TW200946980A - Color filter and method of producing the same, and liquid crystal display - Google Patents
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Description
200946980 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種彩色濾光片(color filter)及其製 法、與液晶顯示裝置。 【先前技術】 在液晶顯示器(Liquid Crystal Display:LCD)或固體攝 像元件,彩色濾光片係不可缺少的構成組件。 例如,液晶顯示器逐漸被使用作爲電視用途,液晶顯 © 示器用彩色濾光片與先前的筆記型電腦(laptop computer)、監視器(monitor)用的彩色濾光片比較,被要求 具有更高品質的畫質。又,爲了生產大型TV,基板尺寸擴 大,逐渐增加對提升產率及降低成本之要求。 關於上述畫質的提升,在製造彩色濾光片時,在黑色 矩陣(black matrix)與著色像素之邊界部分,起因於著色圖 案隆起、彩色濾光片不平坦,成爲產生畫質變差之問題(參 照特開平9-1 1 3721號公報)。前述邊界部分的隆起會有造 〇 成對比(contrast)降低或顏色不均等問題之情況。 因此,先前係藉由在製造像素後,硏磨彩色濾光片的 表面或在像素上形成保護(overcoat)層(以下,會有稱爲「OC 層」之情形)來因應。但是,進行形成硏磨或OC層時,彩 色濾光片的製程增加而成本提高。而且,在硏磨時亦會有 彩色濾光片產生傷痕的缺點,因此,要求有一種能夠將硏 磨製程及/或OC層的形成製程省略之方法。 對此,有嘗試藉由降低黑色矩陣的錐角(taper angle), 來解決前述邊界部分的隆起之問題(例如,參照特開平 200946980 9-113721號公報及特開2003-161826號公報)。 特開2003-1 6 1 826號公報係藉由噴墨(inkjet)法在黑色 矩陣框內只有賦與著色組成物。 但是特開平9- 1 1 3 72 1號公報所記載之方法,爲了得到 具有上述錐角的黑色矩陣致使製程增加,該方法係在基板 上塗布彩色濾光片用的感光性濃色組成物並乾燥後,進而 塗布正型光阻(positive resist),並費功夫調整該感光性濃 色組成物與正型光阻的顯像速度比。又,只有調整錐角時 〇 對抑制著色圖案的隆起的效果不充分。而且,該技術無法 適應1公尺XI公尺以上的大型基板。 另一方面,特開2003- 1 6 1 826號公報時,因爲係藉由 噴墨法將著色組成物賦予至基板來形成著色圖案,無法適 合於抑制藉由著色組成物的塗布及/或轉印等形成著色圖 案時在黑色矩陣與著色圖案重叠之重疊部所產生的著色圖 案隆起。不如說是在黑色矩陣與著色像素的邊界部分,黑 色矩陣比著色像素高而產生段差,致使用彩色濾光片不平 © 坦,同樣地會有產生畫質變差的問題之情形。 【發明内容】 [發明所欲解決之課題] 鑒於上述情形,本發明的目的係提供一種彩色濾光片 及其製法、與液晶顯示裝置,該彩色濾光片能夠藉由低成 本且簡易的方法,不必追加硏磨或設置保護層等製程而能 夠抑制在黑色矩陣與著色像素之邊界部分之著色圖案的隆 起,來得到高品質的畫像》 [解決課題之手段] -4- 200946980 <ι>一種彩色濾光片的製造方法,係具有以下製程: 黑色矩陣形成製程,係藉由使用感光性濃色組成物在 基板上形成感光性濃色組成物層,並將前述感光性濃色組 成物層曝光,且將曝光後的前述感光性濃色組成物層顯像 來形成從前述感光性濃色組成物層內的上部端往前述基板 的法線方向伸長之線、與前述感光性濃色組成物層內的下 部端之間在黑色矩陣的寬度方向之距離,係位於- 3.0〜+3.0 微米之黑色矩陣圖案,而且包含將所形成的黑色矩陣圖案 φ 烘烤;及 著色圖案形成製程,係藉由在形成有烘烤後的黑色矩陣 . 之前述基板上,使用感光性著色組成物形成感光性著色組成 物層,並將前述感光性萝色組成物層曝光,且將曝光後的前 述感光性著色組成物層顯像,而且將顯像後的前述感光性著 色組成物層烘烤來形成著色圖案,在此,該烘烤後的該著色 圖案係以在與前述黑色矩陣重疊的重疊部在黑色矩陣寬度 方向之長度爲1.0微米〜12微米的方式來形成。 〇 <2>如<1>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述基板上所 形成的前述感光性濃色組成物層之厚度爲0.2微米〜2.2微 米。 <3>如<1>之彩色漉光片的製造方法,其中在前述黑色矩陣 形成製程之前述顯像,顯像溫度爲20 °C〜35 °C,顯像時間 爲20秒〜120秒》 <4>如<3 >之彩色濾光片的製造方法,其中前述顯像溫度爲 2 0°C〜3 0°C,前述顯像時間爲30秒〜70秒。 <5>如<1>之彩色濾光片的製造方法,其中前述黑色矩陣形 200946980 成製程係在前述感光性濃色組成物層形成製程之後,且在 前述在曝光製程之前,更含有預烘烤製程。 <6>如<5>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述預烘烤製 程之預烘烤溫度爲65°C〜120°C。 <7>如<5>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述預烘烤製 程之預烘烤時間爲5 0秒〜3 00秒。 <8>如<1>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述著色圖案 形成製程之前述曝光,透過光罩圖案來進行曝光,且曝光 ❹ 圖案與黑色矩陣的重疊部分在黑色矩陣的寬度方向之長度 爲3.0微米〜8.0微米。 <9>如<8>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述著色圖案 形成製程之前述顯像’顯像溫度爲20 °C〜35。(:,且顯像時 間爲20秒〜120秒。 <10>如<8>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述著色圖案 形成製程,曝光圖案與黑色矩陣的重疊部分在黑色矩陣的 寬度方向之前述長度爲2.0微米〜1〇微米,前述顯像溫度 ❹ 爲20 °C〜35 °C,且前述顯像時間爲20秒〜120秒。 <11>如<10>之彩色濾光片的製造方法,其中前述長度爲3.0 微米〜8.0微米,前述顯像溫度爲20 °C〜30 °C,且顯像時 間爲30秒〜70秒。 <12>如<1>之彩色濾光片的製造方法,其中在前述重疊部離 基板表面最遠的部分與前述重疊部以外的部分之間在基板 的法線方向之距離爲〇·5〇微米以下。 <13>如<1>之彩色濾光片的製造方法,其中感光性著色組成 物層的層厚度爲0.5微米〜3.0微米。 200946980 <14>一種彩色濾光片,係由<1>〜<13>中任一項之彩色濾 光片的製造方法所製造的彩色濾光片’其中具有黑色矩陣 與著色圖案重疊之重疊部,且前述重疊部在黑色矩陣的寬 度方向之長度爲1.0微米〜12微米。 <15>如<14>之彩色濾光片,其中前述著色圖案的表面之 中,在前述重疊部之離基板表面最遠的部分與前述重疊部 以外的部分之間在基板的法線方向之距離爲〇.50微米以 下。 0 <16>—種液晶顯示裝置,其係具備如<14>之彩色濾光片。 <17>—種液晶顯示裝置,其係具備如<15>之彩色濾光片。 [發明之效果] 依照本發明,能夠提供一種彩色濾光片及其製法、與 液晶顯示裝置,該彩色濾光片能夠藉由低成本且簡易的方 法,不必追加硏磨或設置保護層等製程而能夠抑制在黑色 矩陣與著色像素之邊界部分之著色圖案的隆起,來得到高 品質的畫像。 ® 【實施方式】 [實施發明之最佳形態] 以下,詳細地說明本發明的彩色濾光片及其製法、與 液晶顯示裝置。 彩色濾光片之製法 本發明的彩色濾光片之製法係含有形成黑色矩陣之製 程(黑色矩陣形成製程)及形成著色圖案之製程(著色圖案形 成製程),而且亦可按照必要更含有其他的製程。 以下,說明黑色矩陣形成製程及著色圖案形成製程。 200946980 黑色矩陣形成製程 在本發明,黑色矩陣形成製程係藉由在基板上至少使 用感光性濃色組成物形成感光性濃色組成物層(感光性濃 色組成物層形成製程),並將前述感光性濃色組成物層曝光 (曝光製程),且將前述曝光後的前述感光性濃色組成物層 顯像(顯像製程),來形成相對於前述感光性濃色組成物層 內的上部端,下部端在黑色矩陣的寬度方向係位於-3.0〜 + 3.0微米之黑色矩陣圖案,並且將所形成的黑色矩陣圖案 烘烤(烘烤製程)來形成黑色矩陣。黑色矩陣形成製程除了 上述各製程以外,亦可按照必要設置其他的製程。 黑色矩陣 在本發明,黑色矩陣之光學濃度(optical density; OD 値)以2.0〜8.0爲佳,以3.0〜8.0爲較佳,以4.0〜6.0爲 更佳。光學濃度爲2.0以上時,能夠抑制對比降低等顯示 裝置的顯示品質之降低。 而且,在此所稱光學濃度係指ISO Visual(視感)透射光 學濃度。測定ISO Visual透射光學濃度能夠使用的測定器 可舉出例如阪田INX ENG股份公司(SAKATA INX ENG. CO·, LTD.)之 X-Rite 361T(V)。 又,黑色矩陣的線寬(被夾於著色圖案之間且在與黑色 矩陣長度方向正交的方向之長度)爲5微米〜30微米,從藉 由高開口率化來確保亮度的觀點,乃是較佳。從減小黑色 矩陣與著色圖案重疊之重叠部的隆起(較佳是0,50微米以下) 之觀點’黑色矩陣的厚度(黑色矩陣在基板法線方向之長度) 以0.2微米〜2.2微米爲佳,以0.2微米〜1.6微米爲較佳, 以〇·5微米〜1.3微米爲更佳。在該厚度範圍,能夠適當地 200946980 維持設置有黑色矩陣之基板的凹凸、亦即黑色矩陣的形成 區域與非形成區域的段差,且在形成黑色矩陣後,於其上 形成RGB等的著色圖案(著色像素)時亦能夠高精確度地形 成。 感光性濃色組成物層形成製程 本製程係使用感光性濃色組成物在基板上形成感光性 濃色組成物層。 在本製程能夠使用的基板,可舉出例如液晶顯示元件 等所使用的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、派勒斯(PYREX)(註冊商 標)玻璃、石英玻璃及在該等黏附透明導電膜而成者,或固 體攝像元件等所使用的光電轉換元件基板、例如矽基板 等。而且亦可以使用塑膠基板。其中,從耐藥品性或耐熱 性之觀點,以無鹼玻璃爲佳。該等基板係首先以隔離各像 素的方式格子狀等地形成黑色矩陣,隨後在格子的敞開部 分形成著色像素。 又,在該等基板上,亦可按照必要設置底塗層,用以 改良與上部的層之黏附、防止物質擴散或基板表面的平坦 化。基板係大型(大約1邊爲1公尺以上)時,更能夠達成 本發明的效果,乃是較佳。 又,在基板上形成感光性濃色組成物層之方法,有例 如藉由在基板上塗布感光性濃色組成物來賦予之方法。 基板上賦予感光性濃色組成物之方法,能夠應用狹縫 塗布(slit coating)、噴墨法、旋轉塗布、流延塗布(cast coating)、輕塗布(roll coating)、網版印刷法(screen printing) 等各種賦予方法。其中,從精確度及速度的觀點,以狹縫 塗布爲佳。在進行前述的各種塗布時,從塗布性提升的觀 200946980 點,在進行該等塗布之前,以使用紫外線或各種洗淨液洗 淨基板爲佳。 又,亦能夠應用將藉由上述的賦予方法預先在暫時支 撐體上賦予而形成的塗膜,轉印至基板上之方法。 關於轉印方法,在特開2006-23696號公報的段落號碼 [0023]、[0036]〜[0051]、或特開2006-47592號公報的段落 號碼[0 096] ~[0 108]所記載之製法亦可應用在本發明。 轉印時所使用的層壓機(laminator)能夠適合應用在 WO2006-4225公報的第24圖所記載之大型雙輥層壓機或 〇 國際申請號碼JP2007/069132號公報所記載之層壓機。藉 由使用該等層壓機,能夠得到高生產性。 在基板上賦予感光性濃色組成物時之厚度(例如,塗布 厚度)能夠藉由所形成黑色矩陣的厚度之設計値來適當地 調整,通常以0.2微米〜2.2微米爲佳,以0.2微米〜1.6 微米爲更佳,以0.5微米〜1.3微米爲最佳。 曝光製程 _ 曝光製程係將在前述感光性濃色組成物層形成製程所 ❹ 形成的感光性濃色組成物層,透過規定的光罩圖案(mask pattern)進行曝光,來加以圖案化(patterning)(負型組成物 (negative composition)時係只有使被光照射的塗布膜部分 硬化)。在曝光時能夠使用的放射線,以使用g射線、h射 線、i射線等的紫外線爲特佳。照射量以5〜5 00mJ/cm2爲 佳,以10〜300mJ/cm2爲更佳,以10〜200mJ/cm2爲最佳。 曝光機可使用接近(proximity)方式的曝光機,亦可使 用鏡面投影(mirror projection)方式的曝光機,又,亦可以 使用步進機(stepper)方式》 -10- 200946980 顯像製程 接著’藉由進行鹼性顯像處理,例如感光性濃色組成 物係負型時’能夠使上述曝光之光未照射部分溶出至鹼性 水溶液’而只有殘留經光硬化的部分。 顯像液能夠使用有機鹼性顯像液或無機鹼性顯像液或 其混合液。 顯像液所使用的鹼劑可舉出例如氫氧化鈉、氫氧化 鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水、乙胺、 0 二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、 膽鹼(choline)、B比略(pyrrole)、峨陡(piperidine)、及 1,8-一氧雜環· [ 5.4.0 ] 7 -十一嫌(1,8 -diazabicy 1 c〇- [ 5,4,0] -7-undecene)等的有機鹼性化合物,以將該等鹸劑以濃度爲 0.00 1〜10質量%、較佳是〇.〇1〜1質量%的方式以純水稀釋 而成之鹼性水溶液作爲顯像液爲佳。又,使用由此種鹼性 水溶液所構成的顯像液時,通常係在顯像後使用純水洗淨 (rinse) 〇 Λ 在本發明,係在本顯像製程後且後述的烘烤製程之 Ό 前,以相對於前述感光性濃色組成物層內的上部端,下部 端在黑色矩陣的寬度方向係位於-3.0〜+3.0微米的方式來 形成黑色矩陣圖案,黑色矩陣圖案的剖面形狀、特別是端 部的剖面形狀係能夠藉由曝光、顯像及後述的預烘烤的各 條件來控制。因此,首先詳細地說明顯像製程後的黑色矩 陣圖案端部的剖面形狀。 而且,相對於前述感光性濃色組成物層內的上部端之 下部端的位置,係指從感光性濃色組成物層上部端往基板 的法線方向伸長之線與感光性濃色組成物層的下部端之間 -11- 200946980 在黑色矩陣的寬度方向之距離。顯像後的感光性濃色組成 物層爲逆錐型時,該距離的値爲「-」。 在黑色矩陣的形成製程,將曝光後的感光性濃色組成 物層顯像時,對感光性濃色組成物層的表面(係未接觸基板 之面;以下,對黑色矩陣亦同樣地稱呼)及從該表面相對於 厚度(感光性濃色組成物層在基板的法線方向之長度)3分 之1以內的層內部(以下,稱爲「感光性濃色組成物層上 部」。對黑色矩陣亦同樣地將從黑色矩陣的表面相對於厚度 3分之1以內稱爲「黑色矩陣上部」)之顯像的進行、與對 感光性濃色組成物層的背面(稱爲接觸基板的面;以下對黑 色矩陣亦稱爲「黑色矩陣的背面」),及從該背面相對於感 光性濃色組成物層的厚度3分之2以內的層內部(以下,稱 爲「感光性濃色組成物層下部」。對黑色矩陣亦稱爲「黑色 矩陣下部」)之顯像的進行係同等時,將形成有感光性濃色 組成物層(黑色矩陣)之基板在黑色矩陣的寬度方向切斷 時,感光性濃色組成物層的剖面形狀係如第1圖所示,呈 大致垂直狀。以下,感光性濃色組成物層(黑色矩陣)的剖 面形狀係在黑色矩陣的寬度方向切斷時之剖面形狀。 相對地,與感光性濃色組成物層表面及感光性濃色組 成物層上部的顯像比較,感光性濃色組成物層的背面及感 光性濃色組成物下部的顯像會有產生過量與不足之情形。 顯像過量時,感光性濃色組成物層下部係成爲挖空狀態, 將形成有感光性濃色組成物層(黑色矩陣)之基板,在黑色 矩陣的寬度方向切斷時,感光性濃色組成物層的剖面形狀 係第2圖所示,呈逆錐(reverse taper)狀。另一方面,顯像 不足時,感光性濃色組成物層下部呈突出狀態,將形成有 -12- 200946980 感光性濃度組成物層(黑色矩陣)之基板,在黑色矩陣的寬 度方向切斷時,感光性濃色組成物層的剖面形狀係如第3 圖所示,呈順錐(forward taper)狀。 又,在本顯像製程後且後述的烘烤製程前,感光性濃 色組成物層的剖面形狀係如第2圖所示之大逆錐狀時,在 顯像製程上部的突出容易缺損,致使黑色矩陣的平面形狀 容易產生缺陷。因此,逆錐的大小以3微米以下爲佳。亦 即,相對於感光性濃色組成物層內的上部端,下部端以位 I 於-3.0〜0微米爲佳。又,感光性濃色組成物層的剖面形狀 ❹ 係如第3圖所示之大順錐狀時,由於顯像不足,在應除去 感光性濃色組成物層的部分,容易產生殘渣。因此,順錐 的大小以3微米以下爲佳。亦即,相對於感光性濃色組成 物層內的上部端,下部端以位於0〜3.0微米爲佳。因此, 最佳形狀係如第1圖所示,感光性濃色組成物層的端部係 大致垂直狀。以顯像後係如前述爲大致垂直狀且在隨後的 後烘烤時熱下垂而呈圓弧狀的剖面形狀者爲佳。 實際上,因製程的不均等會多少有變動,顯像後的感 光性濃色組成物層的形狀,若相對於上部端,下部端係黑 色矩陣的寬度方向係位於-3.0〜+3.0微米之剖面形狀時則 沒有問題,而且,相對於上部端,以下部端係位於-2.0〜 + 2.0微米之剖面形狀爲佳。 在本顯像製程後且後述的烘烤製程之前,爲了使前述 感光性濃色組成物層的端部係呈第1圖所示之垂直剖面形 狀,適當地調整顯像條件係重要的。藉由變化顯像條件, 能夠調整剖面形狀。槪念性使用比通常所使用的顯像條件 梢強的條件進行顯像時越會呈逆錐,相反地使用稍弱的條 -13- 200946980 件進行顯像時越會呈順錐。 較強的條件係指較高的溫度、較長的時間、較多的流 量、較高的噴淋壓力。另一方面,較弱的條件可舉出較低 的溫度、較短的時間、較少的流量、較低的噴淋壓力等。 其中以調整溫度及時間爲特別重要。 具體上,從能夠精確度良好地調整剖面形狀而言,顯 像溫度以20°C〜35°C爲佳,以20°C〜30°C爲較佳,顯像時 間以20秒〜120秒爲佳,以30秒〜70秒爲更佳。 A 此等之中,顯像溫度與顯像時間之較佳組合可舉出例 如溫度爲23 °c時爲40秒〜70秒,溫度爲25°c時爲30秒 〜6 0秒之組合。 又,從防止黑色矩陣缺損而言,噴淋壓力以0.01 MPa 〜0.5MPa爲佳,以0.05MPa〜0.3MPa爲較佳,以O.IMPa 〜0.3MPa爲更佳。 而且,爲了更微細地調整剖面形狀,在黑色矩陣形成 製程,以追加後述之預烘烤製程爲佳。 烘烤製程 W 接著,對黑色矩陣施加所謂的烘烤處理(後烘烤)。烘 烤係顯像後的加熱處理,用以使感光性濃色組成物的硬化 完全,通常係進行150 °C〜260 °C的熱硬化處理。 烘烤溫度以150°C〜260°C爲佳,以180°C〜260°C爲更 佳,以200 °C〜240 °C爲最佳。烘烤時間以1〇分鐘〜150分 鐘爲佳,以20分鐘〜120分鐘爲更佳,以30分鐘〜90分 鐘爲最佳。 將在上述顯像製程後,前述感光性濃色組成物層的端 部係接近如第1圖所示的垂直剖面形狀之組成物層’藉由 -14- 200946980 上述條件供烤,能夠調整成爲剖面形狀係接近如第4圖所 示的圓弧形狀。將顯像後的感光性濃色組成物藉由烘烤處 理來加熱,感光性濃色組成物在完全硬化之前暫時呈低黏 度狀態,邊緣(edge)部受到表面張力而變圓,藉由隨後的 硬化能夠形成上述的形狀。 因該顯像後的加熱,邊緣變圓的容易度(以下,亦有稱 爲「熱下垂」的情形),亦因感光性濃色組成物層的組成及 預烘烤條件、曝光條件或顯像條件而變化。通常,在感光 1 性濃色組成物層的組成比,與後述之黏合劑聚合物(binder © polymer)比較,遮光劑的濃度越低,感光性濃色組成物越 容易熱下垂,遮光劑的濃度越高,感光性濃色組成物越不 容易熱下垂。例如,可適合使用遮光劑來使烘烤後的膜厚 度爲1.4微米時OD (黑色矩陣的光學濃度)爲4.1»與此比 較,烘烤後的膜厚度爲1.0微米時,烘烤後的膜厚度爲1.0 微米時OD爲4.1之遮光劑濃度時,不容產生熱下垂。 又,產生熱下垂之另外手段,可舉出在單體的組成下 ^ 功夫。可適合使用例如特開2004- 1 63 9 1 7號公報所記載之 〇 將3官能以上的單體與2官能的單體之混合物作爲單體。 又,預烘烤溫度越低、預烘烤時間越短時較容易產生 熱下垂,預烘烤溫度越高、預烘烤時間越長時較不容易產 生熱下垂,曝光強度越弱越容易產生熱下垂,越強時越不 容易產生熱下垂,顯像條件越弱越容易產生熱下垂,越強 時越會有不容易產生熱下垂之傾向。又,後烘烤溫度稍低 而使用長時間者較容易產生熱下垂,溫度高而使用短時間 者會有較不容易產生熱下垂之傾向。 如第4圖所示,將烘烤後之從平坦的黑色矩陣表面之 -15- 200946980 圓弧開始點作爲P點,且將與顯示黑色矩陣的水平方向末 端的Q點之水平方向的距離爲錐長時,該錐長以2.0微米 〜15.0微米爲佳,以2.5微米〜10.0微米爲更佳《又,Q 點位於接觸基板的部分或其附近的層內下部爲佳。 在第5圖,係顯示在形成有具有前述範圍的錐長的黑 色矩陣之基板上形成著色圖案時之剖面形狀。如此,能夠 抑制黑色矩陣與著色像素的重疊部之隆起。 烘烤處理能夠藉由將顯像後的感光性濃色組成物層, 以成爲上述條件的方式使用熱板(hotplate)、對流式烘箱 (convection oven)(熱風循環式乾燥機)、或高頻加熱機等加 工手法並以連續式或分批(batch)式進行。 其他的製程 在本發明之黑色矩陣形成製程亦可進而在述感光性濃 色組成物層形成製程之後且在前述曝光製程之前,增加預 烘烤製程,亦可在前述顯像製程後且前述烘烤(後烘焙)製 程前,按照必要含有藉由曝光來使所形成的黑色矩陣硬化 之製程。 預烘烤製程 如上述,爲了調整黑色矩陣在顯像後的剖面形狀,除 了調整黑色矩陣形成製程之曝光、顯像條件以外,以適當 地調整預烘烤條件爲佳。在本發明之黑色矩陣形成製程, 以使用比通常經常使用的預供烤條件低溫來進行時會有成 爲逆錐的傾向,使用高溫進行時會有成爲順錐之傾向。 具體上,藉由熱板來進行預烘烤時,預烘烤溫度以65 °C 〜120 °C爲佳。藉由在65 °C以上,能夠防止在顯像製程中 感光性濃色組成物層剝落,藉由在120 °C以下,能夠使感 -16- 200946980 光性濃色組成物層下部爲進行顯像的狀態。以70°C〜100 °C爲更佳,以75°C〜90°C爲最佳。又,預烘烤時間以50 秒〜300秒爲佳,以90秒〜200秒爲更佳,以1〇〇秒〜180 秒爲最佳。藉由使用上述條件來進行預烘烤,能夠容易地 調整感光性濃色組成物層之顯像後的剖面形狀。 又,預烘烤亦能夠在烘箱進行,此時亦能夠藉由適當 地設定與上述同等的預烘烤條件,來調整顯像後的剖面形 狀。 著色圖案形成製程 在本發明,著色圖案形成製程係至少在形成有烘烤後 的感光性濃色組成物層(黑色矩陣)之基板上,使用感光性 著色組成物形成感光性著色組成物層(感光性著色組成物 層形成製程),並將前述感光性著色組成物層曝光(著色組 成物層曝光製程),且將曝光後的前述感光性著色組成物層 顯像(著色層顯像製程),而且藉由將顯像後的前述感光性 著色組成物層烘烤(著色層烘烤製程),且以在該烘烤後之 與前述黑色矩陣重疊的重疊(overlap)部在黑色矩陣寬度方 向之長度爲1.0微米〜12微米的方式來形成著色圖案。著 色圖案形成製程係除了上述各製程以外,亦可按照必要設 置預烘烤製程等其他的製程。 首先,說明前述「重叠」》 重疊 在形成有黑色矩陣之基板上,將感光性著色組成物塗 布等來形成著色圖案(著色像素)時,通常是以在黑色矩陣 與著色像素之間不產生間隙的方式且以感光性著色組成物 與黑色矩陣係重叠的方式使感光性著色組成物若干被覆 -17- Ο
200946980 (使重疊)在黑色矩陣來形成著色圖案。在本 述的黑色矩陣顯像後之剖面形狀以外,亦加 部的長度調整爲1.0微米〜12微米來得到高 光片或液晶顯示裝置。 前述「重疊部的長度」係指使用感光性 所形成的著色圖案與黑色矩陣重疊之重疊部 度方向之長度。使用圖示對其更詳細地說明 第6圖係在形成有黑色矩陣4之基板2 著色組成物塗布等來形成感光性著色組成物 形成有黑色矩陣4與感光性著色組成物層6 8的狀態之彩色濾光片的部分剖面圖。在此 長度b的區域,重疊部8的長度b能夠求耳 的寬度方向之與感光性著色組成物層6面 S,與以重疊於黑色矩陣4的寬度方向的方式 光性著色組成物層6在黑色矩陣4上的位置 間在黑色矩陣4的寬度方向之距離(長度)。 實際上,求取重疊部8的長度b時,會自 色矩陣4圖案之長度方向垂直的方向切割莱 測定其剖面來求取。 從減小重疊部的隆起(較佳是〇.5〇微米 前述重疊部8的長度b以1.0微米〜12微 微米〜10微米爲更佳,以2.0微米〜8.0微 又,藉由使前述重叠部8的長度b爲1 大型基板(1邊1公尺以上),能夠穩定地製另 顯示裝置。 重疊8的長度b能夠藉由改變感光性马 發明,除了前 上藉由將重疊 品質的彩色濾 濃色組成物層 在黑色矩陣寬 〇 上,將感光性 層6,並顯示 重疊之重疊部 ,重叠部8係 ί在黑色矩陣4 對側的最外端 :設置而成之感 的最外端Τ之 i夠藉由在與黑 〖色濾光片,並 以下)之觀點, 长爲佳,以1. 〇 米爲最佳 2微米以下,在 f彩色濾光片及 ί色組成物層的 -18- 200946980 曝光圖案位置或顯像條件來調整。具體上,使曝光圖案與 黑色矩陣的重叠量越少時能夠使重叠的重疊量越少。又, 使顯像條件越弱時、例如使顯像溫度越低或使顯像時間越 短時,能夠越增加重疊量。 更具體地,爲了使前述重疊部8的長度b爲1.〇微米 〜12微米,曝光圖案與黑色矩陣重疊部分在黑色矩陣的寬 度方向之距離(長度)以設定爲3·0微米〜8.0微米爲佳。 又,顯像溫度以20°C〜35°C爲佳,以20°C〜30°C爲更佳。 而且,顯像時間以20秒〜1 20秒爲佳,以3 0秒〜70秒爲 更佳。 上述各條件的較佳組合係使曝光圖案與黑色矩陣之重 疊部分的長度爲2.0微米〜10微米,使顯像溫度爲20 °C〜 3 5 °C,而且使顯像時間爲20秒〜120秒之組合。 更佳組合係使曝光圖案與黑色矩陣之重疊部分的長度 爲3.0微米〜8.0微米,使顯像溫度爲20 °C〜30 °C,而且使 顯像時間爲3 0秒〜70秒之組合。 如上述,在黑色矩陣與感光性著色組成物層之重疊 部,因爲係以感光性著色組成物係以黑色矩陣與感光性著 色組成物層一部分重疊的方式覆蓋於黑色矩陣,所以該部 分係呈隆起狀態。藉由減小該重叠部的隆起程度,能夠抑 制液晶配向的混亂或漏光,能夠得到高品質的影像。使用 圖示說明重叠部的隆起。 第7圖係在形成有黑色矩陣4之基板2上,將感光性 著色組成物塗布等來形成感光性著色組成物層,並進行曝 光、顯像等而作爲著色圖案6,在黑色矩陣4與著色圖案6 重叠的重疊部8產生隆起的狀態之彩色濾光片的部分剖面 19- 200946980 圖。 前述「重疊部的隆起程度」,更詳細地係指著色圖案6 的表面之中,離前述重疊部8的基板2表面(基板2之與黑 色矩陣4或著色圖案6接觸的面)之最遠部分、與前述重叠 部8以外的平坦表面部分之間在基板法線之距離。換言 之,前述「重疊部的隆起程度」係指基板2表面與著色圖 案6的表面之中,重疊部8離基板2表面最遠部分之間在 基板法線之距離c,減去基板2表面與著色圖案6的表面 之中,重疊部8以外的部分之間在基板法線之距離d而成 的距離e。 以下,將前述距離e稱爲「隆起的高度」。爲了得高品 質的影像,隆起的高度以0.50微米以下爲佳,以0.4微米 以下爲更佳,以0.25微米以下爲最佳。藉由將該隆起的高 度如上述地抑制爲較低,在製造彩色濾光片並使其顯示畫 像時,能夠抑制液晶的配向混亂或漏光,能夠得到高品質 的畫像。 隆起的高度能夠藉由適當地設定黑色矩陣烘烤後之剖 面形狀(亦即,錐長)、重疊部的長度及黑色矩陣的厚度來 調整。 前述錐長、重叠部8的長度b及黑色矩陣的厚度之較 佳組合,係以錐長爲2.0微米〜15微米,重疊部的長度爲 1.0微米〜12微米,且黑色矩陣的厚度爲〇.2微米〜1.5微 米爲佳。更佳組合係錐長爲2.5微米〜10微米,重疊部8 的長度b爲2·5〜8.5微米,而且黑色矩陣的厚度爲0.5微 米〜1.3微米》 接著’敘述在本發明之著色圖案形成製程所進行的各 -20- 200946980 種製程。 感光性著色組成物層形成製程 感光性著色組成物層形成製程係在形成有烘烤後的感 光性濃色組成物層(黑色矩陣)之基板上,使用感光性著色 組成物形成感光性著色組成物層。 在形成有黑色矩陣之基板上形成感光性著色組成物層 之方法能夠使用與在基板上形成感光性濃色組成物層之方 法同樣的方法、亦即塗布方法或轉印方法。 其中,就達成本發明的效果而言,以使用狹縫塗布器
Cr (slit coater)等在形成有黑色矩陣之基板面,塗布感光性著 色組成物方法爲佳。 爲了得到充分的再現區域且得到充分的面板亮度,感 光性著色組成物層的層厚度以0.5微米〜3.0微米爲佳,以 1.0微米〜2.5微米的範圍爲更佳。 著色層曝光製程 著色層曝光製程係將前述感光性著色組成物層曝光。 感光性著色組成物層的曝光處理能夠與感光性濃色組 ❹ 成物層的曝光製程同樣地進行。形成複數顏色的著色圖案 時,能夠透過各色規定的光罩圖案對各色每個曝光,來將 被光照射過之各色的感光性著色組成物層圖案化(負型的 感光性著色組成物時係只有將被光照射的部分硬化)。 著色層顯像製程 著色層顯像製程係將曝光後的前述感光性著色組成物 層顯像。 曝光後的感光性著色組成物層之顯像處理能夠進行與 在感光性濃色組成物層的顯像製程的說明所記載之操作同 -21 - 200946980 樣的操作,且能夠適合使用在前述顯像製程說明過之顯像 液。 爲了調整在黑色矩陣與著色像素之重叠部所產生重叠 部的長度及隆起高度,顯像條件以使用在前述重疊部的說 明所記載之顯像條件來將感光性著色組成物層顯像爲佳。 著色層烘烤製程 著色層烘烤製程係烘烤顯像後的前述感光性著色組成 物層。 A 烘烤顯像後的前述感光性著色組成物層之方法,能夠 ❹ 使用與烘烤前述的感光性濃色組成物層之烘烤製程同樣的 方法。 在形成RGB (Red、Green、Blue )3色相等複數色相的著 色圖案時,可按照需要色相數目重複進行感光性著色組成 物層的形成、曝光、顯像及烘烤之循環,亦可各色相每個 形成感光性著色組成物層,並進行曝光及顯像後’最後全 部色相彙總進行烘烤。藉此,能夠製造具備由黑色矩陣及 需要色相所構成的著色像素之彩色濾光片。 ❹ 其他的製程 在著色圖案形成製程,在感光性著色組成物層形成製 程後且著色層曝光製程之前,亦可設置預烘烤感光性著色 組成物層之製程(著色層預烘烤製程),用以使感光性著色 組成物乾燥。 感光性著色組成物層的預烘烤溫度以60°C〜140°C爲 佳,以80 °C〜120 °C爲更佳。預烘烤時間以30秒〜300秒 爲佳,以8 0秒〜2 0 0秒爲更佳。 接著,詳細地說明本發明的彩色濾光片之製造所使用 -22- 200946980 的感光性著色組成物及感光性濃色組成物。 感光性著色組成物 作爲本發明的彩色濾光片之著色圖案形成用所使用的 感光性著色組成物係感放射線性組成物(例如,負型組成物 時係藉由照射光而硬化之感放射線性組成物),以含有(A-1) 著色劑、(B)黏合劑聚合物、(C-1)聚合性化合物、(D)光聚 合引發劑及(E)溶劑爲佳,亦可按照需要更含有高分子分散 劑或界面活性劑等其他的添加物》 ^ (A-1)著色劑 著色劑能夠適當地選自染料、顏料。作爲著色劑所使 用的顏料可以是無機顏料,亦可以是有機顏料,考慮高透 射率較佳時,以盡可能使用粒子尺寸較小者爲佳。平均粒 子尺寸以10奈米〜100奈米爲佳,以在10奈米〜50奈米 的範圍爲更佳。因爲在本發明所使用的感光性著色組成 物,藉由使用後述的高分子分散劑,即便著色劑的尺寸較 小時顏料分散性、分散安定性亦良好,即便膜厚度較薄亦 _ 能夠形成色純度優良的著色像素。 〇 著色圖案(著色像素)形成用的著色劑,能夠使用的無 機顏料可舉出金屬氧化物、金屬錯鹽等所示之金屬化合 物。具體上可舉出鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、 鋅、銻等金屬氧化物及前述金屬的複合氧化物等。 又,有機顏料可舉出例如 C.I.顏料黃(C.I.Pigment Ye llow)ll、24、31、53、83、 93、99、108、109、110、138、139、147、150、151、154、 155 、 167 、 180 ' 185 、 199 ; C.I.顔料橙 36、38、43、71; -23- 200946980 C.I.顏料紅 81、105、122、149、150、155、171、175、 176 、 177 、 209 ' 220 、 224 、 242 、 254 、 255 、 264 、 270 ; C.I.顔料紫 19、23、32、37、39; C.I.顏料藍 1、2、15、15: 1、15: 3、15: 6、16、22、 60 > 66 ; C.I.顏料綠 7、36、37 ; C.I.顔料棕 25、28 ; C.I.顔料黑1等。 & 在本發明,沒有特別限定,以下述的顏料爲佳。 〇 C-Ι.顔料黃 11、24、108、109、110、138、139、150、 151、 154、 167、 180、 185; C.I.顏料橙 36、71 ; C.I.顏料紅 122、150、171、175、177、209、224、242、 254 、 255 、 264 ; C.I.顏料紫 19、23、37 ; C.I.顏料藍 15: 1、15: 3、15: 6、16、22、60、66; C . I.顔料綠 7、36、37; 〇 此等有機顏料可單獨或是組合各種使用來提高色純 度。組合的具體例如以下所示。 例如’例如紅色相(R)用的顏料能夠使用蒽醌 (anthraquinone)顏料、茈(perylene)顏料、二酮吡咯并吡咯 (diketopyrrol〇pyrr〇le)顏料單獨或其等之至少一種與雙偶 氮黃色(bisazo)顔料、異吲哚滿(is〇indiline)黃色顏料、唾 啉黃(quinophthalone)黃色顏料之至少一種及/或茈 (perylene)紅色顏料的混合等。例如蒽醌顔料可舉出c〗顏 料紅177,茈顏料可舉出c.i·顏料紅155、C.I.顏料紅224, -24- 200946980 二酮吡咯并吡咯顏料可舉出C.I.顏料紅254,從色再現性而 言,以與C.I.顏料黃139混合爲佳。又,從得到充分的色 純度及抑制從NTSC(美國國家電視系統委員會;National Television System Committee)基準的色相偏移之觀點,紅 色顏料及黃色顔料的質量比以100: 5~100: 50爲佳。特別 是上述質量比以100 : 10~1 00 : 30的範圍爲最佳。又,組 合紅色顔料之間時能夠配合色度來調整。 又’綠色相(G)用的顏料能夠單獨使用鹵化酞菁顏料或 是混合使用其與雙偶氮黃色顏料、喹啉黃黃色顔料、偶氮 〇 甲川黃色(azomethine)顔料或異吲哚滿黃色顏料。例如,此 種例子以混合C.I.顏料綠7、36或37與C.I.顏料黃83、 C_I.顏料黃138、C.I_顏料黃139、C.I.顏料黃150、C_I.顔 料黃180、或C.I.顏料黃185爲佳。從得到充分的色純度及 抑制從NTSC基準的色相偏移之觀點,綠顏料與黃色顏料 的質量比(綠顏料:黃顏料)以100: 5~100: 150爲佳。質 量比以100: 30〜1〇〇: 120的範圍爲特佳。 藍色相(B)用的顏料能夠單獨使用酞菁顏料、或是混合 使用其與二噚阱紫色顏料。例如混合C.I.顏料藍15 : 6與 〇 C.I.顏料紫23爲佳。藍色顏料與紫色顏料的質量比(藍色顔 料:紫色顔料)以100: 0-100: 50爲佳,以100: 5〜100: 30爲更佳。 在本發明所使用的感光性著色組成物層中之(A-ι)著 色劑(顏料)的含量,係相對於該組成物的總固體成分(質量) 以25〜75質量%爲佳,以32〜70質量%爲更佳。(A-1)著 色劑(顏料)的含量在前述範圍內時,色濃度充分且能夠有 效地確保優良的顔色特性。 (B)黏合劑聚合物 -25- 200946980 爲了提升皮膜特性、賦予顯像特性之目的,本發明的 前述感光性著色組成物以含有黏合劑聚合物爲佳。黏合劑 聚合物能夠使用下述的鹼可溶性樹脂。 本發明所使用的鹼可溶性樹脂係直鏈狀有機高分子聚 合物,能夠從分子(較佳是以丙烯酸系共聚物、苯乙烯系共 聚物作爲主鏈之分子)中具有至少一個促進鹼可溶性的基 (例如羧基、磷酸基、磺酸基、或羥基等)之鹼可溶性樹脂 中適當地選擇。 _ 上述作爲鹼可溶性樹脂之較佳例子,可舉出在側鏈具有 羧酸基之聚合體,例如特開昭59-446 1 5號公報、特公昭 54-34327號公報、特公昭5 8- 1 25 77號公報、特公昭54-259 57 號公報、特開昭5 9-53 83 6號公報、特開昭59-7 1 048號公報 所記載之甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸共聚物、伊康酸共聚 物、巴豆酸共聚物、順丁烯二酸共聚物、部分酯化之順丁烯 二酸共聚物等,及在側鏈具有羧酸之酸性纖維素衍生物、具 有羥基之聚合物加添酸酐而成者等的丙烯酸系共聚物。 _ 上述鹼可溶性樹脂的上述鹼可溶性樹脂的酸價爲10〜 〇 200mgKOH/g,以 30 〜180mgKOH/g 爲佳,以 50 〜 15 0mgKOH/g的範圍爲更佳。 鹼可溶性樹脂之具體的構成單位係以(甲基)丙烯酸與 能夠與其共聚合的其他單體之共聚物爲特佳,前述能夠能 夠與(甲基)丙烯酸共聚合的其他單體可舉出(甲基)丙烯酸 烷酯、(甲基)丙烯酸芳酯及乙烯系化合物等。在此烷基及 芳基的氫原子亦可被取代基取代。 前述(甲基)丙烯酸烷酯及(甲基)丙烯酸芳酯係 CHfC^RWcOOR3),在此,R1係表示氫原子或碳數1〜5的 -26- 200946980 烷基,R3係表示碳數1~8的烷基或碳數6〜12的芳烷基。 具體例可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲 基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁醋.、 (甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛 酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸 甲苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基) 丙烯酸羥基烷酯(烷基係碳數1~8的烷基)、甲基丙烯酸羥 基環氧丙酯及甲基丙烯酸四氫糠酯等。 ^ 又,亦可舉出在分子側鏈具有聚環氧烷鏈之樹脂作爲 鹼可溶性樹脂的較佳例。前述聚環氧烷鏈係聚環氧乙烷 鏈、聚環氧丙烷鏈及聚伸丁二醇鏈或亦可並用該等,末端 係氫原子或是直鏈或分枝的烷基。 聚環氧乙烷鏈及/或聚環氧丙烷鏈的重複單位以1〜20 爲佳,以2〜12爲更佳。在該等的側鏈具有聚環氧烷鏈之 丙烯酸系共聚物係例如以聚乙二醇一(甲基)丙烯酸酯、聚 丙二醇一(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)一(甲基)丙 烯酸酯等及將該等末端OH基以烷基加以封鎖而成之化合 物、例如甲氧基聚乙二醇一(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙 二醇一(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚(乙二醇-丙二醇)一(甲基) 丙烯酸酯等作爲共聚合成分之丙烯酸共聚物。 前述乙烯系化合物係CHfCRiR2[在此,R1係表示氫原 子或碳數1~5的烷基,R2係表示碳數6〜10的芳香族烴 環],具體上,可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、苯乙烯基 甲苯、丙烯腈、丙酸乙烯酯、Ν -乙烯基吡咯啶酮、聚苯乙 烯大分子單體及聚甲基丙烯酸甲酯大分子等。 能夠共聚合之其他單體可單獨使用1種,亦可組合使 -27- 200946980 用2種以上。此等之中,以(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯 酸共聚物或(甲基)丙烯酸苄酯/(甲基)丙烯酸共聚物/其他 單體所構成的多元共聚物爲特佳。 丙烯酸系樹脂係如前所述,具有20〜200mgKOH/g的 範圍之酸價。酸價爲2 00以下時,丙烯酸系樹脂對鹼之溶 解性不會變爲太大,能夠防止顯像適當範圍(顯像寬容度 (latitude)變窄。另一方面,20以上時,因爲對鹼之溶解性 不會變小,能夠防止顯像時間的長時間化。 又,爲了實現使感光性著色組成物在塗布等製程上容 易使用的黏度範圍,且爲了確保膜強度,丙烯酸系樹脂的 重量平均分子量 Mw(依照 GPC 法(Gel Permeation Chromatography ;凝膠滲透色譜法)所測定之聚苯乙烯換算 値),以2,000〜1〇〇,〇〇〇爲佳,以3,000〜50,000爲更佳。 又,爲了提升在本發明之感光性著色組成物的交聯效 率,能夠單獨使用在鹼可溶性樹脂具有聚合性基之樹脂或 並用未具有聚合性基的鹼可溶性樹脂,在側鏈含有芳基、 (甲基)丙烯基、或芳氧基烷基等之聚合物等係有用的。具 有聚合性雙鍵之鹼可溶性樹脂係能夠在鹼性顯像液顯像, 而且具光硬化性及熱硬化性者。含有該等聚合性基之聚合 物的例子係如以下所示,若在1分子中,含有COOH基、 OH基等的鹼可溶性基與碳-碳間不飽和鍵者時,沒有特別 限定。 (1)藉由使含有預先使異氰酸酯與OH基反應而殘留1個未 反應的異氰酸酯基及至少1個(甲基)丙烯醯基之化合物、 與含有羧基丙烯酸樹脂反應而得到之胺基甲酸酯改性而成 之含聚合性雙鍵的丙烯酸樹脂, -28- 200946980 (2) 藉由含羧基之丙烯酸樹脂與在分子內同時具有環氧基 及聚合性雙鍵之化合物反應而得到之含不飽和基的丙烯酸 樹脂, (3) 酸側接型環氧丙烯酸樹脂, (4) 使含有OH基之丙烯酸樹脂與具有聚合性雙鍵之二元酸 酐反應而成之含有聚合性雙鍵之丙烯酸樹脂。 上述之中以(1)及(2)的樹脂爲佳。 具體例能夠使用在具有OH基之例如丙烯酸2-羥基乙 0 酯、含有COOH基之例如甲基丙烯酸及能夠與此等共聚合 之丙烯酸系或乙烯系化合物等的單體之共聚物’使含有具 有對OH基具有反應性之環氧環及碳間不飽和鍵基之化合 物(例如丙烯酸環氧丙酯等的化合物)反應而得到的化合物 等。與OH基反應時除了環氧環以外,亦可使用具有酸酐、 異氰酸酯基、丙烯醯基之化合物。 又,亦能夠使用在特開平6- 1 02669號公報、特開平 6-1938號公報所記載之具有環氧環之化合物使如丙烯酸之 ©不飽和羧酸反應而得到的化合物,使飽和或不飽和多元酸 酐對其反應而得到的反應物。 同時具有如COOH基之鹼可溶化基及碳間不飽和基之 化合物可舉出例如 DIANAL NR 系列(三菱 RAYON(股)(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.)製);Photomer 6173(含 COOH 基之聚胺基甲酸酯丙烯酸低聚物 (Polyurethane acrylic oligomer)、Diamond Shamrock 公司 製);VISCOTE R-264、KS RESIST 106(都是大阪有機化學 工業(股)(〇saka O r g an i c C h e m i c a 1 I n du s t r y L t d ·)製); CYLCOMER P系列、PLACCEL系列(都是DAICEL化學工 -29- 200946980 業(股)(DAICEL Chemical I n d u s t r i e s,L t d ·)製);Eb e cry 1 3 800(DAICEL-CYTEC (股)製)等。 鹼可溶性樹脂的添加量係在感光性濃色組成物層的總 固體成分中,以3〜30質量%的範圍爲佳,以5〜20質量% 爲更佳。 調製感光性濃色組成物時,作爲黏合劑聚合物除了上 述鹼可溶性樹脂以外,以進而亦添加下述的環氧樹脂爲 佳。環氧樹脂可舉出雙酚(bisphenol)A型環氧樹脂、甲酚 酣醒清漆(eresol novolac)型環氧樹脂、聯苯(biphenyl)型環 氧樹脂、脂環族環氧化合物等在分子中含有2個以上環氧 環之化合物。 例如,雙酚A型環氧樹脂可舉出EPOTOHTO YD-115、 YD-118T、YD-127、YD-128、YD-134、YD-8125、YD-7011R、 ZX-1059、YDF-8170、YDF-170 等(以上、東都化成(股)(Tohto kakei Co.,Ltd.)製)、DENACOLEX-ll(H、EX-1102、EX-1103 等(以上、Nagase Chmte X(股)製)、PLACCEL GL-61、 GL-62、G101、G102(以上、DAICEL化學工業(股)製)等。 此外,亦可舉出能夠使用與此種類似之雙酚F型環氧樹脂 及雙酚S型環氧樹脂。 又,亦能夠使用 Ebecryl 3700、3 70 1、600(以上、 DAICEL-CYTEC(股)製)等的環氧丙烯酸酯。甲酚酚醛清漆 型可舉出 EPOTOTHOYDPN-6 3 8、YDPN-701、YDPN- 702、 YDPN-703、YDPN-704等(以上、東都化成(股)製)、 DENACOL EM-125等(以上NAGASE化成製)。聯苯型環氧 樹脂可舉出3,5,3’,5’-四甲基-4,4’-二環氧丙基聯苯等、脂環 族環氧化合物可舉出CELLOXIDE 202卜208卜2083、2085、 -30- 200946980 EPOLEAD GT-301、GT-302、GT-4(H、GT403、EHPE-3150(以 上、DAICEL 化學工業(股)製)、SANTOHTO ST-3 000、 ST-4000 ' ST- 5080、ST-5100 等(以上、東都化成(股)製)、
Epiclon43 0、同 673、同 695、同 8 5 0S、同 4032(以上、大 日本油墨化學工業(股)(DIC Corporation)製)等。又,亦能 夠使用1,1,2,2-肆(對環氧苯氧基苯基)乙烷、參(對環氧丙 氧基苯基)甲烷、三環氧丙基參(羥乙基)異三聚氰酸酯、鄰 酞酸二環氧丙酯、對酞酸二環氧丙酯、此外亦能夠使用胺
_ 型環氧樹脂之EPOTOTHO YH-434、YH-434L及在雙酚A 〇 型環氧樹脂的骨架中將二聚酸改性而成之環氧丙酯等。 此等之中,以「分子量/環氧環的數目」爲100以上爲 佳,以130〜500爲更佳。「分子量/環氧環的數目」較小時 硬化性高且硬化時的收縮大,又,太大時時硬化性不足且 缺乏信賴性,或平坦性變差。 較佳化合物的具體例可舉出 EPOTOTHO YD-115、 118T、127、YDF-170、YDPN-63 8、YDPN-701、PLACCEL GL-61、GL-62、3,5,3’,5’-四甲基-4,4’-二環氧丙基聯苯、 〇 CELLOXIDE 2021 > 208 1、EPOLEAD GT-302、GT-403 及 EHPE-3150 等。 (C-1)聚合性化合物 在本發明所使用的感光性濃色組成物以含有(C-1)聚 合性化合物爲佳。 在本發明能夠使用的聚合性化合物係具有至少一個乙 烯性不飽和雙鍵之加成聚合性化合物,能夠選自具有至少 1個、較佳是具有2以上末端乙烯性不飽和鍵之化合物。 此種化合物群在該產業領域係廣被知悉者,在本發明,此 -31 - 200946980 等沒有特別限定而可以使用。此等具有例如單體 (亦即二聚物、三聚物)及低聚物、或此等的混合 的共聚物等的化學形態。單體及其共聚物的例子 不飽羧酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、 異巴豆酸、順丁烯二酸等)、或其酯類、醯胺類, 用不飽和羧酸與脂肪族多元醇化合物之酯、不飽 脂肪族多元胺化合物之醯胺類。又,具有羥基、 硫基等親核性取代基之不飽羧酸酯或醯胺類與單 官能異氰酸酯類或環氧類的加成反應物,及與單
CI 官能羧酸之脫水縮合反應物等亦適合使用。又, 酸酯基或環氧基等親電子性取代基之不飽和羧酸 類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類之加成 進而具有鹵素基、或對甲苯磺醯氧基等脫離性取 飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能醇類、胺 類之取代反應物亦適合。又,其他例子亦能夠使 磺酸、苯乙烯、或乙烯醚等取代上述不飽和羧酸 合物群。 〇 脂肪族多元醇化合物與不飽和羧酸之酯之單 例,丙烯酸酯有乙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙 1,3-丁二醇二丙烯酸酯、伸丁二醇二丙烯酸酯、 丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羥甲基三丙 三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙基)醚、三羥甲基 烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、1,4-環己二醇二丙 四甘醇二丙烯酸酯、新戊四醇二丙烯酸酯、新戊 烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇二丙 二新戊四醇六丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、 、預聚物 物及此等 能夠舉出 巴豆酸、 較佳是使 和羧酸與 胺基或氫 官能或多 官能或多 具有異氰 酯或醯胺 ,反應物, 代基之不 類、硫醇 用不飽和 而成之化 體的具體 烯酸酯、 丙二醇二 烯酸酯、 乙烷三丙 烯酸酯、 四醇三丙 烯酸酯、 山梨糖醇 -32- 200946980 四丙烯酸酯、山梨糖醇五丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、 參(丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯、聚酯型丙烯酸酯低聚 物及異三聚氰酸EO改性三丙烯酸酯等。 甲基丙烯酸酯有伸丁二醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二 .甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷 三甲基丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇 二甲基丙烯酸酯、1,3·丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二 甲基丙烯酸酯、新戊四醇二甲基丙烯酸酯、新戊四醇三甲 _ 基丙烯酸酯、新戊四醇四甲基丙烯酸酯、二新戊四醇二甲 ❺ 基丙烯酸酯、二新戊四醇六甲基丙烯酸酯、山梨糖醇三甲 基丙烯酸酯、山梨糖醇四甲基丙烯酸酯、雙[對_ (3-甲基丙 烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯]二甲基甲烷及雙-[對(甲基丙 烯醯氧基乙氧基)苯基]二甲基甲烷等。 伊康酸酯有乙二醇二伊康酸酯、丙二醇二伊康酸酯、 1,3-丁二醇二伊康酸酯、1,4-丁二醇二伊康酸酯、伸丁二醇 二伊康酸酯、新戊四醇二伊康酸酯、山梨糖醇四伊康酸酯 等。 〇 巴豆酸酯有乙二醇二巴豆酸酯、伸丁二醇二巴豆酸 酯、新戊四醇二巴豆酸酯及山梨糖醇四巴豆酸酯等。 異巴豆酸酯有乙二醇二異巴豆酸酯、新戊四醇二異巴 豆酸酯、山梨糖醇四異巴豆酸酯等。 順丁烯二酸酯有乙二醇二順丁烯二酸酯、三甘醇二順 丁烯二酸酯、新戊四醇二順丁烯二酸酯及山梨糖醇四順丁 烯二酸酯等。 其他的酯之例子,例如有特公昭51-47334號公報、特 開昭57- 1 9623 1號公報所記載之脂肪族醇系酯類、或特開 -33- 200946980 昭 59-5240號公報、特開昭 59-524 1號公報、特開平 2-22 6149號公報所記載之具有芳香族系骨架的酯類、特開 平1-165613號公報所記載之含有胺基的酯類等亦可適用。 而且,前述酯單體亦能夠以混合物的形式使用。 又,脂肪族多元胺化合物與不飽和羧酸之醯胺的單體 之具體例有亞甲基雙丙烯醯胺、亞甲基雙甲基丙烯醯胺、 1,6-六亞甲基雙丙烯醯胺、1,6·六亞甲基雙甲基丙烯醯胺、 二伸乙三胺三丙烯醯胺、苯二甲基雙丙烯醯胺、苯二甲基 雙甲基丙烯酸酯等。其他的較佳醯胺系單體可舉出例如特 公昭54-21726號公報所記載之具有環己烯結構之醯胺。 又,使用異氰酸酯與羥基的加成反應而製成的胺基甲 酸酯系加成聚合性化合物亦佳,此種具體例可舉出例如特 公昭4 8-4 1 708號公報中所記載之對在1分子具有2個以上 異氰酸酯基之聚異氰酸酯化合物,加添下述通式(V)所示之 含有羥基之乙烯單體而成之在1分子中具有2個以上聚合 物乙烯基之乙烯基胺基甲酸酯化合物等。 ch2 = c(r4)cooch2ch(r5)oh (V) (其中,通式(A)中,R4及R5係表示Η或CH3) 又,特開昭5 1 -3 7 1 93號公報、特公平2-3 22 9 3號公報 及特公平2- 1 6765號公報所記載之丙烯酸胺基甲酸酯類、 特公昭5 8-498 60號公報、特公昭5 6- 1 76 54號公報、特公 昭62-3 94 1 7號公報及特公昭62-3 94 1 8號公報所記載之具 有環氧乙烷系骨架之胺基甲酸酯化合物類亦佳。而且藉由 使用特開昭63 -2776 5 3號公報、特開昭63 -2609 09號公報 及特開平1-105238號公報所記載之在分子內具有胺基結構 或硫醚結構之加成聚合性化合物,能夠得到感光速度非常 -34- 200946980 優良之光聚合性組成物。 其他的例子,可舉出例如特開昭48-64183號公報、特 公昭49-43 1 9 1號公報及特公昭52-3 0490號公報所記載之 聚酯型丙烯酸酯類及環氧樹脂與(甲基)丙烯酸而成之環氧 丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。又,亦可 舉出例如特公昭46-43946號公報、特公平1-40337號公報 及特公平1 -403 3 6號公報所記載之特定不飽和化合物、或 特開平2-2 5493號公報所記載之乙烯基磺酸系化合物。又, ^ 某種情況下,特開昭6 1 -22048號公報所記載之含有全氟烷 基結構係適合使用的。而且,亦可使用日本黏著協會刊物 (Journal of the Adhesion Society of Japan)第 20 卷、第 7 期、第300~3 08頁(1984年)介紹作爲光硬化性單體及低聚 物者。 此等聚合性化合物之結構、單獨使用或並用、添加量 使用方法之詳細能夠配合著色硬化性組成物最後性能設計 而任意設定。例如,能夠從以下觀點選擇。 從敏感度而言,以每1分子之不飽和基含量多的結構 爲佳,多半情況係以2官能基以上爲佳。又,爲了提高提 高著色影像部亦即感光性著色組成物層的強度,以3官能 以上者爲更佳,而且,藉由並用不同官能數、不同聚合性 基(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯系化合物、乙烯 基醚系化合物),來調節敏感度及強度雙方的方法亦是有效 的。從硬化敏感度的觀點,以使用含有2個以上(甲基)丙 烯酸酯結構之化合物爲佳,以使用含有3個以上之化合物 爲更佳,以使用含有4個以上之化合物爲最佳。又,從硬 化敏感度及未曝光部的顯像性之觀點,以含有EO改性體 -35- 200946980 爲佳。又,從硬化敏感度及曝光部強度之觀點,以含有胺 基甲酸酯鍵爲佳。 又,對於與在感光性著色組成物層中所含有的其他成 分(例如,黏合劑聚合物、引發劑、著色劑(顏料或染料)等) 之相溶性及/或分散性,加成聚合化合物的選擇、使用方法 係重要因素,例如藉由使用低純度化合物或並用2種以 上,能夠提升相溶性。又,爲了提高與基板等的黏附性之 目的,亦能夠選擇特定構造。 從以上的觀點,可舉出較佳者有雙酚A二丙烯酸酯、 雙酚A二丙烯酸酯EO改性體、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、 三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙基)醚、三羥甲基乙烷三丙 烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、新戊四醇二丙烯酸酯、新戊 四醇三丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇四丙 烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、 山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇四丙烯酸酯、山梨糖醇五 丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異 三聚氰酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯EO改性體及二新戊四 醇六丙烯酸酯EO改性體爲佳。又,市售品以胺基甲酸酯 低聚物(urethane ο 1 y g o m e r) U A S -1 0、UAB-140(日本製紙 Chemicals(股)(Nippon Paper C h e m i c al s)製)、DPHA.(日本 化藥公司(Nippon Kayaku Co·,Ltd.)製)、UA-3 0 6H、 UA-3 0 6T > UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共榮社化學 工業(股)(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)製)爲佳。 其中,以雙酚A二丙烯酸酯EO改性體、新戊四醇三 丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、 二新戊四醇六丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸 -36- 200946980 酯' 新戊四醇四丙烯酸酯EO改性體及二新戊四醇六丙烯 酸酯EO改性體等爲更佳,市售品係以DPHA(日本化藥公 司製)、UA-3 06H、UA-3 0 6T、UA-3 06I、A Η - 6 0 0、T-6 0 0、 ΑΙ-600(共榮社化學工業(股)製)爲更佳。 (C-1)聚合性化合物的含量係在本發明之感光性著色 組成物層層中的總固體成分中,以5〜55質量%爲.佳,以 10〜50質量%爲較佳,以15~45質量%爲更佳》 (D)光聚合引發劑 φ 本發明的感光性濃色組成物以含有(D)光聚合引發劑 爲佳。 前述光聚合引發劑係藉由光線分解來引發、促進前述 (C-1)聚合性化合物的聚合之化合物,以在波長300〜500奈 米的區域具有吸收者爲佳。又,光聚合引發劑可單獨或並 用2種以上。 光聚合引發劑可舉出例如有機鹵素化合物、曙二唑 (oxidiazole)化合物、羰基化合物、縮酮(ketal)化合物、苯 _ 偶姻(benzoin)化合物、吖陡(acridine)化合物、有機過氧化 ❹ 一 化合物、偶氮化合物、香丑素(coumarin)化合物、疊氮(azide) 化合物、金屬茂(metallocene)化合物、六芳基二咪哩 (hexaarylbiimidazoe)化合物、有機硼化合物、二磺酸化合 物、后醋(oxime ester)化合物、鑰鹽(onium salt)化合物、 酶基膦(氧化物)(acyphosphine oxide)化合物。 有機鹵素化合物具體上可舉出在若林等「8〇111(:1^111· Soc Japan」42、2924(1969 年)、美國專利第 3,905,815 號 說明書、特公昭46-4605號公報、特開昭48-36281號公報、 特開昭55-32070號公報、特開昭60-2 39736號公報、特開 -37- 200946980 昭61-169835號公報、特開昭61-169837號公報、特開昭 62- 5 824 1號公報、特開昭62-21 2401號公報、特開昭 63- 70243號公報、特開昭63-2983 3 9號公報、Μ· P. Hutt “雜環化學期刊(Journal 0f Heterocyclic Chemistry” 1(第 3期),( 1 970年)」之文章所記載之化合物,特別是可舉出 三鹵甲基取代之曙二唑化合物及s•三阱化合物。 3_三阱化合物更佳是至少1個單、雙、或三鹵素取代 甲基鍵結於s-三阱環而成之s-三畊衍生物’具體上可舉出 ▲ 例如2,4,6-參(一氯甲基)-s-三畊、2,4,6-參(二氯甲基)-s-三 〇 阱、2,4,6-參(三氯甲基)-s-三畊、2-甲基-4,6-雙(三氯)-S- 三阱、2-正丙基-4,6-雙(三氯甲基)-卜三畊、2-(〇:^,/5-三氯乙基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊、2-苯基-4,6-雙(三氯 甲基)-s-三畊、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-5-三 阱、2-(3,4-環氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊、2-(對 氯苯基)-4,6 -雙(三氯甲基)-s-三哄、2-[1-(對甲氧基苯 基)-2,4-丁二烯]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊、2-苯乙烯基 -4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊、2-(對甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙 (三氯甲基)-s-三畊、2-(對異丙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯 甲基)-s-三哄、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三哄、 2-(4-萘氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三讲、2-苯硫基- 4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊、2-苄硫基·4,6-雙(三氯甲基)-s-三 畊、4-(鄰溴-對N,N-(二乙氧基羰基胺基)-苯基)-2,6-二(三 氯甲基)-s-三畊、2,4,6-參(二溴甲基)-s-三阱、2,4,6-參(三 溴甲基)-s-三畊、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三畊及2-甲 氧基-4,6-雙(三溴甲基)-s-三阱等。 噚二唑化合物可舉出2-三氯甲基-5-苯乙烯-1,3,4-噚 -38- 200946980 二哩、2-三氯甲基-5-(氰基苯乙嫌)-1,3,4-噚二哩、2_二氯 甲基-5-(萘-1-基)·1,3,4-曙二哩、2-三氯甲基-5-(4-苯乙嫌) 苯乙烯-1,3,4-噚二唑等。 羰基化合物可舉出二苯基酮(benzoPhenone)、米其勒酮 (Michler,s ketone)、2-甲基二苯基酮、3-甲基二苯基酮、 4 -甲基二苯基酮、2-氯二苯基酮、4-溴二苯基銅、2_殘基二 苯基酮等二苯基酮衍生物、2,2-二甲氧基_2·苯基乙醯苯、 2,2-二乙氧基乙醯苯、1-羥基環己基苯基酮、α-羥基-2 -甲 ^ 基苯基丙酮、1-羥基-1-甲基乙基-(對異丙基苯基)酮、b經 基-1-(對十二烷基苯基)酮、2_甲基-丨-(4’-(甲硫基)苯基)_2_ 味啉-1-丙酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-味啉基苯基)丁酮 -1-2,4,6 -三甲基苯甲醯基-二苯基-膦氧化物、丨,1,1-二氯甲 基-(對丁基苯基)酮、及2 -节基-2-一甲胺-4-味啉丁醯本等 乙酿苯衍生物、噻噸酮(thioxanthone)、2_乙基噻噸酮、2- 異丙基噻噸酮、2·氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙 基噻噸酮、2,4·二異丙基噻噸酮等唾噸酮衍生物、與對二 ^ 甲胺苯甲酸酯、對二乙胺苯甲酸酯等苯甲酸酯衍生物等。 〇 縮酮化合物可舉出苄基二甲基縮酮、苄基-Ρ-甲氧基乙 基縮醛等。 苯偶姻化合物可舉出間苯偶姻丙基醚、苯偶姻異丁基 醚、苯偶姻乙基醚、甲基鄰苯甲醯基苯甲酸酯等。 吖啶化合物可舉出9 -苯基吖啶、9 -吡啶基吖啶、9 -吡 哄基吖啶、1,2-二(9-吖啶基)乙烷、1,3-二(9-吖啶基)丙烷、 1,4-二(9-吖啶基)丁烷、1,5-二(9-吖啶基)戊烷、1,6-二(9-吖啶基)己烷、1,7-二(9-吖啶基)庚烷、1,8-二(9-吖啶基)辛 烷、1,9 -二(9-吖啶基)壬烷、1,1〇 -二(9-吖啶基)癸烷、1,11- -39- 200946980 二(9-吖啶基——烷及1,12-二(9-吖啶基)十二烷等的二(9-吖啶基)鏈烷等。 有機過氧化化合物可舉出例如過氧化三甲基環己酮、 過氧化醯基丙酮、1,1-雙(第三丁基過氧)_3,3,5·三甲基環己 烷、1,1_雙(第三丁基過氧)環己烷、2,2-雙(第三丁基過氧) 丁烷、第三丁基過氧化氫、氫過氧化異丙苯(cumene hydroperoxide)、二異丙基苯過氧化氫、2,5-一甲基己院 -2,5-二過氧化氫、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫、過氧化第 三丁基異丙苯、過氧化二異丙苯(dicumy1 Peroxide)、2,5· 二甲基-2,5-二(第三丁基過氧)己烷、2,5-過氧化噚烷醯 (2,5-oxanoyl peroxide)、過氧化號拍酸、過氧化苯偶姻、 過氧化2,4-二氯苯甲醯、二異丙基過氧化二碳酸酯、二-2-乙基己基過氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基乙基過氧化二碳酸 酯、二甲氧基異丙基過氧化二碳酸酯、二(3 -甲基-3-甲氧基 丁基)過氧化二碳酸酯、第三丁基過氧化乙酸酯、第三丁基 過氧化三甲基乙酸醋(tert-butyl peroxypivalate)、第三丁基 過氧化新癸酸酯、第三丁基過氧化辛酸酯、第三丁基過氧 化月桂酸酯、第三碳酸酯、3,3’,4,4’-四·(第三丁基過氧化 羰基)二苯基酮、3,3’,4,4’-四-(第三己基過氧化羰基)二苯 基酮、3,3’,4,4’-四-(對異丙基異丙苯基過氧化羰基)二苯基 酮、羰基二(第三丁基過氧化二氫二酞酸酯)、及羰基二(第 三己基過氧化二氫二酞酸酯)等。 偶氮化合物可舉出例如特開平8-108621號公報所記載 之偶氮化合物等。 香豆素化合物可舉出例如3-甲基-5-胺基-((s-三阱-2-基) 胺基 )-3-苯基香 豆素、 3-氯 -5-二乙 基胺基 -((s-三哄 -2- -40- 200946980 基)胺基)-3-苯基香豆素、及3-丁基-5-二乙基胺基- ((s-三阱 -2-基)胺基)-3-苯基香豆素等。 疊氮化合物可舉出例如美國專利第2 84 8 3 2 8號說明 書、美國專利第2 8 5 23 79號說明書及美國專利第2940853 號說明書所記載之有機疊氮化合物、2,6-雙(4-叠氮亞苄 基)-4-乙基環己酮(BAC-E)等。 金屬茂化合物可舉出特開昭5 9- 1 523 96號公報、特開 昭61-151197號公報、特開昭63-4 1 484號公報、特開平 U 2-249號公報、特開平2-4705號公報、特開平5-83588號 公報所記載之各種二茂鈦(titanocene)化合物、例如二-環戊 二烯-Ti-聯苯、二-環戊二烯-Ti-雙-2,6-二氟苯-1-基、二-環戊二烯-Ti-雙-2,4·二氟苯-1-基、二-環戊二烯-Ti-雙 -2,4,6-三氟苯-1-基、二-環戊二烯-Ti-雙-2,3,5,6-四氟苯-1-基、二-環戊二烯-Ti-雙- 2,3,4,5,6-五氟苯-1-基、二-甲基環 戊二烯-丁丨-雙-2,6-二氟苯-1-基、二-甲基環戊二烯-丁丨-雙 -2,4,6-三氟苯-1-基、二-甲基環戊二烯- Ti-雙-2,3,5,6-四氟 0 苯-1-基、二-甲基環戊二烯- Ti-雙-2,3,4,5,6-五氟苯-1-基、 特開平1-304453號公報及特開平^52109號公報所記載 之鐵-芳烴(arene)錯合物等。 六芳基二咪唑化合物可舉出例如特公平6-29285號公 報、美國專利第3,479,185號、同第4,311,783號、同第 4,622,286號等各說明書所記載之各種化合物,具體上可舉 出2,2’-雙(鄰氯苯基)-4,4’,5,5,-四苯基二咪唑' 2,2,-雙(鄰 溴苯基)4,4’,5,5’ -四苯基二咪唑、2,2,_雙(鄰,對二氯苯 基)4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2,-雙(鄰氯苯基)4,4,,5,5’-肆(間甲氧基苯基)二咪唑、2,2’_雙(鄰,鄰-二氯苯 -41 - 200946980 基)4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2,-雙(鄰硝基苯 基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2,-雙(鄰甲基苯 基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、及2,2’-雙(鄰三氟苯 基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑等。 有機硼酸鹽化合物可舉出的具體例,例如特開昭 62- 1 43 044號公報、特開昭62- 1 50242號公報、特開平 9-188685號公報、特開平9-188686號公報、特開平9-188710 號公報、特開2000- 1 3 1 837號公報、特開2002- 1 0791 6號 ❹ 公報、特許第2764769號公報、特開2002-116539號公報 等各公報及 Kunz,Martin Rad Tech' 98. Proceeding April 1 9-22, 1 998年,Chicago”等所記載之有機硼酸鹽' 特開平 6-157623號公報、特開平6-1755 64號公報、特開平6-175561 號公報所記載之有機硼锍錯合物或有機硼氧鏑(boron oxosulfonium)錯合物、特開平6- 1 75554號公報、特開平 6- 1 75 5 5 3號公報所記載之有機硼碘鑰(boron iodonium)錯 合物、特開平 9- 1 8 87 1 0號公報所記載之有機硼鏑(boron phosphonium)錯合物、特開平6-348011號公報、特開平 ❹ 7- 128785號公報、特開平7-140589號公報、特開平7-306527 號公報、特開平7-2920 1 4號公報等之有機硼過渡金屬配位 錯合物等。 二颯化合物可舉出例如特開昭6 1 - 1 66544號公報、特 開2002-32 846 5說明書等所記載之化合物等。 肟酯(oxime ester)化合物可舉出例如 J.C.S. Perkin 11(1979) 1653-1660、 J.C.S. Perkin 11(1979)156-162、光聚 合物科學及技術期刊(Journal of Photopolymer Science and Technology)(1 995 年)202-232、特開 2000-663 85 號公報記 -42- 200946980 載的化合物、及特開2000-80068號公報、特表2004-534797 號公報所記載之化合物。具體例係以 CIBA SPECIALTY CHEMICALS 公司(C i b a J ap an K. K ·)製的 IRGACURE OXE-01、OXE-02 等爲佳。 鎗鹽化合物可舉出例如S. I. Schlesinger, Potogr. Sci.
Eng., 1 8,3 87( 1 974 年)、T. S. Bal 等人,Polymer, 2 1,423 ( 1 980年)所記載之二哩鎗(diazonium)鹽、美國專利第 4,069,05 5號說明書、特開平4-365049號公報等所記載之 ^ 銨鹽、美國專利第4,069,055號說明書、同4,069,056號說 〇 明書的各說明書所記載之鎗鹽、歐洲專利第1 04,1 43號說 明書、特開平2-150848號公報、特開平2-296514號公報 之各公報所記載之碘鎗鹽等。 本發明適合使用的碘鎗鹽係二芳基碘鑰鹽,從安定性 的觀點,以被2個以上烷基、烷氧基、芳氧(aryloxy)基等 電子給予性基取代爲佳。 可適合使用於本發明之锍鹽可舉出歐洲專利第 370,693號說明書、同390,214號說明書、同233,567號說 W 明書、同297,443號說明書、同297,442號說明書、美國專 利第4,93 3,3 77號說明書、同4,760,0 1 3號說明書、同 4,734,444號說明書、同2,833,827號說明書、德國專利第 2,904,626號說明書、同3,604,580號說明書、同3,604,581 號說明書之各說明書所記載之鑰鹽,從安定性的敏感度而 言,以被電子吸引性基取代爲佳。電子吸引性基之哈曼特 値以比〇大爲佳。較佳之電子吸引性基可舉出鹵素原子及 羧酸等。 又,其他較佳锍鹽可舉出三芳基锍鹽之一個取代基具 -43- 200946980 有香豆素、蒽醌結構且在300奈米以上具有吸收之锍鹽。 另外之較佳銃鹽可舉出三芳基鏑鹽具有芳氧(aryloxy)基、 芳硫基作爲取代基且在3 0 0奈米以上具有吸收之毓鹽。 又,鑰鹽化合物可舉出J. V. Crivello 等人,大分子 (M a c r 〇 m ο 1 e c u 1 e s), 1 0(6), 1 3 07( 1 977 年)、J. V. Crivello 等 人 > J . Polymer Sci.,Polymer Chem Ed., 1 7,1 0 4 7 ( 1 9 7 9 年) 所記載之硒鎩(selenonium)鹽、C.S.Wen 等人,丁611,?1:〇(:·
Conf. Rad. Curing ASIA,第 47 8 頁 To ky ο,1 0 月(1 9 8 8 年) _ 所記載之砷鎗鹽(arsonium)等鑰鹽。 〇 醯基膦(氧化物)化合物可舉出 CIBA SPECIALTY CHEMICAL 公司製之 IRGACURE819、DAROCURE 4265、 DAROCURE TPO 等。 從曝光敏感度化的觀點,(D)光聚合引發劑以選自由三 鹵甲基三畊系化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮 化合物、α -胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦系化合 物、金屬茂化合物、肟系化合物、三芳基咪唑二聚物 (triarylimidazole dimer)、鑰系化合物、苯并噻哩化合物、 〇 二苯基酮系化合物、乙醯苯化合物及其衍生物、環戊二烯-苯-鐵錯合物及其鹽、鹵甲基曙二唑化合物、3-芳基取代香 豆素化合物所組成群組之化合物爲佳。 以三鹵甲基三畊系化合物、α -胺基酮化合物、醯基膦 化合物、氧化膦系化合物、肟系化合物、三芳基咪唑二聚 物、鎗系化合物、二苯基酮系化合物及乙醯苯化合物爲更 佳。以選自由三鹵甲基三畊系化合物、α-胺基酮化合物、 肟系化合物、三芳基咪唑二聚物及二苯基酮系化合物所組 成群組之至少一種化合物爲最佳。 -44 - 200946980 (D)光聚合引發劑的含量係相對於感光性著色組成物 層中的總固體成分以0·1〜20質量%爲佳,以0.5〜15質量 %爲更佳,以1〜1 0質量%爲特佳。在此範圍能夠得到良好 的敏感度及圖案形成性。 (Ε)溶劑 本發明所使用的感光性著色組成物,通常能夠使用溶 劑來調製。 作爲溶劑,酯類有例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸 異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、丙酸丁酯、 〇 丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷酯類、乳酸甲酯、 乳酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、 甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙 氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯;3-羥基丙酸甲酯、及3-羥基丙酸乙酯等的3·羥基丙酸烷酯類(例如3-甲氧基丙酸 甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯及3-乙氧基 丙酸乙酯等);2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基 丙酸丙酯等的2-羥基丙酸烷酯類(2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲 〇 氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、 2-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基-2·甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲 基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基 丙酸乙酯等);及丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、 乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-側氧基丁酸甲酯、2-側 氧基丁酸乙酯、1,3-丁二醇二乙酸酯等; 醚類有例如二甘醇二甲基醚、四氫呋喃 (tetrahydrofuran)、乙二醇一甲基醚、乙二醇單乙基醚、甲 基賽路蘇乙酸醋(methyl cellosolve acetate)、乙基賽路蘇乙 -45- 200946980 酸酯、二甘醇一甲基醚、二甘醇一乙基醚、二甘醇一丁基 醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇 丙基醚乙酸酯、二甘醇二乙基醚、二甘醇一乙基醚乙酸酯、 二甘醇一丁基醚、二甘醇一丁基醚乙酸酯、丙二醇正丙基 醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇正丁基醚乙酸酯、丙 二醇苯基醚、丙二醇苯基醚乙酸酯、二伸丙甘醇一甲基醚 乙酸酯、二伸丙甘醇正丙基醚乙酸酯、二伸丙甘醇正丁基 醚乙酸酯、三伸丙甘醇一正丁基醚及三伸丙甘醇一甲基醚 I 乙酸酯等; 〇 酮類有例如丙酮、甲基乙基酮、環己酮 (cylcohexanone)、2-庚酮及 3-庚酮等; 醇類有例如乙醇、異丙醇、丙二醇甲基醚、丙二醇一 正丙基醚、丙二醇一正丁基醚;及 芳香族烴類有例如甲苯、二甲苯等。 此等之中,以3 -乙氧基丙酸甲酯、3 -乙氧基丙酸乙酯、 乙基賽路蘇乙酸酯、乳酸乙酯、二甘醇二甲基醚、乙酸丁 酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇乙 酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚 乙酸酯及丙二醇乙基醚乙酸酯等爲佳。 溶劑可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。 其他的添加物 又,在本發明所使用的感光性著色組成物除了上述成 分以外,亦可按照目的更使用各種眾所周知的添加劑。 以下,敘述此種添加劑。 分散劑 本發明之感光性著色組成物以含有高分子分散劑爲 -46 - 200946980 佳。該高分子分散劑係重量平均分子量爲3,000〜100, ooo 的範圍之樹脂。而且,酸價以20〜300mgKOH/g爲佳。以 下’會有將此種高分子聚合物簡稱爲「分散樹脂」之情形。 在本發明之分散樹脂係具有能夠作爲前述作爲(A-i) 著色劑所舉出顏料的分散劑、或在後述用以形成黑色矩陣 之感光性濃色組成物作爲遮光劑(黑色矩陣形成用顏料)的 分散劑之功能之化合物。 因爲分散樹脂必須具有特定的酸價,以具有酸性基之 高分子化合物爲佳》 該高分子化合物的高分子骨架以選自由乙烯系單體的 聚合物或共聚物、酯系聚合物、醚系聚合物、胺基甲酸醋 系聚合物、酿胺系聚合物、環氧系聚合物、聚砂氧(silicone) 系聚合物及該等改性物或共聚物[例如包含聚醚/聚胺基甲 酸酯共聚物、聚醚/乙烯系單體的聚合物之共聚物等(無規 共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物之任一者均可)]所組成 群組之至少一種爲佳,以選自由乙烯系單體的聚合物或共 聚物、酯系聚合物、醚系聚合物、胺基甲酸酯系聚合物及 該等改性物或共聚物所組成群組之至少一種爲更佳,以乙 烯系單體的聚合物及乙烯系單體的共聚物爲特佳。 又,在如上述的高分子骨架導入酸性基之方法,可舉 出例如在聚合上述的高分子骨架時與含有酸性基之單體共 聚合之方法;或在聚合上述的高分子骨架後藉由高分子反 應來導入之方法。 含有酸性基之單體可舉出例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸 (crotonic acid)、伊康酸(itaconic acid)、順丁 儲二酸(maleic acid)、反丁 稀二酸(phmalic acid)、桂皮酸(cinnamic acid)、 -47- 200946980 丙烯酸二聚物(acrylic acid dimmer)、乙烯基苯甲酸、苯乙 烯基磺酸、2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、磷酸一(甲基)丙烯 醯乙酯、或是藉由使甲基丙烯酸2 -羥基乙酯等的含醇性羥 基之單體與順丁烯二酸酐、酞酸酐等的環狀酸酐等反應所 得到的單體等。 而且,具有酸性基之高分子化合物亦可以是進而含乙 烯系單體成分作爲共聚合成分者。 前述乙烯基單體沒有特別限定,例如以(甲基)丙烯酸 酯類、巴豆酸酯類、乙烯酯類、順丁烯二酸二酯類、反丁 烯二酸二酯類、伊康酸二酯類、(甲基)丙烯醯胺類、乙烯 醚類、乙烯醇的酯類、苯乙烯類及(甲基)丙烯腈等爲佳。 前述「酸性基」可舉出的較佳例子有例如羧酸基、磺 酸基、一硫酸酯基、磷酸基、一磷酸酯基及硼酸基,以羧 酸基、磺酸基、一硫酸酯基、磷酸基及一磷酸酯基爲更佳, 以羧酸基、磺酸基及磷酸基爲特佳。 又,爲了提高分散性,本發明之感光性著色組成物亦 可更含有具有鹼性氮原子之基。前述具有鹼性氮原子(basic nitrogen atom)之基可舉出的較佳例子有例如胺基(-NH2)、 取代亞胺基(-NHR8或-NR9R1Q ;在此,R8、R9及r1Q係各 自獨立地表示碳數丨~2()的烷基、碳數6以上的芳基、或碳 數 7以上的芳烷基)、下述化學式(al)所示之胍基 (guanidyl)、或下述化學式(a2)所示之脒基(amidinyl)等。 -48 - 200946980
R11—N y—N- a 1
r12-nh h \_ r14~nh (a 2) 上述化學式(al)中,Rn及R12係各自獨立地表示碳數 1〜20的烷基、碳數6以上的芳基、或碳數7以上的芳烷基。 上述化學式(a2)中,R13及R14係各自獨立地表示碳數 1~2 0的烷基、碳數6以上的芳基、或碳數7以上的芳烷基。 此等之中,胺基(-NH2)、取代胺基(-NHR8、或NR9R10 ; © 在此,r8、r9及r1()係各自獨立地表示碳數1〜10的烷基、 苯基或苄基)、前述化學式(al)所示之狐基[化學式(al)中, R11及R12係各自獨立地表示碳數1~1〇的烷基、苯基或苄 基]、前述化學式(a2)所示之脒基[化學式(a2)中,R13及R14 係各自獨立地表示碳數1〜10的烷基、苯基或苄基]等,係 含有由1〜200個的氫原子及0〜20硫原子所形成的基,該 等可以是未取代,亦可以進而具有取代基。 其他分散劑 〇 本發明所使用的感光性著色組成物除了分散樹脂以 外,亦可並用先前以來眾所周知的分散劑(顏料分散劑)。 眾所周知的分散劑(顏料分散劑)可舉出高分子分散劑 (例如聚醯胺及其鹽、高分子量不飽和酸酯、改性聚胺基甲 酸酯、改性聚酯、改性聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系 共聚物)、及聚氧化乙烯烷基磷酸酯、聚氧化乙烯烷基胺、 烷醇胺及顏料衍生物等。 高分子分散劑依其結構亦可進而分類爲直鏈狀高分 子、末端改性高分子、接枝型高分子(graft polymer)及嵌段 -49- 200946980 型高分子(block polymer)。 高分子分散劑的作用係吸附在顔料的表面,用以防止 再凝聚。因此,可舉出較佳結構有對顏料表面具有錨固 (anchor)部位之末端改性型高分子、接枝型高分子、嵌段型 高分子。另一方面,顏料衍生物係具有藉由將顏料表面改 性來促進高分子分散劑的吸附之作用。 本發明能夠使用之眾所周知的分散劑(顏料分散劑)的 具體例,可舉出BYKChemie公司製的Disperbyk-107(羧酸 酯)、130(聚醢胺)、161、162、163、164、165、166、170(¾ 〇 分子共聚物)、EFKA 公司製 EFKA4047、4050、4010、4165(聚 胺基甲酸酯系)、EFKA43 30、4340(嵌段共聚物)、4400 ' 4402(改性聚丙烯酸酯)、5010(聚酯型醯胺)、6220(脂肪酸
聚酯)、6745(酞菁衍生物)、6750(偶氮衍生物)、AJINOMOTO FINETECHNO 公司製的 AJISPER PB821、PB822 > 共榮社
化學公司(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.)製的 FLOWLEN TG-710(胺基甲酸酯低聚物)、POLYFLOW Ν〇·50Ε、 >^〇.300(丙嫌酸系共聚物)、楠本化成公司(〖\1311111〇1〇 f%
Chemicals Ltd.)製 DISPARLON #7004(聚醚酯)、 DA-703-50、DA-705、DA-725、花王公司(KAO Corporation) 製EMULGEN920、93 0、93 5、9 8 5 (聚氧乙烯壬基苯基醚)、 ACETAMIN 86 (硬脂醯胺乙酸酯)、LUBRIZOL公司(The Lubrizol Corporation)製的 SOLPERSE 5000(酞菁衍生物)、 22000(偶氮顏料衍生物)、13240(聚酯型胺)、3000、17000、 27000(在末端具有功能部之高分子)、24000、28000、 32000、38500(接枝型高分子)、日光CHEMICAL公司(Nikko Chemicals Co.,Ltd.)製的NIKKOLT106(聚氧乙烯山梨糖醇 -50- 200946980 酐一油酸酯)及MYS-IEX(聚氧乙烯一硬脂酸酯)等。 上述之眾所周知的分散劑能夠按照必要相對於分散樹 脂,能夠在1 〇〜1 〇〇質量%亦即分散劑/分散樹脂=1 /1 〇〜 1/1(等量)的範圍使用。 界面活性劑 因爲增大顏料濃度時通常塗布液的觸變性(thixotropy) 變大,在基板上塗布或轉印感光性著色組成物而形成感光 性著色組成物層(著色層塗膜)後,容易產生膜厚度不均。 I 又,特別是使用狹縫塗布法形成感光性著色組成物層(著色 Ο 層塗膜)時,至乾燥爲止感光性著色組成物層形成用的塗布 液調平而形成均勻厚度的塗膜係重要的。因此,以使前述 感光性著色組成物中含有適當的界面活性劑爲佳。上述界 面活性劑可舉出較佳者有特開2003 -3 3 7424號公報、特開 平11-133600號公報所揭示之界面活性劑。 用以提高塗布性之界面活性劑可添加非離子系 (nonionic)界面活性劑、氟系界面活性劑、聚砂氧(silicone) 系界面活性劑等。 ❹ 非離子系界面活性劑可舉出例如聚氧乙二醇類、聚氧 丙二醇類、聚氧化乙烯烷基醚類、聚氧化乙烯烷基芳基醚 類、聚氧化乙烯烷酯類、聚氧化丙烯烷基醚類、聚氧化丙 烯烷基芳基醚類、聚氧化丙烯烷酯類、山梨糖醇酐烷酯類 及一甘油酯烷酯類等。 非離子系界面活性劑的具體例可舉出聚氧乙二醇、聚 氧丙二醇等的聚氧烷二醇類;聚氧化乙烯月桂醚、聚氧化 丙烯硬脂醚、聚氧化乙烯油醚等的聚氧化烯烷酯類;聚氧 化乙烯辛基苯基醚、聚氧化乙烯苯乙烯化醚、聚氧化乙烯 -51 - 200946980 三苄基苯基醚、聚氧化乙烯-丙烯聚苯乙烯化醚、聚氧化乙 烯壬基苯基醚等的聚氧化乙烯芳基醚類;聚氧化乙烯二月 桂酸酯、聚氧化乙烯二硬脂酸酯等的聚氧化烯二烷酯;山 梨糖醇酐脂肪酸酯;及聚氧化烯山梨糖醇酐脂肪酸酯類等。 該等之進一步的具體例有例如ADEKA PLURONIC系 列、ADEKANOL 系列、TETRONIC 系列(以上 ADEKA(股) (ADEKA Corporation)製)、EMULGEN 系列、RHEODOL 系 列(以上花王(股)(KAO Corporation)製)、ELEMINOL 系列、 ^ NONIPOL 系列、OCTARPOL 系列、DODECAPOL 系列、 0 NEWPOL 系列(以上三洋化成(股)(Sanyo Chemical Industries Ltd.)製)、PIONIN 系列(以上竹本油脂 (股)(Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.)製)、NIS S AN N ON I ON 系 列(以上日本油脂(股)(NO F Corporation)製)等。能夠適當地 使用該等市售品》HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)値以 8〜20爲佳,以10〜17爲更佳。 氟系界面活性劑的例子可舉出在末端、主鏈及側鏈之 至少任一部位具有氟烷基或氟伸烷基之化合物。 具體上的市售品有例如MEGAFAC F142D、同F172、 同 F173、同 F176、同 F177、同 F183、同 780、同 781、同 R30、同 R08(大日本油墨(股)(DIC Corporation)製、 FLUORAD FC-1 35 ' 同 FC-170C、同 FC-430、同 FC_431(住 友 3 Μ (股)(S u m i t o m 〇 3 M L i m i t e d)製)、S U R F L Ο N S -1 1 2、 同 S-113、同 S-131、同 S-141、同 S-145、同 S-382、同 SC-101、同 SC-102、同 SC-103、同 SC-104、同 SC-105、 同 SC-106(旭硝子(股)(Asahi Glass Co_,Ltd.)製)、EFTOP EF351、同 3 52、同 801、同 8 0 2 ( J E M C O (股)(J E M C O Inc.) -52- 200946980 製)等。 聚矽氧系界面活性劑可舉出例如(Torey Silicone)DC3PA、同 DC7PA、同 SH11PA、同 SH21PA、同 SH28PA、同 SH29PA、同 SH30PA、同 SH-190、同 SH-193、 同 SZ-6032、同 SF-8428、同 DC-57、同 DC-190(以上、 TORAY-DOWCORNING SILICONES(股)(Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.)製)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、 TSF-4446 、 TSF-4460 、 TSF-4452(以上、Momentive
PerformenceMaterials Japan 製)等 ° ❹ 該等界面活性劑係相對於用以形成感光性著色組成物 層的塗布液100質量份,以使用5質量份以下爲佳,以使 用2質量份以下爲更佳。界面活性劑大於5質量份時在塗 布乾燥時容易產生表面粗糙,平滑性容易變差。 又,爲了促進未硬化部的鹼溶解性,謀求更提升光硬 化性組成物的顯像性時,能夠進行添加有機羧酸、較佳是 分子量1 00 0以下之低分子量有機羧。具體上可舉出例如甲 酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、三甲基乙酸、己酸、二乙 〇 基乙酸、庚酸(enanthic acid)、辛酸等的脂肪族一羧酸;草 酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸(pimelic acid)、辛二酸(suberic acid)、壬二酸(azelaic acid)、癸二 酸(sebacic acid)、十三院二酸(brasylic acid)、甲基丙二酸 (methylmalonic acid)、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基 琥珀酸、四甲基琥珀酸、檸康酸(citraconic acid)等脂肪族 二羧酸;1,2,3-丙三甲酸(tricarballyic acid)、烏頭酸 (aconitic acid)、降樟腦三酸(camphoronic acid)等脂肪族三 竣酸;苯甲酸、苯乙酸(toluic acid)、異丙苯酸(cuminic -53- 200946980 acid)、2,3-二甲苯甲酸(hemellitic acid)、3,5 -二甲基苯甲 酸(mesityleneacid)等芳香族一羧酸;酞酸、異酞酸、對酞 酸、1,2,4-苯三甲酸(trimellitic acid)、1,3,5-苯三甲酸 (丈1:1111631〇3(:1{1)、1,2,3,5-苯四甲酸(111611〇卩113111〇&(^4)、焦 蜜石酸(pyromellitic acid)等芳香族聚羧酸;苯基乙酸、苯 氧基乙酸、甲氧基苯氧基乙酸、氫阿托酸(hydratropic acid)、氫桂皮酸(hydrocinnamicacid)、苦杏仁酸(mandelic acid)、苯基琥ί白酸、阿托酸(atropic acid)、桂皮酸、桂皮 — 酸甲酯、桂皮酸节酯、亞桂皮基乙酸(cinnamylidene ❹ — acetate)、香豆酸(cumaric acid)、饊形酸(umbellic acid)等 其他的羧酸。 院氧基砂院(alkoxysilane)化合物 從提升與基板的黏附性之觀點,本發明所使用的感光 性著色組成物能夠使用烷氧基矽烷化合物、特別是使用矽 烷偶合劑。 矽烷偶合劑以具有烷氧基矽烷基作爲能夠與無機材料 化學鍵結之加水分解基者爲佳,以與有機樹脂之間相互作 ❹ 用或鍵結形成而顯V親和性之(甲基)丙嫌酿基、苯基、氮 硫基、環氧矽烷爲佳,其中以(甲基)丙烯醯基丙基三甲氧 基矽烷爲更佳。 使用矽烷偶合劑時之添加量係在本發明所使用的感光 性著色組成物層中的總固體成分中,以0.2〜5.0質量%的 範圍爲佳,以0.5〜3.0質量%爲更佳。 共敏化劑 本發明所使用的感光性著色組成物層亦可按照必要含 有共敏化劑。在本發明,共敏化劑具有更提升敏化色料及/ -54- 200946980 或引發劑對活性放射線的敏感度,或是具有抑制氧對聚合 性化合物的聚合阻礙等作用。 此種共敏化劑可舉出例如胺類、例如M.R. Sander等 著「聚合物學會期刊(Journal of Polymer Society)」第10 卷第3173頁(1972年)、特公昭44-20189號公報、特開昭 5 1 -82 1 02號公報、特開昭52-1 34692號公報、特開昭 59- 1 38205號公報、特開昭60-84305號公報、特開昭 62- 1 85 37號公報、特開昭64-3 3 1 04號公報、硏究發表 ◎ (Research Disclosure)第3 3 825號所記載之化合物等,具體 上,可舉出三乙醇胺、對二甲胺基苯甲酸乙酯、對甲醯基 二甲基苯胺、對甲硫基二甲基苯胺等。 共敏化劑之另外例子係硫醇及硫醚類,可舉出例如特 開昭53 -702號公報、特公昭5 5 - 5 00 806號公報、特開平 5- 142772號公報所記載之硫醇化合物、特開昭56-75643號 公報之二硫醚化合物等,具體上可舉出2 -氫硫基苯并噻 唑、2-氫硫基苯并噚唑、2-氫硫基苯并咪唑、2-氫硫基 -4(3 H)-喹唑啉、氫硫基萘等。 〇 又,其他的共敏化劑之例子可舉出胺基酸化合物(例 如,N-苯基甘胺酸等)、特公昭48-42965號公報所記載之 有機金屬化合物(例如乙酸三丁基錫(tributyl tin acetate) 等)、特公昭55-344 1 4號公報所記載之氫給予體、特開平 6- 308727號公報所記載之硫化合物(例如三聚甲硫醛等) 等。 從藉由聚合成長速度及鏈轉移的平衡來提升硬化速度 之觀點,相對於光硬化性組成物之總固體成分的質量,此 等共敏化劑的含量以0.1〜30質量%的範圍爲佳,以1~25 -55- 200946980 質量%的範圍爲較佳,以0.5〜20質量%的範圍爲更佳。 聚合抑制劑 在本發明,在感光性著色組成物的製造中或保存中, 爲了阻止具有能夠聚合的乙烯性不飽和雙鍵之化合物產生 不需要的熱聚合,以在感光性著色組成物添加少量的熱聚 合抑制劑爲佳。 本發明所使用的熱聚合抑制劑可舉出氫醌 (hydroquinone )、對甲氧基苯酚、二-第三丁基·對甲酚、 A 五倍子酚(pyrogallol)、第三丁基兒茶酚(t-butyl catechol)、苯醌(benzoquinone)、4,4’-硫代雙(3 -甲基-6-第 三丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)及 N-亞硝基苯基羥基胺第一鈽鹽等。 熱聚合抑制劑的添加量係相對於感光性著色組成物層 中的質量,以約0.01質量%〜約5質量%爲佳。又,爲了 防止因氧引起的聚合阻礙,亦可添加如蘿酸(behenic acid) 或蘿酸醯胺之高級脂肪酸衍生物等,並使其在塗布的乾燥 過程偏在於感光層的表面。高級脂肪酸衍生物以總組成物 的約〇 . 5質量%〜約1 0質量%爲佳。 可塑劑 而且,在本發明,爲了改良感光性著色組成物層的物 性,亦可添加無機塡料或可塑劑、能夠提升感光層表面的 印墨著墨性之感脂化劑等。 可塑劑有例如酞酸二辛酯、酞酸二-十二烷酯、三甘醇 二辛酸酯、酞酸二甲基乙二醇酯、磷酸三甲苯酯(tricresyl phosphate)、己二酸二辛醋、癸二酸二丁醋及三乙醯甘油 等,使用結合劑時,相對於具有乙烯性不飽和雙鍵之化合 -56- 200946980 物及結合劑的合計質量,可添加1 〇質量%以下的可塑劑。 藉由使用上述成分,本發明之感光性著色組成物能夠 以高敏感度硬化且保存安定性亦變爲良好。又’顯示對基 板的高黏附性。因此,含有前述各種成分之感光性著色組 成物能夠適合使用於彩色濾光片。 感光性濃色組成物 本發明所使用的的感光性濃色組成物以含有(Α-2)遮 光劑、(Β)黏合劑聚合物、(C-2)聚合性化合物、(D)光聚合 ©引發劑及(Ε)溶劑爲佳,能夠按照必要含有分散劑或界面活 性劑等其他的添加劑。 (Α-2)遮光劑 (Α-2)遮光劑除了前述(Α-1)著色劑以外,可舉出碳黑 (carbon black)、鈦黑(titanium black)、金屬微粒子、金屬 氧化物、硫化物的微粒子等。其中,以遮光性及成本的平 衡優良之碳黑爲特佳。 該等能夠按照必要單獨使用,亦可組合使用複數種。 例如,碳黑單獨、混合有機顔料及並用碳黑及有機顏料等。 〇 遮光用的材料先前以來係並用至少2種以上的顔料作 爲黑色著色劑,來遮蔽可見光區域。該等顏料可舉出特開 2005-17716 號公報[0038]〜[0040]或特開 2005-17521 號公 報[0080]~[0088]所記載之顏料。在特開平7-271020號公報 等有揭示使用該等顏料之遮光層的形成。 爲了更增大遮光效果,在特開2000-147240號公報、 特開2000-143985號公報、特開2005-338328號公報、特 開2006-154849號公報等開發了碳黑、鈦黑或石墨等作爲 較佳遮光材料。在本發明,從遮光性或成本的觀點,碳黑 -57- 200946980 係遮光材料的較佳例子。 碳黑的例子以顏料黑(pigment black)7(碳黑)爲佳。碳 黑可舉出例如三菱化學公司(Mitsubishi Chemical Corporation)製的碳黑(Carbon Black)#2400、#23 50、 #2300、 #2200 、 #1〇〇〇 、 #980 、 #970 、 #960 、 #950、 #900、 #850、#MCF88' #650、MA600、MA7、MA8、ΜΑΗ、MA100、 MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、 #4010' #55、 #52、 #50、 #47、 #45、 #44、 #40、 #33、 #32、 #30> #20' #10' #5' CF9 ' #3050 ' #3150' #3250 ' #3750 ' o #3 950 ' DIABLACK A、DIABLACK N220M、DIABLACK N234 > DIABLACK I、DIABLACK LI、DIABLACK II、 DIABLACK N3 3 9、 DIABLACK SH、 DIABLACK SHA、
DIABLACK LH、DIABLACK H、DIABLACK HA、DIABLACK SF、DIABLACK N550M、DIABLACK E、DIABLACK G、 DIABLACK R、DIABLACK 760M、DIABLACK LP; DEGUSSA 公司(Evonik Degussa Japan)製的碳黑 Color Black FW200、
Color Black FW2、Color Black FW 1、Color Black FW18 ' ❹
Color Black S170、Color Black S160、Special Black 6、 Special Black 5、Special Black 4、Special Black 4A、Printex U、Printex V、Printex 140U、Printex 140V、Printex 35 ; Cabot 公司製的碳黑 REGAL 400、REGAL 400R、REGAL XC72 ' VULCAN XC72R > MOGUL L ' MONARCH 1 400、 MONARCH 1000、BLACK PEARLS 1400 ;旭 CARBON 公司 (Asahi Carbon Co·,Ltd.)製的碳黑 SUNBLACK900、同 910、同930、同960、同970等。又,爲了提高電阻,以 使用高分子化合物被覆該等而成者爲佳。該等碳黑之單粒 -58 - 200946980 子的大小以10奈米〜100奈米爲佳,以10奈米〜50奈米 爲更佳。 (C-2)聚合性化合物 在黑色矩陣形成用感光性濃色組成物之(C-2)聚合性 化合物,可舉出的較佳之物有在前述感光性著色組成物所 使用的(C-1)聚合性化合物,以下所示者爲特佳。 在感光性濃色組成物之聚合性化合物以具有2個以上 的乙烯性不飽和雙鍵且藉由照射光線而加成聚合之單體或 低聚物爲佳。此種單體及低聚物可舉出在分子中具有至少 1個能夠加成聚合的乙烯性不飽和雙鍵且沸點在常壓爲 1 00 °c以上的化合物。其例子可舉出聚乙二醇一(甲基)丙烯 酸酯、聚丙二醇一(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸苯氧基乙 酯等單官能丙烯酸酯及單官能(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇 二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基 乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥 甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊 四醇四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新 戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、 己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙 基)醚、三(丙烯醯氧基丙基)異三聚氟酸酯、三(丙烯醯氧基 乙基)三聚氰酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯;及在三羥甲基 丙烷或甘油等的多官能醇加添環氧乙烷或環氧丙烷後(甲 基)丙烯酸酯化而成之物等多官能丙烯酸酯或多官能甲基 丙烯酸酯。 又,酸性多官能光硬化性化合物亦是較佳的化合物。 酸性多官能光硬化性化合物的例子可舉出(1)將具有羥基 -59- 200946980 且同時具有3個以上的光硬化性官能基之單體或低聚物, 使用二元酸酐改性而導入羧基而成者;(2)將具有羥基且同 時具有3個以上的光硬化性官能基之單體或低聚物,藉由 加添同時具有環氧丙基或異氰酸酯基及COOH基之化合物 等而導入羧基而成者;或(3)將具有3個以上的光硬化性官 能基之芳香族化合物使用濃硫酸或發煙硫酸改性而導入磺 酸基而成者等。又,亦可以將含有以酸性多官能光硬化性 化合物本身之單體作爲重複單位之低聚物,使用作爲酸性 & 多官能光硬化性化合物。酸性多官能光硬化性化合物的例
G 子以下述通式(i)、通式(ii)所示者爲佳。又,在通式⑴及 通式(ii),T或G爲氧化烯基(oxyalkylene)基時,碳原子側 的末端係鍵結於R、X及W。
CH2-{T)-R R—(T)n—CH2—(p-CH2-Cn「X (i)
CH2—(T>n—R
❹ 〒H2—(G)「W CH2-(Gfe-W W-(G)prCH2—-Z-CH2-<p-CH2-(G>p-W (j j) CH2-(G)rW 0Η2-(0^ 通式(i)中,R係表示(甲基)丙烯醯基,X係表示- COOH 基或-OPO3H2基。T係表示氧化嫌基(0Xyalkylene group), 在此伸烷基(alkylene group)之碳數爲1〜4。η爲〇〜20。 通式(ii)中’W與在通式(i)之尺或X同義,且6個W 之中’ 3個以上的W與R同義。G係與通式(i)之τ同義。 -60 - 200946980 Z 係表示-Ο-或-0C = 0NH(CH2)qNHC00-。p 爲 0〜20,q 爲 1〜8。在一分子內複數存在之R、Τ' G、W可各自相同亦 可不同。 通式(i)及通式(Π)所示之酸性多官能光硬化性化合物 的市售品可舉出例如東亞合成(股)(TOAGOSEI Co·,Ltd.) 製的含羧基之3官能丙烯酸酯亦即TO-7 56,及含羧基之5 官能丙烯酸酯亦即TO- 1 3 82等。 而且,可舉出特公昭48-4 1 708號公報、特公昭50-6034 I 號公報及特開昭51-37 1 93號公報所記載之丙烯酸胺基甲酸 ❹ 酯類;特開昭48-64 1 83號公報、特公昭49-43 1 91號公報 及特公昭52-30490號公報所記載之聚酯型丙烯酸酯類;環 氧樹脂與(甲基)丙烯酸的反應生成物之環氧丙烯酸酯類等 多官能丙烯酸酯及多官能甲基丙烯酸酯。上述之中,以三 羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸 酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基) 丙烯酸酯及含羧基之5官能丙烯酸酯爲佳。又,此外可適 合舉出的較佳之物有特開平1 1 - 1 3 3 600號公報所記載之「聚 合性化合物B」。 在作爲黑色矩陣形成用所使用的感光性濃色組成物之 (C-2)聚合性化合物的含量,係相對於感光性濃色組成物的 總固體成分,以5〜50質量%爲佳,以7〜40質量%爲較佳, 以1 0〜3 5質量%爲更佳》 在感光性濃色組成物所使用的(B)黏合劑聚合物、(D) 聚合引發劑、(E)溶劑及其他的添加劑等係與在前述著色圖 案形成用的感光性著色組成物同樣,較佳含量亦同樣。 彩色濾光片 -61 - 200946980 本發明的彩色濾光片依照本發明的彩色濾光片之製法 所製造的彩色濾光片,黑色矩陣與著色圖案具有重疊的重 疊部,且前述重疊部在黑色矩陣寬度方向之距離爲1.0微 米〜12微米。 使用上述感光性著色組成物及感光性濃色組成物並依 照本發明的彩色濾光片之製法所製造之本發明的彩色濾光 片,係能夠抑制隆起的高度且重疊部的長度亦適當,能夠 高品質顯示者。以前述重叠部的長度爲1.0微米〜12微 米,且前述隆起的高度爲0.50微米以下爲佳。 液晶顯示裝置 本發明之液晶顯示裝置係具備有本發明的彩色濾光片 之液晶顯示裝置。因此,能夠顯示高品質的影像。 間隙物可適合使用藉由塗布之製造方法或藉由轉印之 製造方法。就製程簡單而言,以藉由塗布之製造方法。就 間隙物高度的均勻性良好而言,以藉由轉印之製造方法爲 佳。關於藉由轉印之方法以特開2008- 1460 1 8號公報所記載 之方法爲特佳。 顯示裝置的定義各顯示裝置的說明係例如記載於「電 子顯示裝置(佐佐木昭夫著、工業調査會(股)1990年發 行)」、「顯示裝置(伊吹順章著、產業圖書(股)1989年發 行)」等。又,關於液晶顯示裝置,例如能夠應用於「下世 代液晶顯示裝置技術(內田龍男編集、工業調査會(股) 19 94年發行)」。本發明能夠應用之液晶顯示裝置沒有特別 限制,例如能夠應用在上述「下世代液晶顯示裝置技術」 所記載之各式各樣方式的液晶顯示裝置。 在此等之中,本發明以對彩色TFT(薄膜電晶體;Thin -62- 200946980
Film Transistor)方式之液晶顯示裝置特別有效。彩色TFT 方式之液晶顯示裝置係例如「彩色TFT液晶顯示裝置(共立 出版(股)1 996年發行)」所記載。而且,本發明亦能夠應用 於IPS(面內切換;In-Plane Switching)等橫向電場驅動方 式、MVA(多疇垂直配向;Multi-domain Vertical Alignment) 等像素分割方式等視野角擴大的液晶顯示裝置、或STN (超 扭曲向列;Super-twisted Nematic)、TN(扭曲向列;Twisted
Nematic)、VA(垂直配向;Vertical Alignment)、OCS(晶片 A 間隙物;On Chip Spacer)、FFS(邊界電場交換式;Fringe 〇
Field Switching)及 R-OCB(反射光學補償彎曲;Reflective Optically Compensated Bend)等。此等方式係例如「EL(電 致發光;Elecro-Luminescence)、PDP(電發顯示器;Plasma Display Panel)、LCD顯示裝置技術及市場之最新動向(東 麗硏發中心(Toray Research Center Inc.)調查硏究部門 2001年發行)」之第43頁所記載。 液晶顯示裝置除了彩色濾光片以外,係由電極基板、 偏光薄膜、相位差薄膜、背光板(backlight)、間隙物 (spacer)、視野角保障薄膜等各式各樣的組件所構成。本發 明的附帶遮光膜之基板能夠應用在該等眾所周知的構件所 構成的液晶顯示裝置。 該等構件係例如「’94年液晶顯示裝置周邊材料化學材 料的市場(島健太郎 CMC(股)(CMC Publishing Co·, Ltd·)、 19 94年發行)」、「20 03年液晶顯示裝置相關市場的現狀及 將來展望(下卷)(表良吉 Fuji Chimera Research Institute Inc. 2003年發行)」所記載。 關於背光板係記載於 SID meeting Digest 1380(2005 -63- 200946980 年)(A. Konno等人)或顯示器月刊2005年12月號之第18 〜24頁(島康裕)、同25〜30頁(八木隆明)等。 本發明的彩色濾光片與先前眾所周知的冷陰極管之三 波長管組合時’能夠實現高對比(contrast)。而且,藉由將 紅、綠、藍的LED光源(RGB-LED)作爲背光’能夠提供亮 度高且色純度高、再現性良好之液晶顯示裝置。 又,另一方面,液晶顯示裝置被要求提升影像響應速 度之性能。進行改良液晶的配向速度來提升響應速度。另 一方面從液晶胞(cell)的結構方面而言,降低液晶層的厚度 在降低成本上亦是必要的。降低液晶層的厚度所必要的另 一種技術係降低在著色像素與黑色矩陣的境界部分之液晶 配向混亂。因此,要求減小在著色像素與黑色矩陣的境界 部分之隆起。 依照本發明之彩色濾光片的製法所製造的彩色濾光 片,顯像後的黑色矩陣形成用的感光性濃色組成物層具有 接近垂直的剖面形狀,且著色圖案(著色像素)形成用的感 光性著色組成物層與黑色矩陣的重疊部之距離爲1.0微米 〜1 2微米,能夠使隆起減小。 如此,因爲隆起較小,所以本發明的彩色濾光片能夠 降低在前述重叠部之液晶配向的混亂,顯像時之視認性亦 提升。在本發明的液晶顯示裝置,藉由使用本發明的彩色 濾光片’能夠使各著色像素之與黑色矩陣重疊部平坦,平 坦性良好時能夠使液晶層平坦化,或是在敷設透明電極 IΤ Ο之前不必進行硏磨,或不必賦予平坦化層,能夠對製 程的合理化進而降低成本、大量生產性有貢獻。 [實施例] -64- 200946980 以下舉出實施例來更具體地說明本發明。在以下實施 例所示之材料、試藥、比率、機器、操作等,只要在未脫 離本發明的範圍,能夠適當地變更。因此,本發明的範圍 未限定於以下具體例。又,在以下的實施例,若未預先告 知,「%」及「份」係表示「質量%」及「質量份」,分子量 係表示重量平均分子量。又,「wt%」係表示「質量。/D」。 實施例1 1.感光性濃色組成物的調製 黑色矩陣分散液(K-1)的調製 依照下述處方來調製碳黑分散液(K-1)。 •碳黑(DEGUSSA 公司製的 COLOR BLACK FW2) .· . 2 6 · 7 份 •分散劑(楠本化成製DISPARLON DA7500 酸價26 胺價 40) · . · 3.3 份 •甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物 ( = 72/28[莫耳比]共聚物、分子量30,000、丙二醇一甲醚乙 酸酯的50質量%溶液) ...10份 •丙二醇一甲基醚乙酸酯 ...60份 將上述各成分以 3 000r.pm 的條件使用均化器 (homogenizer)攪拌1小時。藉由使用0.3毫米氧化鉻珠粒 (zirconium beads)之珠粒分散機(商品名:DESPERMAT、 GETZMANN 公司(VMA-GETZMANN GMBH)製)將所得到的 混合溶液施加微分散處理8小時,得到碳黑分散液(K-1)。 使用所得到的碳黑分散液(K-1),並依照下述表1的處 方調製感光性濃色組成物塗布液CK-1、CK-3及CK-4。表 1中的數値係質量比。 -65- 200946980 表1 感光性濃色組成物 CK-1 CK-3 CK-4 遮光劑 fUlBB mm 碳黑 碳黑 分散液(K-1)液量 31.0 20.7 45.0 樹脂溶液C-2 3.0 5.6 3.0 UV硬化性樹脂C-3 2.0 3.6 2.0 聚合性化合物C-5 2.2 3.2 2.2 引發劑C-7 0.8 1.2 0.8 聚合抑制劑 對甲氧基苯酚 0.0002 0.0002 0.0002 界面活性劑C-8 0..001 0.001 0.001 溶劑 PGMEA 46.0 49.0 46.0 EEP 15.0 16.7 15.0 ❹ 表1中的各成分之詳細係如下述。 •樹脂溶液C-2:甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸( = 85/15[莫 耳比])共聚物(分子量10, 〇〇〇、丙二醇一甲醚乙酸酯的50 wt%溶液) • UV硬化性樹脂 C-3 :商品名 CYCLOMER P ACA-250 DAICEL化學工業(股)製[在側鏈具有脂環基、COOH基及丙 烯醯基之丙烯酸系共聚物、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固 〇 體成分:50質量%溶液)] •聚合性化合物C-5 :日本化藥(股)製KAYARAD DPHA與 日本化藥(股)製KAYARAD R-684之60對40(質量比)的混 合物 •引發劑 C-7:商品名「OXE-02」CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司製 •界面活性劑C-8 :商品名「MEGAFAC R30」大日本油墨 化學工業(股)公司製 •溶劑:PGMEA =丙二醇一甲基醚乙酸酯 -66- 200946980 EEP =丙烯酸3-乙氧基乙酯 2.藉由塗布之黑色矩陣的形成 感光性濃色組成物層形成製程 將所得到的感光性濃色組成物CK-1使用狹縫塗布器 (slit coater)(型號 HC6000、平田機工股份公司(Hirata Coporation)製),以後烘烤後的膜厚度成爲1.2微米的方式 調整狹縫及玻璃基板間的間隔、吐出量且以塗布速度爲120 毫米/秒塗布在洗淨的玻璃基板(CORNING公司製 0 MILLENIUM 0.7 毫米厚)。 預烘烤製程、曝光製程 接著,使用熱板(hot plate),在80°C進行加熱(預烘烤 處理)120秒後,使用接近式(proximity)曝光機(型號 LE5565A、日立 High-Technologies 股份有限公司(Hitachi High-Technologies Corporation)製),以 60mJ/cm2 曝光。 顯像製程 隨後,使用水平搬運型的顯示裝置進行顯像。亦即, 〇 使用氫氧化鉀系顯像液 CDK-1(富士軟片電子材料 (股)(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.)製的 1.0%顯 像液(亦即,含有1質量份CDK-1及99質量份純水之稀釋 液;24°C)並設定噴淋壓力爲〇.15MPa,顯像37秒並以純 水洗淨,來得到顯像後的黑色矩陣。 在此,使用SEM(掃描型電子顯微鏡;Scanning Electron Microscope),拍攝黑色矩陣的剖面照片並確認剖面形狀 時,係相對於上部端,下部端在黑色矩陣的寬度方向位於 約3微米之順錐狀。又,比較以下的實施例及比較例1之 •67- 200946980 相對於上部端,下部端的位置(表6係記載爲「上部端〜下 部端的距離」)係如表6、所示。 SEM攝影係在黑色矩陣的格子長邊的中央附近,於黑 色矩陣的寬度方向且與基板表面垂直,進行將黑色矩陣與 基板一同切斷。 烘烤製程 接著,於220°C的潔淨烘箱(clean oven)進行後烘烤處 理40分鐘,來形成著色像素形成區域的開口爲90微米X2 00 0 微米,黑色矩陣的厚度爲1.2微米且黑色矩陣的線寬度爲 25微米之格子狀黑色矩陣基板。 使用 X-Rite 361T(V)(SAKATA INX ENG Co.,Ltd.(股) 製)測定完成的黑色矩陣之光學濃度(OD)時,爲4.2。 3 .感光性著色組成物的調製 3-1.紅色(R)用感光性著色組成物塗布液CR-1的調製-依照下述處方來調製紅色(R)用分散液(R-1)。 •顏料紅254(以SEM觀察的平均粒徑爲43奈米) ❹ · · . 1 1份 •顔料紅177(以SEM觀察的平均粒徑爲58奈米) ...4 份 •下述分散樹脂A-3的溶液 ...5份 •分散劑(商品名:Disperbyk-161、BYK-Chemie 公司(BYK Japan KK製)(丙二醇一甲基醚乙酸酯的30%溶液) • · · 3 份 •鹼可溶性樹脂:甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物 ( = 75/2 5 [莫耳比]共聚物、分子量30,000、丙二醇一甲基醚 -68- 200946980 乙酸酯溶液(固體成分:50質量%)) · · ·9份 .溶劑Β:丙二醇一甲基醚乙酸酯 · · .68份 將上述各成分使用均化器以3 0 0 0rpm的條件攪拌1小 時。將所得到的混合溶液使用0.3毫米氧化锆珠粒之珠粒 分散機(商品名:DESPERMAT、GETZMANN公司製)將所得 到的混合溶液施加微分散處理4小時,得到紅色(R)用分散 液(R-1)。使用SEM觀察所得到的紅色(R)用分散液(R-1)中 的分散粒子時,平均粒徑爲36奈米》 0 使用所得到的紅色(R)用分散液(R-1),依照下述處方來 調製紅色(R)用感光性著色組成物塗布液CR-1。 •紅色(R)用分散液(R-1) · · ·100份 •環氧樹脂:(商品名ΕΗΡΕ3150 DAICEL化學工業公司製 • · · 2 份 •聚合性化合物:二新戊四醇五丙烯酸酯及二新戊四醇六 丙烯酸酯之混合物 *··8份 •聚合引發劑:4-(鄰溴-對Ν,Ν-二(乙氧基羰基甲基)胺基-Φ 苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三畊 .· · 1份 •聚合引發劑:2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-味啉苯基)-丁酮-1 • · · 1 份 •聚合引發劑:二乙基噻噸酮 · · ·〇_5份 •聚合抑制劑:對甲氧基苯酚 .· ·0·001份 •氟系界面活性劑(商品名:Megafac R30大日本油墨化學 工業(股)公司製) · · · 0.01份 •非離子系界面活性劑(商品名:TETRONIC R150 ADEKA 公司製) · · · 0.2份 -69- 200946980 •溶劑:丙二醇正丁基醚乙酸酯 · · ·30份 •溶劑:丙二醇一甲基醚乙酸酯 · · ·100份 將上述成分混合攪拌,得到紅色(R)用感光性著色組成 物塗布液CR-1。 3-2.綠色(G)用感光性著色組成物塗布液CG-1的調製 依照下述處方調製綠色(G)用分散液(G-1)。 •顏料綠36(以SEM觀察的平均粒徑爲47奈米) • . · 1 1 份 〇 .顏料黃150(以SEM觀察的平均粒徑爲39奈米) • · · 7 份 •下述分散樹脂Α-3的溶液 · · ·5份 •分散劑(商品名:Disperbyk-161、BYK-Chemie 公司製 30% 溶液) · . · 3份 •鹼可溶性樹脂:甲基丙烯酸苄醋/甲基丙烯酸共聚物 ( = 85/15[莫耳比]共聚物、分子量30,000、丙二醇一甲基醚 乙酸酯溶液(固體成分:50質量%)) · · · 11份 〇 •溶劑:丙二醇一甲基醚乙酸酯 *··70份 將上述各成分使用均化器以3000rpm的條件攪拌1小 時。將所得到的混合溶液使用〇.3毫米氧化锆珠粒之珠粒 分散機(商品名:DESPERMAT、GETZMANN公司製)將所得 到的混合溶液施加微分散處理8小時’得到綠色(G)用分散 液(G-1)。 使用所得到的綠色(G)用分散液(G-1),依照下述處方 調製綠色(G)用感光性著色組成物塗布液CG-1。再次使用 SEM觀察時,平均粒徑爲32奈米。 -70- 200946980 綠色(G)用分散液(G-1) · · · 100份 環氧樹脂:(商品名EHPE3150 DAICEL化學工業公司製 • · · 2 份 丙 e « 工 司 參 物 聚合性化合物:二新戊四醇五丙烯酸酯與二新戊四醇六 烯酸酯之混合物 *··8份 聚合性化合物:新戊四醇的四(乙氧基丙烯酸酯) • · · 2 份 聚合引發劑:1,3-雙三鹵甲基-5·苯并氧雜戊環三阱 • · · 2 份 聚合引發劑:2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-味啉苯基)-丁酮-1 • · · 1 份 聚合引發劑:二乙基噻噸酮 *··0.5份 聚合抑制劑:對甲氧基苯酚 · ··0.00", 氟系界面活性劑(商品名:Megafac R08大日本油墨化學 業公司製) · · · 0.02份 非離子系界面活性劑(商品名:EMALGNE A-60花王公 製) ...0 · 5 份 溶劑··丙二醇一甲基醚乙酸酯 · · · 120份 溶劑:丙二醇正丙基醚乙酸酯 .· ·30份 將上述成分混合攪拌,得到綠色(G)用感光性著色組成 塗布液C G -1。 3.藍色(Β)用感光性著色組成物塗布液CB-1的調製_ 依照下述處方調製藍色(Β)用分散液(Β-1” 顏料藍15:6(以SEM觀察的平均粒徑爲55奈米) ..· 14 份 -71- 200946980 •顏料紫23(以S EM觀察的平均粒徑爲61奈米) • · · 1 份 •下述分散樹脂A-3的溶液 · · ·5份 •分散劑(商品名:Disperbyk-161、BYK-Chemie 公司製 30% 溶液) .· · 3份 •鹼可溶性樹脂:甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物 ( = 80/20[莫耳比]共聚物、分子量30,000、丙二醇一甲基醚 乙酸酯溶液(固體成分:50質量%)) . · ·4份 ® •溶劑:丙二醇一甲基醚乙酸酯 ,··73份 將上述各成分使用均化器以3000rpm的條件攪拌1小 時。將所得到的混合溶液使用0.3毫米氧化鉻珠粒之珠粒 分散機(商品名:DESPERMAT、GETZMANN公司製)將所得 到的混合溶液施加微分散處理4小時,得到藍色(B)用分散 液(B-1)。再次使用SEM觀察時,平均粒徑爲39奈米。 使用所得到的藍色(B)用分散液(B-1),依照下述處方來 調製藍色(B)用感光性著色組成物塗布液CB-1。 © •藍色(B)用分散液(B-1) · · · 100份 •鹼可溶性樹脂:甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物 ( = 80/20 [莫耳比]共聚物、分子量3 0,000、丙二醇一甲基醚 乙酸酯溶液(固體成分:50質量%)) · · · 7份 •環氧樹脂:(商品名CELLOXIDE 2080 DAICEL化學工業 公司製 · · . 2份 • UV 硬化性樹脂:(商品名 CYCLOMER P ACA-25 0 DAICEL 化學工業公司製)(在側鏈具有脂環基、COOH基及丙烯醯基 之丙烯酸系共聚物、丙二醇一甲基醚乙酸酯溶液(固體成 -72- 200946980 分:50質量%) ... 4份 •聚合性化合物:二新戊四醇五丙烯酸酯與二新戊四醇六 丙烯酸酯之混合物 ...12份 •聚合引發劑:1-(9 -乙基- 6- (2 -甲基苯甲醯基)_9H -咔唑- 3-基)-1-(鄰乙醯肟)乙酮 ...3份 •聚合抑制劑:對甲氧基苯酚 · . · 0.001份 •氟系界面活性劑(商品名:Mega fa cR08大日本油墨化學 工業(股)公司製) · · · 0.02份 0 •非離子系界面活性劑(商品名:EMALGNEA-60花王公 司製) ...1.0份 •溶劑:3-乙氧基丙酸乙酯 .· · 20份 •溶劑:丙二醇一甲基醚乙酸酯 · · ·150份 將上述成分混合攪拌,得到藍色(Β)用感光性著色組成 物塗布液CB-1。 4.分散樹脂Α-3的合成 4-1.鏈轉移劑Α-3的合成 Q 將7.83份二新戊四醇六(3-氫硫基丙烯酸酯)[DPMP ; 堺化學工業(股)(Sakai Chemical Industry Co.,Ltd.)製](下 述化合物(33))、及4.55份具有吸附部位且具有碳-碳雙鍵 之下述化合物(m-6)’溶解於28.90份丙二醇一甲基醚’在 氮氣流下加熱至70°C。對此添加〇.〇4份2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)[V-65、和光純藥工業(股)(Wako Pure Chemical Industries Ltd.)製]並加熱3小時。更添加0_04份V-65, 並在氮氣流下於70°C使其反應3小時。藉由冷卻至室溫’ 來得到以下所示之硫醇(mercaPtan)化合物(鏈轉移劑A3)的 -73- 200946980 30%溶液。
將4.9 9份將如此進行所得到的鏈轉移劑A 3的3 0 % 溶液、19.0份甲基丙烯酸甲酯、及1·〇份甲基丙烯酸、4.66 份丙二醇一甲基醚的混合溶液,在氮氣流下加熱至90 °C。 邊攪拌該混合溶液邊以2.5小時滴加0.139份2,2’ -偶氮雙 異丁酸二甲酯[V-601、和光純藥工業(股)製]、5.36份丙二 醇一甲基醚、9.40份丙二醇一甲基醚乙酸酯的混合溶液。 滴加結束後,於90°C反應2.5小時後,投入0.046份2,2’ -偶氮雙異丁酸二甲酯、4.00份丙二醇一甲基醚乙酸酯的混 合溶液,進而反應2小時。在反應液添加1.52份丙二醇一 甲基醚、21.7份丙二醇一甲基醚乙酸酯,並冷卻至室溫, 來得到特定分散樹脂A-3 (聚苯乙烯換算的重量平均分子量 爲24000)的溶液(特定分散樹脂30質量%、丙二醇一甲基 醚21質量%、丙二醇一甲基醚乙酸酯49質量%)。 該特定分散樹脂A-3的酸價爲4 8mg/g。分散樹脂A-3 的結構係如下所示。 -74- 200946980
彩色濾光片的製造 感光性著色組成物層形成製程 將所得到的紅色(R)用感光性著色組成物塗布液 CR-1,塗布在前述黑色矩陣基板的黑色矩陣形成面側。具 體上,與形成感光性濃色組成物層時同樣地,以後烘烤後 之感光性著色組成物層的層厚度爲約2.1微米的方式調節 狹縫與黑色矩陣基板間的間隔、吐出量,並以塗布速度120 毫米/秒進行塗布。 著色層預烘烤製程、著色層曝光製程 接著,使用熱板於l〇〇°C進行加熱(預烘烤處理)120秒 後,使用接近式曝光機(型號LE5 5 6 5A、日立HIGH-TECH NOLOGIES公司製),並以90mJ/cm2曝光。 又,以曝光圖案與黑色矩陣的重叠(曝光重疊量)爲5.5 微米的方式來設定光罩圖案及曝光機。 著色層顯像製程、著色層烘烤製程 隨後,使用氫氧化鉀系顯像液CDK-1 (富士軟片電子材 料(股)製)的1.0%顯像液(含1質量份CDK-1及99質量份純 水之稀釋液、25°C)並設定噴淋壓力爲〇.2MPa’顯像45秒 並以純水洗淨。 -75- 200946980 接著,在220°C的潔淨烘箱後烘烤處理30分鐘,來形 成經熱處理過的紅色像素。 接著,在上述感光性著色組成物層形成製程、著色層 預烘烤製程、著色層曝光製程、著色層顯像製程及著色層 烘烤製程,除了使用綠色(G)用感光性著色組成物塗布液 CG-1代替紅色(R)用感光性著色組成物塗布液CR-1以外, 同樣地形成綠色像素。而且,隨後除了使用藍色(B)用感光 性著色組成物塗布液CB-1代替紅色(R)用感光性著色組成 0 物塗布液CR-1以外,同樣地形成藍色像素而得到彩色濾光 片。 拍攝任意選取的10像素的SEM剖面照片,測定感光 性著色組成物層與黑色矩陣之重疊距離時,算術平均爲5.0 微米。 前述SEM剖面照片係在黑色矩陣的長邊的中央附近於 與長度方向垂直地切割剖面並進行SEM拍攝。 又,使用接觸式表面粗糙計 P-1〇(KLA-TENCOR(股) 〇 製),測定任意選擇的1〇〇個著色圖案的[角部]之高度時, 算術平均爲0.22微米。隆起的高度測定係如第8圖所示進 行’在黑色矩陣10之格子長邊的中央附近,在前述黑色矩 陣1〇的寬度方向(A方向)移動觸針12來進行。 又,各色的著色圖案與黑色矩陣所形成的隆起高度, 係求取著色圖案的表面之中,從重叠部的基板表面最遠的 部分與重疊部以外之平坦的表面部分之間在基板的法線之 距離。 液晶顯示裝置的製造 -76- 200946980 在依照上述所得到的彩色濾光片的R像素、G像素及 B像素和黑色矩陣上,進而使用猫鍍(sputtering)形成 ITO(Indium Tin Oxide;銦錫氧化物)透明電極。另外,準 備玻璃基板作爲相對基板,並同樣地使用濺鍍形成ITO透 明電極。然後,在相當於前述ITO透明電極上的隔牆上方 部分設置柱狀光間隙物(photospacer),且在其上面設置由 聚醯亞胺所構成的配向膜。 隨後,在相當於以包圍彩色濾光片的著色像素群之方 0 式設置而成之黑色矩陣外框的位置,使用分配器方式塗布 紫外線硬化樹脂的密封劑,滴加TN模式用液晶並與相對 基板貼合,且使用UV照射貼合後的基板之後,熱處理使 密封劑硬化。如此進行而得到液晶胞。在該液晶胞的兩面 貼上 SANRITZ Corporation(股)製的偏光板 HLC2-2518,接 著,構成冷陰極管的背光板並配置在設置有前述偏光板之 液晶胞的背面側,來作爲液晶顯示裝置。 液晶顯示裝置的畫質評價 〇 在液晶顯示裝置通電並藉由目視觀察各種顯示影像, 並依照下述評價基準進行評價。結果如下述表6所示。 (評價基準) 〇:無不均且顯示非常鮮明而感到有吸引力。 △:雖然無不均,但是感到顯示無吸引力。 X:有不均,或帶白色而不値得觀賞。 實施例2〜實施例1〇、實施例13〜實施例24 在實施例1,除了使用感光性濃色組成物塗布液(在表 5係標記爲濃色組成物)CK-1,且使用表5所示的値代替在 -77- 200946980 黑色矩陣形成製程之預烘烤條件及顯像條件和在著色圖案 形成製程之曝光重叠量以外,與實施例1同樣地進行來製 造彩色濾光片,並使用該彩色濾光片與實施例1同樣地進 行來製造液晶顯示裝置。結果如表6所示。 實施例11 除了黑色矩陣形成係未藉由塗布來形成,而是如下述 示之藉由轉印來形成,且變更爲藉由曝光機來對應大型的 基板之鏡面投影方式曝光(型號MPA- 8 8 00、Canon股份公 ❹ 司製)以外,與實施例1同樣地進行來製造彩色濾光片,並 使用該彩色濾光片來製造液晶顯示裝置。而且實施與實施 例1同樣的評價。結果如表6所示。 藉由轉印之黑色矩陣的形成 感光性轉印材料CK1的製造 在厚度爲 75微米的聚對酞酸乙二酯暫時支撐體上 (PET暫時支撐體)上,使用狹縫狀噴嘴(nozzle)塗布由下述 處方H1所構成的中間層用塗布液並使其乾燥,來形成熱塑 Ο 性樹脂層。接著在熱塑性樹脂層上更塗布由前述處方pi所 構成的中間層用塗布液並使其乾燥,來形成中間層(氧隔離 膜)。進而在該中間層塗布前述感光性濃色組成物塗布液 CK-1,並在90度的熱氣流使其乾燥來形成感光性樹脂層 K1。而且,將保護薄膜(厚度爲12微米的聚丙烯薄膜)壓黏 於該感光性樹脂層的表面,來製造暫時支撐體、熱塑性樹 脂層、中間層及感光性樹脂K1成爲一體之感光性轉印材料 CK1。 熱塑性樹脂層用塗布液:處方H1 -78- 200946980 • · 11.1 份 •甲醇 .丙二醇一甲基醚乙酸酯 · · · 6_36份 •甲基乙基酮 ...52·4份 •甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸苄酯/甲 基丙烯酸共聚物(共聚合組成比(莫耳比)= 5 5/1 1.7/4.5/28.8、分子量=10 萬、Tg%7(TC) .· · 6 · 8 0 份 •苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚合組成比(莫耳比)= 63/37、平 φ 均分子量=1萬、Tg与l〇〇°C) ...10,2份 • 2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷 (新中村化學工業(股)(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd·) 製 · · · 9 · 1份 .前述結構物1的30%MEK溶液 .· · 0.54份 如此進行所得到的感光性轉印材料CK 1之熱塑性樹脂 的乾燥膜厚度爲14.6微米,中間層的乾燥膜厚度爲1.6微 米,感光性樹脂層K1的乾燥膜厚度爲1.3微米。 〇 接著,使用噴淋器邊對無鹼玻璃基板(以下,亦簡稱爲 「玻璃基板」)噴吹調整爲25 °C之玻璃洗淨液20秒,邊使 用具有耐綸毛之旋轉刷子洗淨,進而使用純水噴淋洗淨。 隨後,使用噴淋器噴吹矽院偶合液(N-)S (胺乙基)7 -胺丙基 三甲氧基矽烷〇·3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越 化學工業(股)(Shin-Etsu Chemical C〇·,Ltd.)製)20 秒,並 使用純水噴淋洗淨。使用基板預加熱裝置於l〇〇°C加熱該 基板2分鐘。 從上述所得到的感光性轉印材料CK1除去保護薄膜, -79- 200946980 除去後並將露出的感光性樹脂層K1以其表面係與矽烷偶 合玻璃基板的表面接觸之方式疊合在所得到的矽烷偶合處 理玻璃上,並使用WO2006-4225的第24圖所記載之大型 二輥層壓機來層壓。層壓條件(轉印條件)係如下述表2所 示。
❹ -80- 200946980 表2
1.設備性能 層壓速度 2.5公尺/分鐘 層壓張力 120N/m 2·基㈣口熱部 基板加熱 120°C 3.驅部(層壓薄膜的卷物) 1250毫米 長度 1000公尺 4.層壓機部 層壓輥規格 (D110x2650L (有效長度2500L) 橡膠輕 層壓壓力(線壓) 120N/cm 層壓輥溫度 上層壓輥95°C 下層壓輥120〇C 接著,將PET暫時支撐體從與熱塑性樹脂層的界面剝 離,來除去暫時支撐體。將暫時支撐體剝離後,使用鏡面 投影型曝光機(MPA-8800、CANON股份公司製),以 100mJ/cm2進行曝光。 接著,將三乙醇胺系顯像液(含有三乙醇胺30%、商品 名:T-PD2(富 士軟片(股)(FUJIFILM Holding Corporation) 製),以純水稀釋成12倍(以1份T-PD21及1 1份純水的比 例混合)的液體,於 30°C以平口噴嘴(flat nozzle)壓力爲 0.04MPa進行噴淋顯像20秒,來除去熱塑性樹脂層及中間 層。接著,以空氣噴吹該玻璃基板的上面來除去液體後, 使用噴淋器噴吹純水1〇秒來進行純水噴淋洗淨,並噴吹空 氣來減少基板上的液體積存。 隨後,使用氫氧化鉀系顯像液CDK-1(富士軟片電子材 料(股)製的1.0 %顯像液(含有1質量份CDK-1及99質量份 -81- 200946980 純水之稀釋液、28°C)並設定噴淋壓力爲O.lOMPa,顯像55 秒並以純水洗淨。 接著,使用以純水將洗淨劑(含有磷酸鹽、矽酸鹽、非 離子系界面活性劑、消泡劑、安定劑;商品名:T-SD1 (富 士軟片(股)製))稀釋爲10倍而成之液體,於33 °C藉由噴淋 器以錐型噴嘴壓力爲〇.〇2MPa噴吹20秒,進而使用具有耐 綸毛之旋轉刷子擦拭所形成的圖案像來進行除去殘渣,得 到需要的黑色矩陣圖案》 〇 在此,使用SEM拍攝剖面照片並觀察感光性濃色組成 物層的剖面形狀時,錐長爲1.5微米。前述錐長的測定方 法係與在實施例1之測定錐長時同樣地進行 接著,於220°C的烘箱進行烘烤處理40分鐘,來形成 著色像素形成區域的開口爲90微米χ2 00微米,黑色矩陣 的線寬度爲25微米之格子狀黑色矩陣基板。 實施例1 2 除了將實施例11之感光性濃色組成物塗布液CK_1變 G 更爲下述感光性濃色組成物塗布液CK_2以外,與實施例 11同樣地進行而得到彩色濾光片,並使用該彩色濾光片來 製造液晶顯示裝置。 感光性濃色組成物塗布液CK-2的調製 稱取下述表3所記載的量之顏料分散物K-2及丙二醇 一甲基醚乙酸酯,並在溫度24°C(±2°C)混合且以15〇r.p.m 攪拌10分鐘,邊攪拌邊稱取表3所記載的量之甲基乙基 酮、環己酮、黏合劑-2、啡噻阱、DPHA液、2,4-雙(三氯 甲基)_6_[4’-(N,N-雙二乙氧基羰基甲基)胺基-3’-溴苯 -82- 200946980 基]-S-三阱、及前述界面活性劑1,並且藉由在溫度25 °C (±2 °C)依照此順序添加而在溫度40°C(±2°C)以150r.p.m攪拌 30分鐘,來得到感光性濃色組成物塗布液CK-2。 表3 感光性濃色組成物塗布液CK-2組成 顏半粉散物K-2 30.0 丙二醇一甲基醚乙酸酯 7.3 甲基乙基酮 34 環己酮 8.6 黏著劑-2 14.7 DPHA 液 5.5 2,4-雙(三氯甲基)-6_[4’-(N,N-二乙氧基 羰基甲基)胺基-3’-溴苯基]-s-三畊 0.22 啡噻阱 0.006 界面活性劑1 0.058 又,上述表3所記載的量係質量份’各成分的詳細係 如下述。 (顏料分散物K-2) •碳黑(DEGUSSA 公司製 Nipex35) · · · 13.1% •分散劑(下述化合物1) · · · 0.65% •聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=72/2 8莫耳比的無 規共聚物、分子量3.7萬) · . · 6.72% •丙二醇一甲基醚乙酸酯 ··· 79.53% -83- 200946980
U£%2 化合物1
黏合劑-2 •黏合劑(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=78/22莫耳比的無 規共聚物、分子量3_8萬) · · · 27% •丙二醇一甲基醚乙酸酯 ·. · 73% DPHA 液 •曰本化藥(股)製KAYARAD DPHA與日本化藥製KAYARAD R-684之60對40(質量比)的混合物 ...76% •丙二醇一甲基醚乙酸酯 ..· 24% W 實施例25 在實施例1的黑色矩陣形成,於塗布感光性濃色組成 物塗布液CK-1時,除了以烘烤後的黑色矩陣膜厚度成爲 1.5微米的方式調整狹縫與玻璃基板的間隔、吐出量來塗布 感光性濃色組成物塗布液CK-1,且將彩色濾光片的製程(黑 色矩陣形成製程及著色圖案形成製程)的各條件如表5變更 以外,與實施例1同樣地進行來製造彩色濾光片。又,使 用該彩色濾光片來製造液晶顯示裝置。 實施例26 -84 * 200946980 在實施例1的黑色矩陣形成,除了將感光性濃色組成 物塗布液CK-1變更爲感光性濃色組成物塗布液CK-3,且 在塗布感光性濃色組成物塗布液CK-3時,將烘烤後的黑色 矩陣膜厚度成爲1.8微米的方式調整狹縫與玻璃基板的間 隔、吐出量來塗布感光性濃色組成物塗布液CK-3,且將彩 色濾光片的製程(黑色矩陣形成製程及著色圖案形成製程) 的各條件如表5變更以外,與實施例1同樣地進行來製造 彩色濾光片。又,使用該彩色濾光片來製造液晶顯示裝置。 A 實施例2 7 〇 在實施例1的黑色矩陣形成,於塗布感光性濃色組成 物塗布液CK-1時,除了以烘烤後的黑色矩陣膜厚度成爲 1.0微米的方式調整狹縫與玻璃基板的間隔、吐出量來塗布 感光性濃色組成物塗布液CK-1,且將彩色濾光片的製程(黒 色矩陣形成製程及著色圖案形成製程)的各條件如表5變更 以外,與實施例1同樣地進行來製造彩色濾光片。又,使 用該彩色濾光片來製造液晶顯示裝置。 _ 實施例2 8 ❹ 在實施例1的黑色矩陣形成,除了將感光性濃色組成 物塗布液CK-1變更爲感光性濃色組成物塗布液CK-4,且 在塗布感光性濃色組成物塗布液CK-4時,將烘烤後的黑色 矩陣膜厚度成爲0.7微米的方式調整狹縫與玻璃基板的間 隔、吐出量來塗布感光性濃色組成物塗布液CK-4,且將彩 色濾光片的製程(黑色矩陣形成製程及著色圖案形成製程) 的各條件如表5變更以外,與實施例1同樣地進行來製造 彩色濾光片。又,使用該彩色濾光片來製造液晶顯示裝置。 實施例29 -85- 200946980 在製造實施例13的彩色濾光片,除了將柱狀間隙物形 成製程如以下變更,且將黑色矩陣的顯像條件如表5變更 以外,與實施例13同樣地製造彩色濾光片。 間隙物形成製程 在前述感光性轉印材料CK1的製造,除了將感光性樹 脂組成物層K 1的製造,除了將感光性濃色組成物塗布液 CK-1變更爲表4所示處方1以外,與感光性轉印材料CK1 同樣地進行,來製造具有乾燥層厚度爲4.1微米的感光性 ^ 樹脂組成物層之間隙物形成用感光性轉印材料。又,在表 〇 4之單位係質量份。 表4 感光性樹脂組成物層用塗布液 處方1 乙酸1-甲氧基-2-丙酯 26 甲基乙基酮 28 膠狀二氧化矽分散物(膠狀二氧化政:30份、甲基異 丁基酮:70份、日產化學工業公司製MIBKst) 14.1 SOLSPERSE20000 0.42 碳墨分散液1 0 DPHA液(二新戊四醇六丙烯酸酯:76份、乙酸1-甲氧基-2-丙酯:24份) 9.1 樹脂P-1的溶液 20.5 甲基丙烯酸/甲基丙烯酸烯丙酯共聚物(莫耳比) =20/80 (重量平均分子量=3.6萬) 0 鹼可溶樹脂(20)(固體成分50%) 0 2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙(乙氧基羰基甲基)胺 基)-3’-溴苯基]-s-三畊 0.227 氫醌一甲基醚 0.0036 界面活性劑1 (MegafacF-780-F、大日本油墨化學工業(股)公司製) 0.032 維多利亞純藍NAPS(保土谷化學工業公司製)的5% 甲醇溶液 2.05 化合物結構P-1所示樹脂之合成 在反應容器中預先添加8.57份乙酸1-甲氧基-2-丙酯 -86- 200946980 (DAIC EL化學工業(股)製)並升溫至90 〇C,且在氮氣流環境 下,以2小時將由6.27份甲基丙烯酸異丙酯、5.15份甲基 丙烯酸、1份偶氮系聚合引發劑(和光純藥公司製、V· 601) 及8.57份1·甲氧基-2-丙醇所構成的混合溶液,滴加至90 t的反應容器中。滴加後使其反應4小時而得到丙烯酸樹 脂溶液。 接著,在前述丙烯酸樹脂溶液,添加0.025份氫醌一 甲基醚及0.084份溴化四乙銨後,以2小時滴加5.41份甲 基丙烯酸環氧丙酯。滴加後,邊吹入空氣邊在90 °C使其反 〇 應4小時,藉由使固體成分濃度成爲45 %的方式添加溶劑 MMPGAC來調製,得到到具有不飽和基之下述結構P-1所 示之樹脂溶液。 又,下述結構P-ι所示樹脂的分子量Mw係以重量平 均分子量表示,前述分子量係使用凝膠滲透色譜儀(GPC) 來測定。
x:y:z=45:20:35 鹼可溶樹脂(20)的調製 在反應容器中在預先添加25克1-甲氧基-2-丙醇及25 克乙酸1-甲氧基-2-丙酯並升溫至9(TC,且在氮氣流環境 下’以2小時將由32.1克苯乙烯、36.5克甲基丙烯酸、6.73 克偶氮系聚合引發劑(和光純藥公司製、V-601)、25克1-甲氧基-2·丙醇及25克乙酸1-甲氧基-2-丙酯所構成的混合 -87- 200946980 溶液,滴加至90 °C的反應容器中。滴加後使其反應4小時 而得到丙烯酸樹脂溶液。 接著’在前述丙烯酸樹脂溶液,添加0.5克氫醌一甲 基醚及〇. 〇 1 5克份溴化四乙銨後,以2小時滴加3 1 · 3克甲 基丙烯酸環氧丙酯。滴加後,邊吹入空氣邊在90 °C使其反 應4小時,來得到鹼可溶樹脂溶液。該鹼可溶樹脂(2)溶液 中的固體成分爲50%。 將所得到的感光性轉印材料保護薄膜(c 〇 v e r f i 1 m)剝 離,並將露出的感光性樹脂組成物層的表面與彩色濾光片 基板叠合,並使用WO2006-4225的第24圖所記載之大型 二輥層壓機,在線壓爲l〇〇N/cm、130°C的加壓、加熱條件 下以搬運速度2公尺/分鐘貼合。隨後,將PET暫時支撐體 從與熱塑性樹脂層的界面剝離除去,來將感光性樹脂組成 物層與熱塑性樹脂層及中間層一同轉印。 接著,使用具有超高壓水銀燈之接近式曝光機(日立 High-Technologies 公司(Hitachi High-Technologies (:01?01&1丨0 11)製),在將光罩(具有畫像圖案之石英曝光光罩) 與彩色濾光片基板(其係以該光罩與熱塑性樹脂層爲相向 的方式配置而成)大致平行地垂直立起之狀態,且使光罩面 與接近感光性樹脂組成物層的中間層側的表面之間的距爲 100微米,且透過光罩從熱塑性樹脂層側以曝光量爲 90mJ/cm2進行接近式曝光。 接著,將三乙醇胺系顯像液(商品名:T-PD2),以純水 稀釋成12倍的液體,於30°C以平口噴嘴壓力爲〇.〇4MPa 進行噴淋顯像50秒,來除去熱塑性樹脂層及中間層。接 著,以空氣噴吹該玻璃基板的上面來除去液體後’使用噴 -88- 200946980 淋器噴吹純水ίο秒來進行純水噴淋洗淨,並噴吹空氣來減 少基板上的液體積存。 隨後,使用碳酸Na系顯像液(含有0.38莫耳/升的碳酸 氫鈉、0.47莫耳/升的碳酸鈉、5 %的二丁基萘磺酸鈉、陰離 子界面活性劑、消泡劑及安定劑;商品名:T-CD 1 (富士軟 片(股)製)以純水稀釋爲10倍而成之液體),在29 °c且以錐 型噴嘴壓力爲0.1 5 MPa,進行噴淋顯像50秒,來得到間隙 物的圖案。 接著,使用以純水將洗淨劑(含有磷酸鹽、矽酸鹽、非 離子系界面活性劑、消泡劑、安定劑;商品名:T- S D 3 (富 士軟片(股)製))稀釋爲10倍而成之液體,於33 °C藉由噴淋 器以錐型噴嘴壓力爲0.02MPa噴吹20秒,進行除去在所形 成圖像的周邊之殘渣,得到需要的間隙物圖案。 接著將設置有間隙物圖案之彩色濾光片基板,在240 °C下進行加熱處理50分鐘(熱處理製程),來製造光間隙物。 所得到的間隙物圖案係直徑爲2 4微米、平均高度爲 3.6微米的圓柱狀。又,平均高度係使用三維表面結構解析 顯微鏡(廠商:ZYGO公司、型式:New View 5022),係藉 由對所得到的20個間隙物測定從ITO透明電極形成面至最 高位置並算術平均來求取。 實施例30、實施例31 在實施例1,除了將柱狀間隙物形成製程如實施例29 變更,且將黑色矩陣顯像條件如表5變更以外,與實施例 1同樣。 實施例3 2 在實施例1,除了將柱狀間隙物形成製程如實施例29 -89- 200946980 變更,並以黑色矩陣的線寬爲17微米,曝光重疊量爲4·5 微米的方式變更黑色矩陣及像素的光罩圖案’且將黑色矩 陣顯像條件如表變更以外’與實施例1同樣。 實施例3 3 在實施例32,除了將顯像裝置變更爲水平搬運型以 外,與實施例32同樣地進行來製造彩色濾光片。又’使用 該彩色減光片來製造液晶顯示裝置。 實施例3 4 Α 在實施例32,除了將顯像裝置變更爲垂直搬運型以 外,與實施例32同樣地進行來製造彩色濾光片。又,使用 該彩色濾光片來製造液晶顯示裝置。 比較例1〜比較例6 在實施例1,除了將在黑色矩陣形成製程之預烘烤條 件、顯像條件及在著色圖案形成製程之曝光重疊量如表5 所示之値變更以外,與實施例1同樣地進行來製造彩色濾 光片,並使用該彩色濾光片與實施例1同樣地進行,^製 Α 造液晶顯示裝置。 ❹ -90- 200946980 表5 ❹ ❹ 實施例 比較例 黑色矩陣形成製程 著色圖案形成製程 濃色 組成物 m 供烤 顯像 曝光 時間 溫度 時間 溫度 著色組成物 重疊量 (微米) 1 CK-1 120 80 37 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 2 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 2.0 3 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 3.0 4 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 5 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 8.0 6 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 9.0 7 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 10.0 8 CK-1 120 80 40 24 CR-1,CG-1,CB-1 12.0 9 CK-1 120 80 42 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 10 CK-1 120 80 45 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 11 CK-1 轉e「 成形 50 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 12 CK-2 轉印成形 45 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 13 CK-1 120 80 50 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 14 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 2.0 15 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 3.0 16 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 17 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 8.0 18 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 9.0 19 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 10.0 20 CK-1 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 12.0 21 CK-1 120 75 57 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 22 CK-1 120 75 60 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 23 CK-1 150 75 60 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 24 CK-1 150 70 60 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 25 CK-1 120 80 52 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 26 CK-3 120 80 55 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 27 CK-1 120 80 52 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 28 CK-4 120 80 50 24 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 29 CK-2 Ατττ. m te y\\\ 45 25 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 30 CK-1 120 80 45 25 CR-1,CG-1,CB-1 5.5 31 CK-1 120 75 62 23 CR-1,CG-1,CB-1 6.5 32 CK-1 120 80 43 23 CR-1,CG-1,CB-1 4.5 33 CK-1 120 80 44 23 CR-1,CG-1,CB-1 4.5 34 CK-1 120 80 42 23 CR-1,CG-1,CB-1 4.5 1 CK-1 120 80 32 25 - 2 CK-1 120 100 45 25 - - 3 CK-1 120 75 70 25 - - 4 CK-1 80 60 52 25 - - 5 CK-1 120 80 50 25 CR-1,CG-1,CB-1 1.0 6 CK-1 120 80 50 25 CR-1,CG-1,CB-1 13.0 表5中,「黑色矩陣形成製程」欄之預烘烤時間及顯像 時間的單位爲「秒」,預烘烤溫度及顯像溫度的單位爲 「°C」。又,在「著色圖案形成製程」欄之曝光重疊量的單 位爲「微米」。 -91 - 200946980 在上述實施例2〜實施例3 4及比較例1〜比較例6所 製造的各液晶顯示裝置,係與實施例1同樣地進行評價畫 質。結果如表6所示。 又’在比較例1〜比較例4,在黑色矩陣顯像後產生殘 渣或是黑色矩陣的線寬變粗,又,因爲黑色矩陣缺損,所 以無法在基板上形成著色圖案。又,在比較例5,因爲在 黑色矩陣與像素之間有一部分間隙發生等而產生白點,係 無法適合隨後的評價及製造顯示裝置之彩色濾光片。因 〇 此,在比較例1〜5無法求取隆起的高度。又,無法進行液 晶顯示裝置的評價。 ❹ -92- 200946980 表6 ❹ ❿ 實施例 比較例
黑色矩陣 彩色濾光片 評價 厚度 上部端〜下 部端的距離 重疊 角高度 畫質 1 1.2 3.0 5.0 0.22 〇 2 1.2 2.0 1.5 0.12 〇 3 1.2 2.0 2.5 0.17 〇 4 1.2 2.0 5.0 0.26 〇 5 1.2 2.0 7.5 0.27 〇 6 1.2 2.0 8.5 0.28 〇 7 1.2 2.0 9.5 0.29 〇 8 1.2 2.0 11.5 0.30 〇 9 1.2 1.0 5.0 0.29 〇 10 1.2 0.5 5.0 0.31 〇 11 1.2 0.5 5.0 0.29 〇 12 1.2 0.5 5.0 0.30 〇 13 1.2 0.0 5.0 0.33 〇 14 1.2 -1.0 1.5 0.20 〇 15 1.2 -1.0 2.5 0.25 〇 16 1.2 -1.0 5.0 0.31 〇 17 1.2 -1.0 7.5 0.34 〇 18 1.2 -1.0 8.5 0.37 〇 19 1.2 -1.0 9.5 0.39 〇 20 1.2 -1.0 11.5 0.42 Δ 21 1.2 -1.5 5.0 0.30 〇 22 1.2 -2.0 5.0 0.27 〇 23 1.2 -2.5 5.0 0.25 〇 24 1.2 -3.0 5.0 0.22 〇 25 1.5 0.0 5.0 0.37 〇 26 1.8 0.0 5.0 0.40 Δ 27 1.0 0.0 5.0 0.29 〇 28 0.7 0.0 5.0 0.19 〇 29 1.2 1.0 5.0 0.28 〇 30 1.2 0.0 5.0 0.33 〇 31 1.2 2.0 6.0 0.26 〇 32 1.2 -1.0 4.0 0.29 〇 33 1.2 -1.0 4.0 0.29 〇 34 1.2 -1.0 4.0 0.29 〇 1 1.2 4.0 BM產生殘渣而無法製造 - - 2 1.2 4.0 BM線寬度變粗而無法製造 - - 3 1.2 -4.0 BM缺損而無法製造 - - 4 1.2 -4.0 BM缺損而無法製造 - - 5 1.2 0.0 0.5、白點 - - 6 1.2 0.0 12.5 0.55 X 表6中,厚度、上部端〜下部端的距離、重疊及隆起 高度的單位任一者均是「微米 -93- 200946980 從表6得知,實施例1〜實施例34之彩感光性濃色組 成物能夠抑制隆起的高度,使用該等彩色濾光片而成的液 晶顯示裝置,具有高品質的畫質。 【圖式簡單說明】 第1圖係上部端至下部端大致一致之顯像後的黑色矩 陣基板之部分剖面圖。 第2圖係產生逆錐後之顯像後的黑色矩陣基板之部分 剖面圖。 © 第3圖係產生順錐後之顯像後的黑色矩陣基板之部分 剖面圖。 第4圖係後烘烤處理後的彩色濾光片基板之部分剖面 圖。 第5圖係在後烘烤處理後的彩色濾光片上形成有著色 層之彩色濾光片基板之部分剖面圖。 第6圖係形有重疊部之彩色濾光片之部分剖面圖。 第7圖係在重疊部具有隆起之彩色濾光片之部分剖面 © 圖。 第8圖係用以求取隆起高度之測定方法之槪略圖。 【主要元件符號說明】 2 基板 4 黑色矩陣(感光性濃色組成物層) 6 著色圖案(感光性著色組成物層) 8 重疊部 10 黑色矩陣 12 觸針 -94- 200946980 b 距離 c 距離 d 距離 e 距離 T 最外端 S 最外端 P 圓弧開始點 Q 水平方向末端
-95
Claims (1)
- 200946980 七、申請專利範圍: 1. 一種彩色濾光片的製造方法,係具有以下製程: 黑色矩陣形成製程,係藉由使用感光性濃色組成物在 基板上形成感光性濃色組成物層,並將該感光性濃色組 成物層曝光,且將曝光後的該感光性濃色組成物層顯像 來形成從該感光性濃色組成物層內的上部端往該基板的 法線方向伸長之線、與該感光性濃色組成物層內的下部 端之間在黑色矩陣的寬度方向之距離,係位於- 3.0〜+3 ·0 0 微米之黑色矩陣圖案,而且包含將所形成的黑色矩陣圖 案供烤;及 著色圖案形成製程,係藉由在形成有烘烤後的黑色矩 陣之該基板上,使用感光性著色組成物形成感光性著色 組成物層,並將該感光性著色組成物層曝光,且將曝光 後的該感光性著色組成物層顯像,而且將顯像後的該感 光性著色組成物層烘烤來形成著色圖案,在此,該烘烤 後的該著色圖案係以在與該黑色矩陣重疊的重疊部在黑 φ 色矩陣寬度方向之長度爲1.0微米〜12微米的方式來形 成。 2. 如申請專利範圍第1項之彩色漉光片的製造方法,其中 在該基板上所形成的該感光性濃色組成物層之厚度爲 0.2微米〜2.2微米》 3. 如申請專利範圍第1項之彩色濾光片的製造方法,其中 在該黑色矩陣形成製程之該顯像,顯像溫度爲20°C〜35 °C,顯像時間爲20秒〜120秒。 4. 如申請專利範圍第3項之彩色濾光片的製造方法,其中 -96- 200946980 該顯像溫度爲20t〜30°C,該顯像時間爲30秒〜70秒。 5.如申請專利範圍第1項之彩色濾光片的製造方法,其中 該黑色矩陣形成製程係在該感光性濃色組成物層形成製 程之後,且在該在曝光之前,更含有預烘烤製程。 6·如申請專利範圍第5項之彩色濾光片的製造方法,其中 在該預烘烤製程之預烘烤溫度爲65 °C〜120 °C。 7.如申請專利範圍第5項之彩色濾光片的製造方法,其中 在該預烘烤製程之預烘烤時間爲50秒〜3 00秒。 Φ 8.如申請專利範圍第1項之彩色濾光片的製造方法,其中 在該著色圖案形成製程之該曝光,透過光罩圖案來進行 曝光,且曝光圖案與黑色矩陣的重疊部分在黑色矩陣的 寬度方向之長度爲3.0微米〜8.0微米》 9.如申請專利範圍第8項之彩色濾光片的製造方法,其中 在該著色圖案形成製程之該顯像,顯像溫度爲20 〜35 °C,且顯像時間爲20秒〜120秒。 10. 如申請專利範圍第8項之彩色濾光片的製造方法,其中 © 在該著色圖案形成製程,曝光圖案與黑色矩陣的重疊部 分在黑色矩陣的寬度方向之該長度爲2.0微米〜1〇微 米,該顯像溫度爲20°C〜35t,且該顯像時間爲20秒 〜1 2 0秒。 11. 如申請專利範圍第10項之彩色濾光片的製造方法,其中 該長度爲3.0微米〜8.0微米,該顯像溫度爲20 °c〜30 °C,且顯像時間爲3 0秒〜7 0秒。 12. 如申請專利範圍第1項之彩色濾光片的製造方法,其中 在該重疊部離基板表面最遠的部分與該重疊部以外的部 -97- 200946980 分之間在基板的法線方向之距離爲0.50微米以γ 13.如申請專利範圍第1項之彩色濾光片的製造方$, ’其中 感光性著色組成物層的層厚度爲〇·5微米〜3.〇微#。 14· 一種彩色濾光片,係由如申請專利範圍第1至13項中{壬 一項之彩色濾光片的製造方法所製造的彩色濾光片,其 中具有黑色矩陣與著色圖案重疊之重疊部,且前述重疊 部在黑色矩陣的寬度方向之長度爲1.0微米〜12微米。 15. 如申請專利範圍第14項之彩色濾光片,其中該著色圖案 © 的表面之中,在該重疊部離基板表面最遠的部分與該重 疊部以外的部分之間在基板的法線方向之距離爲0.5G微 米以下。 16. —種液晶顯示裝置,其係具備如申請專利範圍第14項之 彩色濾光片。 17. —種液晶顯示裝置’其係具備如申請專利範圍第15項之· 彩色濾光片。-98 -
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