着色感光性树脂组合物、包含其的滤色器和显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及着色感光性树脂组合物、包括该着色感光性树脂组合物的滤色器和显示装置，该着色感光性树脂组合物为与蓝色背光单元(BLU)组合使用的着色感光性树脂组合物，其特征在于，包含(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)光聚合性化合物、(D)光聚合引发剂和(E)溶剂，所述(A)着色剂的含量相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量为0.5～25重量％。
【专利说明】着色感光性树脂组合物、包含其的滤色器和显示装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种着色感光性树脂组合物、包含所述着色感光性树脂组合物的滤色 器以及显示装置。
【背景技术】
[0002] 滤色器（color filter)内置于诸如互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor :CM0S)、电荷f禹合器件（charge coupled device :CCD)等图像传感 器的彩色摄像装置内，实际可在获得彩色图像时使用。除此以外，滤色器由于广泛用于摄像 元件、等离子显示面板（PDP)、液晶显示装置（LCD)、场发射显示器（FEL)、发光显示器（LED) 等，其应用范围正在急速扩大。近年来，尤其是LCD的用途在进一步扩大，因此在再现LCD 色彩的基础上，滤色器被认作是最重要的构件之一。
[0003] 用于彩色液晶显示装置或摄像元件等的滤色器通常通过旋涂，将包含相当于红 色、绿色以及蓝色等各种颜色的着色材料的着色感光性树脂组合物均匀涂布在图案形状形 成为黑色矩阵的基板上之后，进行加热干燥（以下，也称为"预烘焙"）形成涂膜，并将形成 的涂膜进行曝光及显影，并且，根据需要，进一步按照每种颜色反复进行加热硬化（以下， 也称为"后烘焙"）的操作以形成各种颜色的像素而制造。这里，形成为图案形状的着色矩 阵通常由黑色感光性树脂组合物形成。
[0004] 一般，由于称为色域的目标，在白色背光单元（White back light unit，BLU)中， 用滤色器呈现红色、绿色以及蓝色的颜色，将具有这些点的面积称为颜色再现区域。在通常 的显示器中，如上所述，通过将白色BLU与具有红色、绿色以及蓝色的滤色器进行组合而构 成显示器，白色BLU采用通常所知的CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp :冷阴极管）、 LED (Light Emitting Diode :发光二极管）或 0LED (Organic Light - Emitting Diode :有 机发光二极管）而制造。
[0005] 近年来，随着显示器大型化的急速推进，高对比度化的持续要求，使用染料或同时 使用染料和颜料的方法替代作为现有感光性树脂组合物的着色方法而使用的颜料分散法。 但是，如上所述，使用染料的滤色器用的着色感光性树脂组合物以及同时使用染料和颜料 的Hybrid型滤色器用着色感光性树脂组合物虽然可以提供透过度优异的滤色器，但根据 被使用的染料以及光引发剂的种类，可能发生灵敏度降低的情况。为此，为了解决上述问题 并防止滤色器的灵敏度降低的研究正积极开展。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种与蓝色背光单元（BLU)组合使用，包含极低含量的着 色剂且显示出高亮度的着色感光性树脂组合物。
[0007] 另外，本发明的目的在于提供一种包括由所述着色感光性树脂组合物形成的蓝色 图案的滤色器和包括所述滤色器以及蓝色背光单元（BLU)的显示装置。
[0008] 为了达到上述目的，本发明提供了一种着色感光性树脂组合物，该着色感光性树 脂组合物与蓝色背光单元（BLU)组合使用，其特征在于，包含（A)着色剂、(B)碱溶性树脂、 (C)光聚合性化合物、（D)光聚合引发剂以及（E)溶剂，所述（A)着色剂的含量相对于着色 感光性树脂组合物中的固体成分总重量为〇. 5?25重量％，优选为1?20重量％，更优选 为2?15重量％。
[0009] 另外，本发明提供一种滤色器，其特征在于，所述滤色器包括由所述着色感光性树 脂组合物制造的彩色图案。
[0010] 进而，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括所述滤色器以及蓝色背光单 元（BLU)。
[0011] 本发明的着色感光性树脂组合物由于与蓝色背光单元（BLU)组合使用，不管是否 是低含量的着色剂，仍然可以显示高亮度值。另外，包括采用所述着色感光性树脂组合物制 造的滤色器以及蓝色背光单元（BLU)的显示装置可以提供能效高、功耗低的高品质显示装 置。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是测量并示出蓝色背光单元（BLU)的波长的图表；
[0013] 图2是测量并示出白色背光单元（BLU)的波长的图表。
【具体实施方式】
[0014] 下面，进一步详细说明本发明。
[0015] 本发明的着色感光性树脂组合物，与蓝色背光单元（BLU)组合使用，包含（A)着色 剂、（B)碱溶性树脂、（C)光聚合性化合物、（D)光聚合引发剂以及（E)溶剂，所述㈧着色 剂的含量相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量为〇. 5?25重量％，优选1? 20重量％，进一步优选2?15重量％。
[0016] 由于所述着色感光性树脂组合物的图案亮度在50以上，通过蓝色背光单元 (BLU)，580nm以下的波长具有90 %以上，且以蓝色波长为主，因此，本发明的着色感光性树 脂组合物可以获得精细的颜色控制效果。
[0017] (A)着色剂
[0018] 所述着色剂可使用该领域中通常使用的有机颜料、无机颜料以及染料。
[0019] (al)颜料
[0020] 颜料（al)包含有机颜料和无机颜料。
[0021] 所述有机颜料可以使用用于印刷油墨、油墨喷墨等各种颜料，具体地，可列举出 例如酞菁（水溶性偶氮颜料、不溶性偶氮颜料）、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚满酮 颜料、异二氢吲哚颜料、茈颜料、芘酮颜料、二噁嗪颜料、蒽醌颜料、二蒽醌颜料、蒽嘧啶颜 料、蒽垛蒽醌（anthanthrone)颜料、阴丹酮（indanthrone)颜料、黄烧士酮颜料、皮蒽酮 (pyranthrone)颜料或二酮批咯并批咯颜料等。
[0022] 所述无机颜料可列举出诸如金属氧化物或金属配位化合物等的金属化合物，具体 诸如铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑或炭黑等金属的氧化物或复合金属氧化物等。
[0023] 尤其，所述有机颜料以及无机颜料具体可列举出诸如以显色指数（The society of Dyers and Colourists出版）分类为颜料的化合物，更具体可列举出诸如以下的显色指 数（C. I.)编号的颜料，但并不一定限于此。
[0024] 本发明涉及的用于颜料分散组合物的颜料可以使用本领域中常用的有机颜料或 无机颜料，这些可以分别单独或组合两种以上进行使用。
[0025] 必要时，所述颜料可以进行树脂处理、采用了引入酸性或碱性基团的颜料衍生物 等的表面处理、高分子化合物等接枝到颜料表面的接枝处理、硫酸微粒化法等进行的微粒 化处理、或通过有机溶剂或水等除去杂质的清洗处理、用离子交换法等除去离子性杂质的 除去处理等。
[0026] 所述颜料的具体例可列举出C. I.颜料黄20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、 117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180 以及 185 ;
[0027] C. I.颜料橙 13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65 以及 71 ;
[0028] C. I.颜料红 9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、215、216、 224、242、254、255 以及 264 ;
[0029] C. I.颜料紫 14、19、23、29、32、33、36、37 以及 38 ;
[0030] C. I.颜料蓝 15(15:3、15:4、15:6 等）、21、28、60、64 以及 76 ;
[0031] C. I.颜料绿 7、10、15、25、36、47 以及 58 ;
[0032] C. I 颜料褐 28 ;
[0033] C. I颜料黑1以及7等。
[0034] 在所述示例的C. I.颜料中，优选使用从C. I.颜料黄138、139、150以及185、 c. I.颜料橙38、C. I.颜料紫23、C. I.颜料蓝15:6、C. I.颜料绿7、36以及58中选出的颜 料。
[0035] 所述颜料优选使用其粒径均匀分散的颜料分散液。作为用于使颜料的粒径均匀分 散的方法的一个例子，可举出包含颜料分散剂并进行分散处理的方法等，根据该方法，可以 得到颜料在溶液中均匀分散的状态的颜料分散液。
[0036] 在本发明的着色感光性树脂组合物中，可以颜料分散组合物的形式包含所述（al) 颜料。
[0037] 所述颜料分散组合物包含（al)颜料、（a2)分散剂、（a3)分散辅助剂、以及（a4)分 散溶剂，为了容易实现贮存稳定性并进行分散，可以添加（a5)分散树脂。
[0038] 另外，所述（al)颜料相对于颜料分散组合物中的固体成分总重量可包含在20? 90重量％，优选包含在30?70重量％的范围内。如果所述颜料的含量未包含在所述范围 内，则粘度变高，贮存稳定性变差，分散效率降低，对其对比度也有不好的影响。
[0039] (a2)分散剂
[0040] 所述分散剂是为了维持颜料的反絮凝以及稳定性而添加的，可无限制地使用该领 域中常用的分散剂。所述分散剂，优选包含丙烯酸酯类分散剂（以下，称为丙烯酸酯类分 散剂），所述丙烯酸酯类分散剂包含甲基丙烯酸丁酯（BMA)或甲基丙烯酸-N，N-二甲基氨 基乙酯（DMAEMA)。所述丙烯酸酯类分散剂的市售品可列举出DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070、或DISPER BYK-2150等，所述丙烯酸酯类分散剂可以分别单独 或组合两种以上使用。
[0041] 本发明涉及的分散剂除了所述丙烯酸酯类分散剂，还可以使用其他树脂类颜料分 散剂。所述其他树脂类颜料分散剂有公知的树脂类颜料分散剂，尤其是由聚氨酯、聚丙烯酸 酯代表的聚羧酸酯、不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸的胺盐、聚羧酸的铵盐、聚羧酸的烷基胺 盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸盐、羟基被取代的聚羧酸的酯以及这些物质的改性生成 物、具有自由（free)羧基的聚酯与聚（低级亚烷基亚胺）的反应所形成的酰胺、或这些物 质的盐；如（甲基）丙烯酸-苯乙烯共聚物、（甲基）丙烯酸_(甲基）丙烯酸酯共聚物、苯 乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮的水溶性树脂或水溶性聚合物化合物； 聚酯；改性聚丙烯酸酯；环氧乙烷/环氧丙烷的加成产物以及磷酸酯等。
[0042] 所述树脂类的颜料分散剂的市售品是阳离子类树脂分散剂，例如，BYK(大）化 学公司的商品名：DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPER BYK-163、 DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPER BYK-184; BASF 公司的商品名：EFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48, EFKA-4010、EFKA-4050、 EFKA-4055、EFKA-4020、EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、 EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800 ;Lubirzol 公司的商品名：S0LSPERS-24000、 S0LSPERS-32550、NBZ-4204/10 ;精细化工公司的商品名：HIN0ACTT-6000、HIN0ACTT-7000、 HIN0ACTT-8000 ;味之素公司的商品名：AJISPERPB-821、AJISPERPB-822、AJISPERPB-823 ; 共荣社化学公司的商品名：FL0RENED0PA-17HF、FL0RENED0PA-15BHF、FL0RENED0PA-33、 FL0RENED0PA-44 等。
[0043] 所述分散剂相对于着色剂中的颜料100重量份为5?60重量份，优选15?50重 量份。所述分散剂超过60重量份时，粘度变高，在不满5重量份时，存在引起颜料难以微粒 化，分散后的凝胶化等问题。
[0044] 除所述分散剂以外，阳离子类、阴离子类、非离子类、两性、聚酯类、聚胺类等的表 面活性剂等可作为分散剂使用，这些可以分别单独使用或组合两种以上使用。
[0045] 所述表面活性剂的具体例有聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯醚类、聚乙二醇 二酯类、山梨糖醇酐脂肪酸酯类、脂肪酸改性的聚酯类、例如叔胺改性的聚氨酯类、聚乙烯 亚胺类等，除此之外，可列举出商品名：KP(信越化学工业公司制造）、P0LYFL0W (共荣 社化学公司制造）、EFT0P(Tochem Products公司制造）、MEGAFAC(大日本油墨化学工业 公司制造）、Flourad(住友3M公司制造 ）、Asahi guard、Surflon(旭硝子公司制造）、 S0LSPERSE (捷利康公司制造 ）、EFKA (EFKA化学公司制造）、PB821 (味之素公司制造）等。
[0046] (a3)分散辅助剂
[0047] 分散辅助剂是指使颜料分散成微细粒子并达到防止再凝集的效果的制剂。所述分 散辅助剂对构成对比度高，透过度优异的滤色器有效。
[0048] 本发明涉及的分散辅助剂具有下述化学式1表示的结构。
[0049] [化 1]
[0050]
【权利要求】
1. 一种着色感光性树脂组合物，为与蓝色背光单元组合使用的着色感光性树脂组合 物，其特征在于， 所述着色感光性树脂组合物包含（A)着色剂、（B)碱溶性树脂、（C)光聚合性化合物、 (D)光聚合引发剂和（E)溶剂，所述（A)着色剂的含量相对于着色感光性树脂组合物中的固 体成分总重量为〇. 5?25重量％。
2. 根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其特征在于， 相对于所述着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，包含（B) 10?80重量％的碱 溶性树脂、（C) 5?50重量％的光聚合性化合物、在固体成分基准下基于（B)碱溶性树脂和 (C)光聚合性化合物的合计100重量份为0. 1?40重量份的（D)光聚合引发剂； 相对于着色感光性树脂组合物的总重量，包含（E)60?90重量％的溶剂。
3. 根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其特征在于， 所述（B)碱溶性树脂包含下述化学式4?7中一种以上的化合物， [化学式4]
[化学式5]
[化学式6] [化学式7]
4. 根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其特征在于， 所述（B)碱溶性树脂的酸值为50?150,以聚苯乙烯换算的重均分子量为3000? 100000,所述酸值是为了中和丙烯酸类聚合物lg所需的氢氧化钾量以毫克测量的值。
5. -种滤色器，其特征在于， 所述滤色器包括用权利要求1所述的着色感光性树脂组合物制造的彩色图案。
6. -种显示装置，其特征在于， 所述显示装置包括权利要求5所述的滤色器和背光单元。
【文档编号】G03F7/027GK104298075SQ201410274191
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】金勋植, 金胄皓, 郑博兰, 李宗洙 申请人:东友精细化工有限公司