用于滤色片的遮光性树脂组合物及滤色片制造技术

本发明专利技术为一种用于滤色片的遮光性树脂组合物，其特征为含有溶剂８０至９０重量％以及固形物，相对于固体成分，含有８至３５重量％的丙烯酸系感光性树脂、４５至６５重量％的黑色颜料、以及ＨＬＢ值在８以下的硅系表面活性剂或氟系表面活性剂及光聚合引发剂，该树脂组合物的粘度为１．０至１０．０ｍＰａ.ｓ，且相对于所有溶剂，含有３０至５０重量％的分子内具有一个乙酰氧基的第一溶剂、０至２５重量％的丙二醇二乙酸酯的第二溶剂、３０至５０重量％的分子内具有３－乙氧基丙酸结构的第三溶剂、以及１０至３０重量％的具有一个羰基的脂环式化合物的第四溶剂。由此得到优异的省液型涂布时的平坦性、涂布装置的吐出部的干燥防止性、涂布基板的干燥性、固体成分溶解性等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于滤色片的遮光性树脂组合物，及使用这些而形成的滤色片，该用于滤色片的遮光性树脂组合物是以便制作通过省液型的狭缝涂布机(slit coater)等涂布装置能够形成涂膜的、用于液晶显示器等的滤色片。
技术介绍
滤色片广泛用于液晶显示器等彩色化的目的上，一般红、绿、蓝三原色的像素(pixel)为以配置成镶嵌样式(mosaic)的方式来使用。为了确保显示画像的对比，在红、绿、蓝三原色的像素间采用形成遮光性的格子(以下称为黑色矩阵，black matrix)的方法。制作此种滤光片的黑色矩阵的方法，虽然已知有颜料分散法，蒸镀法，但其中在感光性树脂组合物中使用分散颜料的遮光性树脂组合物(以下称为遮光性抗蚀油墨或亦可简称为黑色抗蚀油墨)，通过光微影技术(photolithography)制作黑色矩阵的颜料分散法则广为使用。理由是，通过光微影技术即可精度良好地形成细微画像，同时，作为遮光材料使用的颜料，具有优异的耐光性、耐热性及耐溶剂性。作为颜料分散法的黑色抗蚀油墨，一般是含有颜料、感光性树脂、光聚合引发剂及溶剂，在此，溶剂不仅有作为溶解感光性树脂及光聚合引发剂的溶剂的作用，同时也为作为分散颜料的具有分散剂作用的主要成分。再者，由于溶剂极有助于黑色抗蚀油墨的涂布性(粘弹性、延展性、沾湿性、平滑性、干燥性等)及保存稳定性，所以对此的选定极为重要。到目前为止，研究并使用各种的溶剂。例如，作为可适用于彩色抗蚀油墨的溶剂，在专利文献1中揭示有醚类、酯类。所记载的具体例为如醚类中的丙二醇单甲醚乙酸酯，以及酯类中的3-乙氧基丙酸乙酯，在这些溶剂的组合下，可确保省液型的涂布装置中的平坦性。然而，在这些溶剂的组合中，同时满足对于固体成分45％以上的黑色颜料的分散性、对于固体成分8％以上的丙烯酸系感光性树脂及多量的光聚合引发剂的溶解性所要求的高遮光性抗蚀油墨中，则有溶解性、颜料分散性、保存稳定性不足的问题。日本专利特开2005-49828号公报另一方面，作为黑色抗蚀油墨的添加剂，则广泛地使用表面活性剂。例如，在专利文献1中揭示硅表面活性剂及氟表面活性剂。由于表面活性剂对黑色抗蚀油墨的涂布性有很大的影响，与溶剂的选定相同，表面活性剂的选定亦非常重要，再者，通过组合各种溶剂及表面活性剂，已研究能够实现最优异的涂布性的方案。省液型的涂布装置中使抗蚀油墨涂布在玻璃基板时的课题，要求吐出部分的喷头不易于干燥、与涂膜干燥后的表面不粘。为此，抗蚀油墨的干燥速度须在适当的范围内。
技术实现思路
本专利技术鉴于所述以往技术的缺点而实施，其目的在于提供一种用于滤色片的遮光性树脂组合物及使用此所形成的滤色片，该用于滤色片的遮光性树脂组合物是在高遮光性抗蚀油墨中，具有优异的省液型的涂布装置的平坦性、省液型涂布装置的吐出部的干燥防止性、涂布基板的干燥性、固体成分溶解性、保存稳定性。为了解决上述课题而经检讨的结果，本专利技术人等发现，组合具有特定结构的溶剂及显示特定性状的表面活性剂的滤色片用遮光性树脂组合物是适用于省液型涂布装置中，而完成本专利技术。即，本专利技术的用于滤色片的遮光性树脂组合物，其特征为含有80至90重量％的溶剂以及树脂组合物，该树脂组合物中含有，相对于除去溶剂后的固体成分，丙烯酸系感光性树脂为8至35重量％、黑色颜料为45至65重量％、HLB值在8以下的硅表面活性剂为0.003至0.02重量％或HLB值在8以下的氟表面活性剂为0.1至1.0重量％、以及光聚合引发剂，该树脂组合物在常温中的粘度为1.0至10.0mPa·s，且相对于所有溶剂，含有30至50重量％的在分子内具有一个乙酰氧基的第一溶剂、0至25重量％的丙二醇二乙酸酯的第二溶剂、30至50重量％的分子内具有3-乙氧基丙酸结构的第三溶剂、以及10至30重量％的具有一个羰基的脂环式化合物的第四溶剂。在此，如能满足任何一种以上下述的条件时则可得到更良好的用于滤色片的遮光性树脂组合物第一溶剂为具有丙二醇骨架者，或第一溶剂在常压下的沸点为140至180℃、第三溶剂在常压下的沸点为160至190℃、第四溶剂在常压下的沸点为160至190℃。此外，本专利技术是具有上述用于滤色片的遮光性树脂组合物的固化膜的滤色片。以下，详细说明本专利技术。本专利技术的用于滤色片的遮光性树脂组合物(以下，称为遮光性树脂组合物)含有80至90重量％的溶剂，以及10至20重量％的除去溶剂的固体成分。在此，除去溶剂的固体成分是固化后所残存的成分，为含有如单体或液状表面活性剂的液状物。本专利技术的遮光性树脂组合物，在常温(25℃)下的粘度为1.0至10.0mPa·s，优选为2.0至7.0mPa·s，更优选为3.0至6.0mPa·s。粘度在上述范围以外时，由于粘度过高或过低，不仅难以进行有一定膜厚的涂布，而且很容易在涂布面上产生纹线、斑驳、裂缝、弹性等缺陷，而不能得到良好的涂布性。粘度的测定可通过市售的粘度计进行，但适合使用如B型粘度计或E型粘度计等旋转式粘度计。本专利技术的用于滤色片的遮光性树脂组合物，虽然溶剂含量为80至90重量％，但为了得到上述范围的粘度，溶剂的含量宜为82至86重量％。本明的用于滤色片的遮光性树脂组合物，其溶剂虽含有第一溶剂、第三溶剂及、第四溶剂，但优选还含有第二溶剂。第一溶剂是在分子内具有一个乙酰氧基(CH3COO-)的溶剂。此第一溶剂优选具有-OCH2CH(CH3)O-所示的丙二醇骨架。在此，丙二醇骨架的氧原子虽然可以成为乙酰氧基的酯键的一部分，但亦可通过丙二醇骨架相互间的缩合或与其它醇类的缩合而形成醚键等，或亦可与氢原子结合而以作为末端的羟基存在。第一溶剂在常压下的沸点优选在140℃至180℃的范围。第一溶剂的例可列举如乙酸烷酯、乙酸芳酯、乙酸芳烷酯、乙二醇单烷基醚乙酸酯、二乙二醇单烷基醚乙酸酯、丙二醇单烷基醚乙酸酯、二丙二醇单烷基醚乙酸酯、烷氧基丁基乙酸酯、烷基烷氧基丁基乙酸酯等1价醇类的乙酸酯，但以具有丙二醇骨架的观点而言，则以丙二醇单烷基醚乙酸酯、二丙二醇单烷基醚乙酸酯等为佳。第二溶剂是丙二醇二乙酸酯。第三溶剂是在分子内具有以CH3CH2OCH2CH2-COO-所示的3-乙氧基丙酸结构的溶剂。在此，具有3-乙氧基丙酸结构的溶剂，以CH3CH2OCH2CH2-COO-R所示的化合物为佳。在此，R是以碳数1至5的烷基为宜。第三溶剂在常压下的沸点在160℃至190℃的范围内。第三溶剂的例可列举如3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯等，而优选3-乙氧基丙酸乙酯。第四溶剂是由分子内具有羰基(C＝O)的脂环式化合物所成的溶剂。较佳为含有碳数4至7的脂环式羰基的化合物。第四溶剂在常压下的沸点优选在160℃至190℃的范围内。第四溶剂的例可列举如2-庚酮、3-庚酮、环戊酮、环己酮等，优选为环己酮。作为第一溶剂，选择具有乙酰氧基结构的理由，可列举如具有适当的沸点及溶解参数的树脂组合物，及通过选择1价、2价的醇类作为原料可得结构的变化，较为廉价而可降低成本。此外，以具有丙二醇骨架的结构为佳的理由可列举如除了上述的理由外，还有减少对环境的破坏等优点。作为第二溶剂，选择丙二醇二乙酸酯的理由，可列举出，不仅在树脂组合物中的黑色颜料分散性优异，且在常压下的沸点高达190℃，因此，在省液型的涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于滤色片的遮光性树脂组合物，其特征为：含有溶剂８０至９０重量％，以及除去溶剂的固体成分的树脂组合物，其中，相对于该固体成分，丙烯酸系感光性树脂为８至３５重量％、黑色颜料为４５至６５重量％、ＨＬＢ值在８以下的硅系表面活性剂为０．００３至０．０２重量％，或ＨＬＢ值在８以下的氟系表面活性剂为０．１至１．０重量％、以及光聚合引发剂，该树脂组合物在常温下的粘度为１．０至１０．０ｍＰａ.ｓ，且相对于所有溶剂，含有３０至５０重量％的分子内具有一个乙酰氧基的第一溶剂、０至２５重量％的丙二醇二乙酸酯的第二溶剂、３０至５０重量％的分子内具有３－乙氧基丙酸结构的第三溶剂、以及１０至３０重量％的具有一个羰基的脂环式化合物的第四溶剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村田泰毅，藤野健一，
申请(专利权)人：新日铁化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]