射前的對比度為大于等于5000、優選為大于等于10000、特別優選為大于等于15000。
本發明的濾色器中所用的有機顏料微粒優選以有機顏料微粒的分散物來使用。作為有機顏料微粒的制造方法,是根據顏料的種類或目的性能,從氣相法、粉碎法、再沉淀法、激光燒蝕法等方法中適當選擇的優選的方法,從能夠得到微細的且粒徑分布均勻、分散穩定性優良的顏料微粒的方面考慮,優選采用后述的微粒析出法。
本發明的濾色器所使用的有機顏料中,也優選使用二酮基吡咯并吡咯化合物顏料。
以C.I.顏料紅254、255、264所代表的吡咯并吡咯化合物顏料由于具有對于提高形成濾色器的紅色像素的顏色純度合適的吸收區域、并可以擴展色再現區域,所以嘗試著將其用于濾色器。但是,現有的顏料的色澤純度或對比度等不能滿足要求。例如,日本特開2003-336001號公報中記載的噴墨用墨水、采用微珠分散或鹽磨的方法所得到的物質等不能夠得到良好的濾色器。
根據本發明,可以得到粒徑分布為尖形分布狀態的納米級的吡咯并吡咯化合物顏料微粒。而且,將這些顏料微粒用于濾色器時,可以同時兼顧所期望的色澤純度與高對比度,而且耐光性優良、能夠抑制燒屏。而具備這樣的濾色器的液晶顯示裝置,其黑色密實性和紅色描繪力優良、并能夠抑制顯示不均勻。
在上述二酮基吡咯并吡咯化合物顏料中,優選C.I.顏料紅254(下述式(Z)表示的化合物)、255(下述式(W)表示的化合物)、264(下述式(V)表示的化合物),從吸收光譜來看更優選C.I.顏料紅254。
還有,作為C.I.P.R.254,可以使用Irgaphor Red B-CF(チバ .スペシヤルテイ·ケミカルズ株式會社制造)、Cromophtal DPP RedBO、Irgazin DPP Red BO、Microlen DPP Red BP等。作為C.I.P.R.255,可以使用Cromophtal Coral Red C、Irgazin DPP Red 5G等。作為C.I.P.R.264,可以使用Hostapeperm Rubin D3B LP2615、IrgazinDPP Rubin TR等(均為商品名)。
式(Z)
式(W)
式(V)
可以合用的有機顏料,具體來說例如苝、苝酮、喹吖酮、喹吖酮醌、蒽醌、三苯并芘二酮、苯并咪唑酮、雙偶氮縮合物、雙偶氮、偶氮、陰丹士林、酞菁、三芳基陽碳、二噁嗪、氨基蒽醌、硫靛藍、異吲哚啉、異吲哚啉酮、皮蒽酮或異蒽酮紫化合物顏料,或它們的混合物。
更具體來說,有C.I.顏料紅190(C.I.序號71140)、C.I.顏料紅224(C.I.序號71127)、C.I.顏料紫29(C.I.序號71129)等苝化合物顏料,C.I.顏料橙43(C.I.序號71105)、或C.I.顏料紅194(C.I.序號71100)等苝酮化合物顏料,C.I.顏料紫19(C.I.序號73900)、C.I.顏料紫42、C.I.顏料 122(C.I.序號73915)、C.I.顏料紅192、C.I.顏料紅202(C.I.序號73907)、C.I.顏料紅207(C.I.序號73900、73906)、或C.I.顏料紅209(C.I.序號73905)等喹吖酮化合物顏料,C.I.顏料紅206(C.I.序號73900/73920)、C.I.顏料橙48(C.I.序號73900/73920)、或C.I.顏料橙49(C.I.序號73900/73920)等喹吖酮醌化合物顏料,C.I.顏料黃147(C.I.序號60645)等蒽醌化合物顏料,C.I.顏料紅168(C.I.序號59300)等三苯并芘二酮化合物顏料,C.I.顏料棕25(C.I.序號12510)、C.I.顏料紫32(C.I.序號12517)、C.I.顏料黃180(C.I.序號21290)、C.I.顏料黃181(C.I.序號11777)、C.I.顏料橙62(C.I.序號11775)、或C.I.顏料紅185(C.I.序號12516)等苯并咪唑酮化合物顏料,C.I.顏料黃93(C.I.序號20710)、C.I.顏料黃94(C.I.序號20038)、C.I.顏料黃95(C.I.序號20034)、C.I.顏料黃128(C.I.序號20037)、C.I.顏料黃166(C.I.序號20035)、C.I.顏料橙34(C.I.序號21115)、C.I.顏料橙13(C.I.序號21110)、C.I.顏料橙31(C.I.序號20050)、C.I.顏料紅144(C.I.序號20735)、C.I.顏料紅166(C.I.序號20730)、C.I.顏料紅220(C.I.序號20055)、C.I.顏料紅221(C.I.序號20065)、C.I.顏料紅242(C.I.序號20067)、C.I.顏料紅248、C.I.顏料紅262、或C.I.顏料棕23(C.I.序號20060)等雙偶氮縮合化合物顏料,C.I.顏料黃13(C.I.序號21100)、C.I.顏料黃83(C.I.序號21108)、或C.I.顏料黃188(C.I.序號21094)等雙偶氮化合物顏料,C.I.顏料紅187(C.I.序號12486)、C.I.顏料紅170(C.I.序號12475)、C.I.顏料黃74(C.I.序號11714)、C.I.顏料黃150(C.I.序號48545)、C.I.顏料紅48(C.I.序號15865)、C.I.顏料紅53(C.I.序號15585)、C.I.顏料橙64(C.I.序號12760)、或C.I.顏料紅247(C.I.序號15915)等偶氮化合物顏料,C.I.顏料藍60(C.I.序號69800)等陰丹士林化合物顏料,C.I.顏料綠7(C.I.序號74260)、C.I.顏料綠36(C.I.序號74265)、C.I.顏料綠37(C.I.序號74255)、C.I.顏料藍16(C.I.序號74100)、C.I.顏料藍75(C.I.序號741602)、C.I.顏料藍15:6(C.I.序號74160)、或C.I.顏料藍15:3(C.I.序號74160)等酞菁化合物顏料,C.I.顏料藍56(C.I.序號42800)、或C.I.顏料藍61(C.I.序號427651)等三芳基陽碳化合物顏料,C.I.顏料紫23(C.I.序號51319)、或C.I.顏料紫37(C.I.序號51345)等二噁嗪化合物顏料,C.I.顏料紅177(C.I.序號65300)等氨基蒽醌化合物顏料,C.I.顏料紅88(C.I.序號73312)等硫靛藍化合物顏料,C.I.顏料黃139(C.I.序號56298)、C.I.顏料橙66(C.I.序號48210)等異吲哚啉化合物顏料,C.I.顏料黃109(C.I.序號56284)、C.I.顏料黃185(C.I.序號56290)、或C.I.顏料橙61(C.I.序號11295)等異吲哚啉酮化合物顏料,C.I.顏料橙40(C.I.序號59700)、或C.I.顏料紅216(C.I.序號59710)等皮蒽酮化合物顏料,C.I.顏料黃138等喹諾酞酮類顏料,或C.I.顏料紫31(C.I.序號60010)等異蒽酮紫化合物顏料。
本發明中,2種以上的有機顏料或有機顏料的固溶體可以組合使用,也可以與通常的染料組合后使用。
相對于全部固形物量,本發明濾色器中著色層中的有機顏料的含量優選為10~70質量%、更優選為30~60質量%。
形成本發明的濾色器的所述著色層(像素)的分散物優選為,在含有所述有機顏料、具有聚合性基團的單體或者低聚物和水溶性聚合物的顏料分散物中,使所述聚合性單體或低聚物聚合反應后生成的聚合固化物。這里優選在顏料分散物中還含有粘結劑、聚合引發劑或聚合引發劑體系的顏料分散物。
上述具有聚合性基團的單體或低聚物優選為具有2個以上的烯屬不飽和雙鍵,且通過光照可進行加成聚合的單體或低聚物。作為這種單體或低聚物,可以列舉分子中具有至少一個可進行加成聚合的烯屬不飽和基團、常壓下的沸點在100℃以上的化合物。作為其例子,可以列舉二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯及苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等單官能丙烯酸酯或單官能甲基丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(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、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯酰氧丙基)醚、三(丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、三(丙烯酰氧乙基)氰脲酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯;三羥甲基丙烷或甘油等多官能醇上加成環氧乙烷或環氧丙烷后再經(甲基)丙烯酸酯化而形成的物質等多官能丙烯酸酯或多官能甲基丙烯酸酯。另外,還可以列舉如日本特開平10-62986號公報的通式(1)及(2)中記載的那些在多官能醇上加成環氧乙烷或環氧丙烷后再經(甲基)丙烯酸酯化而形成的化合物作為適合的物質。
另外,還可列舉日本特公昭48-41708號公報、特公昭50-6034號公報及特開昭51-37193號公報中記載的聚氨酯丙烯酸酯類;特開昭48-64183號公報、特公昭49-43191號公報及特公昭52-30490號公報中記載的聚酯丙烯酸酯類;作為環氧樹脂和(甲基)丙烯酸的反應生成物的環氧丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
其中,優選三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(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。
另外,還可以列舉日本特開平11-133600號公報中記載的“聚合性化合物B”作為適合的物質。
這些聚合性單體或低聚物,優選分子量為200~1000,可以單獨使用,或混合2種以上使用。
本發明的濾色器中,所述聚合性單體或低聚物的含量不特別限定,一般相對于全部固形物,在著色層中的含量通常為5~50質量%,優選為10~40質量%。如果該量過多,則難以控制顯影性,會在制造適應性上產生問題。如果過少,則曝光時的固化力不足。
水溶性聚合物相對于25℃的純水的溶解度優選為大于等于100質量%。而且優選的是,難以對濾色器產生影響、在水溶液的狀態下呈中性。具體而言,可以使用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚環氧乙烷等合成高分子化合物及它們的共聚物。在這些高分子化合物中,特別優選聚乙烯吡咯烷酮。這些水溶性聚合物可以只使用一種、也可以2種以上組合使用。
所述水溶性聚合物的分子量不特別限定,其數均分子量Mn優選為1,000~2,000,000、更優選為5,000~1,000,000、進一步優選為10,000~500,000、特別優選為10,000~100,000。
相對于全部固形物量,水溶性聚合物的含量優選為大于等于0.1質量%、更優選為大于等于1質量%、進一步優選為大于等于3質量%、特別優選為大于等于5質量%。
作為粘結劑,優選具有酸性基團的粘結劑,在配制噴墨墨水或著色感光性樹脂組合物時也可以加入所述粘結劑。在制造所述顏料分散物時,或者在形成后述的顏料微粒時也優選加入所述粘結劑。可以在有機顏料溶液中、和被加入有機顏料溶液后使顏料微粒產生的不良溶劑中加入所述粘結劑或在其中一方中加入所述粘結劑。或者也優選另外的系統中在形成顏料微粒時加入所述粘結劑。
作為粘結劑,優選的是,側鏈上具有羧酸基團或羧酸鹽基團等極性基團的堿溶性聚合物。例如有,日本特開昭59-44615號公報、日本特公昭54-34327號公報、日本特公昭58-12577號公報、日本特公昭54-25957號公報、日本特開昭59-53836號公報、日本特開昭59-71048號公報中所描述的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化的馬來酸共聚物等。還例如有側鏈帶有羧酸基團或羧酸鹽基團等的纖維素衍生物。除此之外,也可以使用具有羥基的聚合物與環狀酸酐加成反應后的化合物。特別優選的例子,例如有美國專利No.4,139,391號的說明書中所描述的(甲基)丙烯酸芐基酯與(甲基)丙烯酸的共聚物、或(甲基)丙烯酸芐基酯與(甲基)丙烯酸及其它單體的多元共聚物。這些具有極性基團的粘結劑聚合物可以單獨使用,也可以以與通常的具有成膜性的聚合物合用的組合物的形式來使用,相對于顏料微粒的100質量份,其用量一般為10~200質量份、優選為25~100質量份。
另外,為了提高交聯效率,在側鏈上也可以具有聚合性基團,UV固化性樹脂或熱固化性樹脂等也是有用的。雖然在下面示出了一些含有聚合性基團的聚合物的例子,但是并不只限定于這些例子,只要是含有COOH基、OH基、銨基等堿溶性基團以及碳-碳不飽和鍵的化合物即可。可以使用這樣的化合物使含有OH基的化合物例如丙烯酸2-羥基乙酯、含有COOH基的化合物如甲基丙烯酸以及可以與它們共聚合的丙烯酸類化合物或含乙烯基的化合物等單體所形成的共聚物與具有與OH基能夠發生反應的環氧環和碳-碳不飽和鍵基團的化合物如丙烯酸縮水甘油酯這樣的化合物反應后所得到的化合物等。與OH能夠發生反應的,除環氧環外,還可以使用酸酐、具有異氰酸酯基的化合物、具有丙烯酰基的化合物。另外,也可以使用如日本特開平6-102669號公報、日本特開平6-1938號公報中所公開的具有環氧環的化合物與丙烯酸這樣的不飽和羧酸反應后所得到的化合物再與飽和或不飽和多元酸酐反應后所得到的反應物。同時具有COOH這樣的堿溶性基團和碳-碳不飽和基團的化合物,例如有ダイヤナ一ルNR系列(三菱Rayon株式會社制造)、Photomer 6173(含有COOH基的聚氨酯丙烯酸低聚物,Diamond Shamrock公司制造)、ビスコ一トR-264、KSレジスト106(均為大阪有機化學工業株式會社制造)、サイクロマ一P系列、プラクセルCF200系列(均為Daicel化學工業株式會社制造)、Ebecry 13800(Daicelユ一シ一ビ一株式會社制造)等。
作為粘結劑樹脂,可以使用在側鏈的一部分上帶有水溶性的原子團的有機高分子聚合物。上述粘結劑樹脂為與單體具有混溶性的線狀有機高分子聚合物,而且優選可溶于有機溶劑和具有堿溶性(優選為能用弱堿水溶液進行顯影的那些)。作為上述堿溶性樹脂,有側鏈帶有羧酸的聚合物,例如諸如日本特開昭59-44615號公報、日本特公昭54-34327號公報、日本特公昭58-12577號公報、日本特公昭54-25957號公報、日本特開昭59-53836號公報、日本特開昭59-71048號公報中所記載的甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化的馬來酸共聚物等,另外還有同樣在側鏈上具有羧酸的酸性纖維素衍生物。此外,作為上述堿溶性樹脂,帶有羥基的聚合物上加成酸酐后形成的物質也是有用的。具體來說,特別優選這些物質中的(甲基)丙烯酸芐基酯/(甲基)丙烯酸共聚物,以及(甲基)丙烯酸芐基酯/(甲基)丙烯酸和其它單體的多元共聚物。作為上述堿溶性樹脂,可以使用至少由(i)馬來酸酸酐(MAA)、丙烯酸(AA)和富馬酸(FA)中選擇的至少一種酸成分單體與(ii)烷基聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯和(iii)(甲基)丙烯酸芐基酯所形成的共聚物(以下有時稱作“共聚物A”)。
作為所述共聚物A的組成,(i)酸成分單體、(ii)烷基聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯(Acr(EO)n∶CH3(OC2H4)n OCOC(R)=CH2)、和(iii)(甲基)丙烯酸芐基酯(Bz(M)A)的組成質量比優選為10~25/5~25/50~85、更優選為15~20/5~20/60~80。另外,所述聚合物由GPC所測定的經聚苯乙烯換算的質量平均分子量(Mw)優選為3,000~50,000、更優選為5,000~30,000。
如果(i)酸成分單體的組成質量比位于上述范圍內,堿溶性和在溶劑中的溶解性就不會降低。如果(ii)烷基聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯(Acr(EO)n∶CH3(OC2H4)n OCOC(R)=CH2)的組成質量比位于上述范圍內,組合物在襯底上液體很容易鋪展,而且著色劑的分散性也不會下降,能夠有效地達到本發明的效果。如果(iii)(甲基)丙烯酸芐基酯(Bz(M)A)的組成質量比位于上述范圍內,著色劑的分散穩定性、著色劑在組合物中的溶解性和涂敷膜的堿顯影適性都不會下降。
(ii)烷基聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯(Acr(EO)n∶CH3(OC2H4)nOCOC(R)=CH2)中聚氧乙烯(EO)n的重復單元個數n優選為2~1 5、更優選為2~10、特別優選為4~10。所述重復單元個數n在此范圍內時,用堿顯影液顯影后,不會產生顯影殘渣、能夠防止組合物作為涂敷液時由于流動性降低而導致的涂敷不均勻現象、也能夠防止涂敷膜厚度的均勻性下降和節省涂敷液這方面的性能下降。
這些具有極性基團的粘結劑聚合物可以單獨使用,也可以以與通常的具成膜性的聚合物合用的組合物的形式使用。相對于顏料微粒的100質量份,粘結劑的加入量一般為10~200質量份、優選為25~100質量份。
所述粘結劑為高分子化合物時,該高分子化合物中的酸性基團的個數不特別限定,如果1分子中所含有的重復單元個數為100的話,具有酸性基團的重復單元優選為5~100個、更優選為10~100個。而且,就(1)由具有羧基的化合物衍生的重復單元和(2)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元的聚合比例而言,重復單元(1)的摩爾%優選為5~40,重復單元(2)的摩爾%優選為40~90,重復單元(1)或重復單元(2)以外的重復單元的摩爾%優選為25以下。另外,作為具有酸性基團的堿溶性粘結劑的高分子化合物的分子量優選為3000~1000000、更優選為4000~200000、特別優選為5000~80000。
本發明的濾色器中,著色層中的粘結劑的含量不特別限定,相對于全部固形物量,一般為15~50質量%、優選為20~45質量%。超過此量,組合物的粘度過高,在制造適應性上會產生問題。少于此量,在形成涂敷膜時會產生問題。
光聚合引發劑或光聚合引發劑體系(在本發明中,光聚合引發劑體系是指由多種化合物組合起來實現光聚合引發功能的混合物),可以列舉美國專利第2367660號說明書中公開的vicinal polyketaldonyl化合物、美國專利第2448828號說明書中記載的偶姻醚化合物、美國專利第2722512號說明書中記載的α-烴取代的芳香族偶姻化合物、美國專利第3046127號說明書及美國專利第2951758號說明書中記載的多環醌化合物、美國專利第3549367號說明書中記載的三芳基咪唑二聚物和對氨基酮的組合、日本特公昭51-48516號公報中記載的苯并噻唑化合物和三鹵甲基-s-三嗪化合物、美國專利第4239850號說明書中記載的三鹵甲基-三嗪化合物、美國專利第4212976號說明書中記載的三鹵甲基噁二唑化合物等。特別優選三鹵甲基-s-三嗪、三鹵甲基噁二唑及三芳基咪唑二聚物。
另外,還可以列舉日本特開平11-133600號公報中記載的“聚合引發劑C”,以及作為肟類的1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰乙氧羰基)肟、O-苯甲酰基-4’-(苯硫基)苯甲酰基-己基-酮肟、2,4,6-三甲基苯基羰基-二苯基膦酰氧、六氟磷酸-三烷基苯鏻鹽等作為優選的物質。
這些光聚合引發劑或光聚合引發劑體系可以單獨使用,也可以混合2種以上使用,特別優選使用2種以上。如果使用至少2種光聚合引發劑,則特別可以減少顯示特性中的顯示不均勻現象。
本發明的濾色器中,光聚合引發劑或光聚合引發劑體系的含量不特別限定,相對于全部固形物的量,通常為著色層中的0.5~20質量%,優選為1~15質量%。如果該量過多,則敏感度過高,難以控制。如果過少,則曝光敏感度過低。
除上述成分外,另外還可以使用有機溶劑。對作為有機溶劑的例子,沒有特別限定,可以列舉酯類,例如醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、蟻酸戊酯、醋酸異戊酯、醋酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯類、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羥基醋酸甲酯、羥基醋酸乙酯、羥基醋酸丁酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等3-羥基丙酸烷基酯類;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、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰醋酸甲酯、乙酰醋酸乙酯、2-羥基丁酸甲酯、2-羥基丁酸乙酯等;醚類,例如二乙二醇二甲基醚、四氫呋喃、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、醋酸甲基溶纖劑、醋酸乙基溶纖劑、二乙二醇單甲基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯等;酮類,例如甲乙酮、甲基異丁基酮、環己酮、環己醇、2-庚酮、3-庚酮等;芳香烴類,例如甲苯、二甲苯等。在這些溶劑中,優選使用3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、醋酸乙基溶纖劑、乳酸乙酯、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇甲基醚醋酸酯等作為本發明中的溶劑。這些溶劑可以單獨使用或2種以上組合使用。
另外,必要時可以使用沸點為180℃~250℃的溶劑。作為這些高沸點溶劑,可以例示以下的物質。二乙二醇單丁基醚、二乙二醇單乙基醚醋酸酯、二乙二醇單乙基醚、3,5,5-三甲基-2-環己烯-1-酮、乳酸丁酯、二丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇正丙基醚醋酸酯、二乙二醇二乙基醚、2-乙基己基醋酸酯、3-甲氧基-3-甲基丁基醋酸酯、γ-丁內酯、三丙二醇甲基乙基醋酸酯、二丙二醇正丁基醋酸酯、丙二醇苯基醚醋酸酯、1,3-丁二醇二醋酸酯。
溶劑的含量不特別限定,在濾色器的著色層中相對于全部固形物的量優選為10~95質量%。
在以往使用的濾色器中,為了實現高色純度,需要使各像素的顏色加濃,人們認識到這樣做存在著以下問題,即像素的膜厚不均勻導致色彩不均勻。因此,需要對直接影響像素的膜厚度的膜厚變化進行改進。
對于本發明的濾色器來說,從可以控制均勻的膜厚、有效防止膜厚變化導致的色彩不均勻的觀點來看,優選濾色器用噴墨墨水中含有適當的表面活性劑。
作為上述表面活性劑,可以列舉日本特開2003-337424號公報、特開平11-133600號公報中公開的表面活性劑作為適合的表面活性劑。著色層中的表面活性劑的含量不特別限定,相對于全部固形物量優選為5質量%以下。
本發明的濾色器中優選含有熱聚合防止劑。作為該熱聚合防止劑的例子,可以列舉氫醌、氫醌單甲基醚、對甲氧基苯酚、二叔丁基對甲酚、鄰苯三酚、叔丁基兒茶酚、苯醌、4,4’-硫雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2-巰基苯并咪唑、吩噻嗪等。著色層中的熱聚合防止劑的含量不特別限定,優選為1質量%以下。
必要時,本發明的濾色器中可以含有紫外線吸收劑。作為紫外線吸收劑,除了日本特開平5-72724號公報中記載的化合物外,還可列舉水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、氰基丙烯酸酯類、鎳螯合物類、受阻胺類等。
具體來說,可以列舉水楊酸苯基酯、4-叔丁基苯基水楊酸酯、2,4-二叔丁基苯基-3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯甲酸酯、4-叔丁基苯基水楊酸酯、2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、2,2’-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、二丁基二硫代氨基甲酸鎳、雙(2,2,6,6-四甲基-4-吡啶)-癸二酸鹽、4-叔丁基苯基水楊酸酯、水楊酸苯基酯、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶縮合物、琥珀酸-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-酯、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α-二甲基芐基)苯基]-2H-苯并三唑、7-{[4-氯-6-(二乙氨基)-5-三嗪-2-基]氨基}-3-苯基香豆素等。著色層中的紫外線吸收劑的含量不特別限定,相對于全部固形物量,優選為5質量%以下。
本發明的濾色器中,在像素形成時所述顏料分散物適合用作噴墨墨水。關于本發明的濾色器中所用的噴墨墨水的詳細情況將在后文中描述。
另外,上述顏料分散物用作著色感光性樹脂組合物形成涂布膜時,其厚度可以適當確定,但優選為0.5~5.0μm,更優選為1.0~3.0μm。對于用該著色感光性樹脂組合物形成的涂布膜,使其中所含的聚合性單體或低聚物進行聚合形成著色感光性樹脂組合物的聚合膜,可以制作含有該膜的濾色器(關于濾色器的制作,后文有述)。聚合性單體或聚合性低聚物的聚合可以通過用光照使光聚合引發劑或光聚合引發劑體系起作用來進行。
另外,雖然上述涂布膜可通過用通常的涂布方法涂布和干燥著色感光性樹脂組合物來形成,但優選采用噴液部具有狹縫狀孔的狹縫狀噴嘴進行涂布。具體來說,優選使用日本特開2004-89851號公報、特開2004-17043號公報、特開2003-170098號公報、特開2003-164787號公報、特開2003-10767號公報、特開2002-79163號公報、特開2001-310147號公報等中記載的狹縫狀噴嘴及狹縫涂布器。
作為將著色感光性樹脂組合物涂布于襯底上的方法,從能夠均勻和高精度地涂布1~3μm的薄膜的方面來看,旋轉涂布是優異的,該方法在濾色器制作中得到了廣泛普遍應用。但是,伴隨著近年來液晶顯示裝置的大型化及批量生產,為了進一步提高制造效率及節約成本,在濾色器的制作中正在采用比旋轉涂布更適合于進行寬幅大面積襯底涂布的狹縫涂布。另外,從節省液體的觀點來看,狹縫涂布也比旋轉涂布優異,可以用更少的涂布液量得到均勻的涂膜。此處,襯底優選為透明襯底,可以使用表面上具有氧化硅膜的鈉玻璃板、低膨脹玻璃、石英玻璃板等玻璃板。另外,也可以使用聚對苯二甲酸乙二酯、三醋酸纖維素、聚苯乙烯、聚碳酸酯等樹脂膜。
狹縫涂布是這樣一種涂布方法,即,使前端具有寬度為數十微米的狹縫(間隙)且長度與矩形襯底的涂布寬度對應的涂布頭與襯底的間隙保持為數十~數百微米,同時使襯底和涂布頭保持恒定的相對速度,按預定的涂布量將由狹縫提供的涂布液涂布在襯底上。該狹縫涂布具有(1)與旋轉涂布相比液體損失少、(2)無涂布液飛散,因此減少了清洗處理、(3)飛散的液體不會再混入涂布膜、(4)沒有旋轉開始和停止的時間,因此縮短了生產間隔、(5)容易對大型襯底進行涂布等優點。由于具有這些優點,狹縫涂布適合于大型畫面的液晶顯示裝置用濾色器的制作,就涂布量的減少來說也有望成為有利的涂布方法。
由于狹縫涂布可以形成面積遠比旋轉涂布大的涂布膜,因此在從寬廣的狹縫出口噴出涂布液時,必須使涂布器與被涂物之間保持某種程度的相對速度。因此,狹縫涂布方式中使用的涂布液要求具有良好的流動性。另外,在狹縫涂布中,尤其要求從涂布頭的狹縫提供到襯底上的涂布液的各種條件在整個涂布寬度上保持恒定。如果涂布液的流動性及粘彈性特性等液體物性不足,則會產生以下問題,即容易發生涂布不均勻,難以在涂布寬度方向保持恒定的涂布厚度,不能形成均勻的涂布膜。
由于以上情況,為了得到不存在不均勻的均勻涂布膜,已進行了大量嘗試來改進涂布液的流動性及粘彈性特性。但是,如上所述,雖然已提出了降低聚合物的分子量,或選擇對溶劑的溶解性優異的聚合物,或為了控制蒸發速度而選擇各種溶劑,或使用表面活性劑等手段,但沒有一種手段能夠充分改進上述各種問題。
感光性樹脂轉印材料是通過使用上述著色感光性樹脂組合物設置成感光性樹脂而形成的,優選用日本特開平5-72724號公報中記載的感光性樹脂轉印材料,即整體型膜來形成。作為說明該整體型膜構成的例子,可以列舉將臨時支撐物/熱塑性樹脂層/中間層/感光性樹脂層/保護膜按此順序進行層合而得到的結構。
作為臨時支撐物,必須是具有可彎曲性、即使在加壓或加熱加壓下也不會產生顯著變形、收縮或伸長的材料。作為這種臨時支撐物的例子,可以列舉聚對苯二甲酸乙二酯膜、三醋酸纖維素膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜等,其中特別優選雙軸拉伸的聚對苯二甲酸乙二酯膜。
作為熱塑性樹脂層中使用的成分,優選日本特開平5-72724號公報中記載的有機高分子物質,特別優選從通過維卡-Vicat法(具體來說,是按照美國材料試驗法ASTMD 1235測定聚合物軟化點的方法)測得的軟化點為約80℃以下的有機高分子物質中進行選擇。具體來說,可以列舉聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、乙烯與醋酸乙烯酯或其皂化物等的乙烯共聚物、乙烯與丙烯酸酯或其皂化物、聚氯乙烯、氯乙烯與醋酸乙烯酯及其皂化物等的氯乙烯共聚物、聚偏氯乙烯、聚偏氯乙烯共聚物、聚苯乙烯、苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯或其皂化物等的苯乙烯共聚物、聚乙烯基甲苯、乙烯基甲苯和(甲基)丙烯酸酯或其皂化物等的乙烯基甲苯共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯等形成的(甲基)丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯共聚尼龍、共聚尼龍、N-烷氧基甲基化尼龍、N-二甲基氨基化尼龍之類的聚酰胺樹脂等有機高分子。
對于感光性樹脂轉印材料,為了在涂布多個涂布層時及在涂布后進行保存時,為了防止成分的混合,優選設置中間層。作為該中間層,優選使用日本特開平5-72724號公報中作為“分離層”而記載的具有阻擋氧的功能的氧阻擋膜,在這種情況下,曝光時的敏感度上升,減少了曝光機的時間負荷,提高了生產率。
作為氧阻擋膜,優選顯示較低的氧透過性,能分散或溶解于水或堿水溶液中的材料,可以從通常的材料中進行適當選擇。其中,特別優選聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的組合。
優選在感光性樹脂層上設置用于保護其免受貯存時的污染及損傷的薄保護膜。保護膜可以是由與臨時支撐物相同或類似的材料構成,但是必須容易與感光性樹脂層分離。作為保護膜的材料,例如有機硅紙、聚烯烴或聚四氟乙烯片材是適宜的。
感光性樹脂轉印材料可通過以下方式制作,即,在臨時支撐物上涂布使熱塑性樹脂層的添加劑溶解而形成的涂布液(熱塑性樹脂層用涂布液),然后干燥,由此設置熱塑性樹脂層,然后在熱塑性樹脂層上涂布由不溶解熱塑性樹脂層的溶劑構成的中間層材料溶液,并進行干燥,然后采用不溶解中間層的溶劑進行涂布和干燥,從而設置感光性樹脂層。
另外,也可以通過以下方式進行制作,即,準備在上述臨時支撐物上設置了熱塑性樹脂層及中間層的片材,以及在保護膜上設置了感光性樹脂層的片材,按照使中間層和感光性樹脂層接觸的方式進行相互粘合;還有,準備在上述臨時支撐物上設置了熱塑性樹脂層的片材,以及在保護膜上設置了感光性樹脂層及中間層的片材,按照使熱塑性樹脂層和中間層接合的方式進行相互粘合。
在感光性樹脂轉印材料中,感光性樹脂層的膜厚優選為1.0~5.0μm,更優選為1.0~4.0μm,特別優選為1.0~3.0μm。另外,雖無特別限定,但作為其它各層的優選膜厚,通常優選臨時支撐物為15~100μm,熱塑性樹脂層為2~30μm,中間層為0.5~3.0μm,保護膜為4~40μm。
另外,上述制作方法中的涂布可以利用通常的涂布裝置等進行,但是優選采用使用狹縫狀噴嘴的涂布裝置(狹縫涂布器)進行涂布。狹縫涂布器的優選具體例子等與上述相同。
根據用途,本發明的濾色器可以只具有單一色彩,或者具有紅、藍、綠3種不同的色彩。對襯底上的著色層(像素)的圖案及其形成方法不特別限定。
本發明的濾色器可以作為對比度優異的濾色器來應用。在本發明中,對比度表示在兩片偏振片之間,偏振光軸平行時的透光量與偏振光軸垂直時的透光量之比(參見“1990年第7回色彩光學コンフアレンス,512色表示10.4”サイズ TFT-LCD用カラ-フイルタ,植木、小關、福永、山中”等)。
濾色器的對比度高是指與液晶組合時的明暗區別可以變大,為了用液晶顯示器取代CRT,這是非常重要的性能。
將本發明的濾色器作為電視使用時,優選在F10光源下,紅(R)、綠(G)及藍(B)的所有單色色度與下表記載值(以下,在本發明中稱為“標準色度”。)之差(ΔE)在5以內,更優選在3以內,特別優選在2以內。
本發明中的色度是利用顯微分光光度儀(オリンパス光學社制造,OSP100或200)測定的,并且作為F10光源下視野2度的結果進行計算的,用xyz表色系的xyY值進行表示。另外,與目標色度的差以La*b*表色系的色差表示。
可以通過重復相當于顏色數目的次數的在襯底上形成感光性樹脂層、曝光后顯影的工序的方法等方法來制造本發明的濾色器。另外,根據需要,也可以形成用黑底來區分邊界的結構。
在上述制造方法中,作為在襯底上形成上述感光性樹脂層的方法,舉例有(a)采用常用的涂敷裝置等將上述各著色感光性樹脂組合物涂敷的方法以及(b)利用上述感光性樹脂轉印材料,通過層壓來粘貼的方法等。
制造本發明的濾色器時,著色感光性樹脂組合物的涂敷可以采用常用的涂敷裝置,其中特別是前述的狹縫涂敷機也是適合使用的。狹縫涂敷機的優選具體例等與前述內容中的一樣。通過涂敷形成感光性樹脂層時,膜厚度優選為1.0~3.0μm、更優選為1.0~2.5μm、特別優選為1.5~2.5μm。
使用所述感光性樹脂轉印材料形成為膜狀而得到的感光性樹脂層,用經加熱和/或加壓的輥或平板壓合或加熱壓合在后述的襯底上,從而進行粘貼。具體來說,可以列舉日本特開平7-110575號公報、特開平11-77942號公報、特開2000-334836號公報、特開2002-148794號公報中記載的層壓機及層壓方法,但是從雜質少的觀點來看,優選采用特開平7-110575號公報中記載的方法。
本發明的濾色器中,通過涂敷著色感光性樹脂組合物而形成感光性樹脂層時,可以在該感光性樹脂層上進一步設置氧阻擋膜,由此可以提高曝光敏感度。作為該氧阻擋膜,可以列舉與已經說明的膜相同的膜。另外,雖然不做特別的限定,但氧阻擋膜的膜厚通常優選為0.5~3.0μm。
在上述襯底上形成的感光性樹脂層的上方設置有預定的掩模,然后透過該掩模、熱塑性樹脂層和中間層,從掩模的上方曝光,接著用顯影液進行顯影,通過重復相當于顏色數目的次數的這樣的工序,就可以得到濾色器。
此處,作為所述曝光的光源,可以適當選擇使用,只要是能射出使感光性樹脂層固化的波長范圍的光(例如365nm、405nm等)即可。具體而言,例如有超高壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈等。曝光量一般為5~200mJ/cm2左右,優選為10~100mJ/cm2左右。
對所述顯影液不特別限制,可以使用如日本特開平5-72724號公報中所述的顯影液等常用的顯影液。另外,優選使用對感光性樹脂層進行溶解型顯影的顯影液,例如優選含有pKa=7~13的化合物且其濃度為0.05~5mol/L的顯影液,還可以向該顯影液中加入少量與水混溶的有機溶劑。
與水混溶的有機溶劑,舉例有甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丙醇、丁醇、雙丙酮醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單正丁醚、芐醇、丙酮、甲乙酮、環己酮、ε-己內酯、γ-丁內酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、乳酸乙酯、乳酸甲酯、ε-己內酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。該有機溶劑的濃度優選為0.1質量%~30質量%。
另外,在上述顯影液中還可以加入常用的表面活性劑。表面活性劑的濃度優選為0.01質量%~10質量%。
關于顯影的方式,可以使用攪拌顯影、噴淋顯影、噴淋和旋轉顯影、浸漬顯影等方法。
此處對上述噴淋顯影進行說明。向曝光后的感光性樹脂層上通過噴淋的方式噴射顯影液,除去未固化的部分。另外,優選的是,在顯影前以噴淋等方式噴射對感光性樹脂層的溶解性低的堿性液體,以除去熱塑性樹脂層、中間層。另外也優選的是,在顯影后,以噴淋的方式噴射洗滌劑,用刷子擦拭,除去顯影殘渣。
顯影液的溫度優選為20℃~40℃,顯影液的pH優選為8~13。
在制造本發明的濾色器時,如日本特開平11-248921號公報、日本專利3255107號公報中所描述的那樣,將形成濾色器的著色感光性樹脂組合物層疊起來形成基體,在該基體上形成透明電極,再將分割取向用的突起層疊到已形成的隔墊上,從降低成本方面考慮這是優選的。
將著色感光性樹脂組合物順次涂敷后層疊起來時,由于涂敷液的流平(leveling),隨著層疊,膜的厚度變薄。因此,優選的是,先將K(黑)、R、G、B4種顏色重疊,再將分割取向用突起層疊。另一方面,使用具有熱塑性樹脂層的轉印材料時,為了使厚度保持一定,重疊的顏色優選為3色或2色。
從防止層疊轉印材料后層壓時感光性樹脂層發生變形并保持一定的厚度的方面考慮,上述基體的大小優選為25μm×25μm以上、特別優選為30μm×30μm以上。
在本發明的濾色器中,像素(著色層)中含有有機顏料微粒,該微粒是通過將在良溶劑中溶解有機顏料而形成的有機顏料溶液和對于上述良溶劑具有混溶性、對于有機顏料為不良溶劑的溶劑(以下,有時也將該溶劑稱為“有機顏料的不良溶劑”,或簡稱為“不良溶劑”等)進行混合而生成的(以下,有時也將該方法稱為“微粒析出法”)。而且,上述不良溶劑和良溶劑的組合必需具有充分的有機顏料溶解度差,可以選擇與顏料相符合的優選的組合,但是只要能夠使該工序成為可能的任何組合均可。
對有機顏料的不良溶劑沒有特別的限定,只要能與溶解有機顏料的良溶劑混溶或均勻混合即可。作為有機顏料的不良溶劑,優選有機顏料的溶解度為0.02質量%以下,更優選為0.01質量%以下的那些。有機顏料在不良溶劑中的溶解度沒有特定的下限,但是如果考慮到通常使用的有機顏料,則實際上為0.000001質量%以上。該溶解度也可以是在有酸或堿存在下進行溶解情況下的溶解度。另外,作為良溶劑和不良溶劑的混溶性或均勻混合性,優選良溶劑對不良溶劑的溶解量為30質量%以上,更優選為50質量%以上。良溶劑對不良溶劑的溶解量沒有特定的上限,實際上是以任意比例進行混合。
作為不良溶劑,例如可以列舉水性溶劑(例如,水、或鹽酸、氫氧化鈉水溶液)、醇化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、二硫化碳溶劑、脂肪族化合物溶劑、腈化合物溶劑、鹵素化合物溶劑、酯化合物溶劑、離子性液體、它們的混合溶劑等,優選水性溶劑、醇化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、酯化合物溶劑、或它們的混合物,更優選水性溶劑、醇化合物溶劑或酯化合物溶劑。
作為醇化合物溶劑,例如可以列舉甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、1-甲氧基-2-丙醇等。作為酮化合物溶劑,例如可以列舉丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、環己酮。作為醚化合物溶劑,例如可以列舉二甲醚、二乙基醚、四氫呋喃等。作為芳香族化合物溶劑,例如可以列舉苯、甲苯等。作為脂肪族化合物溶劑,例如可以列舉己烷等。作為腈化合物溶劑,例如可以列舉乙腈等。作為鹵素化合物溶劑,例如可以列舉二氯甲烷、三氯乙烯等。作為酯化合物溶劑,例如可以列舉醋酸乙酯、乳酸乙酯、2-(1-甲氧基)丙基醋酸酯等。作為離子性液體,例如可以列舉1-丁基-3-甲基咪唑鎓和PF6-的鹽等。
對良溶劑沒有特別的限定,只要能夠溶解所使用的有機顏料,并能與上述不良溶劑混溶或均勻混合即可。對于有機顏料在良溶劑中的溶解性,優選有機顏料的溶解度為0.2質量%以上,更優選為0.5質量%以上。有機顏料在良溶劑中的溶解度沒有特定的上限,如果從通常使用的有機顏料考慮,則該溶解度實際上是50質量%以下。該溶解度也可以是在有酸或堿存在下進行溶解情況下的溶解度。良溶劑和不良溶劑的混溶性或均勻混合性的優選范圍為如上所述。
作為良溶劑,例如可以優選下列溶劑水性溶劑(例如,水、水溶性醇、鹽酸、或氫氧化鈉水溶液)、醇化合物溶劑、酰胺化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、二硫化碳溶劑、脂肪族化合物溶劑、腈化合物溶劑、亞砜化合物溶劑、鹵素化合物溶劑、酯化合物溶劑、離子性液體、它們的混合溶劑等,優選水性溶劑、醇化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、亞砜化合物溶劑、酯化合物溶劑、酰胺化合物溶劑、或它們的混合物。其中,更優選下列溶劑水性溶劑、醇化合物溶劑、酯化合物溶劑、亞砜化合物溶劑或酰胺化合物溶劑,進一步優選下列溶劑水性溶劑、亞砜化合物溶劑或酰胺化合物溶劑,特別優選含有亞砜化合物溶劑或酰胺化合物溶劑。
作為亞砜化合物溶劑,例如可以列舉二甲基亞砜、二乙基亞砜、六亞甲基亞砜、環丁砜等。作為酰胺化合物溶劑,例如可以列舉N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、ε-己內酰胺、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、六甲替磷酰三胺等。
另外,作為將有機顏料溶解于良溶劑中形成的有機顏料溶液的濃度,優選其范圍為在溶解時的條件下有機顏料對于良溶劑的飽和濃度至該飽和濃度的1/100左右。
有機顏料溶液的制備條件沒有特別限定,可以選擇常壓至臨界、超臨界條件的范圍。常壓下的溫度優選為-10~150℃,更優選為-5~130℃,特別優選為0~100℃。
此處,作為良溶劑的具體例列舉的溶劑和作為不良溶劑列舉的溶劑有相同的溶劑,但是并不將相同的溶劑作為良溶劑和作為不良溶劑組合使用,在與所采用的各有機顏料的關系上,有機顏料在良溶劑中的溶解度比有機顏料在不良溶劑中的溶解度大即可,例如,它們的溶解度差優選為大于等于0.2質量%、更優選為大于等于0.5質量%。有機顏料在良溶劑和不良溶劑中的溶解度差沒有特別的上限,但從一般所使用的有機材料方面考慮,小于等于50質量%是符合實際的。
在上述微粒析出法中,優選使有機顏料能夠均勻地溶解于良溶劑中,也優選在酸性或堿性下進行溶解。通常,在采用分子內具有可在堿性條件下離解的基團的顏料時使用含有堿的溶劑,而在采用分子內不具有可在堿性條件下離解的基團、而具有多個易發生質子加成反應的氮原子的顏料時使用酸性溶劑。例如,喹吖酮化合物顏料、二酮基吡咯并吡咯化合物顏料、雙偶氮縮合物化合物顏料優選在堿性條件下進行溶解,酞菁化合物顏料優選在酸性條件下進行溶解。
在堿性條件下溶解有機顏料時所用的堿,有氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氫氧化鋇等無機堿,或三烷基胺、二氮雜雙環十一烯(DBU)、金屬醇鹽等有機堿,但優選無機堿。
所使用堿的量是可使顏料均勻溶解的量,對該量沒有特別的限定,但是在使用無機堿的情況下,優選相對于有機顏料為1.0~30摩爾當量,更優選為1.0~25摩爾當量,進一步優選為1.0~20摩爾當量。在使用有機堿的情況下,優選相對于有機顏料為1.0~100摩爾當量,更優選為5.0~100摩爾當量,進一步優選為20~100摩爾當量。
在酸性條件下溶解有機顏料所用的酸有硫酸、鹽酸或磷酸等無機酸、或者醋酸、三氟乙酸、草酸、甲磺酸或三氟甲磺酸等有機酸,但優選無機酸,特別優選硫酸。
所使用酸的量是可使有機顏料均勻溶解的量,對該量沒有特別的限定,與堿相比多使用過量的酸。不管是無機酸還是有機酸,優選相對于有機顏料為3~500摩爾當量、更優選為10~500摩爾當量、進一步優選為30~200摩爾當量。
堿或者酸與有機溶劑混合,作為有機顏料的良溶劑使用時,為了能夠完全使堿或者酸溶解,可以在有機溶劑中添加一些水或低級醇等對堿或者酸具有高溶解度的溶劑。優選水或低級醇的量相對于有機顏料溶液總量為50質量%以下,更優選為30質量%以下。具體來說,可以使用水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇等。
使顏料微粒析出生成時的不良溶劑的條件沒有特別的限定,可以選擇從常壓至亞臨界、超臨界條件的范圍。常壓下的溫度優選為-30~100℃,更優選為-10~60℃,特別優選為0~30℃。顏料微粒析出液的粘度優選為0.5~80.0mPa·s、更優選為1.0~50.0mPa·s。
有機顏料溶液和不良溶劑進行混合時,可以通過添加兩者中的任一種進行混合,但優選將有機顏料添加到不良溶劑中進行混合,此時優選不良溶劑保持攪拌狀態。攪拌速度優選為100~10000rpm,更優選為150~8000rpm,特別優選為200~6000rpm。添加時可以使用,也可以不使用泵等設備。另外,可以在液體中浸沒添加,也可以從液體外添加,但更優選在液體中浸沒添加。本發明中,優選的是,通過供給管、用泵連續向液體中供給。供給管的內徑優選為0.1~200mm、更優選為0.2~100mm。通過供給管向液體中供給的速度優選為1~10000ml/min、更優選為5~5000ml/min。
有機顏料溶液和不良溶劑的混合比(顏料微粒析出液中的良溶劑/不良溶劑之比)按體積比優選為1/50~2/3,更優選為1/40~1/2,特別優選為1/20~3/8。
對顏料微粒析出液的濃度沒有特別的限定,只要能夠生成有機粒子即可,但優選相對于1000m1分散溶劑,有機粒子為10~40000mg,更優選為20~30000mg,特別優選為50~25000mg。
另外,對生成顏料微粒時的制備規模沒有特別限定,優選不良溶劑的混合量為10~2000L的制備規模,更優選為50~1000L的制備規模。
關于有機粒子的粒徑,有通過測定法進行數值化并從而表示集團平均尺寸的方法,作為經常使用的粒徑,有表現分布最大值的最頻粒徑、相當于積分分布曲線中心值的中位粒徑、各種平均粒徑(數均、長度平均、面積平均、重均、體積平均等)等,在本發明中,如果沒有特別指出,則平均粒徑是指數均粒徑。顏料微粒(原始粒子)的平均粒優選為1nm~1μm,更優選為1~200nm,進一步優選為2~100nm,特別優選為5~80nm。顏料微粒可以是晶體粒子,也可以是非晶粒子,還可以是它們的混合物。
另外,作為表示粒子單分散性的指標,在本發明中只要沒有特別指定,使用體積平均粒徑(Mv)和數均粒徑(Mn)的比(Mv/Mn)。顏料微粒(原始粒子)的單分散性,即Mv/Mn優選為1.0~2.0,更優選為1.0~1.8,特別優選為1.0~1.5。
作為有機粒子的粒徑測定方法,可以列舉顯微鏡法、重量法、光散射法、光遮擋法、電阻法、音響法、動態光散射法,特別優選顯微鏡法、動態光散射法。作為顯微鏡法中使用的顯微鏡,例如可以列舉掃描電子顯微鏡、透射型電子顯微鏡等。作為利用光散射法的粒子測定裝置,例如可以列舉日機裝社制造的ナノトラツクUPA-EX150,大塚電子社制造的ダイナミツク光散射光度計DLS-7000系列等。
在制備上述顏料微粒的分散液時優選使其中含有分散劑。對使所述分散液含有分散劑的工序沒有特別限定,優選在有機顏料溶液及不良溶劑兩者或一方中添加分散劑而使其含有。另外,也優選在形成顏料微粒時利用與上述兩種液體不同的系統添加分散劑溶液。也優選使用預先用分散劑進行過表面處理的顏料粒子,也可以對顏料粒子施加能夠促進分散劑吸附的表面處理。分散劑具有以下作用(1)更快地吸附在析出的顏料表面上,形成微細的納米粒子,(2)防止這些粒子再發生凝集。
作為可以使用的分散劑,例如可以使用陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子型或顏料衍生物的低分子或高分子分散劑。另外,也可以使用上述水溶性聚合物。還有,對高分子分散劑的分子量沒有特別限定,只要能夠允許該高分子分散劑均勻地溶解在溶液中即可,但優選分子量為1,000~2,000,000,更優選為5,000~1,000,000,進一步優選為10,000~500,000,特別優選為10,000~100,000。作為高分子分散劑,具體可以列舉聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚環氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、乙烯醇-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇的部分甲醛化物、聚乙烯醇的部分丁縮醛化物、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物、聚丙烯酸鹽、聚乙烯基硫酸鹽、聚(4-乙烯基吡啶)鹽、聚酰胺、聚烯丙基胺鹽、縮合萘磺酸鹽、纖維素衍生物、淀粉衍生物等。另外,還可以使用褐藻酸鹽、明膠、白蛋白、酪蛋白、阿拉伯膠、黃蓍膠(トンガントゴム)、木質素磺酸鹽等天然高分子類。其中,優選使用上述水溶性聚合物、更優選聚乙烯基吡咯烷酮。這些高分子可以單獨使用1種,也可以組合使用2種以上。這些分散劑可以單獨使用或同時使用。關于顏料分散中使用的分散劑,詳細記載于“顏料分散安定化と表面處理技術·評價”(化學情報協會,2001年12月發行)的29~46頁。
作為陰離子型分散劑(陰離子型表面活性劑),可以列舉N-酰基-N-烷基牛磺酸鹽、脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基磷酸酯鹽、萘磺酸甲醛縮合物、聚氧乙烯烷基硫酸酯鹽等。其中,優選N-酰基-N-烷基牛磺酸鹽。作為N-酰基-N-烷基牛磺酸鹽,優選記載于日本特開平3-273067號說明書中的那些。這些陰離子型分散劑可以單獨使用或組合2種以上使用。
陽離子型分散劑(陽離子交換表面活性劑)包括季銨鹽、烷氧基化多胺、脂肪族胺聚二醇醚、脂肪族胺、由脂肪族胺和脂肪族醇衍生的二胺及多胺、由脂肪酸衍生的咪唑啉及這些陽離子型物質的鹽。這些陽離子型分散劑可以單獨使用或組合2種以上使用。
兩性離子型分散劑是分子內同時具有上述陰離子型分散劑分子中含有的陰離子基部分和陽離子型分散劑分子中含有的陽離子基部分的分散劑。
作為非離子型分散劑(非離子型表面活性劑),可以列舉聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯等。其中,優選聚氧乙烯烷基芳基醚。這些非離子型分散劑可以單獨使用或組合2種以上使用。
顏料衍生物型分散劑被定義為由作為母體物質的有機顏料衍生的、通過對該母體結構進行化學修飾而制備的顏料衍生物型分散劑,或由化學修飾的顏料前體經過顏料化反應而形成的顏料衍生物型分散劑。例如有含糖顏料衍生物型分散劑、含哌啶基顏料衍生物型分散劑、萘或苝衍生的顏料衍生物型分散劑、具有通過亞甲基連接在顏料母體結構上的官能團的顏料衍生物型分散劑、具有用聚合物進行了化學修飾的顏料母體結構和磺酸基的顏料衍生物型分散劑、具有磺酰胺基的顏料衍生物型分散劑、具有醚基的顏料衍生物型分散劑、或具有羧酸基或羧酸酯基或羧酰胺基的顏料衍生物型分散劑。
在良溶劑中進行溶解而制造有機顏料溶液時,優選同時存在含氨基的顏料分散劑。在這里,氨基包括伯胺基、仲氨基、叔氨基,氨基數可以為1,也可以為多個。作為該含氨基的顏料分散劑,可以是在顏料骨架上導入含有氨基的取代基后形成的顏料衍生物化合物,也可以是由含氨基的單體作為聚合成分形成的聚合物化合物。作為它們的例子,例如可以列舉日本特開2000-239554號公報、2003-96329號公報、2001-31885號公報、日本特開平10-339949號公報、特公開5-72943號公報中記載的化合物等,但并不局限于這些化合物。
上述分散劑,可以使用選自下述通式(D1)、(D3)及式(D4)表示的化合物中的至少一種。
<1、通式(D1)表示的化合物> 通式(D1) A-N=N-X-Y 在通式(D1)中,A和X-Y同時表示可形成偶氮色素的成分。上述A可以任意選擇,只要是能與重氮化合物進行偶合而形成偶氮色素的化合物即可。上述A的具體例子如以下所示,但本發明絕不局限于這些結構。
式1-1 式1-2
式1-3 式1-4
式1-5 式1-6 式1-7
式1-8式1-9 式1-10
式1-11 式1-12 在通式(D1)中,X表示單鍵或選自下述式(i)~(v)的結構式所示的二價連接基團。
式(i) 式(ii) 式(iii)
式(iv) 式(v) 在通式(D1)中,Y表示下述通式(D2)所示的基團。
通式(D2)
在通式(D2)中,Z表示低級亞烷基。Z表示-(CH2)b-,b表示1~5的整數,優選為2或3。在通式(D2)中,-NR21表示低級烷基氨基、或含有氮原子的5~6元飽和雜環基。在該-NR21表示低級烷基氨基時,其表示-N(CrH2r+1)2,r表示1~4的整數,優選表示1或2。在-NR21表示含有氮原子的5~6元飽和雜環基時,優選其為下述結構式表示的任一種雜環基。
吡啶環 哌啶環 嗎啉環 在上述通式(D2)中,Z及-NR21可以分別具有低級烷基、烷氧基作為取代基。在上述通式(D2)中,a表示1或2,優選表示2。
以下,列出上述通式(D1)表示的化合物的具體例子,但是本發明絕不局限于這些具體例子。
通式(D1)表示的化合物可以通過例如日本特開2000-239554號公報中記載的方法進行合成。
<2、通式(D3)表示的化合物> 通式(D3)
在通式(D3)中, Q表示選自蒽醌化合物色素、偶氮化合物色素、酞菁化合物色素、喹吖酮化合物色素、二噁嗪化合物色素、蒽嘧啶(anthrapyrimidine)化合物色素、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)化合物色素、陰丹士林化合物色素、黃蒽酮化合物色素、皮蒽酮化合物色素、苝酮化合物色素、苝化合物色素及硫靛藍化合物色素的有機色素殘基,其中優選偶氮化合物色素或二噁嗪化合物色素,更優選偶氮化合物色素。
X1表示-CO-、-CONH-Y2-、-SO2NH-Y2-或-CH2 NHCOCH2NH-Y2-,優選-CO-、-CONH-Y2-。
Y2表示可以具有取代基的亞烷基或亞芳基,其中優選亞苯基、亞甲苯基或亞己基,更優選亞苯基。
R11及R12可以各自獨立地為取代或未取代的烷基,或R11和R12合在一起可以形成至少含有氮原子的雜環基。其中,優選甲基、乙基、丙基或含有氮原子的吡啶基,更優選乙基。
Y1表示-NH-或-O-。
Z1表示羥基或通式(D3a)所示的基團。當n1為1時Z1可以是-NH-X1-Q。m1表示1~6的整數,優選2~3。n1表示1~4的整數,優選1~2。
通式(D3a)
在通式(D3a)中,Y3表示-NH-或-O-,m1、R11及R12與其在通式(D3)中的含義相同。
作為通式(D3)表示的化合物,更具體地用例如下述通式進行表示。
在通式(D3-1)(D3-6)中,Q、m1、n1、R11、R12與其在通式(D3)中的含義相同。以下列舉通式(D3)所示化合物的具體例子,但本發明絕不局限于此。還有,式中的Cu-Pc表示銅酞菁。
通式(D3)表示的化合物例如可以通過使具有R11及R12的胺化合物和具有R11及R12的醇化合物與鹵化三嗪化合物進行反應,再使得到的中間體與色素化合物進行反應而形成。另外,還可以參考日本特公平5-72943號說明書中的記載。
<3、含有接枝共聚物的顏料分散劑> 在析出生成上述顏料微粒時,還優選使用含有具備氨基及醚基的接枝共聚物、含有必要時適當選擇的其它成分的分散劑。
上述接枝共聚物至少具有氨基及醚基,也可以含有其它單體等作為共聚物單元。
上述接枝共聚物的質均分子量優選為3000~100000,更優選為5000~50000。如果上述質均分子量不足3000,則不能防止顏料微粒的凝集,有時粘度上升,如果超過100000,則在有機溶劑中的溶解性不足,有時粘度上升。
優選該接枝共聚物至少含有(i)末端具有烯屬不飽和雙鍵的聚合性低聚物、(ii)具有氨基和烯屬不飽和雙鍵的單體和(iii)具有醚基的聚合性單體,作為共聚物單元,必要時還可含有(iv)其它單體作為共聚單元。
作為這些共聚物單元在上述接枝共聚物中的含量,優選(i)上述聚合性低聚物為15~98質量%,更優選為25~90質量%,優選(ii)含有氨基的單體為1~40質量%,更優選5~30質量%,優選(iii)上述具有醚基的聚合性單體為1~70質量%,優選5~60質量%。
如果上述聚合性低聚物的含量不足15質量%,有時不能獲得作為分散劑的立體排斥效果,不能防止顏料微粒的凝集,如果超過98質量%,則上述含氮單體的比例減少,對有機粒子的吸附能力降低,分散性可能不足。如果上述含氮單體的含量不足1質量%,則對有機粒子的吸附能力低,分散性可能不足,如果超過40質量%,則上述聚合性低聚物的比例下降,因此有時不能獲得作為分散劑的立體排斥效果,不能防止有機粒子的凝集。如果上述具有醚基的聚合性單體的含量不足1質量%,則在濾色器等的制造時顯影適應性可能不足,如果超過70質量%,則作為分散劑的能力可能下降。
(i)聚合性低聚物 上述聚合性低聚物(以下,有時稱為“大單體”。)是末端具有含烯屬不飽和雙鍵的基團的低聚物。在本發明中,優選在上述聚合性低聚物中該低聚物兩末端中僅有一方具有含前述烯屬不飽和雙鍵的基團。
作為上述低聚物,通常可以列舉例如由選自(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羥烷基酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯及丁二烯中的至少一種單體形成的均聚物或共聚物等,其中優選(甲基)丙烯酸烷基酯的均聚物或共聚物、聚苯乙烯等。在本發明中,這些低聚物可以被取代基取代,對于該取代基沒有特別限制,例如可以列舉鹵原子等。
作為上述具有烯屬不飽和雙鍵的基團,可以適當列舉例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基等,其中特別優選(甲基)丙烯酰基。
在本發明中,上述聚合性低聚物中優選為下述通式(E6)表示的低聚物。
在上述通式(E6)中,R61及R63表示氫原子或甲基。R62表示碳數為1~8且可被醇羥基取代的亞烷基,優選碳數為2~4的亞烷基。Y6表示苯基、具有碳數為1~4的烷基的苯基、或-COOR64(此處,R64表示碳數為1~6且可被醇羥基、鹵素取代的烷基、苯基、或碳數為7~10的芳烷基。),優選苯基或-COOR64(此處,R64表示碳數為1~4且可被醇羥基取代的烷基。)。q表示20~200。
作為上述聚合性低聚物的具體例子,優選聚(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚(甲基)丙烯酸異丁酯、作為它們的共聚物的在一個分子末端結合有(甲基)丙烯酰基的聚合物。
上述聚合性低聚物可以是市售的,或適當合成的,作為市售產品,例如可以列舉單末端甲基丙烯酰基化聚苯乙烯低聚物(Mn=6000,商品名AS-6,東亞合成化學工業(株)社制)、單末端甲基丙烯酰基化聚甲基丙烯酸甲酯低聚物(Mn=6000,商品名AA-6,東亞合成化學工業(株)社制)、單末端甲基丙烯酰基化聚丙烯正丁酯低聚物(Mn=6000,商品名AB-6,東亞合成化學工業(株)社制)、單末端甲基丙烯酰基化聚甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-羥乙酯低聚物(Mn=7000,商品名AA-714,東亞合成化學工業(株)社制)、單末端甲基丙烯酰基化聚甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸2-羥乙酯低聚物(Mn=7000,商品名707S,東亞合成化學工業(株)社制)、單末端甲基丙烯酰基化聚甲基丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸2-羥乙酯低聚物(Mn=7000,商品名AY-707S、AY-714S,東亞合成化學工業(株)社制)等。
在本發明中,作為上述聚合性低聚物的優選具體例子,可以列舉作為選自(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物、(甲基)丙烯酸烷基酯和聚苯乙烯的共聚物中的至少1種低聚物,且數均分子量為1000~20000,末端具有(甲基)丙烯酰基的低聚物。
(ii)含有氨基的單體 作為上述含有氨基的單體,可以適合列舉例如選自下述通式(E2)表示的化合物中的至少一種。
在上述通式(E2)中,R21表示氫原子或甲基。R22表示碳數為1~8的亞烷基,其中優選碳數為1~6的亞烷基,特別優選碳數為2~3的亞烷基。
X2表示-N(R23)(R24)、-R25N(R26)(R27)。此處,R23及R24表示氫原子、碳數為1~6的烷基或苯基。R25表示碳數為1~6的亞烷基,R26及R27表示氫原子、碳數為1~6的烷基或苯基。
在上述內容中,-N(R23)(R24)中的R23及R24優選為氫原子或碳數為1~4的烷基或苯基,-R25-N(R26)(R27)中的R25優選為碳數為2~6的亞烷基,R26及R27優選為碳數為1~4的烷基或苯基。m2及n2表示1或0,優選m2=1且n2=1,或m2=1且n2=0(即,對應于下述通式(E3)、(E4)表示的單體)。
在本發明中,上述通式(E2)表示的單體優選為選自下述(E3)及(E4)任一式表示的單體中的至少一種。
在上述通式(E3)中,R31和R21同義。R32和R22同義。X3與X2同義。
在上述通式(E4)中,R41和R21同義。X4與X2同義,優選為-N(R43)(R44)(此處,R43及R44與R23及R24同義。)或-R45-N(R46)(R47)(此處,R45、R46及R47分別與R25、R26及R27同義。)。
作為上述通式(E2)表示的單體的具體例子,可以列舉二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、二異丙基(甲基)丙烯酰胺、二正丁基(甲基)丙烯酰胺、二異丁基(甲基)丙烯酰胺、嗎啉代基(甲基)丙烯酰胺、哌啶子基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基-2-吡咯烷基(甲基)丙烯酰胺及N,N-甲基苯基(甲基)丙烯酰胺(以上為(甲基)丙烯酰胺類);2-(N,N-二甲基氨基)乙基(甲基)丙烯酰胺、2-(N,N-二乙基氨基)乙基(甲基)丙烯酰胺、3-(N,N-二乙基氨基)丙基(甲基)丙烯酰胺、3-(N,N-二甲基氨基)丙基(甲基)丙烯酰胺、1-(N,N-二甲基氨基)-1,1-二甲基甲基(甲基)丙烯酰胺、6-(N,N-二甲基氨基)己基(甲基)丙烯酰胺(以上為氨基烷基(甲基)丙烯酰胺類)等作為優選單體。
(iii)具有醚基的聚合性單體 作為上述具有醚基的聚合性單體,可以適當列舉例如選自下述通式(E1)表示的單體的至少一種。
在上述通式(E1)中,R11表示氫原子或甲基。R12表示碳數為1~8的亞烷基,其中優選碳數為1~6的亞烷基,更優選為碳數為2~3的亞烷基。X1表示-OR13或-OCOR14。此處,R13表示氫原子、碳數為1~18的烷基、苯基、或被碳數為1~18的烷基取代的苯基。R14表示碳數為1~18的烷基。另外,m3表示2~200,優選5~100,特別優選10~100。
對作為上述具有醚基的聚合性單體,沒有特別的限定,只要是具有醚基并且具有聚合性的單體即可,可以從通常的單體中進行選擇,例如可以列舉聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇單甲基丙烯酸酯等,這些單體可以是市售的或適當合成的。作為市售產品,可以列舉甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(商品名NKエステルM-40G、M-90G、M-230G(以上,東亞合成化學工業(株)社制);商品名ブレンマ一PME-100、PME-200、PME-400、PME-1000、PME-2000、PME-4000(以上,日本油脂(株)社制))、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯(商品名ブレンマ一PE-90、PE-200、PE-350,日本油脂(株)社制)、聚丙二醇單甲基丙烯酸酯(商品名ブレンマ一PP-500、PP-800、PP-1000,日本油脂(株)社制)、聚乙二醇聚丙二醇單甲基丙烯酸酯(商品名ブレンマ一70PEP-370B,日本油脂(株)社制)、聚乙二醇聚丁二醇單甲基丙烯酸酯(商品名ブレンマ一55PET-800,日本油脂(株)社制)、聚丙二醇聚丁二醇單甲基丙烯酸酯(商品名ブレンマ一NHK-5050,日本油脂(株)社制)等。
(iv)其它單體 上述接枝共聚物還可以含有上述其它單體作為共聚物單元,對該其它單體沒有特別的限定,可以根據目的進行選擇,例如可以列舉芳香族乙烯基化合物(例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯及乙烯基甲苯)、(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯及(甲基)丙烯酸異丁酯)、(甲基)丙烯酸烷基芳基酯(例如,(甲基)丙烯酸芐基酯)、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、羧酸乙烯基酯(例如,醋酸乙烯酯及丙烯乙烯基酯)、乙烯基腈(例如,(甲基)丙烯腈及α-氯代丙烯腈)、脂肪族共軛二烯(例如,1,3-丁二烯及異戊二烯)、(甲基)丙烯酸等。其中優選不飽和羧酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸烷基芳基酯及羧酸乙烯基酯。
作為上述接枝共聚物中該其它單體的含量,例如優選為5~70重量%。如果該含有率不足5重量%,則有時不能控制涂布膜的物性,如果超過70重量%,則有時不能充分發揮作為分散劑的能力。
作為上述接枝共聚物的優選具體例子,可以列舉 (11)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化聚(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、 (12)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化聚苯乙烯共聚物、 (13)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸甲酯/末端甲基丙烯酰化聚苯乙烯共聚物、 (14)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化(甲基)丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物的共聚物、 (15)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物的共聚物、 (16)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸2-羥乙酯共聚物的共聚物、 (17)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化聚(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、 (18)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化聚(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、 (19)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚乙二醇聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化聚(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、 (20)3-(N,N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺/聚丙二醇聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯/末端甲基丙烯酰化聚(甲基)丙烯酸甲酯共聚物等。
其中,優選(11)、(14)、(18),更優選下述式(D4)表示的化合物。式(D4)中,Me表示甲基。
式(D4)
a∶b∶c=15∶20∶65(重量比) 上述接枝共聚物可以通過使將要形成上述各共聚物單元的成分例如在溶劑中進行自由基聚合而得到。在進行該自由基聚合時,可以使用自由基聚合引發劑,另外,還可以使用鏈轉移劑(例如,2-巰基乙醇及十二烷基硫醇)。對于含有接枝共聚物的顏料分散劑,可以參考日本特開2001-31885號公報的記載。
為了進一步提高顏料微粒的均勻分散性及貯存穩定性,作為分散劑的的含量,優選相對于100質量份的顏料為0.1~1000質量份,更優選為1~500質量份,進一步優選為5~20質量份。如果不足0.1質量份,則可能看不到顏料微粒分散穩定性的提高。另外,分散劑可以單獨使用,也可以組合數種進行使用。
為了進一步提高有機粒子的均勻分散性及貯存穩定性,作為分散劑的的含量,優選相對于100質量份的有機粒子為0.1~1000質量份,更優選為1~500質量份,進一步優選為5~20質量份。如果不足0.1質量份,則可能看不到顏料微粒分散穩定性的提高。
[濃縮] 通過對上述顏料微粒分散液進行脫鹽濃縮,可以以工業規模生產適合于濾色器涂布液及噴墨用墨水的濃縮液。
對濃縮方法沒有特別的限制,只要能夠濃縮顏料微粒液即可,例如優選向顏料微粒分散液中添加提取溶劑并混合,將顏料微粒濃縮提取到該提取溶劑相中,并用過濾器等過濾該濃縮提取液而形成濃縮納米粒子液的方法;利用離心分離使顏料微粒沉降而進行濃縮的方法;利用超濾進行脫鹽濃縮的方法;通過真空冷凍干燥使溶劑升華而進行濃縮的方法;通過加熱或減壓使溶劑干燥而進行濃縮的方法等。或非常優選使用這些方法的組合。
關于濃縮后的顏料微粒的濃度,優選為1~100質量%,更優選為5~100質量%,特別優選為10~100質量%。
對該濃縮提取中使用的提取溶劑沒有特別的限定,但實質上與顏料微粒分散液的分散溶劑(例如,水性溶劑)不發生混合(在本發明中,實質上不發生混合是指混溶性低,溶解量優選為50質量%以下,更優選為30質量%以下。該溶解量沒有特別的下限,但是如果考慮通常溶劑的溶解性,則該溶解量的下限實際上為1質量%以上。在混合后,靜置時形成界面)的溶劑是優選的。另外,優選該提取溶劑是能夠使顏料微粒再分散于提取溶劑中并產生弱凝集(即使不通過研磨或高速攪拌等施加高剪切力也可以進行再分散的絮凝物)的溶劑。如果達到這種狀態,則不會形成使粒子尺寸發生變化的強凝集,可用提取溶劑潤濕目的顏料微粒,另一方面可通過過濾等容易地除去水等分散溶劑,從這些方面來看,所述溶劑是優選的。作為提取溶劑,優選酯化合物溶劑、醇化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、脂肪族化合物溶劑,更優選酯化合物溶劑、芳香族化合物溶劑或脂肪族化合物溶劑,特別優選酯化合物溶劑。
作為酯化合物溶劑,例如可以列舉2-(1-甲氧基)丙基醋酸酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯等。作業醇化合物,例如可以列舉正丁醇、異丁醇等。作為芳香族化合物,例如可以列舉苯、甲苯、二甲苯等。作為脂肪族化合物,例如可以列舉正己烷、環己烷等。另外,提取溶劑可以是上述優選溶劑中的純一溶劑,也可以是由多種溶劑形成的混合溶劑。
對提取溶劑的量沒有特別限定,只要能夠提取出上述顏料微粒即可,考慮到濃縮提取,優選其用量比顏料微粒分散液更少。如果用體積比進行表示,則將顏料微粒分散液設為100時,所添加的提取溶劑優選為1~100,更優選為10~90,特別優選為20~80。如果過多,則濃縮需要大量的時間,如果過少,則提取不充分,分散溶劑中殘留納米粒子。
添加提取溶劑后,為了與分散液進行充分接觸,優選進行攪拌混合。攪拌混合可使用通常的方法。對添加提取溶劑并進行混合時的溫度沒有特別的限定,但優選為1~100℃,更優選為5~60℃。對于提取溶劑的添加、混合,只要能令人滿意地實施各工序就可以使用任何裝置,例如可以使用分液漏斗型裝置進行。
在采用超濾的情況下,例如可使用用于鹵化銀的脫鹽/濃縮的方法。已知的有研究公開(Research Disclosure)No.10208(1972)、No.13122(1975)及No.16351(1977)。對于作為重要操作條件的壓力差及流量,可以參考大矢春彥著“膜利用技術ハンドブツク”幸書房出版(1978),p275中記載的特性曲線進行選定,但是在處理目標顏料微粒分散物方面,為了抑制粒子的凝集,還需要找出最適條件。另外,就補充因膜透過而損失的溶劑的方法而言,有連續添加溶劑的恒容式和斷續地分次添加的分批式,但優選脫鹽處理時間較短的恒容式。對于由此補充的溶劑來說,可以使用通過離子交換或蒸餾而得到的純水,但也可以在純水中混入分散劑、分散劑的不良溶劑,也可以直接添加到有機納米粒子分散物中。
作為超濾膜,已經作為模塊裝入的平板型、螺旋型、圓筒型、中空絲型、中空纖維型等超濾膜,有旭化成(株)社、ダイセル化學(株)社、(株)東レ社、(株)日東電工社等進行銷售,但是從總膜面積及清洗性上來看,優選螺旋型或中空絲型超濾膜。另外,作為可透過膜的成分的閾值指標的截留分子量,必須根據所使用的分散劑的分子量進行確定,優選為5,000以上50,000以下,更優選為5,000以上15,000以下。
為了將顏料微粒分散液的分散溶劑與濃縮提取液分離,優選進行過濾器過濾。作為過濾器使用的過濾裝置,例如可以使用加壓過濾之類的裝置。作為優選的過濾器,可以列舉納米過濾器、超濾器等。優選通過過濾器過濾,除去殘留的分散溶劑,對濃縮提取液中的顏料微粒再進行濃縮而形成濃縮納米粒子液。
對冷凍干燥方法沒有特別的限定,可以使用本領域技術人員可能采用的任何方法。例如,可以列舉冷媒直接膨脹法、重復冷凍法、熱媒循環法、三重熱交換法、間接加熱冷凍法,但優選使用冷媒直接膨脹法、間接加熱冷凍法,更優選使用間接加熱冷凍法。任何一種方法中都優選在進行預冷凍后進行冷凍干燥。對預冷凍條件沒有特別的限定,但是必須使進行冷凍干燥的試樣均勻地冷凍。
作為間接加熱冷凍法的裝置,可以列舉小型冷凍干燥機、FTS冷凍干燥機、LYOVAC冷凍干燥機、實驗用冷凍干燥機、研究用冷凍干燥機、三重熱交換真空冷凍干燥機、單冷式冷凍干燥機、HULL冷凍干燥機,但優選的是小型冷凍干燥機、實驗用冷凍干燥機、研究用冷凍干燥機、單冷式冷凍干燥機,更優選的小型冷凍干燥機、單冷式冷凍干燥機。
對冷凍干燥的溫度沒有特別的限定,例如為約-190~約-4℃,優選約-120~約-20℃,更優選約-80~約-60℃。對冷凍干燥的壓力也沒有特別的限定,本領域技術人員可以進行適當地選擇,例如可以在約0.1~約35Pa,優選約1~約15Pa,更優選約5~約10Pa下進行。冷凍干燥時間為例如約2~約48小時,優選約6~約36小時,更優選約16~約26小時。當然,這些條件可以由本領域技術人員適當選擇。關于冷凍干燥法,可以參照例如制劑機械技術ハンドブツク制劑機械技術研究會編,地人書館,p.120~129(2000年9月);真空ハンドブツク日本真空技術株式會社編,オ-ム社,p.328~331(1992年);冷凍及干燥研究會會誌伊藤孝治他,No.15,p.82(1965年)等。
作為在通過離心分離來濃縮顏料微粒中使用的離心分離機,只要能夠使顏料微粒分散液(或顏料微粒濃縮提取液)中的顏料微粒沉降,可以使用任何裝置。作為離心分離機,例如,在通用裝置之外,可以列舉帶去皮功能(在旋轉中抽吸上清層,并將其排放到體系外的功能)的離心機、以及連續排出固形物的離心分離機等。
作為離心分離的條件,離心力(表示為需要幾倍于重力加速度的離心加速度的值)優選為50~10000,更優選為100~8000,特別優選為150~6000。離心分離時的溫度取決于分散液的溶劑種類,但優選為-10~80℃,更優選為-5~70℃,特別優選為0~60℃。
對通過減壓干燥濃縮顏料微粒時使用的裝置沒有特別的限定,只要能夠使顏料微粒分散液(或顏料微粒濃縮提取液)的溶劑蒸發即可。例如可以列舉通用的真空干燥器及旋轉泵、以及可以一邊攪拌液體一邊進行加熱減壓干燥的裝置、能夠使液體通過加熱減壓的管子從而進行連續干燥的裝置等。
加熱減壓干燥溫度優選為30~230℃,更優選為35~200℃,特別優選為40~180℃。減壓時的壓力優選為100~100000Pa,更優選為300~90000Pa,特別優選為500~80000Pa。
根據上述濃縮方法,可以有效地從顏料微粒分散液濃縮出顏料微粒。關于濃縮倍率,例如如果將作為原料的顏料微粒分散液中的納米粒子濃度設為1,則可濃縮至濃縮顏料微粒糊中的濃度優選為約100~約3000倍,更優選為約500~約2000倍。
[微細分散] 通過上述濃縮等,顏料微粒處于凝集狀態時,優選進行微細分散化(在本發明中,微細分散是指使分散液中的粒子凝集散開,提高分散度)。
通過上述提取溶劑、離心分離、干燥等進行濃縮而形成的有機粒子液中所含的有機粒子通常會因濃縮而發生凝集。此時,為了使快速過濾器過濾成為可能,再次獲得良好的分散狀態,優選上述顏料微粒以絮狀物而獲得。此處,絮狀物是指以能夠再分散的程度很弱地凝聚(軟凝聚)成的微粒集合體。通過使該顏料微粒成為絮狀物,就可以將從如水基混合液中析出的有機顏料微粒很快地進行過濾等,從而從介質中分離出來。然后再將分離出來的絮狀物(軟凝聚體)再分散于適合制造濾色器的有機溶劑中,從而高效率地形成有機溶劑基的顏料分散組合物(非水基分散組合物)。即,良溶劑和不良溶劑的混合溶劑為水基溶劑時,可以高效率地將其置換為由有機溶劑所構成的第3溶劑,實現分散介質(連續相)的切換。絮狀物的平均粒徑不特別限定,但考慮到上述過濾性,優選為0.5~500μm、更優選為5~100μm。另外,在本發明中,與上述良溶劑(第1溶劑)和所述不良溶劑(第2溶劑)中任何一方不同的溶劑總稱為“第3溶劑”。
另外,采用常用的分散化方法所得到的分散程度的微粒化不充分,有必要采用微細化效率更高的方法。處于強的凝聚狀態的有機粒子(本發明中,凝聚有機粒子是指凝聚體等有機粒子在二次力的作用下集合在一起形成的物質,當原始粒子為納米大小時也稱作凝聚納米粒子),通過在凝聚有機粒子液中含有質量平均分子量為1000以上的高分子化合物,可以使有機粒子合適地微細分散化,形成分散物(本發明中,凝聚有機粒子液是指在液體中含有凝聚有機粒子的物質,可以是分散液、濃縮液、糊、漿液等,只要含有凝聚有機粒子即可)。進一步詳述的話,通過利用上述高分子化合物,顏料粒子在良溶劑和不良溶劑的混合液中析出時,具有良好的微細分散性(可以實現均勻且微小粒徑的特性)和分散穩定性(可以長時間保持均勻且微小粒徑的特性),在將介質換成適合于濾色器的有機溶劑、使其再分散后,上述特性依然能夠保持,從而使濾色器實現高性能。而且,上述高分子化合物不會防礙濾色器的光學特性等,也不與有機顏料微粒的著色性發生相互作用,所以可以使濾色器和液晶顯示裝置實現高性能。
所述高分子化合物優選為下述通式(1)表示的高分子化合物。
(A1-R2nR1P1)m通式(1) 在上述通式(1)中,A1表示具有從酸性基團、帶有堿性氮原子的基團、脲基、氨酯基、帶配位性氧原子的基團、碳數為4以上的烴基、烷氧基甲硅烷基、環氧基、異氰酸酯基及羥基中選擇的基團的1價有機基團,或表示含有可以有取代基的有機色素結構或雜環的1價有機基團。n個A1可以相同,也可以不同。
具體來說,雖然對A1沒有特別的限制,但作為上述“具有酸性基團的1價有機基團”,可以列舉例如具有羧酸基、磺酸基、單硫酸酯基、磷酸基、單磷酸酯基、硼酸基等的1價有機基團。另外,作為上述“具有帶有堿性氮原子的基團的1價有機基團”,可以列舉例如具有氨基(-NH2)的1價有機基團、具有取代亞胺基(-NHR8、-NR9R10)的1價有機基團(其中,R8、R9及R10各自獨立表示碳數為1以上20以下的烷基、碳數為6以上20以下的芳基、或者碳數為7以上30以下的芳烷基。)、具有下述通式(a1)表示的胍基的1價有機基團[通式(a1)中,Ra1、Ra2各自獨立表示碳數為1以上20以下的烷基、碳數為6以上20以下的芳基、或者碳數為7以上30以下的芳烷基]、具有下述通式(a2)表示的脒基的1價有機基團[通式(a2)中,Ra3、Ra4各自獨立表示碳數為1以上20以下的烷基、碳數為6以上20以下的芳基、或者碳數為7以上30以下的芳烷基]等。
作為上述“具有脲基的1價有機基團”,例如可以列舉-NHCONHR15(其中,R15表示氫原子、碳數為1以上20以下的烷基、或者碳數為6以上20以下的芳基、碳數為7以上30以下的芳烷基。)等。
作為上述“具有氨酯基的1價有機基團”,例如可以列舉-NHCOOR16、-OCONHR17(其中,R16及R17各自獨立地為碳數為1以上20以下的烷基、碳數為6以上20以下的芳基、或者碳數為7以上30以下的芳烷基。)等。
作為上述“具有“帶配位性氧原子的基團”的1價有機基團”,例如可以列舉具有乙酰丙酮化物基團的基團、具有冠醚的基團等。
作為上述“具有碳數為4以上的烴基的1價有機基團”,可以列舉碳數為4以上的烷基(例如,辛基、十二烷基等)、碳數為6以上的芳基(例如,苯基、萘基等)、碳數為7以上的芳烷基(例如,芐基等)等。此時的碳數沒有上限,但優選為30以下。
作為上述“具有烷氧基甲硅烷基的1價有機基團”,例如可以列舉具有三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等的基團。
作為上述“具有環氧基的1價有機基團”,例如可以列舉具有縮水甘油基等的基團。
作為上述“具有異氰酸酯基的1價有機基團”,例如可以列舉3-異氰酸根合丙基等。
作為上述“具有羥基的1價有機基團”,例如可以列舉3-羥基丙基等。
作為上述A1,優選酸性基團、帶有氮原子的堿性基團、脲基或者碳數為4以上的烴基的1價有機基團。
另外,對上述有機色素結構或雜環沒有特別限定,更具體來說,作為有機色素結構,可以列舉例如酞菁化合物、不溶性偶氮化合物、偶氮色淀化合物、蒽醌化合物、喹吖酮化合物、二噁嗪化合物、二酮吡咯并吡咯化合物、蒽吡啶化合物、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)化合物、陰丹士林化合物、黃蒽酮化合物、苝酮化合物、苝化合物、硫靛藍化合物等。另外,作為雜環,例如可以列舉噻吩、呋喃、呫噸、吡咯、吡咯啉、吡咯烷、二氧戊環、吡唑、吡唑啉、吡唑烷、咪唑、噁唑、噻唑、噁二唑、三唑、噻二唑、吡喃、吡啶、哌啶、二噁烷、嗎啉、噠嗪、嘧啶、哌嗪、三嗪、三噻烷、異吲哚啉、異吲哚啉酮、苯并咪唑酮、琥珀酰亞胺、鄰苯二甲酰亞胺、萘二甲酰亞胺、乙內酰脲、吲哚、喹啉、咔唑、吖啶、吖啶酮、蒽醌等。
另外,上述有機色素結構或雜環可以有取代基T,作為該取代基T,可以列舉例如甲基、乙基等碳數為1~20的烷基,苯基、萘基等碳數為6~16的芳基,乙酰氧基等碳數為1~6的酰氧基,甲氧基、乙氧基等碳數為1~6的烷氧基,氯、溴等鹵原子,甲氧羰基、乙氧羰基、環己氧羰基等碳數為2~7的烷氧羰基,氰基,碳酸叔丁酯等碳酸酯基、羥基,氨基,羧基,磺酰胺基,N-磺酰胺基等。
另外,作為上述A1,優選為下述通式(4)表示的基團。
(B1a1R18-通式(4) 在上述通式(4)中,B1表示從酸性基團、帶有堿性氮原子的基團、脲基、氨酯基、具有配位性氧原子的基團、碳數為4以上的烴基、烷氧基甲硅烷基、環氧基、異氰酸酯基及羥基中選擇的基團,或表示可以具有取代基的有機色素結構或雜環,R18表示單鍵或a1價的有機或無機連接基團。a1表示1~5,a1個B1可以是相同的,也可以不同。
通式(4)中所表示的基團的優選的方案與上述A1同義。
R18表示單鍵或a1+1價的連接基團。a1表示1~5。作為連接基R18,包括由1~100個碳原子,0~10個氮原子,0~50個氧原子,1~200個氫原子,及0~20個硫原子構成的基團,可以無取代,也可以具有取代基。R18優選為有機連接基團。
作為R18的具體例子,可以列舉下述結構單元或由下述結構單元組合而成的基團。而且,該連接基團R18也可以具有上述取代基T。
-O- -S-
(t-1) (t-2) (t-3)(t-4)(t-5)(t-6) (t-7)(t-8) (t-9) (t-10) (t-11) (t-12)
(t-13) (t-14)(t-15) (t-16) (t-17) (t-18)(t-19) -G=N-
(t-20) (t-21) (t-22) (t-23) (t-24)(t-25) (t-26)
(t-27)(t-28)(t-29)(t-30) (t-31) (t-32) (t-33) (t-34) 在上述通式(1)中,R1表示(m+n)價的連接基。m+n等于3~10。
作為上述R1表示的(m+n)價的連接基,包括由1~100個碳原子,0~10個氮原子,0~50個氧原子,1~200個氫原子,及0~20個硫原子構成的基團,可以無取代,也可以具有取代基。R1優選為有機連接基團。
作為R1的具體例子,可以列舉上述(t-1)~(t-34)的基團或由幾個該基團組合而成的基團(還可以形成環狀結構)。上述連接基團R1具有取代基時,作為該取代基,可以列舉上述取代基T。
R2表示單鍵或2價連接基團。作為R2,包括由1~100個碳原子,0~10個氮原子,0~50個氧原子,1~200個氫原子,及0~20個硫原子構成的基團,可以無取代,也可以具有取代基。作為R2的具體例子,可以列舉上述t-3~5、7~18、22~26、32、34所示的基團或由幾個該基團組合而成的基團,并優選在與R1的連接位置上具有硫原子。上述R2具有取代基時,作為該取代基,可以列舉上述取代基T。
在上述通式(1)中,m表示1~8。m優選為1~5,更優選為1~3,特別優選為1~2。
另外,n表示2~9。n優選為2~8,更優選為2~7,特別優選為3~6。
在上述通式(1)中,P1表示高分子骨架,可以從通常的聚合物等中適當選擇。
在聚合物中,為了構成高分子骨架,優選選自乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯化合物類聚合物、醚化合物類聚合物、聚氨酯化合物類聚合物、酰胺化合物類聚合物、環氧化合物類聚合物、有機硅化合物類聚合物、及它們的改性物或共聚物[包括例如,聚醚/聚氨酯共聚物、聚醚/乙烯基單體聚合物的共聚物等(可以是無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物中的任一種)]中的至少一種,更優選選自乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯化合物類聚合物、醚化合物類聚合物、聚氨酯化合物類聚合物及它們的改性物或共聚物中的至少一種,特別優選乙烯基單體的聚合物或共聚物。
而且,優選上述聚合物可溶于有機溶劑中。如果和有機溶劑的親和性低,則例如作為顏料分散劑使用時,與分散介質的親和性弱,有時不能確保分散穩定充分的吸附層。
另外,優選在與R1的連接位置上具有硫原子。
在上述通式(1)表示的高分子化合物中,更優選由下述通式(2)表示的高分子化合物。
(A2-R4-SxR3S-R5-P2)y通式(2) 在上述通式(2)中,A2與上述通式(1)中的A1同義,其具體的優選方案也相同。另外,A2也可以具有取代基,可以列舉上述取代基T。
在上述通式(2)中,R3表示(x+y)價的連接基團。R3與R1同義,優選方案也相同。此時,R3表示x+y價的連接基團,x的值和優選方案與通式(1)中的n相同,y的值和優選方案與通式(1)中的m同義,x+y的值和優選方案與通式(1)中的m+n同義。
R3表示的連接基團優選為有機連接基,該有機連接基團的優選具體例子為如下所示。但是,在本發明并不局限于此。
從原料的獲得性、合成的容易性、在各種溶劑中的溶解性方面來看,在上述基團中優選上述(r-1)、(r-2)、(r-10)、(r-11)、(r-16)、(r-17)的基團。
另外,上述R3具有取代基時,作為該取代基,可以列舉上述取代基T。
在上述通式(2)中,R4及R5各自獨立地表示單鍵或2價的連接基團。
作為上述R4、R5表示的“2價的連接基團”,可以列舉具有取代基的,直鏈、支鏈或環狀的亞烷基、亞芳基、或者亞芳烷基、-O-、-S-、-C(=O)-、-N(R19)-、-SO-、-SO2-、-CO2-、或者-N(R20)SO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團作為優選例子(上述R19及R20各自獨立地表示氫原子或碳數為1~4的烷基。)。其中優選有機連接基團。
作為上述R4,更優選為直鏈或支鏈的亞烷基、或者亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-SO2-、-CO2-、或者-N(R20)SO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團,特別優選為直鏈或支鏈的亞烷基、或者亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-CO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團。
作為上述R5,更優選為單鍵、直鏈或支鏈的亞烷基、亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、-SO2-、-CO2-、或者-N(R20)SO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團,特別優選為直鏈或支鏈的亞烷基、亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、或者-CO2-,或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團。
另外,上述R2、R5具有取代基時,作為該取代基,可以列舉上述取代基T。
另外,上述通式(2)中的P2表示高分子骨架,可以從通常的聚合物等中適當選擇。關于聚合物的優選方案,與上述通式(1)中的P1同義,優選方案也相同。
在上述通式(2)表示的高分子化合物中,特別優選R3為上述具體例子(r-1)、(r-2)、(r-10)、(r-11)、(r-16)或(r-17),R4為單鍵、直鏈或支鏈的亞烷基、或亞芳烷基、-O-、-C(=O)-、-N(R19)-、或-CO2-、或兩種以上的這些基團組合而成的2價基團,R5為單鍵、亞乙基、亞丙基、或下述通式(s-a)或(s-b)表示的連接基團,P2為乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯化合物類聚合物、醚化合物類聚合物、聚氨酯類聚合物或它們的改性物,y為1~2,x為3~6的高分子化合物。還有,下述基團中,R21表示氫原子或甲基,1表示1或2。
上述高分子化合物的質量平均分子量為1000以上,但是優選質量平均分子量為3000~100000,更優選為5000~80000,特別優選為7000~60000。如果質量平均分子量處于上述范圍內,則可以充分發揮聚合物末端導入的多個官能團的效果,在對固體表面的吸附性、膠束形成能力、表面活性方面發揮優異的性能,可以獲得良好的分散性和分散穩定性。
通式(1)表示的化合物的具體例子為如下所示。但本發明絕不局限于這些具體例子。
另外,作為上述分子量為1000以上的高分子化合物,可以使用以下的具有酸性基團的高分子化合物(以下有時將該化合物簡稱作“含酸性基團的高分子化合物”)。作為該高分子化合物,優選為具有羧基的高分子化合物,更優選為含有(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元中的至少一種及(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元中的至少一種的共聚化合物。
作為(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元,優選為下述通式(I)表示的重復單元,更優選為由丙烯酸或甲基丙烯酸衍生的重復單元,作為(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元,優選為下述通式(II)表示的重復單元,更優選為下述通式(IV)表示的重復單元,特別優選為由丙烯酸芐基酯、甲基丙烯酸芐基酯、丙烯酸苯乙酯、甲基丙烯酸苯乙酯、丙烯酸3-苯基丙酯或甲基丙烯酸3-苯基丙酯衍生的重復單元。
通式(I)
(R1表示氫原子或碳原子數為1~5的烷基。) 通式(II)
(R2表示氫原子或碳原子數為1~5的烷基。R3表示下述通式(III)所示的基團。) 通式(III)
(R4表示氫原子、碳原子數為1~5的烷基、羥基、碳原子數為1~5的羥烷基、或碳原子數為6~20的芳基。R5及R6分別表示氫原子或碳原子數為1~5的烷基。i表示1~5的數。) 通式(IV)
(R7表示氫原子或碳原子數為1~5的烷基。R8表示下述通式(V)所示的基團。) 通式(V)
(R9表示碳原子數為2~5的烷基或碳原子數為6~20的芳基。R10及R11分別表示氫原子或碳原子數為1~5的烷基。j表示1~5的數。) 另外,就(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元和(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元的聚合比例而言,重復單元(A)相對于全部重復單元數的數量比%優選為3~40,更優選為5~35。
本發明中,如果沒有特別指定,本發明的制造方法中的高分子的分子量是指質量平均分子量。作為高分子的分子量的測定方法,可以列舉色譜法、粘度法、光散射法、沉降速度法等。在本發明中,如果沒有特別指定,都是通過凝膠滲透色譜(載體四氫呋喃)進行測定并經過聚苯乙烯換算的質量平均分子量。
高分子化合物可以是水溶性、油溶性中的任一種,也可以是水溶性且油溶性的。
高分子化合物的添加方式可以是高分子化合物溶解于水性溶劑或有機溶劑中形成的溶液,也可以是固體狀態,另外,也可以是它們的組合。作為采用溶解于溶劑中形成的溶液進行添加的方法,例如可以列舉溶解于與凝集的有機粒子液的溶劑相同的溶劑中,以此狀態添加到凝集的有機粒子液中的方法;溶解于與凝集的有機粒子液的溶劑混溶但不同的溶劑中,以此狀態添加到凝集的有機粒子液中的方法。采用溶解于溶劑中形成的溶液進行添加時,對高分子化合物的濃度沒有特別限定,但優選為1~70質量%,更優選為2~65質量%,特別優選為3~60質量%。
高分子化合物的添加可以是以下任意時間顏料微粒的析出生成時或者其前后、濃縮時或者其前后、濃縮后將凝聚的有機粒子分散時或其前后、這些工序結束后,另外也可以分幾次添加。在本發明的制造方法中,也可以使下述的作為粘結劑的組合物中含有質量平均分子量為1000以上的高分子化合物,例如優選在顏料微粒析出液濃縮后,在使凝集的有機粒子細微分散時進行添加。
將顏料微粒設為100質量份時,高分子化合物的添加量優選為0.1~1000質量份,更優選為5~500質量份,特別優選為10~300質量份。
作為分子量為1000以上的高分子化合物,除上述化合物外,例如可以列舉聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚環氧乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯酰胺、乙烯醇-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇的部分甲醛化物、聚乙烯醇的部分丁縮醛化物、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物、聚酰胺、纖維素衍生物、淀粉衍生物等。另外,還可以使用褐藻酸鹽、明膠、白蛋白、酪蛋白、阿拉伯膠、黃蓍膠(トンガントゴム)、木質素磺酸鹽等天然高分子化合物。作為具有酸性基團的高分子化合物,可以列舉聚硫酸乙烯酯、縮合萘磺酸等。
作為具有羧基的高分子化合物,例如可以列舉聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、側鏈帶有羧基的纖維素衍生物等。作為含有(A)由具有羧基的化合物衍生的重復單元中的至少一種及(B)由具有羧酸酯基的化合物衍生的重復單元中的至少一種的共聚化合物,可以列舉諸如日本特開昭59-44615號公報、特開昭54-34327號公報、特公昭58-12577號公報、特公昭54-25957號公報、特開昭59-53836號公報及特開昭59-71048號公報中記載的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化的馬來酸共聚物等。另外,作為特別優選的例子,可以列舉美國專利第4139391號說明書中記載的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸或甲基丙烯酸和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯及其它乙烯基化合物的多元共聚物。
作為乙烯基化合物的例子,可以列舉苯乙烯或取代的苯乙烯(例如乙烯基甲苯、乙烯基乙苯)、乙烯基萘或取代的乙烯基萘、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈等。優選苯乙烯。
分子量為1000以上的高分子化合物可以僅使用1種,也可以組合使用2種以上,也可以與分子量不足1000的化合物并用。
上述顏料微粒分散物中優選含有60質量%以上的有機溶劑,更優選65質量%以上。對該有機溶劑沒有特別的限定,可以從通常的溶劑中進行適當選擇。例如優選酯化合物溶劑、醇化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、脂肪族化合物溶劑、酮化合物溶劑,特別優選酯化合物溶劑、酮化合物溶劑。這些溶劑可以單獨使用1種,也可以同時使用2種以上。
作為酯化合物溶劑,例如可以列舉2-(1-甲氧基)丙基醋酸酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯等。作為醇化合物溶劑,例如可以列舉正丁醇、異丁醇等。作為芳香族化合物溶劑,例如可以列舉苯、甲苯、二甲苯等。作為脂肪族化合物溶劑,例如可以列舉正己烷、環己烷等。作為酮化合物溶劑,例如可以列舉甲乙酮、丙酮、環己酮等。
上述顏料微粒可以以例如分散于載體中的狀態進行使用。作為上述載體,對涂料而言是指處于液體狀態時使顏料分散的介質部分,包括液狀的與上述顏料結合并固著涂膜的部分(粘結劑)和對其進行溶解稀釋的成分(有機溶劑)。還有,在本發明中,形成納米粒子時使用的粘結劑和再分散中使用的粘結劑可以相同或不同,有時是將形成納米粒子的粘結劑及再分散時的粘結劑進行區別的。
可以根據目的來適當地確定再分散后顏料微粒分散組合物中的顏料微粒濃度,但是優選顏料微粒相對于分散組合物的總量為2~30質量%,更優選為4~20質量%,特別優選為5~15質量%。在如上所述利用載體進行分散的情況下,粘結劑及溶解稀釋成分的量可以根據有機顏料種類等進行適當選擇,相對于分散組合物總量,粘結劑優選為1~30質量%,更優選為3~20質量%,特別優選為5~15質量%。溶解稀釋成分優選為5~80質量%,更優選為10~70質量%。
對于上述濃縮提取后的納米粒子液,如前所述,為了使快速的過濾器過濾成為可能,優選通過濃縮使顏料微粒凝集,優選通過離心分離或干燥來進行濃縮使其凝集。
作為使這種凝集納米粒子進行微細分散的方法,例如可以采用超聲波分散方法及施加物理能量的方法。
所使用的超聲波照射裝置優選具有能夠施加10kHz以上的超聲波的功能,例如可以列舉超聲波均化器、超聲波清洗機等。如果超聲波照射時液溫上升,則會引起納米粒子的熱凝集(參見非專利文獻1),因此優選液溫為1~100℃,更優選為5~60℃。作為溫度控制方法,可以通過控制分散液溫度、對控制分散液溫度的溫度調節層進行溫度控制來實施。
對作為施加物理能量使濃縮后的顏料微粒進行分散時使用的分散機,沒有特別限制,例如可以列舉捏合機、輥式磨碎機、精碎機(アトライダ-)、高速研磨機、溶解機、均勻混合器、砂磨機等分散機。另外,還可以列舉高壓分散法,及通過使用微珠進行分散的方法作為優選方法。
根據上述制造方法,例如對于顏料微粒分散組合物或后述的著色感光性樹脂組合物中所含的顏料粒子,盡管是所謂納米尺寸(例如10~100nm)的微小粒徑,也能進行濃縮再分散。因此,用于濾色器時,其光學濃度高、濾色器表面的均勻性優異、對比度高,并且減少了圖像噪聲。
而且,可以使顏料微粒分散組合物、著色感光性組合物中所含的顏料微粒進行高度或均勻地微細分散,因此在較薄厚度下也能發揮高著色濃度,可以使例如濾色器等實現薄層化。
對于顏料微粒分散組合物、著色感光性組合物,通過使其含有顯示出鮮明色彩及高著色力的顏料,其作為用于制作例如濾色器或色彩打樣的圖像形成材料是優異的。
而且,對于形成著色圖像時曝光、顯影時使用的堿性顯影液,可以在顏料微粒分散組合物、著色感光性組合物中使用作為粘結劑(binder)的可溶于堿性水溶液的物質,這也符合環境保護的需要。
另外,作為顏料微粒分散組合物、著色感光性組合物中使用的溶劑(顏料的分散介質),可以使用具有適度干燥性的有機溶劑,從涂布后的干燥來看,該要求也是可以滿足的。
[濾色器用噴墨墨水] 本發明的濾色器中所用的噴墨墨水(以下稱作“本發明濾色器用噴墨墨水”)優選含有(a)析出顏料微粒及(b)聚合性單體及/或聚合性低聚物,更優選含有(a)析出顏料微粒、(b)聚合性單體及/或聚合性低聚物、(c)粘結劑和(d)光聚合引發劑或光聚合引發劑體系,進一步優選含有(1)在有粘結劑(A)的存在下把溶解于良溶劑中而形成的顏料溶液和與該溶劑相溶的不良溶劑混合后使該顏料以微粒的形式生成的析出顏料微粒、(2)粘結劑(B)、(3)單體或低聚物和(4)光聚合引發劑或光聚合引發劑體系。(A)與(B)可以相同也可以不同。下面對本發明濾色器用噴墨墨水的上述(a)~(d)成分等進行說明。
(a)顏料微粒 關于顏料微粒的制作方法,已經進行了詳細敘述。顏料微粒的含量,相對于濾色器用噴墨墨水的全部固形物(在本發明中,全部固形物是指除有機溶劑外的組分合計)優選為3~90質量%,更優選為20~80質量%,進一步優選為25~60質量%。如果該量過多,則分散液的濃度上升,有時會導致制造適應性上的問題。如果過少,則著色力不足。作為具有著色劑功能的顏料微粒,粒徑優選為0.1μm以下,特別優選粒徑為0.08μm以下。另外,也可以與用于調色的常用顏料組合使用。作為顏料可以使用以上所述的有機顏料品種。
(b)聚合性單體和/或聚合性低聚物 本發明的濾色器用噴墨墨水中所含的聚合性單體和/或聚合性低聚物優選為具有2個以上的烯屬不飽和雙鍵,且通過光照可進行加成聚合的單體或低聚物。作為這種單體或低聚物,可以列舉分子中具有至少一個可進行加成聚合的烯屬不飽和基團、常壓下的沸點在100℃以上的化合物。作為其例子,可以列舉二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯及苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等單官能丙烯酸酯或單官能甲基丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(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、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯酰氧丙基)醚、三(丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、三(丙烯酰氧乙基)氰脲酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯;三羥甲基丙烷或甘油等多官能醇上加成環氧乙烷或環氧丙烷后再經(甲基)丙烯酸酯化而形成的物質等多官能丙烯酸酯或多官能甲基丙烯酸酯。另外,還可以列舉如日本特開平10-62986號公報的通式(1)及(2)中記載的那些在多官能醇上加成環氧乙烷或環氧丙烷后再經(甲基)丙烯酸酯化而形成的化合物作為適合的物質。
另外,還可列舉日本特公昭48-41708號公報、特公昭50-6034號公報及特開昭51-37193號公報中記載的聚氨酯丙烯酸酯類;特開昭48-64183號公報、特公昭49-43191號公報及特公昭52-30490號公報中記載的聚酯丙烯酸酯類;作為環氧樹脂和(甲基)丙烯酸的反應生成物的環氧丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
其中,優選三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(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。
另外,還可以列舉日本特開平11-133600號公報中記載的“聚合性化合物B”作為適合的物質。
這些聚合性單體和/或聚合性低聚物優選分子量為200~1000,可以單獨使用,或混合2種以上使用,該單體或低聚物相對于濾色器用噴墨墨水的全部固形物的含量通常為5~50質量%,優選為10~40質量%。如果該量過多,則難以控制顯影性,會在制造適應性上產生問題。如果過少,則曝光時的固化力不足。
(c)粘結劑 作為再分散化時使用的再分散化用粘結劑優選含有酸性基團,優選使用上述“粘結劑”項中所述的粘結劑,優選與在顏料微粒形成時所添加的顏料微粒形成用堿可溶性粘結劑具有類似結構的化合物,最優選的是這二者相同。再分散化用堿可溶性粘結劑的含量(在有顏料微粒形成用堿可溶性粘結劑殘留的情況下,也可以是這二者粘結劑的合計含量)相對于濾色器用噴墨墨水的全部固形物通常為15~50質量%,優選為20~45質量%。如果該量過多,則組合物的粘度過高,制造適應性上會產生問題。如果過少,則在形成涂布膜方面產生問題。
(d)光聚合引發劑或光聚合引發劑體系 作為在本發明的濾色器用噴墨墨水中含有的光聚合引發劑或光聚合引發劑體系(在本發明中,光聚合引發劑體系是指由多種化合物組合起來實現光聚合引發功能的混合物。),可以列舉美國專利第2367660號說明書中公開的vicinal polyketaldonyl化合物、美國專利第2448828號說明書中記載的偶姻醚化合物、美國專利第2722512號說明書中記載的α-烴取代的芳香族偶姻化合物、美國專利第3046127號說明書及美國專利第2951758號說明書中記載的多環醌化合物、美國專利第3549367號說明書中記載的三芳基咪唑二聚物和對氨基酮的組合、日本特公昭51-48516號公報中記載的苯并噻唑化合物和三鹵甲基-s-三嗪化合物、美國專利第4239850號說明書中記載的三鹵甲基-三嗪化合物、美國專利第4212976號說明書中記載的三鹵甲基噁二唑化合物等。特別優選三鹵甲基-s-三嗪、三鹵甲基噁二唑及三芳基咪唑二聚物。
另外,還可以列舉日本特開平11-133660號公報中記載的“聚合引發劑C”,以及作為肟類的1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰乙氧羰基)肟、O-苯甲酰基-4’-(苯硫基)苯甲酰基-己基-酮肟、2,4,6-三甲基苯基羰基-二苯基膦酰氧、六氟磷酸-三烷基苯鏻鹽等作為優選的物質。
這些光聚合引發劑或光聚合引發劑體系可以單獨使用,也可以混合2種以上使用,特別優選使用2種以上。如果使用至少2種光聚合引發劑,則特別可以減少顯示特性中的顯示不均勻現象。
相對于濾色器用噴墨墨水來說,光聚合引發劑或光聚合引發劑體系的含量通常為0.5~20質量%,優選為1~15質量%。如果該量過多,則敏感度過高,難以控制。如果過少,則曝光敏感度過低。
(其它添加劑) [溶劑] 在本發明的濾色器用噴墨墨水中,除上述成分外,另外還可以使用有機溶劑。對作為有機溶劑的例子,沒有特別限定,可以列舉酯類,例如醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、蟻酸戊酯、醋酸異戊酯、醋酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯類、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羥基醋酸甲酯、羥基醋酸乙酯、羥基醋酸丁酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等3-羥基丙酸烷基酯類;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、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰醋酸甲酯、乙酰醋酸乙酯、2-羥基丁酸甲酯、2-羥基丁酸乙酯等;醚類,例如二乙二醇二甲基醚、四氫呋喃、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、醋酸甲基溶纖劑、醋酸乙基溶纖劑、二乙二醇單甲基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯等;酮類,例如甲乙酮、甲基異丁基酮、環己酮、環己醇、2-庚酮、3-庚酮等;芳香烴類,例如甲苯、二甲苯等。在這些溶劑中,優選使用3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、醋酸乙基溶纖劑、乳酸乙酯、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇甲基醚醋酸酯等作為本發明中的溶劑。這些溶劑可以單獨使用或組2種以上合使用。
另外,必要時可以使用沸點為180℃~250℃的溶劑。作為這些高沸點溶劑,可以例示以下的物質。二乙二醇單丁基醚、二乙二醇單乙基醚醋酸酯、二乙二醇單乙基醚、3,5,5-三甲基-2-環己烯-1-酮、乳酸丁酯、二丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇正丙基醚醋酸酯、二乙二醇二乙基醚、2-乙基己基醋酸酯、3-甲氧基-3-甲基丁基醋酸酯、γ-丁內酯、三丙二醇甲基乙基醋酸酯、二丙二醇正丁基醋酸酯、丙二醇苯基醚醋酸酯、1,3-丁二醇二醋酸酯。
溶劑的含量相對于濾色器用噴墨墨水總量優選為10~95質量%。
[表面活性劑] 以往使用的濾色器,為了實現高色純度,需要使各像素的顏色加濃,人們認識到這樣做存在著以下問題,即像素的膜厚不均勻導致色彩不均勻。因此,需要針對對像素膜厚度有直接影響的膜厚變化進行改進。
對于本發明的濾色器來說,從可以控制均勻的膜厚、有效防止由于膜厚變化導致的色彩不均勻的觀點來看,優選使濾色器用噴墨墨水中含有適當的表面活性劑。
作為上述表面活性劑,可以列舉日本特開2003-337424號公報、特開平11-133600號公報中公開的表面活性劑作為適合的表面活性劑。相對于濾色器用噴墨墨水總量,表面活性劑的含量優選為5質量%以下。
[熱聚合防止劑] 本發明的濾色器用噴墨墨水中優選含有熱聚合防止劑。作為該熱聚合防止劑的例子,可以列舉氫醌、氫醌單甲基醚、對甲氧基苯酚、二叔丁基對甲酚、鄰苯三酚、叔丁基兒茶酚、苯醌、4,4’-硫雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2-巰基苯并咪唑、吩噻嗪等。相對于濾色器用噴墨墨水總量,熱聚合防止劑的含量優選為1質量%以下。
[輔助使用的染料、顏料] 必要時,在本發明的濾色器用噴墨墨水中,在不損害本發明效果的范圍內,除上述著色劑(顏料)之外,可以添加著色劑(染料、顏料)。使用著色劑中的顏料時,最好使其在濾色器用噴墨墨水中達到均勻分散,因此其粒徑優選為0.1μm以下,特別優選在0.08μm以下。
作為染料或顏料,具體來說,作為上述顏料適合使用日本特開2005-17716號公報的
~
中記載的著色材料,特開2005-361447號公報的
~
中記載的顏料,以及特開2005-17521號公報的
~
中記載的著色劑。相對于濾色器用噴墨墨水總量,輔助使用的染料或顏料的含量優選為5質量%以下。
[紫外線吸收劑] 必要時,本發明的濾色器用噴墨墨水中可以含有紫外線吸收劑。作為紫外線吸收劑,除了日本特開平5-72724號公報中記載的化合物外,還可列舉水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、氰基丙烯酸酯類、鎳螯合物類、受阻胺類等。
具體來說,可以列舉水楊酸苯基酯、4-叔丁基苯基水楊酸酯、2,4-二叔丁基苯基-3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯甲酸酯、4-叔丁基苯基水楊酸酯、2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯、2,2’-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、二丁基二硫代氨基甲酸鎳、雙(2,2,6,6-四甲基-4-吡啶)-癸二酸鹽、4-叔丁基苯基水楊酸酯、水楊酸苯基酯、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶縮合物、琥珀酸-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-酯、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α-二甲基芐基)苯基]-2H-苯并三唑、7-{[4-氯-6-(二乙氨基)-5-三嗪-2-基]氨基}-3-苯基香豆素等。相對于濾色器用噴墨墨水總量,紫外線吸收劑的含量優選為5質量%以下。
另外,除上述添加劑外,本發明的濾色器用噴墨墨水中還可以含有日本特開平11-133600號公報中記載的“粘結助劑”及其它的添加劑等。
在本發明的濾色器用噴墨墨水中,優選對墨水的溫度進行控制,以使其粘度變化幅度在±5%以內。噴射時的粘度優選為5~25mPa·s、更優選為8~22mPa·s、特別優選為10~20mPa·s(只要沒有特別說明,本發明中所述粘度是25℃時的粘度值)。除了通過設定上述噴射溫度,也可以通過調節墨水中所含成分的種類和加入量來調節粘度。所述粘度例如可以采用圓錐平板型旋轉粘度計或E型粘度計等常用裝置來測定。
從提高像素的平坦性方面考慮,噴射時墨水的表面張力優選為15~40mN/m(只要沒有特別說明,本發明中所述表面張力是23℃時的值),更優選為20~35mN/m、最優選為25~30mN/m。可以通過加入表面活性劑或改變溶劑的種類來調節表面張力。所述表面張力例如可以利用表面張力測定裝置(協和表面科學株式會社制造的CBVP-Z型)或全自動平衡式電子表面張力計ESB-V(協和表面科學株式會社制造)等公知的測定儀器,采用鉑板法來測定。
[濾色器用噴射墨水的噴射] 作為本發明的濾色器用噴墨墨水的噴射方法,可以采用連續噴射帶電的墨水并由電場來控制的方法、用壓電元件間歇性地噴射墨水的方法、加熱墨水利用其發泡間歇性地噴射的方法等各種方法。
關于形成各像素時所用的噴墨方法,可以采用使墨水熱固化的方法、使墨水光固化的方法、預先在襯底上形成透明的受像層然后澆滴的方法等常用方法。
噴墨頭(以下也簡稱為“噴頭”)可以使用常用的噴墨頭,可以使用連續噴射型、按需噴射型(dot on demand)。在按需噴射型中,在熱敏噴頭(thermal head)方面,為了吐出,優選如日本特開平9-323420號公報中所描述的具有工作閥的那種熱敏噴頭。在壓電噴頭方面,例如可以使用歐洲專利A 277,703號、歐洲專利A 278,590號等中所描述的噴頭。優選具有溫度調節功能的噴頭,以便能夠控制墨水的溫度。設定噴射溫度以使噴射時的粘度為5~25mPa·s,優選對墨水溫度進行控制以使粘度變化范圍在±5%以內。另外,優選以1~500kHz的驅動頻率進行工作。
在各像素形成之后,可以設置加熱處理(所謂的烘焙處理)的加熱工序。即,將具有由光照射而發生光聚合的層的襯底放在電爐、干燥器等中進行加熱、或者用紅外燈照射。加熱的溫度和時間依賴于感光性濃色組合物的組成和所形成的層的厚度,一般從可以獲得充分的耐溶劑性、耐堿性和紫外線吸收度方面考慮,優選為在約120℃~約250℃下加熱約10分鐘~約120分鐘。
對由此所形成的濾色器的圖案形狀不特別限定,其可以為一般的黑底(black matrix)形狀的條形、也可以為格子形、還可以為三角形排列的形狀。
優選的是,本發明中,在用上述濾色器用噴墨墨水來形成像素的工序之前,預先制作隔壁,在被該隔壁所包圍的部分噴射墨水這樣的制作方法。雖然所述隔壁可以為任何物質,但是在制造濾色器時,優選的是,具有黑底功能的遮光性的隔壁(以下也簡稱為“隔壁”)。可以采用與常用的濾色器用黑底相同的材料、方法來制造該隔壁。例如日本特開2005-3861號公報中第
~
段、日本特開2004-240039號公報中第
~
段中所描述的黑底、或者日本特開2006-17980號公報中第
~
段、日本特開2006-10875號公報中第
~
段中所描述的噴墨用黑底等。
<液晶顯示裝置> 本發明的液晶顯示裝置使用本發明的對比度優異的濾色器,本發明的液晶顯示裝置的黑色密實性等描繪力優異。也適合用作筆記本電腦用顯示器及電視監視器等大畫面的液晶顯示裝置等。
關于液晶顯示裝置,例如記載于“次世代液晶デイスプレイ技術(內田龍男編集,(株)工業調查會,1994年發行)”。對本發明的濾色器用噴墨墨水、濾色器及其制造方法可應用的液晶顯示裝置沒有特別限定,例如可以適用于上述“次世代液晶デイスプレイ技術”中記載的各種方式的液晶顯示裝置。其中,對于彩色TFT方式的液晶顯示裝置特別有效。關于彩色TFT方式的液晶顯示裝置,例如記載于“カラ-TFT液晶デイスプレイ(共立出版(株),1996年發行)”。另外,還適用于ISP等水平電場驅動方式、MVA等像素分割方式等的視野角得到擴大的液晶顯示裝置。關于這些方式,例如記載于“EL、PDP、LCDデイスプレイ-技術和市場の最新動向-(東レリサ-チセンタ-調查研究部門,2001年發行)”的第43頁。
除了濾色器外,液晶顯示裝置還由電極襯底、偏振膜、延遲膜、背光、隔墊、視野角保障膜等各種部件構成。本發明的黑底適用于由這些常用部件構成的液晶顯示裝置。關于這些部件,例如記載于“’94液晶デイスプレイ周邊材料·ケミカルズの市場(島 健太郎,(株)シ-エムシ-,1 994年發行)”、“2003液晶關連市場の現狀と將來展望(下卷) (表良吉,(株)富士キメラ綜研,2001年發行)”。此處,本發明的液晶顯示裝置優選為VA方式。
[CCD器件] 本發明的CCD器件具有上述濾色器。以下,對本發明的CCD器件進行詳細說明。
堿溶性樹脂 作為CCD器件中使用的堿溶性樹脂,優選作為線狀有機高分子聚合物的、可溶于有機溶劑并能用弱堿水溶液進行顯影的那些。作為這樣的線狀有機高分子聚合物,有側鏈帶有羧酸的聚合物,例如諸如日本特開昭59-44615號、特公昭54-34327號、特公昭58-12577號、特公昭54-25957號、特開昭59-53836號、特開昭59-71048號說明書中記載的甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、衣康酸共聚物、巴豆酸共聚物、馬來酸共聚物、部分酯化的馬來酸共聚物等,另外還有同樣在側鏈上具有羧酸的酸性纖維素衍生物。此外,帶有羥基的聚合物上加成酸酐后形成的物質也是有用的。特別優選這些物質中的(甲基)丙烯酸芐基酯/(甲基)丙烯酸共聚物,以及(甲基)丙烯酸芐基酯/(甲基)丙烯酸和其它單體的多元共聚物。作為其它的水溶性聚合物,還可以使用甲基丙烯酸2-羥乙酯、聚乙烯基吡咯烷酮或聚環氧乙烷、聚乙烯醇等。
另外,還可以列舉日本特開平7-140654號中記載的(甲基)丙烯酸2-羥丙酯/聚苯乙烯大單體/甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯大單體/甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥乙酯/聚苯乙烯大單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥乙酯/聚苯乙烯大單體/甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物等。作為上述堿溶性樹脂在固化性組合物中的添加量,優選相對于組合物總質量為5~90質量%,更優選為10~60質量%。
聚合性單體 作為聚合性單體,優選具有至少一個可進行加成聚合的乙烯基、在常壓下具有100℃以上的沸點的具有烯屬不飽和基團的化合物。
作為具有至少一個可進行加成聚合的乙烯基、沸點在常壓下為100℃以上的化合物,可以列舉聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯等單官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯酰氧丙基)醚、三(丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、甘油或三羥甲基乙烷等多官能醇上加成環氧乙烷或環氧丙烷后再經(甲基)丙烯酸酯化而形成的物質、特公昭48-41708號、特公昭50-6034號、特開昭51-37193號各公報中記載的那種聚氨酯丙烯酸酯類、特開昭48-64183號、特公昭49-43191號、特公昭52-30490號各公報中記載的聚酯丙烯酸酯類、作為環氧樹脂和(甲基)丙烯酸的反應生成物的環氧丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。另外,還可以使用日本接著協會誌Vol.20,No.7,300~308頁中作為光固化性單體及低聚物而介紹的物質。
另外,還可以使用下述通式(B-1)或(B-2)所示的化合物。
通式(B-1)
通式(B-2)
{通式(B-1)、(B-2)中,B各自獨立地表示-(CH2CH2O)-及-(CH2CH(CH3)O)-中的任一種基團;X各自獨立地表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基及氫原子中的任一種基團,而且,式(B-1)中的丙烯酰基及甲基丙烯酰基的合計為5個或6個,在式(B-2)中其為3個或4個;n各自獨立地表示0~6的整數,而且各n的合計為3~24;m各自獨立地表示0~6的整數,而且各m的合計為2~16。} 作為這些聚合性單體,如果受到射線照射時可以形成具有粘接性的涂膜,則可以以任意比例使用。相對于組合物的全部固形物,該單體的使用量通常為5~90質量%,優選為10~50質量%。
著色劑 作為著色劑,可以使用以往公知的染料、無機顏料或有機顏料中的一種或混合使用2種以上。
對染料沒有特別的限定,可以使用以往用于濾色器的公知染料。例如,可以使用日本特開昭64-90403號公報、日本特開昭64-91102號公報、日本特開平1-94301號公報、日本特開平6-11614號公報、專利登記2592207號、美國專利4808501號說明書、美國專利5667920號說明書、美國專利505950號說明書、美國專利5667920號說明書、日本特開平5-333207號公報、日本特開平6-35183號公報、日本特開平6-51115號公報、日本特開平6-194828號公報等中公開的色素。作為化學結構,可以使用吡唑偶氮類、苯胺基偶氮類、三苯基甲烷類、蒽醌類、芐叉類、Oxonol類、吡唑三唑偶氮類、吡啶酮類、花青類、吩噻嗪類、吡咯并吡唑偶氮次甲基類等染料。特別地,由于固化性組合物可以在較低溫度下固化,因此即使是耐熱性比顏料差的染料,也能減輕曝露于用于賦予固化膜耐久性的后烘烤高溫下時出現的分解等問題。
作為無機顏料是用金屬氧化物、金屬絡鹽等表示的金屬化合物,具體來說,可以列舉鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻等的金屬氧化物,以及上述金屬的復合氧化物。
作為有機顏料,可以列舉C.I.顏料黃11、24、31、53、83、85、99、108、109、110、138、139、150、151、154、167、185,C.I.顏料橙36、38、43、71,C.I.顏料紅105、122、149、150、155、171、175、176、177、209、224、242、254,C.I.顏料紫19、23、32、39,C.I.顏料藍1、2、15、16、22、60、66、15:3、15:6、C.I.顏料綠7、36、37,C.I.顏料棕25、28,C.I.顏料黑1、7,碳黑等。
這些有機顏料可以單獨使用,或為了提高色純度而進行各種組合使用。具體例為如下所示。作為紅顏料,可以單獨使用蒽醌類顏料、苝類顏料,或使用它們中的至少一種和雙偶氮類黃色顏料或異吲哚啉類黃色顏料的混合。例如,作為蒽醌類顏料,可以列舉C.I.顏料紅177,作為苝類顏料,可以列舉C.I.顏料紅155,從顏色再現性的角度來看,與C.I.顏料黃83或C.I.顏料黃139進行混合是良好的。紅色顏料和黃色顏料的質量比為100∶5至100∶50是良好的。處于該范圍內時,可以抑制400nm~500nm的光透過率,提高了色純度,因此是優選的。
作為綠色顏料,可以單獨使用鹵化酞菁類顏料,或與雙偶氮類黃色顏料、奎酞酮類黃色顏料或異吲哚啉類黃色顏料混合使用,例如優選C.I.顏料綠7、36、37和C.I.顏料黃83、138、139的混合。綠色顏料和黃色顏料的質量比優選為100∶5至100∶100。處于該范圍內時,可以抑制400nm~450nm的光透過率,獲得良好的色純度。
作為藍色顏料,可以單獨使用酞菁類顏料,或與二噁嗪類紫色顏料混合使用,例如優選C.I.顏料藍15:6和C.I.顏料紫23的混合。藍色顏料和紫色顏料的質量比優選為100∶0至100∶50。處于該范圍內時,可以抑制400nm~420nm的光透過率,提高色純度。
另外,通過使用將上述顏料微細分散于丙烯酸類樹脂、馬來酸類樹脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及乙基纖維素樹脂等中形成的粉末狀加工顏料,可以獲得含有分散性及分散穩定性良好的顏料的感光性樹脂組合物。
另外,作為黑底中使用的顏料,可以單獨使用或混合使用碳、氧化鈦、氧化鐵,優選混合使用碳和氧化鈦的情況。混合質量比優選為100∶5至100∶40。處于該范圍內時,長波長的光透過率低,另外還具有良好的分散穩定性。
溶劑 作為溶劑,可以列舉酯類,例如醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、蟻酸戊酯、醋酸異戊酯、醋酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯類、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羥基醋酸甲酯、羥基醋酸乙酯、羥基醋酸丁酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等3-羥基丙酸烷基酯類;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、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰醋酸甲酯、乙酰醋酸乙酯、2-羥基丁酸甲酯、2-羥基丁酸乙酯等;醚類,例如二乙二醇二甲基醚、四氫呋喃、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、醋酸甲基溶纖劑、醋酸乙基溶纖劑、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、丙二醇甲基醚醋酸酯、丙二醇乙基醚醋酸酯、丙二醇丙基醚醋酸酯等;酮類,例如甲乙酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等;芳香烴類,例如甲苯、二甲苯等。
在這些溶劑中,優選使用3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、醋酸乙基溶纖劑、乳酸乙酯、二乙二醇二甲基醚、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇甲基醚醋酸酯等。在組合物中,溶劑的添加量通常為60~90質量%,優選為70~90質量%。
這些溶劑可以單獨使用或2種以上組合使用。
還可以并用增敏劑。作為其具體例子,可以列舉9-芴酮、2-氯-9-芴酮、2-甲基-9-芴酮、9-蒽酮、2-溴-9-蒽酮、2-乙基-9-蒽酮、9,10-蒽醌、2-乙基-9,10-蒽醌、2-叔丁基-9,10-蒽醌、2,6-二氯-9,10-蒽醌、苯偶酰、二亞芐基丙酮、對-(二甲基氨基)苯基苯乙烯基酮、對-(二甲基氨基)苯基-對甲基苯乙烯基酮、苯并蒽酮等,以及日本特公昭51-48516號公報中記載的苯并噻唑類化合物。
可以使用各種混合機、分散機對上述主要成分及必要時使用的其它添加劑進行混合分散,從而進行制備。
CCD器件中使用的濾色器的一般制造方法如下。依次進行將本發明的組合物(彩色抗蝕劑液)涂布于襯底上并進行干燥的工序、用i線步進曝光機進行圖案曝光的工序、曝光后用堿顯影的工序、然后進行加熱處理的工序,對于各種顏色(3色或4色)順次重復進行上述工序,制作固化膜,從而得到濾色器。
更具體來說,利用旋轉器在適當的襯底上涂布上述固化性組合物,使干燥時的膜厚通常為0.1~5μm,優選為0.2~2μm,在85℃的烘箱中放置2分鐘,得到平滑涂膜。
對襯底沒有特別的限定,可以列舉玻璃板、塑料板、鋁板、攝像元件用硅片等電子部件基材,以及透明樹脂板、樹脂膜、形成有布勞恩管顯示面、攝像管的受光面、CCD、BBD、CID、BASIS等固體攝像元件的晶片、使用了薄膜半導體的緊貼型圖像傳感器、液晶顯示面、彩色電子照相用感光體、エトクトロクロミイ-(EC)顯示裝置的襯底等。另外,優選對襯底實施用于提高其與濾色器層的粘接性的高密合處理。具體來說,在襯底上預先用偶聯劑等進行薄層涂布,然后形成固化性組合物,或預先使固化性組合物中含有硅烷偶聯劑。
另外,當在襯底上具有高度差時,可以在襯底上涂布設置用于消除高度差、使涂布面平滑的平坦化膜,然后涂布本發明的固化性組合物。例如,CCD等圖像傳感器由根據受光量在有機硅襯底上產生電子的光電轉換部(光電二極管)和用于輸出其所產生的電子的讀出門部構成,但是如果讀出門受光,則會導致噪聲,不能正確地輸出數據,因此要在讀出門部的上部設置遮光膜層,其與不具有遮光膜層的光電二極管部之間有時會產生高度差。如果在這種高度差上涂布彩色抗蝕劑,直接形成濾色器,則光路長度變大,因此圖像變暗或集光性變差。為了改善這一問題,優選在CCD和濾色器之間形成目的在于填埋高度差的透明平坦化膜。作為該平坦化膜的材料,可以列舉本發明中的那種光固化性抗蝕劑液、丙烯酸類、環氧類等熱固性樹脂等。
涂布光固化性組合物后,為了蒸發溶劑得到干燥的涂布膜,通常要進行預烘。作為預烘的方法,有減壓干燥、利用高溫空氣等進行間接加熱干燥、利用電爐等進行直接加熱干燥(約80~約140℃,50~200秒)等。另外,為了使顯影后得到的圖案進行充分固化,得到機械強度高的永久膜,需要進行后烘烤。例如,制造3色濾色器時,最初形成的圖案會在此后再次經受其它顏色抗蝕劑液的涂布、曝光、顯影。此時,為了避免與所涂布的抗蝕劑液的混色、曝光、顯影引起的圖案缺陷,要進行后烘烤。這種后烘烤可以使用與預烘相同的方法,但是要在比預烘烤更高的溫度、更長的時間下進行。例如,在利用烘箱進行間接加熱的情況下,在約180~約250℃下進行約0.5~約2小時,利用電爐進行直接加熱時,在約180~約250℃下進行約2~約10分鐘。
對用于曝光的光源沒有特別的限定,但是作為對于形成圖案有顯著效果的光源,可以列舉水銀燈的i線。從工藝適當的方面考慮,在使用作為水銀燈譜線之一的i線制作圖像傳感器用濾色器時,本發明的特征特別顯著,當然,對于CCD也可以使用。
對固化性組合物顯影時使用的顯影液沒有特別限制,可以使用以往公知的顯影液。其中,氫氧化四甲基銨(TMAH)等季銨鹽類的有機堿類顯影液可達到本發明的目的,因此是優選的。
聚合引發劑 作為聚合引發劑,可以使用通常的光聚合引發劑。具體來說,可以列舉美國專利第2367660號說明書中記載的vicinal polyketaldonyl化合物、美國專利第2367661號及第2367670號說明書中記載的α-羰基化合物、美國專利第2448828號說明書中記載的偶姻醚化合物、美國專利第2722512號說明書中記載的α-烴取代的芳香族偶姻化合物、美國專利第3046127號說明書及第2951758號說明書中記載的多環醌化合物、美國專利第3549367號說明書中記載的三芳基咪唑二聚物/對氨基苯基酮的組合、日本特公昭51-48516號公報中記載的苯并噻唑化合物/三鹵甲基-s-三嗪類化合物等。
相對于自由基聚合性單體的固形物(質量),光聚合引發劑(包括上述通常的光聚合引發劑)在含有染料的負型固化性組合物中的含量優選為0.01~50質量%,更優選為1~30質量%,特別優選為1~20質量%。如果該含量處于上述范圍內,則可以充分地進行聚合固化,不會出現聚合難以進行,或聚合率升高而分子量降低,膜強度減弱的情況。
另外,上述的光聚合引發劑可以與增敏劑或光穩定劑并用。
作為其具體例子,可以列舉苯偶姻、苯偶姻甲基醚、9-芴酮、2-氯-9-芴酮、2-甲基-9-芴酮、9-蒽酮、2-溴-9-蒽酮、2-乙基-9-蒽酮、9,10-蒽醌、2-乙基-9,10-蒽醌、2-叔丁基-9,10-蒽醌、2,6-二氯-9,10-蒽醌、氧雜蒽酮、2-甲基氧雜蒽酮、2-甲氧基氧雜蒽酮、2-乙氧基氧雜蒽酮、噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、吖啶酮、10-丁基-2-氯吖啶酮、苯偶酰、二亞芐基丙酮、對-(二甲基氨基)苯基苯乙烯基酮、對-(二甲基氨基)苯基-對甲基苯乙烯基酮、二苯甲酮、對-(二甲基氨基)二苯甲酮(或米氏酮)、對-(二乙基氨基)二苯甲酮、苯并蒽酮等,以及日本特公昭51-48516號公報記載的苯并三唑類化合物等、チヌビン1130、400等。
[實施例] 以下基于實施例對本發明進行詳細說明,但是本發明并不局限于此。
(實施例1·比較例1) <顏料分散組合物A的制備> [顏料分散液的制備] 在2000ml二甲基亞砜(和光純藥株式會社生產)中,添加100.0ml的甲醇鈉28%的甲醇溶液、100g顏料C.I.顏料紅254(Irgaphor RedBT-CF,商品名,チバ·スペシヤルテイケミカルズ(株)制)和170.0g聚乙烯吡咯烷酮(K-30,商品名,和光純藥株式會社生產),配制成顏料溶液A。用粘度計VM-10A-L(商品名,CBCマテリアルズ社制造)測定該顏料溶液A的粘度,結果為在顏料溶液A的溫度為25.0℃時,其粘度為18.4mPa·s。同時,另外準備作為不良溶劑的含有1mol/l鹽酸(和光純藥株式會社制)16ml的水2500ml。
此時,將溫度控制為25℃,向利用GK-0222-10型ラモンドスタ-ラ-(商品名,藤澤藥品社制造)以500rpm的轉速進行攪拌的不良溶劑-水2500ml中,用NP-KX-500型大容量無脈動泵(商品名,日本精密化學社制造),從流路直徑為0.8mm的送液管按100ml/min的流速注入100ml顏料溶液L,從而形成有機顏料粒子,制成顏料分散液A。使用ナノトラツクUPA-EX150(商品名,日機裝社制造)測定該顏料分散液的數均粒徑Mn和單分散度(Mv/Mn),測得的Mn為28nm,Mv/Mn為1.29。
對于用上述方法制備的顏料納米粒子分散液,用コクサン株式會社制造的H-122型離心過濾機和敷島カンバス株式會社制造的P89C型濾布,在3000rpm下濃縮100分鐘,回收所得到的顏料納米粒子濃縮糊。
用安捷倫(Agilent)公司制造的8453型分光光度計測定濃縮糊的顏料含有率,結果為15.9重量%。向50.0ml乳酸乙酯中添加根據日本特開2000-239554號公報所合成得到的顏料分散劑A 0.3g、化合物例C-1的高分子化合物2.4g后,將所得到的溶液加入到15.0g上述顏料納米粒子制備糊中,用溶解機在1500rpm下攪拌60分鐘,向其中加入25.0ml醋酸乙酯后再用住友電工フアインポリマ社制造的FP-010型過濾器進行過濾,從而得到糊狀濃縮顏料液A(納米顏料濃度為34.3質量%)。
[顏料分散組合物的制備] 使用上述糊來配制具有以下組成的顏料分散組合物A。
上述糊狀濃縮顏料液A18.8g 1,3-丁二醇二醋酸酯45.6g 利用電動磨M-50(アイガ一ジヤパン株式會社制造)、使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度為9m/s的條件下將上述組成的顏料分散組合物分散1小時。
<顏料分散組合物B的制備> 在上述顏料分散組合物A的制備中,除了將加入上述顏料溶液A時的加入流速改為45ml/min外,其它與上述一樣制備顏料分散組合物B。測定數均粒徑Mn和單分散度(Mv/Mn),測得的Mn為35nm,Mv/Mn為1.36。
<顏料分散組合物C的制備> 在上述顏料分散組合物A的制備中,除了將加入上述顏料溶液A時的送液管的流路直徑改為2.20mm、加入流速改為400ml/min外,其它與上述一樣制備顏料分散組合物C。測定數均粒徑Mn和單分散度(Mv/Mn),測得的Mn為27nm,Mv/Mn為1.22。
<顏料分散組合物D的制備> 在上述顏料分散組合物A的制備中,除了將加入上述顏料溶液A時的送液管的流路直徑改為0.25mm、加入流速改為5ml/min外,其它與上述一樣制備顏料分散組合物D。測定數均粒徑Mn和單分散度(Mv/Mn),測得的Mn為61nm,Mv/Mn為1.46。
<顏料分散組合物E的制備> 如下使用球磨分散機,制備下述組成的顏料分散組合物E。
顏料(顏料紅254)6.43g 顏料分散劑A0.81g 聚乙烯吡咯烷酮 10.90g 示例的高分子化合物C-16.47g 甲基丙烯酸/甲基丙烯酸芐基酯共聚物* 14.9g (*摩爾比28/72,重量平均分子量3萬、40%的1-甲氧基-2-丙基醋酸酯溶液) 1,3-丁二醇二醋酸酯 35.80g <顏料分散組合物F的制備> 按照下述方法制備下述組成的顏料分散組合物F。
顏料(顏料紅254) 6.43g 氯化鈉 64.0g 顏料分散劑A 0.81g 示例的高分子化合物C-16.47g 在1,3-丁二醇二醋酸酯液中加入氯化鈉、顏料(顏料紅254)的粉末、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸芐基酯共聚物后,將其投料到雙臂型混合機中,在80℃下混合6小時。混合后,加入80℃的1%鹽酸水溶液500重量份,攪拌1小時后,過濾、熱水洗、干燥、粉碎,然后相對于1g該粉碎物加入2.4g 1,3-丁二醇二醋酸酯,混合。利用電動磨M-50(アイガ一ジヤパン株式會社制造)、使用直徑為0.65mm的氧化鋯微珠,在圓周速度為9m/s的條件下將上述顏料組合物分散1小時。得到顏料分散組合物F。
<顏料分散組合物G的制備> 在上述顏料分散組合物F的制備中,除了將混合時間改為20小時外,其它完全同樣操作,得到顏料分散組合物G。
<濾色器的制作> [感光性轉印材料的制作] 在厚度為75μm的聚對苯二甲酸乙二酯臨時支撐物上,用狹縫狀噴嘴涂布由下述配方H1構成的熱塑性樹脂層用涂布液,并進行干燥。接著,涂布由下述配方P1構成的中間層用涂布液,并進行干燥。再涂布由下表1中記載的組成所構成的具有遮光性的樹脂組合物K1,并進行干燥,從而在該臨時支撐物上設置干燥膜厚為15μm的熱塑性樹脂層、干燥膜厚為1.6μm的中間層、干燥膜厚為2.4μm的具有遮光性的樹脂層,并壓合保護膜(厚度為12μm的聚丙烯膜)。
由此制成由臨時支撐物、熱塑性樹脂層、中間層(氧阻擋層)和具有遮光性的樹脂層形成一體的感光性樹脂轉印材料,將該感光性樹脂轉印材料樣品命名為K1。
*熱塑性樹脂層用涂布液配方H1 ·甲醇 11.1質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 6.4質量份 ·甲乙酮 52.4質量份 ·甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸芐基酯/ 甲基丙烯酸共聚物 (共聚組成比(摩爾比)=55/11.7/4.5/28.8, 分子量=10萬,Tg約70℃) 5.83質量份 ·苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比) =63/37,分子量=1萬,Tg約100℃) 3.6質量份 ·2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧聚乙氧基)苯基]丙烷(新中村化學工業 (株)制)9.1質量份 ·表面活性劑1 0.54質量份 *表面活性劑1(メガフアックF-780-F(大日本油墨化學工業(株)制)的組成如下 ·C6F13CH2CH2OCOCH=CH240質量份, H(OCH(CH3)CH2)7OCOCH=CH255質量份,和 H(OCH2CH2)7OCOCH=CH25質量份的 共聚物(分子量3萬)30質量份 ·甲乙酮 70質量份 *中間層(氧阻擋層)用涂布液配方P1 ·聚乙烯醇......................................................32.2質量份 (PVA205(皂化率=88%);(株)クラレ社制) ·聚乙烯基吡咯烷酮..........................................14.9質量份 (PVP、K-30;アイエスピ-·ジヤパン株式會社制) ·甲醇.............................................................429質量份 ·蒸餾水..........................................................524質量份 [表1] 下面對上表1中記載的具有遮光性的樹脂組合物K1的制備方法進行說明。
首先稱取表1中記載的量的K顏料分散物1、丙二醇單甲基醚醋酸酯、在溫度為24℃(±2℃)下,以150rpm攪拌混合10分鐘,接著分別稱取表1中記載的量的環己酮、粘結劑-1、氫醌單甲基醚、DPHA液、聚合引發劑A(2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-二乙氧羰基甲基)氨基-3’-溴苯基]-s-三嗪)、表面活性劑1,在溫度為25℃(±2℃)下,按照上述順序依次加入,在溫度為40℃(±2℃)下,以150rpm攪拌30分鐘,得到具有遮光性的樹脂組合物K1。
另外,在表1中記載的組合物中, *K顏料分散物1的組成為 ·碳黑(デグツサ社制,商品名Special Black250) 13.1質量份 ·上述顏料分散劑A(通式D 1中所示化合物7) 0.65質量份 ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規共聚物,分子量3.7萬)6.72質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 79.53質量份 *粘結劑-1的組成為 ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的 無規共聚物,分子量4萬) 27質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 73質量份 *DPHA液的組成為 ·二季戊四醇六丙烯酸酯(含有阻聚劑MEHQ 500ppm, 日本化藥(株)社制,商品名KAYARAD DPHA)76質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 24質量份 另外,該表面活性劑1與上述熱塑性樹脂層用涂布液H1中使用的表面活性劑1相同。
[具有遮光性的隔壁的形成] 對于無堿玻璃襯底,一邊用噴水器噴射調節到25℃的玻璃清洗劑20秒,一邊用具有尼龍毛的旋轉刷進行清洗,再用純水噴淋清洗后,用噴水器噴射硅烷偶聯劑(N-β(氨乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷的0.3質量%水溶液,商品名KBM603,信越化學工業(株)社制)20秒,并用純水噴淋清洗。用襯底預加熱裝置在100℃對該襯底加熱2分鐘。
將上述感光性樹脂轉印材料K1的保護膜剝離后,用層壓機(株式會社日立インダストリイズ制(LamicII型)),在橡膠輥溫度130℃、線壓100N/cm、輸送速度2.2m/分的條件下層壓在上述于100℃下加熱2分鐘的襯底上。
剝離掉臨時支撐物后,采用具有超高壓水銀燈的鄰近型曝光機(日立イテク電子エンジニアリング株式會社制),使襯底和掩模(具有圖像圖案的石英曝光掩模)保持垂直立放狀態,將曝光掩模面和該熱塑性樹脂層間的距離設定為200μm,在100mJ/cm2的曝光量下進行圖案曝光。掩模形狀為格子狀,在相當于像素與具有遮光性的隔壁的邊界線的部分,使具有遮光性的隔壁一側的凸出角的曲率半徑為0.6μm。
接著,用三乙醇胺類顯影液(含有30%的三乙醇胺,商品名T-PD2,富士寫真フイルム株式會社制造,用純水稀釋12倍(以1份T-PD2與11份純水的比例混合)后的液體)按30℃下30秒、平頭噴嘴壓力0.04MPa的條件進行噴淋顯影,除去熱塑性樹脂層和中間層(氧阻擋層)。
接著,用碳酸鈉類顯影液(含有0.38摩爾/升的碳酸氫鈉、0.47摩爾/升的碳酸鈉、5%的二丁基萘磺酸鈉、陰離子表面活性劑、消泡劑、穩定劑,商品名T-CD1,富士寫真フイルム株式會社制,用純水稀釋5倍后的液體),按29℃下30秒、錐形噴嘴壓力0.15MPa的條件進行噴淋顯影,使具有遮光性的樹脂層顯影,得到圖案刻畫隔壁(具有遮光性的隔壁圖案)。
接著用清洗劑(商品名“T-SD3(富士寫真フイルム株式會社制)”,用純水稀釋10倍后的液體),按33℃下20秒、錐形噴嘴壓力0.02MPa的條件進行噴淋,并用具有尼龍毛的刷子除去殘渣,得到具有遮光性的隔壁。然后,對于該襯底,再從該樹脂層一側用超高壓水銀燈在500mJ/cm2的光照下進行后曝光,然后在240℃下熱處理50分鐘。
[等離子體拒水處理] 之后,用下述方法進行等離子體拒水處理。
對于形成有具有遮光性的隔壁的上述襯底,使用陰極耦合式平行平板型等離子體處理裝置按以下條件進行等離子體拒水處理。
使用氣體CF4 氣體流量80sccm 壓力40Pa RF功率50W 處理時間30sec [濾色器用噴墨墨水的制備] 參考特開2002-201387號公報的實施例1,按以下配方制備墨水。
表2 關于上述表2中各成分的混合,首先將顏料及高分子分散劑投入到一部分溶劑中,進行混合,再用3輥混煉機和球磨機進行攪拌,得到顏料分散液。另一方面,將其它的配合成分投入到剩余的溶劑中,進行攪拌溶解分散,得到粘結劑溶液。一邊將顏料分散液或者顏料分散組合物一點一點地添加到粘結劑溶液中,一邊用溶解機進行充分攪拌,制備濾色器用噴墨墨水。
[像素形成] 使用壓電式噴頭,將上述獲得的R墨水1、G墨水1、B墨水1首先按以下方式滴注到由遮光性隔壁包圍的凹部。結果就按下述方式得到了本發明的濾色器A。
噴頭按每25.4mm有150個噴嘴的密度擁有318個噴嘴,將其在兩個噴嘴列方向上以錯開1/2的噴嘴間隔的方式進行固定,由此在襯底上沿噴嘴的排列方向每25.4mm滴注300滴。
對噴頭及墨水進行控制,其方式是在噴頭內進行溫水循環,從而使噴出部分附近達到50±0.5℃。
從噴頭噴出墨水是通過施加到噴頭的壓電驅動信號進行控制的,可以達到每滴噴出6~42pl,在本實施例中,一邊在噴頭下方1mm處輸送玻璃襯底,一邊用噴頭進行滴注。輸送速度可以設定為50~200mm/s。另外,壓電驅動頻率最大可達4.6KHz,通過這些設定可以控制滴注量。
控制輸送速度、驅動頻率,使R、G、B各顏料的涂施量為1.1、1.8、0.75g/m2,向與預期的R、G、B對應凹部內滴注R、G、B墨水。
滴注的墨水被輸送至曝光部分,利用紫外發光二極管(UV-LED)進行曝光。UV-LED使用日亞化學社制造的NCCU033。該LED是從一個晶片上輸出波長為365nm的紫外光,利用約500mA的電流,可以從晶片上發出約100mW的光。以7mm的間隔排列多個LED,可以在表面上得到0.3W/cm2的功率。從滴注后到進行曝光的時間,以及曝光時間可以根據介質的輸送速度及噴頭與LED在輸送方向的距離進行變動。在本實施例中,滴落后在100℃下干燥10分鐘,然后進行曝光。
根據距離及輸送速度的設定,可以將介質上的曝光能量調節為0.01~15J/cm2。根據輸送速度調節曝光能量。
在這些曝光功率、曝光能量的測定中,使用ウシオ電機制造的分光輻射譜儀URS-40D,采用波長220nm至400nm之間的積分值。
將滴注后的玻璃襯底在230℃的烘箱中烘烤30分鐘,從而使遮光性隔壁、各像素同時完全固化。
(ITO電極的形成) 將形成了濾色器的玻璃襯底裝入濺射裝置中,在100℃全面真空蒸鍍1300埃厚的ITO(銦錫氧化物)后,在240℃下退火90分鐘使ITO結晶,形成ITO透明電極,完成了濾色器A的制作。
除了將在制作濾色器A中使用的R1墨水改為R2~7外,其它與濾色器A完全一樣,制作濾色器B~G。
用下述方法測定上述得到的本發明濾色器的紅像素的對比度。結果見表3。
[對比度(比值)的測定] 作為背光部件,使用在冷陰極管光源(使用SHARP社制造的液晶電視LC-22GD3)上設置擴散板而形成的裝置,在兩片偏振片((株)ルケオ社制造的偏振片POLAX-15N)之間放置濾色器,偏振片設置在平行于尼科耳棱鏡時所透過的光的色度的Y值除以偏振片設置于與尼科耳棱鏡垂直時所透過的光的色度的Y值,求得對比度。對于色度的測定,使用色彩輝度儀((株)トプコン社制造的BM-5A)。
關于兩片偏振片、濾色器、色彩輝度儀的設置位置,在背光部件的后面直接設置偏振片和要測定的樣品,使透過光穿過設置于色彩輝度儀前面位置上的偏振片,由設置于500mm位置上的色彩輝度儀進行測定。將色彩輝度儀的測定角設定為2°。背光的光量設定成最大量。
在背光單元使用小型冷陰極管光源、用ラムダビジョン株式會社制造的顯微分光測定系統TFCAM-7000(商品名)測定約60μm的區域,通過只對透過濾色器的紅色像素的光進行檢測,來測定紅色像素獨自的對比度。采用與上述相同的方法來計算對比度。
[耐光性測定方法] 將上述測定了對比度的濾色器浸漬在10%的氫氟酸溶液中1分鐘后,除去玻璃襯底,用ラムダビジョン株式會社制造的TFCAM-7000,隨機測定100個R像素的透過吸收光譜,并求平均值。
從具有玻璃襯底的這一側用氙光對測定后的濾色器進行曝光,曝光后,與曝光前一樣測定透過吸收光譜,由曝光前、后所得到的吸收光譜中各顏料所產生的峰面積之比,求出顏料的殘存率。2種以上的顏料合用時,根據已知的吸收光譜計算,進行波形分離,從而計算單個顏料的殘存率。
采用イ一グルエンジニアリング社制造的メリ一ゴ一ランド型褪色試驗機來曝光,曝光條件為由紅外線吸收濾波器(HA50)對近紅外線截出的氙光以10萬勒克斯、曝光150小時。
如表3所示,本發明的濾色器(A~C)的對比度為5000以上,氙光照射后顏料殘存率在60~95%的范圍內,實現了同時兼具高對比度和耐光性。
表3 (實施例2·比較例2) [液晶顯示裝置的制作] 用實施例1·比較例1中制作的濾色器來制作液晶顯示裝置并對其顯示特性進行評價。
(隔墊的形成) 通過與日本特開2004-240335號公報的[實施例1]中記載的隔墊形成方法相同的方法,在上述制作的ITO透明電極上形成隔墊。
(用于控制液晶取向的突起的形成) 使用下述的正型感光性樹脂層用涂布液,在上述形成了隔墊的ITO透明電極上形成用于控制液晶取向的突起。
但是,曝光、顯影及烘烤工序采用以下方法。
安裝鄰近曝光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式會社制),使規定的光掩模與感光性樹脂層表面的距離為100μm,利用超高壓水銀燈以150mJ/cm2的照射能量透過該光掩模進行鄰近曝光。
接著,使用2.38%的氫氧化四甲基銨水溶液,通過噴淋式顯影裝置在33℃下對襯底噴霧30秒,進行顯影。由此通過顯影除去了感光性樹脂層上的不需要部分(曝光部分),從而得到了液晶顯示裝置用襯底,其中在該襯底的濾色器側形成了由形成所希望圖案形狀的感光性樹脂層構成的用于控制液晶取向的突起。
然后,將形成了該用于控制液晶取向的突起的液晶顯示裝置用襯底在230℃下烘烤30分鐘,從而在液晶顯示裝置用襯底上形成固化的用于控制液晶取向的突起。
<正型感光性樹脂層用涂布液配方> ·正性抗蝕劑液(富士フイルムエレクトロニクス マテリアルズ(株)社制造的FH-2413F) 53.3質量份 ·甲乙酮 46.7質量份 ·メガフアツクF-780F(大日本油墨化學工業(株)社制) 0.04份 (液晶顯示裝置的制作) 在上述獲得的液晶顯示裝置用襯底上再設置由聚酰亞胺構成的取向膜。
然后,在以包圍濾色器像素群的方式設置于周圍的黑底的相當于外框的部位,印刷環氧樹脂密封劑,同時滴注MVA模式用液晶,并與相對的襯底粘貼,然后對粘貼的襯底進行熱處理,使密封劑固化。在以這種方式得到的液晶盒的兩面上粘貼(株)サンリツ社制造的偏振片HLC2-2518。接著,由三波長冷陰極管光源(東芝ライツク(株)社制造的FWL 18EX-N)構造背光,將其安裝在設置了上述偏振片的液晶盒的背面側,形成液晶顯示裝置A。
除了將在制作液晶顯示裝置A時所用的濾色器A分別改為濾色器B~G之外,其它與液晶顯示裝置A完全一樣,制作液晶顯示裝置B~G。
<液晶顯示裝置的評價> -1.燒屏故障的評價 所形成的各液晶顯示裝置,按照日本特開2000-275645號公報的圖4B所描述的閃爍(flicker)最小的最佳共用電壓的計算方法,測定在液晶盒內產生的殘留直流電壓,作為燒屏故障的指標。
另外,測定的殘留直流電壓越小,表明越可以抑制燒屏故障的發生。在此,殘留直流電壓小于80mV時記為“不產生燒屏現象”、殘留直流電壓小于100mV時記為“稍微產生燒屏現象”、殘留直流電壓大于等于100mV時記為“產生燒屏現象”。結果如表4所示。
-2.顯示特性的評價 10人小組(パネラ一)對所制作的各個液晶顯示裝置的顯示特性就(1)黑色密實性、(2)紅色描繪力、(3)單色顯示時是否有紅色不均勻進行評價。在下列各個階段的評價中,10個人評價的平均值如表4所示。
本發明的液晶顯示裝置A~C同時具有耐光性和高對比度,而且用于顯示平板時顯示特性也得以提高,與比較例D~G相比,可以看出它們具有壓倒性的優異的總性能。
(1)黑色密實性 5黑色密實性良好。
4黑色密實性沒有問題(好)。
3黑色稍微有點感到發灰(普通)。
2黑色看起來發灰(稍差)。
1黑色再現差(非常差)。
(2)紅色描繪力 5紅色描繪力優異 4紅色描繪力沒有問題(良) 3紅色描繪力稍微不足(普通) 2紅色描繪力不足(稍差) 1紅色再現差(非常差) (3)紅色不均勻 5根本看不到紅色不均勻 4沒有紅色不均勻的問題(良) 3稍微感到紅色不均勻(普通) 2清楚地看到紅色不均勻(稍差) 1明顯地看到紅色不均勻(非常差) 表4 (實施例3·比較例3) 將上述顏料分散組合物A與其它成分混合,構成下表5-1的組成,配制濾色器用著色感光性樹脂組合物A。
[表5-1] <粘結劑-11> ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=38/25/37摩爾比的無規共聚物,分子量4萬)27質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 73質量份 <DPHA液> ·二季戊四醇六丙烯酸酯(含有阻聚劑MEHQ 500ppm,日本化藥(株)社制,商品名KAYARAD DPHA) 76質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 24質量份 <表面活性劑2> ·下述化合物1 30質量份 ·甲乙酮70質量份 化合物1
(n=6,x=5 5,y=5,Mw=33940,Mw/Mn=2.55,PO環氧丙烷,EO環氧乙烷) 除了分別用顏料分散組合物B~G代替顏料分散組合物A以外,其余與上述一樣,分別配制濾色器用著色感光性樹脂組合物B~G。
[濾色器的制作(通過使用狹縫狀噴嘴進行涂敷來制作)] [黑(K)圖像的形成] 用UV清洗裝置將無堿玻璃襯底清洗后,用清洗劑用刷子清洗,再用超純水用超聲波清洗。將該襯底在120℃下熱處理3分鐘,使表面狀態穩定。
冷卻該襯底,調節其溫度至23℃,用帶有狹縫狀噴嘴的玻璃襯底用涂敷機(エフ·エ一·エス·アジア株式會社制造,商品名MH-1600),除了用表面活性劑2代替表面活性劑1、用粘結劑2代替粘結劑1以外,將由上表1中記載的組成成分所構成的著色感光性樹脂組合物K1進行涂敷。接下來,用VCD(真空干燥裝置;東京應化工業株式會社制造)干燥30秒鐘,使溶劑的一部分干燥,待涂敷層無流動性后,在120℃下預烘焙3分鐘,得到膜厚2.4μm的感光性樹脂層K1。
首先稱取K顏料分散物1、丙二醇單甲基醚醋酸酯、在溫度為24℃(±2℃)下,以150rpm混合攪拌10分鐘,接著分別稱取甲乙酮、粘結劑-2、氫醌單甲基醚、DPHA液、聚合引發劑A、表面活性劑1,在溫度為25℃(±2℃)下,按照上述順序依次加入,在溫度為40℃(±2℃)下,以150rpm攪拌30分鐘,得到所述著色感光性樹脂組合物K1。
<K顏料分散物1> ·碳黑(商品名Nipex 35,デグサジャパン社制) 13.1質量份 ·分散劑(下述化合物2J)0.65質量份 ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的 無規共聚物,分子量3.7萬) 6.72質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯79.53質量份
<粘結劑-2> ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的 無規共聚物,分子量3.8萬) 27質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯73質量份 采用具有超高壓水銀燈的鄰近型曝光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式會社制),使襯底和掩模(具有圖像圖案的石英曝光掩模)保持垂直立放狀態,將曝光掩模面和該感光性樹脂層間的距離設定為200μm,在300mJ/cm2的曝光量下進行圖案曝光。
接下來,用噴淋噴嘴將純水噴霧,使該感光性樹脂層K1的表面均勻潤濕后,用KOH類顯影液(含有KOH、非離子表面活性劑,商品名CDK-1,富士フイルムエレクトロニクスマテアルズ公司制造,稀釋100倍后的液體)在23℃、平頭噴嘴的壓力為0.04MPa下噴淋顯影80秒,得到具有圖案的圖像。接下來,用超高壓清洗噴嘴在9.8MPa的壓力下噴射超純水,除去殘渣,得到黑(K)的圖像。然后在220℃下熱處理30分鐘。
[紅(R)像素的形成] 在形成有上述圖像K的襯底上,使用上述著色感光性樹脂組合物A,按照與形成上述黑(K)圖像相同的工序,在熱處理完成后,形成像素R。該感光性樹脂層R1的膜厚度及顏料的涂敷量如下所示。另外,著色感光性樹脂組合物A的配制順序與著色感光性樹脂組合物K1一樣。
感光性樹脂膜厚度(μm) 1.60 顏料涂敷量(g/m2) 1.00 C.I.P.R.254涂敷量(g/m2)0.80 [綠(G)像素的形成] 在形成有上述圖像K和像素R的襯底上,使用由下表5-4中記載的組成成分所構成的著色感光性樹脂組合物G1,按照與形成上述黑(K)圖像相同的工序,在熱處理完成后,形成像素G。該感光性樹脂層G1的膜厚度及顏料的涂敷量如下所示。另外,著色感光性樹脂組合物G1的配制順序與著色感光性樹脂組合物K1一樣。
感光性樹脂膜厚度(μm) 1.60 顏料涂敷量(g/m2) 1.92 C.I.P.G.36涂敷量(g/m2)1.34 C.I.P.Y.150涂敷量(g/m2) 0.58 [表5-4] <G顏料分散物1> 富士フイルムエレクトロニクスマテアルズ株式會社制造(商品名GT-2) <Y顏料分散物1> 御國色素株式會社制造(商品名CF黃EX3393) [藍(B)像素的形成] 在形成有上述圖像K、像素R和像素G的襯底上,使用由下表5-5中記載的組成成分所構成的著色感光性樹脂組合物B1,按照與形成上述黑(K)圖像相同的工序,在熱處理完成后,形成像素B,得到目標濾色器AA。該感光性樹脂層B1的膜厚度及顏料的涂敷量如下所示。另外,著色感光性樹脂組合物G1的配制順序與著色感光性樹脂組合物K1一樣。
感光性樹脂膜厚度(μm) 1.60 顏料涂敷量(g/m2)0.75 C.I.P.B.15:6涂敷量(g/m2)0.705 C.I.P.V.23涂敷量(g/m2) 0.045 [表5-5] <B顏料分散物1> 御國色素株式會社制造(商品名CF藍EX3357) <B顏料分散物2> 御國色素株式會社制造(商品名CF藍EX3383) <粘結劑-3> ·聚合物(甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=36/22/42摩爾比的無規共聚物,分子量3.8萬)27質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯73質量份 對于濾色器AA的制作方法,除了用著色感光性樹脂組合物B~G來代替著色感光性樹脂組合物A外,其它與制作濾色器AA的方法一樣,制作濾色器AB~AG。
與實施例1·比較例1一樣,分別測定各濾色器的對比度和耐光性。結果表明,本發明的濾色器(AA~AC)的對比度為5000以上、氙光照射后顏料殘存率在60~95%的范圍內,與比較例的濾色器(AD~AG)相比,本發明的濾色器(AA~AC)同時具有高對比度和耐光性。
(實施例4·比較例4) [液晶顯示裝置的制作及評價] 用濾色器AA~AG制作液晶顯示裝置并評價其顯示特性。
(ITO電極的形成) 將形成了濾色器的襯底裝入濺射裝置中,在100℃全面真空蒸鍍1300埃厚的ITO(銦錫氧化物)后,在240℃下退火90分鐘使ITO結晶,形成ITO透明電極。
(隔墊的形成) 通過與日本特開2004-240335號公報的[實施例1]中記載的隔墊形成方法相同的方法,在上述制作的ITO透明電極上形成隔墊。
(用于控制液晶取向的突起的形成) 使用下述的正型感光性樹脂層用涂布液,在上述形成了隔墊的ITO透明電極上形成用于控制液晶取向的突起。
但是,曝光、顯影及烘烤工序采用以下方法。
安裝鄰近曝光機(日立ハイテク電子エンジニアリング株式會社制),使規定的光掩模與感光性樹脂層表面的距離為100μm,利用超高壓水銀燈以150mJ/cm2的照射能量透過該光掩模進行鄰近曝光。
接著,使用2.38%的氫氧化四甲基銨水溶液,通過噴淋式顯影裝置在33℃下向襯底噴霧30秒,進行顯影。由此通過顯影除去了感光性樹脂層上的不需要部分(曝光部分),從而得到了液晶顯示裝置用襯底,其中在該襯底的濾色器側形成了由形成所希望圖案形狀的感光性樹脂層構成的用于控制液晶取向的突起。
然后,將形成了該用于控制液晶取向的突起的液晶顯示裝置用襯底在230℃下烘烤30分鐘,從而在液晶顯示裝置用襯底上形成固化的用于控制液晶取向的突起。
<正型感光性樹脂層用涂布液配方> ·正性抗蝕劑液(富士フイルムエレクトロニクスマ テリアルズ(株)社制造的FH-241 3F) 53.3質量份 ·甲乙酮46.7質量份 ·メガフアツクF-780F(大日本油墨化學工業(株)社制) 0.04份 (液晶顯示裝置的制作) 在上述獲得的液晶顯示裝置用襯底上再設置由聚酰亞胺構成的取向膜。
然后,在以包圍濾色器像素群的方式設置于周圍的黑底的相當于外框的部位,印刷環氧樹脂密封劑,同時滴注MVA模式用液晶,并與相對的襯底粘貼,然后對粘貼的襯底進行熱處理,使密封劑固化。在以這種方式得到的液晶盒的兩面上粘貼(株)サンリツ社制造的偏振片HLC2-2518。接著,由三波長冷陰極管光源(東芝ライツク(株)社制造的FWL18EX-N)構造背光,將其安裝在設置了上述偏振片的液晶盒的背面側,形成液晶顯示裝置。
與實施例2·比較例2一樣,分別測定各液晶顯示裝置AA~AG的顯示特性。結果表明,與使用比較例的濾色器AD~AG的液晶顯示裝置相比,使用本發明的濾色器AA~AC的液晶顯示裝置表現出良好的顯示特性,其中黑色密實性和紅色描繪力均優異、沒有顯示不均勻的現象。
(實施例5·比較例5) <濾色器的制作(通過層壓感光性樹脂轉印材料來制作)> 與實施例1·比較例1一樣,制備感光性樹脂轉印材料K1,形成黑(K)圖像。
接下來,制備由下表5-6~5-8記載的組成成分所構成的下述著色感光性樹脂組合物R101、G101和B101,并制作各顏色的像素。
[表5-6]<著色感光性樹脂組合物R101> [表5-7]<著色感光性樹脂組合物G101> [表5-8]<著色感光性樹脂組合物B101> <添加劑1> 磷酸酯類特殊活性劑 (楠木化成株式會社制造,商品名HIPLAAD ED 152)。
[紅(R)像素的形成] 使用上述感光性樹脂轉印材料R101,按照與上述感光性樹脂轉印材料K1的工序相同的工序,得到熱處理后的紅(R)像素R。但是,曝光量為40mJ/cm2、用碳酸鈉類顯影液顯影時的條件為35℃、35秒鐘。該感光性樹脂層R101的膜厚度和顏料(C.I.P.R.254和C.I.P.R.177)的涂敷量如下所示。
感光性樹脂膜厚度(μm)2.00 顏料涂敷量(g/m2) 1.00 C.I.P.R.254涂敷量(g/m2)0.80 C.I.P.R.177涂敷量(g/m2)0.20 將形成有上述圖像K和像素R的襯底再用刷子清洗、并用純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶聯液,送到襯底預熱裝置中。
[綠(G)像素的形成] 使用上述感光性樹脂轉印材料G101,按照與上述感光性樹脂轉印材料R101的工序相同的工序,得到熱處理后的綠(G)像素G。但是,曝光量為40mJ/cm2、用碳酸鈉類顯影液顯影時的條件為34℃、45秒鐘。該感光性樹脂層G101的膜厚度和顏料(C.I.P.G.36和C.I.P.Y.150)的涂敷量如下所示。
感光性樹脂膜厚度(μm) 2.00 顏料涂敷量(g/m2)1.92 C.I.P.G.36涂敷量(g/m2) 1.34 C.I.P.Y.150涂敷量(g/m2)0.58 將形成有上述圖像K、像素R和像素G的襯底再用刷子清洗、并用純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶聯液,送到襯底預熱裝置中。
[藍(B)像素的形成] 使用上述感光性樹脂轉印材料B101,按照與上述感光性樹脂轉印材料R101的工序相同的工序,得到熱處理后的藍(B)像素B。但是,曝光量為30mJ/cm2、用碳酸鈉類顯影液顯影時的條件為36℃C、40秒鐘。該感光性樹脂層B101的膜厚度和顏料(C.I.P.B.15:6和C.I.P.V.23)的涂敷量如下所示。
感光性樹脂膜厚度(μm) 2.00 顏料涂敷量(g/m2)0.75 C.I.P.B.15:6涂敷量(g/m2)0.705 C.I.P.V.23涂敷量(g/m2) 0.045 將形成有上述像素R、像素G、像素B和圖像K的襯底在240℃下烘焙50分鐘,得到濾色器A1。
對于上述濾色器A1的制作方法,將顏料分散組合物A分別更換為顏料分散組合物B~G,制作濾色器B1~G1。
與實施例3·比較例3一樣,測定所得到的濾色器A1~G1的對比度和耐光性。結果表明,本發明的濾色器的對比度為5000以上、氙光照射后顏料的殘存率在60~95%的范圍內,對比度極高、耐光性優異。
(實施例6·比較例6) [液晶顯示裝置的制作及評價] 按照與實施例2·比較例2同樣的方法,使用濾色器A1~G1來制作液晶顯示裝置,并評價其顯示特性。
結果表明,與使用比較例的濾色器D1~G1的液晶顯示裝置相比,使用本發明的濾色器A1~C1的液晶顯示裝置表現出良好的顯示特性,其中黑色密實性和紅色描繪力均優異、沒有顯示不均勻的現象。
(實施例7·比較例7) (比較例) [CCD器件的制作] (CCD用顏料分散液的制作) 按照以下的配方,使用上述顏料分散組合物F,制作顏料分散液(1)…綠色G、(2)…藍色B、(3)…紅色R。
顏料分散液(1) ·C.I.P.G.36 95質量份 ·C.I.P.G.7 30質量份 ·C.I.P.Y.13945質量份 ·PLAAD ED15120質量份 (楠本化成(株)制) ·甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物 25質量份 (共聚摩爾比70∶30,重均分子量3萬) ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 625質量份 顏料分散液(2) ·C.I.P.B.15:6 125質量份 ·C.I.P.V.23 20質量份 ·PLAAD ED15140質量份 (楠本化成(株)制) ·甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物 25質量份 (共聚摩爾比70∶30,重均分子量3萬) ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 790質量份 顏料分散液(3) ·顏料分散組合物F600質量份 ·本發明的分散劑C-16 40質量份 ·甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物 25質量份 (共聚摩爾比70∶30,重均分子量3萬) ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 345質量份 (著色樹脂組合物的制備) 對于上述獲得的各種顏色的顏料分散液各200質量份,分別用攪拌機與下述組合物混合均勻,制備用于各種顏色的濾色器用著色樹脂組合物。
<組成> ·甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物 35質量份(共聚摩爾比70∶30,重均分子量3萬) ·二季戊四醇五丙烯酸酯 38質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 120質量份 ·3-乙氧基丙酸乙酯 40質量份 ·鹵甲基三嗪類引發劑 4質量份 (光聚合引發劑,制品名TAZ107みどり化學(株)制) (濾色器及CCD器件的制作) 用攪拌機混合下述組成,制備平坦化膜用抗蝕劑液。
<組成> ·甲基丙烯酸芐基酯/甲基丙烯酸共聚物 165質量份 (共聚摩爾比70∶30,重均分子量3萬) ·二季戊四醇五丙烯酸酯 65質量份 ·丙二醇單甲基醚醋酸酯 138質量份 ·3-乙氧基丙酸乙酯 123質量份 ·鹵甲基三嗪類引發劑3質量份 (光聚合引發劑,制品名TAZ107みどり化學(株)制) 將獲得的平坦化用抗蝕劑液用旋轉涂布機均勻涂布在形成了光電二極管的6-英寸硅片上。另外,調節旋轉涂布機的轉數,使涂布后在涂布膜表面溫度100℃×120秒條件下用電爐進行熱處理后的膜厚為約1.5μm。
然后,放置于220℃的烘箱1小時,使涂布膜固化,按照使硅片上形成的光電二極管表面得到同樣覆蓋的方式形成平坦化膜。
接著,對于各種顏色,按照G、R、B的順序,在上述平坦化膜上涂布相對于上述平坦化膜用抗蝕劑液制備配方為100質量份的上述濾色器用著色樹脂組合物,并進行干燥(預烘烤)、圖案曝光、堿顯影、沖洗、固化干燥(后烘),形成著色樹脂被膜,從而在帶有光電二極管的硅片上制作了濾色器。
另外,圖案曝光是通過2μm的掩模圖案,使用i線步進曝光機(商品名FPA-3000i5+,キヤノン(株)制)在500mJ/cm2的條件下進行的。
另外,堿顯影是使用有機堿性顯影液(商品名CD-2000,富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)制)的40質量%水溶液,在室溫下進行60秒的攪拌顯影,然后利用旋轉噴水器進行20秒的純水沖洗,再用純水清洗。之后,用高溫空氣吹除水滴,使襯底自然干燥,得到圖案,然后在電爐上以表面溫度200℃·5分鐘的條件實施后烘處理。
在數碼相機上安裝按以上方式得到的CCD器件,在同一光源下對帶有KODAK制灰色分級卡的比色圖表進行攝影,在監視器上觀察得到的圖像時,觀察到圖像的晃動及紅色不均勻。
用顏料分散組合物A代替上述顏料分散組合物F,除此之外,按與比較例3完全相同的方式制作CCD器件,在數碼相機上安裝該CCD器件,進行同樣的評價時,得到了晃動少且具有均勻平滑色彩的圖像。另外,改為顏料分散組合物B、C時,可以確認同樣獲得了晃動少的圖像。
權利要求
1.一種濾色器,其特征在于,該濾色器由有機顏料微粒的分散物所形成,在空氣中以光照度為10萬勒克斯的氙光照射150小時后所述顏料的殘存率為60~95%,而且,該濾色器在氙光照射前具有對比度為大于等于5000的像素。
2.權利要求1所述的濾色器,其特征在于,所述有機顏料微粒由紅色顏料所構成。
3.權利要求1或2所述的濾色器,其特征在于,所述顏料的殘存率為75~90%。
4.權利要求1~3中任意一項所述的濾色器,其特征在于,在所述氙光照射前的對比度為大于等于10000。
5.權利要求1~4中任意一項所述的濾色器,其特征在于,在所述氙光照射前濾色器的紅色像素的對比度為大于等于10000。
6.一種液晶顯示裝置,其特征在于,具有權利要求1~5中任意一項所述的濾色器。
7.權利要求6所述的液晶顯示裝置,其特征在于,所述液晶顯示裝置為VA方式。
8.一種CCD器件,其特征在于,具有權利要求1~5中任意一項所述的濾色器。
全文摘要
本發明提供一種同時具有高耐光性與高對比度(比值)、而且能夠提高顯示裝置的像素顯示性能、抑制高顯示性能的劣化的濾色器。而且,本發明還提供一種使用該高品質的濾色器的能夠發揮其優良的像素顯示性能的液晶顯示裝置以及CCD器件。所述濾色器由有機顏料微粒的分散物所形成,在空氣中以光照度為10萬勒克斯的氙光照射150小時后所述顏料的殘存率為60~95%,而且,該濾色器在氙光照射前具有對比度為大于等于5000的像素。
文檔編號G02B5/20GK101178453SQ20071016379
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月8日 優先權日2006年11月8日
發明者松本圭右, 橫山裕 申請人:富士膠片株式會社