TW201537292A - 著色感光性樹脂組合物及包含其之彩色濾光片 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種著色感光性樹脂組合物,其包含著色劑(A)、黏合劑樹脂(B)、光可聚合化合物(C)、光聚合引發劑(D)及溶劑(E),該著色劑(A)包含C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129;一種使用該組合物形成之彩色濾光片;及一種具有該彩色濾光片之液晶顯示裝置。根據本發明之著色感光性樹脂組合物具有高對比度及亮度以及優良色度及圖案形成特性。

Description

著色感光性樹脂組合物及包含其之彩色濾光片
本發明係關於一種著色感光性樹脂組合物及包含其之彩色濾光片。特定言之,本發明提供一種著色感光性樹脂組合物,其具有高對比度及亮度以及優良色度及圖案形成特性;一種使用該組合物形成之彩色濾光片;及一種具有該彩色濾光片之液晶顯示裝置。
彩色濾光片已廣泛用於成像裝置及液晶顯示器(LCD)中,且其應用正在擴大。習知彩色濾光片藉由以下來製備:在上面形成黑色圖案之黑色矩陣基板上均勻塗覆包含紅色、綠色或藍色之顏料的著色感光性樹脂組合物,接著加熱及乾燥,使所得塗層膜進行曝光及顯影,且必要時,進一步加熱及硬化,藉此形成各顏色之像素,且針對各顏色重複以上程序。
在提供具有高品質之液晶顯示器所需要之彩色濾光片的特性中,實現彩色濾光片之高對比率為重要的。若彩色濾光片不能具有高對比率,則透射光漏出或減少,由此使得螢幕漸暗。因此,已經不斷地進行實現高對比率之研究。
韓國專利申請公開案第2010-0021360號揭示一種用於有機電致發光彩色濾光片之綠色組合物,其包含含有鋁酞菁與顏料綠7中之至少一者的綠色顏料及含有顏料黃185與顏料黃150中之至少一者的黃色顏 料,以便提供高度色彩再現性及高亮度。然而,該組合物難以提供高對比率,因此其無法有效地用於彩色濾光片。
本發明之一個目標為提供一種著色感光性樹脂組合物,其顯示高對比度及亮度以及寬色彩再現範圍且具有優良色度及圖案形成特性。
本發明之另一個目標為提供一種使用該著色感光性樹脂組合物形成之彩色濾光片。
本發明之再一個目標為提供一種具有該彩色濾光片之液晶顯示裝置。
根據本發明之一個態樣,提供一種著色感光性樹脂組合物,其包含著色劑(A)、黏合劑樹脂(B)、光可聚合化合物(C)、光聚合引發劑(D)及溶劑(E),該著色劑(A)包含C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129。
在本發明之一個實施例中,C.I.顏料黃129以按C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129之總固體含量計5至50wt%之量存在。
根據本發明之另一個態樣,提供一種使用該著色感光性樹脂組合物形成之彩色濾光片。
根據本發明之再一個態樣,提供一種具有該彩色濾光片之液晶顯示裝置。
本發明之著色感光性樹脂組合物包含C.I.顏料綠7及C.I.顏料黃185以及C.I.顏料黃129,以顯示高對比度及亮度且具有優良色度及圖案形成特性。
本發明在下文中更詳細地描述。
本發明之一個實施例係關於一種著色感光性樹脂組合物,其包含著色劑(A)、黏合劑樹脂(B)、光可聚合化合物(C)、光聚合引發劑(D)及溶劑(E),該著色劑(A)包含C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129。
著色劑(A)
在本發明之一個實施例中,著色劑(A)之特徵在於包含C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129。
著色劑(A)包含C.I.顏料綠7作為提供能夠高度色彩再現之綠色層的綠色顏料,及C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129作為用於控制色調之黃色顏料。
在本發明之一個實施例中,C.I.顏料黃129以按C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129之總固體含量計5至50wt%,較佳10至40wt%之量存在。若C.I.顏料黃129之量低於此類範圍,則難以獲得所希望之高對比度。若C.I.顏料黃129之量超過此類範圍,則難以獲得L/S模式之所希望之線寬度及楔度。
必要時,著色劑(A)可進一步包含一或多種顏料或染料以及C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129。
著色劑(A)以按本發明之著色感光性樹脂組合物之總固體含量計10至60wt%、較佳20至50wt%之量存在。當著色劑之量在10至60wt%範圍內時,像素之色彩濃度變充足,即使形成薄膜,且在顯影期間非像素化部分之滲漏未退化,由此難以產生殘餘物。
當著色劑包含顏料時,使顏料與顏料分散劑一起開始分散,從而獲得顏料均勻分散之顏料分配溶液。
顏料分散劑之特定實例可包括陽離子、陰離子、非離子、兩性、基於聚酯、基於多元胺及基於聚丙烯酸酯之界面活性劑,其可以單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。較佳地,顏料分散劑以按1重量份著色劑計至多1重量份、更佳0.05至0.5重量份之量使用。當顏料分散劑之量滿足此類範圍時,可實現顏料之均勻分佈。
如本文中所使用,術語著色感光性樹脂組合物之『總固體含量』是指著色感光性樹脂組合物中除溶劑外之其他組分的總重量。
黏合劑樹脂(B)
在本發明之一個實施例中,黏合劑樹脂(B)習知在光或熱之作用下具有反應性及鹼溶解性,且充當著色劑之分散劑。本發明之著色感光性樹脂組合物中所含有的黏合劑樹脂(B)若充當著色劑(A)之黏合劑樹脂且其可溶於用於製備彩色濾光片之顯影步驟中使用的鹼性顯影溶液,則其不受限制。
舉例而言,本發明之黏合劑樹脂(B)可為含羧基單體與其他可與該單體共聚之單體的共聚物。
含羧基單體可包括不飽和羧酸,例如不飽和單羧酸或不飽和聚羧酸,例如不飽和二甲酸及不飽和三羧酸。
不飽和單羧酸之實例可包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸及肉桂酸。不飽和二甲酸之實例可包括順丁烯二酸、反丁烯二酸、伊康酸、甲基順丁烯二酸及甲基反丁烯二酸。不飽和聚羧酸可為酸酐,例如順丁烯二酸酐、伊康酸酐及甲基順丁烯二酸酐。此外,不飽和聚羧酸可為其單(2-甲基丙烯醯氧基烷基)酯,例如丁二酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯、丁二酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯、鄰苯二甲酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯及鄰苯二甲酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基) 酯。不飽和聚羧酸可為二羧基聚合物在其兩個末端之單(甲基)丙烯酸酯,例如ω-羧基聚己內酯單丙烯酸酯及ω-羧基聚己內酯單甲基丙烯酸酯。此等單體可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。
其他可與含羧基之單體共聚的單體可包括例如芳族乙烯基化合物,諸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰乙烯基甲苯、間乙烯基甲苯、對乙烯基甲苯、對氯苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、鄰乙烯基苯甲基甲基醚、間乙烯基苯甲基甲基醚、對乙烯基苯甲基甲基醚、鄰乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、間乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、對乙烯基苯甲基縮水甘油基醚、茚等;不飽和羧酸酯,諸如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸3-羥基丙酯、甲基丙烯酸3-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基丁酯、甲基丙烯酸2-羥基丁酯、丙烯酸3-羥基丁酯、甲基丙烯酸3-羥基丁酯、丙烯酸4-羥基丁酯、甲基丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸二環戊二烯酯、甲基丙烯酸二環戊二烯酯、(甲基)丙烯酸金剛 烷酯、(甲基)丙烯酸降冰片烷酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、單丙烯酸甘油酯、單甲基丙烯酸甘油酯等;不飽和羧酸之胺基烷基酯,諸如丙烯酸2-胺基乙酯、甲基丙烯酸2-胺基乙酯、丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、丙烯酸2-胺基丙酯、甲基丙烯酸2-胺基丙酯、丙烯酸2-二甲基胺基丙酯、甲基丙烯酸2-二甲基胺基丙酯、丙烯酸3-胺基丙酯、甲基丙烯酸3-胺基丙酯、丙烯酸3-二甲基胺基丙酯、甲基丙烯酸3-二甲基胺基丙酯等;不飽和羧酸之縮水甘油酯,諸如丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等;羧酸之乙烯酯,諸如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等;不飽和醚,諸如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基縮水甘油基醚等;氰化乙烯基化合物,諸如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、氰化亞乙烯等;不飽和醯胺,諸如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、α-氯丙烯醯胺、N-2-羥乙基丙烯醯胺、N-2-羥乙基甲基丙烯醯胺等;不飽和醯亞胺,諸如順丁烯二醯亞胺、苯甲基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺等;脂族共軛二烯,諸如1,3-丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等;以及在聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯或聚矽氧烷之聚合物鏈的末端具有單丙烯醯基或單甲基丙烯醯基的大分子單體。以上單體可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。
較佳地,黏合劑樹脂(B)具有在20至200(KOH mg/g)範圍內之酸值。當酸值滿足此類範圍時,在顯影溶液中之溶解性得以提高,由此允許未曝光區域易於溶解且增加敏感性。因此,在顯影期間曝光區域之圖案保留,由此提高薄膜剩餘比。如本文中所使用,術語『酸值』是指量測為中和1g丙烯酸聚合物所需要的氫氧化鉀之量(mg)的值,且一般藉由使用氫氧化鉀水溶液滴定來獲得。
此外,黏合劑樹脂(B)較佳具有3,000至200,000,更佳5,000至100,000之聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw),其藉由凝膠滲透層析法(GPC)使用四氫呋喃作為溶離溶劑來量測。當重量平均分子量(Mw)滿足此類範圍時,塗層膜具有提高之硬度,從而得到高薄膜剩餘比,增加未曝光區域之溶解性且提高解析度。
黏合劑樹脂(B)可具有1.5至6.0、較佳1.8至4.0之分子量分佈[重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn)]。當黏合劑樹脂之分子量分佈在1.5至6.0之範圍內時,可顯影性可得以提高。
黏合劑樹脂(B)可以按著色感光性樹脂組合物之總固體含量計5至85wt%、更佳10至70wt%之量存在。當黏合劑樹脂(B)之量在5至85wt%之範圍內時,在顯影溶液中之溶解性可為足夠的,藉此難以在非像素化部分之基板上產生顯影殘餘物,且可防止在顯影期間曝光區域中像素化部分之膜減少,藉此允許非像素化部分良好滲漏。
光可聚合單體(C)
在本發明之一個實施例中,光可聚合化合物(C)為在光聚合引發劑(D)之作用下可聚合的化合物。可聚合化合物可為單官能單體、雙官能單體或多官能單體。
單官能單體之實例可包括壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羥基乙酯及N-乙烯吡咯啶酮。
雙官能單體之實例可包括1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A之雙(丙烯醯氧基乙基)醚及3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
多官能單體之實例可包括三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、異戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、異戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二異戊四醇五 (甲基)丙烯酸酯及二異戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。其中,可較佳使用雙官能單體或多官能單體。
光可聚合化合物(C)較佳以按著色感光性樹脂組合物之總固體含量計5至50wt%、更佳7至45wt%之量使用。當光可聚合化合物(C)之量在5至50wt%之範圍內時,可提高像素之強度及平滑度。
光聚合引發劑(D)
在本發明之一個實施例中,光聚合引發劑(D)較佳含有基於苯乙酮之化合物。基於苯乙酮之化合物的實例可包括二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苯甲基二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基噻吩基)-2-嗎啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮及2-(4-甲基苯甲基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮。其中,2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮為較佳。
此外,其他光聚合引發劑可與基於苯乙酮之化合物組合使用,且其他光聚合引發劑可為活性自由基產生劑,其藉由光照射、敏化劑或酸產生劑來產生活性自由基。
活性自由基產生劑可為基於安息香、二苯甲酮、噻噸酮、三嗪之化合物等。基於安息香之化合物的實例可包括安息香、安息香甲醚、安息香***、安息香異丙醚及安息香異丁醚。基於二苯甲酮之化合物的實例可包括二苯甲酮、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯基硫化物、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧基羰基)二苯甲酮及2,4,6-三甲基二苯甲酮。基於噻噸酮之化合物的實例可包括2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮及1-氯-4-丙氧基噻噸酮。基於三嗪之化合物的實例可包括2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6- (4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪及2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪。此外,作為活性自由基產生劑,可使用2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯膦氧化物、2,2'-雙(鄰氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2-聯咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、苯甲基、9,10-菲醌、樟腦醌、乙醛酸甲酯或二茂鈦化合物。
酸產生劑之實例可包括鎓鹽,諸如對甲苯磺酸4-羥基苯基二甲基鋶、六氟銻酸4-羥基苯基二甲基鋶、對甲苯磺酸4-乙醯氧基苯基二甲基鋶、六氟銻酸4-乙醯氧基苯基甲基苯甲基鋶、對甲苯磺酸三苯基鋶、六氟銻酸三苯基鋶、對甲苯磺酸二苯基碘及六氟銻酸二苯基碘、甲苯磺酸硝基苯甲酯及安息香甲苯磺酸酯。
此外,一些以上活性自由基產生劑可產生酸以及活性自由基。舉例而言,基於三嗪之光聚合引發劑亦可用作酸產生劑。
光聚合引發劑(D)可以按黏合劑樹脂(B)及光可聚合化合物(C)之總固體含量計0.1至40wt%、較佳1至30wt%之量存在。當光聚合引發劑(D)之量滿足此類範圍時,本發明之著色感光性樹脂組合物可具有高敏感性,從而提供足夠強度之像素及像素表面上優良平滑度。
此外,在本發明中,光聚合引發劑可連同光引發助劑一起使用以便促進光聚合引發劑所引發之光聚合。光引發助劑可為基於胺、基於烷氧基蒽或基於噻噸酮之化合物。
基於胺之化合物的實例可包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺、4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙酯、4-二甲基胺基苯 甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基-對甲苯胺、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮(米氏酮(Michler's ketone))、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮及4,4'-雙(乙基甲基胺基)二苯甲酮。其中,4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮為較佳。
基於烷氧基蒽之化合物的實例可包括9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽及2-乙基-9,10-二乙氧基蒽。
基於噻噸酮之化合物的實例可包括2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮及1-氯-4-丙氧基噻噸酮。
此等光引發助劑可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。此外,光引發助劑可為市售產品,例如商標名「EAB-F」(Hodogaya Chemical Industries)。
光引發助劑較佳以按1mol光引發劑計10mol或10mol以下、更佳0.01至5mol之量使用。當光引發助劑之量滿足此類範圍時,本發明之著色感光性樹脂組合物可具有更加提高之敏感性且增強使用組合物形成之彩色濾光片的產率。
溶劑(E)
在本發明之一個實施例中,溶劑(E)不特別限制,且可使用用於習知著色感光性樹脂組合物中之各種有機溶劑。
舉例而言,溶劑(E)可包括乙二醇單烷醚,諸如乙二醇單甲醚、乙二醇單***、乙二醇單丙醚及乙二醇單丁醚;二乙二醇二烷醚,諸如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二***、二乙二醇二丙醚及二乙二醇二丁醚;乙二醇烷基醚乙酸酯,諸如乙酸2-甲氧乙酯(methyl cellosolve acetate)及乙酸2-乙氧乙酯(ethyl cellosolve acetate);烷二醇烷基醚乙酸酯,諸如丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯及甲氧基戊基乙酸酯;芳族烴,諸如苯、甲苯、二甲苯及均三甲苯;酮,諸如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊 基酮、甲基異丁基酮及環己酮;醇,諸如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇及丙三醇;酯,諸如3-乙氧基丙酸乙酯及3-甲氧基丙酸甲酯;及環狀酯,諸如γ-丁內酯。
溶劑(E)較佳可為沸點100至200℃的有機溶劑(根據使用及乾燥角度),更佳可為烷二醇烷基醚乙酸酯、酮、酯(諸如3-乙氧基丙酸乙酯及3-甲氧基丙酸甲酯),甚至更佳可為丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單***乙酸酯、環己酮、3-乙氧基丙酸乙酯及3-甲氧基丙酸甲酯。以上溶劑可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。
溶劑(E)可較佳以按本發明之著色感光性樹脂組合物之總重量計60至90wt%、更佳70至85wt%之量存在。當溶劑(E)之量在60至90wt%之範圍內時,可使用塗覆機,諸如滾塗機、旋塗機、狹縫及旋轉塗佈機、縫塗機(亦稱為『模塗機』)及噴墨,獲得良好塗覆。
根據本發明之一個實施例的著色感光性樹脂組合物必要時可進一步包含添加劑(F),例如填充劑、其他聚合物、顏料分散劑、黏著促進劑、抗氧化劑、UV吸收劑、防凝劑等。
填充劑之實例可包括玻璃、二氧化矽和氧化鋁。
其他聚合物之實例可包括可固化樹脂,諸如環氧樹脂及順丁烯二醯亞胺樹脂;以及熱塑性樹脂,諸如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇單烷醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯及聚胺基甲酸酯。
顏料分散劑可包括市售界面活性劑,例如基於矽、基於氟、基於酯、陽離子、陰離子、非離子及兩性界面活性劑。此等界面活性劑可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。
界面活性劑之實例可包括聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚乙二醇二酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、經脂肪酸改質之聚酯、經三級胺改質之聚胺基甲酸酯及聚乙烯亞胺。界面活性劑可包括以下商標名之產品:KP(Shin-Etsu Chemical Industry)、POLYFLOW (Kyoeisha Chemical)、EFTOP(Tochem Products)、MEGAFAC(Dainippon Ink and Chemical Industry)、Flourad(Sumitomo 3M)、Asahi Guard、Surflon(Asahi Glass)、SOLSPERSE(Lubrizol)、EFKA(EFKA Chemicals)、PB 821(Ajinomoto)及Disperbyk系列(BYK-Chemi)。
黏著促進劑之實例可包括乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷及3-巰基丙基三甲氧基矽烷。
抗氧化劑之實例可包括2,2'-硫基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)及2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚。
UV吸收劑之實例可包括2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯苯并***及烷氧基二苯甲酮。
防凝劑之實例可包括聚丙烯酸鈉。
根據本發明之一個實施例的著色感光性樹脂組合物可藉由以下方法製備。
舉例而言,著色劑(A)與溶劑(E)混合,且使用珠磨機分散混合物,直至著色劑之平均直徑達約0.2μm或少於0.2μm。必要時,混合顏料分散劑或部分或所有黏合劑樹脂(B)。向混合分散液(亦稱為『漆漿』)添加其餘黏合劑樹脂(B)、光可聚合單體(C)、光聚合引發劑(D)及其他組分,且必要時,可進一步添加溶劑以便得到所需濃度,藉此製備著色感光性樹脂組合物。
本發明之一個實施例係關於一種彩色濾光片,其係使用以上提 及之著色感光性樹脂組合物形成。根據本發明之一個實施例的彩色濾光片包含著色層,其藉由在基板上塗覆著色感光性樹脂組合物,接著曝光及顯影形成圖案來形成。
下文中,將詳細描述使用本發明之著色感光性樹脂組合物形成圖案之方法。
使用本發明之著色感光性樹脂組合物形成圖案的方法可藉由此項技術中已知之方法進行,且習知包含塗覆、曝光及移除之步驟。本發明之著色感光性樹脂組合物塗覆在基板上,接著光固化及顯影,形成待用作黑色矩陣或著色像素(著色圖像)之圖案。
在塗覆步驟中,本發明之著色感光性樹脂組合物塗覆在基板(此項技術中習用,例如但不限於玻璃或矽晶圓)上或在著色感光性樹脂組合物之預形成層上,接著預乾燥以移除揮發性組分,諸如溶劑,得到平滑塗層膜。塗層膜較佳具有1至3μm之厚度。
在曝光步驟中,為獲得所需圖案,塗層膜在某些區域使用遮罩用UV照射。為用平行光線均勻照射整個區域且將遮罩與基板準確對準,較佳使用遮罩對準器或步進器。
在移除步驟中,藉由UV照射固化之塗層膜接觸鹼性水溶液,以溶解及顯影未曝光區,藉此獲得所需圖案。顯影後,必要時,乾燥可在150至230℃溫度下進行10至60分鐘。
此項技術中已知之任何顯影溶液均可用於顯影。尤其可使用含有鹼性化合物及界面活性劑之水溶液。
鹼性化合物可為無機或有機鹼性化合物。無機鹼性化合物之實例可包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、矽酸鈉、矽酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硼酸鈉、硼酸鉀及氨。有機鹼性化合物之實例可包括氫氧化四甲基銨、氫氧化2-羥基乙基三甲基銨、單甲胺、二甲 胺、三甲胺、單乙胺、二乙胺、三乙胺、單異丙胺、二異丙胺及乙醇胺。此等無機及有機鹼性化合物可單獨使用或兩者或兩者以上之組合使用。鹼性化合物含量可為以顯影溶液之總重量計0.01至10重量份、較佳0.03至5重量份。
界面活性劑可選自由非離子、陰離子、陽離子界面活性劑及其混合物組成之群。非離子界面活性劑之實例可包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚及其他聚氧乙烯衍生物、環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸酯及聚氧乙烯烷基胺。陰離子界面活性劑之實例可包括高級醇硫酸鹽,諸如十二烷醇硫酸鈉及油醇硫酸鈉;烷基硫酸鹽,諸如十二烷基硫酸鈉及十二烷基硫酸銨;烷基芳基磺酸鹽,諸如十二烷基苯磺酸鈉及十二烷基萘磺酸鈉。陽離子界面活性劑之實例可包括胺及四級銨鹽,諸如十八胺鹽酸鹽及氯化月桂基三甲基銨。此等界面活性劑可單獨使用或兩者或兩者以上組合使用。界面活性劑較佳以按顯影溶液之總重量計0.01至10重量份、更佳0.05至8重量份、甚至更佳0.1至5重量份之量存在。
如上所提及,著色感光性樹脂組合物進行塗覆、乾燥、曝光以圖案化及顯影,得到對應於感光性樹脂組合物中著色材料之各顏色的像素或黑色矩陣,且根據彩色濾光片所需的顏色數目重複此類程序,藉此獲得彩色濾光片。此項技術中已知彩色濾光片之構造及製備,且因此本文中省略其詳細描述。
本發明之一個實施例係關於一種具有以上提及之彩色濾光片的液晶顯示裝置。
本發明之液晶顯示裝置具有以上提及之彩色濾光片且包含此項技術中已知之其他組件。亦即,可應用本發明彩色濾光片之任何液晶 顯示裝置均包括在本發明中。舉例而言,存在透射液晶顯示裝置,其中具有薄膜電晶體(TFT)之相反電極基板、像素電極及對準層彼此以預定間隔面對,且液晶材料引入間隔中以形成液晶層。此外,可提及在彩色濾光片基板與著色層之間具有反射層之反射液晶顯示裝置。另外,可提及一種液晶顯示裝置,其包含組合在彩色濾光片之透明電極上的薄膜電晶體(TFT)基板及固定在與彩色濾光片重疊之TFT基板位置上的背光。
本發明進一步以以下實例、比較實例及實驗實例說明,該等實例不應解釋為限制本發明之範疇。
製備實例1:製備黏合劑樹脂
準備裝備有攪拌器、溫度計、回流冷凝器、滴加批料及用於引入氮氣之管的燒瓶。為製備單體滴加批料,將74.8g(0.20mol)苯甲基順丁烯二醯亞胺、43.2g(0.30mol)丙烯酸、118.0g(0.50mol)乙烯基甲苯、4g第三丁基過氧基-2-乙基己酸酯及40g丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)混合且攪拌。為製備鏈轉移劑滴加批料,將6g正十二硫醇及24g PGMEA混合且攪拌。隨後,將395g PGMEA添加至燒瓶且將燒瓶氛圍自空氣變成氮氣,且在攪拌下燒瓶溫度升高至90℃。單體及鏈轉移劑依序自滴加批料滴加。每次滴加進行2小時,同時溫度維持在90℃下。在1小時之後,溫度升高至110℃且維持3小時。隨後,氧氣/氮氣=5/95(v/v)之混合物鼓泡穿過用於引入氣體之管。隨後,28.4g(0.10mol,對應於按用於反應之丙烯酸之羧基計33mol%)甲基丙烯酸縮水甘油酯、0.4g 2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)及0.8g三乙胺置於燒瓶中且在110℃下繼續反應8小時,得到具有70mg KOH/g之酸值的黏合劑樹脂。
黏合劑樹脂如藉由GPC量測所確定,具有16,000之聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw),及2.3之分子量分佈(Mw/Mn)。
重量平均分子量(Mw)及數目平均分子量(Mn)使用GPC方法在以下條件下量測。所量測之重量平均分子量與所量測之數目平均分子量的比率係指分子量分佈(Mw/Mn)。
儀器:HLC-8120GPC(Tosoh Corporation)
管柱:TSK-GELG400HXL+TSK-GELG2000HXL(串聯)
管柱溫度:40℃
溶離溶劑:四氫呋喃
通量:1.0ml/min
注射體積:50μl
偵測器:RI
樣品濃度:0.6wt%(溶劑:四氫呋喃)
用於校準之標準材料:TSK標準聚苯乙烯F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(Tosoh Corporation)
實例1至5及比較實例1至4:製備著色感光性樹脂組合物及彩色濾光片
著色感光性樹脂組合物藉由將組分以下表1中所列之比率(單位:重量%)混合來製備。
以上表1之每種組分如下。
G7:顏料綠7
Y185:顏料黃185
Y129:顏料黃129
Y138:顏料黃138
Y139:顏料黃139
B:製備實例1之黏合劑樹脂
C:二異戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA,Nippon Kayaku)
D:2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(Irgacure 369,Ciba Specialty Chemical)
E:丙二醇單甲醚乙酸酯
F:基於丙烯酸酯之顏料分散劑(Disper byk-2001,BYK-Chemie)
實驗實例1: 實驗實例1-1:評估亮度、對比度及色度
實例1至5以及比較實例1至4中製備之著色感光性樹脂組合物用以製備著色層。特定言之,各著色感光性樹脂組合物藉助於旋塗塗覆在玻璃基板上,且玻璃基板置放於維持溫度100℃之加熱板上3分鐘,從而在玻璃基板上形成薄膜。隨後,各薄膜經受使用含有100mJ/cm2下g、h及i光線所有之1KW高壓汞燈的UV照射。未使用特殊光學濾光片。
各UV照射之薄膜浸在用作顯影溶液之KOH水溶液(pH 10.5)中2分鐘。顯影後,用蒸餾水洗滌經薄膜著色之玻璃且用氮氣乾燥,接著在設為200℃之烘箱中加熱30分鐘,得到具有1至5μm之厚度的著色層。
藉由以下方法評估每個樣品之亮度、對比度及色度。結果展示在表2中。
(1)亮度
使用顯微光譜儀OSP-SP2000量測著色層之亮度(Y)。
○:Y40
△:38Y<40
X:Y<38
(2)對比度
著色層之對比率(CR)使用BM-5A(Topcon Corporation)基於玻璃基板(在形成著色層前)中1:30000之對比率來量測。
◎:CR15000
○:12000CR<15000
△:10000CR<12000
X:CR<10000
(3)色度
在用於產生所希望之膜厚度的著色感光性樹脂組合物中,量測顏料之內含物比率。
○:色度<0.35
△:0.35色度<0.45
X:色度0.45
實驗實例1-2:形成彩色濾光片圖案
藉助於旋轉塗佈,將實例1至5及比較實例1至4中製備之各著色感光性樹脂組合物塗覆在玻璃基板(#1737,Corning Inc.)上,且置放在100℃熱板上3分鐘以形成薄膜。隨後,測試光罩以1000μM之空間排列在薄膜上,該光罩具有將透射率在1至100%範圍內逐步改變之圖案,且在空氣氛圍下使用超高壓汞燈(USH-250D,Ushio Inc.)在40mJ/cm2曝光下進行紫外線(365nm)照射。使用噴霧顯影器,UV輻射膜在用作顯影溶液之KOH(pH 12.5)水溶液中顯影80秒。在顯影之後,將上面塗佈有薄膜之玻璃基板用蒸餾水洗滌且經氮氣乾燥,接著在設為220℃之烘箱中加熱20分鐘,以製備彩色濾光片。由此製備之彩色 濾光片經確定,具有2.5至2.9μm之圖案(薄膜)厚度。
類似地,藉由相對於初始曝光,降低曝光程度,來重複圖案之形成程序。為評估圖案形成特性,計算圖案形成曝光相對於初始曝光之比率。
<評估標準>
○:圖案形成特性<0.2
△:0.2圖案形成特性<0.6
X:圖案形成特性0.6
如表2中所示,根據本發明之實例1至5的著色感光性樹脂組合物顯示優於比較實例1至4之不具有C.I.顏料黃129之組合物的亮度、對比度、色度及圖案形成特性。因而,確定根據本發明之著色感光性樹脂組合物具有低概率的在液晶顯示裝置中產生顯示缺陷。
雖然已展示且描述本發明之特定實施例,但熟習此項技術者應瞭解不希望將本發明限制於較佳實施例,且熟習此項技術者顯而易見可在不偏離本發明之精神及範疇下作出各種改變及修改。
因此,本發明之範疇由隨附申請專利範圍及其同等物界定。

Claims (5)

  1. 一種著色感光性樹脂組合物,其包含著色劑(A)、黏合劑樹脂(B)、光可聚合化合物(C)、光聚合引發劑(D)及溶劑(E),該著色劑(A)包含C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129。
  2. 如請求項1之著色感光性樹脂組合物,其中該C.I.顏料黃129係以按該C.I.顏料綠7、C.I.顏料黃185及C.I.顏料黃129之總固體含量計5至50wt%之量存在。
  3. 如請求項1之著色感光性樹脂組合物,其中該著色劑(A)係以按該著色感光性樹脂組合物之總固體含量計10至60wt%之量存在。
  4. 一種彩色濾光片,其係使用如請求項1至3中任一項之著色感光性樹脂組合物形成。
  5. 一種液晶顯示裝置,其具有如請求項4之彩色濾光片。
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