遮光膜用黑色树脂组合物、带遮光膜的基板、彩色滤光片及触控屏的制作方法_4

文档序号:8921750阅读:来源:国知局
-双(三氯甲基)-1,3, 5-三嗪、2- (4-氯苯基)-4, 6-双(三 氯甲基)_1,3,5_三嗪、2-(4_甲氧基苯基)-4,6_双(三氯甲基)-1,3,5_三嗪、2-(4_甲 氧基萘基)_4,6_双(三氯甲基)-1,3,5_三嗪、2-(4_甲氧基苯乙烯基)-4,6_双(三氯 甲基)-1,3, 5-三嗪、2-(3, 4, 5-三甲氧基苯乙烯基)-4, 6-双(三氯甲基)-1,3, 5-三嗪、 2-(4-甲硫基苯乙烯基)-4, 6-双(三氯甲基)-1,3, 5-三嗪等卤代甲基-均三嗪系化合 物类,1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(0_苯甲酰肟)、1-(4_苯硫基苯基)丁 烷-1,2-二酮-2-肟-0-苯甲酸酯、1-(4-甲硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-0-乙酸 酯、1-(4-甲硫基苯基)丁烷-1-酮肟-0-乙酸酯等0-酰基肟系化合物类,苯偶酰二甲基 缩酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、2, 4-二乙基噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等硫化合 物,2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2, 3-二苯基蒽醌等蒽醌类,偶氮双异丁基腈、 过氧化苯甲酰、过氧化枯烯等有机过氧化物,2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯 并噻唑等硫醇化合物,三乙醇胺、三乙胺等叔胺等。其中,自容易获得高感度的黑色感光性 树脂组合物的观点考虑,优选使用0-酰基肟系化合物类。而且,还可以使用2种以上这些 光聚合引发剂。另外,本发明中所谓的光聚合引发剂,以包含增感剂的含义而使用。
[0071] 而且,在本发明的遮光膜用黑色树脂组合物中,可以视需要调配硬化促进剂、热聚 合抑制剂、抗氧化剂、增塑剂、填充材料、流平剂、消泡剂、偶联剂、表面活性剂等添加剂。热 聚合抑制剂可列举对苯二酚、对苯二酚单甲醚、邻苯三酚、叔丁基儿茶酚、啡噻嗪等,抗氧化 剂可列举受阻酚系化合物等,增塑剂可列举邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三 甲苯酯等,填充材料可列举玻璃纤维、二氧化硅、云母、氧化铝等,消泡剂或流平剂可列举硅 酮系、氟系、丙烯酸系化合物。而且,表面活性剂可列举氟系表面活性剂、硅酮系表面活性剂 等。
[0072] 而且,在要求自无彩色起带蓝色调的黑色的设计性的IXD、触控屏等显示装置的遮 光膜等中,还存在通过使该遮光膜的反射率为适当的范围,增加设计性的要求。为了该目 的,在本发明的组合物中可使用二氧化硅等无机粒子作为添加剂。
[0073] 将遮光膜用黑色树脂组合物涂布于透明基板上的方法除了公知的溶液浸渍法、喷 雾法以外,还可以采用使用喷墨机、辊涂机、砂涂机、狭缝涂布机或旋转机的方法等任意方 法。利用溶剂而调整为用以获得良好的涂布膜的适当的粘度,通过这些方法而涂布为所期 望的厚度后,在加热或减压下将溶剂除去(预烘烤),形成干燥涂膜。继而通过光及/或热 进行硬化,由此而制备作为目标的带遮光膜的基板。
[0074] 在透明基板上形成遮光膜图案的印刷方法存在有光刻法,亦即经由光掩模对将本 组合物涂布于透明基板上进行干燥而成的涂膜照射紫外线,用显影液将未曝光部分除去, 进一步进行加热处理。而且,存在有丝网印刷法、凹版印刷、凹板印刷法等使用转印版而进 行印刷的方法等,另外在近年来,喷墨印刷法作为无需掩模或印刷版的数码印刷方法而受 到关注。本发明的遮光膜用黑色树脂组合物可应用于任意的图案形成方法或印刷方法中, 为了制成具有适合各印刷法的粘度、表面张力的树脂组合物,选定所述硬化性树脂/硬化 性单体或溶剂或表面活性剂等添加剂。而且,根据遮光膜图案的印刷精度或分辨率等而选 定印刷机。
[0075] 例如,在用喷墨印刷法而形成遮光膜的情况下,本发明的组合物所含有的遮光性 黑色粒子或颜色调整用粒子等粒子再凝聚的现象少,因此间歇喷出时的喷墨喷嘴的闭塞 少,且随时间经过保存时的粘度稳定,因此有助于连续印刷时的图案膜厚的稳定性。关于喷 墨装置,如果可以调整组合物的喷出液量,则并无特别限制,在一般经常使用的压电元件的 喷墨头中,稳定地形成液滴的墨水组合物的物性因喷头的构成而异,在喷头内部的温度下, 粘度为3mPa ? sec~150mPa ? sec即可,优选为4mPa ? sec~30mPa ? sec。如果粘度值变 得比其大,则无法喷出液滴;相反地如果粘度值变得比其小,则液滴的喷出量并不稳定。而 且,喷头内部的温度也因所使用的墨水组合物的稳定性而异,理想的是在20°C~45°C下使 用。其中,为了使墨水组合物中的固体成分变多而使膜厚提高,为了设为可稳定进行喷出的 粘度,一般采用35°C~40°C左右的温度。
[0076] 如上所述的组合物的特性可主要通过构成其的溶剂或表面活性剂而调整,另外为 了抑制连续印刷时的喷嘴部分的组合物的干燥,溶剂以沸点为180°C以上的溶剂为主体,该 沸点为180°C以上的溶剂能够以在所有溶剂成分中为60%以上、优选为80%以上而单独使 用或使用多种。沸点为180°C以上的溶剂可使用乙二醇单甲醚乙酸酯等乙二醇单烷基醚乙 酸酯类;二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等二乙二醇单烷基醚类;二乙二醇单正丁醚乙 酸酯等二乙二醇单烷基醚乙酸酯类;丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯等丙二醇 单烷基醚乙酸酯类;二乙二醇二甲醚等其它醚类、Y-丁内酯等高沸点溶剂类等。
[0077] 如果表示在喷墨法中使用的情况下的本发明的黑色树脂组合物的固体成分的构 成比率的例子,则只要为(A)硬化性树脂及/或硬化性单体为25质量%~60质量%,(B) 成分中的黑色遮光性粒子为35质量%~70质量%,(C)成分中的颜色调整用粒子为1质 量%~14质量%的范围即可,更优选为(A)成分为35质量%~55质量%,(B)成分中的 黑色遮光性粒子为40质量%~60质量%,(C)成分中的颜色调整用粒子为1质量%~12 质量%。而且,例如在并用具有乙烯性不饱和双键的树脂(A-1)与具有乙烯性不饱和双键 的单体(A-2)作为⑷成分的情况下,(A-lV(A-2)只要为10/90~90/10的范围即可,优 选为30/70~70/30的范围。而且,在并用(A-1)与(A-2)的情况下,也可进一步并用具有 2个以上的环氧基的环氧树脂而调整硬化物的表面硬度或机械物性等物性,在这样的情况 下,相对于[(A-l) + (A-2)]的100质量份,优选在1质量份~60质量份的范围使用环氧树 月旨,更优选10质量份~50质量份的范围。
[0078] 另一方面,在光刻法中,(A)成分为光硬化性树脂或光硬化性单体,进一步混合用 以使其溶解于碱性显影液中的碱可溶性树脂。而且,优选使用在分子内具有聚合性不饱和 基与羧基等酸性基的含有不饱和基的碱可溶性树脂。例如,可使用以如下含有不饱和基的 碱可溶性树脂为首的广泛的树脂,所述含有不饱和基的碱可溶性树脂是使如(甲基)丙烯 酸缩水甘油酯这样的在1分子中具有聚合性不饱和基与环氧基的化合物,和使(甲基)丙 烯酸与(甲基)丙烯酸酯化合物进行自由基共聚而所得的树脂的羧基的一部分反应而所得 的树脂。
[0079] 形成在透明基板上的遮光膜的硬化方法以及硬化性树脂成分(A)以适合透明基 板的耐热性或所使用的环境、所要求的尺寸精度、可靠性的方式进行选定。
[0080] 关于如此所得的黑色硬化物(遮光膜)的色相、色度,为了将黑色调整为无彩色或 带蓝色调的黑色的目的,需要将CIE Lab色彩空间表示系统中的b#値调整为-1. 0〈b #〈0. 2, 更优选为-1. 〇〈b\〇. 0。另外,作为本发明的这个b#値的测定方法,使用用于表示受日光照 明的物体色彩的情况下的D65光源(JIS Z8720的日光标准光源(测色用的光))或C光源 (JIS Z8720的日光辅助光源),自上述所得的带遮光膜的基板中的涂布有遮光膜的面的相 反面侧,而为在视野角2°或10°下测定的値。
[0081] 关于在光刻法中使用本发明的遮光膜用黑色树脂组合物的情况下的黑色感光性 树脂组合物,若更具体地说明实施形态的例子,则该黑色感光性树脂组合物含有上述(A) 成分~(E)成分作为主成分。在该黑色感光性树脂组合物中,优选在除(D)溶剂以外的固 体成分(包含在光硬化后成为固体成分的聚合性单体成分)中,(A-1)含有聚合性不饱和基 的碱可溶性树脂为10质量%~60质量%,相对于(A-1) 100质量份而言,(A-2)光聚合性 单体为10质量份~60质量份,相对于(A-1)与(A-2)的合计量100质量份而言,(E)光聚 合引发剂为2质量份~50质量份。更优选相对于(A-1) 100质量份而言,(A-2)为15质量 份~35质量份,相对于(A-1)与(A-2)的合计量100质量份而言,(E)为5质量份~30质 量份。而且,关于(B)成分中的黑色遮光性粒子,相对于除(D)溶剂以外的固体成分而言, 其含量优选为30质量%~60质量%的范围,更优选为40质量%~50质量%的范围。而 且,(C)成分中的颜色调整用粒子优选在除⑶溶剂以外的固体成分中为1质量%~15质 量%,更优选为2质量%~7质量%的范围。
[0082] 使用本发明的黑色感光性树脂组合物的硬化膜的形成方法可列举利用光刻法的 方法。该形成方法可列举如下的方法:首先,将黑色感光性树脂组合物涂布于基板表面上, 其次使溶剂干燥(预烘烤)后,经由光掩模对所得的涂膜照射紫外线而使曝光部硬化,进行 使用碱性水溶液使未曝光部溶出的显影,由此而形成图案,进一步进行热硬化(后烘烤)。 此处,涂布黑色感光性树脂组合物的基板使用玻璃、透明膜(例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸 乙二酯、聚醚砜等)等。
[0083] 将黑色感光性树脂组合物涂布于基板上的方法除了公知的溶液浸渍法、喷雾法以 外,还可以采用使用辊涂机、砂涂机、狭缝涂布机或旋转机的方法等任意方法。可通过如下 的方式而进行:利用这些方法,涂布为所期望的厚度后,将溶剂除去(预烘烤),由此而形成 涂膜。在预烘烤后,在20Pa~lOOPa下进行15秒~60秒的减压干燥(V⑶),由此除去溶 剂,其后用烘箱、加热板等进行加热。该预烘烤中的加热温度及加热时间可根据所使用的溶 剂而适宜选择,例如在60°C~110°C的温度下进行1分钟~3分钟。
[0084] 预烘烤后所进行的曝光可用曝光机进行,经由光掩模进行曝光,由此使与图案对 应的部分的感光性树脂及感光性单体感光。适宜选择曝光机及其曝光照射条件,使用超高 压水银灯、高压水银灯、金卤灯、远紫外线灯等光源而进行曝光。
[0085] 曝光后的碱性显影是出于将未曝光的部分的涂膜除去的目的而进行,利用该显影 而形成所期望的图案。适于该碱性显影的显影液例如可列举碱金属或碱土类金属的碳酸盐 的水溶液、碱金属的氢氧化物的水溶液等,特别优选使用含有〇. 03质量%~1质量%碳酸 钠、碳酸钾等碳酸盐的弱碱性水溶液,在23°C~27°C的温度下进行显影,可使用市售的显 影机或超声波清洗机等精密地形成微细的图像。
[0086] 如上所述地进行显影后,在200°C~240°C的温度、20分钟~60分钟的条件下进行 热处理(后烘烤)。以提高经图案化的黑色膜与基板的密接性等目的而进行该后烘烤。其 可通过利用烘箱、加热板等进行加热而进行。而且,由此得到目标的带遮光膜的基板。
[0087] 关于如此所得的黑色硬化物(遮光膜)的色相、色度,为了将黑色调整为无彩色或 带蓝色调的黑色的目的,需要将CIE
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