著色組合物以及使用了該著色組合物的濾色器的製作方法

2023-07-31 16:13:21

專利名稱：著色組合物以及使用了該著色組合物的濾色器的製作方法
技術領域：
本發明涉及在用於彩色液晶顯示裝置及彩色顯像管元件等的濾色器的製造中使用的著色組合物以及使用該著色組合物形成的濾色器。
背景技術：
液晶顯示裝置近年來由於其薄型的緣故所帯來的省空間性和輕量性、以及省電性等受到好評。因此，最近含有液晶顯示裝置的電視機顯像管的普及迅速發展。液晶顯示裝置例如含有一對偏振片和被這ー對偏振片夾持著的液晶層。液晶顯示裝置中，對透過其中一個偏振片的偏振光的狀態進行控制，從而對透過另ー個偏振片的光量進行控制。
液晶顯示裝置的顯示模式有VA(垂直取向,Vertically Aligned)模式、IPS(面內切換，In-Plane Switching)模式以及TN(扭轉向列，Twisted Nematic)模式。其中TN模式成為主流。液晶顯示裝置通過在偏振片之間設置濾色器，可以進行彩色顯示。彩色液晶顯示裝置近年來被用於電視機顯像管及個人電腦的監視器等中。為此，對於濾色器，對液晶顯示裝置的高亮度化、高對比度化以及高色品(章度)化所需的性能的提高、例如對透射率的提高的要求變高。濾色器具有在玻璃等透明基板的表面上配置有色相不同的2種以上的濾波器節(filter segment,濾色區域)的結構。該結構例如是微細的帶(條)狀的濾波器節平行或交叉地配置的結構或者是微細的濾波器節以一定的排列配置的結構。各濾波器節為數ym 數百μm的微細程度。這些濾波器節按每種色相以規定的排列整齊地配置。

發明內容
本發明的目的在於提供對濾色器或其製造中使用的著色組合物的性能提高有利的技術。本發明人們反覆進行了深入研究，結果發現下述濾色器用著色組合物的保存穩定性優異、也沒有塗膜上的異物產生、與玻璃等透明基板之間具有牢固的密合性、顯影性良好、且可以抑制顯影后的基板上的非像素部上的著色組合物等殘渣的產生，該濾色器用著色組合物含有通過使側鏈上具有陽離子性基團的樹脂和陰離子性染料發生反應而獲得的作為著色劑的成鹽化合物、和具有酸性基團的多官能単體。這樣，根據該發現，完成了以下第I方面及第2方面的發明。即本發明的第I方面涉及ー種濾色器用著色組合物，其含有著色劑、樹脂、単體和有機溶劑，上述著色劑包含通過含有陽離子性基團作為側鏈的樹脂和陰離子性染料的反應得到的成鹽化合物，上述単體包含具有酸性基團的多官能単體。上述具有陽離子性基團作為側鏈的樹脂可以是含有由通式(I)所示的結構單元的こ稀基系樹脂。
通式(I)婦式⑴
R19-N-R21
R20 Y-(式中，R1表示氫原子、或者取代或未取代的烷基，R19 R21各自獨立地表示氫原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的鏈烯基、或者取代或未取代的芳基，R19 R21中的2個可以相互鍵合形成環，Q1表示亞烷基、亞芳基、-C0NH-R」-或者-C00-R」-，R」表示亞烷基， Y_表示無機或者有機的陰離子。)上述酸性基團可以是羧基。上述濾色器用著色組合物可以進一歩含有光聚合弓I發劑。上述樹脂可以含有鹼可溶性感光性樹脂。另外，本發明的第2方面涉及ー種濾色器，其在基板上具備由上述濾色器用著色組合物形成的濾波器節。另外，本發明人們反覆進行深入研究的結果發現，通過使用由咕噸系鹼性染料和咕噸系酸性染料形成的成鹽產物，高亮度和寬區域內的顔色再現成為可能，而且可以實現優異的耐受性。這樣，根據該發現，完成了以下第3方面及第4方面的發明。即本發明的第3方面涉及ー種感光性著色組合物，其含有著色劑、樹脂、単體和光聚合引發劑，上述単體含有具有酸性基團的多官能単體，上述単體的含量相對於感光性著色組合物的不揮發成分100質量份為20 50質量份，上述光聚合引發劑含有苯こ酮系化合物和醯基膦氧化物系化合物，苯こ酮系化合物與醯基膦氧化物系化合物的質量比(苯こ酮系化合物/醯基膦氧化物系化合物)在60/40 90/10的範圍內。上述苯こ酮系化合物的含量與上述醯基膦氧化物系化合物的含量之和可以相對於上述不揮發成分100質量份為3 20質量份。上述多官能單體在全部單體中所佔的比例可以是30 60質量份。上述多官能単體可以是由通式(3)所示的化合物。(H2C = C (R10) COO) n_X_ (0C0CH (R10) CH2S (Rn) C00H)。 通式(3)(式中，Rltl表示氫原子或者甲基，R11表示碳原子數為I 12的烴基，X表示(η+ο)價的碳原子數為3 60的有機基團，η表示2 18的整數、ο表示I 3的整數。)另外，本發明的第4方面涉及ー種濾色器，其具備由上述感光性著色組合物形成的濾波器節。進而，本發明人們反覆進行深入研究的結果發現，作為同時解決在製造更高透射性且高濃度的濾色器時所產生的顯影后的基板上的非著墨部上著色組合物的殘留(顯影殘渣)、著墨部上附著的未溶解剝離片等異物、著墨部的圖案剝離或缺失所導致的著墨缺陷、以及後烘烤等燒成エ序中的黃變這些全部問題的手段，對於濾色器用著色組合物，使鹼可溶性感光性樹脂和具有酸性基團的多官能単體的配合量相對於樹脂和多官能単體的合計在規定的範圍內、並使抗氧化劑的配合量相對於濾色器用著色組合物的不揮發成分在規定的範圍內是有效的。這樣，根據該發現，完成了以下第5方面及第6方面的發明。即本發明的第5方面涉及ー種濾色器用著色組合物，其含有著色劑、樹脂、単體、光聚合引發劑、溶劑和抗氧化劑，樹脂含有選自鹼可溶性感光性樹脂成分及鹼可溶性非感光性樹脂成分中的至少ー種，単體含有具有酸性基團的多官能単體，鹼可溶性感光性樹脂成分的含量和具有酸性基團的多官能単體的含量之和相對於樹脂的含量和多官能単體的含量的合計100質量份為20 70質量份，抗氧化劑的含量相對於濾色器用著色組合物的不揮發成分100質量份為O. I 5質量份。上述濾色器用著色組合物的不揮發成分中，上述鹼可溶性感光性樹脂成分及上述多官能單體中所含的烯鍵的質量摩爾濃度可以為2. 00X10_3mol/g 2. 75 X 10_3mol/g，上述樹脂的不揮發成分的酸值和上述単體的不揮發成分酸值之和與上述不揮發成分的質量之比可以為8. O 40. 0mgK0H/g。上述鹼可溶性感光性樹脂成分及上述鹼可溶性非感光性樹脂成分的至少ー種可以分別含有2. O 60質量份的第I重複單元、2. O 80質量份的第2重複單元以及2. O 30質量份的第3重複單元，上述第I重複單元可以含有羧基，上述第2重複單元可以具有選自由通式(12)及(13)所示的芳香族環基團中的至少I種環狀結構，通式(12):
權利要求
1. ー種著色組合物，其含有著色劑、樹脂和単體，其中， 所述單體含有具有酸性基團的多官能単體， 所述著色組合物滿足以下的(I) (3)的任ー個要件 (1)進ー步含有有機溶剤， 所述著色劑含有通過使含有陽離子性基團作為側鏈的樹脂和陰離子性染料的反應獲得的成鹽化合物； (2)進ー步含有光聚合引發劑， 所述單體的含量相對於著色組合物的不揮發成分100質量份為20 50質量份， 所述光聚合引發劑含有苯こ酮系化合物及醯基膦氧化物系化合物，苯こ酮系化合物與醯基膦氧化物系化合物的質量比即苯こ酮系化合物/醯基膦氧化物系化合物在60/40 90/10的範圍內； (3)進ー步含有光聚合引發劑、溶劑和抗氧化劑， 所述樹脂含有選自鹼可溶性感光性樹脂成分及鹼可溶性非感光性樹脂成分中的至少I種， 所述單體含有具有酸性基團的多官能単體， 所述鹼可溶性感光性樹脂成分的含量和所述具有酸性基團的多官能単體的含量的合計相對於所述樹脂的含量和所述多官能単體的含量的合計100質量份為20 70質量份，所述抗氧化劑的含量相對於所述著色組合物的不揮發成分100質量份為O. I 5質量份。
2.根據權利要求I所述的著色組合物，其中， 所述著色組合物滿足所述(I)的要件， 所述具有陽離子性基團作為側鏈的樹脂為含有由通式(I)所示的結構單元的こ烯基系樹脂
3.根據權利要求2所述的著色組合物，其中，所述酸性基團為羧基。
4.根據權利要求2所述的著色組合物，其中，進ー步含有光聚合引發劑。
5.根據權利要求2所述的著色組合物，其中，所述樹脂含有鹼可溶性感光性樹脂。
6.根據權利要求I所述的著色組合物，其中， 所述著色組合物滿足所述(2)的要件， 所述苯こ酮系化合物的含量和所述醯基膦氧化物系化合物的含量之和相對於所述不揮發成分100質量份為3 20質量份。
7.根據權利要求6所述的著色組合物，其中，所述多官能単體在全部單體中所佔的比例為30 60質量份。
8.根據權利要求6所述的著色組合物，其中，所述多官能單體是由通式(3)所示的化合物， 式中，Rki表示氫原子或者甲基，Rn表示碳原子數為I 12的烴基，X表示(n+o)價的碳原子數為3 60的有機基團，η表示2 18的整數，ο表示I 3的整數。
9.根據權利要求I所述的著色組合物，其中， 所述著色組合物滿足所述(3)的要件， 所述著色組合物的不揮發成分中的所述鹼可溶性感光性樹脂成分及所述多官能単體中所含的烯鍵的質量摩爾濃度為2. OOX 10_3mol/g 2. 75X 10_3mol/g，所述樹脂的不揮發成分酸值和所述單體的不揮發成分酸值的合計與所述不揮發成分的質量之比為8. O 40.0mgK0H/g。
10.根據權利要求9所述的著色組合物，其中， 所述鹼可溶性感光性樹脂成分及所述鹼可溶性非感光性樹脂成分的至少I個含有2.O 60質量份的第I重複單元、2. O 80質量份的第2重複單元以及2. O 30質量份的第3重複單元， 所述第I重複單元含有羧基， 所述第2重複單元具有選自由通式(12)及(13)所示的芳香族環基團中的至少ー種環狀結構，
11.根據權利要求9所述的著色組合物，其中，所述抗氧化劑含有受阻酚系抗氧化劑。
12.一種濾色器，其具備基板和在所述基板的至少I個主面上設置的由權利要求I 11任一項所述的著色組合物形成的濾波器節。
13.根據權利要求12所述的濾色器，其中，所述基板是薄膜電晶體(TFT)方式彩色液晶顯示裝置的驅動用基板。
全文摘要
本發明提供著色組合物以及使用該著色組合物形成的濾色器。根據一個實施形態，提供一種含有著色劑、樹脂、單體和有機溶劑的著色組合物。單體含有具有酸性基團的多官能單體。著色劑含有通過含有陽離子性基團作為側鏈的樹脂和陰離子性染料的反應獲得的成鹽化合物。
文檔編號G02F1/1335GK102736414SQ20121009328
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者佐佐木正博, 北村健一, 和久壽男, 宮川章乃, 山田和則, 常川新司, 齋藤悠生, 水島克彥, 港浩一, 牧內俊尚, 狩野貴志 申請人:東洋油墨Sc控股株式會社, 東洋科美株式會社