着色组合物、滤色器和显示元件的制作方法

专利名称：着色组合物、滤色器和显示元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及着色组合物、滤色器以及显示元件，更具体而言，涉及适用于透射型或反射型彩色液晶显示元件、固体摄像元件、有机EL显示元件、电子纸等的滤色器的着色组合物，具备使用该着色组合物而形成的着色层的滤色器，以及具备该滤色器的显示元件。
背景技术：
在使用着色放射线敏感性组合物制造滤色器时，已知有以下方法在基板上，涂布颜料分散型着色放射线敏感性组合物并干燥后，按所需要的图案形状对干燥涂膜照射放射线(以下，称为“曝光”)、并进行显影，由此得到各色的像素(专利文献I 2)。另外，也已知利用分散有炭黑的光聚合性组合物形成黑矩阵的方法(专利文献3)。另外，也已知使用颜料分散型着色热固性组合物通过喷墨方式而得到各色的像素的方法(专利文献4)。另外，已知要实现显示元件的高亮度化和高色纯度化、或者固体摄像元件的高精细化，使用染料作为着色剂是有效的。例如，在专利文献5中，提出了使用特定结构的三芳基甲烷系染料。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平2-144502号公报专利文献2 :日本特开平3-53201号公报专利文献3 :日本特开平6-35188号公报专利文献4 :日本特开2000-310706号公报专利文献5 :日本特开2008-304766号公报

发明内容
但是，专利文献5所提出的三芳基甲烷系染料，耐热性不充分，如果经过像超过200°C的曝光、显影后的加热(后烘烤)工序，则会失去对颜料的色度特性的优越性。鉴于以上背景，强烈需要开发出具有制造滤色器所需要的耐热性的着色组合物。因此，本发明的课题在于提供耐热性优异的着色组合物。另外，本发明的课题在于提供具备保持优异的色度特性的着色层的滤色器、以及具备该滤色器的显示元件。本发明人等认真研究，结果发现含有具有特定阴离子部的碱性染料作为着色剂从而可以解决上述课题。S卩，本发明提供一种着色组合物，含有(A)下式(I)表示的化合物(以下，也称为“特定着色化合物”)、(B)粘合剂树脂和(C)交联剂。X+ (ZaR0bM) ^(I)[式(I)中，X+表示阳离子性发色团，Z表示吸电子基团，R°表示烷基、芳基、环烷基或烷基芳基，M表示氮原子、磷原子、硼原子、砷原子或锑原子，Z、R°分别存在多个时，可以相同或不同。a表不I 6的整数，b表不O 5的整数，a+b是2、4或6。其中，M为氮原子时，作为Z具有氰基和卤代磺酰基中的至少一个。]另外，本发明提供具备含有上述式(I)表示的化合物的着色层的滤色器、以及具备该滤色器的显示元件。其中，所谓“着色层”是指用于滤色器的各色像素、黑矩阵、黑色隔离件等。另外，本发明提供下式(12)表示的着色剂。X+[(CN)2NF (12)[式(12)中，X+表示阳离子性发色团。]如果使用含有特定着色化合物的本发明着色组合物，则由于能够充分满足制造滤色器所需要的耐热性，所以即使经过高温的加热工序，也可以形成保持优异的色度特性的 着色层。因此，本发明的着色组合物极其适合用于制造以彩色液晶显示元件用滤色器、固体摄像元件的分色用滤色器、有机EL显示元件用滤色器、电子纸用滤色器为代表的各种滤色器。
具体实施例方式以下，详细说明本发明。着色组合物以下，对本发明的着色组合物的构成成分进行说明。-(A)特定着色化合物_本发明的着色组合物含有特定着色化合物、即上式(I)表示的化合物。特定着色化合物是可见光区域(380nm 780nm)的摩尔吸光系数最大值通常为3000以上的化合物，不同于作为吸收紫外线产生酸的光酸产生剂而已知的三芳基六氟磷酸锍盐等。本发明的着色组合物中，特定着色化合物可以单独使用，或混合2种以上使用。首先，说明式⑴中的(ZaRcibM) _。Z只要是吸电子基团则没有特别限定，例如可举出卤基、具有卤基的I价有机基团、氰基、具有氰基的I价有机基团、具有硝基的I价有机基团、卤代磺酰基、可以具有卤基的烷基磺酰基等。M是磷原子、硼原子、砷原子或锑原子时，作为Z，优选卤基、具有卤基的I价有机基团、氰基、具有氰基的I价有机基团、具有硝基的I价有机基团。另一方面，M是氮原子时，作为除氰基或卤代磺酰基以外的Z，优选具有卤基的I价有机基团、可以具有卤基的烧基横酸基。作为上述卤基，可举出氟基、氯基、溴基、碘基，但从耐热性的观点出发，优选氟基。作为上述具有卤基的I价有机基团，没有特别限定，例如可举出I价卤代烃基，该卤代烃基可以具有卤基以外的取代基。作为构成卤代烃基的骨架的烃基，优选烷基、环烷基、芳基、烷基芳基，更优选碳原子数I 8的烷基、碳原子数3 8的环烷基、碳原子数6 14的芳基、碳原子数7 20的烧基芳基。该烷基可以是直链状、也可以是支链状，例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、叔戊基、己基、庚基、辛基、异辛基、叔辛基、2-乙基己基
坐寸ο
另外，作为环烷基，例如可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基。作为芳基，例如可举出苯基、萘基、蒽基。作为烷基芳基，例如可举出在碳原子数6 14的芳基上取代了上述碳原子数I 8的烧基而得的基团。作为卤代烃基中的卤基，优选氟基。该卤基可以取代烃基氢原子的一部分或全部，但优选烃基氢原子被卤基取代80摩尔％以上，更优选90摩尔％以上，特别优选100摩尔％。由此，可以进一步提闻耐热性。作为具有氰基的I价有机基团没有特别限定，例如可举出被氰基取代的I价烃基，I价烃基可以具有氰基以外的取代基。作为I价烃基，优选芳基，特别优选苯基。作为具有硝基的I价有机基团没有特别限定，例如可举出被硝基取代的I价烃基， I价烃基可以具有硝基以外的取代基。作为I价烃基，优选芳基，特别优选苯基。作为可以具有卤基的烷基磺酰基没有特别限定，可以适当选择烷基磺酰基或卤代烷基磺酰基而使用。构成烷基磺酰基和卤代烷基磺酰基的骨架的烷基可以是直链状、也可以是支链状，优选碳原子数I 8。作为该烷基的具体例，可举出与卤代烃基中的烷基相同的烧基。另外，作为卤代烷基磺酰基中的卤基，优选氟基。该卤基可以取代烃基氢原子的一部分或全部，但从耐热性观点出发，优选烃基氢原子被卤基取代80摩尔％以上，更优选90摩尔％以上，特别优选100摩尔％。作为卤代磺酰基，可举出FSO2基、ClSO2基、BrSO2基、ISO2基，优选FSO2基。本发明中，作为Z，当M是磷原子、硼原子、砷原子或锑原子时，优选卤基、可具有卤基以外的取代基的I价卤代烃基、氰基，特别优选氟基、氰基、氟代烷基、氟代芳基或氟代烷基芳基。氟代烷基中优选碳原子数I 6 (更优选I 4)的全氟烷基，氟代芳基中优选碳原子数6 14 (更优选6 10)的全氟芳基，氟代烷基芳基中优选碳原子数7 20 (更优选7 16)的全氟烷基芳基。具体而言，例如可举出CF3基、CF3CF2基、(CF3)2CF基、CF3CF2CF2基、CF3CF2CF2CF2 基、(CF3) 2CFCF2 基、CF3CF2 (CF3) CF 基、(CF3) 3C 基、五氟苯基、被 CF3 取代的苯基等。另一方面，当M是氮原子时，作为除氰基或卤代磺酰基以外的Z，优选卤代烷基磺酰基，特别优选氟代烷基磺酰基。具体而言，例如可举出CF3SO2基、CF3CF2SO2基、(CF3)2CFSO2基、CF3CF2CF2SO2 基、CF3CF2CF2CF2SO2 基、(CF3) 2CFCF2S02 基、CF3CF2 (CF3) CFSO2 基、(CF3) 3CS02基等。R°表示烷基、芳基、环烷基或烷基芳基，可举出与上述卤代烃基中的烷基、芳基、环烷基或烷基芳基相同的基团作为优选基团。M表示氮原子、磷原子、硼原子、砷原子或锑原子，从安全性方面看，优选氮原子、磷原子或硼原子。应予说明，a+b表示2、4或6，但M为氮原子时a+b是2，M为硼原子时a+b是4，M为磷原子、砷原子或锑原子时a+b是6。a表不I 6的整数，b表不O 5的整数，Z、R0分别存在多个时，可以相同或不同。本发明中，优选b = 0即a是2、4或6。本发明中，作为优选的(ZaRtlbM)-，可举出下式(Ia)表示的阴离子、下式(Ib)表示的阴离子、下式(Ic)表示的阴离子等。
[(R1)cPHal6J^ (la)[式(la)中，R1表示卤代烃基，P表示磷原子，Hal表示卤基，R^Hal各自存在多个时，可以相同或不同，c表不O 6的整数。]
[ (R2) dBHal4_dr(Ib)[式(Ib)中，R2相互独立地表示卤代烃基、氰基、或者被硝基或氰基取代的苯基，B表不硼原子，Hal表不齒基，R2>Hal各自存在多个时，可以相同或不同，d表不O 4的整数。][(EA)2NF (Ic)[式(Ic)中，EA相互独立地表示氰基、FSO2基或氟代烷基磺酰基。其中，2个EA中的至少一个表示氰基或FSO2基。]说明式(la)、式(Ib)和式(Ic)中的符号的定义。R1表示卤代烃基，作为该卤代烃基，可举出上述Z的说明中举出的卤代烃基。本发明中，R1优选氟代烷基，更具体而言，优选上述Z的说明中举出的氟代烷基。R2相互独立地表示卤代烃基、氰基、或者被硝基或氰基取代的苯基，作为该卤代烃基，可举出上述Z的说明中举出的卤代烃基。本发明中，优选R2是氟代烷基、氟代芳基、氰基、或者被三氟甲基或氟原子取代的苯基，更具体而言，优选上述Z的说明中举出的基团。另外，式(Ia)和式(Ib)中，作为Hal，从着色剂的耐热性观点出发，优选氟基。另一方面，式(Ic)中，EA表示氰基、FSO2基或氟代烷基磺酰基。作为氟代烷基磺酰基，优选上述Z的说明中举出的氟代烷基磺酰基。另外，式(Ic)中，作为EA，优选2个都是氰基或FSO2基，或者一个是FSO2基而另一个是氟代烷基磺酰基。作为上述式(Ia)表示的阴离子的代表例，例如可举出PF6' (CF3)3PF3' (C2F5)2PF4'(C2F5)3PF3' [ (CF3) 2CF]2PF4' [ (CF3) 2CF]3PF3、(Ii-C3F7)2PF4' (Ii-C3F7)3PF3' (Ii-C4F9)3PF3'(C2F5) (CF3)2PF3' [ (CF3) 2CFCF2]2PF4' [(CF3)2CFCF2LpF3' (n-C4F9)2PF4' (n-C4F9)3PF3'(C2F4H) (CF3)2PF3' (C2F3H2)3PF3' (C2F5) (CF3)2PF3_等。其中，优选PF6' (C2F5)2PF4' (C2F5)3PF3'(n-C3F7)3PF3' (n-C4F9)3PF3' [ (CF3) 2CF] 3PF3' [ (CF3) 2CF] 2PF4\ [ (CF3) 2CFCF2] 3PF3\[(CF3)2CFCF2I2PF4^作为上述式(lb)表示的阴离子的代表例，例如可举出BF4_、(CF3)4B' (CF3)3BF'(CF3)2BF2' (CF3)BF3' (C2F5)4B' (C2F5)3BF' (C2F5)BF3' (C2F5)2BF2' (CF3) (C2F5)2BF'(C6F5)4B' [ (CF3) 2C6H3]4B-、(CF3C6H4)4B' (C6F5)2BF2' (C6F5)BF3' (C6H3F2) 4B'B (CN) 4'B (CN)F3'B (CN) 2F2'B (CN) 3F' (CF3)3B(CN)' (CF3)2B(CN)2' (C2F5)3B(CN)' (C2F5)2B(CN)2'(Ii-C3F7) 3B (CN) \ (n-C4F9)3B(CN)' (n-C4F9)2B(CN)2' (n_C6F13) 3B (CN)' (CHF2)3B(CN)'(CHF2)2B(CN)2' (CH2CF3)3B(CN)' (CH2CF3)2B(CN)2' (CH2C2F5)3B(CN)' (CH2C2F5)2B(CN)2'(CH2CH2C3F7)2B (CN) 2\ (n_C3F7CH2) 2B (CN) 2_、(C6H5) 3B (CN) _、四(五氟苯基)硼酸盐阴离子等。其中，优选 BF4_、B(CN)3F' (CF3)4B' (C6F5)4B' [ (CF3)2C6H3]4B_、四(五氟苯基)硼酸盐阴离子。作为上述式(Ic)表示的阴离子中优选的阴离子，例如可举出[(CN)2N]'[(FSO2)2N]' [(FSO2)N(CF3SO2) ]\ [ (FSO2)N(CF3CF2SO2) ]\ [ (FSO2)N{(CF3)2CFSO2I Γ、[ (FSO2)N (CF3CF2CF2SO2) ]\ [ (FSO2) N (CF3CF2CF2CF2SO2) ] \ [ (FSO2) N {(CF3) 2CFCF2S02} Γ、[ (FSO2)N (CF3CF2 (CF3) CFSOJ ]\ [ (FSO2) N {(CF3) 3CS02} ]_ 等。其中，特别优选[(CN)2N]'
以下，对式(I)中的X+进行说明。X+只要是阳离子性发色团、即形成作为X+(ZaR°bM)_的碱性着色剂的阳离子则没有特别限定，例如可举出三芳基甲烷系发色团、次甲基系发色团、偶氮系发色团、二芳基甲烷系发色团、醌亚胺系发色团、蒽醌发色团、酞菁系发色团、咕吨系发色团等。作为上述三芳基甲烷系发色团，优选下式(2)表示的物质。应予说明，在下式(2)表示的阳离子中存在各种共振结构。在本说明书中，对于该共振结构，作为与下式表示的阳离子同等的物质。以下，各式表示的阳离子也是同样。
权利要求
1.一种着色组合物，含有(A)下式(I)表示的化合物、(B)粘合剂树脂和(C)交联剂，X+(ZaR0bM)- (I) 式(I)中，X+表示阳离子性发色团，Z表示吸电子基团，Rtl表示烷基、芳基、环烷基或烷基芳基，M表示氮原子、磷原子、硼原子、砷原子或锑原子，Z、R°各自存在多个时，相同或不同；a表不I 6的整数，b表不O 5的整数，a+b是2、4或6 ;其中,M为氮原子时，作为Z具有氰基和卤代磺酰基中的至少一个。
2.如权利要求I所述的着色组合物，其中，所述Z是卤基、具有卤基的I价有机基团、氰基、具有氰基的I价有机基团、具有硝基的I价有机基团、卤代磺酰基、具有或不具有卤基的烧基横酸基。
3.如权利要求I所述的着色组合物，其中，所述(ZaR°bM)_是下式(Ia)表示的阴离子、下式(Ib)表示的阴离子或下式(Ic)表示的阴离子， [(R1)cPHal6J- (Ia) 式(Ia)中，R1表示卤代烃基，P表示磷原子，Hal表示卤基，R^Hal各自存在多个时，相同或不同，c表不O 6的整数， [(R2)dBHal4J- (Ib) 式(Ib)中，R2表示卤代烃基、氰基、或者被硝基或氰基取代的苯基，B表示硼原子，Hal表示卤基，R2> Hal各自存在多个时，相同或不同，d表示O 4的整数， [(EA)2NF (Ic) 式(Ic)中，EA相互独立地表示氰基、FSO2基或氟代烷基磺酰基，其中，2个EA中的至少一个表示氰基或FSO2基。
4.如权利要求3所述的着色组合物，其中，在所述式(Ia)中，所述R1是氟代烷基且所述Hal是氣基。
5.如权利要求3所述的着色组合物，其中，在所述式(Ib)中，所述R2是氟代烷基、氰基、或者被三氟甲基或氟基取代的苯基，且所述Hal是氟基。
6.如权利要求I 5中任一项所述的着色组合物，其中，所述X+是三芳基甲烷系发色团、次甲基系发色团、偶氮系发色团、二芳基甲烷系发色团、醌亚胺系发色团、蒽醌系发色团或咕吨系发色团。
7.一种滤色器，具备含有下式(I)表示的化合物的着色层， X+(ZaR0bM)- (I) 式(I)中，X+表示阳离子性发色团，Z表示吸电子基团，Rtl表示烷基、芳基、环烷基或烷基芳基，M表示氮原子、磷原子、硼原子、砷原子或锑原子，Z、R°各自存在多个时，相同或不同；a表不I 6的整数，b表不O 5的整数，a+b是2、4或6 ;其中,M为氮原子时，作为Z具有氰基和卤代磺酰基中的至少一个。
8.—种显示元件，具备权利要求7所述的滤色器。
9.一种下式(12)表示的着色剂， X+E(CN)2Nr (12) 式(12)中，X+表示阳离子性发色团。
全文摘要
本发明提供着色组合物、滤色器和显示元件，该着色组合物耐热性优异。该着色组合物含有(A)下式(1)表示的化合物、(B)粘合剂树脂和(C)交联剂。X+(ZaR0bM)-(1)[式(1)中，X+表示阳离子性发色团，Z表示吸电子基团，R0表示烷基、芳基、环烷基或烷基芳基，M表示氮原子、磷原子、硼原子、砷原子或锑原子，Z、R0分别存在多个时，可以相同或不同。a表示1～6的整数，b表示0～5的整数，a+b是2、4或6。其中，M为氮原子时，作为Z具有氰基和卤代磺酰基中的至少一个。
文档编号G03F7/033GK102645842SQ201210035590
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月16日 优先权日2011年2月18日
发明者成濑真吾, 江幡敏, 米田英司 申请人:Jsr株式会社