专利名称：滤色器用光固化性着色组合物、滤色器、滤色器的制造方法及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及滤色器用光固化性着色组合物、使用了该组合物的滤色器及其制造方法、以及使用了该滤色器的液晶显示装置。
背景技术：
滤色器是液晶显示器中不可或缺的构成部件。液晶显示器与作为显示装置的CRT 相比较是紧凑型的，可以谋求省电，并且随着技术进步，在性能方面为同等以上的程度，因此，电视机画面、电脑画面以及其它显示装置正在逐渐由CRT转变为液晶显示器。近年来，液晶显示器的开发从画面为较小面积的个人电脑及监视器的用途朝着画面为大型且要求高画质的TV用途发展。因此，对于其中使用的滤色器，为了提高其生产率， 也一直在研究增加基板的尺寸。另外，对于该滤色器的图案曝光中所使用的掩模，也根据要求使用大面积的掩模，而掩模本身价格非常昂贵，因而如何降低掩模的成本成为重要的课题。由此公开了一种利用采用激光的布图来形成滤色器的方法(例如参照专利文献 1)。但是，在采用半导体激光的该方法中，激光的输出小，曝光耗费时间，无法提高生产率。另外，在制造滤色器方面，从降低总价格的方面出发，提出了在曝光时不使用大的光掩模的滤色器制造方法(例如参照专利文献2、；3)。但是，在为了获得高生产率而与高输出的激光曝光组合时，会在像素中发生图案的缺失或剥离、褶皱，因此谋求兼顾生产率的提高和形成良好形状的像素。另外，对于滤色器阵列(Color-filter On Array,以下有时记为C0A)方式的液晶显示装置，是在薄膜晶体管(以下有时记为TFT)上形成兼具层间绝缘膜作用的滤色器层。 为此，作为对滤色器层的要求特性，除了上述通常的要求特性以外，还需要接触孔(contact hole)形成性、低介电常数、剥离液耐性等作为层间绝缘膜的要求特性，为了满足这些要求特性，还在滤色器层上设置作为保护层的树脂被膜。另一方面，在蓝色像素中，从耐热性、耐光性等理由出发，使用酞菁系蓝色颜料。但是，酞菁系蓝色颜料在紫外线区域的吸光度高，难以透过紫外光，因此在使用紫外光激光的布图中，存在着像素无法充分光固化、像素形状变差的问题。特别是在COA方式的情况下， 为了使着色层上配置的ITO电极和着色层下方的驱动用基板的端子导通，需要在着色像素上形成边长为1 40 μ m左右的四边形、或者直径为1 40 μ πιΦ的圆形或椭圆形、或者二字形等像素截面的形状为矩形 锥形的接触孔(导通路)，但在紫外光区域下的吸光度高时，存在下述问题利用曝光的固化不会进行，在图案形成后的后烘烤时的高温下形成了图案的像素发生热流动，所形成的接触孔遭到破坏。另外，还提出了在用于COA方式的滤色器制造的负型感光性组合物中使用具有三嗪骨架的聚合性化合物(例如参照专利文献4)，但是从图案形成性的方面出发还不够充分。还提出了在固化性着色组合物中使用具有芳香环的环氧丙烯酸酯作为聚合性化合物(例如参照专利文献5 7)，但图案形成性均不充分.现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-114602号公报专利文献2 日本特开2008-76709号公报专利文献3 日本特开2008-51866号公报专利文献4 日本特开2006-28455号公报专利文献5 日本特开平11-133599号公报专利文献6 日本专利第观94155号说明书专利文献7 日本专利第3901807号说明书
发明内容
发明所要解决的课题本发明的目的在于提供所形成的图案的显影性优异、显影后未曝光部的基板上的残渣少、所形成的图案在后烘烤后接触孔的开口直径大、且接触孔的残存率高的滤色器用光固化性着色组合物、以及使用该光固化性着色组合物且色调良好、颜色再现性优异的滤色器的制造方法、滤色器和液晶显示装置。用于解决课题的手段用于解决上述课题的手段如下所述。<1> 一种滤色器用光固化性着色组合物，其含有(A)有机溶剂、(B)颜料、(C)光聚合引发剂、(D)聚合性化合物和(E)粘合剂，所述(D)聚合性化合物含有选自下述(I)和 (II)中的1种以上的化合物。(I)具有2 6个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 6个羟基、和除芳香环以外的环结构的聚合性化合物(II)具有3 12个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 12个羟基和支链结构的聚合性化合物<2>上述<1>所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，所述(I)中的除芳香环以外的环结构为选自六氢邻苯二甲酸骨架、四氢邻苯二甲酸骨架、氢化双酚A骨架、环己烷二甲醇骨架、异氰脲酸环(isocyanuric ring)以及三环癸烷二甲醇骨架中的1种。<3>上述<1>所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，上述(II)中的支链结构为选自三羟甲基丙烷骨架、季戊四醇骨架、二季戊四醇骨架、山梨糖醇骨架以及甘油骨架中的1种。<4>上述<1> <3>中任1项所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，上述⑶ 聚合性化合物进一步具有下述(HI)化合物(III)具有3 12个(甲基)丙烯酰基、将上述(甲基)丙烯酰基的数目除以该聚合性化合物的分子量来表示的不饱和基密度为0. 0067 0. 0114、且与上述(I)、(II)结构不同的聚合性化合物。<5>上述<1> <4>中任1项所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，使用上述滤色器用光固化性着色组合物形成了干燥后的膜厚为2 μ m的着色层时，该着色层在波长355nm下的透射率为2%以下。<6>上述<1> <5>中任1项所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，上述⑶ 颜料为C. I.颜料蓝15:6。<7> 一种滤色器的制造方法，其含有下述工序在基板上施予<1> <6>中任1项所述的滤色器用光固化性着色组合物以形成由该着色组合物构成的着色层的着色层形成工序、将该着色层以图案状进行曝光的曝光工序、和将曝光后的着色层进行显影以形成着色图案的显影工序。<8>上述<7>所述的滤色器的制造方法，其中，上述曝光工序是使用355nm的激光以图案状进行曝光的曝光工序。<9>上述<7>或<8>所述的滤色器的制造方法，其是滤色器阵列方式的滤色器的制造方法。<10> 一种滤色器，其是通过<7> <9>中任1项所述的滤色器的制造方法制造的。<11> 一种液晶显示装置，其具备<10>所述的滤色器。发明效果根据本发明，可以提供所形成的图案的显影性优异、显影后未曝光部的基板上的残渣少、所形成的图案在后烘烤后接触孔的开口直径大、且接触孔的残存率高的滤色器用光固化性着色组合物，可以提供使用该光固化性着色组合物且色调良好、颜色再现性优异的滤色器的制造方法、滤色器和液晶显示装置。
具体实施例方式以下详细说明本发明。本发明的滤色器用光固化性着色组合物的特征在于，其含有(A)有机溶剂、(B)颜料、(C)光聚合引发剂、⑶聚合性化合物和(E)粘合剂，上述⑶聚合性化合物含有选自下述(I)和(II)中的1种以上的化合物(以下适当称为“特定聚合性化合物”)。(I)具有2 6个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 6个羟基和除芳香环以外的环结构的聚合性化合物(II)具有3 12个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 12个羟基和支链结构的聚合性化合物本发明的光固化性着色组合物用于滤色器的着色图案的形成。以下对本发明的光固化性着色组合物的各构成成分进行详述。此外，本说明书中将丙烯酰基和甲基丙烯酰基一并记为(甲基)丙烯酰基。<⑶聚合性化合物>本发明的光固化性着色组合物含有包含选自下述(I)和(II)中的1种以上化合物的(D)聚合性化合物。(I)具有2 6个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 6个羟基和除芳香环以外的环结构的聚合性化合物(以下适当地称为“聚合性化合物(I)”)。(II)具有3 12个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 12个羟基和支链结构的聚合性化合物(以下适当地称为“聚合性化合物(II)”)。聚合性化合物(I)只要是在分子内具有2 6个丙烯酰基或甲基丙烯酰基的一者
5或两者、并且在分子内具有1 6个由缩水甘油基得到的羟基、而且还具有除芳香环以外的环结构的化合物，则可以是任意结构的化合物。在此，作为除芳香环以外的环结构，可以列举出环丙烷环骨架、环丁烷环骨架、环戊烷环骨架、环己烷环骨架等环烷烃环骨架、环丁烯、环戊烯、环己烯等环烯烃环骨架、呋喃环骨架、四氢呋喃环骨架、吡咯环骨架、吡咯烷环骨架、吡啶环骨架、哌啶环骨架、三嗪环骨架、异氰脲酸环骨架等杂环骨架、三环癸烷环骨架、双环十一烷环骨架等交联环骨架、螺辛烷环骨架等螺环骨架等。其中，从加热时的非着色性和合成上的观点出发，更优选六氢邻苯二甲酸骨架、四氢邻苯二甲酸骨架、氢化双酚A骨架、环己烷二甲醇骨架、异氰脲酸环、三环癸烷二甲醇骨架，进一步优选四氢邻苯二甲酸骨架、氢化双酚A骨架。以下示出了这些优选的环结构的骨架。下述结构式中，*表示与含有(甲基)丙烯酰基的结构单元和含有由缩水甘油基得到的羟基的结构单元的结合部位。
权利要求
1.一种滤色器用光固化性着色组合物，其含有(A)有机溶剂、(B)颜料、(C)光聚合引发剂、(D)聚合性化合物和(E)粘合剂，所述(D)聚合性化合物含有选自下述(I)和(II)中的1种以上的化合物(I)具有2 6个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 6个羟基和除芳香环以外的环结构的聚合性化合物(II)具有3 12个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1 12个羟基和支链结构的聚合性化合物。
2.如权利要求1所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，所述(I)中的除芳香环以外的环结构为选自六氢邻苯二甲酸骨架、四氢邻苯二甲酸骨架、氢化双酚A骨架、环己烷二甲醇骨架、异氰脲酸环、以及三环癸烷二甲醇骨架中的1种。
3.如权利要求1所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，所述(II)中的支链结构为选自三羟甲基丙烷骨架、季戊四醇骨架、二季戊四醇骨架、山梨糖醇骨架、以及甘油骨架中的1种。
4.如权利要求1所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，所述(D)聚合性化合物进一步具有下述(III)化合物(III)具有3 12个(甲基)丙烯酰基、将所述(甲基)丙烯酰基的数目除以该聚合性化合物的分子量来表示的不饱和基密度为0. 0067 0. 0114、且与所述(I)、(II)的结构不同的聚合性化合物。
5.如权利要求1所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，使用所述滤色器用光固化性着色组合物形成干燥后的膜厚为2 μ m的着色层时，该着色层在波长355nm下的透射率为2%以下。
6.如权利要求1所述的滤色器用光固化性着色组合物，其中，所述(B)颜料为C.I.颜料蓝15:6。
7.一种滤色器的制造方法，其含有下述工序在基板上施予权利要求1 6中任一项所述的滤色器用光固化性着色组合物以形成由该着色组合物构成的着色层的着色层形成工序；将该着色层以图案状进行曝光的曝光工序；和将曝光后的着色层进行显影以形成着色图案的显影工序。
8.如权利要求7所述的滤色器的制造方法，其中，所述曝光工序是使用355nm的激光以图案状进行曝光的曝光工序。
9.如权利要求7所述的滤色器的制造方法，其是滤色器阵列方式的滤色器的制造方法。
10.一种滤色器，其是通过权利要求7所述的滤色器的制造方法制造的。
11.一种液晶显示装置，其具备权利要求10所述的滤色器。
全文摘要
本发明提供图案的显影性优异、基板上的残渣少、图案即使在后烘烤后接触孔的开口直径也大、且残存率高的滤色器用光固化性着色组合物、以及颜色再现性优异的滤色器的制造方法、滤色器和液晶显示装置。本发明的滤色器用光固化性着色组合物含有(A)有机溶剂、(B)颜料、(C)光聚合引发剂、(D)聚合性化合物和(E)粘合剂，所述(D)聚合性化合物含有选自下述(I)和(II)中的1种以上的化合物(I)具有2～6个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1～6个羟基和除芳香环以外的环结构的聚合性化合物；(II)具有3～12个(甲基)丙烯酰基、由缩水甘油基得到的1～12个羟基和支链结构的聚合性化合物。
文档编号G02B5/20GK102314089SQ20111018468
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月1日 优先权日2010年7月2日
发明者中村秀之, 藤本进二 申请人:富士胶片株式会社