光敏組合物和用該光敏組合物形成的濾色器的製作方法

2023-06-11 18:53:56 4

專利名稱：光敏組合物和用該光敏組合物形成的濾色器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光敏組合物和用該光敏組合物形成的濾色器，具體而言，涉及適於形成液晶面板的黑色矩陣(Black Matrix)和/或濾色器的光敏組合物以及用該光敏組合物形成的濾色器。
背景技術：
在液晶面板中，尤其是在TN方式、STN方式等液晶面板中，具有用於增強圖像對比度的黑色矩陣，和通常形成有包括紅(R)、綠(G)、藍(B)等各顏色的RGB著色層的濾色器。這些黑色矩陣、著色層是通過反覆實施將分散有黑色或各色著色劑的光敏組合物塗布在基板上，在乾燥之後，對所得塗膜實施曝光、顯影，形成預期的圖案的工序而形成的。特別是為確保液晶面板的可靠性，要求這些黑色矩陣和著色層與基板之間有高度密合性。而在專利文獻1中，揭示了在著色光敏樹脂組合物中添加胺類矽烷偶聯劑的技術方案。但是，專利文獻1中，比較了在貼有賽璐玢帶，該賽璐玢帶已剝離的情況下，著色光敏樹脂組合物是否剝離的情況。該技術方案考慮了著色光敏樹脂組合物的固化性，固化性低時，將產生剝落。
專利文獻1日本特開2000-35670例如，液晶面板的構造為將形成有濾色器的基板和對置基板貼合，在兩塊基板之間填充液晶。因此，在發生濾色器剝落的情況下，將會導致液晶從液晶面板中洩露的不利情況。為此進行與密合性相關的耐久性試驗即PCT(Pressure Cooker Test高壓蒸煮試驗)。該PCT是將液晶面板在溫度120℃、溼度100％、氣壓2atm的嚴格條件下放置2小時，確認封入液晶面板的濾色器基板與TFT基板之間的液晶是否存在洩漏。這樣，近年對密合性的要求發展到更高的層次。即，要求即使在與現有技術不同的嚴格條件下，也具有高密合性的黑色矩陣和/或著色層。相對於此，在專利文獻1所述的利用賽璐玢帶實施的剝離試驗中，現狀為密合性試驗不充分。特別是在形成黑色矩陣的情況下，由於光敏組合物中含有遮光劑，因此容易導致固化性降低、密合性變差、發生剝落等問題。

發明內容
本發明鑑於上述問題，其目的在於提供一種在PCT中高密合性、能夠形成高品質的黑色矩陣和/或著色層的光敏組合物，以及用該光敏組合物形成的濾色器。
本發明涉及一種光敏組合物，其為含有(a)著色劑、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合引發劑以及(d)密合增強劑的含著色劑光敏組合物，其中，(d)密合增強劑為具有含氮基的矽烷化合物，與該氮結合的氫在1個以下。
採用上述技術方案，可提供即使在上述PCT的嚴格條件下，也幾乎不產生剝落的黑色矩陣和/或著色層，並提供高品質濾色器、以及高品質液晶面板。
具體實施例方式
本發明的含著色劑光敏組合物含有(a)著色劑、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合引發劑以及(d)密合增強劑。
上述(a)著色劑可舉出例如在染料索引(C.I.；The Society of Dyersand Colourists公司發行)中分類為顏料(Pigment)的化合物，具體可舉出染料索引(C.I.)號如下所述的物質。
C.I.Pigment Yellow 1(顏料黃1)(下文中，「C.I.Pigment Yellow(顏料黃)」相同，因此僅舉出號碼)、3、11、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、55、60、61、65、71、73、74、81、83、86、93、95、97、98、99、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、166、167、168、175、180、185；C.I.Pigment Orange 1(顏料橙1)(下文中，「C.I.Pigment Orange(顏料橙)」相同，因此僅舉出號碼)、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、55、59、61、63、64、71、73；C.I.Pigment Violet 1(顏料紫1)(下文中，「C.I.Pigment Violet(顏料紫)」相同，因此僅舉出號碼)、19、23、29、30、32、36、37、38、39、40、50；C.I.Pigment Red 1(顏料紅1)(下文中，「C.I.Pigment Red(顏料紅)」相同，因此僅舉出號碼)、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、192、193、194、202、206、207、208、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、243、245、254、255、264、265；C.I.Pigment Blue 1(顏料藍1)(下文中，「C.I.Pigment Blue(顏料藍)」相同，因此僅舉出號碼)、2、15、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66；C.I.Pigment Green 7(顏料綠7)、C.I.Pigment Green 36(顏料綠36)、C.I.Pigment Green 37(顏料綠37)、C.I.Pigment Brown23(顏料棕23)、C.I.Pigment Brown 25(顏料棕25)、C.I.Pigment Brown26(顏料棕26)、C.I.Pigment Brown 28(顏料棕28)、C.I.Pigment Black1(顏料黑1)、C.I.Pigment Black 7(顏料黑7)。
(a)著色劑的添加量可根據目標色調適當改變，通常相對於(b)光聚合性化合物(或高分子粘合劑和光聚合性單體)和(c)光聚合引發劑的合計量100重量份，優選為5～250重量份的範圍，更優選為10～200重量份左右。
另外，在形成黑色矩陣的情況下，將遮光劑用作著色劑。該遮光劑只要在形成遮光層時有足夠的遮光率即可，除此沒有特別限定，例如，可以舉出黑色顏料。該黑色顏料可舉出炭黑、鈦黑、苝黑(Peryleneblack)等。另外，為調節色調，使阻抗值更高，也可在不減弱遮光性能的範圍內添加上述著色劑。
另外，為保證塗布將遮光劑用作著色劑的光敏組合物而形成的黑色矩陣具有高對比度的圖像，通常，遮光率的OD值在1.5以上、優選在3.0以上、進一步優選在4.0以上。
本發明的光敏組合物中遮光劑添加量相對於(b)光聚合性化合物(或高分子粘合劑和光聚合性單體)和(c)光聚合引發劑的合計100重量份，為20～150重量份、優選為25～100重量份、更優選為30～80重量份的範圍。當上述範圍在20重量份以上時，可提供具有充足遮光性的黑色矩陣。另外，當上述範圍在150重量份以下時，可防止固化不良，形成優質的黑色矩陣。
另外，上述(a)著色劑作為使用分散劑在適當濃度(例如10～20％)下分散的溶液，可以與其它組分混合。上述分散劑沒有特別限定，優選使用例如聚乙烯亞胺類、聚氨酯樹脂類、丙烯酸樹脂類的高分子分散劑。
上述(b)光聚合性化合物是受到紫外線等光線的照射後發生聚合、固化的物質。光聚合性化合物優選為具有乙烯性雙鍵的化合物，具體可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、馬來酸、富馬酸單甲酯、富馬酸單乙酯、2-羥乙基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯、乙二醇單甲醚丙烯酸酯、乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯、乙二醇單乙醚丙烯酸酯、乙二醇單乙醚甲基丙烯酸酯、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、丙烯酸胺、甲基丙烯酸胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯、四丙烯酸四羥甲基丙烷酯、四甲基丙烯酸四羥甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯(DPTA)、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸雙季戊四醇酯、五甲基丙烯酸雙季戊四醇酯、六丙烯酸雙季戊四醇酯(DPHA)、六甲基丙烯酸雙季戊四醇酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、cardo環氧二丙烯酸酯(cardoepoxydiacrylate)等單體、低聚物類；多元醇與一元酸或多元酸縮聚而得的聚酯預聚物再與(甲基)丙烯酸反應得到的聚酯(甲基)丙烯酸酯、多元醇基與具有2個異氰酸基的化合物反應後再與(甲基)丙烯酸反應得到的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯；雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、苯酚或甲酚-酚醛清漆型環氧樹脂、可溶酚醛型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、多元羧酸聚縮水甘油酯、多元醇聚縮水甘油酯、脂肪族或脂環式環氧樹脂、胺環氧樹脂、二羥基苯型環氧樹脂等環氧樹脂與(甲基)丙烯酸反應而得的環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂等。另外，還適合使用上述環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂與多元酸酐反應得到的樹脂。
另外，光聚合性化合物也適合使用式(I)所示的化合物。該式(I)所示的化合物因其本身具有高光固化性，因此是優選化合物。
式中，m為1～20的整數。而式(I)所示的化合物的X優選為式(II)所示的基團。
另外，式(I)所示的化合物中的Y為從例如馬來酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫化鄰苯二甲酸酐、六氫化鄰苯二甲酸酐、甲基端亞甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、氯菌酸酐、甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、戊二酸酐的二元酸酐中除去酸酐基(-CO-O-CO-)後的殘基。
而式(I)所示的化合物中的Z為從例如苯四酸酐、二苯甲酮四酸二酐、聯苯基四酸二酐、聯苯醚四酸二酐等的四酸二酐中除去2個酸酐基後的殘基。
這些光聚合性化合物可單獨使用其中的1種，也可2種以上組合使用。
上述所舉出的光聚合性化合物是其分子本身可聚合的化合物，但在本發明中，(b)光聚合性化合物還包括(b-1)高分子粘合劑和(b-2)光聚合性單體的混合物。
從易顯影性方面考慮，上述(b-1)高分子粘合劑優選為可鹼性顯影的粘合劑。
具體可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸等具有羧基的單體，丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、2-羥乙基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯、2-羥丙基甲基丙烯酸酯、N-丁基丙烯酸酯、N-丁基甲基丙烯酸酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、苯氧基丙烯酸酯、苯氧基甲基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、苯乙烯、丙烯醯胺、丙烯腈等的共聚物，和苯酚酚醛清漆型環氧丙烯酸酯聚合物、苯酚酚醛清漆型環氧甲基丙烯酸酯聚合物、甲酚酚醛清漆型環氧丙烯酸酯聚合物、甲酚酚醛清漆型環氧甲基丙烯酸酯聚合物、雙酚A型環氧丙烯酸酯聚合物、雙酚S型環氧丙烯酸酯聚合物等樹脂。上述樹脂中引入丙烯醯基或甲基丙烯醯基後，可提高交聯效率，塗膜的耐光性、耐藥品性好。構成上述樹脂的丙烯酸、甲基丙烯酸等具有羧基的單體組分的含量範圍優選為5～40重量％。該高分子粘合劑的重均分子量的優選範圍為1000～100000。當重均分子量在1000以上時，能使塗膜均勻。而當重均分子量在100000以下時，能具有良好的顯影性。
而(b-2)光聚合性單體可舉出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、2-羥乙基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯、2-羥丙基甲基丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯、四丙烯酸四羥甲基丙烷酯、四甲基丙烯酸四羥甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸雙季戊四醇酯、五甲基丙烯酸雙季戊四醇酯、六丙烯酸雙季戊四醇酯、六甲基丙烯酸雙季戊四醇酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、cardo環氧二丙烯酸酯(cardoepoxydiacrylate)、丙烯酸、甲基丙烯酸等，但也不限於上述所舉例。
當(b)組分包括(b-1)組分和(b-2)組分時，以(b-1)組分、(b-2)組分以及(c)光聚合引發劑的合計量為100重量份，則(b-1)組分的配合量範圍優選為10～60重量份。當上述配合量在10重量份以上時，可使塗布、乾燥時易於成膜，能充分提高固化後的覆膜強度。而當其配合量在60重量份以下時，能具有良好的顯影性。
另外，當以(b-1)組分、(b-2)組分以及(c)光聚合引發劑的合計量為100重量份，則(b-2)組分的配合量範圍優選為15～50重量份。當上述配合量在15重量份以上時，可避免不佳的光固化，得到充分的耐熱性、耐藥品性。而當其配合量在50重量份以下時，能具有良好的塗膜形成性能。
根據上述(b)光聚合性化合物的種類，可選擇適當的上述(c)光聚合引發劑。該光聚合引發劑可單獨使用1種，也可2種以上組合使用。該光聚合引發劑可舉出1-羥基環己基苯甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮、二(4-二甲基氨基苯基)酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲醯二苯基氧化膦、4-苯甲醯-4′-甲基二甲基硫化物、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-異戊基苯甲酸、苄基-β-甲氧基乙基乙酸酯、苄基二甲基酮縮醇、1-苯基-1，2-丙烷二酮-2-(鄰乙氧基羰基)肟、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、2，4-二乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2，4-二甲基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、噻噸、2-氯噻噸、2，4-二乙基噻噸、2-甲基噻噸、2-異丙基噻噸、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1，2-苯並蒽醌、2，3-二苯基蒽醌、偶氮二異丁腈、過氧化苯甲醯、過氧化枯烯、2-巰基苯並咪唑、2-巰基苯並噁唑、2-巰基苯並噻唑、2-(鄰氯苯基)-4，5-二(間甲氧基苯基)-咪唑基二聚物、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、p，p′-雙二甲胺基二苯甲酮、4，4′-雙二乙胺基二苯甲酮、4，4′-二氯二苯甲酮、3，3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯偶醯、苯偶因、苯偶因甲醚、苯偶因乙醚、苯偶因異丙醚、苯偶因正丁醚、苯偶因異丁醚、苯偶因丁醚、苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、對叔丁基苯乙酮、對二甲基氨基苯乙酮、對叔丁基三氯苯乙酮、對叔丁基二氯苯乙酮、α，α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、二苯並環庚酮、戊基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、9-苯基吖啶、1，7-二-(9-吖啶基)庚烷、1，5-二(9-吖啶基)庚烷、1，3-二-(9-吖啶基)丙烷、對甲氧基三嗪、2，4，6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3，4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4，6-二(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-二-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2，4-二-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2，4--三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪、2，4-二-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪等。
上述光聚合引發劑還可與光引發助劑組合。
該光引發助劑可舉出例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸異戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N，N-二甲基對甲苯胺、4，4′-二(二甲基氨基)苯酮(通稱米蚩酮)、4，4′-二(二乙基氨基)苯酮、9，10-二甲氧基蒽、2-乙基-9，10-二甲氧基蒽、9，10-二乙氧基蒽、2-乙基-9，10-二乙氧基蒽等。該光引發助劑可單獨使用1種，也可2種以上組合使用。
本發明的光敏組合物中的(d)密合增強劑為具有含氮基的矽烷化合物，與該氮結合的氫在1個以下。
這類化合物可舉出例如作為仲胺或叔胺的胺類矽烷化合物、異氰酸酯類矽烷化合物、酮亞胺類矽烷化合物。通過使用這類化合物，可提高密合性。
上述胺類矽烷化合物可舉出例如下式所示的化合物， 式中，R1和R2表示氫或有機基團(但R1和R2至少1個表示有機基團)，R3、R4和R5相互獨立，表示碳原子數1～6的烷氧基或有機基團(但R3、R4和R5至少1個表示烷氧基)。另外，n為1～6的整數。
上述R1和R2表示的有機基團可舉出例如碳原子數1～10的一級或二級烷基、碳原子數3～7的環烷基、碳原子數6～10的芳基、碳原子數7～10的芳烷基等。具體可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、異丁基、2-甲基丁基、異戊基、異己基、異丙基、仲丁基、2-戊基、3-戊基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、1-萘基、2-萘基、苄基、α-苯乙基、β-苯乙基等。其中優選電子供給性基團，特別優選為苯基。
上述異氰酸酯類矽烷化合物可舉出例如下式所示化合物， 式中，R3、R4和R5同上所述。而n為1～6的整數。
上述酮亞胺類矽烷化合物可舉出例如下式所示化合物，
式中，R6和R7表示氫或有機基團，R3、R4和R5同上所述，而n為1～6的整數。
上述R6和R7所示有機基團可舉出例如碳原子數1～10的一級或二級烷基，碳原子數3～7的環烷基、碳原子數6～10的芳基、碳原子數7～10的芳烷基等。具體可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、異丁基、2-甲基丁基、異戊基、異己基、異丙基、仲丁基、2-戊基、3-戊基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、1-萘基、2-萘基、苄基、α-苯乙基、β-苯乙基等。
以光敏組合物總重量為基準，上述密合增強劑的配合範圍優選為10～10000ppm、更優選為5000～9000ppm。通過控制在該範圍內，能進一步提高粘合性。
為改善塗布性、調節粘度，本發明的光敏組合物中可配合有機溶劑。有機溶劑可舉出苯、甲苯、二甲苯、甲乙酮、丙酮、甲基異丁酮、環己酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、二乙二醇(diethylene glycol)、甘油、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、3-甲氧基丁基乙酸酯(MBA)、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯、碳酸甲酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸丁酯等。其中，3-甲氧基丁基乙酸酯，不僅對光敏組合物中的可溶成分顯示出優異的溶解性，而且可使顏料等不溶組分具備良好分散性，所以優選。
對有機溶劑的使用量沒有特別限定，但可根據塗膜厚度，以可塗布在基板等的濃度，適當設定。本發明的光敏組合物的粘度為5～100cp、優選為10～50cp、更優選為20～30cp。而固態成分濃度範圍為5～100質量％、優選為20～50質量％。
另外，本發明的光敏組合物中還可添加熱聚合抑制劑、消泡劑、表面活性劑等。它們既可單獨使用，也可多種並用。
上述熱聚合抑制劑可採用現有公知的物質，可舉出氫醌、氫醌單乙醚等。
上述消泡劑可採用現有公知的物質，可舉出矽(silicone)類、氟類化合物等。
上述表面活性劑可採用現有公知的物質，可舉出陰離子類、陽離子類、非離子類等的化合物。
光敏組合物的調製方法
本發明的光敏組合物可按照下述方法調製。
添加(a)著色劑、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合引發劑、(d)密合增強劑以及根據需要添加的有機添加劑等，用三輥式輥塗機、球磨機、砂磨機等攪拌機混合(分散、混煉)，用例如5μm的膜濾器過濾，調製光敏組合物。
遮光層(黑色矩陣)的形成方法
下面，作為使用本發明光敏組合物、形成遮光層的方法的一個實施方式，說明黑色矩陣形成方法的例子。
首先，將使用遮光劑作為著色劑的光敏組合物，採用輥塗機、逆塗料機、棒材塗布機等接觸轉印型塗布裝置，以及旋轉器(spinner)(旋轉塗布裝置)、簾式流動塗布機等非接觸型塗布裝置，塗布在基板上。基板使用具有透光性的基板，例如玻璃基板。
塗布上述光敏組合物之後，實施乾燥，除去溶劑。
然後，利用負型掩模，通過照射紫外線、受激準分子雷射等活化能線進行部分曝光。進行曝光時，可採用由高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙燈、碳弧燈等發出紫外線的光源。照射的能量線的能量根據光敏組合物的組成而異，優選為例如30～2000mJ/cm2左右。
用顯影液對曝光後的膜實施顯影，形成黑色矩陣。顯影方法沒有特別限定，可採用例如浸漬法、噴塗法等。也可採用預溼法。以提高形成圖像後顯影液的乾燥、抗蝕劑膜的固化等目的，也可採用預烘焙、後光固化等技術方案。顯影液的具體例可舉出單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有機顯影液，氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、銨、季銨鹽等水溶液。
濾色器的形成方法
同上所述地在上述形成有黑色矩陣的基板上塗布光敏樹脂組合物，並乾燥、曝光、顯影，在黑色矩陣的規定位置(開口部)形成圖案(條紋或點等)，從而形成規定顏色的著色層。例如，在製造紅(R)、綠(G)、藍(B)的RGB濾色器的情況下，使用含有R、G、B的各色著色劑的光敏樹脂組合物，反覆實施上述工序，形成3色的著色層。
根據上述方式，可形成濾色器。
實施例下面，通過實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限於下述
(樹脂合成例1)首先，根據日本特開2001-354735號公報所述方法合成下式(I)所示的化合物1。
即，在500ml的四口燒瓶中加入235g雙酚芴型環氧樹脂(環氧當量235)、110mg的四甲基氯化銨、100mg的2，6-二-叔丁基-4-甲基酚和72.0g丙烯酸，再一邊以25ml/分的速度吹入空氣，一邊在90～100℃下加熱溶解。然後，溶液保持在白色渾濁狀態下緩緩升溫，加熱到120℃，完全溶解。此後，溶液漸漸呈透明粘稠狀，在此狀態下繼續攪拌。在此期間，測量酸值，持續加熱攪拌直到小於1.0mg KOH/g為止。酸值達到目標值需要12小時。然後冷卻到室溫，得到無色透明固體狀態的式(III)所示的雙酚芴型環氧丙烯酸酯。
然後，向307.0g如上所得的雙酚芴型環氧丙烯酸酯中加入600g丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)，進行溶解後，混合80.5g二苯甲酮四酸二酐和1g溴化四乙基銨，緩慢升溫到110～115℃反應4小時。確認酸酐基團消失後，混合38.0g的1，2，3，6-四氫化鄰苯二甲酸酐，在90℃下反應6小時，得到上述式(I)所示的化合物1。通過IR光譜確認酸酐基團的消失。
該化合物1如式(I)所示化合物，其中的X為式(II)所示的基團，Y為從1，2，3，6-四氫化鄰苯二甲酸二酐中除去酸酐基團(-CO-O-CO-)之後的殘基，Z為從3，3′，4，4′-二苯甲酮四酸四酐中除去酸酐基團之後的殘基，且Y/Z的摩爾比為50.0/50.0。
以該化合物1為主光聚合性化合物，調製本發明的光敏組合物。
(實施例1)按照表1所示組成，調製光敏組合物。
表1

*1碳濃度20％，日本御國色素公司制*2調節至55％固態成分*3乙烯酮，1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯)-9H-咔唑-3-基]-，1-(O-乙醯肟)，Ciba Specialty Chemicals制*42-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丁烷-1酮，Ciba Geigy制關於實施例1～4和比較例1～5，用攪拌機將含有上述組分的混合物混合2小時，用5μm的膜濾器過濾，得到光敏組合物。
用旋塗器(TR25000日本東京應化株式會社)將所得光敏組合物塗布在厚度1mm的具有清潔表面的玻璃基板上，在90℃下乾燥2分鐘，形成乾燥膜厚度為1.2μm的光敏組合物薄膜(光敏層)。然後，利用負型掩模，有選擇地照射紫外線。曝光量為50mJ。然後，在25℃下，用0.5重量％的碳酸鈉水溶液進行60秒的噴射顯影，形成含有線寬10μm的布圖線的黑色矩陣。然後，用220℃-30分鐘循環式烘焙爐進行後烘焙。製成的各黑色矩陣的膜厚為1.0μm。
另外，關於製成的各黑色矩陣，用OD測量裝置D-200II(GretagMacbeth公司制)測量的OD值為3.5。
將如上所述得到的實施例1～4和比較例1～5的黑色矩陣在溫度120℃、溼度100％、氣壓2atm的條件下放置2小時，評價黑色矩陣是否存在剝離現象。該結果示於表1。
如上所述，根據實施例，黑色矩陣在溫度120℃、溼度100％、氣壓2atm的條件下都沒有產生剝離，密合性良好。反之，比較例則產生了剝離。另外，無論是實施例還是比較例，均確認沒有顯影殘留物。
使用形成有該黑色矩陣的濾色器製成液晶面板時，在嚴格條件下都沒有產生黑色矩陣的剝離，能防止液晶滲漏。因此，本發明可提供可靠性高的液晶面板。
另外，不是用黑色顏料，而是使用著色劑為紅色、綠色或藍色的的光敏組合物，能形成濾色器。這樣，當使用紅色、綠色或藍色的著色劑時，與遮光率高的黑色著色劑相比，提高了光敏性。因此，密合性也比使用黑色著色劑的製品的更高。所以，使用該光敏組合物可形成高密合性的濾色器，並能提供可靠性高的液晶面板。
權利要求
1.一種光敏組合物，其為含有(a)著色劑、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合引發劑以及(d)密合增強劑的含著色劑光敏組合物，其中，所述(d)密合增強劑為具有含氮基的矽烷化合物，與該氮結合的氫在1個以下。
2.如權利要求1所述的光敏組合物，其特徵在於所述密合增強劑含有選自仲胺或叔胺的胺類矽烷化合物、酮亞胺類矽烷化合物和異氰酸酯類矽烷化合物的至少一種。
3.如權利要求2所述的光敏組合物，其特徵在於所述胺類矽烷化合物為下式所示的化合物， 式中，R1和R2表示氫或有機基團，但R1和R2至少1個表示有機基團，R3、R4和R5相互獨立，表示碳原子數1～6的烷氧基或有機基團，但R3、R4和R5的至少1個表示烷氧基，n表示1～6的整數。
4.如權利要求3所述的光敏組合物，其特徵在於所述R1和R2為有機基團。
5.如權利要求3或4所述的光敏組合物，其特徵在於所述R1和R2至少任一個為電子供給性基團。
6.如權利要求3所述的光敏組合物，其特徵在於所述R1和R2至少任一個為苯基。
7.如權利要求2所述的光敏組合物，其特徵在於所述酮亞胺類矽烷化合物為下式所示的化合物， 式中，R6和R7表示氫或有機基團，R3、R4和R5相互獨立，表示碳原子數1～6的烷氧基或有機基團，但R3、R4和R5的至少1個表示烷氧基，n表示1～6的整數。
8.如權利要求2所述的光敏組合物，其特徵在於所述異氰酸酯類矽烷化合物為下式所示的化合物， 式中，R3、R4和R5相互獨立，表示碳原子數1～6的烷氧基或有機基團，但R3、R4和R5的至少1個表示烷氧基，n表示1～6的整數。
9.如權利要求1所述的光敏組合物，其特徵在於所述(a)著色劑為遮光劑。
10.一種濾色器，其特徵在於具有用權利要求1所述光敏組合物形成的著色層。
全文摘要
本發明涉及一種能形成高密合性的高品質黑色矩陣和/或著色層的光敏組合物，以及用該光敏組合物形成的濾色器。該光敏組合物為含有(a)著色劑、(b)光聚合性化合物、(c)光聚合引發劑和(d)密合增強劑的含著色劑光敏組合物，上述(d)密合增強劑為具有含氮基的矽烷化合物，與該氮結合的氫在1個以下。
文檔編號G02B5/22GK1869816SQ200610080918
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月22日 優先權日2005年5月24日
發明者近藤滿, 信太勝, 大西啟之, 內河喜代司 申請人:東京應化工業株式會社