专利名称：感光性着色组合物及滤色器的制作方法
技术领域：
本发明涉及感光性着色组合物，例如涉及对于在液晶显示装置或固体摄像元件中使用的滤色器的形成有用的感光性着色组合物。此外，本发明涉及使用该感光性着色组合物而形成的滤色器。
背景技术：
扭曲向列(TN)模式是液晶显示装置所采用的代表性显示模式。采用了 TN模式的透射型液晶显示装置具有将液晶层用第1及第2偏振片夹持的结构。根据TN模式，液晶层例如使通过第1偏振片后的第1直线偏振光以原状入射到第2偏振片、或者变换为圆偏振光或椭圆偏振光后入射到第2偏振片、或者变换为偏振光面与第1直线偏振光相差90°的第2直线偏振光后入射到第2偏振片。这样，第2偏振片控制透射的光的量。液晶显示装置通常使用滤色器来显示彩色图像。滤色器是在玻璃基板等透明的基板上将色相不同的2种以上的微细的带(条纹)状的滤波器节互相平行地或互相交叉地配置而成的、或者将色相不同的2种以上的微细的滤波器节以在纵向及横向的各个方向上依次排列的方式配置而成的。滤波器节具有数微米至数百微米的微细的尺寸，每个色相以规定的排列整齐地配置。一般在彩色液晶显示装置的制造中，通过蒸镀或溅射在滤色器上形成用于驱动液晶分子的透明电极，在该电极上进一步形成用于使液晶分子以一定方向取向的取向膜。 为了充分发挥这些透明电极及取向膜的性能，它们的形成一般需要在200°C以上、优选在 230°C以上的高温下进行。因此，现在作为滤色器的制造方法，使用不仅耐光性优异而且耐热性也优异的颜料作为着色材的被称为颜料分散法的方法成为主流。另外，在颜料分散法中，构成滤色器的滤波器节等着色层例如通过以下的方法来形成。首先，使用分散剂及溶剂等在丙烯酸树脂等树脂中分散颜料，调制着色组合物。接着， 在该着色组合物中添加光聚合性单体和聚合引发剂，得到感光性着色组合物。然后，将该感光性着色组合物涂布到玻璃基板等基板上，接着，利用光刻法将涂膜图案化。进而，将该图案化后的涂膜在例如200°C以上的高温下后烘烤，从而对其赋予在之后的工序中所要求的耐受性。如上所述完成着色层。彩色液晶显示装置近年来逐渐在电视机及计算机的监视器等中被广泛使用。因此，对于提高颜色特性的要求不断提升，与此相伴，滤色器中使用的着色组合物的颜料含有率存在变高的倾向。然而，在着色层的形成中利用光刻法的上述方法中，若提高着色组合物的颜料含有率，有时会产生以下问题。在上述方法中，使用感光性着色组合物作为滤色器用着色组合物。因此，用于光反应的能量射线、例如紫外线的一部分被颜料吸收。因此，当着色组合物的颜料含有率高时， 在由感光性着色组合物形成的涂膜的曝光部，即使在表面侧的区域中曝光量充分，有时在基板侧的区域中曝光量也变得不充分。在这种情况下，在由负型的感光性着色组合物得到的涂膜的曝光部中，在基板侧的区域中光交联变得不充分，经过之后的显影工序获得的着色层变得具有悬突体(overhang)(或下凹(undercut))。例如，这种情况下，得到截面具有倒锥形形状即随着距基板侧的距离增大而宽度变宽的形状的着色层。当着色层的截面具有正锥形形状即随着距基板侧的距离增大而宽度变窄的形状时，若通过蒸镀或溅射在着色层上沉积透明电极材料，则该透明电极材料不仅被覆着色层的上表面，还被覆 其倾斜的端面。因此，这种情况下，不易产生由于透明电极中产生不连续部而导致的电连接不良。与此相对，通过蒸镀或溅射在具有悬突体的着色层上沉积透明电极材料时，由于透明电极材料难以沉积到悬突体的下方，所以在透明电极中容易产生不连续部。即，这种情况下，在悬突体的下方的位置容易产生电连接不良。用于得到截面具有正锥形形状的着色层的技术在一些文献中有记载。例如，日本特开2007-57655号公报中记载了通过使用特定的增塑剂来防止产生悬突体。日本特开 2007-114604号公报中记载了为了防止产生悬突体，在包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的至少1种、丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少1种、和丙烯酸羟基乙酯及甲基丙烯酸羟基乙酯中的至少1种的共聚物中使用具有加成有2-异氰酸酯基三羟甲基乙烷三丙烯酸酯的结构的共聚物。日本特开2003-167115号公报中记载了对具有悬突体的着色层进行热处理，从而使其截面变形为正锥形形状。如上所述，对于感光性着色组合物要求即使在提高了颜料含有率的情况下也能够形成截面具有正锥形形状的着色层。此外，对于感光性着色组合物还要求长期保存稳定性优异。日本特开2004-101728 号公报中记载了包含共聚树脂的感光性着色组合物。该共聚树脂在侧链或末端具有无取代的或对位的氢原子被烷基取代的苯氧基。该共聚树脂通过苯环的η电子的效果容易吸附在颜料表面。颜料通过吸附之前的共聚树脂，从而对溶剂的亲和性提高。因此，该感光性着色组合物的长期保存稳定性优异。
发明内容
然而，液晶显示装置的通用化不断发展，期待其价格的大幅降低。伴随于此，对于液晶显示装置的各种构成要素也正在尝试低成本化。例如，最近，作为对于低成本化有效且简便的方法之一，进行了如下尝试通过将产生不良情况的后烘烤后的玻璃基板再生并再利用，从而节省玻璃基板的浪费。以下，将从再生到再利用为止的一系列过程记载为“再加工”。此外，将再加工的效率记载为“再加工性”。再加工例如有如下方法用被称为再加工液的剥离液将后烘烤后的着色层从玻璃基板剥离，使该玻璃基板恢复到涂布感光性着色组合物之前的状态。后烘烤后的着色层具有高的耐热性及高的耐溶剂性，因此，作为再加工液，一般使用高温且高浓度的强碱溶液。 此外，通常设想将再加工液回收后再使用。这种情况下，需要用例如过滤器从使用过的再加工液中除去剥离片。本发明者们对使用日本特开2004-101728号公报中记载的感光性着色组合物时的再加工性进行了调查，其结果发现了以下的事实。即，由该感光性树脂得到的着色层即使在后烘烤后供于使用了再加工液的处理也有可能不会产生剥离，或者在后烘烤后供于使用了再加工液的处理时有可能以比较大块的形态产生剥离片。若剥离片以比较大块的形态存在于再加工液中，则过滤器容易产生筛孔堵塞。因此，本发明的目的在于提供一种颜料的分散稳定性优异、能够形成截面形状良好的着色层、且能够实现良好的再加工性的感光性着色组合物及使用了该感光性着色组合物的滤色器。根据本发明的第1方面，提供一种感光性着色组合物，其特征在于，其含有树脂 (A)、颜料(B)、活性能量射线聚合引发剂(C)、活性能量射线固化性单体(D)和溶剂(E)，上述树脂(A)以相对于上述树脂(A)为50重量％以上的比例包含乙烯基树脂(F)，上述乙烯基树脂(F)以相对于上述乙烯基树脂(F)为2至50重量％的比例包含具有羧基的构成单元(a)，以相对于上述乙烯基树脂(F)为2至50重量％的比例包含具有选自由下述通式(1) 所示的芳香族环基、下述通式(2)所示的芳香族环、下述通式(3)所示的脂肪族环基及下述通式(4)所示的脂肪族环基组成的组中的1种以上的环状结构的构成单元(b)，并且以相对于上述乙烯基树脂(F)为10至80重量％的比例包含其它的构成单元(c)。通式(1)
权利要求
1.一种感光性着色组合物，其特征在于，其含有树脂(A)、颜料(B)、活性能量射线聚合引发剂(C)、活性能量射线固化性单体(D)和溶剂(E)，所述树脂(A)以50重量％以上的比例包含乙烯基树脂(F)，所述乙烯基树脂(F)以2至50重量％的比例包含具有羧基的构成单元(a)，以2至50 重量％的比例包含具有选自由下述通式(1)所示的芳香族环、下述通式(2)所示的芳香族环、下述通式(3)所示的脂肪族环、及下述通式(4)所示的脂肪族环组成的组中的1种以上的环状结构的构成单元(b)，并且以10至80重量％的比例包含其它的构成单元(c)，
2.根据权利要求1所述的感光性着色组合物，其特征在于，选自由所述构成单元(a)、 (b)及(c)组成的组中的1种以上的构成单元具有烯键。
3.根据权利要求1或2所述的感光性着色组合物，其特征在于，所述构成单元(a)的前体(al)为选自由丙烯酸及甲基丙烯酸组成的组中的1种以上的单体。
4.根据权利要求1或2所述的感光性着色组合物，其特征在于，所述构成单元(a)所包含的羧基的至少一部分是通过在具有羟基的构成单元上加成多元酸酐、或者在通过具有环氧基的构成单元与不饱和一元酸的加成而形成的羟基上加成多元酸酐而引入的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的感光性着色组合物，其特征在于，所述构成单元 (b)的前体(bl)为选自由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、茚、丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、下述通式(5)所示的单体、下述通式(6)所示的单体及下述通式(7)所示的单体组成的组中的1种以上的单体， 通式(5)
6.根据权利要求1至5中任一项所述的感光性着色组合物，其特征在于，所述构成单元(c)的前体(Cl)包含选自由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸乙酯组成的组中的1种以上的单体。
7.一种滤色器，其特征在于，其具备由权利要求1至6中任一项所述的感光性着色组合物形成的滤波器节及黑色矩阵中的至少一者。
全文摘要
本发明提供了一种感光性着色组合物，其颜料的分散稳定性优异，能够形成截面形状良好的着色层，可实现良好的再加工性。感光性着色组合物含有树脂(A)、颜料(B)、活性能量射线聚合引发剂(C)、活性能量射线固化性单体(D)和溶剂(E)，树脂(A)以50重量％以上的比例包含乙烯基树脂(F)，乙烯基树脂(F)以2至50重量％的比例包含具有羧基的构成单元(a)，以2至50重量％的比例包含具有选自由下述通式(1)所示的芳香族环、下述通式(2)所示的芳香族环、下述通式(3)所示的脂肪族环及下述通式(4)所示的脂肪族环组成的组中的1种以上的环状结构的构成单元(b)，并且以10至80重量％的比例包含其它的构成单元(c)。(在上述通式(1)及(2)中，R为氢原子或可具有苯环的碳原子数为1至20的烷基)。通式(1)通式(2)通式(3)通式(4)
文档编号G02B5/20GK102365586SQ20108001491
公开日2012年2月29日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年3月27日
发明者伊藤薰, 广岛努, 重森勋, 野城雅则 申请人:东洋油墨Sc控股株式会社, 东洋科美株式会社