TWI542948B - 像素圖案之形成方法、彩色濾光片及顯示元件 - Google Patents
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Description
本發明關於像素圖案之形成方法、由該方法所製造的彩色濾光片、以及具有該彩色濾光片的顯示元件。
彩色濾光片可使可見光內特定波長區域的光透過,生成著色的透過光。使用了液晶的液晶顯示元件雖然其自身無法顯色,但是藉由使用彩色濾光片,可以作為彩色液晶顯示元件而起到功能。另外,彩色濾光片還能用於使用了白色發光層的有機EL(Electro Luminescence,電致發光)元件或者電子紙等的彩色顯示中。此外,如果利用彩色濾光片,還能進行CCD影像感測器、CMOS影像感測器等固體攝像元件的彩色攝影。
作為彩色濾光片的製造方法,已知如下方法。例如,在透明基板上或在形成了所希望的圖案的遮光層的透明基板上,塗布著色感放射線性組成物來作為感應適當的照射線的著色組成物。接著,乾燥塗膜後,藉由光罩對乾燥塗膜照射放射線(以下,稱作「曝光」),進行顯影處理。是藉由這種步驟得到各色像素的方法(例如,參照專利文獻1和2)。另外,還已知使用著色硬化性樹脂組成物,藉由噴墨方式得到各色像素的方法等(例如,參照專利文獻3)。
而且,為了實現顯示元件的高亮度化和高色純度化,或者固體攝像元件的高精度化,已知使用染料或色澱顏料作為著色劑是有效的(例如,參照專利文獻4和5)。
[專利文獻1]日本特開平2-144502號公報
[專利文獻2]日本特開平3-53201號公報
[專利文獻3]日本特開2000-310706號公報
[專利文獻4]日本特開2008-304766號公報
[專利文獻5]日本特開2001-081348號公報
然而,含有染料或色澱顏料的著色感放射線性組成物,與只含顏料的著色感放射線性組成物相比,色度性質的方法穩定性明顯變差。因此,即使使用染料或色澱顏料作為著色劑,最終也會有難以得到對顏料在色度性質上具有優越性的彩色濾光片這樣的問題。
本發明是根據上述這種問題而提出。即,本發明的目的在於提供在使用染料或色澱顏料作為著色劑時,為了充分顯現出染料或色澱顏料的優異的色度性質的像素圖案的形成方法,由該方法形成的彩色濾光片,以及具有該彩色濾光片、色度性質優異的顯示元件。
本發明人等經過認真研究,從而發現藉由在形成像素圖案時,使用特定的紫外線作為曝光放射線,可以解決上述問題。
也就是,本發明提供一種像素圖案之形成方法,其特徵在於:包括(1)在基板上形成著色感放射線性組成物
的塗膜的步驟,該組成物包含選自由染料和色澱顏料所構成的群組中的至少一種,以及(2)用放射線照射前述塗膜的至少一部分的步驟;前述放射線的分光分布在350nm~450nm的範圍內具有多個峰,而且前述放射線未滿350nm時的最大強度為350nm~450nm中的最大峰強度的50%以下。另外,在下文中,將「分光分布在350nm~450nm的範圍內具有多個峰,而且未滿350nm時的最大強度為350nm~450nm中的最大峰強度的50%以下的放射線」稱作「特定放射線」。
另外,本發明提供具有藉由上述方法所形成的像素圖案而成的彩色濾光片,以及具有該彩色濾光片的顯示元件。
根據本發明,在使用染料或色澱顏料作為著色劑時,可以製造充分發揮出染料或色澱顏料的優異的色度性質的彩色濾光片。
以下,對本實施方案進行詳細說明。
本發明的像素圖案之形成方法,其特徵在於至少包括下述(1)和(2)的步驟。
(1)在基板上形成著色感放射線性組成物的塗膜的步驟,該組成物包含選自由染料和色澱顏料所構成的群組中的至少一種(以下,稱作「塗膜形成步驟」)。
(2)用特定放射線曝光前述塗膜的至少一部分曝光的步驟(以下,稱作「曝光步驟」)。
在下文,對(1)和(2)的各個步驟舉出具體例,進行詳細說明。
首先,準備基板。作為基板,可以使用例如硼矽酸玻璃、氧化鋁硼矽酸玻璃、無鹼玻璃、石英玻璃、合成石英玻璃、鈉鈣玻璃、白藍寶石(white sapphire)等透明玻璃基板。另外,還可以使用聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸、聚醯胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對萘二甲酸乙二酯、三乙醯基纖維素、間規聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、氟樹脂、聚醚腈、聚碳酸酯、改性的聚苯醚、聚環己烯、聚降莰烯類樹脂、聚碸、聚醚碸、聚芳香酯、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺或熱塑性聚醯亞胺等之透明樹脂薄膜。尤其,無鹼玻璃是熱膨脹率小的材料,從尺寸穩定性和高溫加熱處理的性質優異方面出發較佳使用。
另外,在這些基板中,根據希望除了進行矽烷偶合劑等藥品處理或電漿處理以外,還可以進行藉由離子電鍍法、濺鍍法、氣相反應法或真空蒸鍍法等形成二氧化矽膜的成膜等適當的前處理。
接著,在基板上,形成用於區分形成像素的部分的遮光層(black matrix,黑矩陣)。例如,利用光刻法,將藉由濺鍍或蒸鍍成膜的鉻等金屬薄膜加工為所希望的圖案。或者,也可以將含有黑色著色劑的感放射線性組成
物塗布到基板上,藉由光刻法形成所希望的圖案。由金屬薄膜形成的遮光層的膜厚通常最好是0.1μm~0.2μm。另一方面,使用黑色的感放射線性組成物形成的遮光層的膜厚較佳為1μm左右。
另外,也可以不需要遮光層,這種情況下可以省略遮光層形成的步驟。
接著,在上述基板上,例如塗布含有藍色的染料或色澱顏料的負型藍色感放射線性組成物。然後,進行預烘烤,使溶劑蒸發,形成塗膜。
在基板上塗布著色感放射線性組成物時,可以適當選擇噴灑法、輥塗法、旋轉塗布法(旋塗法)、縫模塗布法或棒塗法等。從得到均勻的膜厚的塗膜方面出發,較佳為採用旋塗法或縫模塗布法。
預烘烤通常將減壓乾燥和加熱乾燥組合進行。減壓乾燥通常在達到50Pa~200Pa進行。另外,加熱乾燥的條件通常是使用熱板在70℃~110℃的溫度下進行1分鐘~10分鐘左右。另外,塗布的塗膜的厚度是乾燥後的膜厚通常是0.6μm~8μm,較佳為1.2μm~5μm。
另外,作為在基板上形成著色放射線過敏性組成物的塗膜的其它例,還可以列舉出日本特開平7-318723號公報、日本特開2000-310706號公報等中公開的噴墨方式進行的方法。在該方法中,首先,在基板表面上形成還兼具遮光功能的間壁。然後,在該間壁內,藉由噴墨裝置,將例如含有藍色的染料或色澱顏料的著色感放射線性組成物噴出。之後,進行預烘烤,使溶劑蒸發。預烘
烤的方法或條件和上述第一例相同。
另外,上述間壁不僅有遮光功能,而且還起到使噴出到區域內的各種顏色的著色感放射線性組成物不混色的功能。因此,與上述第一例中使用的遮光層(黑矩陣)相比,膜厚更厚。間壁通常使用黑色的感放射線性組成物形成。
另外,作為在基板上形成著色的感放射線性組成物的塗膜的又一例,還可以列舉出日本特開平9-5991號公報等公開的乾膜法。在該方法中,將例如含有藍色的染料或色澱顏料的著色感放射線性組成物塗布到薄膜狀的支撐體上,進行預烘烤,使有機溶劑蒸發,從而製造在支撐體上形成著色感放射線性組成物層的乾膜。然後,使用疊合機將該形成著色感放射線性組成物的支撐體層疊到彩色濾光片形成用基板上。之後,從支撐體剝離著色的感放射線性組成物層,從而將著色感放射線性組成物層轉印到基板上。在支撐體上塗布著色感放射線性組成物的方法以及預烘烤的條件和方法和上述第一例相同。
在塗膜形成步驟後,對形成的塗膜的至少一部分通常藉由具有規定的圖案的光罩曝光。本發明的特徵是此時使用的曝光放射線顯示出特定的分光性質。通常,從製造彩色液晶顯示用彩色濾光片時使用的超高壓水銀燈照射的放射線,顯示出圖1所示的分光性質。在圖1中,436nm的峰是g線,405nm的峰是h線,365nm的峰是i線,
但是從超高壓水銀燈所放射出的放射線通常除了這些射線以外,還包含具有未滿350nm的幾個峰的遠紫外線。本發明人等發現藉由降低未滿350nm的光相對於顯示這種分光性質的曝光放射線的強度,可以增加染料和色澱顏料的穩定性,從而完成本發明。
在特定放射線中,未滿350nm時的最大強度在350nm~450nm中的最大峰強度的50%以下,為了提高所希望的效果,較佳為45%以下,更佳為30%以下。
特定放射線可以使用顯示出上述這種分光性質的燈作為光源得到,也可以將超高壓水銀燈放射出的放射線藉由紫外線截止濾波器得到。作為紫外線截止濾波器,只要是可以將未滿350nm的光強度降低到上述條件,就沒有特別的限定,可以列舉出例如紫外線截止濾波器UV-35、UV-33、UV-31(以上,東芝硝子公司製造)等。
特定放射線的曝光量通常是10~10,000J/m2,為了提高所希望的效果,較佳為50~5,000J/m2,更佳為100~2,000J/m2。
上述曝光步驟後,根據需要進行(3)將曝光後的塗膜顯影的步驟(以下,稱作「顯影步驟」)和/或(4)對塗膜進行後烘烤的步驟。
曝光步驟後,藉由顯影液顯影,溶解除去塗膜的未曝光部。作為顯影液較佳為鹼顯影液,使用例如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、膽鹼、1,8-二氮雜二環[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜二環[4.3.0]-5-
壬烯等之水溶液。在鹼顯影液中,還可以適量添加例如甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑以及界面活性劑等。另外,鹼顯影處理後通常進行水洗。
作為顯影處理法,可以使用例如淋浴顯影法、噴灑顯影法、浸入(浸漬)顯影法或覆液(paddle,液持法)顯影法等。顯影條件例如可以是在常溫下進行5秒鐘~300秒鐘。
另外,在藉由上述噴墨方式形成著色感放射線性組成物的塗膜時,可以省略不需要顯影步驟。
顯影步驟後,或者經過由上述噴墨方式形成塗膜的曝光步驟後,從提高硬化性方面出發,較佳為將形成圖案的塗膜進行後烘烤。後烘烤的條件是在使用溫風加熱爐時,例如是150℃~250℃下進行20分鐘~40分鐘左右。
如此,將含有藍色的染料或色澱顏料的藍色像素以規定的排列配置,形成像素陣列。接著,使用負型綠色感放射線性組成物,重複進行上述步驟,可以在同一基板上形成綠色的像素圖案,然後使用負型的紅色感放射線性組成物,重複進行上述步驟,在同一基板上形成紅色的像素圖案,由此,可以在基板上形成將紅色、綠色和藍色的三原色像素圖案以規定的陣列配置的像素陣列。其中,在本實施方案中,在基板上形成各種顏色的像素圖案的順序,並不限於上述例子。各種顏色的形成順序可以適當改變。
如上形成的像素圖案的膜厚通常是0.5μm~5μm,較佳為1.0μm~3μm。
另外,在本發明中,構成彩色濾光片的像素圖案並不限於紅色、綠色和藍色,也可以是以黃色、品紅色和青色作為三原色的像素圖案。另外,除了對應於三原色的像素的著色圖案以外,還可以形成第4和第5種著色圖案。例如,如日本特表2005-523465號公報等公開,除了對應於紅色、綠色和藍色的三原色的像素的著色圖案以外,還配置了用於擴大顯示範圍的第4像素(黃色像素)和第5像素(青色像素)。
在這樣形成的像素圖案上進一步設置保護膜,由此可以提高顯示元件的顯示性質。作為保護膜,可以列舉出由硬化性組成物形成的有機膜或者有機無機摻雜膜、或者SiNx膜和SiOx等無機膜。在本實施方案中,較佳為使用硬化性組成物形成保護膜。
作為使用硬化性樹脂組成物形成保護膜的方法,可以採用例如日本特開平4-53879號公報或日本特開平6-192389號公報等中公開的方法。
作為形成保護膜使用的硬化性樹脂組成物,可以列舉出例如日本特開平3-188153號公報或日本特開平4-53879號公報等中公開的熱硬化性樹脂組成物、日本特開平6-192389號公報或日本特開平8-183819號公報等中公開的感放射線性樹脂組成物、日本特開2006-195420號公報或日本特開2008-208342號公報等中公開的含有聚有機矽氧烷的硬化性組成物。
根據本發明的像素圖案的形成方法,可以不失去染料或色澱顏料的優異的色度性質地作用,也就是,可以
得到曝光前後的色差(△E*ab)小的像素圖案。因此,藉由使用本發明的像素圖案的形成方法,可以得到色度性質優異的彩色濾光片。本發明的像素圖案的形成方法,例如適合製造以彩色液晶顯示元件用彩色濾光片、固體攝像元件的色分解用彩色濾光片、有機EL顯示元件用彩色濾光片、電子紙用彩色濾光片為代表的各種彩色濾光片,特別是適合製造使用大型基板的彩色液晶顯示元件用彩色濾光片。
接著,對本發明的像素圖案的形成方法中使用的著色感放射線性組成物進行說明。該著色感放射線性組成物至少包含著色劑、黏合劑樹脂、交聯劑和光聚合引發劑,其中著色劑包含選自由染料和色澱顏料所構成的群組中的至少一種。著色感放射線性組成物通常混合溶劑形成溶液狀組成物使用。
以下,對各成分進行說明。
本發明的像素圖案的形成方法中使用的著色感放射線性組成物包含選自由染料和色澱顏料所構成的群組中的至少一種作為著色劑。作為染料沒有特別的限定,可以列舉出例如偶氮類染料、蒽醌類染料、類染料、三芳基甲烷類染料、酞菁類染料、醌亞胺類染料、喹啉類染料、硝基類染料、次甲基類染料等。具體而言,可以列舉出帶有下述這種顏色指數(C.I.)名稱的物質。
C.I.酸性黃11、C.I.酸性橙7、C.I.酸性紅37、C.I.酸性紅180、C.I.酸性藍29、C.I.溶劑紅89、C.I.直接紅28、C.I.直接紅83、C.I.直接黃12、C.I.直接橙26、C.I.直接綠
28、C.I.直接綠59、C.I.活性黃2、C.I.活性紅17、C.I.活性紅120、C.I.分散橙5、C.I.分散紅58、C.I.分散藍165、C.I.鹼性藍41、C.I.鹼性紅18、C.I.媒染紅7、C.I.媒染黃5等之偶氮類染料;C.I.還原藍4、C.I.酸性藍40、C.I.酸性綠25、C.I.活性藍19、C.I.活性藍49、C.I.分散紅60、C.I.分散藍56、C.I.分散藍60等之蒽醌類染料;C.I.鹼性紅1、C.I.鹼性紅1:1、C.I.鹼性紫10、C.I.溶劑紅49等之類染料;C.I.鹼性藍7、C.I.鹼性藍11等之三芳基甲烷類染料;C.I.還原藍5等之酞菁類染料;C.I.鹼性藍3、C.I.鹼性藍9等之醌亞胺類染料;C.I.溶劑黃33、C.I.酸性黃3、C.I.分散黃64等之喹啉類染料;C.I.酸性黃1、C.I.酸性橙3、C.I.分散黃42等之硝基類染料;C.I.溶劑黃179等之次甲基類染料。
以及日本特開2010-168531號公報的請求項3或請求項4、日本特開2010-170073號公報、日本特開2010-170074號公報、日本特開2010-275531號公報、日本特開2010-275533號公報等中記載的偶氮類染料;日本特表2007-503477號公報的請求項14、國際公開第10/123071號小冊等中記載的三芳基甲烷染料;日本特表2007-503477號公報的請求項3、日本特開2010-244027號公報、
日本特開2010-254964號公報等中記載的類染料等。
這些染料中,偶氮類染料、三芳基甲烷類染料、 類染料、次甲基類染料,從在本發明的像素圖案之形成方法中得到特別優異效果之方面來看為較佳。在本發明中,染料可以單獨或混合兩種以上使用。
另外,所述的色澱顏料是藉由沉澱劑將可溶性染料形成為不溶性顏料的物質。作為沉澱劑,可以列舉出例如氯化鋇、氯化鈣、硫酸銨、氯化鋁、醋酸鋁、醋酸鉛、鞣酸、卡他諾(Katanol)、塔莫爾(Tamol)、同多酸(isopolyacid)、雜多酸(例如,磷鎢酸、磷鉬酸、磷鎢.鉬酸、矽鎢鉬酸、矽鎢酸、矽鉬酸)等。它們之中,作為沉澱劑,較佳為同多酸、雜多酸。
作為這種色澱顏料,可以列舉出帶有下述這種顏色指數(C.I.)名稱的物質。
C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍2、C.I.顏料藍3、C.I.顏料藍9、C.I.顏料藍10、C.I.顏料藍14、C.I.顏料藍17:1、C.I.顏料藍24、C.I.顏料藍24:1、C.I.顏料藍56、C.I.顏料藍61、C.I.顏料藍62、C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫2、C.I.顏料紫3、C.I.顏料紫3:1、C.I.顏料紫3:3、C.I.顏料紫27、C.I.顏料紫39、C.I.顏料綠1、C.I.顏料綠4、C.I.顏料紅48:1、C.I.顏料紅48:2、C.I.顏料紅48:3、C.I.顏料紅48:4、C.I.顏料紅48:5、C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅49:1、C.I.顏料紅49:2、C.I.顏料紅49:3、C.I.顏料紅52:1、C.I.顏料紅52:2、C.I.顏料紅53:1、C.I.顏料紅54、
C.I.顏料紅57:1、C.I.顏料紅58、C.I.顏料紅58:1、C.I.顏料紅58:2、C.I.顏料紅58:3、C.I.顏料紅58:4、C.I.顏料紅60:1、C.I.顏料紅63、C.I.顏料紅63:1、C.I.顏料紅63:2、C.I.顏料紅63:3、C.I.顏料紅64:1、C.I.顏料紅68、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅81:1、C.I.顏料紅200、C.I.顏料紅237、C.I.顏料紅239、C.I.顏料紅247、C.I.顏料黃61、C.I.顏料黃61:1、C.I.顏料黃62、C.I.顏料黃100、C.I.顏料黃104、C.I.顏料黃133、C.I.顏料黃168、C.I.顏料黃169、C.I.顏料黃183、C.I.顏料黃191、C.I.顏料黃191:1、C.I.顏料黃206、C.I.顏料黃209、C.I.顏料黃209:1、C.I.顏料黃212。
這些色澱顏料中,C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍2、C.I.顏料藍3、C.I.顏料藍9、C.I.顏料藍10、C.I.顏料藍14、C.I.顏料藍62、C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫2、C.I.顏料紫3、C.I.顏料紫27、C.I.顏料紫39等之三芳基甲烷類色澱顏料,從在本發明的像素圖案之形成方法中得到特別優異效果之方面來看為較佳。以同多酸或雜多酸為沉澱劑之三芳基甲烷類色澱顏料,其係例如已公開在日本特開2011-150195號公報、日本特開2011-186043號公報等中。
在本發明中,色澱顏料可以單獨或混合兩種以上使用。
在本發明中,作為著色劑可以將其它著色劑與上述染料和色澱顏料一起使用。作為其它著色劑沒有特別的限定,可以根據彩色濾光片的用途適當選擇色彩和材質
。具體而言,可以使用有機顏料、無機顏料和天然色素的任意一種作為著色劑,從要求高的顏色純度、亮度和對比度出發,較佳為使用有機顏料。
作為有機顏料較佳的具體例,可以列舉出顏色指數(C.I.)名稱是C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅254、C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠58、C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍15:6、C.I.顏料藍80、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.顏料黃180、C.I.顏料黃211、C.I.顏料橙38、C.I.顏料紫23等。
從形成亮度高、色純度優異的像素方面出發,在著色感放射線性組成物的固體含量中,著色劑的含有比例通常是5~70質量%,較佳為5~60質量%。在此所述的固體含量是後述的溶劑以外的成分。
另外,選自由染料和色澱顏料所構成的群組中的至少一種的總含有比例,在全部著色劑中,較佳為5質量%以上,特佳為10質量%以上。
作為著色的感放射線性組成物中的黏合劑樹脂沒有特別的限定,較佳為包含具有酸性官能基的聚合物。作為酸性官能基,可以列舉出例如羧基、酚羥基、亞胺酸基、磺基、亞磺酸基(sulfino group)或次磺酸基(sulfeno group)等。它們之中,較佳為使用羧基。
作為具有羧基的聚合物,可以列舉出例如日本特開平5-19467號公報、日本特開平6-230212號公報、日本特開平7-140654號公報、日本特開平7-207211號公報、日
本特開平8-259876號公報、日本特開平09-325494號公報、日本特開平10-31308號公報、日本特開平10-300922號公報、日本特開平11-140144號公報、日本特開平11-174224號公報、日本特開平11-231523號公報、日本特開平11-258415號公報、日本特開2000-56118號公報、日本特開2002-296778號公報、日本特開2004-101728號公報以及日本特開2008-181095號公報等中公開的聚合物。
黏合劑樹脂的酸價較佳為10~200KOH/mg,更佳為30~270KOH/mg,進一步更佳為50~250KOH/mg。在此所述的「酸價」是指中和1g黏合劑樹脂的固體含量所需要的KOH的毫克數。
在本發明中,黏合劑樹脂可以單獨或混合兩種以上使用。著色感放射線性組成物中的交聯劑只要是具有兩個以上可以聚合的基團的化合物,就沒有特別的限定。作為可以聚合的基團,可以列舉出例如乙烯基不飽和基、環氧乙烷基、環氧丙烷基或N-烷氧基甲基胺基等。
在本發明中,作為交聯劑較佳為使用具有兩個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物、或具有兩個以上的N-烷氧基甲基胺基的化合物。
作為特佳的交聯劑,可以列舉出例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯和琥珀酸酐反應所得到的化合物;二新戊四醇五丙烯酸酯
和琥珀酸酐反應所得到的化合物;日本特開平11-44955號公報的段落[0015]~[0018]中記載的己內酯所改性的多官能(甲基)丙烯酸酯、N,N,N’,N’,N”,N”-六(烷氧基甲基)三聚氰胺或N,N,N’,N’-四(烷氧基甲基)苯并胍胺等。
在本發明中,交聯劑可以單獨或混合兩種以上使用。
著色感放射線性組成物中的光聚合引發劑是可以藉由特定放射線曝光,引發上述交聯劑的硬化反應產生活性種的化合物。
作為較佳的光聚合引發劑,可以列舉出例如噻噸酮類化合物、乙醯苯類化合物、聯咪唑類化合物、三類化合物、O-醯基肟類化合物、鎓鹽類化合物、苯偶姻類化合物、二苯甲酮類化合物、α-二酮類化合物、多核醌類化合物、二偶氮類化合物或醯亞胺磺酸酯類化合物等。
在本發明中,光聚合引發劑可以和周知的增敏劑或供氫體一起使用。另外,光聚合引發劑可以單獨或混合兩種以上使用。
著色的感放射線性組成物中的溶劑只要是分散或溶解構成著色感放射線性組成物的各成分,而且不和這些成分反應,具有適當的揮發性的溶劑,就可以適當選擇使用。
在本發明中,作為較佳的溶劑,可以列舉出例如丙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸
酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、1,3-丁二醇二乙酸酯、1,6-己二醇二乙酸酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸正戊酯、醋酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯或丙酮酸乙酯等。
在本發明中,溶劑可以單獨或混合兩種以上使用。
著色感放射線性組成物還可以進一步含有其它成分。作為其它成分,可以列舉出例如胺基甲酸酯類分散劑、聚乙烯亞胺類分散劑、聚氧乙烯烷基醚類分散劑、聚氧乙烯烷基苯基醚類分散劑、聚乙二醇二酯類分散劑、山梨聚糖脂肪酸酯類分散劑、聚酯類分散劑、丙烯酸類分散劑等之分散劑;含氟界面活性劑、矽類界面活性劑等之界面活性劑;乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等之密合促進劑等。
本發明的顯示元件具有藉由上述方法製造的彩色濾光片。作為顯示元件的具體例,可以列舉出彩色液晶顯示元件、有機EL顯示元件或電子紙等。
具有藉由本發明的方法製造的彩色濾光片的彩色液晶顯示元件可以形成例如藉由液晶層將配置了薄膜電晶
體(Thin Film Transistor:TFT)的驅動用基板與設置了本實施形態的彩色濾光片的另一個基板對向的結構。或者,彩色液晶顯示元件也可以形成藉由液晶層將配置了薄膜電晶體(TFT)的驅動用基板的表面上形成本實施形態的彩色濾光片的基板與形成了ITO(摻雜了錫的氧化銦)電極的基板對向的結構。後一種結構具有可以進一步提高開口率,得到明亮且高精度的液晶顯示元件的優點。
彩色液晶顯示元件具有背光單元。作為背光單元可以使用例如組合冷陰極螢光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)等螢光管和散射板的結構。另外,還可以使用以白色LED作為光源的背光單元。作為白色LED可以列舉出例如:組合紅色LED、綠色LED和藍色LED混色得到白色光的白色LED,組合藍色LED、紅色LED和綠色螢光體混色得到白色光的白色LED,組合藍色LED、紅色發光螢光體和綠色發光螢光體混色得到白色光的白色LED,藉由將藍色LED和YAG類螢光體混色得到白色光的白色LED,組合藍色LED、橙色發光螢光體和綠色發光螢光體混色得到白色光的白色LED,組合紫外線LED、紅色發光螢光體、綠色發光螢光體和藍色發光螢光體混色得到白色光的白色LED等。
具有藉由本發明的方法製造的彩色濾光片的彩色液晶顯示元件可以使用TN(Twisted Nematic;扭曲向列)型、STN(Super Twisted Nematic;超向列扭曲)型、IPS(In-Planes Switching;面內切換)型、VA(Vertical Alignment;垂直配向)型、OCB(Optically Compensated Birefringence
;光學補償雙折射)型等適當的液晶模式。
具有藉由本發明的方法製造的彩色濾光片的有機EL顯示元件可以採用合適的結構,可以列舉出例如日本特開平11-307242號公報中公開的結構。
具有藉由本發明的方法製造的彩色濾光片的電子紙可以採用合適的結構,可以列舉出例如日本特開2007-41169號公報中公開的結構。
以上,對本實施方案進行說明,但是本發明並不限定於上述實施方案,在不脫離宗旨的範圍內,可以進行各種變化。
以下,舉出實施例,對本發明進行更具體的說明。但是,本發明並不限於下述實施例。
藉由珠磨機將15質量份作為著色劑的C.I.顏料綠58/C.I.溶劑黃179=60/40(質量比)混合物、10質量份作為分散劑的BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製造)(不揮發成分=40質量%)、75質量份作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯,混合、分散12小時,製備顏料染料混合液(A1)。
藉由珠磨機將15質量份作為著色劑的C.I.顏料藍15:6/C.I.鹼性藍7=60/40(質量比)混合物、10質量份作為分散劑的BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製造)(
不揮發成分=40質量%)、75質量份作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯,混合、分散12小時,製備顏料染料混合液(A2)。
藉由珠磨機將15質量份作為著色劑的C.I.顏料綠58/下述式所示的黃色染料(巴比妥酸偶氮類染料)=70/30(質量比)混合物、10質量份作為分散劑的BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製造)(不揮發成分=40質量%)、75質量份作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯,混合、分散12小時,製備顏料染料混合液(A3)。
藉由珠磨機將15質量份作為著色劑的C.I.顏料綠58/C.I.顏料黃150=60/40(質量比)混合物、10質量份作為分散劑的BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製造)(不揮發成分=40質量%)、75質量份作為溶劑的丙二醇單
甲基醚乙酸酯,混合、分散12小時,製備顏料分散液(A4)。
藉由珠磨機將15質量份作為著色劑的C.I.顏料藍15:6/類染料之C.I.若丹明6G=60/40(質量比)混合物、10質量份作為分散劑的BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製造)(不揮發成分=40質量%)、75質量份作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯,混合、分散12小時,製備顏料染料混合液(A5)。
藉由珠磨機將15質量份作為著色劑的C.I.顏料藍15:6/下述式所示的三芳基甲烷類色澱顏料(式中,x=1~2)=60/40(質量比)混合物、10質量份作為分散劑的BYK-LPN21116(BYK Chemie(BYK)公司製造)(不揮發成分=40質量%)、75質量份作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯,混合、分散12小時,製備顏料分散液(A6)。
在帶有冷凝管、攪拌機的燒瓶中,加入2質量份2,2’-偶氮二異丁腈和200質量份丙二醇單甲基醚乙酸酯,然後在加入15質量份甲基丙烯酸、20質量份N-苯基馬來醯亞胺、55質量份甲基丙烯酸苄基酯、10質量份苯乙烯、和3質量份作為分子量調節劑的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(日本油脂(股)製造商品名:Nofmer-MSD),氮氣取代。之後,緩慢攪拌,將反應溶液的溫度升高到80℃,將該溫度保持5小時進行聚合,從而得到樹脂溶液(固體含量濃度=33質量%)。所得到的樹脂是Mw=16,000、Mn=7,000。將該樹脂溶液作為「黏合劑樹脂溶液(B1)」。
在具有冷卻管和攪拌機的燒瓶中,將44質量份對乙烯基苄基縮水甘油醚、40質量份N-苯基馬來醯亞胺、16質量份甲基丙烯酸苄基酯溶解到300質量份丙二醇單甲基醚乙酸酯,然後在加入8質量份2,2’-偶氮二異丁腈和8質量份2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯,氮氣取代。之後,邊緩慢攪拌,邊氮氣起泡,同時將反應溶液升高到80℃,保持該溫度聚合5小時。
接著,在該反應溶液中添加17質量份甲基丙烯酸、0.5質量份對甲氧基苯酚和4.4質量份溴化四甲基銨,在120℃的溫度下反應9小時。然後,添加18.5質量份琥珀酸酐,在100℃的溫度下反應6小時後,將反應溶液溫度保持在85℃下直接水洗2次,進行減壓濃縮,得到黏合劑樹脂溶液(固體含量濃度=33質量%)。所得到的黏合劑樹脂是Mw=7,800、Mn=5,000。將該黏合劑樹脂溶液作為「
黏合劑樹脂溶液(B2)」。
將100質量份顏料染料混合液(A1)、18質量份作為黏合劑樹脂的黏合劑樹脂溶液(B1)(固體含量濃度=33質量%)、作為交聯劑的8質量份日本化藥股份有限公司製造的KAYARAD MAX-3510(二新戊四醇六丙烯酸酯和二新戊四醇五丙烯酸酯的混合物)和4質量份日本化藥股份有限公司製造的KAYARAD DPCA-60(己內酯改性的二新戊四醇六丙烯酸酯)、1質量份作為光聚合引發劑的2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉苯基)丁烷-1-酮、和3質量份乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)、及0.2質量份作為含氟界面活性劑的DIC股份有限公司製造的MEGAFAC F-554、以及作為溶劑的丙二醇單甲基醚乙酸酯混合,且製備固體含量濃度15質量%的綠色感放射線性組成物。
使用縫模塗布器,將所得到的綠色感放射線性組成物塗布到玻璃基板上後,在90℃的熱板上,預烘烤4分鐘,形成膜厚2μm的塗膜。
接著,將形成塗膜的基板冷卻到室溫後,使用藉由紫外線截止濾波器1(UV-31(東芝硝子公司製造))由超高壓水銀燈放射出的放射線得到的顯示出圖2的分光性質的放射線,藉由條紋狀光罩,以2,000J/m2的曝光量,將塗膜曝光。之後,對得到的基板以顯影壓1kgf/cm2(噴嘴
直徑1mm)噴出由23℃的0.04質量%氫氧化鉀水溶液而成的顯影液,進行1分鐘沖淋顯影。之後,用超純水洗滌該基板,風乾,且在基板上形成綠色的條紋狀像素圖案。
對曝光前的塗膜和形成的像素圖案,使用顏色分析儀(大塚電子(股)製造的MCPD2000),測定分光性質,求得色差(△E*ab)。評價結果在表1中表示。
除了在實施例1中,各成分的種類和含量變更為表1所示的以外,和實施例1同樣地,製備各著色感放射線性組成物。接著,除了使用得到的著色感放射線性組成物,選擇表1所示的曝光放射線以外,和實施例1同樣地形成圖案像素,且進行評價色穩定性。評價結果在表1中表示。另外,顯示出圖3的分光性質的放射線是藉由紫外線截止濾波器2(UV-33(東芝硝子公司製造))由超高壓水銀燈放射出的放射線得到的,而且,顯示出圖4的分光性質的放射線是藉由紫外線截止濾波器3(UV-35(東芝硝子公司製造))由超高壓水銀燈放射出的放射線得到的。
表1中,各成分如下所示。
C1:己內酯改性的二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥股份有限公司製造,商品名KAYARAD DPCA-60)
C2:二新戊四醇五丙烯酸酯和琥珀酸的單酯化物、二新戊四醇六丙烯酸酯以及二新戊四醇五丙烯酸酯的混合物(東亞合成股份有限公司製造,商品名TO-1382)
C3:二新戊四醇六丙烯酸酯和二新戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化藥股份有限公司製造,商品名KAYARAD MAX-3510)
C4:環氧乙烷低聚物改性的二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥股份有限公司製造,商品名KAYARAD DPEA-12)
D1:2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉苯基)丁烷-1-酮(ciba specialty chemicals公司製造,商品名IRGACURE369)
D2:乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯基肟)(ciba specialty chemicals公司製造,商品名IRGACURE OXE02)
D3:2-巰基苯并噻唑
D4:2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑(保土谷化學工業股份有限公司製造,商品名B-CIM)
D5:2,4-二乙基噻噸酮(日本化藥股份有限公司製造,商品名CAYACURE DETX-S)
D6:4,4’-二(二乙基胺基)二苯甲酮
D7:ADEKA製造的「商品名NCI930」
圖1是表示從超高壓水銀燈放射的放射線之具代表性的分光分布圖。
圖2表示從超高壓水銀燈放射的放射線藉由紫外線截止濾波器1所得到的放射線的分光分布圖。
圖3表示從超高壓水銀燈放射的放射線藉由紫外線截止濾波器2所得到的放射線的分光分布圖。
圖4表示從超高壓水銀燈放射的放射線藉由紫外線截止濾波器3所得到的放射線的分光分布圖。
Claims (8)
- 一種綠色、藍色、黃色或青色的像素圖案之形成方法,其特徵在於:包括(1)在基板上形成著色感放射線性組成物的塗膜之步驟,該組成物包含含有選自由綠色、藍色、黃色或青色的染料和色澱顏料所構成的群組中的至少一種之著色劑,以及(2)用放射線照射前述塗膜的至少一部分的步驟;前述著色劑的含有比例為前述著色感放射線性組成物的固體含量中5~70質量%;前述放射線的分光分布在350nm~450nm的範圍內具有多個峰,而且前述放射線未滿350nm時的最大強度為350nm~450nm中的最大峰強度的50%以下。
- 如申請專利範圍第1項之像素圖案的形成方法,其中前述著色感放射線性組成物進一步包含黏合劑樹脂、交聯劑和光聚合引發劑。
- 如申請專利範圍第2項之像素圖案的形成方法,其中前述黏合劑樹脂為具有選自包含羧基、亞胺酸基、磺基、亞磺酸基(sulfino group)或次磺酸基(sulfeno group)之群組的酸性官能基之聚合物。
- 如申請專利範圍第1至3中任一項之像素圖案的形成方法,其中前述著色劑包含選自由偶氮類染料、三芳基甲烷類染料、類染料、蒽醌類染料、酞菁類染料、醌亞胺類染料、喹啉類染料、硝基類染料、次甲基類染料及三芳基甲烷類色澱顏料所構成的群組中的至少一種。
- 如申請專利範圍第4項之像素圖案的形成方法,其進一 步包含有機顏料或無機顏料作為著色劑。
- 如申請專利範圍第1至3中任一項之像素圖案的形成方法,其進一步包含有機顏料或無機顏料作為著色劑。
- 一種彩色濾光片,其係具有藉由如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法所形成的像素圖案而成。
- 一種顯示元件,其係具有如申請專利範圍第7項之彩色濾光片。
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