彩色滤光片用感光性树脂组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明有关于一种液晶显示器的彩色滤光片用感光性树脂组合物及其所形成的 彩色滤光片。特别是提供一种电压保持率及耐显影性佳的彩色滤光片用感光性树脂组合 物。
【背景技术】
[0002] 目前，彩色滤光片已被广泛地应用在彩色液晶显示器、彩色传真机、彩色摄影机等 应用领域。随着彩色液晶显示器等影像器材的市场需求日渐扩大，在彩色滤光片的制作技 术上亦趋向多样化。
[0003] 彩色滤光片通常可通过染色法、印刷法、电着法或颜料分散法等方法，将红、绿、蓝 等像素形成在透明玻璃基板上制得。一般而言，为提高彩色滤光片的对比度，像素着色层间 可配置遮光层（或称黑色矩阵）。
[0004] 上述颜料分散法的工艺是先将颜料分散在光硬化性树脂中而形成着色感光性树 脂组合物，最后将该树脂组合物形成像素着色层。进一步而言，颜料分散法的工艺，通常先 在玻璃基板等透明支持体上，W铭、氧化铭等金属或感光性树脂遮光膜形成遮光层化lack matrix)。然后，将分散有红色颜料的感光性树脂（彩色光阻剂）通过旋转涂布方式将该感 光性树脂涂布在透明支持体上，通过光罩进行曝光，并于曝光后进行显影处理即可得红色 像素。接着，W同样的操作方式，即重复利用涂布、曝光、显影的方式即可在支持体上分别制 得红、绿、监等二色像素。 阳0化]近年来，彩色液晶显示器的用途不再局限在个人计算机上，还广泛应用于彩色电 视及各种监视屏幕上（尤其是大尺寸的彩色液晶屏幕），所W对于液晶显示器色彩饱和度 的要求越来越高。在业界的高色饱和度等要求下，需提高颜料浓度，在高颜料浓度下，感光 性树脂组合物所含的颜料比例也越来越高，致使碱可溶性树脂与感光性单体的相对使用量 变少，易造成曝光后的交联程度下降，而导致耐显影性（develope-resistance)不佳等问 题发生。
[0006] 日本特开第2004-138950号公报所掲示的内容中，其使用特定的碱可溶性树脂， 可W形成表面平坦的像素着色层，图案形状、耐显影性及亮度表现优异的彩色滤光片，然而 此方法易导致该感光性树脂组合物的电压保持率过低而导致在显示画面时容易有残像的 缺陷存在。
[0007] 因此，如何同时提升电压保持率及耐显影性，W达到目前业界的要求，为本发明所 属技术领域中努力研究的目标。
【发明内容】
[0008] 本发明利用提供特殊碱可溶性树脂及阳离子型聚合物化合物成分，而得到电压保 持率及耐显影性的彩色滤光片用感光性树脂组合物。
[0009] 本发明提供一种彩色滤光片用感光性树脂组合物，其包含：
[0010]颜料（A); W11] 碱可溶性树脂度）；
[0012] 阳离子型聚合性化合物（C);
[0013] 具有乙締性不饱和基的化合物值）；
[0014] 光起始剂巧）；及 阳〇1引有机溶剂（巧；
[0016] 其中：
[0017] 碱可溶性树脂做含有第一碱可溶性树脂度-1)，第一碱可溶性树脂度-1)具有如 下式（I)所示的受阻胺结构：
[0018]
式讯
[0019] 于式（I)中：
[0020] Xi代表氨原子、碳数为1至18的直链烷基、支链烷基、环烷基、碳数为6至20的芳 香基、碳数为7至12的芳香烷基、酷基、氧自由基、或者-0X4;
[0021] X2及X3各自独立地代表甲基、乙基、苯基或互相键结形成碳数为4至12的脂肪族 环；
[0022] X4代表氨原子、碳数为1至18的直链烷基、支链烷基、环烷基、碳数为6至20的芳 香基、或碳数为7至12的芳香烷基；及
[0023] *代表共价键。
[0024] 本发明亦提供一种彩色滤光片的制造方法，其使用前述的彩色滤光片用感光性树 脂组合物形成像素层。
[00巧]本发明又提供一种彩色滤光片，其由前述的方法所制得。
[00%] 本发明再提供一种液晶显示设备，其特征在于包含前述的彩色滤光片。
【具体实施方式】
[0027] 本发明提供一种彩色滤光片用感光性树脂组合物，其包含： 阳02引颜料（A);
[0029] 碱可溶性树脂度）；
[0030] 阳离子型聚合性化合物似；
[0031] 具有乙締性不饱和基的化合物值）； 阳03引光起始剂巧）；及 阳〇3引有机溶剂（巧；
[0034] 其中：
[0035]碱可溶性树脂度）含有第一碱可溶性树脂度-1)，第一碱可溶性树脂度-1)具有如 下式（I)所示的受阻胺结构：
[0036]
式口）
[0037] 于式（I)中：
[0038]Xi代表氨原子、碳数为1至18的直链烷基、支链烷基、环烷基、碳数为6至20的芳 香基、碳数为7至12的芳香烷基、酷基、氧自由基、或者-0X4;
[0039]X2及X3各自独立地代表甲基、乙基、苯基或互相键结形成碳数为4至12的脂肪族 环；
[0040] X4代表氨原子、碳数为1至18的直链烷基、支链烷基、环烷基、碳数为6至20的芳 香基、或碳数为7至12的芳香烷基；及
[0041] *代表共价键。
[0042] 根据本发明的颜料（A)为无机颜料、有机颜料或上述颜料的任意组合。
[0043] 上述的无机颜料可为金属氧化物或金属错盐化合物等金属化合物。金属氧化物可 为铁、钻、侣、儒、铅、铜、铁、儀、铭、亚铅或錬等金属氧化物，W及前述金属的复合氧化物。
[0044]上述的有机颜料选自于C.I.颜料黄 1、3、11、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、 55、60、61、65、71、73、74、81、83、93、95、97、98、99、100、101、104、106、108、109、110、113、 114、116、117、119、120、126、127、128、129、138、139、150、151、152、153、154、155、156、166、 167、168、175;C.I.颜料澄 1、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、61、63、64、 71、73 ;C.I.颜料红 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、 32、37、38、40、41、42、48 :1、48 :2、48 :3、48 :4、49 :1、49 :2、50 :1、52 :1、53 :1、57、57 :1、57 : 2、58 :2、58 :4、60 :1、63 :1、63 :2、64 :1、81 :1、83、88、90 :1、97、101、102、104、105、106、108、 112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、155、166、168、170、171、172、174、175、176、 177、178、179、180、185、187、188、190、193、194、202、206、207、208、209、215、216、220、224、 226、242、243、245、254、255、264、265 ;C.I.颜料紫 1、19、23、29、32、36、38、39 ;C.I.颜料蓝 1、2、15、15 :3、15 :4、15 :6、16、22、60、66 ;C.I.颜料绿 7、36、37 ;C.I.颜料栋 23、25、28 ;W及C.I.颜料黑1、7。前述的有机颜料可单独一种或混合多种使用。
[0045] 于本发明的具体例中，颜料（A)的初级粒子的平均粒径为lOnm至200nm，较佳为 20nm至 150nm，更佳为 30nm至 130nm。
[0046] 基于后述碱可溶性树脂度）的使用量为100重量份，颜料（A)的使用量为30重量 份至300重量份，较佳为40重量份至280重量份，更佳为50重量份至250重量份。
[0047] 必要时，颜料（A)可选择性地包含分散剂，其具体例，如：阳离子系、阴离子系、非 离子系、两性、聚硅氧烷系或氣系等表面活性剂。
[0048] 表面活性剂可包含但不限于聚环氧乙烧十二烷基酸、聚环氧乙烧硬脂酷酸或聚环 氧乙烧油酸等聚环氧乙烧烷基酸类；聚环氧乙烧辛基苯酸或聚环氧乙烧壬基苯酸等聚环氧 乙烧烷基苯酸类表面活性剂；聚乙二醇二月桂酸醋或聚乙二醇二硬脂酸醋等聚乙二醇二醋 类表面活性剂；山梨糖醇酢脂肪酸醋类表面活性剂；脂肪酸改质的聚醋类表面活性剂；= 级胺改质的聚胺基甲酸醋类表面活性剂；信越化学工业公司制造，型号为KP的商品；Toray DowCorningSilicon制造，型号为SF-8427的商品；共荣社油脂化学工业制造，型号为 化lyflow的商品；得克姆公司（TochemProductsCo.,Ltd.)制造，型号为F-Top的商品； 大日本印墨化学工业制造，型号为Mega化C的产品；住友3M制造，型号为Fluorad的产品； 旭硝子制造，型号为As址iGuard或Sudlon的商品。所述表面活性剂可单独一种或混合 多种使用。
[0049] 根据本发明的碱可溶性树脂度）包括第一碱可溶性树脂度-1)及可选择性地包含 第二碱可溶性树脂度-2)。
[0050] 根据本发明的第一碱可溶性树脂度-1)是指混合物所共聚合形成，其中所述混合 物包含具有受阻胺结构的乙締性单体（b-1-l)及具有一个或二个W上（含二个）簇酸基的 乙締性不饱和单体化-1-2)。
[0051] 此外，前述的混合物可选择性地包含具有受阻胺结构的乙締性单体化-1-1)与具 有一个或二个W上簇酸基的乙締性不饱和单体化-1-2)W外的其他可共聚合的乙締性不 饱和单体化-1-3)。
[0052] 本发明的具有受阻胺结构式（I)的乙締性单体化-1-1)的详细叙述如下：
[0053]
式(I)
[0054] 于式（I)中： 阳化5] Xi代表氨原子、碳数为1至18的直链烷基、支链烷基、环烷基、碳数为6至20的芳 香基、碳数为7至12的芳香烷基、酷基、氧自由基、或者-0X4;
[0056] X2及X3各自独立地代表甲基、乙基、苯基或互相键结形成碳数为4至12的脂肪族 环；
[0057] X4代表氨原子、碳数为1至18的直链烷基、支链烷基、环烷基、碳数为6至20的芳 香基、或碳数为7至12的芳香烷基；及
[0058] *代表共价键。
[0059] 当Xi及X4代表碳数为1至18的直链烷基、支链烷基或环烷基时，X1及X4可为碳 数为1至18的直链烷基或支链烷基，或者碳数为3至8的环烷基，其具体例，如：甲基、乙 基、正丙基、异丙基、正下基、叔下基、正己基、环己基、正辛基或十六烷基等。当Xi代表碳数 为6至20的芳香基时，其具体例可为苯基、a-糞基或P-糞基。当Xi及X4代表碳数为7 至12的芳香烷基时，Xi及X4可为具有碳数为1至8的烷基键结的芳香基，且芳香基的碳数 为6至10,其具体例可为卞基、苯乙基、a-甲基卞基或2-基-2-苯基丙烷等。当Xi及X4 代表酷基、碳数为2至8的烧酷基或芳酷基时，其具体例可为乙酷基或苯甲酯基。 W60] 本发明的X浪佳可为氨原子、碳数为1至5的烷基或氧自由基，其中W氨原子、氧 自由基及甲基为更佳。
[0061] 其次，式（I)中的X2及X3可键结形成脂肪环的结构，其具体例可为环戊烧或环己 烧等。X2及X3较佳可为甲基。
[0062] 具有如式（I)所示具有受阻胺结构的乙締性单体可为具有如下式（1-1)及（1-2) 所示的结构的化合物：
[0063]
[0064] 于式（1-1)及（1-2)中，Xs及X7分别独立地代表氨原子或甲基；Xe代表亚甲基或 碳数为2至5的亚烷基成代表如式（I)所示的结构；X9代表-C0NH-*、-S02-、-S02NH-*，其 中代表与而键结的共价键；Xe较佳为亚乙基或亚丙基，W亚乙基为更佳；S为0至8的 整数，W0至6为较佳。 阳0化]如式（1-1)所示具有受阻胺结构的乙締性单体的具体例可为如下式（1-1-1)至 (1-1-7)所示的结构：
[0066]
[0067]
[0068] 于式（1-1-1)至（1-1-7)中，Xs的定义如前所述，在此不另寶述。
[0069] 如式（1-2)所示具有受阻胺结构的乙締性单体的具体例可为如下式（1-2-1)至 (1-2-4)所示的结构：
[0070]
[0071] 于式（1-2-1)至（1-2-4)中，X,之定义如前所述，在此不另寶述。 W72] 本发明具有受阻胺结构的乙締性单体化-1-1)可为4-甲基丙締酷胺 基-2, 2, 6, 6-四甲基-赃晚（4-methac巧lamid〇-2, 2, 6,G-tetramethylpiperidine)，或者 2, 2, 6, 6-四甲基-赃晚基丙締酸甲醋；即前述式（1-1-1)，且Xs代表甲基或1，2, 2, 6, 6-五 甲基-赃晚基丙締酸甲醋；即前述式（1-1-2)，且而代表甲基。
[0073] 前述具有受阻胺结构乙締性单体化-1-1)可单独一种或混合多种使用。
[0074] 基于具有受阻胺结构的乙締性单体（b-1-l)及后述具有一个或二个W上簇酸基 的乙締性不饱和单体化-1-2)与其他可共聚合的乙締性不饱和单体化-1-3)的总使用量为 100重量份，具有受阻胺结构的乙締性单体化-1-1)的使用量为3重量份至45重量份，较佳 为4重量份至40重量份，更佳为5重量份至35重量份。
[00巧]本发明的具有一个或二个W上簇酸基的乙締性不饱和单体化-1-2)指可包 含但不限于丙締酸、甲基丙締酸（methacirlic acid ;MAA)、下締酸、a -氯丙締酸、 乙基丙締酸、肉桂酸、2-丙締酷乙氧基下二酸醋或2-甲基丙締酷乙氧基下二酸醋 (2-methac巧loyloxyethyl succinate monoester ;册艦）等不饱和一元簇酸化合物；马来 酸、马来酸酢、富马酸、衣康酸、衣康酸酢、巧康酸或巧康酸酢等不饱和二元簇酸（酢）化合 物；=个簇酸基W上的不饱和多元簇酸（酢）化合物。前述具有一个或二个W上簇酸基的 乙締性不饱和单体化-1-2)可单独一种或混合多种使用。
[0076] 较佳地，具有一个或二个W上簇酸基的乙締性不饱和单体化-1-2)选自于丙締 酸、甲基丙締酸、2-丙締酷乙氧基下二酸醋或2-甲基丙締酷乙氧基下二酸醋。其中，W2-丙 締酷乙氧基下二酸醋或2-甲基丙締酷乙氧基下二酸醋为更佳。
[0077] 基于前述具有受阻胺结构的乙締性单体化-1-1)、具有一个或二个W上簇酸基的 乙締性不饱和单体化-1-2)及后述其他可共聚合的乙締性不饱和单体化-1-3)的总使用量 为100重量份，具有一个或二个W上簇酸基的乙締性不饱和单体化-1-2)的使用量为15重 量份至55重量份，较佳为20重量份至50重量份，更佳为25重量份至45重量份。
[0078] 本发明的其他可共聚合的乙締性不饱和单体化-1-3)指具有受阻胺结构的乙締 性单体化-1-1)与具有一个或二个W上簇酸基的乙締性不饱和单体化-1-2)W外其他可 共聚合的乙締性不饱和单体化-1-3)可包含但不限于苯乙締（styrene ;SM)、a -甲基苯乙 締、乙締基甲苯、对氯苯乙締、甲氧基苯乙締等的芳香族乙締基化合物；N-苯基马来酷亚胺 (N-地en}dmaleimide ;PMI)、N-邻-径基苯基马来酷亚胺、N-间-径基苯基马来酷亚胺、 N-对-径基苯基马来酷亚胺、N-邻-甲基苯基马来酷亚胺、N-间-甲基苯基马来酷亚胺、 N-对-甲基苯基马来酷亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酷