CN110068987A - 彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物 - Google Patents

彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于实现在以彩色滤光片用颜料分散组合物为基础制备彩色滤光片用抗蚀剂组合物时，提高该彩色滤光片用抗蚀剂组合物的粘度稳定性、PGMEA再溶解性及显影液溶解性。具体而言，在于提供一种彩色滤光片用颜料分散组合物，其含有着色颜料、颜料分散助剂、碱可溶性树脂及有机溶剂，该碱可溶性树脂含有嵌段聚合物。

Description

彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物
技术领域
本发明涉及彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物。
背景技术
近年来，高色再现用途的彩色滤光片的开发更加先进化，与其相伴彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物所追求的必需性能也变得严格。在追求作为最终产品的彩色滤光片的品质同时包含大量抗蚀剂中的颜料分散组合物，工序性方面的要求也变得更难。
尤其是，在丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)中的再溶解性提高时，与在碱显影液中溶解性提高的相反的性能并存变得困难。
专利文献1：日本特开2017-142475号公报
发明内容
本发明所要解决的课题在于实现在以彩色滤光片用颜料分散组合物为基础制备彩色滤光片用抗蚀剂组合物时，提高该彩色滤光片用抗蚀剂组合物的粘度稳定性、PGMEA再溶解性及显影液溶解性。
为了解决上述课题，本发明研究了彩色滤光片用颜料分散组合物所含有的碱可溶性树脂。
因此，本发明由以下组合物构成。
1.一种彩色滤光片用颜料分散组合物，其含有着色颜料、颜料分散助剂、碱可溶性树脂及有机溶剂，其特征在于，该碱可溶性树脂含有嵌段聚合物。
2.根据1所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，含有光聚合性化合物。
3.根据1或2所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，相对于着色颜料含有1～200质量％的嵌段聚合物。
4.根据1～3中任一项所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，嵌段聚合物通过活性聚合而合成。
5.根据1～4中任一项所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，在嵌段聚合物的分子中，碱可溶性的部位被局部化。
6.根据1～5中任一项所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，嵌段聚合物的酸值为5～250mgKOH/g。
7.一种彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物，其特征在于，含有1～6中任一项的彩色滤光片用颜料分散组合物。
根据本发明可实现在以彩色滤光片用颜料分散组合物为基础制备彩色滤光片用抗蚀剂组合物时，提高该彩色滤光片用抗蚀剂组合物的粘度稳定性、PGMEA再溶解性及显影液溶解性。
具体实施方式
以下，对本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物进行详细说明。
本发明为主要涉及显示装置用的彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物的发明，作为该彩色滤光片用颜料分散组合物，可为并非抗蚀剂的组合物。
无论何种，本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物及彩色滤光片用抗蚀剂组合物为主要用于显示装置的彩色滤光片的组合物，作为由其带来的效果，在制备彩色滤光片用抗蚀剂组合物时，可实现该彩色滤光片用抗蚀剂组合物的粘度稳定性、PGMEA再溶解性及碱显影液溶解性的提高。
PGMEA再溶解性不佳时，用涂布机涂布抗蚀剂液后可能产生干燥膜，不易再溶解于PGMEA时，在其后的处理时干燥膜可能会成为异物，碱显影液的溶解性不佳时，即相对于碱显影液的涂膜的溶解性低或者涂膜不溶解而剥离时，碱显影时直线性优异的图案化有可能变得困难。
本发明为彩色滤光片用颜料分散组合物以及相对于该彩色滤光片用颜料分散组合物配合了碱可溶性树脂、光聚合性化合物等而成的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物。
且，彩色滤光片用颜料分散组合物包含光固化型和不为光固化型的颜料分散组合物。
[A.彩色滤光片用颜料分散组合物的组成]
本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物主要由着色颜料、颜料分散助剂、碱可溶性树脂及有机溶剂构成，作为碱可溶性树脂，可含有嵌段共聚物。
(着色颜料)
作为可使用的着色颜料，有蓝色颜料、绿色颜料、红色颜料、黄色颜料、紫色颜料、橙色颜料、棕色颜料等各种颜料。另外，作为其结构，除偶氮类、酞菁类、喹吖啶酮类、苯并咪唑酮类、异吲哚啉酮类、二恶嗪类、阴丹士林类、苝类等有机颜料以外，还可利用硫酸钡、硫酸铅、氧化钛、铬黄、氧化铁红、氧化铬等的无机颜料等。
上述颜料的例子如下所示。
作为红色颜料，为C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48：1、48：2、48：3、48：4、49、49：1、49：2、50：1、52：1、52：2、53、53：1、53：2、53：3、57、57：1、57：2、58：4、60、63、63：1、63：2、64、64：1、68、69、81、81：1、81：2、81：3、81：4、83、88、90：1、97、101、101：1、104、108、108：1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、184、185、187、188、190、192、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、215、216、217、220、221、223、224、226、227、228、230、231、232、233、235、236、237、238、239、240、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276中的一种以上。
作为蓝色颜料，可列举C.I.颜料蓝1、1：2、9、14、15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、17、19、22、25、27、28、29、33、35、36、56、56：1、60、61、61：1、62、63、64、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79。其中，优选C.I.颜料蓝15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6中的一种以上。
作为绿色颜料，为C.I.颜料绿1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55中的一种以上。
作为黄色颜料，为C.I.颜料黄1、1：1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、20、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62：1、63、65、73、74、75、81、83、86、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、125、126、127、127：1、128、129、133、134、136、137、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191：1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208中的一种以上。
作为橙色颜料，为C.I.颜料橙1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、51、55、59、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79中的一种以上。
作为紫色颜料，为C.I.颜料紫1、1：1、2、2：2、3、3：1、3：3、5、5：1、14、15、16、19、23、25、27、29、30、31、32、37、39、40、42、44、47、49、50中的一种以上。
为了给本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物赋予高明度、对比度，作为上述的各着色颜料，优选使用微粒化处理的颜料。通过进行微粒化处理，可使着色颜料的一次粒径更加微细且均匀。
作为上述微粒化处理，例如优选进行如下所述的微粒化处理：将包含未处理着色颜料、水溶性的无机盐(为氯化钠、氯化钡、氯化钾等，优选氯化钠，作为所使用的水溶性无机盐的平均粒径优选50μm以下)及实质上不溶解上述水溶性无机盐的水溶性分散介质(烷氧基醇类、二元醇类、醚类等)的混合物通过捏合机、辊磨机、球磨机、磨碎机(attritor)、砂磨机、日本特开2006-192385号公报记载的作为行星式搅拌机(planetary mixer)的株式会社井上制作所制的TRI-MIX(商标名)、作为连续式单轴混炼机的浅田铁工株式会社制的miracleKCK等的混炼装置进行混炼后，进行除去上述水溶性无机盐及上述水溶性分散介质的盐磨处理。
进而，根据可抑制着色颜料的晶体生长而均匀地微细化的观点，优选在后述的颜料分散助剂的存在下进行微粒化处理。此时的颜料分散助剂的使用量相对于着色颜料100质量份为0.5～30质量份，优选3～10质量份。
(颜料分散助剂)
作为用于本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物的颜料分散助剂，优选在与C.I.颜料蓝15：6(ε酞菁铜颜料)具有相同或类似的分子结构的基本骨架上导入可提高与有机溶剂的亲和性的酸性基团，从而制成具有酸性基团的颜料分散剂的颜料分散助剂。这样的颜料分散助剂在颜料的微粒化、分散的工序中，由于基本骨架的部分吸附于颜料表面，且酸性基团可提高与有机溶剂、颜料分散剂的亲和力，故而具有使颜料分散时的微细化、分散后的经时分散稳定性等提高的效果。另外，颜料分散助剂自身在有机溶剂中为溶解或以微粒分散的状态，由于可在颜料表面的更大范围内进行吸附，故而进一步优选。
其中，作为酸性基团使用具有磺酸基的颜料分散助剂等时，可得到良好的结果。
在本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物中，具有酸性基团的颜料分散助剂的使用量相对于着色颜料100质量份为0.5～30质量份。当上述具有酸性基团的颜料分散助剂的含量少于0.5质量份时，颜料分散效果降低，另一方面，当超过30质量份时，颜料分散效果并不进一步提高。
上述具有酸性基团的颜料分散助剂例如如下所示：
(1)使用在不存在具有酸性基团的颜料分散助剂的情况下进行微粒化处理的着色颜料时，在经微粒化处理的着色颜料分散时，相对于着色颜料100质量份，使用具有酸性基团的颜料分散助剂0.5～30质量份，优选3～15质量份。
(2)使用在具有酸性基团的颜料分散助剂的存在下进行微粒化处理的着色颜料时，着色颜料在微粒化处理时，相对于着色颜料100质量份使用颜料分散助剂0.5～30质量份，优选3～15质量份，经微粒化处理的着色颜料在分散时，相对于着色颜料100质量份使用具有酸性基团的颜料分散助剂0～29.5质量份，优选0～12质量份。
且，在微粒化处理时所使用的具有酸性基团的颜料分散助剂的使用量与经微粒化处理的着色颜料在颜料分散时所使用的具有酸性基团的颜料分散助剂的使用量的总和相对于着色颜料100质量份，具有酸性基团的颜料分散助剂为0.5～30质量份，优选3～15质量份。
更具体而言，作为具有酸性基团的颜料分散助剂，对使用具有磺酸基的颜料分散助剂的情况进行说明。
作为蓝色颜料使C.I.颜料蓝15：6分散时，如上所述，将与作为ε酞菁铜颜料的C.I.颜料蓝15：6为相同骨架的具有蒽醌骨架的颜料及/或色素的磺化物作为颜料分散助剂。
(高分子颜料分散剂)
在本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物中可配合高分子颜料分散剂。作为这样的高分子颜料分散剂，可使用以往在彩色滤光片领域中所使用的具有碱性基团的高分子颜料分散剂。
在本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物中，使用高分子颜料分散剂时的使用量相对于着色颜料100质量份，优选1～100质量份，更优选1～60质量份。当上述高分子颜料分散剂的含量少于1质量份时，有时颜料分散效果会降低，另一方面，当超过100质量份时有显影性降低等的可能性。
作为具有碱性基团的高分子颜料分散剂，例如可列举以下物质。
(1)聚胺化合物(例如聚烯丙胺、聚乙烯胺、聚乙烯聚亚胺等的聚(低级)亚烷基胺等)的氨基及/或亚氨基与选自具有游离羧基的聚酯、聚酰胺及聚酯酰胺中的至少1种的反应生成物。
(2)在分子内分别具有至少1个选自聚酯侧链、聚醚侧链及聚丙烯侧链中至少1种的侧链与碱性含氮基团的碳化二亚胺类化合物。
(3)聚(低级)亚烷基亚胺、甲基亚氨基双丙基胺等的低分子氨化合物与具有游离羧基的聚酯的反应生成物。
(4)使聚异氰酸酯化合物的异氰酸酯基依次与甲氧基聚乙二醇等的醇类、己内酯聚酯等具有1个羟基的聚酯类、具有2～3个异氰酸酯基反应性官能团的化合物、具有异氰酸酯基反应性官能团和叔氨基的脂肪族或杂环式烃化合物反应而得的反应生成物。
(5)使具有醇性羟基的丙烯酸酯的聚合物与聚异氰酸酯化合物以及具有氨基的烃化合物反应的反应生成物。
(6)使低分子氨化合物加成聚醚链而得的反应生成物。
(7)使具有异氰酸酯基的化合物与具有氨基的化合物反应而得的反应生成物。
(8)使聚环氧化合物与具有游离羧基的线状聚合物及具有1个仲氨基的有机胺化合物反应的反应生成物。
(9)在单侧末端具有可与氨基反应的官能团的聚碳酸酯化合物与聚胺化合物的反应生成物。
(10)选自甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、丙基丙烯酸甲酯、丁基丙烯酸甲酯、硬脂基丙烯酸甲酯、苄基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、丙基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、硬脂基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯等的丙烯酸甲酯或丙烯酸酯中的至少1种与丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基酰胺、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、具有氨基和聚己内酯骨架的单体等的含碱性基团的聚合性单体中的至少1种以及苯乙烯、苯乙烯衍生物、其它的聚合性单体中的至少1种的共聚物。
(11)由叔氨基、季铵碱等具有碱性基团的嵌段与不具有碱性官能团的嵌段所构成的丙烯酸类嵌段共聚物等。
(12)使聚烯丙胺与聚碳酸酯化合物进行迈克尔加成反应而得的颜料分散剂。
(13)分别具有至少一个聚丁二烯链和碱性含氮基团的碳化二亚胺类化合物。
(14)在分子内分别具有至少1个具有酰胺基的侧链和碱性含氮基团的碳化二亚胺类化合物。
(15)具有含有环氧乙烷链和环氧丙烷链的构成单元且具有通过季铵化剂而季铵化的氨基的聚氨酯类化合物。
(16)如下化合物：使分子内具有异氰尿酸酯环的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基与分子内具有活性氢基且具有咔唑环及/或偶氮苯骨架的化合物的活性氢基反应而得，相对于该化合物的分子内来自具有异氰尿酸酯环的异氰酸酯化合物的异氰酸酯基和通过异氰酸酯基与活性氢基反应所生成的氨基甲酸酯键及尿素键的总量，咔唑环和偶氮苯骨架的数目为15～85％，等。
(碱可溶性树脂)
在本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物中配合碱可溶性树脂。作为这样的树脂，相对于颜料作为粘合剂来发挥作用，且在制造彩色滤光片时相对于在其显影处理工序中所用的显影液，特别优选相对于碱显影液具有可溶性。
作为这样的碱可溶性树脂，需要为嵌段共聚物。通过采用嵌段共聚物，与其他共聚物相比，颜料分散能力提高，可赋予在PGMEA或碱显影液中的溶解性。
在该嵌段共聚物中，优选具有羧基的嵌段共聚物，特别优选具有由具有1个以上羧基的乙烯性不饱和单体构成的嵌段的嵌段共聚物以及由其他可共聚的乙烯性不饱和单体构成的嵌段的嵌段共聚物。
作为这样的嵌段共聚物，没有特别限定，可使用以往使用的嵌段共聚物。其中，具体而言，可列举丙烯酸、甲基丙烯酸等具有羧基的乙烯性不饱和单体与选自和具有羧基的乙烯性不饱和单体可共聚的苯乙烯、2-羟基乙基丙烯酸酯、2-羟基乙基丙烯酸甲酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、苄基丙烯酸酯、苄基丙烯酸甲酯、环己基丙烯酸酯、环己基丙烯酸甲酯、甘油基单丙烯酸酯、甘油基丙烯酸甲酯、N-苯基马来酰亚胺、聚苯乙烯大分子单体、聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体、碳酰环氧基二丙烯酸酯等的单体、低聚物类中的至少1种的乙烯性不饱和单体的共聚物。其中，优选不使用N-乙烯基吡咯烷酮、含硫元素的单体。
作为嵌段共聚物，可采用活性自由基聚合、阴离子聚合所合成的嵌段树脂。
另外，嵌段共聚物的一部分的嵌段部分可由无规共聚物构成。
另外，该碱可溶性树脂还可具有光聚合性官能团。
作为本发明中的碱可溶性树脂的酸值，从显影特性的方面来看优选5～250mgKOH/g，进一步优选10～200mgKOH/g，更优选60～150mgKOH/g。且，在本发明中上述酸值为理论酸值，为基于具有羧基的乙烯性不饱和单体与其含量算术求得的值。
此外，通常从显影特性、在有机溶剂中的溶解性的方面来看，本发明中的碱可溶性树脂的重均分子量优选1，000～100，000，进一步优选3，000～50，000，更优选7，000～20，000。且在本发明中，上述碱可溶性树脂的重均分子量为基于GPC得到的聚苯乙烯换算的重均分子量。在本发明中，作为装置使用Water 2690(沃特世公司制)、作为色谱柱使用PLgel 5μmMIXED-D(Agilent Technologies公司制)。
本发明中的碱可溶性树脂的使用量相对于所使用的着色颜料100质量份，优选1～200质量份，进一步优选10～150质量份。此时，碱可溶性树脂的使用量小于1质量份时，具有显影特性降低的可能性。另一方面，当超过200质量份时，由于着色剂浓度会相对地降低，所以具有作为薄膜难以达到目标色密度的可能性。
另外，作为碱可溶性树脂，不含有伯氨基、仲氨基及叔氨基的任何氨基，进一步优选也不含有季铵基。进一步更优选不具有碱性基团。
且，在不损害本发明所带来的效果的范围内，还可配合具有嵌段共聚物以外的结构的碱可溶性树脂。
(其他树脂)
作为用于本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物的树脂，可使用在可见光区域的400～700nm的全波长区域中透射率为80％以上、优选95％以上的树脂。作为这些树脂，可使用热固化性树脂、热塑性树脂、碱可溶性树脂及下述的光聚合性化合物。
这样的树脂相对于彩色滤光片用颜料分散组合物的总固体成分，以质量分率计所使用的树脂的总量优选5～94质量％、更优选20～50质量％的范围。
作为热固化性树脂、热塑性树脂，例如可列举丁醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯类树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、醇酸树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶类树脂、环化橡胶、环氧树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚酰亚胺树脂、苯并胍胺树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂等。
且，根据情况在彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物的项目中，还可配合后述的光聚合性树脂。
(有机溶剂)
作为用于本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物的有机溶剂，可适合地使用以往在液晶彩色滤光片抗蚀剂的领域中所使用的有机溶剂。具体而言，为在常压(1.013×102kPa)下的沸点为100～220℃的酯类有机溶剂、醚类有机溶剂、醚酯类有机溶剂、酮类有机溶剂、芳香族烃类有机溶剂、含氮类有机溶剂等。当大量含有沸点超过220℃的有机溶剂时，在将涂布彩色滤光片用颜料分散组合物或含有该组合物的组合物而成的涂膜预烘时，有机溶剂无法充分蒸发而残留于干燥涂膜内，从而有干燥涂膜的耐热性降低的可能性。此外，当大量含有沸点小于100℃的有机溶剂时，难以无斑驳且均匀地涂布，从而存在无法得到表面平滑性优异的涂膜的可能性。
作为用于本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物的有机溶剂，具体而言，可例示乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单异丙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚等的醚类有机溶剂；乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯等的醚酯类有机溶剂；甲基异丁基酮、环己酮、2-庚酮、δ-丁内酯等的酮类有机溶剂；2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、甲酸n-戊酯等的酯类有机溶剂；甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等的醇类溶剂；N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等的含氮类有机溶剂等。这些可单独或2种以上混合使用。
在这些有机溶剂中，在溶解性、分散性、涂布性等方面，优选二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、2-庚酮、2-羟基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、甲酸n-戊酯等，更优选丙二醇单甲基醚乙酸酯。
(硫酸钡)
为了提高本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物的耐热性(亮度)，可使用一次粒径为5～20nm的硫酸钡。
硫酸钡的使用量相对于着色颜料100质量份为0～25质量份，优选在5～20质量份的范围内使用。
上述硫酸钡在微粒化处理的着色颜料的分散时或分散后来使用。
本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物主要由着色颜料、颜料分散助剂、树脂及有机溶剂构成，上述成分合计在彩色滤光片用颜料分散组合物中占90～100质量％。而且，可进一步添加高分子颜料分散剂，作为这样的高分子颜料分散剂，可采用前述的任意物质。
另外，也可将本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物以不具有光固化性的状态用作抗蚀剂用组合物。
(可根据需要添加的添加剂)
按照彩色滤光片用颜料分散组合物的制造方法，可适当使用光聚合引发剂、热阻聚剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等的各种添加剂。作为上述光聚合引发剂，例如可列举后述物质。
(本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物的制造方法)
对使用以上原料来制造彩色滤光片用颜料分散组合物的方法进行说明。且，在不是光固化性的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物的情况下，不需要配合光聚合性化合物。
因此，首先如下所述制备颜料分散组合物。
得到由在颜料分散助剂的存在下或非存在下经微粒化处理的颜料、树脂、根据需要的高分子颜料分散剂、有机溶剂、硫酸钡、进一步根据需要的其他添加剂构成的混合物。将所得到的混合物使用辊磨机、捏合机、高速搅拌装置、珠磨机、球磨机、砂磨机、超声波分散机、高压分散机等的各种分散机进行混炼、分散处理，得到颜料分散组合物。
合用多种颜料时，可采用以下的方法。
(1)预先得到各个颜料的颜料分散组合物，将上述颜料分散组合物以任意比率混合，其后根据需要加入树脂、硫酸钡、有机溶剂、其他的添加剂，从而制造本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物。
(2)预先经过在如上所述制造的颜料分散组合物中根据需要混合补色颜料使其成为规定比例的工序，其后根据需要加入树脂、硫酸钡、有机溶剂、其他的添加剂，从而制造颜料分散组合物，关于具有其他颜料的颜料分散组合物，也同样地经过制造颜料分散组合物后将其混合的工序来制造本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物。
另外，在通过(1)及(2)得到的彩色滤光片用颜料分散组合物中，也可根据需要加入树脂、硫酸钡、有机溶剂、其他的添加剂来制备彩色滤光片用颜料分散组合物。
接着，在制备的彩色滤光片用颜料分散组合物中相对于含有的颜料混合补色颜料使其成为规定的比例，从而得到彩色滤光片用颜料分散组合物。
上述(1)、(2)的制造方法中，使用在具有酸性基团的颜料分散助剂的存在下经微粒化处理的微粒化颜料时，微粒化颜料在分散时也可不使其含有具有酸性基团的颜料分散助剂来制造。
另外，在上述(1)、(2)的制造方法中，树脂、硫酸钡可在颜料分散组合物的制作时及/或制作颜料分散组合物后加入。
另外，在上述(1)、(2)的制造方法中，从可得到高着色力及高亮度的观点出发，优选使用在具有酸性基团的颜料分散助剂的存在下经微粒化处理的颜料。
目前，作为利用彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物来制造彩色滤光片的方法，主要为使用光固化性组合物的光抗蚀剂法，以下，分为光抗蚀剂法使用的彩色滤光片用光固化性颜料分散组合物以及与上述不同的非光固化性的彩色滤光片用颜料分散组合物，对于其各自含有的成分等在以下进行说明。
这样的树脂相对于彩色滤光片用颜料分散组合物的总固体成分，以质量分率计使用的树脂的合计量优选5～94质量％、更优选20～50质量％的范围。
[B.彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为光固化性的情况]
接着，对本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为光固化性的情况进行说明。
本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为光固化性时，其组合物具有活性能量线固化性且为可进行碱显影的抗蚀剂组合物，主要由颜料、颜料分散助剂、树脂及有机溶剂构成，包含硫酸钡、作为所述树脂的光聚合性化合物，进一步可包含碱可溶性树脂。
作为颜料、颜料分散助剂、高分子颜料分散剂、光聚合性化合物以外的树脂、硫酸钡及有机溶剂的种类、配合量，按照上述彩色滤光片用颜料分散组合物的说明来使用。
且，关于有机溶剂，从上述碱可溶性树脂的溶解性、着色颜料的分散性、涂布性等观点出发，优选在本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物中含有50质量％以上，更优选70质量％以上。
(光聚合性化合物)
作为本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物所使用的光聚合性化合物，可使用分子内具有1个以上光聚合性不饱和键的单体、低聚物、光聚合性树脂等与上述彩色滤光片用颜料分散组合物中所记载的相同的光聚合性化合物。具有光聚合性不饱和键的单体、低聚物等是指后述的光聚合引发剂通过因紫外线、电子射线等的活性能量线分解时产生的自由基、阳离子的作用，可聚合而树脂化的具有不饱和键的单体、低聚物。
作为光聚合性化合物，作为分子内具有1个光聚合性不饱和键的单体，可列举甲基丙烯酸甲酯、丁基丙烯酸甲酯、2-乙基己基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯等的烷基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；苄基丙烯酸甲酯、苄基丙烯酸酯等的芳烷基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；丁氧基乙基丙烯酸甲酯、丁氧基乙基丙烯酸酯等的烷氧基烷基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸甲酯、N，N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯等的氨基烷基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；二乙二醇乙基醚、三乙二醇丁基醚、二丙二醇甲基醚等的聚亚烷基二醇烷基醚的丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；六乙二醇苯基醚等的聚亚烷基二醇芳基醚的丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；异冰片基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；甘油基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯；2-羟乙基丙烯酸甲酯或丙烯酸酯等。
作为光聚合性化合物的分子内具有2个以上光聚合性不饱和键的单体，可列举双酚A二丙烯酸甲酯、1，4-丁二醇二丙烯酸甲酯、1，3-丁二醇二丙烯酸甲酯、二乙二醇二丙烯酸甲酯、甘油基二丙烯酸甲酯、新戊二醇二丙烯酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸甲酯、聚丙二醇二丙烯酸甲酯、四乙二醇二丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸甲酯、季戊四醇三丙烯酸甲酯、季戊四醇四丙烯酸甲酯、二季戊四醇四丙烯酸甲酯、二季戊四醇六丙烯酸甲酯、二季戊四醇五丙烯酸甲酯、双酚A二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、甘油基二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯等。这些单体可单独或2种以上组合使用。
另外，可使用将光聚合性化合物聚合所得到的低聚物。
作为光聚合性化合物的光聚合性树脂，可使用在具有羟基、羧基、氨基等反应性取代基的线状高分子上介由异氰酸酯基、醛基、环氧基等导入了(甲基)丙烯酸化合物、肉桂酸等光交联性基团的树脂。还可使用将苯乙烯-马来酸酐共聚物、α-烯烃-马来酸酐共聚物等包含酸酐的线状高分子通过羟烷基(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸化合物进行半酯化的聚合物。
可形成上述树脂的光聚合性化合物可单独或2种以上组合使用。在本发明中，光聚合性化合物的使用量相对于彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物中的总固体成分，以质量分率计优选3～50质量％的范围。
(光聚合引发剂)
作为本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物所使用的光聚合引发剂，只要通过照射紫外线、电子射线等的活性能量线可产生自由基、阳离子，则没有特别限定，例如可列举二苯甲酮、N，N’-四乙基-4，4’-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、苯偶酰、2，2-二乙氧基苯乙酮、安息香、安息香甲基醚、安息香异丁基醚、苄基二甲基缩酮、α-羟基异丁基苯酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-羟基环己基苯酮、叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2，3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1，4-萘醌、1，2-苯并蒽醌、1，4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、三嗪类光聚合引发剂等。这些光聚合引发剂可单独或2种以上组合使用。
在本发明中，上述光聚合引发剂的含量相对于上述彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物中的总固体成分，以质量分率计优选1～20质量％的范围。
本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物主要由着色颜料、颜料分散助剂、高分子颜料分散剂、碱可溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂、硫酸钡及有机溶剂构成，上述成分合计在彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物中占90～100质量％。
(可根据需要添加的添加剂)
本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为光固化性时，可根据需要适当使用热阻聚剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等各种添加剂。
[C.彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为非光固化性的情况]
彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为非光固化性时，不含有上述B.彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为光固化性时所使用的光聚合性化合物、光聚合引发剂，可根据需要进一步配合上述彩色滤光片用颜料分散组合物的组成说明中所示的光聚合性化合物以外的树脂。
(可根据需要添加的添加剂)
本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为非光固化性时，可根据需要适当使用紫外线吸收剂、抗氧化剂等各种添加剂。
(本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物的制造方法)
对使用以上材料制造彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物的方法进行说明。彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物为光聚合性时，相对于上述得到的彩色滤光片用颜料分散组合物，进一步添加光聚合性化合物、光聚合引发剂、根据需要的碱可溶性树脂、硫酸钡、有机溶剂、其他的添加剂，从而得到本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物。
另外，其为非光聚合性时，可进一步加入碱可溶性树脂、硫酸钡、有机溶剂、其他添加剂等的任一种，从而得到本发明的彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物。在上述的制造方法中也相同。
具体而言，例如可通过上述制造方法(1)、(2)来得到。
另外，作为使用本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物来制造彩色滤光片的方法，可采用包括对其必需的装置且作为该颜料分散组合物以外的构成为公知的方法来制造。
实施例
以下列举实施例来进一步详细地说明本发明，但本发明不只限定于这些实施例。且，在没有特别声明的情况下，“％”意味着“质量％”，“份”意味着“质量份”。
<颜料分散剂>
酞菁衍生物：DISPER BYK-2100(毕克化学公司制)
<碱可溶性树脂>
ZAH110：综研化学公司制，酸值：100mgKOH/g，重均分子量：约15000，固体成分含量35质量％
<光聚合性化合物>
DPHA：二季戊四醇六丙烯酸酯
<有机溶剂>
PGMEA：丙二醇单甲基醚乙酸酯
PGME：丙二醇单甲基醚
基于下述表1所示的配合，得到彩色滤光片用颜料分散组合物。
表1
MMA：甲基丙烯酸甲酯
BMA：甲基丙烯酸丁酯
NPM：N-苯基马来酰亚胺
MAA：甲基丙烯酸
(碱可溶性树脂溶液1的制造)
在烧瓶中加入3g的MMA、5g的BMA、2g的MAA，并加入1200mg的AIBN，在搅拌后进行冷冻脱气。
接着加入10g苯，一边填充干燥氮气一边进行搅拌。
浸于60℃的热水浴反应24小时后，浸于干冰甲醇浴使反应停止。
用同量的苯进行稀释，注入到300ml的甲醇中使生成的树脂沉淀。
用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂(MMA、BMA与MAA的无规共聚物)投入到PGMEA/PGME＝2/1的溶剂中，从而得到碱可溶性树脂溶液1。
(碱可溶性树脂溶液2的制造)
在烧瓶中加入3g的MMA、5g的BMA、2g的MAA，并加入1700mg的AIBN，在搅拌后进行冷冻脱气。
接着加入10g苯，一边填充干燥氮气一边进行搅拌。
浸于60℃的热水浴反应24小时后，浸于干冰甲醇浴使反应停止。
用同量的苯进行稀释，注入到300ml的甲醇中使生成的树脂沉淀。
用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂(MMA、BMA与MAA的无规共聚物)投入到PGMEA的溶剂中，从而得到碱可溶性树脂溶液2。
(碱可溶性树脂溶液3的制造)
在烧瓶中加入3g的NPM、3g的MMA、2g的BMA、2g的MAA，并加入1200mg的AIBN，在搅拌后进行冷冻脱气。
接着加入10g苯，一边填充干燥氮气一边进行搅拌。
浸于60℃的热水浴反应24小时后，浸于干冰甲醇浴使反应停止。
用同量的苯进行稀释，注入到300ml的甲醇中使生成的树脂沉淀。
用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂(NPM、MMA、BMA与MAA的无规共聚物)投入到PGMEA/PGME＝2/1的溶剂中，从而得到碱可溶性树脂溶液3。
(碱可溶性树脂溶液4的制造)
在脱气的玻璃制装置中加入30g的MMA、30g的BMA、1L的THF，并投入4.5mmol的n-丁基锂的己烷溶液(在此MMA与BMA的无规共聚物部分被合成)。
接着冷却至-78℃并搅拌2小时。接着，加入20g的MAA，合成MMA与BMA的无规共聚物部分键合的MAA的嵌段部分，接下来加入20g的BMA，并进一步使BMA的嵌段共聚物部分键合，搅拌2小时后使反应停止。
在大量的甲醇中滴加合成终止的溶液使其沉淀。用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂加入到PGMEA/PGME＝2/1的溶剂中从而得到碱可溶性树脂溶液4。
(碱可溶性树脂溶液5的制造)
在脱气的玻璃制装置中加入30g的MMA、30g的BMA、1L的THF，并投入2.0mmol的n-丁基锂的己烷溶液(在此MMA与BMA的无规共聚物部分被合成)。
接着冷却至-78℃并搅拌2小时。接着，加入20g的MAA，合成键合于MMA与BMA的无规共聚物部分的MAA的嵌段聚合物部分，接下来加入20g的BMA，并进一步使BMA的嵌段共聚物部分键合，搅拌2小时后使反应停止。
在大量的甲醇中滴加合成终止的溶液使其沉淀。用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂加入到PGMEA/PGME＝1/1的溶剂中从而得到碱可溶性树脂溶液5。
(碱可溶性树脂溶液6的制造)
在脱气的玻璃制装置中加入30g的MMA、30g的NPM、1L的THF，并投入4.5mmol的n-丁基锂的己烷溶液(在此MMA与NPM的无规共聚物部分被合成)。
接着冷却至-78℃并搅拌2小时。接着，加入20g的MAA，合成键合于MMA与NPM的无规共聚物部分的MAA的嵌段部分聚合物部分，接下来加入20g的BMA，并进一步使BMA的嵌段共聚物部分键合，搅拌2小时后使反应停止。
在大量的甲醇中滴加合成终止的溶液使其沉淀。用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂加入到PGMEA/PGME＝2/1的溶剂中从而得到碱可溶性树脂溶液6。
(碱可溶性树脂溶液7的制造)
在脱气的玻璃制装置中加入30g的MMA、50g的BMA、1L的THF，并投入4.5mmol的n-丁基锂的己烷溶液(在此MMA与BMA的无规共聚物部分被合成)。
接着冷却至-78℃并搅拌2小时。接着，加入20g的MAA，合成键合于MMA与BMA的无规共聚物部分的MAA的嵌段聚合物部分，接下来搅拌2小时后使反应停止。
在大量的甲醇中滴加合成终止的溶液使其沉淀。用滤纸采集树脂并用甲醇进行数次清洗，于60℃进行减压干燥。
将得到的树脂加入到PGMEA/PGME＝2/1的溶剂中从而得到碱可溶性树脂溶液7。
表2
将实施例A1～A4及对比例A1～3的彩色滤光片用红色颜料分散组合物混合成为由表2中的各成分构成的组成，将其使用0.2mmΦ的氧化锆珠通过paint conditioner混炼6小时来得到。
表3
将红色颜料分散组合物与其他的材料使用高速搅拌机均匀混合而使其成为表2的组成后，用孔径3μm的膜过滤器进行过滤，从而得到彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物。
<试样的制作>
将实施例及对比例的彩色滤光片用红色颜料分散抗蚀剂组合物使用匀胶机涂布在玻璃基板上。接着，于100℃预烘3分钟后用高压汞灯进行曝光来制作试样。
<颜色特性·对比度>
关于实施例及对比例的上述试样，将各抗蚀剂的颜色特性(x，y，Y)用分光光度计(岛津制作所公司制，UV-2500PC，C光源2°视野)进行测定。分别求得色度x＝0.600下的y、亮度Y、对比度。
<初始粘度>
使用E型粘度计(东机产业株式会社制，R100型粘度计型号RE100L)测定25℃下的粘度。
<粘度稳定性>
关于上述实施例及对比例的抗蚀剂法所使用的彩色滤光片用颜料分散组合物，分别将其采集到玻璃瓶中并密封，将40℃、5℃及室温(23℃)的各温度下保管1个月后的状态按照下述评价标准进行评价。
○：保管前后的粘度变化率为10％以下
×：保管前后的粘度变化率超过10％
<PGMEA再溶解性试验>
将颜料分散抗蚀剂组合物使用匀胶机涂布在玻璃基板上。接着，于100℃预烘3分钟后浸渍于PGMEA，并目视评价溶解状态。
<显影液溶解性试验>
将颜料分散抗蚀剂组合物使用匀胶机涂布在玻璃基板上。接着，于100℃预烘3分钟后浸渍于KOH为0.05wt％的碱中，并目视评价溶解状态。
根据各实施例的结果，通过由PGMEA带来的再溶解性，可确实地溶解抗蚀剂组合物，根据各对比例的结果而无法进行再溶解，停留于强剥离或弱剥离的程度。作为其结果，根据本发明的彩色滤光片用颜料分散组合物，可全面提高彩色滤光片用抗蚀剂组合物的粘度稳定性、PGMEA再溶解性及显影液溶解性。据此可知制成抗蚀剂组合物时图案化性能优异。

Claims (7)

1.一种彩色滤光片用颜料分散组合物，其含有着色颜料、颜料分散助剂、碱可溶性树脂及有机溶剂，其特征在于，该碱可溶性树脂含有嵌段聚合物。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，含有光聚合性化合物。
3.根据权利要求1或2所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，相对于着色颜料含有1～200质量％的嵌段聚合物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，嵌段聚合物通过活性聚合而合成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，在嵌段聚合物的分子中，碱可溶性的部位被局部化。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的彩色滤光片用颜料分散组合物，其特征在于，嵌段聚合物的酸值为5～250mgKOH/g。
7.一种彩色滤光片用颜料分散抗蚀剂组合物，其特征在于，含有权利要求1～6中任一项的彩色滤光片用颜料分散组合物。
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