專利名稱：感光性著色組合物及濾色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感光性著色組合物，例如涉及對于在液晶顯示裝置或固體攝像元件中使用的濾色器的形成有用的感光性著色組合物。此外，本發(fā)明涉及使用該感光性著色組合物而形成的濾色器。
背景技術(shù)：
扭曲向列(TN)模式是液晶顯示裝置所采用的代表性顯示模式。采用了 TN模式的透射型液晶顯示裝置具有將液晶層用第1及第2偏振片夾持的結(jié)構(gòu)。根據(jù)TN模式，液晶層例如使通過第1偏振片后的第1直線偏振光以原狀入射到第2偏振片、或者變換為圓偏振光或橢圓偏振光后入射到第2偏振片、或者變換為偏振光面與第1直線偏振光相差90°的第2直線偏振光后入射到第2偏振片。這樣，第2偏振片控制透射的光的量。液晶顯示裝置通常使用濾色器來顯示彩色圖像。濾色器是在玻璃基板等透明的基板上將色相不同的2種以上的微細(xì)的帶(條紋)狀的濾波器節(jié)互相平行地或互相交叉地配置而成的、或者將色相不同的2種以上的微細(xì)的濾波器節(jié)以在縱向及橫向的各個方向上依次排列的方式配置而成的。濾波器節(jié)具有數(shù)微米至數(shù)百微米的微細(xì)的尺寸，每個色相以規(guī)定的排列整齊地配置。一般在彩色液晶顯示裝置的制造中，通過蒸鍍或?yàn)R射在濾色器上形成用于驅(qū)動液晶分子的透明電極，在該電極上進(jìn)一步形成用于使液晶分子以一定方向取向的取向膜。 為了充分發(fā)揮這些透明電極及取向膜的性能，它們的形成一般需要在200°C以上、優(yōu)選在 230°C以上的高溫下進(jìn)行。因此，現(xiàn)在作為濾色器的制造方法，使用不僅耐光性優(yōu)異而且耐熱性也優(yōu)異的顏料作為著色材的被稱為顏料分散法的方法成為主流。另外，在顏料分散法中，構(gòu)成濾色器的濾波器節(jié)等著色層例如通過以下的方法來形成。首先，使用分散劑及溶劑等在丙烯酸樹脂等樹脂中分散顏料，調(diào)制著色組合物。接著， 在該著色組合物中添加光聚合性單體和聚合引發(fā)劑，得到感光性著色組合物。然后，將該感光性著色組合物涂布到玻璃基板等基板上，接著，利用光刻法將涂膜圖案化。進(jìn)而，將該圖案化后的涂膜在例如200°C以上的高溫下后烘烤，從而對其賦予在之后的工序中所要求的耐受性。如上所述完成著色層。彩色液晶顯示裝置近年來逐漸在電視機(jī)及計算機(jī)的監(jiān)視器等中被廣泛使用。因此，對于提高顏色特性的要求不斷提升，與此相伴，濾色器中使用的著色組合物的顏料含有率存在變高的傾向。然而，在著色層的形成中利用光刻法的上述方法中，若提高著色組合物的顏料含有率，有時會產(chǎn)生以下問題。在上述方法中，使用感光性著色組合物作為濾色器用著色組合物。因此，用于光反應(yīng)的能量射線、例如紫外線的一部分被顏料吸收。因此，當(dāng)著色組合物的顏料含有率高時， 在由感光性著色組合物形成的涂膜的曝光部，即使在表面?zhèn)鹊膮^(qū)域中曝光量充分，有時在基板側(cè)的區(qū)域中曝光量也變得不充分。在這種情況下，在由負(fù)型的感光性著色組合物得到的涂膜的曝光部中，在基板側(cè)的區(qū)域中光交聯(lián)變得不充分，經(jīng)過之后的顯影工序獲得的著色層變得具有懸突體(overhang)(或下凹(undercut))。例如，這種情況下，得到截面具有倒錐形形狀即隨著距基板側(cè)的距離增大而寬度變寬的形狀的著色層。當(dāng)著色層的截面具有正錐形形狀即隨著距基板側(cè)的距離增大而寬度變窄的形狀時，若通過蒸鍍或?yàn)R射在著色層上沉積透明電極材料，則該透明電極材料不僅被覆著色層的上表面，還被覆 其傾斜的端面。因此，這種情況下，不易產(chǎn)生由于透明電極中產(chǎn)生不連續(xù)部而導(dǎo)致的電連接不良。與此相對，通過蒸鍍或?yàn)R射在具有懸突體的著色層上沉積透明電極材料時，由于透明電極材料難以沉積到懸突體的下方，所以在透明電極中容易產(chǎn)生不連續(xù)部。即，這種情況下，在懸突體的下方的位置容易產(chǎn)生電連接不良。用于得到截面具有正錐形形狀的著色層的技術(shù)在一些文獻(xiàn)中有記載。例如，日本特開2007-57655號公報中記載了通過使用特定的增塑劑來防止產(chǎn)生懸突體。日本特開 2007-114604號公報中記載了為了防止產(chǎn)生懸突體，在包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的至少1種、丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少1種、和丙烯酸羥基乙酯及甲基丙烯酸羥基乙酯中的至少1種的共聚物中使用具有加成有2-異氰酸酯基三羥甲基乙烷三丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)的共聚物。日本特開2003-167115號公報中記載了對具有懸突體的著色層進(jìn)行熱處理，從而使其截面變形為正錐形形狀。如上所述，對于感光性著色組合物要求即使在提高了顏料含有率的情況下也能夠形成截面具有正錐形形狀的著色層。此外，對于感光性著色組合物還要求長期保存穩(wěn)定性優(yōu)異。日本特開2004-101728 號公報中記載了包含共聚樹脂的感光性著色組合物。該共聚樹脂在側(cè)鏈或末端具有無取代的或?qū)ξ坏臍湓颖煌榛〈谋窖趸?。該共聚樹脂通過苯環(huán)的η電子的效果容易吸附在顏料表面。顏料通過吸附之前的共聚樹脂，從而對溶劑的親和性提高。因此，該感光性著色組合物的長期保存穩(wěn)定性優(yōu)異。

發(fā)明內(nèi)容
然而，液晶顯示裝置的通用化不斷發(fā)展，期待其價格的大幅降低。伴隨于此，對于液晶顯示裝置的各種構(gòu)成要素也正在嘗試低成本化。例如，最近，作為對于低成本化有效且簡便的方法之一，進(jìn)行了如下嘗試通過將產(chǎn)生不良情況的后烘烤后的玻璃基板再生并再利用，從而節(jié)省玻璃基板的浪費(fèi)。以下，將從再生到再利用為止的一系列過程記載為“再加工”。此外，將再加工的效率記載為“再加工性”。再加工例如有如下方法用被稱為再加工液的剝離液將后烘烤后的著色層從玻璃基板剝離，使該玻璃基板恢復(fù)到涂布感光性著色組合物之前的狀態(tài)。后烘烤后的著色層具有高的耐熱性及高的耐溶劑性，因此，作為再加工液，一般使用高溫且高濃度的強(qiáng)堿溶液。 此外，通常設(shè)想將再加工液回收后再使用。這種情況下，需要用例如過濾器從使用過的再加工液中除去剝離片。本發(fā)明者們對使用日本特開2004-101728號公報中記載的感光性著色組合物時的再加工性進(jìn)行了調(diào)查，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下的事實(shí)。即，由該感光性樹脂得到的著色層即使在后烘烤后供于使用了再加工液的處理也有可能不會產(chǎn)生剝離，或者在后烘烤后供于使用了再加工液的處理時有可能以比較大塊的形態(tài)產(chǎn)生剝離片。若剝離片以比較大塊的形態(tài)存在于再加工液中，則過濾器容易產(chǎn)生篩孔堵塞。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種顏料的分散穩(wěn)定性優(yōu)異、能夠形成截面形狀良好的著色層、且能夠?qū)崿F(xiàn)良好的再加工性的感光性著色組合物及使用了該感光性著色組合物的濾色器。根據(jù)本發(fā)明的第1方面，提供一種感光性著色組合物，其特征在于，其含有樹脂 (A)、顏料(B)、活性能量射線聚合引發(fā)劑(C)、活性能量射線固化性單體(D)和溶劑(E)，上述樹脂(A)以相對于上述樹脂(A)為50重量％以上的比例包含乙烯基樹脂(F)，上述乙烯基樹脂(F)以相對于上述乙烯基樹脂(F)為2至50重量％的比例包含具有羧基的構(gòu)成單元(a)，以相對于上述乙烯基樹脂(F)為2至50重量％的比例包含具有選自由下述通式(1) 所示的芳香族環(huán)基、下述通式(2)所示的芳香族環(huán)、下述通式(3)所示的脂肪族環(huán)基及下述通式(4)所示的脂肪族環(huán)基組成的組中的1種以上的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)成單元(b)，并且以相對于上述乙烯基樹脂(F)為10至80重量％的比例包含其它的構(gòu)成單元(c)。通式(1)
權(quán)利要求
1.一種感光性著色組合物，其特征在于，其含有樹脂(A)、顏料(B)、活性能量射線聚合引發(fā)劑(C)、活性能量射線固化性單體(D)和溶劑(E)，所述樹脂(A)以50重量％以上的比例包含乙烯基樹脂(F)，所述乙烯基樹脂(F)以2至50重量％的比例包含具有羧基的構(gòu)成單元(a)，以2至50 重量％的比例包含具有選自由下述通式(1)所示的芳香族環(huán)、下述通式(2)所示的芳香族環(huán)、下述通式(3)所示的脂肪族環(huán)、及下述通式(4)所示的脂肪族環(huán)組成的組中的1種以上的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)成單元(b)，并且以10至80重量％的比例包含其它的構(gòu)成單元(c)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性著色組合物，其特征在于，選自由所述構(gòu)成單元(a)、 (b)及(c)組成的組中的1種以上的構(gòu)成單元具有烯鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感光性著色組合物，其特征在于，所述構(gòu)成單元(a)的前體(al)為選自由丙烯酸及甲基丙烯酸組成的組中的1種以上的單體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感光性著色組合物，其特征在于，所述構(gòu)成單元(a)所包含的羧基的至少一部分是通過在具有羥基的構(gòu)成單元上加成多元酸酐、或者在通過具有環(huán)氧基的構(gòu)成單元與不飽和一元酸的加成而形成的羥基上加成多元酸酐而引入的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的感光性著色組合物，其特征在于，所述構(gòu)成單元 (b)的前體(bl)為選自由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、茚、丙烯酸芐基酯、甲基丙烯酸芐基酯、下述通式(5)所示的單體、下述通式(6)所示的單體及下述通式(7)所示的單體組成的組中的1種以上的單體， 通式(5)
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的感光性著色組合物，其特征在于，所述構(gòu)成單元(c)的前體(Cl)包含選自由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸乙酯組成的組中的1種以上的單體。
7.一種濾色器，其特征在于，其具備由權(quán)利要求1至6中任一項所述的感光性著色組合物形成的濾波器節(jié)及黑色矩陣中的至少一者。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種感光性著色組合物，其顏料的分散穩(wěn)定性優(yōu)異，能夠形成截面形狀良好的著色層，可實(shí)現(xiàn)良好的再加工性。感光性著色組合物含有樹脂(A)、顏料(B)、活性能量射線聚合引發(fā)劑(C)、活性能量射線固化性單體(D)和溶劑(E)，樹脂(A)以50重量％以上的比例包含乙烯基樹脂(F)，乙烯基樹脂(F)以2至50重量％的比例包含具有羧基的構(gòu)成單元(a)，以2至50重量％的比例包含具有選自由下述通式(1)所示的芳香族環(huán)、下述通式(2)所示的芳香族環(huán)、下述通式(3)所示的脂肪族環(huán)及下述通式(4)所示的脂肪族環(huán)組成的組中的1種以上的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)成單元(b)，并且以10至80重量％的比例包含其它的構(gòu)成單元(c)。(在上述通式(1)及(2)中，R為氫原子或可具有苯環(huán)的碳原子數(shù)為1至20的烷基)。通式(1)通式(2)通式(3)通式(4)
文檔編號G02B5/20GK102365586SQ20108001491
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者伊藤薰, 廣島努, 重森勛, 野城雅則 申請人:東洋油墨Sc控股株式會社, 東洋科美株式會社